一种有源天线设备及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种有源天线设备及其测试方法，用以解决现有的大规模有源天线由于没有传统的天线接口无法采用传统的测试方法进行测试的问题。该有源天线设备包括：收发信机阵列、射频校准与测试分配网络单元、天线无源分配网络单元、天线阵列以及S个测试接口，其中，所述射频校准与测试分配网络单元分别通过N路数据通道和M路校准通道与所述收发信机阵列连接，且连接所述测试接口，所述天线无源分配网络单元通过N路数据通道与所述射频校准与测试分配网络单元连接，且通过P路数据通道与所述天线阵列连接，其中，所述N大于或等于一，所述M大于或等于一，所述P大于或等于一，S大于或等于一。

Active antenna equipment and testing method thereof

The invention discloses an active antenna device and a testing method thereof, so as to solve the problem that the existing large-scale active antenna can not be tested by the traditional testing method without the traditional antenna interface. The active antenna device comprises a transceiver, RF array calibration and measurement of distribution network unit, antenna unit and antenna array passive distribution network and S test interface, wherein the RF calibration and test of distribution network unit respectively through N road and M road data channel calibration channel and the transceiver array connection, and connecting the test interface, the antenna unit distribution network passive way through N data channel and the RF calibration connected with the test distribution network unit, and through the P data channel and the antenna array is connected, among them, the N is greater than or equal to one, the M is greater than or equal to one, the the P is greater than or equal to one, S is greater than or equal to a.

【技术实现步骤摘要】
一种有源天线设备及其测试方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种有源天线设备及其测试方法。
技术介绍
鉴于多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)技术对于提高峰值速率与系统频谱利用率的重要作用，长期演进(LongTermEvolution，LTE)/LTE的演进(LTE-Advanced)等无线接入技术标准均是以MIMO+正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术为基础构建起来的。MIMO技术的性能增益来自于多天线系统所能获得空间自由度，利用空间自由度获得更大的数据传输，因此，MIMO技术在标准化过程中的一个最重要的演进方向便是维度的扩展。为了进一步提升MIMO技术的性能增益，移动通信系统中引入了大规模天线技术。对于大规模天线具有高达128个天线振子以及高达128个收发信机，或者具有高达256个天线振子以及高达256个收发信机，或者具有高达512个天线振子以及高达512个收发信机。如果采用传统的射频拉远单元(RadioRemoteUnit，RRU)+无源天线的方式，每个天线振子连接一个收发信机，需要128、256或512根射频线缆，数量较大的射频线缆在工程实现上相当困难，且难以提供可靠性保障。因此大规模天线通常采用有源天线，称为大规模有源天线。大规模有源天线通常是将天线阵列与RRU功能整合为一体，没有传统的天线接口(antennaconnector)，无法采用传统的辐射测试方法进行测试。传统的辐射测试需要很大的测试场地，测试效率较低，天线阵列中天线振子是无源的，出现故障的概率极低，通常故障存在于射频通道，难以通过辐射测试定位射频通道故障。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种有源天线设备及其测试方法，用以解决现有的大规模有源天线由于没有传统的天线接口无法采用传统的测试方法进行测试的问题。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：本专利技术实施例提供一种有源天线设备，包括：收发信机阵列、射频校准与测试分配网络单元、天线无源分配网络单元、天线阵列以及S个测试接口，其中，所述射频校准与测试分配网络单元分别通过N路数据通道和M路校准通道与所述收发信机阵列连接，且连接所述测试接口，所述天线无源分配网络单元通过N路数据通道与所述射频校准与测试分配网络单元连接，且通过P路数据通道与所述天线阵列连接，其中，所述N大于或等于一，所述M大于或等于一，所述P大于或等于一，所述S大于或等于一；所述收发信机阵列将接收的光载射频发送测试信号转换为N路电平射频发送测试信号，分别对N路所述电平射频发送测试信号进行放大后进行滤波处理，基于滤波后得到的N路电平射频发送测试信号以及所述N路数据通道向所述射频校准与测试分配网络单元传输所述电平射频发送测试信号；所述射频校准与测试分配网络单元基于所述N路数据通道接收所述收发信机阵列传输的所述电平射频发送测试信号，对所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路输出给所述测试接口，其中，所述Q等于所述M加所述S所得的结果；或者，所述射频校准与测试分配网络单元通过所述测试接口接收所述S路电平射频接收测试信号，将所述S路电平射频接收测试信号分路及定向耦合为N路电平射频接收测试信号，基于所述N路电平射频接收测试信号以及所述N路数据通道向所述收发信机阵列传输所述电平射频接收测试信号；所述收发信机阵列基于所述N路数据通道接收所述电平射频接收测试信号，对所述电平射频接收测试信号滤波后进行放大处理，将放大后的电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，通过光纤发送所述光载射频接收测试信号。