[发明专利]一种应用于5G通信的多天线校准网络装置

说明书

本发明公开了一种应用于5G通信的多天线校准网络装置,该校准网络装置基于PCB多层压合板实现，包括上、中、下三层金属层及两层介质层。上、下两层为元件焊接及信号传输的金属地层，金属地上开设有连接器焊盘、电阻焊盘、盲槽开窗、阻抗匹配枝节等。中间层为信号校准及传输层，该层由多级功分网络、平行线定向耦合器、相位调节器、阻抗匹配枝节等组成。所述校准网络装置采用PCB介质带状线+多重金属化接地孔屏蔽结构，避免外界环境的影响，确保了各端口校准信号幅度、相位、阻抗等电气特性的一致。显著的提高了多阵列天线端口信号校准能力，特别适用于5G通信的大规模阵列天线系统。

技术领域

本发明涉及移动通信及无线通信领域，尤其涉及一种应用于5G通信的多天线校准网络装置。

背景技术

近年来随着移动通信技术的飞速发展，各种通信终端不断涌现，这不仅丰富和便利了人们的日常生活，同时也带动了无线数据相关产业的迅速增长。例如：AI人工智能、无人驾驶、大数据采集、VR虚拟现实、物联网等，这些应用都需要实时的数据传输和稳定可靠的通信质量，这就对通信系统提出了更高的技术要求。

为满足日益增长的海量数据增长及高速率、低延迟、稳定的通信质量需求，下一代通信系统-5G通信已逐渐成为移动通信行业的研究热点。作为5G通信系统核心技术之一的大规模阵天线系统（Massive MIMO)利用空分多址（SDMA）技术，能极大的增强系统容量及满足海量数据，高速率，稳定的通信质量需求。

目前，大规模天线阵的研究也面临诸多的问题与挑战，为了确保天线阵所有端口的信号一致性，这就需要对所有天线端口进行校准，而信号校准则需要通过校准网络来实现。因此作为大规模天线阵关键部件之一的多天线校准网络，其性能的优劣不但直接影响到大规模阵天线的波束赋形效果，而且间接影响到基站系统的模块化设计。

多天线校准网络是采集大规模天线阵各天线子阵信号幅度和相位一致性的部件，其功能是补偿基站处理器和天线连接带来的幅度误差。传统的校准网络多采用开放式电路的PCB微带线结构，其优点是结构简单，加工方便，但缺点是其电性能受天线内部的电磁环境影响明显，抗干扰能力较差，其幅度相位一致性也相应变差。

传统的校准网络只有依靠PCB加工工艺、PCB材质的稳定性来确保所有射频通道的电气一致性，一但射个别频通道出现异常则无法调整，只有依靠系统侧设备的信号补偿来弥补，这样给系统侧带来了额外相位差及校正工作量。这样严重影响了校准网络的一致性及射频信号校准能力。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单、布局紧凑、性能稳定、不受外界环境影响、电气特性可调的应用于5G通信的多天线校准网络装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于5G通信的多天线校准网络装置，其包括：顶层金属层、中间信号校准传输层和底层金属层，所述顶层金属层与所述中间信号校准传输层之间设有第一介质层，所述中间信号校准传输层与所述底层金属层之间设有第二介质层，所述顶层金属层、第一介质层、中间信号校准传输层、第二介质层和底层金属层为PCB多层压合板结构，所述顶层金属层、底层金属层为元件焊接及信号传输的金属地层，金属地层上开设有连接器焊盘、电阻焊盘、盲槽开窗、阻抗匹配枝节，所述中间信号校准传输层为信号校准及传输层，该层由多级功率分配合成网络、多路定向耦合器、相位调节器、阻抗匹配枝节、终端负载组成。

优选的，所述顶层金属层、中间信号校准传输层、底层金属层和两层介质层共同构成PCB介质带状线结构，所述顶层金属层、中间信号校准传输层和底层金属层的金属地上设有导电接地孔，所述导电接地孔为多重金属化接地孔。

优选的，所述中间信号校准传输层与顶层金属层、底层金属层以及导电接地孔构成密闭式带状线传输线模式。