CN204068922U - 一种电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电路结构，包括m个功率分配装置和n个功率合路装置，每个功率分配装置包括一个输入端口和n个输出端口，每个功率合路装置包括m个输入端口和一个输出端口；每个功率分配装置用于将输入信号分为功率相同、相位各自相差90°的正整数倍的n路输出信号，且m个功率分配装置各自的第i个输出端口的输出信号的相位相同；m个功率分配装置中相位相同的m个输出端口分别连接不同的功率合路装置的一个输入端口，每个功率合路装置用于将m路输入信号合为一路输出信号；其中：m,n为正整数常数、1≤m,n≤4且m和n不同时为1，i为正整数变量且i≤n。本实用新型的电路结构，可以对多种型号的MIMO系统进行有效测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路结构，可用于测试MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）系统。
背景技术
人们对无线连接速度的要求不断提高，而频谱资源又越来越紧张，提高频谱效率成为业内达成共识的一种手段，而MIMO就是其中的一种主流方式，目前很多高速无线通信标准多支持MIMO，且MIMO的级数越来越高，如LTE、802.11c等目前流行的标准。
所有的产品在出厂前经过充分的测试是必不可少的，对MIMO（MIMO芯片、MIMO装置或MIMO系统等等）测试时充分组网比较复杂，比如对2×2（即双发射信道、双接收信道）的MIMO测试时通常会采用分支线耦合器（图1中的虚线框中），如图1所示，P1~P4表示4个端口，其中P1和P2连接测试仪器，P3和P4连接待测器件（DUT），形成一种四端口网络，使得P1到P2有隔离效果，P1到P3和P1到P4功率近似相等，相位接近正交。
而当对发射信道或接收信道数量多于2×2的MIMO进行测试时，如2×3、3×3或是4×4的MIMO等等，没有现成的多端口（大于4）的实现类似分支线耦合器功能的装置，如果通过信道仿真器对其进行测试，一则十分昂贵，二则使用相对复杂。
所以目前对多端口MIMO进行测试，通常采用直接连接的形式（如图2），但是这种形式没有验证信道估计的性能，也就不能充分测试MIMO的性能，这种测量方式只是独立的测试各个通道的性能，基本上可以认为实际上没有起到测试MIMO的作用。
实用新型内容
本实用新型为解决现有对MIMO的测试装置无法实现对发射信道或接收信道多于2×2的MIMO进行有效测试技术问题，提出一种电路结构，包括m个功率分配装置和n个功率合路装置，每个功率分配装置包括一个输入端口和n个输出端口，每个功率合路装置包括m个输入端口和一个输出端口；每个功率分配装置用于将输入信号分为功率相同、相位各自相差90°的正整数倍的n路输出信号，且m个功率分配装置各自的第i个输出端口的输出信号的相位相同；m个功率分配装置中相位相同的m个输出端口分别连接不同的功率合路装置的一个输入端口，每个功率合路装置用于将m路输入信号合为一路输出信号；其中：m,n为正整数常数、1≤m,n≤4且m和n不同时为1，i为正整数变量且i≤n。
进一步的，功率分配装置包括90°移相器和三个分支线耦合器：第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器；每个分支线耦合器的第一端口和第二端口之间隔离、第三端口和第四端口之间隔离，第一端口到第三端口与第一端口到第四端口的功率相同、相位正交；第一耦合器的第一端口作为功率分配装置的输入端口，其第三端口与第二耦合器的第一端口连接，其第四端口经过90°移相器与第三耦合器的第一端口连接；第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器各自的第二端口接负载；第二耦合器和第三耦合器各自的第三端口和第四端口这四个端口分别作为功率分配装置的输出端口。
或者，功率分配装置包括90°移相器、180°移相器、270°移相器和三个功分器：第一功分器、第二功分器和第三功分器；第一功分器的输入端口作为功率分配装置的输入端口，其第一输出端口连接第二功分器的输入端口，其第二输出端口连接第三功分器的输入端口；第二功分器的第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器后、第三功分器的第一输出端口经过180°移相器后以及其第二输出端口经过270°移相器后，分别作为功率分配装置的输出端口。
或者，功率分配装置包括90°移相器和第一功分器；第一功分器的输入端口作为功率分配装置的输入端口，其第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器后，分别作为功率分配装置的输出端口；其中：n=2。
进一步的，功率合路装置包括第一合路器、第二合路器和第三合路器；第三合路器的输出端口连接第一合路器的第一输入端口，第二合路器的输出端口连接第一合路器的第二输入端口，第二合路器和第三合路器各自的第一输入端口和第二输入端口分别作为功率合路装置的输入端口，第一合路器的输出端口作为功率合路装置的输出端口。
进一步的，功率合路装置为合路器；其中m=2。
更进一步的，所述电路结构为用于测试MIMO的电路结构。
本实用新型的电路结构，可以对多种型号的MIMO系统进行有效测试，实现了一个从任意一个端口到另外3个端口有隔离效果，而到另外4个端口的幅度相等，相位各自相差90°的正整数倍效果，并且结构简单，器件常规，容易实现，成本低廉。
