CN202103169U - 智能天线及其校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种智能天线及其校准装置，该校准装置内置于智能天线内部，校准装置包括主介质板，主介质板表面设有等功率分配器和定向耦合器，等功率分配器具有合并端口和偶数个分支端口，每一分支端口均连接有所述定向耦合器，本装置还设有合路器，所述合并端口与所述定向耦合器分别与一合路器电性连接，与定向耦合器相连接的合路器被设置在该主介质板表面。由于校准装置集成了合路器的功能，同时实现了多频段信号的信号校准和合路的功能，且确保校准装置的精确度，以及确保相对低廉的成本。
Description
【技术领域】
本实用新型属天线领域，尤其涉及一种智能天线及其校准装置。
【背景技术】
智能天线作为TD-SCDMA系统的关键技术之一，已经广泛应用于TD通信网络，随着TD系统的不断发展，TD-SCDMA(简称TD-S)系统正向TD-LTE(简称TD-L)过渡和演进，能同时支持TD-S和TD-L系统的天线可以节省基站的建设和维护成本，目前主要有两类实现方案，其一是在TD-S和TD-L频段分别使用不同的智能天线，每副天线只工作在一个频段，该方案的缺点是工程施工及站点选址较困难，建设成本较高；其二是使用一副宽频智能天线同时覆盖TD-S和TD-L频段，再使用合路器将天线与不同频段的有源设备相连接。合路器的使用有两种方式：一种是合路器在天线外部，另一种是合路器在天线内部，即内置合路器方案。采用内置合路器方案可以省去天线与合路器的电缆连接、降低施工复杂度。另外，内置合路器的造价也比外置合路器低。该方案既节省了建设成本又便于后续维护，是智能天线支持多频段应用的优选方案。
在使用智能天线的通信系统中，为消除各收发通道的误差，必须使用校准装置进行通道校准，常规的实现方式是采用微带定向耦合器及微带功分器组合成校准装置。中国专利CN 2526990Y和中国专利CN1832258B公开了用于智能天线的校准装置，在不外接合路器的情况下，这些装置只能使智能天线工作在单一频段，不能使天线同时支持TD-S和TD-L应用。
根据射频理论，为使天线同时支持多个不同频段的通信系统，需要在天线与射频有源设备之间加入微波合路器，将来自不同频段的射频信号合并，再通过天线将信号辐射到自由空间。在智能天线内部安装内置合路器是宽频智能天线支持多频段应用的关键，目前在智能天线行业内尚无相关产品，从原理上讲，内置合路器的实现方式有多种，比如可以用腔体合路器或空气带线合路器，其优点是损耗小，缺点是一致性差，体积较大，不适合应用在对一致性有很高要求的智能天线中。
【实用新型内容】
因此，本实用新型的主要目的是针对移动通信系统面临的多频段应用需求，实现一种全新的智能天线校准装置，以便满足移动通信系统技术演进过程中所应用到的多频段共用天线的应用需求。
本实用新型的另一目的在于提供一种内置校准装置的智能天线。
为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种智能天线校准装置，包括主介质板，主介质板表面设有等功率分配器和定向耦合器，等功率分配器具有合并端口和偶数个分支端口，每一分支端口均连接有所述定向耦合器，本装置还设有合路器，所述合并端口与所述定向耦合器分别与一合路器电性连接，与定向耦合器相连接的合路器被设置在该主介质板表面。
所述合路器具有一个合路端口和至少两个对应不同频段设置的分路端口，所述合并端口和所述定向耦合器均与合路器的合路端口电性连接。
所述合路器的各分路端口分别与不同频段的信号处理设备电性连接，所述合路器的合路端口与天线辐射阵列电性连接，该合路器用于将来自不同信号处理设备的不同频段信号合路后传输给天线辐射阵列，以及反之将来自天线辐射阵列的信号分路传输给各信号处理设备。
根据本实用新型的一个实施例所揭示，与所述合并端口相连接的合路器设置该主介质板表面上，其合路端口与等功率分配器的合并端口直接相连接。
根据本实用新型的另一实施例所揭示，与所述合并端口相连接的合路器设置辅介质板上，其合路端口与等功率分配器的合并端口以线缆相连接。
所述各定向耦合器的信号耦合量相同。
所述等功率分配器、定向耦合器、以及合路器均以微带线印制于其各自所属的介质板的表面。
所述等功率分配器、定向耦合器及与定向耦合器电性连接的合路器均以镜像对称排布在该主介质板表面。
本实用新型的一种智能天线，其内置有本实用新型的智能天线校准装置。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
首先，本实用新型采用微带合路器，具有一致性好，体积小的优点，且与智能天线校准电路制作在同一介质板上，形成一种新型的校准装置，可以有效解决多系统共用一副智能天线的问题；
其次，本实用新型的校准装置通过将合路器与定向耦合器设置在同一介质板上，既确保信号处理设备与天线辐射阵列之间的信号传输，又能借助定向耦合器的耦合作用确保校准装置的精确校准。
此外，本实用新型易于实现，成本相对低廉。
【附图说明】
图1为本实用新型智能天线校准装置第一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型智能天线校准装置第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
请参阅图1，本实用新型的智能天线校准装置的优选实施例中，示出了一PCB主介质板8，该主介质板8的一个表面上，以微带线形式印制有等功率分配器1、四个定向耦合器2及九个合路器3。
