CN112385086B - 相控阵天线的校准方法及相关装置 - Google Patents

相控阵天线的校准方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种相控阵天线的校准方法及相关装置,该方法包括:通过发射通道n发射任一测试信号,上述测试信号通过发射通道n对应的业务天线单元n辐射,并由相控阵天线中的校准天线单元接收。获取与业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号;根据业务天线单元n与N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对N路耦合信号进行时延加权以得到N路校准信号,将N路校准信号合路为发射通道n对应的校准信号。获取相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号,根据各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值进行幅度和/或相位进行补偿。采用本申请实施例,可提高相控阵天线的校准质量,提高相控阵天线可靠性。

Description

相控阵天线的校准方法及相关装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种相控阵天线的校准方法及相关装置。
背景技术
相控阵天线由多个天线单元组成天线阵列,通过控制各天线单元的幅相(幅度和相位)可以改变天线方向图最大值的指向,实现在特定方向辐射波束扫描。相控阵天线中的天线单元也称业务天线单元,相控阵天线的性能高度依赖于每一个业务天线单元的幅相精确度。理想状态下,在相控阵天线的工作过程中各个业务天线单元都有特定的幅相,各业务天线单元之间互不干扰。然而,在实际的相控阵天线中,由于各业务天线单元对应的电路通道不理想,使得各业务天线单元的幅相有比较大的波动。各业务天线单元的幅相变化使得天线阵列的辐射方向图等特性均发生了改变,使得各业务天线单元对应的天线通道的幅相特性精确度降低,导致相控阵天线的性能变差。因此,如何保障相控阵天线的各天线通道的幅相特性精确度成为保证相控阵天线的性能稳定性中亟待解决的技术问题之一。
现有技术中,相控阵天线中各天线通道的校准,一种方案是基于相控阵天线的阵列外部四周部署多个校准天线单元,通过每个校准天线单元实现对该校准天线单元所覆盖区域内的天线通道的校准。然而,在现有技术中,每个校准天线单元单独覆盖相控阵天线的阵列外表面的一个区域,校准天线单元对于该区域内的各个业务天线单元的覆盖效果不佳。即在同一个校准天线单元所覆盖的区域,该区域内各业务天线单元到校准天线的距离不同,使得该区域内不同业务天线单元与校准天线单元的耦合度差异较大,从而导致校准天线单元获取得到的校准信号质量差,校准效果差,适用性低。
发明内容
本申请实施例提供了一种相控阵天线的校准方法及相关装置,可提高相控阵天线的校准质量,提高相控阵天线可靠性,增强相控阵天线的性能稳定性,适用性更强。
第一方面,本申请实施例提供了一种相控阵天线的校准方法。该方法所适用的相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于上述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,上述多个业务天线单元基于上述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列。该方法包括对上述相控阵天线中任一发射通道(如发射通道n)发射的测试信号执行如下操作以获取发射通道n对应的校准信号:
通过发射通道n发射任一测试信号,上述任一测试信号通过发射通道n对应的业务天线单元(如业务天线单元n)辐射,并由相控阵天线中的校准天线单元接收;
获取与上述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号,其中N大于或者等于2且小于或者等于相控阵天线中校准天线单元总数;
根据上述业务天线单元n与上述N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对上述N路耦合信号进行时延加权以得到在时域上对齐的N路校准信号,将上述N路校准信号合路为发射通道n对应的校准信号。
重复上述操作以获取上述相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号,根据上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对上述各发射通道的幅度和/或相位进行补偿,以使上述相控阵天线中各发射通道的幅度和/或相位一致。
在本申请实施例中,对于发射通道的校准可对相控阵天线中各个发射通道发射的信号进行处理以获取得到各个发射通道对应的最佳校准信号,进而可通过对相控阵天线中的各个发射通道的幅度和/或相位的补偿,可使得相控阵天线中各个发射通道的幅度和/或相位相等,从而可保证相控阵天线的信号辐射的最佳信噪比,保障相控阵天线的性能,实现复杂度低,适用性更强。
