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透过华为专利看5G NR的 AAU到底长什么样?

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在前面的推文中,感谢蜉蝣采采,我们学习了有关RRU和AAU的相关知识。AAU是5G NR的基本形态。它集成了RRU和天线的功能。那么我们今天接着学习AAU的相关知识。

在之前介绍华为最新5G天线技术的时候,我们提到了网络上搜索到的三篇华为天线系统相关的专利。其中一篇就是《华为基站天线专利一《天线系统和基站》》。那么我们今天就重点学习一下这篇专利。看看从中能不能窥视5G NR AAU的内部模样。


No.1 知识点回顾:
1.1  什么是RRU

我们读了蜉蝣采采的文章,《一文看懂RRU:基站辐射的「万恶之源」》知道,RRU就是射频拉远单元,Remote Radio Unit的简称。主要功能是完成BB到射频的转化,然后靠近天线端以减少天线馈线的损耗。那RRU就是和BBU的距离拉远了,所以叫做射频拉远单元

BBU和RRU之间的链接用光纤链接,光纤的传输速率大家是心里倍清的吧。这样做的好处就是,RRU跟着天线跑,能拉多远拉多远。BBU呆在机房里面吃着火锅,吹着空调。



1.2  什么是AAU

我们再借用蜉蝣采采的图,AAU就是Active Antenna Unit,有源天线单元。就是把原来的RRU和天线封装到一起,既然我们可以把馈线变短,我们就可以把馈线干掉。谁让它又贵又坏呢(坏是指带来损耗和PIM)。其实AAU并不是5G NR独有,最早的名字叫做 AAS,Active Antenna System,有源天线系统,名字不重要,重要的是肚子里装的是什么,我们还可以叫它:YYTXDY,汉语拼音首字母怎么这么难懂?

下图是一款5G NR AAU的结构参数,是不是长的很帅。里面更帅。







No.2 剖析专利学技术
本申请提供了一种天线系统和基站。该天线系统包括辐射阵列,收发TRX单元和滤波器组;其中,辐射阵列包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组,发射天线单元组用于发射信号,接收天线单元组用于接收信号,收发TRX单元包括发射模块和接收模块,滤波器组包括第一类滤波器和第二类滤波器,第一类滤波器连接发射天线单元组与发射模块之间,第二类滤波器连接在接收天线单元组与接收模块之间。本申请的天线系统能够减少发射信号产生的PIM信号对接收信号的干扰。

这边小木匠有一个疑惑,为什么辐射阵列包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组?为什么不是收发共用天线?天线数量平白无故的增加了一倍?如果是时分双工系统,那岂不是滤波器也增加了一倍?频分双工系统到还说得通,利用双工器收发合路共用一个天线不好吗?减少发射信号产生的PIM对接收信号的干扰?这又是什么技术? 

我们带着这些问题去剖析一下这个专利。

2.1 专利的权利要求

一项发明为什么要去申请专利?那就是通过公布技术来保护自己的设计。那如何保护首先就是看它的权利要求是什么?其实主要的权利要求就是要求1,这个是整个专利的基础,后面所有的要求项都是通过要求1展开,以完成全方位无死角的保护。

1.一种天线系统,其特征在于,包括:辐射阵列,包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组,所述发射天线单元组用于向外发射信号,所述接收天线单元组用于接收信号;收发TRX单元,包括发射模块和接收模块;滤波器组,包括第一类滤波器和第二类滤波器,其中,所述第一类滤波器连接在所述发射天线单元组与所述发射模块之间,所述第二类滤波器连接在所述接收天线单元组与所述接收模块之间。

这不就是现在所有AAU的架构吗?我们在《每周新建10000座5G基站,华为到手8.8亿?》刚介绍过,就是下图的RRU和天线集成到一个单元,构成AAU。其架构包括AD/DA,TRX,PA/LNA,滤波器,天线。那唯一小木匠觉得没见过的就是收发天线组分开,收发滤波器组分开。难道这个创新点?

2.2 按图索骥,索得到吗?

小木匠看专利有个特点,就是先看图,看不懂图了再去看正文。专利正文太难读了,佶屈聱牙,艰难晦涩。让我这土生土长的中国人都读不懂中国话。

先看图:

图1是本申请实施例的天线系统的示意图;

图2是本申请实施例的辐射阵列中的天线单元组的排布示意图;

图4是本申请实施例的辐射阵列中的天线单元组的排布示意图;

图5是本申请实施例的馈电装置的排布示意图;

图6是本申请实施例的由双极化缝隙构成的馈电装置的排布示意图;


图7是本申请实施例的由双极化馈电针构成的馈电装置的示意图;

图8是滤波器组与馈电装置集成在一起的示意图;

通过专利的图示,小木匠好像还没解开刚开始的疑问?你们解开了吗?


在传统的天线系统中,天线系统的天线阵列既用于向外发射信号又用于从天线系统之外接收信号,而天线系统发射的不同频段的信号会产生PIM信号,该PIM信号会对天线系统接收到的信号产生较大的干扰,从而导致天线系统接收到的信号的质量较差。产生这种现象的主要原因是传统天线系统中的天线阵列是复用的(既需要发射信号又需要接收信号),导致天线系统发射的不同频段产生的PIM信号和天线系统接收到的信号会经过相同的物理通道,从而使得PIM信号对天线系统接收到的信号产生干扰。因此,为了减少PIM信号对接收信号产生的干扰,可以在天线系统中独立设置专门用于发射信号的发射天线单元组和专门用于接收信号的接收单元组,并采用不同的滤波器分别将发射天线单元组和接收天线单元组与TRX单元相连,使得传输发射信号与接收信号的物理通道完全隔离开,从而减少或者尽可能的消除PIM信号对天线系统接收到的信号产生的干扰。
 
通过收发不共用天线来降低发射链路的互调对接收的影响?你在逗我吗?


来源:射频学堂
System
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首次发布时间:2023-03-05
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射频学堂
硕士 学射频,就来射频学堂。
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