CN110247198A - 一种基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基站天线，所述基站天线包括所述基站天线包括若干辐射单元阵列以及设于所述辐射单元阵列前端的若干馈电模块和校准模块；每个所述辐射单元阵列包括若干个辐射单元；每个所述馈电模块包括依次设于一所述辐射单元阵列前端的功分网络和射频入口，所述功分网络用于将所述射频入口的输入功率分配至该辐射单元阵列的各所述辐射单元；所述校准模块包括若干定向耦合器和设于所述定向耦合器前端的合路器，每个所述定向耦合器以与所述射频入口的连接端为耦合器输入端，以与所述合路器的连接端为耦合端，所述校准模块用于监测对比各所述射频入口的信号幅度和相位。

Description

一种基站天线
【技术领域】
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基站天线。
【背景技术】
大规模阵列天线作为5G通信的关键技术，多个天线单元通过功分网络组成1×2或1×3的子阵的基站天线，并通过波束成形技术形成多个波束服务不同用户，减少用户间相互干扰。
因此，如何实现为了获得良好的波束赋形效果，确保天线输入端的输入信号具有相同的幅相分布，以实现波束赋形和信号到达方位角的计算精度，满足5G的通信需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
本发明提供了一种基站天线，旨在较优的5G信号传输。
为实现上述目的，本发明提供了一种基站天线，所述基站天线包括若干辐射单元阵列以及设于所述辐射单元阵列前端的若干馈电模块和校准模块；
每个所述辐射单元阵列包括若干个辐射单元；
每个所述馈电模块包括依次设于一所述辐射单元阵列前端的功分网络和射频入口，所述功分网络用于将所述射频入口的输入功率分配至该辐射单元阵列的各所述辐射单元；
所述校准模块包括若干定向耦合器和设于所述定向耦合器前端的合路器，每个所述定向耦合器以与所述射频入口的连接端为耦合器输入端，以与所述合路器的连接端为耦合端，所述校准模块用于监测对比各所述射频入口的信号幅度和相位。
优选地，每个所述定向耦合器的直通端与对应的所述功分网络的输入端连通。
优选地，每个所述定向耦合器的隔离端通过50欧姆电阻匹配。
优选地，所述合路器包括一合路输出端口、若干与所述各定向耦合器的耦合端连接的合路输入端口以及连接所述合路输出端口和各所述合路输入端口的多级合路器。
优选地，所述馈电模块和所述校准模块一体设于一电路板；
所述电路板包括依次叠设的功分网络信号线层、第一基板、第一接地层、第二基板、校准模块信号线层、第三基板以及第二接地层。
优选地，所述功分网络信号线层、所述第一基板和所述第一接地层形成于一双面PCB板，所述校准模块信号线层、所述第三基板以及所述第二接地层形成于另一双面PCB板，所述第二基板为粘接板。优选地，包括64个射频入口和6级合路器。
优选地，所述第一基板设置有第一金属过孔，所述功分网络信号线层通过所述第一金属过孔与校准模块信号线层电连接。
与现有设计相比，本发明提供的基站天线具有以下优点：
1、该基站天线通过设置若干辐射单元阵列以及设于辐射单元阵列前端的若干馈电模块和校准模块。其中，每个辐射单元阵列包括若干个辐射单元；每个馈电模块包括依次设于一辐射单元阵列前端的功分网络和射频入口，功分网络用于将射频入口的输入功率分配至该辐射单元阵列的各辐射单元；校准模块包括若干定向耦合器和设于定向耦合器前端的合路器，每个定向耦合器以与射频入口的连接端为耦合器输入端，以与合路器的连接端为耦合端，校准模块用于监测对比各射频入口的信号幅度和相位。
通过利用校准模块监测对比各射频入口的信号幅度和相位，以确保天线输入端的输入信号具有相同的幅相分布，实现波束赋形和信号到达方位角的计算精度，满足5G的通信需求。
【附图说明】
图1是本发明提供的基站天线立体结构示意图；
图2是电路板的剖面结构示意图；
图3是馈电模块形成于该电路板结构示意图；
图4是校准模块形成于该电路板结构示意图；
图5是馈电模块和校准模块适配的逻辑图；
图6是图5的局部放大示意图；
图7是基站天线的一个辐射单元阵列对应的立体结构示意图；
图8是基站天线的一个辐射单元阵列对应的电路板的爆炸结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-8，本发明提供一种基站天线100，基站天线100包括若干辐射单元阵列10以及设于辐射单元阵列10前端的若干馈电模块30和校准模块40。其中，馈电模块30和校准模块40一体设于一电路板50。
电路板50包括依次叠设的功分网络信号线层501、第一基板502、第一接地层503、第二基板504、校准模块信号线层505、第三基板506以及第二接地层507。
其中，功分网络信号线层501、第一基板502和第一接地层503形成于一双面PCB板；校准模块信号线层504、第三基板505以及第二接地层504形成于另一双面PCB板，第二基板504为粘接板。馈电模块30通过形成于功分网络信号线层501，校准模块40形成于校准模块信号线层504。
第一基板502设置有第一金属过孔5021，功分网络信号线层501通过第一金属过5021孔与校准模块信号线层504电连接。
具体地，每个辐射单元阵列10包括若干个辐射单元101。每个馈电模块30包括依次设于一辐射单元阵列10前端的功分网络301和射频入口302。功分网络301的输出端与辐射单元101电连接，用于将射频入口302的输入功率分配至该辐射单元阵列10的各辐射单元101。