结合第一方面,在一种可能的实施方式中,上述相控阵天线中与业务天线单元n耦合的N个校准天线单元中包括业务天线单元n所属天线子阵列对应的校准天线单元(如校准天线单元n)。上述获取与上述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号包括:获取上述业务天线单元n与上述校准天线单元n之间的第一耦合信号,根据上述第一耦合信号的信噪比,从上述相控阵天线中与上述业务天线单元n耦合的校准天线单元中确定出上述校准天线单元n之外的N-1个校准天线单元。获取上述N-1个校准天线单元接收到的N-1路耦合信号以得到包含上述第一耦合信号在内的N路耦合信号。其中,上述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与上述业务天线单元n耦合。
在本申请实施例中,不同位置的业务天线单元对应的发射通道可采用不同数量的校准天线单元进行发射通道的校准,以实现对不同位置的业务天线单元实现方向图指向不同的波束控制,从而可获取对各个位置上的业务天线单元的辐射信号的最佳信噪比。可选的,对于距离校准天线单元较近的业务天线单元所对应的发射通道,可采用单一校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该发射通道的校准。对于距离校准天线单元较远的业务天线单元所对应的发射通道,因为业务天线单元和校准天线单元之间耦合度会随距离拉大而降低,因此可采用多个校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该发射通道的校准。上述校准天线单元的数量(即N-1中的N的确定)以及位置的选择可根据上述耦合信号n的信噪比,结合相控阵天线中校准天线单元的耦合信号最佳接收效果的信噪比要求和相控阵天线中各个校准天线单元的位置确定,以使各个校准天线单元的耦合信号具备最佳接收效果。上述时间t0至tn=N-1均匀分布且时间间隔小于发射通道n发射信号的带宽的二分之一。
结合第一方面,在一种可能的实施方式中,上述根据上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度的差值,对上述各发射通道的幅度进行补偿包括:计算上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度差值,并在上述各发射通道内通过衰减器对上述各发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使上述各发射通道对应的校准信号的幅度相等。本申请实施例可通过各个发射通道内的衰减器对各个发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,操作简单,适用性更强。
结合第一方面,在一种可能的实施方式中,上述根据上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位的差值,对上述各发射通道的相位进行补偿包括:计算上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位差值,并在上述各发射通道内通过移相器对上述各发射通道对应的校准信号进行相位补偿,以使上述各发射通道对应的校准信号的相位相等。本申请实施例可通过各个发射通道内的移相器对各个发射通道对应的校准信号进行相位补偿,操作简单,实现难度低,适用性更强。
结合第一方面,在一种可能的实施方式中,上述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于上述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置,可实现校准天线单元对天线子阵列中的业务天线单元的更好覆盖,进而可提高相控阵天线的校准可靠性。
结合第一方面,在一种可能的实施方式中,上述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与上述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。在本申请实施例中,校准天线单元的表现形式多样,进而可提高本申请实施例提供的相控阵天线方法的实现灵活性,适用范围更广。
第二方面,本申请实施例提供了一种相控阵天线的校准方法。该方法所适用的相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于上述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,上述多个业务天线单元基于上述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列。该方法可通过如下步骤1至步骤3获取上述相控阵天线中任一接收通道(如接收通道i)对应的校准信号的幅度和/或相位:
步骤1:确定上述接收通道i对应的业务天线单元(如业务天线单元i)与上述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置,其中N大于或者等于2且小于或者等于上述相控阵天线中校准天线单元总数。
步骤2:根据上述N组相对位置分别对馈入上述N个校准天线单元的N个测试信号进行时延加权以得到N路校准信号,上述N路校准信号经上述N个校准天线单元辐射,并由上述相控阵天线中的业务天线单元接收。
