[实用新型]一种智能天线校准装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线通讯领域，涉及一种智能天线校准装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，智能天线技术获得越来越多的应用，使得通 讯质量和覆盖范围等大幅提升。一般的智能天线技术需要用到阵列天线进行 波束赋形等。为了准确地形成波束，需要对阵列天线中的各单元的幅度和相 位进行精确控制；但由于制造工艺水平、器件的离散型和环境等差异，各收 发单元间的幅度和相位不可能做到与理论完全一致，这就需要对其进行校准， 获得通道特性后通过硬件或软件来反补实现各收发单元精确的幅度和相位控 制。

传统的校准方案如图1所示(可参见中国专利文献CN201878144U)，一 般在天线和收发单元间加定向耦合器，提取部分信号，然后通过合路器(功 分器)阵列把各个耦合信号合为一路。接收校准时，合路口加入信号，通过 功分网络和耦合器进入各收发单元，然后通过各收发通道的接收机检测，计 算各路的参数进行校准；发射时，各收发单元发射信号，从合路口判断合路 信号的情况计算各通道间的幅度和相位误差，进行校准。

图1为线阵列天线的校准部分的示意图，图2为圆阵列天线的校准部分 的示意图。

作为后续各收发单元的基准，校准通道的一致性有严格的要求，一般要 保证合路口到各个收发单元通道的插损和相位严格一致；这就对布局要求比 较苛刻，要求布局走线严格等长、一样或镜像等；而通道数量较多(尤其是 环形整列)时，为了保证要求，校准通道将占大量的面积，另外走线、布局 大后，一致性也会降低，很难满足设备小型化的需求；另外合路器一般用威 尔金森合路器或辐射型合路器，各口间隔离度也不会很高，部分情况下对性 能会有些影响。

实用新型内容

本实用新型提出了一种新的智能天线校准装置，尽可能减小了对校准通 路的布局面积、以及对走线的苛刻要求，实现了产品小型化。

本实用新型的方案如下：

智能天线校准装置，包括耦合单元、分合路单元和开关单元，所述分合 路单元由一分二功分器和二合一合路器组成；每路经过耦合单元提取的收发 信单元的耦合信号，通过所述一分二功分器分为两路，对应于相邻两路收发 信单元的功分后的耦合信号再通过所述二合一合路器合路；所有二合一合路 器合路后的信号再通过开关单元实现选通合路。

以通常天线和耦合单元的布置方式为例，设N个收发信单元经过耦合单 元得出N路信号，则对应有N个一分二功分器和N或N-1个二合一合路器(对 于圆阵列天线，通常有N个二合一合路器；对于线阵列天线，通常有N-1个 二合一合路器)，开关单元实现二合一合路器后信号的选通合路。

上述开关单元可以是单刀多掷开关或由多级开关构成的开关网络。

对于圆阵列天线，所述一分二功分器、二合一合路器以及开关单元可以 按照由外向内依次分层布置。

对于线阵列天线，所述一分二功分器、二合一合路器以及开关单元可以 沿远离天线的方向依次分层布置。

本实用新型具有以下技术效果：

通过增设的分合路单元(一分二功分器和二合一合路器)使得一致性要 求仅限于分合路单元和耦合单元，从而能够大大提高空间利用率，减小了对 校准通路的布局面积、以及对走线的苛刻要求，实现了产品小型化。

附图说明

图1为传统方案线阵列天线的校准部分的示意图；其中，1-电阻，2-天线， 3-定向耦合器，4-天线输入端口，5-功率分配器，6-校准端口。

图2为传统方案圆阵列天线的校准部分的示意图。

图3为本实用新型的线阵列天线的校准部分的示意图。

图4为本实用新型的圆阵列天线的校准部分的示意图；其中，7-耦合单元， 8-分合路单元，9-开关单元。

具体实施方式

如图3、4所示，本实用新型在架构上包含耦合单元、分合路单元和开关 单元三个部分。

耦合单元：位于天线和收发单元间的定向耦合器，用于提取各收发信单 元的信号。

分合路单元：把每个收发信单元通过耦合单元耦合出来的信号，通过一 分二功分器分为两路，然后再把功分的后相邻两路收发信单元信号通过二合 一合路器合路。

开关单元：为N选一开关阵列，把分合路单元合路后的信号通过开关阵 列实现N选一合路。

校准通道每一路耦合回来后通过功分器分为两路，和相邻的通道的功分 后的信号通过合路器合成一路，这样合路完后的每一路信号都包含对应相邻 的两个通道的信息。合路后的各路信号通过开关网络再把多路选通合为一路。 后续可以通过开关网络的切换，来选择提取哪两路相邻的校准通通道的信息， 从而可以开关网络，依次获得相邻两通道的相位和幅度校准信息。由于各校 准通道可能存在差异的部分只有合路器到耦合器之间的电路，后面的开关网 络是公用的，所以只要求各通道耦合器、功分器和合路器部分严格按照相同 的参数设计和布局就可以了；后面的开关部分的网络可以按布局来调整，不 影响校准。