對4.5G或5G基站進行測試的裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了用于4.5G或5G基站測試目的的天線裝置(10、32)。天線元件(11

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】antenna for5.8
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GHz RFID applications”，IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2011，其公開了供RFID使用的5.8GHz的圓形相位陣列天線。天線設計包括24個半波長偶極天線被放置在三個圓形上(每行八個印刷偶極)。使用兩個移相器，并且獲得了0.4m至1m的范圍內的可調諧焦點。所有圓形均進行了調諧和加以使用，并且該應用領域確實屬于RFID技術。
[0009]現有技術還按照矩形平面結構以矩陣狀列和矩形狀行來使用天線陣列。而且，甚至更復雜的現有技術解決方案是針對各個使用頻率使用特定的天線陣列矩陣，其中，可以使用開關或對應裝置來選出經正確優化的矩陣型天線陣列投入使用。第一個解決方案是昂貴的解決方案，而后一解決方案既昂貴又復雜，并且整個裝置需要大量空間。
[0010]現有技術中的問題是當前的解決方案需要天線元件在天線陣列內機械移動。物理移動導致元件的磨損和損耗，這可能導致故障，或者至少需要對這些天線元件進行更多的維護。這也使該系統更加昂貴。
[0011]天線陣列中的當前天線元件也不容易在單個電路板上實現，這是因為天線元件需要是可移動的。

