CN116231260A - 一种32路功分器 - Google Patents

一种32路功分器 Download PDF

Info

Publication number
CN116231260A
CN116231260A CN202111478799.1A CN202111478799A CN116231260A CN 116231260 A CN116231260 A CN 116231260A CN 202111478799 A CN202111478799 A CN 202111478799A CN 116231260 A CN116231260 A CN 116231260A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radio frequency
phase
power
amplitude
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111478799.1A
Other languages
English (en)
Inventor
彭桢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yingshiyun Shenzhen Technology Co ltd
Original Assignee
Yingshiyun Shenzhen Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yingshiyun Shenzhen Technology Co ltd filed Critical Yingshiyun Shenzhen Technology Co ltd
Priority to CN202111478799.1A priority Critical patent/CN116231260A/zh
Publication of CN116231260A publication Critical patent/CN116231260A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种32路功分器，包括等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关、电源以及PCB板；所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关以及电源均设置与PCB板上，且所述PCB板上设置有三十二组天线阵元；所述温度补偿晶振通过微带线电性连通在锁相环路模块；所述锁相环路模块通过微带线电性连通射频开关，且所述射频开关通过微带线电性连通等幅同相功分网络模块；所述等幅同相功分网络模块电性连通三十二组天线阵元；采用该测试方法，可以将相控阵单元的测试效率提高32倍，一次就完成32个单元的测试，从而将测试时间减少到传统的1/32，进而提高测试的效率，减少成本。