步骤3:通过上述业务天线单元i接收上述N路校准信号并合路为一路时域上对齐的校准信号,记录上述时域上对齐的校准信号的幅度和/或相位以得到上述接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位。
重复执行上述步骤1至步骤3以获取上述相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位。根据上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对上述各接收通道对应的各校准信号的幅度和/或相位进行补偿,以使上述相控阵天线中各接收通道的幅度和/或相位一致。
在本申请实施例中,通过相控阵天线中的各个接收通道的幅度和/或相位的补偿,可使得相控阵天线中各个接收通道的幅相一致,从而可保证相控阵天线的信号辐射的最佳信噪比,保障相控阵天线的性能,实现复杂度低,适用性更强。本申请实施例通过多个校准天线单元联合发射校准信号到各个接收通道对应的业务天线单元,实现各个接收通道对应的业务天线单元对各个接收通道对应的校准信号的最佳接收效果。进而,可通过对相控阵天线中的各个接收通道的幅度和/或相位的补偿,可使得相控阵天线中各个接收通道的幅相一致,从而可保证相控阵天线的信号接收具备最佳接收效果,保障相控阵天线的性能,实现复杂度低,适用性更强。
结合第二方面,在一种可能的实施方式中,上述确定上述接收通道i对应的业务天线单元i与上述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置之前,该方法还包括:确定上述业务天线单元i与其所属的天线子阵列中的校准天线单元i的距离。当上述业务天线单元i与上述校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值时,获取上述业务天线单元i与上述校准天线单元i之间的耦合信号。根据上述业务天线单元i与上述校准天线单元i之间的耦合信号的信噪比,从上述相控阵天线中包括的校准天线单元中确定出上述校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元以得到包含上述校准天线单元i在内的N个校准天线单元。其中,上述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元i耦合。
在本申请实施例中,不同的信号处理策略包括不同位置的业务天线单元对应的接收通道可采用不同数量的校准天线单元进行校准,以实现对不同位置的业务天线单元实现方向图指向不同的波束控制,从而可获取对各个位置上的业务天单元的信号接收的最佳效果。可选的,对于距离校准天线单元较近的业务天线单元对应的接收通道,可采用单一校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该接收通道的校准。对于距离校准天线单元较远的业务天线单元对应的接收通道,因为业务天线单元和校准天线单元之间耦合度会随距离拉大而降低,因此可采用多个校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该接收通道的校准。
结合第二方面,在一种可能的实施方式中,上述根据上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度的差值,对上述各接收通道对应的各校准信号的幅度进行补偿包括:计算上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度差值,并在上述各接收通道内通过衰减器对上述各接收通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使上述各接收通道对应的校准信号的幅度相等,操作简单,适用性强。
结合第二方面,在一种可能的实施方式中,上述根据上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位的差值,对上述各接收通道对应的各校准信号的相位进行补偿包括:计算上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位差值,并在上述各接收通道内通过移相器对上述各接收通道对应的校准信号进行相位补偿,以使上述各接收通道对应的校准信号的相位相等,实现难度低,适用范围更广。
结合第二方面,在一种可能的实施方式中,上述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于上述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
结合第二方面,在一种可能的实施方式中,上述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与上述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
