一種並聯組合智能天線校準耦合裝置和方法
2023-07-08 07:03:46 1
一種並聯組合智能天線校準耦合裝置和方法
【專利摘要】本發明提出一種並聯組合智能天線校準耦合裝置，該裝置包含三個功分器和一個相位和幅度補償模塊，功分器1的合路端連接另一個所述裝置的功分器1的合路端，一個功分口連接功分器2的功分口，另一個功分口連接功分器3的功分口；功分器2的合路端連接該裝置所有信號通道的耦合端，一個功分口連接功分器1的功分口，另一個功分口連接幅度與相位補償模塊；功分器3的合路端連接校準通道，一個功分口連接功分器1的功分口，另一個功分口連接幅度與相位補償模塊；當所述裝置作為主裝置時，相位和幅度補償模塊將補償主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位差異。本發明還提出一種使用上述裝置的校準耦合方法。
【專利說明】一種並聯組合智能天線校準耦合裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種並聯組合智能天線校準耦合裝置和方法。
【背景技術】
[0002]在使用智能天線的通信系統中，對於低頻段，波長大將導致RRU (射頻遠端單元)的功放匹配面積大和天線佔用體積大，如果將RRU的多個通道做在一個機殼內，會導致整個產品裝置的體積大，重量重，難以施工，所以通常將RRU電路分成兩個多通道RRU電路裝置。例如，將8通道的RRU電路分為兩個4通道RRU電路裝置，然後將這兩個4通道RRU電路裝置進行級聯。為了使得RRU的多個通道做到相位和幅度完全一致，需要使用一個智能天線校準耦合裝置將各個通道信號傳輸到校準通道進行相位和幅度的校準。
[0003]對於高頻段，天線體積較小，一般將智能天線校準耦合裝置跟多個天線做到一起，如圖1所示，將校準耦合裝置獨立放置在天線區，具體電路實現可以如圖2所示。但是對於低頻段，多個天線之間距離組成智能天線陣的距離與波長成正比關係(一般為半波長)，頻段低，則該距離就遠，天線體積就大，校準耦合裝置很難跟天線做到一起，施工困難。因此現有技術中通常將校準耦合裝置分成主從兩個裝置，分別將兩個多通道RRU電路裝置中的通道信號耦合到校準通道，主從兩個裝置之間用一個二功分器連接，二功分器用於將主從裝置的各個通道信號傳輸到RRU主電路的校準通道，在RRU主電路上統一進行校準通道數據採集。硬體實現時一般採用圖3所示的主從裝置對稱結構和圖5所示的主從裝置非對稱結構。
[0004]圖3的主從裝置對稱結構中，二功分器外置，主從裝置從硬體上不區分主從，是完全相同的產品，完全靠信號處理的級聯連接方式來區分主從，這樣就做到了兩個校準耦合裝置硬體上的對稱，具體電路實現可以如圖4所示。但該設計需要增加4個接頭(主從各兩個)，功分器外置還會增加設備施工難度，防水防雷難度都會增加。
[0005]圖5的主從裝置非對稱結構中，將二功分器內置到主裝置，這樣主從裝置之間只需一條固定長度的射頻線纜連接即可，具體電路實現可以如圖6所示，為了實現校準完成後主裝置和從裝置天線口發射接收信號幅度和相位一致，需要做到主從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位相同，由於從裝置收發信號到達校準通道比主裝置收發信號到達校準通道多經過一根固定長度的射頻線纜，因此主裝置中還需要增加一個硬體模塊進行幅度和相位的補償。該方法由於主裝置和從裝置在硬體上將存在不同，無論在設計還是維護上，都需要考慮主從兩種產品，安裝容易出錯，會增加維護成本。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有校準技術的缺陷，本發明提出了一種並聯組合智能天線校準耦合裝置，不僅做到了主從裝置硬體上的對稱，而且主從裝置只需一條固定長度的射頻線纜連接，減少了射頻接頭，降低了設備施工難度。所述裝置包含功分器1、功分器2和功分器3，還包含一個相位和幅度補償模塊:
[0007]功分器I的合路端連接另一個所述裝置的功分器I的合路端，一個功分口連接功分器2的功分口，另一個功分口連接功分器3的功分口 ；功分器2的合路端連接所述裝置的所有信號通道的耦合端，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊；功分器3的合路端連接校準通道，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊；
[0008]相位和幅度校準模塊的兩端分別連接功分器2的一個功分口和功分器3的一個功分口 ；當所述裝置作為主裝置時，所述相位和幅度補償模塊將補償主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位差異。