附图说明
图1所示为现有技术中可用于2×2的MIMO系统测试的分支线耦合器；
图2所示为现有技术中对4×4的MIMO系统测试组网结构示意图；
图3所示为本实用新型电路结构的一个实施例的结构示意图；
图4所示为本实用新型电路结构的第二个实施例的结构是示意图；
图5所示为本实用新型电路结构中的功率分配装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图6所示为本实用新型电路结构的第四个实例的结构示意图；
图7所示为本实用新型电路结构中的功率分配装置的第二种具体实施方式中一个实施例的结构示意图；
图8所示为本实用新型电路结构中的功率分配装置的第二种具体实施方式中第三个实施例的结构示意图；
图9所示为本实用新型电路结构中的功率合路装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
作为本实用新型具体实施方式的电路结构，其可用以对MIMO系统进行测试，如图3、4、6所示，其包括m个功率分配装置1和n个功率合路装置2，每个功率分配装置1包括一个输入端口和n个输出端口，每个功率合路装置2包括m个输入端口和一个输出端口；每个功率分配装置1用于将输入信号分为功率相同、相位各自相差90°的正整数倍的n路输出信号，且所有功率分配装置1各自的第i个输出端口的输出信号的相位相同，例如每个功率分配装置1的第一路输出相位为0、第二路输出相位为90°、第三路输出相位为180°、第四路输出相位为270°；m个功率分配装置1中相位相同的m个输出端口分别连接不同的功率合路装置2的一个输入端口，保证同一功率合路装置2中的各路输入信号的相位各不相同；每个功率合路装置2用于将m路输入信号合为一路输出信号；其中：m,n为正整数常数、1≤m,n≤4且m和n不同时为1，i为正整数变量且i≤n。
作为本实用新型中功率分配装置1一个具体实施例，如图3、4所示，利用分支线耦合器来构建功率分配装置。如图5所示，功率分配装置1包括90°移相器114和三个分支线耦合器：第一耦合器111、第二耦合器112和第三耦合器113；每个分支线耦合器的第一端口和第二端口之间隔离、第三端口和第四端口之间隔离，第一端口到第三端口与第一端口到第四端口的功率相同、相位正交；第一耦合器111的第一端口作为功率分配装置1的输入端口，其第三端口与第二耦合器112的第一端口连接，其第四端口经过移相器114与第三耦合器113的第一端口连接；第一耦合器111、第二耦合器112和第三耦合器113各自的第二端口接负载；如图3、4所示，第二耦合器112和第三耦合器113各自的第三端口和第四端口这四个端口分别作为功率分配装置1的输出端口。其适用于针对1×2、1×3、2×3、2×4、3×1、3×2、3×3、4×2、4×3或4×4等等型号的MIMO进行测试，对于所有功率分配装置1的输入端口数量多于MIMO发送端口数量的情况下，将MIMO的发送端口与所有功率分配装置1的输入端口一一对接后，将多余的功率分配装置1的输入端口接上负载10（如图4所示）。
作为本实用新型中功率分配装置1的另一个实施例，如图6所示，也可以以功分器加上移相器构建功率分配装置1，实现在测试仪器侧1个输入端口到4个输出端口间的幅度相等、相位各自相差90°的正整数倍，且4个输入端口间有隔离作用，以下以功分器来构建功率分配装置。
如图7所示，功率分配装置1包括90°移相器114、180°移相器115、270°移相器116和三个功分器：第一功分器121、第二功分器122和第三功分器123；第一功分器121的输入端口作为功率分配装置1的输入端口，其第一输出端口连接第二功分器122的输入端口，其第二输出端口连接第三功分器123的输入端口；如图7所示，第二功分器122的第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器114后、第三功分器123的第一输出端口经过180°移相器115后以及其第二输出端口经过270°移相器116后，分别作为功率分配装置1的输出端口。
当n=2时，譬如针对3×2或4×2的MIMO时，如图8所示，功率分配装置包括90°移相器114和第一功分器121；第一功分器121的输入端口作为功率分配装置1的输入端口，其第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器114后，分别作为功率分配装置1的输出端口。
当然，亦可以其他类似的组合来实现这种多端口网络。
作为本实用新型中功率合路装置2的一个具体实施例，以下以合路器（与功分器实为同一器件）构建功率合路装置。
如图9所示，功率合路装置2包括第一合路器21、第二合路器22和第三合路器23；第三合路器23的输出端口连接第一合路器21的第一输入端口，第二合路器22的输出端口连接第一合路器21的第二输入端口，第二合路器22和第三合路器23各自的第一输入端口和第二输入端口分别作为功率合路装置2的输入端口，第一合路器21的输出端口作为功率合路装置2的输出端口。
当m=2时，功率合路装置2为第一合路器21。
实物实现时可以全部在PCB板实现，也可以通过多个相应的功分器，耦合器外接线缆实现。