第三方面,本申请实施例提供了一种终端,该终端中包括相控阵天线,该终端中还包括用于执行上述第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法的单元和/或模块,因此也能实现第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第四方面,本申请实施例提供了一种终端,该终端中包括相控阵天线,该终端还包括用于执行上述第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法的单元和/或模块,因此也能实现第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第五方面,本申请实施例提供了一种终端,该终端中包括相控阵天线,该终端中还包括存储器和信号处理器。其中,该存储器和信号处理器通过总线***连接。该存储器用于存储一组程序代码,该信号处理器用于调用该存储器中存储的程序代码执行上述第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法,因此也能实现第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第六方面,本申请实施例提供了一种终端,该终端中包括相控阵天线,该终端中还包括存储器和信号处理器。其中,该存储器和信号处理器通过总线***连接。该存储器用于存储一组程序代码,该信号处理器用于调用该存储器中存储的程序代码执行上述第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法,因此也能实现第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第七方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在终端上运行时,使得终端执行上述第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法,因此也能实现第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第八方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在终端上运行时,使得终端执行上述第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法,因此也能实现第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的方法所具备的有益效果(或者优点)。
第九方面,本申请实施例提供了一种终端,该终端可以是一块芯片或多块协同工作的芯片,该终端中包括与终端(例如芯片)耦合的相控阵天线。该终端用于执行上述第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式,和/或述第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法。应理解,这里“耦合”是指两个部件彼此直接或间接地结合。这种结合可以是固定的或可移动性的,这种结合可以允许流动液、电、电信号或其它类型信号在两个部件之间通信。
第十方面,本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在终端上运行时,使得终端执行上述第一方面和/或第一方面中任一种可能的实施方式,和/或述第二方面和/或第二方面中任一种可能的实施方式所提供的相控阵天线的校准方法,也能实现第一方面至第二方面中任一方面提供的方法所具备的有益效果。
附图说明
图1是本申请实施例提供的天线单元的分布示意图;
图2是本申请实施例提供的天线子阵列示意图;
图3是本申请实施例提供的相控阵天线发射通道的校准***结构示意图;
图4是本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法的一流程示意图;
图5是本申请实施例提供的发射通道校准的信号处理示意图;
图6是本申请实施例提供的相控阵天线接收通道的校准***结构示意图;
图7是本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法的另一流程示意图;
图8是本申请实施例提供的接收通道校准的信号处理示意图;
图9是本申请实施例提供的终端的一结构示意图;
图10是本申请实施例提供的终端的另一结构示意图;
图11是本申请实施例提供的终端的另一结构示意图。
具体实施方式
相控阵天线指的是通过控制阵列天线中辐射单元馈电的幅度和相位来改变天线方向图形状的天线。通过控制阵列天线中各个辐射单元的幅度和相位可以改变相控阵天线的天线方向图最大值的指向,以达到波束扫描的目的。这里相控阵天线的阵列天线中的辐射单元是指阵列天线中的天线元件,或者业务天线单元。为方便描述,下面将以业务天线单元为例进行说明。这里阵列天线指相控阵天线中以阵列的形式部署的业务天线单元,换句话说,相控阵天线中的各个业务天线单元组成了一个阵列,这个阵列可称为天线阵列,该阵列中的这些业务天线单元也称为阵列天线。
本申请实施例提供了一种相控阵天线的校准方法及相关装置,可在相控阵天线中由业务天线单元组成的天线阵列中独立于业务天线单元之外部署多个校准天线单元,基于多个校准天线单元与业务天线单元的耦合实现相控阵天线的天线通道在线校准。这里相控阵天线中的天线通道包括相控阵天线的发射通道和接收通道,下面将结合本申请实施例提供的相控阵天线的校准天线单元的部署对相控阵天线中的发射通道和接收通道的在线校准分别进行说明,在此不做限制。
