一種天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置及校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)的天線技術(shù)，更確切地說是涉及一種天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置及校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)代蜂窩系統(tǒng)中，用戶對(duì)無線數(shù)據(jù)速率的不斷增長(zhǎng)的需求導(dǎo)致有限的帶寬被相鄰的小區(qū)共用，所造成的小區(qū)間的干擾是數(shù)據(jù)傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量的主要限制因素。處在小區(qū)邊緣的用戶受到小區(qū)的干擾尤其嚴(yán)重。很多無線服務(wù)供應(yīng)商一直在努力改善小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量。在這些嘗試中，用多天線技術(shù)所提供的更多的自由度來緩解小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)性能下降是最有潛力的方向。同時(shí)傳統(tǒng)的4天線、8天線大功率基站系統(tǒng)對(duì)基站系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)鏈路模塊的設(shè)計(jì)難度高，如果將大功率均分到更大規(guī)模天線后，如16天線、64天線，將大大降低單天線功率，對(duì)基站系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)鏈路設(shè)計(jì)難度大大降低。因此，大規(guī)模智能天線通信將成為一種發(fā)展趨勢(shì)，而耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)作為大規(guī)模智能天線的關(guān)鍵部件之一，它的實(shí)現(xiàn)不但直接影響到大規(guī)模智能天線的波束賦形效果，而且間接影響到基站系統(tǒng)的模塊架構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0003]如圖1所示，在中國專利CN2755871Y中給出一種直線排列智能天線陣的耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置，包含N個(gè)天線陣元、N個(gè)耦合器和若干個(gè)功分器/合路器(N多2)。N個(gè)天線陣元
(11)成直線排列成直線天線陣；耦合器是微帶定向耦合器，由兩條近距離的金屬平行微帶組成；N個(gè)微帶定向耦合器與若干個(gè)功分器/合路器制作在一塊耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電路板(12)上，該電路板設(shè)置在直線天線陣輻射方向的后面，N個(gè)微帶定向耦合器在耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電路板上的分布隨N個(gè)天線陣元一一對(duì)應(yīng)地分布；一塊金屬反射板(13)，設(shè)置在耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電路板后面，使直線天線陣實(shí)現(xiàn)定向覆蓋。此外，該裝置還包括是耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)與天線陣元的射頻連接器14、8個(gè)天線陣輸入/輸出接頭15、和I個(gè)校準(zhǔn)口輸入/輸出接頭16。該專利天線陣、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、反射板各為單獨(dú)板塊，未集成在同一介質(zhì)板上，不利于基站系統(tǒng)的集成化；天線陣輸入/輸出接頭及校準(zhǔn)口輸入/輸出接頭與基站系統(tǒng)相連是通過在耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)邊緣引出射頻連接器或通過直接焊接電纜引出，對(duì)于大規(guī)模天線陣，必然需要增加射頻連接器或者焊接線纜數(shù)量，如此，會(huì)顯得雜亂繁瑣，不利于基站系統(tǒng)的小型化和生產(chǎn)。
[0004]如圖2所示，在中國專利CN103746193A中公開了一種智能天線及其校準(zhǔn)裝置，包括反射板(21)、振子(22)、端蓋(23)及連接反射板(21)與端蓋(23)的安裝板(24)，其中，智能天線還包括校準(zhǔn)裝置；校準(zhǔn)裝置包括介質(zhì)板(25)、多個(gè)接頭(26)及校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)(27);校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)(27)印制于介質(zhì)板的表面，包括多個(gè)功率分配器形成的功率分配網(wǎng)絡(luò)及多個(gè)定向耦合器；功率分配器網(wǎng)絡(luò)的任一分路端口連接一定向耦合器；接頭內(nèi)芯直接與功率分配網(wǎng)絡(luò)的合路端口或定向耦合器的信號(hào)輸入端口連接，且一接頭對(duì)應(yīng)一端口 ；校準(zhǔn)裝置固定于安裝板的一側(cè)；安裝板(24)設(shè)有至少一條折彎條(241)，折彎條(241)貫穿校準(zhǔn)裝置固定于反射板(21)上。該專利振子與校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)之間通過焊接線纜(28)連接，若為大規(guī)模天線陣，線纜數(shù)量縱多，不利于生產(chǎn)；振子與校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)之間是垂直裝置關(guān)系，裝配時(shí)還需借助一條折彎條(241)來固定裝置，不利于后續(xù)生產(chǎn)，系統(tǒng)集成度不高。