技術實現思路

[0012]本專利技術介紹了一種天線裝置以及在TX和RX測量方面在4.5G或5G基站測試中使用該天線裝置的方法。主要目的是在比主要在室外條件下的實際使用情形小得多的尺寸和更短的空間中進行這些測試。與采用常規技術相比，本專利技術在短得多的距離內產生遠場條件。將平面波合成應用于所創建的天線，因此也討論了平面波合成方法以及相應的平面波發生器(PWG)。在總體描述所使用的方法時，這里使用平面波合成。PWG是一種針對近場產生平面波的裝置。此外，討論了PWG的設計方法(其也可以稱為PWG合成過程)。實際上，這意味著對天線元件位置的規劃、物理組裝以及可能的微調；在使用期間對天線陣列中的天線元件的主動選擇和選擇性控制；以及對結果的驗證，這導致決定該結果是否令人滿意。因此，PWG合成過程可以包括構建天線組件并且通過利用它們的控制信號嘗試、驗證以及重新設計物理組件來找到令人滿意的設計的迭代處理。因此，根據本專利技術的裝置中的天線陣列以及其它相關元件是PWG或PWG系統的一部分。測試系統和天線陣列是本專利技術構思的一部分。下面，在公開一種方法的情況下，其總體上涉及平面波合成，但是采用了未介紹的方式。所述系統的裝置或者所述系統的其它部分也可以被說成是PWG系統的一部分。
[0013]為了降低常規天線系統內的復雜性(在常規天線系統中，每一個天線元件具有自己的、準確的幅度和相位調節)，天線是以天線組的形式形成的。換句話說，將整個天線裝置分成子陣列，所述子陣列具有特定于各個天線子陣列的幅度和相位調節。可以選擇天線陣列的形狀，并且按照不同半徑的環來放置天線元件。各個環形成各個個體元件具有相同的加權參數的子陣列。現在，僅各個環形子陣列需要不同加權參數。當與常規現有技術天線系統相比時，可以通過這種子陣列分組來降低復雜性和成本。
[0014]本公開至少部分地基于以下發現：
[0015]?
陣列的天線之間的空間對應于平面波的頻率
[0016]?
更大的靜區(quiet zone)(平面波區域)需要更大的天線矩陣
[0017]?
當所有天線環接通時，并非總能實現最優性能
[0018]?
可以大大減少天線環的數量，而不會顯著降低性能(參見圖4：四個環獲得的效果幾乎與七個環一樣好)
[0019]關于各個圓形環內部的天線距離，通過按照調諧的頻率下的λ/2環間距以及小于最高頻率下的一個波長來放置環，可以獲得良好的結果。
[0020]盡管如此，仍可獲得圍繞調諧的頻率的寬帶天線，即使在1.7GHz
…
6GHz的頻率范圍的情況下，其仍能足夠好地工作。通過增加天線環的數量，天線操作的結果得到改善，但最優功能并不需要接通所有天線環。相反，處理器可以針對各個工作頻率確定哪些天線環給出天線可操作性的足夠好的或最優的結果，然后，該處理器利用各個環(即，子陣列)的適當的幅度和相位控制信號來接通這些天線環。
[0021]最后，在優化后可能存在根本不需要的天線環。這樣就有機會通過完全去除附加環來簡化設計并降低成本。也可以將其它天線環放置到具有不同工作頻率的空槽中，并且將天線陣列工作頻率范圍擴展到個體天線元件工作頻率之外。
[0022]通過使用例如非常小(如長度約3cm)的蝶形偶極天線元件并且以最高使用頻率(在該示例中為6GHz)下的約0.75*λ的環間距放置該蝶形偶極天線元件來獲得良好的寬帶結果。當然，本專利技術可以使用除僅蝶形偶極以外的其它天線元件設計。而且，單個天線的尺寸可以與上面的不同，尤其是在工作頻率低于6GHz的情況下，尺寸可能更大。通常，可以根據寬帶DUT(即，被測裝置)天線的最大頻率和尺寸來確定天線陣列的天線環的數量，并且天線元件是可并排放置的，在平面天線陣列結構內沒有任何物理重疊。如果寬帶天線所需的頻率范圍更高，那么這通常意味著環間距需要更小并且天線環的數量需要更高，從而也導致單個天線元件的數量增加。
[0023]在實施方式中，天線元件之間存在間隙，該間隙可以利用RF吸收材料進行填充，以除去裝置內可能發生的反射。
[0024]在實施方式中，可以將天線陣列放置在單個印刷電路板上。在另一實施方式中，也可以將加權網絡集成到印刷電路板上。更詳細地，就高度調諧可能性而言，利用用于期望的天線元件的高度調諧裝置將整個天線裝置集成在單個印刷電路板上。
[0025]在實施方式中，在天線元件的組裝期間，本專利技術包括在深度方向上調諧個體天線的布局的可能性。這意味著對于單個天線元件，在天線裝置的組裝期間，可以例如利用螺釘來調諧天線元件關于包括其它天線元件的天線平面(即，天線裝置)的高度。在將所有天線元件集成在單個電路板內的情況下，或者如果將單個環的天線元件集成在單個電路板內，那么可以例如利用螺釘來變換整個電路板的平面形式，以獲得天線元件的非平面組裝。通過這種方式，可以對輸入網絡的相位公差以及天線元件的制造公差進行補償。
[0026]在實施方式中，可以將所呈現的天線陣列用于4.5G網絡或5G網絡中的下行鏈路測量和上行鏈路測量兩者。
[0027]結果，上面的方法在可調諧的幅度和平衡性能的情況下在所謂的靜區體積中產生平面波條件。即使在距TX天線陣列1.5米的距離內，平面波特性也很好。
[0028]作為總結，根據本專利技術的第一方面，介紹了一種適用于4.5G或5G基站測試的裝置，其中，該裝置包括：
[0029]?
天線裝置(10、32)，該天線裝置包括采用平面結構或者接近于平面結構的多個天線元件(11
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15、20、33)，在該天線裝置中，一天線元件(11
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15、20、33)的高度從其它天線元
件來看是能夠單獨調諧的，
[0030]?
測試系統處理器(30)，該本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種適用于4.5G或5G基站測試的裝置，其中，所述裝置包括：
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天線裝置(10、32)，所述天線裝置包括采用平面結構或者接近于平面結構的多個天線元件(11
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15、20、33)，在所述天線裝置中，一天線元件(11
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15、20、33)的高度從其它天線元件來看是能夠單獨調諧的，
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測試系統處理器(30)，所述測試系統處理器對所述多個天線元件(11
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15、20、33)的幅度和相位進行控制，并且
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所述多個天線元件(11
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15、20、30)是以從所述天線裝置的中心點來看或者從將所述天線裝置分成兩半的中心線來看大致對稱的方式放置的，其特征在于，
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所述測試系統處理器(30)被配置成將所述多個天線元件(11
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15、20、30)分成子陣列，其中，所述子陣列處于包圍彼此的、具有大致共有的中心點的帶中，從中心點或中心線來看，單個子陣列中的所述天線元件(11
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15、20、33)形成大致對稱結構，其中，
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所述測試系統處理器(30)被配置成以預定的幅度和相位對同一子陣列中的所有天線元件(11
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15、20、33)進行控制，并且
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所述測試系統處理器(30)被配置成接通并控制整個天線裝置當中的專用子陣列，并且斷開其余子陣列，所述接通和控制以及所述斷開是按預定使用頻率應用的，使得在4.5G或5G基站的寬帶測試期間能夠按照給定時刻重新接通或重新斷開所述子陣列。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述天線裝置被配置成以星形結構形成，所述星形結構包括天線元件(11
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15、20、33)的直接徑向分支。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，從所述天線裝置的所述中心點來看，所述天線裝置包括天線元件(11
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15、20、33)的八個、四個或十六個徑向分支。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述天線元件(11
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15、20、33)全部是同一天線類型。5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述天線類型是蝶形偶極，所述蝶形偶極的長度小于10cm。6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述天線類型是從常規偶極天線、貼片天線、八木天線、Vivaldi天線以及寬帶單極的組中選擇的。7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，各個子陣列位于大致環形區域內，所述大致環形區域具有圍繞所述中心點的預定半徑。8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，子陣列是具有正方形形狀的區域帶。9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，子陣列是具有橢圓形狀的區域帶。10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，整個天線裝置是利用用于期望的天線元件(11
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15、20、33)的高度調諧裝置集成在單個印刷電路板上的。11.根據權利要求10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M，
申請(專利權)人：奧比斯系統有限公司，
類型：發明
國別省市：