参见图1,图1是本申请实施例提供的天线单元的分布示意图。在图1所示的天线单元的分布示意图中,天线单元包括业务天线单元和校准天线单元。如图1所示,菱形方块表示业务天线单元,控阵天线的校准天线单元独立于业务天线单元部署在相控阵天线的天线阵列中。这里,校准天线单元独立于业务天线单元部署指的是校准天线单元在相控阵天线中的部署位置不影响相控阵天线的天线阵列中业务天线单元的部署位置。换句话说,在本申请实施例中,相控阵天线的天线阵列中各个业务天线单元的部署位置不做限制,相控阵天线的校准天线单元在业务天线单元的部署基础上,分布于业务天线单元之间。换句话说,在本申请实施例中,相控阵天线的校准天线单元的部署方式适用于任意业务天线单元部署方式下的相控阵天线,因此也提高了本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法的适应范围,灵活性更强。
可选的,在一些可行的实施方式中,相控阵天线的天线阵列中至少部署两个(即多个)校准天线单元,相控阵天线中的业务天线单元组成的天线阵列可基于多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,即相控阵天线的天线阵列可基于校准天线单元划分为至少两个天线子阵列。其中,一个天线子阵列中包括一个校准天线单元和多个业务天线单元,并且每个校准天线单元可位于其所属天线子阵列的中心或者***边缘。参见图2,图2是本申请实施例提供的天线子阵列示意图。如图2所示,在相控阵天线中,在每个天线子阵列中,校准天线单元可位于天线子阵列的所有业务天线单元的中间位置,即围绕在同一个校准天线单元四周的业务天线单元划分为同一个天线子阵列。换句话说,在相控阵天线的天线阵列的划分中可以每个校准天线单元为中心,将围绕在同一个校准天线单元四周的业务天线单元划分为同一个天线子阵列,进而可将相控阵天线的天线阵列划分为多个天线子阵列,如图2所示,一个圆角正方形表示一个天线子阵列。其中,以各校准天线单元为中心划分得到的天线子阵列的形状也可为圆角正方形之外的其他形状,在此不做限制。
可选的,在一些可选的实施方式中,校准天线单元也可位于天线子阵列的***边缘,即校准天线单元可以位于天线子阵列中所有业务天线单元的外侧的某一个边缘位置。例如校准天线单元可位于图2所示圆角矩形所示的天线子阵列中的左上角位置、右上角或者右下角等位置,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。换句话说,在相控阵天线的天线阵列中,可以按照一个校准天线单元对应一个天线子阵列的规则进行天线子阵列的划分,具体划分的业务天线单元所在区域可根据实际应用场景确定,在此不做限制。例如,可以以一个校准天线单元所在位置为基准,将分布在校准天线单元所在位置的某一个区域内的业务天线单元划分为同一个天线子阵列,通过该校准天线单元实现对该天线子阵列内的业务天线单元的覆盖,从而可提高各个天线子阵列中校准天线单元与各个业务天线单元的耦合度,可更好地保障相控阵天线的性能稳定性。
可选的,在本申请实施例中,校准天线单元包括但不限于单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。具体实现中,校准天线单元的实现形式可根据实际应用场景确定,在此不做限制。
在一些可行的实施方式中,相控阵天线的校准可包括相控阵天线的发射通道校准和接收通道校准。下面将基于图2所示的天线子阵列划分场景,结合图3至图11,通过实施例一和实施例二分别对本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法及相关装置中发射通道的校准和接收通道的校准进行说明。
实施例一:发射通道的校准
参见图3,图3是本申请实施例提供的相控阵天线发射通道的校准***结构示意图。本申请实施例提供的相控阵天线发射通道的校准***中包括但不限于一个波束控制机31、多个移相器/衰减器(即移相器和/或衰减器)32、多个发射机33、一个校正网络34、一个校正接收机35和一个信号处理机34。其中,在图3所示的校准***中可包括一个或者多个发射通道,其中,一个发射通道中可包括一个移相器/衰减器、一个发射机和一个业务天线单元。
在一些可行的实施方式中,在相控阵天线的发射通道的校准过程中,完成一次发射通道校准可由以下几个步骤组成:
(1)发射通道校准的激励信号(例如用于发射通道校准的使能信号,或称测试信号)馈入移相器/衰减器进行相位和/或幅度调节之后,经过发射机发射到业务天线单元,最后通过业务天线单元辐射到空间,由校准天线单元接收并由校正网络合成射频信号。
(2)校正接收机接收校正网络合成后的射频信号并处理输出包含相位和/或幅度的数据。
(3)校正接收机输出的包含相位和/或幅度的数据经信号处理机反演计算获得发射通道的幅度和/或相位。
(4)若各个发射通道的幅度和/或相位相等,或者各个发射通道的幅度和/或相位的差值小于或者等于规定的某一个阈值,则各个发射通道的校正结束。若各个发射通道的幅度和/或相位的差值的大于规定的某一个阈值,信号处理机补偿各个发射通道的幅度和/或相位差,使得所有发射通道的幅度和/或相位相等、或者各个发射通道之间的幅度和/或相位的差值小于或者等于规定的某一个阈值。信号处理机将补偿之后的各个发射通道的幅度和/或相位反馈给波束控制机。
(5)波束控制机将一组发射通道校准的控制信号高速布相至移相器/衰减器,基于各个移相器/衰减器调整各个发射通道的相位和/或幅度,使得所有发射通道的相位和/或幅度相等、或者各个发射通道的相位和/或幅度的差值的小于或者等于规定的某一个阈值。
本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法可适用于包含相控阵天线和上述图3所示的校准***的终端,上述相控阵天线的校准方法可由图3所示的校准***中的信号处理机36执行,也可由上述终端中所包含的其他更多的信号处理单元执行,在此不做限制。上述信号处理机36和/或其他信号处理单元对各个发射通道发射的信号进行处理以获取得到各个发射通道对应的最佳校准信号,进而可各个发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位进行补偿以使相控阵天线中各个发射通道的幅度和/或相位一致。
请一并参见图4,图4是本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法的一流程示意图。图4所示的相控阵天线的校准方法适用于相控阵天线的发射通道的校准,可包括步骤:
S41,基于相控阵天线中任一发射通道发射的测试信号,获取任一发射通道对应的校准信号。
在一些可行的实施方式中,相控阵天线中各个发射通道的校准可首先通过每个发射通道分别发射一个测试信号,其中,每个发射通道发射的测试信号经过每个发射通道对应的业务天线单元辐射,并由相控阵天线中的一个或者多个校准天线单元接收。基于相控阵天线中一个或者多个校准天线单元接收的任一发射通道对应的测试信号进行处理可得到任一发射通道对应的校准信号。其中,上述任一发射通道发射的测试信号为用于对该任一发射通道进行校准的信号,为方便描述,下面则以测试信号为例进行说明。为方便描述,上述相控阵天线中的任一发射通道可以发射通道n为例进行说明,其中,n为大于零并且小于相控阵天线中发射通道总数(为方便描述,可设为M)的整数。对应的,上述发射通道n发射的测试信号可以测试信号dn为例进行说明。
在一些可行的实施方式中,通过如下步骤S411至步骤S413中各个步骤所提供的实现方式可处理得到相控阵天线中任一发射通道对应的校准信号:
S411,通过相控阵天线中发射通道n发射测试信号。
在一些可行的实施方式中,发射通道n发射的测试信号dn可由发射通道n对应的业务天线单元辐射,并由相控阵天线中的一个或者多个校准天线单元接收。为方便描述,上述发射通道n对应的业务天线单元可以业务天线单元n为例进行说明。
S412,获取与业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号。
在一些可行的实施方式中,在相控阵天线中,与业务天线单元n耦合的校准天线单元可为相控阵天线中所包括的多个校准天线单元中的部分或者全部,其中至少包括业务天线单元n所在的天线子阵列对应的校准天线单元(为方便描述可以校准天线单元n为例进行说明)。假设上述业务天线单元n为相控阵天线中的天线子阵列1所包含的业务天线单元之一,天线子阵列1中的校准天线单元为校准天线单元n。可选的,上述业务天线单元n所辐射的测试信号dn可由包括校准天线单元n在内的一个或者多个校准天线单元接收,并可基于业务天线单元n与校准天线单元n的相对位置关系确定采用相应的信号处理策略进行处理以得到发射通道n对应的校准信号。
在一些可行的实施方式中,不同的信号处理策略包括不同位置的业务天线单元对应的发射通道可采用不同数量的校准天线单元进行发射通道的校准,以实现对不同位置的业务天线单元实现方向图指向不同的波束控制,从而可获取对各个位置上的业务天线单元的辐射信号的最佳信噪比。可选的,对于距离校准天线单元较近的业务天线单元所对应的发射通道,可采用单一校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该发射通道的校准。对于距离校准天线单元较远的业务天线单元所对应的发射通道,因为业务天线单元和校准天线单元之间耦合度会随距离拉大而降低,因此可采用多个校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该发射通道的校准。例如,对于上述发射通道n的校准,若业务天线单元n距离校准天线单元n的距离大于或者等于预设距离阈值,则可采用包括校准天线单元n在内的多个校准天线单元联合对发射通道n进行校准。其中,上述预设距离阈值可根据实际应用场景需求确定,例如根据实际应用场景中对于校准信道信噪比的需求确定该预设距离阈值等,在此不做限制。若业务天线单元n距离校准天线单元n的距离小于预设距离阈值,则可采用校准天线单元n对发射通道n进行校准,即可满足发射通道校准的信噪比要求。可选的,为了提高发射通道n的校准精度,在业务天线单元n距离校准天线单元n的距离小于预设距离阈值时,也可采用包括校准天线单元n在内的多个校准天线单元联合对发射通道n进行校准,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。下面将以包括校准天线单元n在内的多个校准天线单元联合对发射通道n进行校准为例进行说明,换句话说,对任一发射通道进行校准所选择的多个校准天线单元中至少包括该任一发射通道对应的业务天线单元所在天线子阵列内的校准天线单元,下面不再赘述。为方便描述,上述多个校准天线单元可以N个校准天线单元为例进行说明,其中N大于或者等于2且小于或者等于相控阵天线中校准天线单元总数。
