5G 相控阵近场多探头OTA 校准
2021-12-02马梦露赵德双杨周明曹卫平王秉中
马梦露,赵德双*,杨周明,梁 锋,曹卫平,王秉中
(1. 电子科技大学物理学院 成都 611731;2. 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室 桂林 541004)
在实际生产中,由于制造公差、装配误差和射频通道差异等原因,5G 相控阵的各个通道与理想状态有明显的幅相差异,这些差异如果不进行精确的校对,严重时会引起相控阵的辐射效率下降、方向图畸变从而影响5G 无线通信质量[1]。因此,在投入使用前,对5G 相控阵天线的各个通道进行精确的幅相校准,是产品校测中一个必不可少的关键环节。
与传统的相控阵天线不同,5G 相控阵的天线单元与射频电路通道被有机地集成在一起,构成一个完整的有源天线单元(active antenna unit, AAU)。在AAU 成型后,一般不宜将二者拆解用传导方法进行幅相校准,因此,空口(over the air, OTA)校准便成为当前最主要的5G 相控阵校准手段[2]。OTA 校准是指,在待测阵的辐射区,用探头天线采集AAU 的辐射场信息,在不需拆解射频通道与天线的情况下,完成相控阵天线通道间的幅相校准。OTA 校准主要有远场、近场、紧缩场等几种手段[3]。其中,近场OTA 校准因为无需建造大型暗室,也无需特殊的平面波产生装置,具有占地小、成本低、效率高等优势,因此,成为目前解决Sub-6 GHz 频段内5G 相控阵幅相校准的一个主导技术。
从当前研究来看,近场OTA 校准主要以单探头近场扫描为主,通过单个探头在近场区扫描,获取天线近场信息,然后基于平面波谱展开理论,将采集到的近场转换为远场,进一步反推至待测阵(device under test, DUT)的口径场,通过近/远场变换、近场/口径场变换完成阵列诊断[4]。……