[0009]優選的，所述裝置與濾波器在同一個硬體結構內，該硬體結構可以放在射頻遠端單元所在硬體的背面。
[0010]優選的，所述裝置與濾波器在同一個硬體結構時，所述裝置布設在PCB板上，所述相位和幅度校準模塊可以通過補償PCB微帶線長度或者補償延遲線的數量或者兩者組合的形式進行相位補償，還可以通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償。進一步的，PCB板可以是濾波器的後蓋，信號通過螺釘由濾波器的腔體進入PCB板，通過調節濾波器的輸出阻抗來調節螺釘連接帶來的阻抗失配。
[0011]本發明還提出一種使用上述裝置的校準耦合方法，該方法包括以下步驟:
[0012]a，用一條固定長度的射頻線纜連接兩個所述裝置的功分器I的合路端，選擇其中一個裝置的校準通道進行校準信號傳輸，則該裝置為主裝置，另一個裝置為從裝置；
[0013]b，將各通道信號分別連接至主裝置和從裝置的對應通道；
[0014]C，調節主裝置的相位和幅度校準模塊，使得主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位相同，所述相位和幅度校準模塊通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償，通過補償PCB微帶線長度或者補償延遲線的數量或者兩者組合的形式進行相位補償。
[0015]相對於現有技術，該發明具有以下優點:1，主從裝置硬體上不區分主從，是完全相同的產品，完全靠信號處理的級聯連接方式來區分主從，減少物料種類和維護成本；2，沒有額外的外置組件如功分器等，減輕設計和施工的難度；3，外部連接線纜最少，整個校準裝置只需一條射頻線纜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是高頻段智能天線系統將校準耦合裝置放在天線區的設計框圖；
[0017]圖2是高頻段智能天線系統將校準耦合裝置放在天線區的電路圖；
[0018]圖3是現有技術的主從裝置對稱硬體結構框圖；
[0019]圖4是現有技術的主從裝置對稱硬體結構的電路圖；
[0020]圖5是現有技術的主從裝置非對稱硬體結構框圖；
[0021]圖6是現有技術的主從裝置非對稱硬體結構的電路圖；
[0022]圖7是本發明實施例一的校準耦合裝置的結構框圖；
[0023]圖8是本發明實施例一的校準耦合裝置的電路圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細的說明。
[0025]實施例一:8通道智能天線的校準耦合裝置
[0026]本發明適用於任何多通道的智能天線，本實施例僅以8通道智能天線的校準耦合為例。其基本思想如圖7所示，採用主從兩個4通道的校準耦合裝置，只使用一條固定長度的射頻線纜將從裝置的多通道耦合信號傳送到主裝置即可，再由主裝置將主從裝置的所有通道信號耦合到校準通道，並且同時做到主從兩個裝置硬體上完全相同。本實施例主從裝置的硬體電路實現如圖8所示。
[0027]圖8中，校準耦合裝置與濾波器設計在同一個硬體結構內，該結構放在射頻遠端單元(RRU)所在硬體的背面。濾波器的後蓋採用一塊PCB板，校準耦合裝置就布設在該PCB板上，信號通過螺釘由濾波器的腔體進入PCB板，再通過調節濾波器的輸出阻抗來調節螺釘連接帶來的阻抗失配。
[0028]本實施例的校準耦合裝置包含三個功分器:功分器1、功分器2和功分器3，還包含一個相位和幅度校準模塊，功分器I的合路端連接至所在裝置的外接射頻頭，一個功分口連接功分器2的功分口，另一個功分口連接功分器3的功分口 ；功分器2的合路端連接所述裝置的所有信號通道的耦合端，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊；功分器3的合路端連接校準通道，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊；相位和幅度校準模塊的兩端分別連接功分器2的一個功分口和功分器3的一個功分口。該裝置中4條通道的信號通過裝置的外接射頻頭接入對應的通道。
[0029]兩個校準耦合裝置通過功分器I合路端的射頻頭相互連接並設置主從關係後，從裝置收發信號到達校準通道會比主裝置收發信號到達校準通道多經過兩個功分器和一根固定長度的射頻線纜，那麼主裝置中的幅度和相位補償模塊將對主裝置的信號進行幅度和相位的補償，使得主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位相同。本實施例通過補償PCB微帶線長度或者補償延遲線的數量或者兩者組合的形式進行相位補償，通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償。
