[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于5G通信的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810907970.8
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108768549B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成院波;陳年南;董必勇;夏婷
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山恩電開通信設(shè)備有限公司
• 主分類號: H04B17/12
• 分類號: H04B17/12;H04B17/21
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于5G通信的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置,該校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置基于PCB多層壓合板實(shí)現(xiàn)，包括上、中、下三層金屬層及兩層介質(zhì)層。上、下兩層為元件焊接及信號傳輸?shù)慕饘俚貙樱饘俚厣祥_設(shè)有連接器焊盤、電阻焊盤、盲槽開窗、阻抗匹配枝節(jié)等。中間層為信號校準(zhǔn)及傳輸層，該層由多級功分網(wǎng)絡(luò)、平行線定向耦合器、相位調(diào)節(jié)器、阻抗匹配枝節(jié)等組成。所述校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置采用PCB介質(zhì)帶狀線+多重金屬化接地孔屏蔽結(jié)構(gòu)，避免外界環(huán)境的影響，確保了各端口校準(zhǔn)信號幅度、相位、阻抗等電氣特性的一致。顯著的提高了多陣列天線端口信號校準(zhǔn)能力，特別適用于5G通信的大規(guī)模陣列天線系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動通信及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于5G通信的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置。

背景技術(shù)

近年來隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種通信終端不斷涌現(xiàn)，這不僅豐富和便利了人們的日常生活，同時也帶動了無線數(shù)據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速增長。例如：AI人工智能、無人駕駛、大數(shù)據(jù)采集、VR虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)等，這些應(yīng)用都需要實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸和穩(wěn)定可靠的通信質(zhì)量，這就對通信系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)要求。

為滿足日益增長的海量數(shù)據(jù)增長及高速率、低延遲、穩(wěn)定的通信質(zhì)量需求，下一代通信系統(tǒng)-5G通信已逐漸成為移動通信行業(yè)的研究熱點(diǎn)。作為5G通信系統(tǒng)核心技術(shù)之一的大規(guī)模陣天線系統(tǒng)（Massive?MIMO)利用空分多址（SDMA）技術(shù)，能極大的增強(qiáng)系統(tǒng)容量及滿足海量數(shù)據(jù)，高速率，穩(wěn)定的通信質(zhì)量需求。

目前，大規(guī)模天線陣的研究也面臨諸多的問題與挑戰(zhàn)，為了確保天線陣所有端口的信號一致性，這就需要對所有天線端口進(jìn)行校準(zhǔn)，而信號校準(zhǔn)則需要通過校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。因此作為大規(guī)模天線陣關(guān)鍵部件之一的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，其性能的優(yōu)劣不但直接影響到大規(guī)模陣天線的波束賦形效果，而且間接影響到基站系統(tǒng)的模塊化設(shè)計。

多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)是采集大規(guī)模天線陣各天線子陣信號幅度和相位一致性的部件，其功能是補(bǔ)償基站處理器和天線連接帶來的幅度誤差。傳統(tǒng)的校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)多采用開放式電路的PCB微帶線結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但缺點(diǎn)是其電性能受天線內(nèi)部的電磁環(huán)境影響明顯，抗干擾能力較差，其幅度相位一致性也相應(yīng)變差。

傳統(tǒng)的校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)只有依靠PCB加工工藝、PCB材質(zhì)的穩(wěn)定性來確保所有射頻通道的電氣一致性，一但射個別頻通道出現(xiàn)異常則無法調(diào)整，只有依靠系統(tǒng)側(cè)設(shè)備的信號補(bǔ)償來彌補(bǔ)，這樣給系統(tǒng)側(cè)帶來了額外相位差及校正工作量。這樣嚴(yán)重影響了校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的一致性及射頻信號校準(zhǔn)能力。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊、性能穩(wěn)定、不受外界環(huán)境影響、電氣特性可調(diào)的應(yīng)用于5G通信的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于5G通信的多天線校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置，其包括：頂層金屬層、中間信號校準(zhǔn)傳輸層和底層金屬層，所述頂層金屬層與所述中間信號校準(zhǔn)傳輸層之間設(shè)有第一介質(zhì)層，所述中間信號校準(zhǔn)傳輸層與所述底層金屬層之間設(shè)有第二介質(zhì)層，所述頂層金屬層、第一介質(zhì)層、中間信號校準(zhǔn)傳輸層、第二介質(zhì)層和底層金屬層為PCB多層壓合板結(jié)構(gòu)，所述頂層金屬層、底層金屬層為元件焊接及信號傳輸?shù)慕饘俚貙樱饘俚貙由祥_設(shè)有連接器焊盤、電阻焊盤、盲槽開窗、阻抗匹配枝節(jié)，所述中間信號校準(zhǔn)傳輸層為信號校準(zhǔn)及傳輸層，該層由多級功率分配合成網(wǎng)絡(luò)、多路定向耦合器、相位調(diào)節(jié)器、阻抗匹配枝節(jié)、終端負(fù)載組成。

優(yōu)選的，所述頂層金屬層、中間信號校準(zhǔn)傳輸層、底層金屬層和兩層介質(zhì)層共同構(gòu)成PCB介質(zhì)帶狀線結(jié)構(gòu)，所述頂層金屬層、中間信號校準(zhǔn)傳輸層和底層金屬層的金屬地上設(shè)有導(dǎo)電接地孔，所述導(dǎo)電接地孔為多重金屬化接地孔。

優(yōu)選的，所述中間信號校準(zhǔn)傳輸層與頂層金屬層、底層金屬層以及導(dǎo)電接地孔構(gòu)成密閉式帶狀線傳輸線模式。