本实施例电路结构中的功率分配装置实现1个输入端口到对面的4个输出端口间的幅度相等、相位各自相差90°的正整数倍（实际中几乎不可能做到绝对精确），且4个输入端口间有隔离作用。如图4，本实施例电路结构中的功率合路装置实现P5端口到P1-P4的4个端口的幅度相等，相位各自相差90°的正整数倍（实际中几乎不可能做到绝对精确），且4个端口间有隔离作用。这样组合起来成为图2所示；就实现了P1~P4属于一侧，P5~P8属于另外一侧；当P1发出功率时到P2、P3、P4有隔离作用，而到P5、P6、P7、P8则功率相等（幅度只是理论上能实现完全相等，但实际上是几乎做不到的），相位各自相差90°的正整数倍；同理其他各个端口也能达到同样的效果；这样可以提供相当于分支线耦合器用于对2×2的MIMO进行测试时的类似作用。
如上所述是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种电路结构，其特征在于：包括m个功率分配装置（1）和n个功率合路装置（2），每个功率分配装置（1）包括一个输入端口和n个输出端口，每个功率合路装置（2）包括m个输入端口和一个输出端口；每个功率分配装置（1）用于将输入信号分为功率相同、相位各自相差90°的正整数倍的n路输出信号，且m个功率分配装置（1）各自的第i个输出端口的输出信号的相位相同；m个功率分配装置（1）中相位相同的m个输出端口分别连接不同的功率合路装置（2）的一个输入端口，每个功率合路装置（2）用于将m路输入信号合为一路输出信号；其中：m,n为正整数常数、1≤m,n≤4且m和n不同时为1，i为正整数变量且i≤n。
2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于：功率分配装置（1）包括90°移相器（114）和三个分支线耦合器：第一耦合器（111）、第二耦合器（112）和第三耦合器（113）；每个分支线耦合器的第一端口和第二端口之间隔离、第三端口和第四端口之间隔离，第一端口到第三端口与第一端口到第四端口的功率相同、相位正交；第一耦合器（111）的第一端口作为功率分配装置（1）的输入端口，其第三端口与第二耦合器（112）的第一端口连接，其第四端口经过90°移相器（114）与第三耦合器（113）的第一端口连接；第一耦合器（111）、第二耦合器（112）和第三耦合器（113）各自的第二端口接负载（10）；第二耦合器（112）和第三耦合器（113）各自的第三端口和第四端口这四个端口分别作为功率分配装置（1）的输出端口。
3.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于：功率分配装置（1）包括90°移相器（114）、180°移相器（115）、270°移相器（116）和三个功分器：第一功分器（121）、第二功分器（122）和第三功分器（123）；第一功分器（121）的输入端口作为功率分配装置（1）的输入端口，其第一输出端口连接第二功分器（122）的输入端口，其第二输出端口连接第三功分器（123）的输入端口；第二功分器（122）的第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器（114）后、第三功分器（123）的第一输出端口经过180°移相器（115）后以及其第二输出端口经过270°移相器（116）后，分别作为功率分配装置（1）的输出端口。
4.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于：功率分配装置（1）包括90°移相器（114）和第一功分器（121）；第一功分器（121）的输入端口作为功率分配装置（1）的输入端口，其第一输出端口、其第二输出端口经过90°移相器（114）后，分别作为功率分配装置（1）的输出端口；其中：n=2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电路结构，其特征在于：功率合路装置（2）包括第一合路器（21）、第二合路器（22）和第三合路器（23）；第三合路器（23）的输出端口连接第一合路器（21）的第一输入端口，第二合路器（22）的输出端口连接第一合路器（21）的第二输入端口，第二合路器（22）和第三合路器（23）各自的第一输入端口和第二输入端口分别作为功率合路装置（2）的输入端口，第一合路器（21）的输出端口作为功率合路装置（2）的输出端口。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的电路结构，其特征在于：功率合路装置（2）为合路器；其中m=2。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的电路结构，其特征在于：所述电路结构为用于测试MIMO的电路结构。
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| CN113965276A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-01-21 | 上海创远仪器技术股份有限公司 | 基于数据流交换实现信道模拟器端口映射控制的系统 |
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| CN113965276B (zh) * | 2021-11-22 | 2024-05-17 | 上海创远仪器技术股份有限公司 | 基于数据流交换实现信道模拟器端口映射控制的系统 |
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