等功率分配器1具有一合并端口10和四个分支端口11，顾名思义，等功率分配器1将其合并端口10的信号以相等的功率分配至各个分支端口11或反之。合并端口10又称校准端口，相应的处理系统接入该合并端口10以实施信号检测和校准。
每个定向耦合器2一端与等功率分配器1的分支端口11电性连接，另一端与合路器3的合路端口30电性连接，以便在等功率分配器1的分支端口11和合路器3的合路端口30之间实现信号耦合传输。
合路器3为双频合路器3，包含两个分路端口31，32和一个合路端口30，该两个分路端口31，32除由定向耦合器2进行信号耦合外，还与天线辐射阵列(未图示)电性连接，而每个分路端口31，32与一个信号处理设备(未图示)电性连接，两个分路端口31，32即可与两个信号处理设备电性连接，不同的信号处理设备处理不同频段的信号，这种情况下，合路器3便可对来自不同频段信号处理设备的不同频段信号进行合路，合路后传输到天线辐射阵列；反而，合路器3将来自天线辐射阵列的信号分路传输至不同频段的信号处理设备做进一步的处理。
所述的信号处理设备，形式多样，包括射频拉远单元、直放站、塔顶放大器等进行信号中继转发的设备。适应TD系统的一种信号处理设备，具有刚好与本实用新型的校准装置相连接的九个端口，因这种设备与校准装置的连接方式已属公知，故不行赘述。
所述的天线辐射阵列，其与合路器3的合路端口30的电性连接关系，并不仅仅是指直接的物理连接次序，还包括经过天线的波束形成网络之类的节点而实施的电性连接关系。
所述合路器3设计为具有相同电气特性以保证传输通道的参数一致性，为减小合路器3布局对校准电路一致性的影响，首先，作为前提，等功率分配器1与定向耦合器2均呈轴对称结构，尽管合路器3自身未呈轴对称结构，但是，等功率分配器1、定向耦合器2以及与定向耦合器2相连接的各合路器3这三者在主介质板8的表面上的排布是以镜像对称关系进行排布的。同时，为确保精确校准，所述各定向耦合器2的耦合量被要求完全相同。
在主介质板8的另一面，尽管未图示，本领域技术人员应当知晓，在该面上，设有连接以上各个部件的微带传输线。
较佳的，本实用新型的校准装置内置于智能天线(未图示)的天线罩(未图示)内部，以提高天线的集成度。通过校准装置与信号处理设备和天线辐射阵列以及相应的用于实施校准控制的处理系统后，校准装置即可实施工作。一方面，来自不同信号处理设备的不同频段信号通过合路器3合路后输出至天线辐射阵列，完成信号的下行，或者反之经合路器3分路完成信号上行；另一方面，校准装置通过定向耦合器2耦合各合路器3的合路端口30信号并以相同的耦合的方式实施校准。由此，校准与合路的功能得以有机统一。
图2示出了本实用新型的另一实施例的原理图。其与前一实施例的不同在于将前一实施例的主介质板8上设置的与等功率分配器1合并端口10相连接的合路器3独立设置于一辅介质板9的一个表面上，通过同轴电缆之类的线缆，将辅介质板9上的合路器3合路端口30与主介质板8上的等功率分配器1合并端口10相连接，如此，主介质板8上的各部件的对称性更好，更有利于保证各传输通道的一致性。
综上所述，本实用新型的智能天线及其校准装置，由于校准装置集成了合路器的功能，同时实现了多频段信号的信号校准和合路的功能，且确保校准装置的精确度，以及确保相对低廉的成本。
概而言之，以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种智能天线校准装置，包括主介质板，主介质板表面设有等功率分配器和定向耦合器，等功率分配器具有合并端口和偶数个分支端口，每一分支端口均连接有所述定向耦合器，其特征在于，本装置还设有合路器，所述合并端口与所述定向耦合器分别与一合路器电性连接，与定向耦合器相连接的合路器被设置在该主介质板表面。
2.根据权利要求1所述的智能天线校准装置，其特征在于，所述合路器具有一个合路端口和至少两个对应不同频段设置的分路端口，所述合并端口和所述定向耦合器均与合路器的合路端口电性连接。
3.根据权利要求2所述的智能天线校准装置，其特征在于，所述合路器的各分路端口分别与不同频段的信号处理设备电性连接，所述合路器的合路端口与天线辐射阵列电性连接，该合路器用于将来自不同信号处理设备的不同频段信号合路后传输给天线辐射阵列，以及反之将来自天线辐射阵列的信号分路传输给各信号处理设备。
4.根据权利要求2所述的智能天线校准装置，其特征在于，与所述合并端口相连接的合路器设置该主介质板表面上，其合路端口与等功率分配器的合并端口直接相连接。
5.根据权利要求2所述的智能天线校准装置，其特征在于，与所述合并端口相连接的合路器设置辅介质板上，其合路端口与等功率分配器的合并端口以线缆相连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的智能天线校准装置，其特征在于，所述各定向耦合器的信号耦合量相同。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的智能天线校准装置，其特征在于，所述等功率分配器、定向耦合器、以及合路器均以微带线印制于其各自所属的介质板的表面。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的智能天线校准装置，其特征在于，所述等功率分配器、定向耦合器及与定向耦合器电性连接的合路器均以镜像对称排布在该主介质板表面。
9.一种智能天线，其特征在于，其内置有如权利要求1至8中任意一项所述的智能天线校准装置。
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