Description

一种32路功分器
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，具体是一种32路功分器。
背景技术
相控阵雷达和通信设备由大量的相控阵发射和接收单元组成，通过对这些阵元进行移相和幅度加权来实现快速波束扫描。
其中阵元在加工、生产、组装中，由于各种因素其相位、幅度一致性可能存在比较大的误差，如果不校准波束扫描将失效；因此，需要设计校准和测量装置，测量大量的阵元幅度和相位误差，为标定提供依据。
传统的测试标定方法是采用单个天线阵元，在时间上通过串行方式，一个一个进行幅度和相位标定，而这种标定和测试方法效率比较低，测试时间非常漫长，成本高；因此，针对上述问题提出一种32路功分器。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，传统的测试标定方法是采用单个天线阵元，在时间上通过串行方式，一个一个进行幅度和相位标定，而这种标定和测试方法效率比较低，测试时间非常漫长，成本高的问题，本发明提出的一种32路功分器。
一种32路功分器，包括等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关、电源以及PCB板；所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关以及电源均设置与PCB板上，且所述PCB板上设置有三十二组天线阵元；所述温度补偿晶振通过微带线电性连通在锁相环路模块；
所述锁相环路模块通过微带线电性连通射频开关，且所述射频开关通过微带线电性连通等幅同相功分网络模块；所述等幅同相功分网络模块电性连通三十二组天线阵元；
将等幅、同相的32路射频激励信号通过相反的信号路径，利用32个天线阵元接收32路射频激励信号，经过功率合成后，形成一路合成射频激励信号，最终利用射频信号接收机进行测试，并测定功率，当测量功率和理论值存在较大差距时，则判定出现误差的天线阵元出现问题。
优选的，所述PCB板采用罗杰斯材料。
PCB板可以根据翔空阵阵元的布阵方式，采用圆形、方形等合适的几何结构。
优选的，所述等幅同相功分网络模块包括微带线以及三十一组功分器；所述射频开关通过微带线连通在一组功分器上，且一组所述功分器通过微带线连通两组功分器。
通过特殊的PCB设计、电路校准后，可以确保输出的信号的功率以及相位误差均在可控制的范围内。
优选的，一组所述功分器与相邻两组功分器之间的微带线长度保持一致。
由于微带线的长度一致，进而由两组功分器输出的射频激励信号相位、幅度相同。
优选的，所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块以及射频开关的测试步骤如下：
S1：锁相环路模块产生射频激励信号，产生的射频激励信号经过射频开关进行甄别；
S2：甄别后的射频激励信号送入等幅同相功分网络模块，经等幅同相功分网络分幅分散射频激励信号；
S3：进入等幅同相功分网络模块后的射频激励信号经过功分器一分为二；
S4：一定功率的射频激励信号经过五次功分器分为32路等幅射频激励信号；
S5：检测三十二组天线阵元检测射频激励信号的功率与理论值进行对比，判定误差值。
优选的，所述S1中，锁相环路模块为可发出L/S波段测试信号的可编程锁相环路；通过可编程锁相环路产生的射频激励信号通过微带线输入射频开关，由射频开关判定使用外部信号源或是内部信号源。
优选的，所述S2中，甄别后的信号经由功分器分散为2路射频激励信号，而等幅同相功分网络模块中的功分器均为3dB的功分器。
优选的，所述S4中，由可编程锁相环路产生的一定功率的射频激励信号经过一次功分器分散为2路射频激励信号，记作2路信号；2路信号经过二次功分器分散为4路等幅同相位的射频激励信号，记作4路信号；4路信号经过三次功分器分散为8路等幅同相位的射频激励信号，记作8路信号；8路信号经过四次功分器分散为16路等幅同相位的射频激励信号，记作16路信号；16路信号经过五次功分器分散为32路等幅同相位的射频激励信号。
采用优质的罗杰斯PCB材料，在辅助必要的PCB微调手段，就可以保证这32路的射频激励信号相位误差小于0.5度，幅度差异小于0.1dB。
本发明的有益之处在于：
1.本发明利用该设备中可以发出L/S波段的测试信号的可编程锁相环路(PLL)，发射射频信号，通过32路功分网络进行分配到各个天线阵元，因此在不依靠外部信号源的情况下，通过检测各个天线阵元所输出的射频激励信号的功率，并与理论值进行对比，若某个天线阵元存在较大误差，则判定该天线阵元存在问题，采用该测试方法，可以将相控阵单元的测试效率提高32倍，一次就完成32个单元的测试，从而将测试时间减少到传统的1/32，进而提高测试的效率，减少成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明中32阵元的等幅度等延迟功分器原理图；
图2为本发明中32路功分合成网络的结构图；
图3为本发明中采用32阵元合路器后进行方向图测试示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种32路功分器，包括等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关、电源以及PCB板；所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关以及电源均设置与PCB板上，且所述PCB板上设置有三十二组天线阵元；所述温度补偿晶振通过微带线电性连通在锁相环路模块；
所述锁相环路模块通过微带线电性连通射频开关，且所述射频开关通过微带线电性连通等幅同相功分网络模块；所述等幅同相功分网络模块电性连通三十二组天线阵元。
具体的，该装置内置的锁相环路模块即可编程锁相环路(PLL)发出的射频激励信号，分为L波段或是S波段信号，经过射频开关选择，在通过等幅同相功分网络模块中的五次功分器进行等幅分散，将一定功率的射频激励信号经由功分器分散为等幅、同相的32路射频信号，32路等幅、同相的射频激励信号分配给32个天线阵元，32个天线阵元分别接收对应的32路等幅、同相的射频激励信号时，测定功率，若测量的功率与理论值存在较大的差距时，判定出现误差的天线阵元出现问题，反之，将等幅、同相的32路射频激励信号通过相反的信号路径，利用32个天线阵元接收32路射频激励信号，经过功率合成后，形成一路合成射频激励信号，最终利用射频信号接收机进行测试，并测定功率，当测量功率和理论值存在较大差距时，则判定出现误差的天线阵元出现问题。
作为本发明的一种实施方式，所述PCB板采用罗杰斯材料。
具体的，PCB板采用具有高稳定性的罗杰斯材料，且PCB板可以根据翔空阵阵元的布阵方式，采用圆形、方形等合适的几何结构。
作为本发明的一种实施方式，所述等幅同相功分网络模块包括微带线以及三十一组功分器；所述射频开关通过微带线连通在一组功分器上，且一组所述功分器通过微带线连通两组功分器。
具体的，其中32路等幅同相功分网络模块采用微带功分网络实现，通过特殊的PCB设计、电路校准后，可以确保输出的信号的功率以及相位误差均在可控制的范围内。
