CN209804906U - 校准网络装置及天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种校准网络装置及天线，其中，所述校准网络装置包括具有多个支路端口的功率分配网络、与所述功率分配网络的支路端口一一对应连接的多个定向耦合器、连接于所述定向耦合器的隔离端的终端负载，以及连接于隔离端与终端负载之间的阻抗匹配枝节，所述终端负载包括多个并联的电阻，且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。本实用新型中，在定向耦合器的隔离端并联多个总电阻值等效为50欧姆的电阻，能缩小校准网络装置的尺寸，有利于实现天线整机尺寸的小型化。

Description

校准网络装置及天线

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种校准网络装置及天线。

背景技术

随着移动通信的飞速发展和5G的即将商用，基站天线资源愈发紧张，市场对天线小型化的要求越发迫切，目前的智能天线和大规模天线阵列的校准网络所占空间一般较大，不利于天线的小型化。基于此，有必要提供一种有利于天线小型化且可以保证校准精度的天线校准网络装置。

如图1所示，目前现有的校准网络装置，包括校准端口1、功分器2、定向耦合器3、阻抗匹配枝节4和电阻阻值为50欧姆的终端负载6等。定向耦合器3的耦合端通过若干功分器2多级级联形成一个校准端口1，定向耦合器3的隔离端焊接一个50欧姆隔离电阻。由于在高频段电阻的寄生效应和分布参数的影响特别明显，因此在高频段下电阻会有比较大的感抗分量和容抗分量，其阻值可能偏离正常值较大范围，故定向耦合器3隔离端连接50欧电阻时需要另外连接一段相当长度的阻抗匹配枝节4用于端口的阻抗匹配调节，这势必会造成校准网络装置体积的增大，不利于其小型化。

实用新型内容

本实用新型的首要目的旨在提供一种小尺寸的校准网络装置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种采用上述校准网络装置的天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种校准网络装置，包括具有多个支路端口的功率分配网络、与所述功率分配网络的支路端口一一对应连接的多个定向耦合器、连接于所述定向耦合器的隔离端的终端负载，以及连接于隔离端与终端负载之间的阻抗匹配枝节，述终端负载包括多个并联的电阻，且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。

优选的，所述终端负载由两个并联的电阻组成，且两个电阻均为100欧姆。

优选的，多个并联的所述电阻的阻值相同或不相同。

优选的，所述功率分配网络包括至少一个一分二等功分威尔金森功分器分至少一级级联而成，共有至少两个所述支路端口和一个校准端口。

优选的，所述威尔金森功分器和所述定向耦合器均采用带状线结构。

优选的，所述定向耦合器为平行线定向耦合器，所述功率分配网络的多个支路端口分别对应连接一个平行线定向耦合器。

优选的，所述校准网络装置为多层印制电路板结构，具有由上到下依次层叠设置的上层金属层、上层介质层、中间线路层、下层介质层，以及下层金属层，所述功率分配网络、定向耦合器、阻抗匹配枝节，以及终端负载均设于所述中间线路层。

优选的，还包括与耦合器的耦合端连接并用于调节耦合器相位的相位调节器。

优选的，所述上层金属层正对应于定向耦合器耦合端的区域上设有开窗，所述相位调节器设于开窗区域内，且通过金属化过孔连接到定向耦合器的耦合端处。

作为第二方面，本实用新型涉及一种天线，包括上述的校准网络装置。相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本实用新型中，在校准网络装置中定向耦合器的隔离端并联多个阻值相同或不同的电阻，并且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆；通过电阻并联方式降低了高频段下单个50欧姆电阻的寄生效应和分布参数的影响，从而改善了端口匹配性能，比直接在端口处连接一个阻值为50欧姆的单个电阻减少了阻抗匹配枝节的长度，无需在定向耦合器隔离端端口处设置很长的阻抗匹配枝节，从而可以缩短校准网络装置的横向和纵向尺寸，使校准网络装置的体积变小，有利于天线整机尺寸的小型化。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中校准网络装置的中间线路层的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式的校准网络装置的中间线路层的结构示意图；

