[發明專利]天線校準裝置

有效

• 申請號: 201810548252.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110557205B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 吳博;吳利剛;吳潤苗;張建
• 申請（專利權）人: 康普技術有限責任公司
• 主分類號: H04B17/11
• 分類號: H04B17/11;H04B17/21;H04B17/382;H01P5/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄒丹

本公開涉及一種天線校準裝置。具體涉及一種耦合電路。該耦合電路包括第一耦合裝置。第一耦合裝置包括：具有第一端以接收信號的傳輸線和分別在傳輸線的兩側并與傳輸線耦合的兩條耦合線。其中，每條耦合線的靠近傳輸線的第一端的一端提供信號的耦合分量。

技術領域

本公開總體上涉及天線技術領域。更具體來說，本公開涉及一種用于天線陣列的多通道校準裝置。

背景技術

智能天線，又稱為自適應陣列天線，在現代移動通信系統中具有廣泛的應用。通過調節發送到各天線輻射元件的信號的幅度和相位特性，智能天線能夠產生空間定向波束，使天線主波束對準特定的用戶方向。由于充分利用波束的空間特性，智能天線在改善系統的通信距離、容量、鏈路質量等方面效果顯著。

波束成形網絡是智能天線的重要組成部分。在包含智能天線的基站中，射頻收發機(TRX)發射的信號經由射頻端口進入波束成形網絡。在波束成形網絡中，信號被分成與多個輻射元件或者多列輻射元件對應的多路。對每一路上的信號進行獨立的幅度、相位和延遲特征的調整。經波束成形后的多路信號送到輻射單元中的相應輻射元件或者相應一列輻射元件。每個輻射元件或每列輻射元件產生獨立的空間定向波束，經過干涉疊加使最終波束呈現很好的指向性。

為了形成所需的理想波束，從射頻收發機到各個輻射元件或各列輻射元件的各個發送/接收通道需保證幅度相位特性的一致，才能使得實際得到的波束與預期通過波束成形網絡的調整得到的波束吻合。而在實際設計中，由于射頻模擬器件的復雜性和加工限制，很難保證多個發送/接收通道的特性完全相同。在未補償通道差異性的情況下，智能天線的性能會極大惡化。因此，需要一種能夠確定通道差異性以便對這種差異性進行補償的校準裝置。

現有的校準裝置采集各個發送/接收通道上的信號的一部分能量，并將能量組合到一個校準端口輸出。圖1是圖示校準裝置20的基本結構和原理的示意圖。圖1中圖示的校準裝置20用于在天線陣列中具有八個輻射單元10的天線。每個輻射單元10可以包括一個輻射元件或者各個輻射元件的垂直布置的列。對于具有八個輻射單元10的天線，校準裝置20可以包括八個信號輸入端口11。每個信號輸入端口11經由波束成形網絡連接到相應的射頻收發機(未示出)。在發射模式下，天線的每個射頻收發機可以輸出要被發送的RF信號的子分量。RF信號的子分量經由波束成形網絡到達相應的輸入端口11，由此被輸入到校準裝置20。在校準裝置20處，該子分量通過相應的傳輸線13被傳遞到相應的輸出端口12，并進入相應的輻射單元10。

為了采集從信號輸入端口11到輻射單元10之間的傳輸線13上的信號的一部分，校準裝置20可以包括八個定向耦合器22。每個定向耦合器22是一個四端口器件。校準裝置20還包括級聯功分器24以提供單個校準端口25。定向耦合器22和級聯功分器24一起形成了輻射單元10到校準端口之間的校準網絡。在例如用于發射通道的校準操作中，可以通過射頻收發機發射校準測試信號。該校準測試信號傳遞經過波束成形網絡，并在相應的輸入端口11處被輸入到校準裝置20。校準測試信號的各個子分量的一小部分功率經由相應的定向耦合器22從其耦合端口23輸出，并被傳遞到級聯功分器24。對于具有八個輻射單元的天線，級聯功分器24可以是3級級聯Wilkinson功分器電路，以將耦合端口23輸出的各耦合信號兩兩組合，并最終組合為復合校準測試信號。復合校準測試信號通過校準端口25從校準裝置輸出。校準端口25可以連接到校準收發機。校準收發機可以將復合測試信號與參考測試信號進行比較，由此能夠檢測各個發送通道的幅度/相位一致性。基于該比較，可以調整發射通道上各信號分量的幅度、相位和延遲特性，以補償發送通道之間的幅度/相位差異，實現期望的波束圖案。

在輻射單元數量較大時，現有的校準裝置需要大量的耦合器和功分器，使得校準裝置的尺寸往往較大，難以滿足天線高度集成與小型化的要求。