阵列天线的校准耦合网络装置的制作方法

1.本发明属于移动通讯技术领域，尤其涉及一种阵列天线的校准耦合网络装置。


背景技术：

2.对于相控阵天线来说，通道幅相监测关系到天线工作时波束形状、波束指向角等天线性能的准确程度。通过校准耦合网络的采集数据可完成t\r组件的幅相实时校准，实现精准的幅相控制。
3.校准耦合网络的设计原则主要包括：（1）校准耦合网络不能影响天线性能；（2）校准耦合网络与天线易共形，不影响整体结构特性；（3）校准耦合网络不会受外界的影响，且校准网络自身性能稳定。
4.相控阵天线校准分为外校准和内校准，外校准适用于空间尺寸较大，对天线校准精度要求不高的应用；内校准的校准网络与天线成为一体，占据的空间较少，且校准精度高。本发明中的相控阵天线对体积、重量、精度都有较高的要求，因此采用内校准较为适合。
5.为了可以实时校准天线每个单元的幅度相位，需要将天线口面上单元的幅度、相位信息耦合一部分进入校准耦合网络。传统的校准网路采用微带或带状线形式传输耦合信号，但是微带或带状线损耗及加工难度大，性能稳定性不好。


技术实现要素：

6.为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供了一种阵列天线的校准网络，其具有可精准的实时监测每个阵子单元的幅度相位，屏蔽外界电磁场对校准耦合网络干扰的优点。
7.本发明是通过以下技术方案来实现的：一种阵列天线的校准耦合网络装置，包括pcb板和多组射频耦合模块，所述pcb板上设有总口及多个对接口，多个所述对接口分别与多组所述射频耦合模块连接，所述总口连接有连接器，所述pcb板上设有印刷电路，所述印刷电路连接所述总口和多个所述对接口，所述总口与所述连接器之间设有校准电缆。
8.作为发明的进一步说明：所述射频耦合模块包括半刚电缆、支架、负载和多个射频连接器，所述负载与所述半刚电缆连接，多个所述射频连接器固定设于所述支架上，多个所述射频连接器均与所述半刚电缆连接。
9.作为发明的进一步说明：所述射频连接器上设有耦合针、第一射频接口和第二射频接口，所述第一射频接口用于连接阵子单元，所述第二射频接口用于连接功分网络。
10.作为发明的进一步说明：所述半刚电缆上设置有多个第一耦合窗口，所述支架上设置有多个第二耦合窗口，所述耦合针贯穿所述第二耦合窗口和所述第一耦合窗口与所述半刚电缆连接。
11.作为发明的进一步说明：所述支架任一侧设置有多个第一连接块，所述第二耦合
窗口位于相邻所述第一连接块之间，所述射频连接器上设置有第二连接块，所述第一连接块与所述第二连接块固定连接，所述射频连接器处于相邻所述第一连接块之间。
12.作为发明的进一步说明：还包括基板，所述连接器、所述支架、所述射频连接器和所述pcb板均固定设于所述基板上。
13.作为发明的进一步说明：所述支架上设置有多个第三连接块，所述半刚电缆位于所述第三连接块下方，所述第三连接块与所述基板固定连接。
14.作为发明的进一步说明：多个所述射频耦合模块相互平行设置，所述pcb板和所述负载分别设于多个所述射频耦合模块两端。
15.作为发明的进一步说明：所述射频连接器上开设有第三耦合窗口，所述第三耦合窗口内设置有绝缘支撑，所述耦合针设于所述绝缘支撑上。
16.作为发明的进一步说明：所述绝缘支撑切为两半设置，所述耦合针位于切缝内。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：1、该校准网络采用同轴传输方式设计，通过多个对接口实现对每个阵子单元幅度、相位信息耦合，并通过印制电路、同轴电缆组件传递至校准口实现对每个阵子单元的实时校准，相对于微带和带状线具有损耗小、环境试验前后耦合系数变化较小、可靠性高的优点，且采用同轴传输方式设计剖面低，易于与天线整体共形。
18.2、该阵列天线工作时通过射频耦合模块上的多个耦合针实现耦合每个阵子单元的部分信号，并将多个耦合信号通过同轴电缆和印制电路传递至总口，然后通过同轴电缆组件传递至校准口，实现天线每个阵子单元的信号传输到校准口通过其他模块进行校准，耦合信号采用同轴传输方式进行信号传输，因此屏蔽外界电磁场对校准耦合网络的干扰，工作稳定可靠。
19.3、采用多个射频耦合模块集成的方式实现校准网络的组阵，较常规采用pcb板形式的校准网络，其可维修性、可扩展性好。
20.4、校准口通过电缆组件与印制板总口连接，因此可实现校准口在安装面板上的的任意布置。
附图说明
21.图1为本发明校准耦合网络装置的背面结构示意图。
22.图2为本发明校准耦合网络装置的正面结构示意图。
23.图3为本发明射频耦合模块的结构示意图。
24.图4为本发明射频耦合模块支架和半刚电缆组合体结构示意图图5为射频耦合模块射频连接器示意图图6为本发明pcb结构示意图。