图3为本实用新型中定向耦合器的放大结构示意图；

图4为校准网络装置的驻波比特性图，示出本实用新型终端负载为两个并联电阻的等效阻抗为50欧姆与传统校准网络的终端负载为单个50欧姆电阻时的对比结果。

附图标记：1、校准端口；2、功分器；3、定向耦合器；31、输入端；32、直通端；33、耦合端；34、隔离端；4、阻抗匹配枝节；5、相位调节器；6、终端负载；100、中间线路层。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

如图2和图3所示，本实用新型设计一种校准网络装置，该校准网络装置基于多层印制电路板实现，其包括由上到下依次层叠设置的上层金属层(图中未示出)、上层介质层(图中未示出)、中间线路层100、下层介质层(图中未示出)，以及下层金属层(图中未示出)，所述上层金属层和下层金属层为元件焊接层，且两者表面均覆铜，以便于对中间线路层100的信号达到比较好的屏蔽作用。

所述中间线路层100为信号校准及传输层，其包括均设于其上的功率分配网络、与功率分配网络的支路端口一一对应连接的定向耦合器3、与定向耦合器3一一对应连接的终端负载6，以及与终端负载6一一对应连接的阻抗匹配枝节4。所述定向耦合器3的耦合端33与所述功率分配网络的支路端口连接，其隔离端34与所述终端负载6连接、其输入端31用于与射频连接器相连，其直通端32用于与天线阵列相连，所述阻抗匹配枝节4连接于所述定向耦合器3的隔离端34和终端负载6之间，所述终端负载6由多个并联在一起的电阻组成，且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆，需要说明的是，在本实用新型中，多个指的是两个或两个以上的数量。

所述定向耦合器3工作原理如下：

当天线发射时，射频连接器的信号从定向耦合器3输入端31输入至天线的同时也耦合到校准端口1输出，从而可以检测发射通路的幅度/相位一致性；类似地，从校准端口1输入一个校准信号，可以在各天线端口分别耦合到信号输出端并进入天线系统的接收机，从而可以检测各接收通路的幅度/相位一致性。

所述中间线路层100的功率分配网络的支路端口数量至少有两个，所述定向耦合器3数量可以根据实际需要通过功率分配网络的级联进行扩展调整。

在本实施例中，所述功率分配网络包括七个一分二等功分威尔金森功分器2分三级级联而成，共有八个支路端口和一个校准端口1。第一级的功率分配网络包括一个威尔金森功分器2，并且该威尔金森功分器2的两个支路端口分别连接有一个威尔金森功分器2以形成第二级的功率分配网络，第二级的功率分配网络具有四个支路端口，且四个支路端口均连接有威尔金森功分器2，进而形成第三级的功率分配网络，所述第三级的功率分配网络具有八个支路端口。

优选地，所述威尔金森功分器2和所述定向耦合器3均采用带状线结构。

优选的，所述定向耦合器3为平行线定向耦合器3，功率分配网络的八个支路端口分别对应连接一个平行线定向耦合器3。

优选的，组成所述终端负载6的多个并联电阻的阻值相同或不相同，且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。在本实施例中，所述终端负载6由两个阻值均为100欧姆的电阻并联而成，两个并联电阻的总电阻值为50欧姆。

在其他实施例中，所述终端负载6由三个相同阻值的电阻并联组成，且电阻的阻值为150欧姆，三个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。又或者是，所述终端负载6由两个不同阻值的电阻并联而成，两个并联电阻分别为150欧姆和75欧姆，且两个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。

如图1所示，在高频段时，单个50欧姆的电阻组成的终端负载6由于寄生效应和分布参数的影响特别明显，使单个电阻会有比较大的感抗分量和容抗分量，阻值容易偏离正常值较大范围，因而，需要在定向耦合器3与终端负载6之间连接一个较长长度的阻抗匹配枝节4来用于端口的阻抗匹配调节，也因此校准网络装置的尺寸较大。

