一种天线阵耦合校准网络装置及校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信系统的天线技术，更确切地说是涉及一种天线阵耦合校准网络装置及校准方法。
【背景技术】
[0002]在当代蜂窝系统中，用户对无线数据速率的不断增长的需求导致有限的带宽被相邻的小区共用，所造成的小区间的干扰是数据传输速率和服务质量的主要限制因素。处在小区边缘的用户受到小区的干扰尤其严重。很多无线服务供应商一直在努力改善小区边缘用户的服务质量。在这些尝试中，用多天线技术所提供的更多的自由度来缓解小区边缘用户的服务性能下降是最有潜力的方向。同时传统的4天线、8天线大功率基站系统对基站系统收发信机链路模块的设计难度高，如果将大功率均分到更大规模天线后，如16天线、64天线，将大大降低单天线功率，对基站系统收发信机链路设计难度大大降低。因此，大规模智能天线通信将成为一种发展趋势，而耦合校准网络作为大规模智能天线的关键部件之一，它的实现不但直接影响到大规模智能天线的波束赋形效果，而且间接影响到基站系统的模块架构设计。
[0003]如图1所示，在中国专利CN2755871Y中给出一种直线排列智能天线阵的耦合校准网络装置，包含N个天线阵元、N个耦合器和若干个功分器/合路器(N多2)。N个天线阵元
(11)成直线排列成直线天线阵；耦合器是微带定向耦合器，由两条近距离的金属平行微带组成；N个微带定向耦合器与若干个功分器/合路器制作在一块耦合校准网络电路板(12)上，该电路板设置在直线天线阵辐射方向的后面，N个微带定向耦合器在耦合校准网络电路板上的分布随N个天线阵元一一对应地分布；一块金属反射板(13)，设置在耦合校准网络电路板后面，使直线天线阵实现定向覆盖。此外，该装置还包括是耦合校准网络与天线阵元的射频连接器14、8个天线阵输入/输出接头15、和I个校准口输入/输出接头16。该专利天线阵、耦合校准网络、反射板各为单独板块，未集成在同一介质板上，不利于基站系统的集成化；天线阵输入/输出接头及校准口输入/输出接头与基站系统相连是通过在耦合校准网络边缘引出射频连接器或通过直接焊接电缆引出，对于大规模天线阵，必然需要增加射频连接器或者焊接线缆数量，如此，会显得杂乱繁琐，不利于基站系统的小型化和生产。
[0004]如图2所示，在中国专利CN103746193A中公开了一种智能天线及其校准装置，包括反射板(21)、振子(22)、端盖(23)及连接反射板(21)与端盖(23)的安装板(24)，其中，智能天线还包括校准装置；校准装置包括介质板(25)、多个接头(26)及校准网络(27);校准网络(27)印制于介质板的表面，包括多个功率分配器形成的功率分配网络及多个定向耦合器；功率分配器网络的任一分路端口连接一定向耦合器；接头内芯直接与功率分配网络的合路端口或定向耦合器的信号输入端口连接，且一接头对应一端口 ；校准装置固定于安装板的一侧；安装板(24)设有至少一条折弯条(241)，折弯条(241)贯穿校准装置固定于反射板(21)上。该专利振子与校准网络之间通过焊接线缆(28)连接，若为大规模天线阵，线缆数量纵多，不利于生产；振子与校准网络之间是垂直装置关系，装配时还需借助一条折弯条(241)来固定装置，不利于后续生产，系统集成度不高。
[0005]因此，需要提出一种新的方案，以减小天线尺寸、提高基站系统集成化及小型化性能，便于大规模生产，提高系统可靠性。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线阵耦合校准网络装置及校准方法，能减小天线尺寸、提高基站系统集成化及小型化性能，便于大规模生产。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]本发明提供了一种天线阵耦合校准网络装置，其特征在于，所述装置包括:介质板、耦合校准网络、天线阵列、第一射频连接器以及一个第二射频连接器；
[0009]其中，所述耦合校准网络设置在所述介质板的一面，所述天线阵列设置在所述介质板的另一面，所述介质板上设有过孔，所述天线阵列与所述耦合校准网络通过过孔连接；所述介质板的中间层同时作为接地层和金属反射板；所述第一射频连接器和第二射频连接器排布在所述介质板上，分别与所述耦合校准网络连接。
[0010]较佳地，所述耦合校准网络包括分路/合路器和M个微带定向耦合器；所述天线阵列包括M个天线阵元，所述第一射频连接器为M个，所述第二射频连接器为一个，M为不小于2的整数；
[0011]各个所述天线阵元并联馈电后通过过孔方式连接所述耦合校准网络上对应的微带定向親合器；
[0012]每个所述第一射频连接器连接一个所述微带定向耦合器，所述分路/合路器的合路端口连接所述第二射频连接器。
[0013]较佳地，所述M个第一射频连接器和所述第二射频连接器排布在所述介质板的内部。
[0014]较佳地，每个所述微带定向耦合器包括两个微带，其中一个微带的一端通过过孔连接对应的天线阵元，另一端连接所述第一射频连接器。
[0015]较佳地，所述M个天线阵元为直线排列、环形排列或者其他不规则形状排列。
[0016]较佳地，所述M个天线阵元为等间距排列或者不等间距排列。
[0017]较佳地，所述M个天线阵元为定向方式、单极化方式或者双极化方式。
[0018]较佳地，
[0019]所述天线阵列中每两个相邻天线阵元列之间设置有一条纵向金属隔板；
[0020]和/或，所述天线阵列的每两个相邻天线阵元列之间设置有一条横向金属隔板；
[0021]和/或，所述天线阵列的外围设置有金属侧板。
[0022]较佳地，所述分路/合路器的数量根据分路数和天线阵元个数确定。
[0023]较佳地，所述介质板为印刷电路板PCB。
[0024]本发明又提供了一种天线阵耦合校准网络校准方法，
[0025]所述方法通过天线阵耦合校准网络装置执行，所述装置包括:介质板、耦合校准网络、天线阵列、第一射频连接器以及一个第二射频连接器；其中，所述耦合校准网络设置在所述介质板的一面，所述天线阵列设置在所述介质板的另一面，所述介质板上设有过孔，所述天线阵列与所述耦合校准网络通过过孔连接；所述介质板的中间层同时作为接地层和金属反射板；所述第一射频连接器和第二射频连接器排布在所述介质板上，分别与所述耦合校准网络连接；
[0026]来自基站系统发射通道的射频信号分别通过所述第一射频连接器输入，经由耦合校准网络耦合作用并合成一路校准信号，该校准信号再通过所述第二射频连接器输出到基站系统的校准链路。
[0027]本发明又提供了一种天线阵耦合校准网络校准方法，
[0028]所述方法通过天线阵耦合校准网络装置执行，所述装置包括:介质板、耦合校准网络、天线阵列、第一射频连接器以及一个第二射频连接器；其中，所述耦合校准网络设置在所述介质板的一面，所述天线阵列设置在所述介质板的另一面，所述介质板上设有过孔，所述天线阵列与所述耦合校准网络通过过孔连接；所述介质板的中间层同时作为接地层和金属反射板；所述第一射频连接器和第二射频连接器排布在所述介质板上，分别与所述耦合校准网络连接；
[0029]