[0005]因此，需要提出一種新的方案，以減小天線尺寸、提高基站系統(tǒng)集成化及小型化性能，便于大規(guī)模生產(chǎn)，提高系統(tǒng)可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置及校準(zhǔn)方法，能減小天線尺寸、提高基站系統(tǒng)集成化及小型化性能，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明提供了一種天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于，所述裝置包括:介質(zhì)板、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、天線陣列、第一射頻連接器以及一個(gè)第二射頻連接器；
[0009]其中，所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在所述介質(zhì)板的一面，所述天線陣列設(shè)置在所述介質(zhì)板的另一面，所述介質(zhì)板上設(shè)有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通過過孔連接；所述介質(zhì)板的中間層同時(shí)作為接地層和金屬反射板；所述第一射頻連接器和第二射頻連接器排布在所述介質(zhì)板上，分別與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接。
[0010]較佳地，所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)包括分路/合路器和M個(gè)微帶定向耦合器；所述天線陣列包括M個(gè)天線陣元，所述第一射頻連接器為M個(gè)，所述第二射頻連接器為一個(gè)，M為不小于2的整數(shù)；
[0011]各個(gè)所述天線陣元并聯(lián)饋電后通過過孔方式連接所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)上對(duì)應(yīng)的微帶定向親合器；
[0012]每個(gè)所述第一射頻連接器連接一個(gè)所述微帶定向耦合器，所述分路/合路器的合路端口連接所述第二射頻連接器。
[0013]較佳地，所述M個(gè)第一射頻連接器和所述第二射頻連接器排布在所述介質(zhì)板的內(nèi)部。
[0014]較佳地，每個(gè)所述微帶定向耦合器包括兩個(gè)微帶，其中一個(gè)微帶的一端通過過孔連接對(duì)應(yīng)的天線陣元，另一端連接所述第一射頻連接器。
[0015]較佳地，所述M個(gè)天線陣元為直線排列、環(huán)形排列或者其他不規(guī)則形狀排列。
[0016]較佳地，所述M個(gè)天線陣元為等間距排列或者不等間距排列。
[0017]較佳地，所述M個(gè)天線陣元為定向方式、單極化方式或者雙極化方式。
[0018]較佳地，
[0019]所述天線陣列中每?jī)蓚€(gè)相鄰天線陣元列之間設(shè)置有一條縱向金屬隔板；
[0020]和/或，所述天線陣列的每?jī)蓚€(gè)相鄰天線陣元列之間設(shè)置有一條橫向金屬隔板；
[0021]和/或，所述天線陣列的外圍設(shè)置有金屬側(cè)板。
[0022]較佳地，所述分路/合路器的數(shù)量根據(jù)分路數(shù)和天線陣元個(gè)數(shù)確定。
[0023]較佳地，所述介質(zhì)板為印刷電路板PCB。
[0024]本發(fā)明又提供了一種天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)方法，
[0025]所述方法通過天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置執(zhí)行，所述裝置包括:介質(zhì)板、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、天線陣列、第一射頻連接器以及一個(gè)第二射頻連接器；其中，所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在所述介質(zhì)板的一面，所述天線陣列設(shè)置在所述介質(zhì)板的另一面，所述介質(zhì)板上設(shè)有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通過過孔連接；所述介質(zhì)板的中間層同時(shí)作為接地層和金屬反射板；所述第一射頻連接器和第二射頻連接器排布在所述介質(zhì)板上，分別與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接；
[0026]來自基站系統(tǒng)發(fā)射通道的射頻信號(hào)分別通過所述第一射頻連接器輸入，經(jīng)由耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)耦合作用并合成一路校準(zhǔn)信號(hào)，該校準(zhǔn)信號(hào)再通過所述第二射頻連接器輸出到基站系統(tǒng)的校準(zhǔn)鏈路。
[0027]本發(fā)明又提供了一種天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)方法，
[0028]所述方法通過天線陣耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置執(zhí)行，所述裝置包括:介質(zhì)板、耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、天線陣列、第一射頻連接器以及一個(gè)第二射頻連接器；其中，所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在所述介質(zhì)板的一面，所述天線陣列設(shè)置在所述介質(zhì)板的另一面，所述介質(zhì)板上設(shè)有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通過過孔連接；所述介質(zhì)板的中間層同時(shí)作為接地層和金屬反射板；所述第一射頻連接器和第二射頻連接器排布在所述介質(zhì)板上，分別與所述耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接；
[0029]