可能的实施方式中，所述射频校准与测试分配网络单元由N个定向耦合器、N个负载以及大于一个功率分配合成器组成，所述N个定向耦合器和所述N个负载通过所述功率分配合成器连接。可能的实施方式中，所述射频校准与测试分配网络单元中包含的所述功率分配合成器的个数为其中，K1＝log2(N)，K2＝log2(M+S)，N为2的幂次方，(M+S)为2的幂次方。可能的实施方式中，所述收发信机阵列具体用于：选择滤波后得到的N路所述电平射频发送测试信号中的一路，将选择的一路所述电平射频发送测试信号通过对应的数据通道传输给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元具体用于：接收所述收发信机阵列通过一路数据通道发送的所述电平射频发送测试信号，对一路所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，并将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路发送给所述测试接口；或者，所述收发信机阵列具体用于：将滤波后得到的N路所述电平射频发送测试信号通过所述N路数据通道发送给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元具体用于：接收所述收发信机阵列通过所述N路数据通道发送的N路所述电平射频发送测试信号，对N路所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，并将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路发送给所述测试接口。可能的实施方式中，所述收发信机阵列具体用于：选择接收所述N路电平射频接收测试信号中的一路，并对接收的一路电平射频接收测试信号滤波后进行放大，并将放大后的一路所述电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，将所述光载射频接收测试信号通过光纤发送；或者，接收所述N路电平射频接收测试信号，并分别将所述N路电平射频接收测试信号进行滤波后进行放大，并将放大后的所述N路电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，将所述光载射频接收测试信号通过光纤发送。可能的实施方式中，所述收发信机阵列还用于：将接收的光载射频发送数据信号转换为N路电平射频发送数据信号，分别N路所述电平射频发送数据信号进行放大后进行滤波处理，将滤波后的N路所述电平射频发送数据信号通过所述N路数据通道发送给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元还用于：通过所述N路数据通道接收所述收发信机阵列发送的N路所述电平射频发送数据信号，将N路所述电平射频发送数据信号发送给所述天线无源分配网络单元；所述天线无源分配网络单元用于：接收所述射频校准与测试分配网络单元发送的N路所述电平射频发送数据信号，将N路所述电平射频发送数据信号转换为P路所述电平射频发送数据信号，将P路所述电平射频数据信号输出给所述天线阵列。可能的实施方式中，所述天线无源分配网络单元用于：接收天线阵列发送的P路电平射频接收数据信号，将P路所述电平射频接收数据信号转换为N路所述电平射频接收数据信号，将N路所述电平射频接收数据信号输出给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元还用于：接收所述天线无源分配网络单元发送的N路所述电平射频接收数据信号，将N路所述电平射频接收数据信号通过所述N路数据通道输出给所述收发信机阵列；所述收发信机阵列还用于：通过所述N路数据通道接收所述射频校准与测试分配网络单元发送的N路所述电平射频接收数据信号，分别对N路所述电平射频接收数据信号滤波后进行放大处理，将放大后的N路所述电平射频接收数据信号转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源天线设备，其特征在于，包括：收发信机阵列、射频校准与测试分配网络单元、天线无源分配网络单元、天线阵列以及S个测试接口，其中，所述射频校准与测试分配网络单元分别通过N路数据通道和M路校准通道与所述收发信机阵列连接，且连接所述测试接口，所述天线无源分配网络单元通过N路数据通道与所述射频校准与测试分配网络单元连接，且通过P路数据通道与所述天线阵列连接，其中，所述N大于或等于一，所述M大于或等于一，所述P大于或等于一，所述S大于或等于一；所述收发信机阵列将接收的光载射频发送测试信号转换为N路电平射频发送测试信号，分别对N路所述电平射频发送测试信号进行放大后进行滤波处理，基于滤波后得到的N路电平射频发送测试信号以及所述N路数据通道向所述射频校准与测试分配网络单元传输所述电平射频发送测试信号；所述射频校准与测试分配网络单元基于所述N路数据通道接收所述收发信机阵列传输的所述电平射频发送测试信号，对所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路输出给所述测试接口，其中，所述Q等于所述M加所述S所得的结果；或者，所述射频校准与测试分配网络单元通过所述测试接口接收所述S路电平射频接收测试信号，将所述S路电平射频接收测试信号分路及定向耦合为N路电平射频接收测试信号，基于所述N路电平射频接收测试信号以及所述N路数据通道向所述收发信机阵列传输所述电平射频接收测试信号；所述收发信机阵列基于所述N路数据通道接收所述电平射频接收测试信号，对所述电平射频接收测试信号滤波后进行放大处理，将放大后的电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，通过光纤发送所述光载射频接收测试信号。...