作为本发明的一种实施方式，一组所述功分器与相邻两组功分器之间的微带线长度保持一致。
具体的，一组功分器与相邻两组功分器之间的微带线长度一致，从而在一定功率的射频激励信号由一组功分器分散至相邻两组功分器上时，由于微带线的长度一致，进而由两组功分器输出的射频激励信号相位、幅度相同。
作为本发明的一种实施方式，所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块以及射频开关的测试步骤如下：
S1：锁相环路模块产生射频激励信号，产生的射频激励信号经过射频开关进行甄别；
S2：甄别后的射频激励信号送入等幅同相功分网络模块，经等幅同相功分网络分幅分散射频激励信号；
S3：进入等幅同相功分网络模块后的射频激励信号经过功分器一分为二；
S4：一定功率的射频激励信号经过五次功分器分为32路等幅射频激励信号；
S5：检测三十二组天线阵元检测射频激励信号的功率与理论值进行对比，判定误差值。
作为本发明的一种实施方式，所述S1中，锁相环路模块为可发出L/S波段测试信号的可编程锁相环路；通过可编程锁相环路产生的射频激励信号通过微带线输入射频开关，由射频开关判定使用外部信号源或是内部信号源。
作为本发明的一种实施方式，所述S2中，甄别后的信号经由功分器分散为2路射频激励信号，而等幅同相功分网络模块中的功分器均为3dB的功分器。
作为本发明的一种实施方式，所述S4中，由可编程锁相环路产生的一定功率的射频激励信号经过一次功分器分散为2路射频激励信号，记作2路信号；2路信号经过二次功分器分散为4路等幅同相位的射频激励信号，记作4路信号；4路信号经过三次功分器分散为8路等幅同相位的射频激励信号，记作8路信号；8路信号经过四次功分器分散为16路等幅同相位的射频激励信号，记作16路信号；16路信号经过五次功分器分散为32路等幅同相位的射频激励信号。
具体的，只要保证一定PCB板加工精度，采用优质的罗杰斯PCB材料，在辅助必要的PCB微调手段，就可以保证这32路的射频激励信号相位误差小于0.5度，幅度差异小于0.1dB。
检测不合格的天线阵元包括接收信号方式以及发射信号方式；
A1：通过接收信号实现检测不合格的阵元
具体方法是：如图3所示，将待标定的相控阵整机除去基带信号处理模块，在暗室进行测试。在离开相控阵整机大致5米～10米的地方放置一个信号源，发射L/S波段的单载波信号，到达相控阵整机天线口面的功率大致为-50dBm。相控阵整机放置在转台上，可以进行俯仰和方向旋转。32个天线阵元接上以上的等增益等延迟的功分器后，进行功率合成。将功率合成信号送入到记录仪进行记录。在理想情况下，如果各个天线阵元是理想的，则记录仪随着方向和角度的旋转，应该绘制一个几乎平直的曲线，如果某个角度偏离平直曲线过多，则表明某个模块的增益出现故障，或者其它原因，从而方便剔除。
测定其合成方向图和理论方向图的差，判定某一个单元是否有异常，一次测试实现32天线阵元全检，从而可以大幅度提高测试效率。
A2：通过发射信号实现检测不合格的阵元
具体方法是：如图1所示，设备本身携带了一个锁相环路模块(PLL)，其可以发出L/S波段的射频测试信号，通过32路功分网络进行激励，可以输出32路等幅、同相位的信号，送入到32个待测量的天线阵元；因此，可不依靠信号源；也可利用电池供电，只要连上设备，转台就可以节省，且如果某个端口不用，则接上50欧姆的负载，防止信号反射。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种32路功分器，其特征在于：包括等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关、电源以及PCB板；所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块、温度补偿晶振、射频开关以及电源均设置与PCB板上，且所述PCB板上设置有三十二组天线阵元；所述温度补偿晶振通过微带线电性连通在锁相环路模块；
所述锁相环路模块通过微带线电性连通射频开关，且所述射频开关通过微带线电性连通等幅同相功分网络模块；所述等幅同相功分网络模块电性连通三十二组天线阵元。
2.根据权利要求1所述的一种32路功分器，其特征在于：所述PCB板采用罗杰斯材料。
3.根据权利要求2所述的一种32路功分器，其特征在于：所述等幅同相功分网络模块包括微带线以及三十一组功分器；所述射频开关通过微带线连通在一组功分器上，且一组所述功分器通过微带线连通两组功分器。
4.根据权利要求3所述的一种32路功分器，其特征在于：一组所述功分器与相邻两组功分器之间的微带线长度保持一致。
5.根据权利要求4所述的一种32路功分器，其特征在于：所述等幅同相功分网络模块、锁相环路模块以及射频开关的测试步骤如下：
S1：锁相环路模块产生射频激励信号，产生的射频激励信号经过射频开关进行甄别；
S2：甄别后的射频激励信号送入等幅同相功分网络模块，经等幅同相功分网络分幅分散射频激励信号；
S3：进入等幅同相功分网络模块后的射频激励信号经过功分器一分为二；
S4：一定功率的射频激励信号经过五次功分器分为32路等幅射频激励信号；
S5：检测三十二组天线阵元检测射频激励信号的功率与理论值进行对比，判定误差值。
6.根据权利要求5所述的一种32路功分器，其特征在于：所述S1中，锁相环路模块为可发出L/S波段测试信号的可编程锁相环路；通过可编程锁相环路产生的射频激励信号通过微带线输入射频开关，由射频开关判定使用外部信号源或是内部信号源。
7.根据权利要求6所述的一种32路功分器，其特征在于：所述S2中，甄别后的信号经由功分器分散为2路射频激励信号，而等幅同相功分网络模块中的功分器均为3dB的功分器。
8.根据权利要求7所述的一种32路功分器，其特征在于：所述S4中，由可编程锁相环路产生的一定功率的射频激励信号经过一次功分器分散为2路射频激励信号，记作2路信号；2路信号经过二次功分器分散为4路等幅同相位的射频激励信号，记作4路信号；4路信号经过三次功分器分散为8路等幅同相位的射频激励信号，记作8路信号；8路信号经过四次功分器分散为16路等幅同相位的射频激励信号，记作16路信号；16路信号经过五次功分器分散为32路等幅同相位的射频激励信号。
CN202111478799.1A 2021-12-06 2021-12-06 一种32路功分器 Pending CN116231260A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111478799.1A CN116231260A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种32路功分器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111478799.1A CN116231260A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种32路功分器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116231260A true CN116231260A (zh) 2023-06-06

