一种采用相控阵技术的客户端设备制造技术

技术编号:41412746 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 19:40
本技术公开了一种采用相控阵技术的客户端设备,它包括基板以及安装于基板上且有序连接的毫米波天线、相控阵波束合成芯片、上/下混频器芯片、频综芯片、MCU芯片、手机SOC芯片、电源芯片以及通讯接口;其中,所述相控阵波束合成芯片内设置有接收通道与发射通道,且接收通道与发射通道均设有多个;每个接收通道内设置有低噪声放大器和移相器;所述毫米波天线的振子数与对应的相控阵波束合成芯片内的接收通道或发射通道数量相对应。本技术优点在于,可以扩展5G毫米波的天线阵列,提高发射功率和接收灵敏度,比原5G毫米波SOC芯片做的手机接收灵敏度高,可以克服毫米波手机信号差的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子设备、电子器件,尤其涉及一种采用相控阵技术的客户端设备


技术介绍

1、信息时代通信技术所面临的主要问题就是解决海量数据生成与通信容量不足之间的矛盾,当前主要解决方法之一是每隔几年引入一个新的无线标准来定义新协议,即采用更复杂的调制方案,以增加数据吞吐量,另外一种方式就是增加带宽,著名的香农-哈特利定理指出,通信系统的容量与带宽呈线性函数关系,为了快速传输更多的数据,理论上可以将调制信号(fbw)扩展到更宽的频率范围内来增加其带宽,当前无线通信的发展遵循了这一思路,目前5g蜂窝网络的许可运行频段主要在6ghz频率以下,可用频谱带宽受到一定限制,也就限制了数据率,随着用摄像头拍摄视频(比用手机拍摄抖音小视频或者做直播)和以及在线电影往更高清晰度发展,运行频谱向更高频段拓展是必然的,这样才能顺应趋势要求,毫米波频段(一般指30ghz到300ghz的电磁波频段)无线通信具有频谱宽和较强有效视距通信能力,能够大幅提高带宽、数据传输率,以及降低端到端延时,实现通信容量的大幅提升,因而获得了越来越多的关注并逐渐得到了实际应用,更多毫米波高端频段(一般指>6ghz频段)被使用,毫米波产业链也跟着发展起来,一般认为第五代移动通信技术(5g)将部署毫米波频段的基站,使用支持毫米波频段的手机,将数据容量提高到10gbps以上。

2、提高无线通信数据率的另外一条技术路线是wi-fi,可以清晰地看到,wi-fi4最高40mhz带宽,wi-fi 5和wi-fi 6最高160mhz带宽,wi-fi7最高320mhz带宽,带宽提高得也很快,工作频率从2.4ghz,5ghz提高到6ghz范围,另外就是调制方式从64qam、256qam和1024qam提高到4096qam,进一步增加了数据率,wifi6可以支持9.6gbps,wifi7的最高下载速度可以达到30gbps,已经超过5g毫米波的最高下载速率,目前已经有很多手机支持wi-fi6e,普通wifi6路由器都是3.6gbps,手机端是1.2gbps主要频段是2.4ghz和5.8ghz,wi-fi7有三个频段,分别是2.4ghz,5ghz,6ghz,频率越高速度越快,而且这三个频段可以同时工作。

3、总之,无线蜂窝通信和无线wi-fi连接都在提高数据率,而且5g毫米波跟wi-fi6e的高速数据率基本匹配。

4、但是,不是所有终端设备都支持新标准,总会有人在使用旧手机,就会有困难让每个人都可以马上享受新技术带来的数据率提升的好处,另外一个问题是毫米波频段的电磁波在空气中的衰减比厘米波的衰减大,每个基站覆盖的范围变小,5g毫米波一个重要技术就是使用相控阵方式,利用波束合成提高收发距离。因为成本限制,总会有手机进入基站不能很好服务的范围。


技术实现思路

1、本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种采用相控阵技术的客户端设备的设计制造方法。

2、为了实现上述目的,本技术采用了如下技术方案:

3、一种采用相控阵技术的客户端设备,它包括

4、基板,作为安装载体;

5、相控阵波束合成芯片,安装于基板上;

6、毫米波天线,安装于基板上且位于相控阵波束合成芯片旁并与相控阵波束合成芯片连接,或集成于相控阵波束合成芯片上;

7、上/下混频器芯片,安装于基板上并与相控阵波束合成芯片连接;

8、频综芯片,安装于基板上并与上/下混频器芯片连接;

9、手机soc芯片,支持毫米波cpe,安装于基板上并与上/下混频器芯片连接;