在第一基板502上对应若干个辐射单元101设置有插接孔5023，辐射单元101插接于该插接孔5023，并通过该插接孔5023与第一接地层503电连接。
校准模块40包括若干定向耦合器403和设于定向耦合器403前端的合路器401。定向耦合器403包括耦合器输入端406以及耦合端409。其中，定向耦合器403的耦合器输入端406与对应的射频入口302电连接，也即每个定向耦合器403与一射频入口302电连接，并以与该射频入口302连接端为耦合器输入端406，且每个定向耦合器403的耦合端409对应与一合路器401电连接，即定向耦合器403以与合路器401的连接端为耦合端409。校准模块40用于监测对比各射频入口302的信号幅度和相位。
在部分实施例中，定向耦合器403还包括直通端407及隔离端408，其中，每个定向耦合器403的直通端407与对应的功分网络301的功分输入端303连通。每个定向耦合器403的隔离端408通过一电阻匹配，该电阻的阻值可以根据需要设定，如为50欧姆。
在部分实施例中，合路器401包括一合路输出端口406、若干与各定向耦合器403的耦合端409连接的合路输入端口407以及连接合路输出端口406和各合路输入端口407的多级合路器408，如图4所示。
在部分实施例中，该基站天线100包括64个射频入口302和6级合路器。
具体地，基站天线100包括32个辐射单元阵列10，每个辐射单元阵列10包括2个射频入口302，为了监测该基站天线100的64个射频入口的信号幅度和相位信息，每个辐射单元阵列10的两个射频入口所对应的定向耦合器通过一个1级合路器4081级联，每两个级联的1级合路器4081形成一个第一子级，并通过一个2级合路器4082与该第一子级的1级合路器4081级联。每两个第一子级形成一个第二子级，并通过一个3级合路器4083与该第二子级的2级合路器4082进行级联。每两个第二子级形成一个第三子级，并通过一个4级合路器4084与该第三子级的3级合路器4083进行级联。每两个第三子级形成一个第四子级，并通过一个4级合路器4084与该第三子级的3级合路器4083进行级联。每两个第四子级形成一个第五子级，并通过一个5级合路器4085与该第四子级的4级合路器4084进行级联。每两个第五子级形成一个第六子级，并通过一个6级合路器4086与该第五子级的五级合路器4085进行级联，因此，32个辐射单元级列10需要通过6级合路器进行级联输出，如图4-6所示。
与现有设计相比，本发明提供的基站天线具有以下优点：
1、该基站天线通过设置若干辐射单元阵列以及设于辐射单元阵列前端的若干馈电模块和校准模块。其中，每个辐射单元阵列包括若干个辐射单元；每个馈电模块包括依次设于一辐射单元阵列前端的功分网络和射频入口，功分网络用于将射频入口的输入功率分配至该辐射单元阵列的各辐射单元；校准模块包括若干定向耦合器和设于定向耦合器前端的合路器，每个定向耦合器以与射频入口的连接端为耦合器输入端，以与合路器的连接端为耦合端，校准模块用于监测对比各射频入口的信号幅度和相位。
通过利用校准模块监测对比各射频入口的信号幅度和相位，以确保天线输入端的输入信号具有相同的幅相分布，实现波束赋形和信号到达方位角的计算精度，满足5G的通信需求。
以上所述的仅是发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基站天线，其特征在于：所述基站天线包括若干辐射单元阵列以及设于所述辐射单元阵列前端的若干馈电模块和校准模块；
每个所述辐射单元阵列包括若干个辐射单元；
每个所述馈电模块包括依次设于一所述辐射单元阵列前端的功分网络和射频入口，所述功分网络用于将所述射频入口的输入功率分配至该辐射单元阵列的各所述辐射单元；
所述校准模块包括若干定向耦合器和设于所述定向耦合器前端的合路器，每个所述定向耦合器以与所述射频入口的连接端为耦合器输入端，以与所述合路器的连接端为耦合端，所述校准模块用于监测对比各所述射频入口的信号幅度和相位。
2.如权利要求1所述的基站天线，其特征在于：每个所述定向耦合器的直通端与对应的所述功分网络的输入端连通。
3.如权利要求1所述的基站天线，其特征在于：每个所述定向耦合器的隔离端通过50欧姆电阻匹配。
4.如权利要求1所述的基站天线，其特征在于：所述合路器包括一合路输出端口、若干与所述各定向耦合器的耦合端连接的合路输入端口以及连接所述合路输出端口和各所述合路输入端口的多级合路器。
5.如权利要求1所述的基站天线，其特征在于：所述馈电模块和所述校准模块一体设于一电路板，
所述电路板包括依次叠设的功分网络信号线层、第一基板、第一接地层、第二基板、校准模块信号线层、第三基板以及第二接地层。
6.如权利要求5所述的基站天线，其特征在于：所述功分网络信号线层、所述第一基板和所述第一接地层形成于一双面PCB板，所述校准模块信号线层、所述第三基板以及所述第二接地层形成于另一双面PCB板，所述第二基板为粘接板。
7.如权利要求1所述的基站天线，其特征在于：包括64个射频入口和6级合路器。
8.如权利要求6所述的基站天线，其特征在于：所述第一基板设置有第一金属过孔，所述功分网络信号线层通过所述第一金属过孔与校准模块信号线层电连接。
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