因此，结合图4所示，在本实施例中，在定向耦合器3的隔离端34连接的终端负载6为并联一起的两个阻值为100欧姆的电阻时，比单独连接一个50欧姆电阻的等效阻抗更优，通过电阻并联方式能降低高频段下单个电阻的寄生效应和分布参数的影响，进而本实施例的小型化校准网络装置的性能要比校准网络装置的终端负载6为单个50欧姆的电阻好。因此，在定向耦合器3的隔离端34连接并联的双电阻，通过改善端口的匹配性能，有利于减少阻抗匹配枝节4的长度，从而在保证校准网络装置精度不变的前提下缩短校准网络装置电路板的尺寸，使校准网络装置小型化，进而有利于天线整机尺寸的小型化。

如图2和图3所示，本实用新型的校准网络装置还包括有相位调节器5，所述上层金属层正对应于定向耦合器3耦合端33的区域上设有开窗(图中未示出)，所述相位调节器5设于开窗区域内，且其通过金属化过孔连接到定向耦合器3的耦合端33处，实现了所述相位调节器5外露于上层金属层上，进而可以方便通过调节相位调节器5来实现相位改变。通过相位调节器5调节定向耦合器3的相位，以确保各端口校准信号幅度、相位等电器特性的高度一致性。

相对于现有的校准网络装置，本实用新型的校准网络装置具有以下效果：

本实用新型中，在校准网络装置中定向耦合器3的隔离端34并联两个阻值为100欧姆的电阻，可以大大减小在只连接单个50欧姆电阻时，在定向耦合器3隔离端34端口处产生很长的阻抗匹配枝节4，从而可以缩短校准网络装置的尺寸，使校准网络装置的体积变小。

作为第二方面，本实用新型还涉及一种天线，包括上述的校准网络装置。

该天线通过应用上述校准网络装置，减少了校准网络装置在天线内所占用的空间，进而可以有利于在保证天线性能的基础上减小天线的整机尺寸。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种校准网络装置，其特征是：包括具有多个支路端口的功率分配网络、与所述功率分配网络的支路端口一一对应连接的多个定向耦合器、连接于所述定向耦合器的隔离端的终端负载，以及连接于隔离端与终端负载之间的阻抗匹配枝节，所述终端负载包括多个并联的电阻，且多个并联电阻的总电阻值等效为50欧姆。

2.根据权利要求1所述的校准网络装置，其特征是：所述终端负载由两个并联的电阻组成，且两个电阻均为100欧姆。

3.根据权利要求1所述的校准网络装置，其特征是：多个并联的所述电阻的阻值相同或不相同。

4.根据权利要求1所述的校准网络装置，其特征是：所述功率分配网络包括至少一个一分二等功分威尔金森功分器分至少一级级联而成，共有至少两个所述支路端口和一个校准端口。

5.根据权利要求4所述的校准网络装置，其特征是：所述威尔金森功分器和所述定向耦合器均采用带状线结构。

6.根据权利要求1所述的校准网络装置，其特征是：所述定向耦合器为平行线定向耦合器，所述功率分配网络的多个支路端口分别对应连接一个平行线定向耦合器。

7.根据权利要求1所述的校准网络装置，其特征是：所述校准网络装置为多层印制电路板结构，具有由上到下依次层叠设置的上层金属层、上层介质层、中间线路层、下层介质层，以及下层金属层，所述功率分配网络、定向耦合器、阻抗匹配枝节，以及终端负载均设于所述中间线路层。

8.根据权利要求7所述的校准网络装置，其特征是：还包括与耦合器的耦合端连接并用于调节耦合器相位的相位调节器。

9.根据权利要求8所述的校准网络装置，其特征是：所述上层金属层正对应于定向耦合器耦合端的区域上设有开窗，所述相位调节器设于开窗区域内，且通过金属化过孔连接到定向耦合器的耦合端处。

10.一种天线，其特征是：包括权利要求1至9中任一项所述的校准网络装置。