[0030]實施例二:8通道智能天線的校準耦合方法
[0031]本實施例採用實施例一描述的裝置進行8通道智能天線的校準耦合。具體操作步驟如下:
[0032]a，用一條固定長度的射頻線纜連接兩個所述裝置中功分器I合路端的射頻頭，任選其中一個裝置，將其所在RRU的校準通道基帶部分通過光纖連接至基帶處理電路，操作人員在施工時無需區分主從裝置，內置軟體會通過主從RRU與基帶處理電路的連接方式自動判別其中一個為主裝置，判別依據為主RRU在基帶部分不僅與從RRU有連接，而且與基帶處理電路有連接，而從RRU在基帶部分與基帶處理電路沒有直接連接。
[0033]b，各個通道信號線纜採用直插方式分別連接至主裝置和從裝置的對應通道的射頻頭；
[0034]C，調節主裝置的相位和幅度校準模塊，使得主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位相同。本實施例通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償，主裝置信號到達校準通道後的幅度大於從裝置信號到達校準通道後的幅度，則增大衰減量，反之則減小衰減量；通過補償PCB微帶線長度或者使用延遲線器件(延遲線是封裝好的器件，針對固定的頻率存在固定的相位偏移)的數量補償或者兩者組合的形式進行相位補償，可以先利用延遲線器件進行粗略調節，再利用增加減少微帶線的方法進行精確調節。
[0035]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種並聯組合智能天線校準耦合裝置，其特徵在於，所述裝置包含三個功分器:功分器1、功分器2和功分器3,還包含一個相位和幅度補償模塊， 功分器I的合路端連接另一個所述裝置的功分器I的合路端，一個功分口連接功分器2的功分口，另一個功分口連接功分器3的功分口 ；功分器2的合路端連接所述裝置的所有信號通道的耦合端，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊；功分器3的合路端連接校準通道，一個功分口連接功分器I的功分口，另一個功分口連接相位與幅度補償模塊； 相位和幅度校準模塊的兩端分別連接功分器2的一個功分口和功分器3的一個功分口 ；當所述裝置作為主裝置時，所述相位和幅度補償模塊將補償主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位差異。
2.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於，所述裝置與濾波器在同一個硬體結構內。
3.根據權利要求2所述裝置，其特徵在於，所述硬體結構放在射頻遠端單元所在硬體的背面。
4.根據權利要求2所述裝置，其特徵在於，所述裝置布設在PCB板上。
5.根據權利要求4所述裝置，其特徵在於，所述相位和幅度校準模塊通過補償PCB微帶線長度或者補償延遲線的數量或者兩者組合的形式進行相位補償。
6.根據權利要求4所述裝置，其特徵在於，所述相位和幅度校準模塊通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償。
7.根據權利要求4所述裝置，其特徵在於，所述PCB板是濾波器的後蓋，信號通過螺釘由濾波器的腔體進入PCB板，通過調節濾波器的輸出阻抗來調節螺釘連接帶來的阻抗失配。
8.一種使用權利要求1所述裝置的校準耦合方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: a，用一條固定長度的射頻線纜連接兩個所述裝置的功分器I的合路端，設置其中一個裝置為主裝置，另一個裝置為從裝置； b，將各通道信號分別連接至主裝置和從裝置的對應通道； c，調節主裝置的相位和幅度校準模塊，使得主裝置的信號到達校準通道後與從裝置的信號到達校準通道後的幅度和相位相同。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於步驟a，所述設置具體為:選擇其中一個裝置的校準通道進行校準信號傳輸，則該裝置為主裝置，另一個裝置為從裝置。
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於步驟C，所述相位和幅度校準模塊通過調節固定衰減器的衰減量進行幅度補償，通過補償PCB微帶線長度或者補償延遲線的數量或者兩者組合的形式進行相位補償。
【文檔編號】H04B7/04GK104426615SQ201310375736
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】蔡克輝, 馬濤 申請人:北京信威通信技術股份有限公司