25.附图标记说明11、基板；12、射频耦合模块；121、射频连接器；1211、耦合针；1212、第一射频接口；1213、第二射频接口；1214、第二连接块；1215、第三耦合窗口；1216、绝缘支撑；122、半刚电缆；1221、第一耦合窗口；123、支架；1231、第二耦合窗口；1232、第一连接块；1233、第三连接块；124、负载；13、pcb板；131、总口；132、对接口；14、校准电缆；15、连接器；151、校准信号提取口。
具体实施方式
26.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.如图1至图6所示，一种阵列天线的校准耦合网络装置，包括pcb板13、基板11和四组射频耦合模块12，pcb板13和四组射频耦合模块12均固定设于基板11上，四组射频耦合模块12之间相互平行设置，pcb板13用于将四组射频耦合模块12并联。
31.pcb板13上设有总口131及多个对接口132，多个对接口132分别与多组射频耦合模块12连接，总口131连接有连接器15。本实施例中，对接口132对应四组射频耦合模块12设置有四个，连接器15固定设于pcb板13任意边沿中心位置，在其余实施例中，连接器15可设于pcb板13任意位置，pcb板13上设有印刷电路，印刷电路连接总口131和多个对接口132，总口131与连接器15之间设有校准电缆14，校准电缆14用于传输校准信号，连接器15上设有校准信号提取口151，校准信号提取口151用于外接校准装置，校准电缆14为同轴电缆。
32.每组射频耦合模块12包括半刚电缆122、支架123、负载124和多个射频连接器121，半刚电缆122一端连接有负载124，另一端与对接口132连接，多个射频连接器121均固定设于支架123上，多个射频连接器121均与半刚电缆122连接，半刚电缆122与支架123固定连接，支架123与基板11通过螺固定连接，射频连接器121底端设置有外螺纹用于与基板11螺纹连接，半刚电缆122为同轴电缆。
33.射频连接器121上设有耦合针1211、第一射频接口1212和第二射频接口1213，第一射频接口1212用于连接阵子单元，第二射频接口1213用于连接功分网络，通过第一射频对接口1212和第二射频对接口1213实现上下模块射频信号传输，本实施例中，射频连接器121中部设有第三耦合窗口1215，第三耦合窗口1215内设有绝缘支撑1216，耦合针1211设置于绝缘支撑1216上并与绝缘支撑1216同轴设置，在其余实施例中，可将绝缘支撑1216切为两半设置，更为具体的，将绝缘支撑1216沿轴线所在任一平面分为两半，并将耦合针1211设于切缝内，以实现耦合针1211的可拆卸。第一射频接口1212设于射频连接器121的顶端，第二
射频接口1213设于射频连接器121的底端，耦合针1211采用机械加工制造，耦合精度高，且一致性好。
34.支架123任一侧设置有多个第一连接块1232，射频连接器121上设置有第二连接块1214，第一连接块1232与第二连接块1214之间通过螺钉固定连接，射频连接器121处于相邻第一连接块1232之间，半刚电缆位于支架123设置第一连接块1232的相对侧，支架123上设置有多个第三连接块1233，第三连接块1233位于支架123设置第一连接块1232相对侧的上端，半刚电缆122位于第三连接块1233下方，第三连接块1233与基板11通过螺栓固定连接，将半刚电缆122固定于第三连接块1233与基板11之间。
35.支架123上设置有多个第二耦合窗口，半刚电缆122上设置有多个第一耦合窗口1221，耦合针1211贯穿第二耦合窗口1231和第一耦合窗口1221与半刚电缆122连接，第二耦合窗口1231位于相邻第一连接块1232之间，在绝缘支撑1216切为两半的实施例中，可直接更换耦合针1211以实现上述功能。
36.同时，相对于传统的校准网路采用微带或带状线形式直接传输耦合信号，本技术采用半刚电缆122与耦合针1211连接，在生产过程中可安装具有不同长度和/或直径耦合针1211的射频连接器121，以改变耦合通道的耦合度，便于不同耦合度的阵列天线的组装。
37.本发明工作原理为：多个射频连接器121通过第一射频接口1212和第二射频接口1213分别与天线阵子单元和功分网络相连，实现上下模块射频信号传输。然后，每组内的多个射频连接器121均将射频信号通过耦合针1211耦合至半刚电缆122内，由半刚电缆122将此部分耦合信号通过对接口132传递至pcb板13，pcb板13将多组射频耦合模块12传送出的部分耦合信号汇总至总口131，进而通过同轴电缆14传递至连接器15，而负载124用于吸收并消耗半刚电缆122内反向耦合信号。
38.以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。