10、mcu芯片,安装于基板上并与频综芯片和手机soc芯片连接;

11、电源芯片,安装于基板且与手机soc芯片连接,用于为相控阵波束合成芯片、上/下混频器芯片、频综芯片、手机soc芯片和独立mcu芯片供电;以及

12、通讯接口,安装于基板上并与电源芯片连接;

13、其中,所述相控阵波束合成芯片内设置有接收通道与发射通道,且接收通道与发射通道均设有多个;每个接收通道内设置有低噪声放大器和移相器;

14、所述毫米波天线的振子数与对应的相控阵波束合成芯片内的通道数量相对应;

15、接收信号时,所述毫米波天线接收到射频信号,经过相控阵波束合成芯片的接收通道放大和相位调整后,由上/下混频器芯片变换至模拟基带信号,在基板上经过滤波处理后,送手机soc芯片;

16、发射信号时,由手机soc芯片将所要发射的数据转换为模拟基带信号,在基板上做滤波后,由上/下混频器芯片变换到毫米波频段,由相控阵波束合成芯片的发射通道内的功率放大器放大,由毫米波天线发射。

17、进一步的,所述基板表面设置有定位点,所述相控阵波束合成芯片通过uv胶水贴合至基板的定位点。

18、进一步的,所述毫米波天线通过uv胶水贴合在基板表面。

19、进一步的,所述上/下混频器芯片通过焊接固定在基板表面。

20、进一步的,所述频综芯片包括锁相环和压控振荡器,所述频综芯片焊接在基板上,为毫米波信号处理提供本振信号。

21、进一步的,所述通讯接口位于基板的端部,且所通讯接口为usb接口。

22、进一步的,所述手机soc芯片采用的内置程序方式为热点模式,且频综芯片、上/下混频器芯片和相控阵波束合成芯片均使用独立的配置mcu。

23、进一步的,它还包括2.4ghzwi-fi天线与5.8ghz wi-fi天线,所述2.4ghz wi-fi天线与5.8ghz wi-fi天线均印制在基板上并均与手机soc芯片连接。

24、进一步的,所述相控阵波束合成芯片、毫米波天线、上/下混频器芯片均设置m组且一一对应连接,其中m为正整数。

25、本技术与现有技术相比,其有益效果为:

26、1.本技术提供的5g毫米波客户终端设备,可以扩展5g毫米波的天线阵列,提高发射功率和接收灵敏度,比原5g毫米波soc芯片做的手机接收灵敏度高,可以克服毫米波手机信号差的缺点。

27、2.该用户终端可以安装到不支持5g毫米波的sub6ghz的5g手机或者4g手机上,让旧手机享受5g毫米波的高数据率,同时该用户终端也可以安装到充电宝上,用热点方式支持笔记本电脑和平板(ipad)上网,不仅提高数据传输率,还降低了使用市政或者商户提供的免费wi-fi时的数据安全风险。

28、3.本技术的生产成本较低,室内外使用都比普通毫米波手机收发距离更远,既享受了毫米波的高速数据率,又解决了毫米波传输距离短的缺点,因此有重要的价值。

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【技术保护点】

1.一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,它包括

2.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述基板表面设置有定位点,所述相控阵波束合成芯片通过UV胶水贴合至基板的定位点。

3.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述毫米波天线通过UV胶水贴合在基板表面。

4.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述上/下混频器芯片通过焊接固定在基板表面。

5.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述频综芯片包括锁相环和压控振荡器,所述频综芯片焊接在基板上,为毫米波信号处理提供本振信号。

6.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述通讯接口位于基板的端部,且所通讯接口为USB接口。

7.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述手机SOC芯片采用的内置程序方式为热点模式,且频综芯片、上/下混频器芯片和相控阵波束合成芯片均使用独立的配置MCU。

8.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,它还包括2.4GHz Wi-Fi天线与5.8GHz Wi-Fi天线,所述2.4GHz Wi-Fi天线与5.8GHz Wi-Fi天线均印制在基板上并均与手机SOC芯片连接。

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【技术特征摘要】

1.一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,它包括

2.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述基板表面设置有定位点,所述相控阵波束合成芯片通过uv胶水贴合至基板的定位点。

3.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述毫米波天线通过uv胶水贴合在基板表面。

4.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述上/下混频器芯片通过焊接固定在基板表面。

5.根据权利要求1所述的一种采用相控阵技术的客户端设备,其特征在于,所述频综芯片包括锁相环和压控振荡器,所述频综芯片焊接在基板上,为毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员:章新明牛旭磊何荣文
申请(专利权)人:深圳芯盛思技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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