【技术特征摘要】
1.一种有源天线设备，其特征在于，包括：收发信机阵列、射频校准与测试分配网络单元、天线无源分配网络单元、天线阵列以及S个测试接口，其中，所述射频校准与测试分配网络单元分别通过N路数据通道和M路校准通道与所述收发信机阵列连接，且连接所述测试接口，所述天线无源分配网络单元通过N路数据通道与所述射频校准与测试分配网络单元连接，且通过P路数据通道与所述天线阵列连接，其中，所述N大于或等于一，所述M大于或等于一，所述P大于或等于一，所述S大于或等于一；所述收发信机阵列将接收的光载射频发送测试信号转换为N路电平射频发送测试信号，分别对N路所述电平射频发送测试信号进行放大后进行滤波处理，基于滤波后得到的N路电平射频发送测试信号以及所述N路数据通道向所述射频校准与测试分配网络单元传输所述电平射频发送测试信号；所述射频校准与测试分配网络单元基于所述N路数据通道接收所述收发信机阵列传输的所述电平射频发送测试信号，对所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路输出给所述测试接口，其中，所述Q等于所述M加所述S所得的结果；或者，所述射频校准与测试分配网络单元通过所述测试接口接收所述S路电平射频接收测试信号，将所述S路电平射频接收测试信号分路及定向耦合为N路电平射频接收测试信号，基于所述N路电平射频接收测试信号以及所述N路数据通道向所述收发信机阵列传输所述电平射频接收测试信号；所述收发信机阵列基于所述N路数据通道接收所述电平射频接收测试信号，对所述电平射频接收测试信号滤波后进行放大处理，将放大后的电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，通过光纤发送所述光载射频接收测试信号。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述射频校准与测试分配网络单元由N个定向耦合器、N个负载以及大于一个功率分配合成器组成，所述N个定向耦合器和所述N个负载通过所述功率分配合成器连接。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述射频校准与测试分配网络单元中包含的所述功率分配合成器的个数为其中，K1＝log2(N)，K2＝log2(M+S)，N为2的幂次方，(M+S)为2的幂次方。4.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述收发信机阵列具体用于：选择滤波后得到的N路所述电平射频发送测试信号中的一路，将选择的一路所述电平射频发送测试信号通过对应的数据通道传输给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元具体用于：接收所述收发信机阵列通过一路数据通道发送的所述电平射频发送测试信号，对一路所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，并将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路发送给所述测试接口；或者，所述收发信机阵列具体用于：将滤波后得到的N路所述电平射频发送测试信号通过所述N路数据通道发送给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元具体用于：接收所述收发信机阵列通过所述N路数据通道发送的N路所述电平射频发送测试信号，对N路所述电平射频发送测试信号定向耦合合成及分配为Q路电平射频发送测试信号，并将所述Q路电平射频发送测试信号中的所述S路发送给所述测试接口。5.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述收发信机阵列具体用于：选择接收所述N路电平射频接收测试信号中的一路，并对接收的一路电平射频接收测试信号滤波后进行放大，并将放大后的一路所述电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，将所述光载射频接收测试信号通过光纤发送；或者，接收所述N路电平射频接收测试信号，并分别将所述N路电平射频接收测试信号进行滤波后进行放大，并将放大后的所述N路电平射频接收测试信号转换为光载射频接收测试信号，将所述光载射频接收测试信号通过光纤发送。6.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述收发信机阵列还用于：将接收的光载射频发送数据信号转换为N路电平射频发送数据信号，分别N路所述电平射频发送数据信号进行放大后进行滤波处理，将滤波后的N路所述电平射频发送数据信号通过所述N路数据通道发送给所述射频校准与测试分配网络单元；所述射频校准与测试分配网络单元还用于：通过所述N路数据通道接收所述收发信机阵列发送的N路所述电平射频发送数据信号，将N路所述电平射频发送数据信号发送给所述天线无源分配网络单元；所述天线无源分配网络单元用于：接收所述射频校准与测试分配网络单元发送的N路所述电平射频发送数据信号，将N路所述电平射频发送数据信号转换为P路所述电平射频发送数据信号，将P路所述电平射频数据信号输出给所述天线阵列。7.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述天线无源分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传军，苏昕，宋月霞，蒋守宁，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11