Family

ID=86587902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111478799.1A Pending CN116231260A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种32路功分器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116231260A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111426940B (zh) 雷达芯片的测试系统
US10536226B1 (en) System and method for over-the-air (OTA) testing to detect faulty elements in an active array antenna of an extremely high frequency (EHF) wireless communication device
US20200168999A1 (en) Conducted ota test fixture
US10637590B2 (en) Millimeter wave test systems
US10014964B2 (en) Antenna element self-test and monitoring
CN103633442A (zh) 相控阵列、相干源阵列、天线阵列以及用于控制它们的系统
CN102857309A (zh) 一种有源天线系统射频指标的测试方法和装置
SE519473C2 (sv) Förfarande och arrangemang för att testa mottagningsantenner i radiobasstationer
EP4325748A1 (en) Radio frequency signal internal calibration system and phased array antenna
Pawlak et al. An external calibration scheme for DBF antenna arrays
US11558127B2 (en) Method for calibrating transmiter-to-receiver relative phase in millimeter wave beamforming system and associated millimeter wave antenna module
EP2214327B1 (en) Simultaneous calibration and communication of active antenna arrays of a satellite
CN116231260A (zh) 一种32路功分器
CN116559755A (zh) 一种阵面天线有源驻波测试校准系统及方法
CN215120797U (zh) 用于校准天线阵列中的信道的系统
US20220416418A1 (en) Control Device for Antenna, Control Method for Antenna, Antenna System and Computing Control Device
JP2019186717A (ja) アレイアンテナ装置、及び、アレイアンテナ装置の校正方法
CN101365215A (zh) 一种单板校准方法、系统和用于单板校准的夹具
JPH0584884U (ja) アンテナ装置
CN218603490U (zh) 支持实现大规模mimo收发机相位校准功能的装置
Pawlak et al. Experimental investigation of an external calibration scheme for 30 GHz circularly polarized DBF transmit antenna arrays
CN111726174B (zh) 测试系统
CN115753837B (zh) 一种平面波生成器及平面波生成器测试系统
FI80817C (fi) Anordning foer kontroll av kondition av basstationens antenn vid celltelefonsystem.
Zeng et al. Dual-Polarized 2.45 GHz Retrodirective Array for Wide-Angle Microwave Power Transmission

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination