CN112134011A - 一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置 - Google Patents

一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，包括若干阵列排布的探针天线，相邻排的探针天线错开排布，相邻排的探针天线中的其中一排探针天线与待测天线阵列中的奇数列待测天线位置分别对应，另一排探针天线与待测天线阵列中的偶数列待测天线位置分别对应，在校准时，相邻排的探针天线采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的待测天线进行校准，相邻排的探针天线错开排布可以降低相邻天线间的互相影响，从而使探测到的幅度相位更加准确。多个探针同时探测可以用最少的定位次数完成校准，更高效，故本发明提供的探针天线阵列，较现有的校准方法，精度高并且简单高效。

Description

一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置
技术领域
本发明属于天线的设计领域，尤其涉及一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置。
背景技术
随着5G通信行业的发展，未来无线通信系统面临传统频谱资源短缺与无线业务需求爆炸性增长的瓶颈问题,拥有丰富可用频谱资源的毫米波通信成为下一代无线宽带蜂窝通信的有效选择，毫米波频段具有传输速度快，体积小等优势，但同时也有高损耗，对周围环境敏感等缺点，对毫米波天线设计带来了巨大挑战。目前毫米波前端的芯片系统输出信号的幅度相位很难精确控制，导致毫米波天线阵达不成我们理想的波束赋形，Sub-6G通常采用的校准信号幅度相位的方式是在天线射频口前加耦合器进行校准，但是这个方法在毫米波上并不适用，受尺寸及加工精度的限制，这个方法校准毫米波阵列的效果很差。
所以需要提出一种高精度，低误差，简单高效的校准探针天线，使用近场探测的方式对毫米波天线进行幅度相位校准，对未来毫米波的应用有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置，设计了一种探针天线在毫米波阵列天线辐射端采用近场探测的方式进行幅度相位校准，精度高并且简单高效，为毫米波阵列天线校准提供了一种解决方案。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，所述毫米波阵列天线包括阵列排布的若干待测天线，包括若干阵列排布的探针天线，每个所述探针天线的一侧连接有一个射频连接器，所述待测天线置于所述探针天线远离所述射频连接器的一侧；
相邻排的探针天线错开排布，相邻排的所述探针天线中的其中一排所述探针天线与待测天线阵列中的奇数列所述待测天线位置分别对应，另一排所述探针天线与待测天线阵列中的偶数列所述待测天线位置分别对应，在校准时，相邻排的所述探针天线采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的所述待测天线进行校准。
优选地，所述探针天线采用PCB天线。
优选地，所述PCB天线包括一基板，所述基板具有相对的第一表面和第二表面，所述基板的第一表面上贴有第一环形天线，所述基板的第二表面上与所述第一环形天线对应的位置上贴有第二环形天线，所述第一环形天线和所述第二环形天线之间通过若干金属过孔进行连通。
基于相同的发明构思，本发明还提供了一种用于毫米波阵列天线校准的装置，包括：
上述的探针天线阵列；
定位夹具，包括基座，所述基座的上表面设有两条平行摆放的导轨，所述探针天线阵列的两端分别对应可滑动安装于两条所述导轨上，两条所述导轨的中间开设有贯通的校准窗口，校准时，所述毫米波阵列天线放置于所述校准窗口下方，且所述待测天线朝向所述探针天线阵列一侧放置，所述探针天线阵列通过滑动依次完成所述待测天线的校准。
优选地，所述导轨上根据所述待测天线的排布间距设有若干个卡位，用于所述探针天线阵列的滑动定位。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明提供了一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，包括若干阵列排布的探针天线，相邻排的探针天线错开排布，相邻排的探针天线中的其中一排探针天线与待测天线阵列中的奇数列待测天线位置分别对应，另一排探针天线与待测天线阵列中的偶数列待测天线位置分别对应，在校准时，相邻排的探针天线采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的待测天线进行校准，相邻排的探针天线错开排布可以降低相邻天线间的互相影响，从而使探测到的幅度相位更加准确。多个探针同时探测可以用最少的定位次数完成校准，更高效，故本发明提供的探针天线阵列，较现有的校准方法，精度高并且简单高效。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列的结构图；
图2为单个探针天线及RF连接器的结构图；
图3为单个探针天线的结构图；
图4为本发明实施例提供的一种用于毫米波阵列天线校准的装置的结构图；
图5为一种用于毫米波阵列天线校准的装置的测试过程图。
附图标记说明：
1：探针天线阵列；11：探针天线；111：基板；112：第一环形天线；113：第二环形天线；114：金属过孔；2：射频连接器；3：毫米波阵列天线；31：待测天线；4：定位夹具；41：基座；411：校准窗口；42：导轨；421：卡位。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列及装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
参看图1至图5所示，本实施例提供了一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，毫米波阵列天线3包括阵列排布的若干待测天线31，探针天线阵列1包括若干阵列排布的探针天线11，每个探针天线11的一侧连接有一个射频连接器2，待测天线31置于探针天线11远离射频连接器的一侧；
参看图1所示，相邻排的探针天线11错开排布，探针天线11可以采用 PCB天线、线圈天线或钢片天线等其他任何形式的天线，在此不与限制，为具体举例说明，在本实施例中，参看图2所示，探针天线11采用PCB天线，单个探针天线11包括一基板111，基板111具有相对的第一表面和第二表面，基板111的第一表面上贴有第一环形天线112，基板111的第二表面上与第一环形天线112对应的位置上贴有第二环形天线113，第一环形天线112和第二环形天线113之间通过若干金属过孔114进行连通，采用环形天线可以减小对被校准毫米波阵列天线3的性能影响，提高校准精度；
参看图5所示，在进行校准时，相邻排的探针天线11中的其中一排探针天线11与待测天线阵列中的奇数列待测天线31位置分别对应，另一排探针天线11与待测天线阵列中的偶数列待测天线31位置分别对应，在本实施例中，毫米波阵列天线3包括四排八列阵列排布的三十二颗待测天线31，探针天线阵列1包括两排六列阵列排布的十二个探针天线11，上下两排探针天线 11错开排列，下排中间的四个探针天线11分别与其正下方的第一、三、五、七列的待测天线31对齐，上排中间的四个探针天线11分别与其正下方的第二、四、六、八列的待测天线31对齐，即一排待测天线31分别通过上下两排探针天线11进行校准，即在校准时，相邻排的探针天线11采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的待测天线31进行校准，采用该种排布方式的探针天线阵列1进行待测天线31的校准，其较现有技术中的使用一个探针天线进行上下左右移动一个一个校准的方式，本实施例的探针天线阵列1的校准效率高，而且操作简单，相邻排的探针天线错开排布可以降低相邻天线间的互相影响，从而使探测到的幅度相位更加准确，精度更高，本实施例提供的探针天线阵列其校准精度可以达到：幅度误差＜0.2dB，相位误差＜6°。
本实施例提供了一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，包括若干阵列排布的探针天线11，相邻排的探针天线11错开排布，相邻排的探针天线11中的其中一排探针天线11与待测天线阵列中的奇数列待测天线31 位置分别对应，另一排探针天线11与待测天线阵列中的偶数列待测天线31 位置分别对应，在校准时，相邻排的探针天线11采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的待测天线31进行校准，本实施例使用近场探测的方式对毫米波天线进行幅度相位校准，毫米波阵列天线一般与芯片高度集成，所以无法在芯片信号输出时进行幅度相位校准，本实施例设计了一种探针天线在毫米波阵列天线辐射端采用近场探测的方式进行幅度相位校准，精度高并且简单高效，为毫米波阵列天线校准提供了一种解决方案。
实施例二
基于相同的发明构思，参看图4所示，本实施例提供了一种用于毫米波阵列天线校准的装置，包括：
实施例一所述的探针天线阵列1；
定位夹具4，包括基座41，基座41的上表面设有两条平行摆放的导轨 42，探针天线阵列1的两端分别对应可滑动安装于两条导轨42上，两条导轨 42的中间开设有贯通的校准窗口411，校准时，毫米波阵列天线3放置于校准窗口411下方，且待测天线31朝向探针天线阵列1一侧放置，探针天线阵列1通过滑动依次完成待测天线31的校准。
优选地，导轨42上根据待测天线31的排布间距设有若干个卡位，用于探针天线阵列1的滑动定位。
参看图5所示，在本实施例中，毫米波阵列天线3包括四排八列阵列排布的三十二颗待测天线31，探针天线阵列1包括两排六列阵列排布的十二个探针天线11，上下两排探针天线11错开排列，下排中间的四个探针天线11 分别与其正下方的第一、三、五、七列的待测天线31对齐，上排中间的四个探针天线11分别与其正下方的第二、四、六、八列的待测天线31对齐，导轨42上设有五个卡位；
参看图5所示，本实施例提供的一种用于毫米波阵列天线校准的装置的测试过程如下：每个校准天线11通过探测它正下方的待测天线31读取幅度值及相位值来校准，按照图中箭头所示，从卡位五依次滑到卡位一，整个校准天线阵列通过滑动五个卡位就可以把整个毫米波天线阵列3校准完毕。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，所述毫米波阵列天线包括阵列排布的若干待测天线，其特征在于，包括若干阵列排布的探针天线，每个所述探针天线的一侧连接有一个射频连接器，所述待测天线置于所述探针天线远离所述射频连接器的一侧；
相邻排的探针天线错开排布，相邻排的所述探针天线中的其中一排所述探针天线与待测天线阵列中的奇数列所述待测天线位置分别对应，另一排所述探针天线与待测天线阵列中的偶数列所述待测天线位置分别对应，在校准时，相邻排的所述探针天线采用递进移动的方式依次对奇数列和偶数列的所述待测天线进行校准。
2.根据权利要求1所述的用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，其特征在于，所述探针天线采用PCB天线。
3.根据权利要求2所述的用于毫米波阵列天线校准的探针天线阵列，其特征在于，所述PCB天线包括一基板，所述基板具有相对的第一表面和第二表面，所述基板的第一表面上贴有第一环形天线，所述基板的第二表面上与所述第一环形天线对应的位置上贴有第二环形天线，所述第一环形天线和所述第二环形天线之间通过若干金属过孔进行连通。
4.一种用于毫米波阵列天线校准的装置，其特征在于，包括：
权利要求1至3任意一项所述的探针天线阵列；
定位夹具，包括基座，所述基座的上表面设有两条平行摆放的导轨，所述探针天线阵列的两端分别对应可滑动安装于两条所述导轨上，两条所述导轨的中间开设有贯通的校准窗口，校准时，所述毫米波阵列天线放置于所述校准窗口下方，且所述待测天线朝向所述探针天线阵列一侧放置，所述探针天线阵列通过滑动依次完成所述待测天线的校准。
5.根据权利要求4所述的一种用于毫米波阵列天线校准的装置，其特征在于，所述导轨上根据所述待测天线的排布间距设有若干个卡位，用于所述探针天线阵列的滑动定位。
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