一種天線陣耦合校準網絡裝置及校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信系統的天線技術，更確切地說是涉及一種天線陣耦合校準網絡裝置及校準方法。
【背景技術】
[0002]在當代蜂窩系統中，用戶對無線數據速率的不斷增長的需求導致有限的帶寬被相鄰的小區共用，所造成的小區間的干擾是數據傳輸速率和服務質量的主要限制因素。處在小區邊緣的用戶受到小區的干擾尤其嚴重。很多無線服務供應商一直在努力改善小區邊緣用戶的服務質量。在這些嘗試中，用多天線技術所提供的更多的自由度來緩解小區邊緣用戶的服務性能下降是最有潛力的方向。同時傳統的4天線、8天線大功率基站系統對基站系統收發信機鏈路模塊的設計難度高，如果將大功率均分到更大規模天線后，如16天線、64天線，將大大降低單天線功率，對基站系統收發信機鏈路設計難度大大降低。因此，大規模智能天線通信將成為一種發展趨勢，而耦合校準網絡作為大規模智能天線的關鍵部件之一，它的實現不但直接影響到大規模智能天線的波束賦形效果，而且間接影響到基站系統的模塊架構設計。
[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網絡裝置，包含N個天線陣元、N個耦合器和若干個功分器/合路器(N多2)。N個天線陣元
(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個微帶定向耦合器與若干個功分器/合路器制作在一塊耦合校準網絡電路板(12)上，該電路板設置在直線天線陣輻射方向的后面，N個微帶定向耦合器在耦合校準網絡電路板上的分布隨N個天線陣元一一對應地分布；一塊金屬反射板(13)，設置在耦合校準網絡電路板后面，使直線天線陣實現定向覆蓋。此外，該裝置還包括是耦合校準網絡與天線陣元的射頻連接器14、8個天線陣輸入/輸出接頭15、和I個校準口輸入/輸出接頭16。該專利天線陣、耦合校準網絡、反射板各為單獨板塊，未集成在同一介質板上，不利于基站系統的集成化；天線陣輸入/輸出接頭及校準口輸入/輸出接頭與基站系統相連是通過在耦合校準網絡邊緣引出射頻連接器或通過直接焊接電纜引出，對于大規模天線陣，必然需要增加射頻連接器或者焊接線纜數量，如此，會顯得雜亂繁瑣，不利于基站系統的小型化和生產。
[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裝置；校準裝置包括介質板(25)、多個接頭(26)及校準網絡(27);校準網絡(27)印制于介質板的表面，包括多個功率分配器形成的功率分配網絡及多個定向耦合器；功率分配器網絡的任一分路端口連接一定向耦合器；接頭內芯直接與功率分配網絡的合路端口或定向耦合器的信號輸入端口連接，且一接頭對應一端口 ；校準裝置固定于安裝板的一側；安裝板(24)設有至少一條折彎條(241)，折彎條(241)貫穿校準裝置固定于反射板(21)上。該專利振子與校準網絡之間通過焊接線纜(28)連接，若為大規模天線陣，線纜數量縱多，不利于生產；振子與校準網絡之間是垂直裝置關系，裝配時還需借助一條折彎條(241)來固定裝置，不利于后續生產，系統集成度不高。
[0005]因此，需要提出一種新的方案，以減小天線尺寸、提高基站系統集成化及小型化性能，便于大規模生產，提高系統可靠性。

【發明內容】

[0006]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種無線陣耦合校準網絡裝置及校準方法，能減小天線尺寸、提高基站系統集成化及小型化性能，便于大規模生產。
[0007]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]本發明提供了一種天線陣耦合校準網絡裝置，其特征在于，所述裝置包括:介質板、耦合校準網絡、天線陣列、第一射頻連接器以及一個第二射頻連接器；
[0009]其中，所述耦合校準網絡設置在所述介質板的一面，所述天線陣列設置在所述介質板的另一面，所述介質板上設有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準網絡通過過孔連接；所述介質板的中間層同時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板上，分別與所述耦合校準網絡連接。
[0010]較佳地，所述耦合校準網絡包括分路/合路器和M個微帶定向耦合器；所述天線陣列包括M個天線陣元，所述第一射頻連接器為M個，所述第二射頻連接器為一個，M為不小于2的整數；
[0011]各個所述天線陣元并聯饋電后通過過孔方式連接所述耦合校準網絡上對應的微帶定向親合器；
[0012]每個所述第一射頻連接器連接一個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個第一射頻連接器和所述第二射頻連接器排布在所述介質板的內部。
[0014]較佳地，每個所述微帶定向耦合器包括兩個微帶，其中一個微帶的一端通過過孔連接對應的天線陣元，另一端連接所述第一射頻連接器。
[0015]較佳地，所述M個天線陣元為直線排列、環形排列或者其他不規則形狀排列。
[0016]較佳地，所述M個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]所述天線陣列中每兩個相鄰天線陣元列之間設置有一條縱向金屬隔板；
[0020]和/或，所述天線陣列的每兩個相鄰天線陣元列之間設置有一條橫向金屬隔板；
[0021]和/或，所述天線陣列的外圍設置有金屬側板。
[0022]較佳地，所述分路/合路器的數量根據分路數和天線陣元個數確定。
[0023]較佳地，所述介質板為印刷電路板PCB。
[0024]本發明又提供了一種天線陣耦合校準網絡校準方法，
[0025]所述方法通過天線陣耦合校準網絡裝置執行，所述裝置包括:介質板、耦合校準網絡、天線陣列、第一射頻連接器以及一個第二射頻連接器；其中，所述耦合校準網絡設置在所述介質板的一面，所述天線陣列設置在所述介質板的另一面，所述介質板上設有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準網絡通過過孔連接；所述介質板的中間層同時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板上，分別與所述耦合校準網絡連接；
[0026]來自基站系統發射通道的射頻信號分別通過所述第一射頻連接器輸入，經由耦合校準網絡耦合作用并合成一路校準信號，該校準信號再通過所述第二射頻連接器輸出到基站系統的校準鏈路。
[0027]本發明又提供了一種天線陣耦合校準網絡校準方法，
[0028]所述方法通過天線陣耦合校準網絡裝置執行，所述裝置包括:介質板、耦合校準網絡、天線陣列、第一射頻連接器以及一個第二射頻連接器；其中，所述耦合校準網絡設置在所述介質板的一面，所述天線陣列設置在所述介質板的另一面，所述介質板上設有過孔，所述天線陣列與所述耦合校準網絡通過過孔連接；所述介質板的中間層同時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板上，分別與所述耦合校準網絡連接；
[0029]