在一些可行的实施方式中,可获取上述业务天线单元n与校准天线单元n之间的耦合信号(对应的,该耦合信号即为第一耦合信号,为方便描述可设为耦合信号n),进而可根据上述耦合信号n的信噪比,从相控阵天线中与业务天线单元n耦合的校准天线单元中确定出上述校准天线单元n之外的N-1个校准天线单元。可选的,上述校准天线单元的数量(即N-1中的N的确定)以及位置的选择可根据上述耦合信号n的信噪比,结合相控阵天线中校准天线单元的耦合信号最佳接收效果的信噪比要求和相控阵天线中各个校准天线单元的位置确定,以使各个校准天线单元的耦合信号具备最佳接收效果,在此不做限制。其中,上述包括校准天线单元n在内的N个校准天线单元可分别在时间t0至tn=N-1与业务天线单元n耦合,上述时间t0至tn=N-1均匀分布且时间间隔小于发射通道n发射信号的带宽的二分之一。发射通道n发射的测试信号dn经过业务天线单元n辐射之后,可由上述与业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收,进而可获取得到上述N个校准天线单元接收到的N路耦合信号。为方便描述,上述获取的N路耦合信号可记为A0至An=N-1
S413,根据业务天线单元n与上述N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对上述N路耦合信号进行时延加权以得到在时域上对齐的N路校准信号,将上述N路校准信号合路为发射通道n对应的校准信号。
在一些可行的实施方式中,上述发射通道n发射的测试信号由与业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收,其中,每个校准天线单元与业务天线单元n的距离均不相同,因此每个校准天线单元接收到业务天线单元n辐射的信号的时延也均不相同。因此,基于上述包括校准天线单元n在内的N个校准天线单元接收到N路耦合信号A0至An=N-1之后,可根据各个校准天线单元与业务天线单元n的相对位置,对上述N路耦合信号A0至An=N-1进行时延加权处理以得到在时域上对齐的N路信号。为方便描述,上述N路耦合信号A0至An=N-1经过时延加权处理得到的在时域上对齐的N路信号可以以N路校准信号为例进行说明。通过时延加权处理得到在时域上对齐的N路校准信号之后,则可将上述N路校准信号合路为一个校准信号,进而可将合路得到的校准信号确定为发射通道n对应的校准信号。
请一并参见图5,图5是本申请实施例提供的发射通道校准的信号处理示意图。如图5所示,对于相控阵天线中的每个发射通道,发射通道发射的测试信号,可首先通过业务通道中的业务天线单元进行辐射,并由在不同的时间(t0至tn(即tn=N-1))与业务天线单元耦合的校准天线单元接收。其中,业务通道中的一个发射通道对应一个业务天线单元,一个业务天线单元发射的信号可由多个校准天线单元接收。如图5所示,在相控阵天线的各个发射通道的校准过程中,所有校准天线单元共用同一个校准通道,校准通道可通过开关切换来获取不同的校准天线单元与业务天线单元耦合的耦合信号,从而可避免因为校准通道不同而带来的额外的校准误差,避免了校准通道不同对各个发射通道的校准精度的影响,提高相控阵天线的发射通道的校准精度。
对于发射通道n,如图5所示,在校准通道中,获取得到各个校准天线单元接收到各路耦合信号之后,各路耦合信号可首先通过A/D转换(即模数转换)从模拟信号转换为数字信号。即通过A/D转换可将各个校准天线单元接收到的模拟信号转换为数字信号,之后可将A/D转换得到的N路数字信号在数字域上进行时延加权,得到N路校准信号。上述N路校准信号可通过信号叠加(即幅度叠加增强)合并为一路校准信号,从而可获取得到发射通道n对应的校准信号。其中,对于各个发射通道发射的测试信号,经过各个校准天线单元接收之后可通过对各个校准天线单元接到的耦合信号进行时延加权处理并合路为一路校准信号,可得到一个发射通道对应一路校准信号,从而可基于各个发射通道对应的校准信号实现各个发射通道的幅度和/或相位补偿。
S42,获取相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号。
在一些可行的实施方式中,针对相控阵天线中每个发射通道,均可基于上述步骤S411至S413提供的实现方式获取得到每个发射通道对应的校准信号,从而可获取得到相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号,具体可参见上述步骤S411至S413所提供的实现方式,在此不再赘述。
S43,根据相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对各发射通道的幅度和/或相位进行补偿。
在一些可行的实施方式中,获取得到各个发射通道对应的校准信号之后,可根据获取得到的各个发射通道对应的校准信号的幅度,计算各个发射通道对应的校准信号的幅度差值。可选的,在计算各个发射通道的校准信号的幅度差值时,可以以其中一个发射通道的幅度作为参考幅度,进而可计算其他各个发射通道的幅度与该参考幅度的差值,从而可在各个发射通道内通过衰减器对各个发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使各发射通道对应的校准信号的幅度相等。可选的,通过在各个发射通道内通过衰减器对各个发射通道对应的校准信号进行幅度补偿可使得所有发射通道对应的校准信号的幅度均等于上述参考幅度,从而可实现相控阵天线中所有发射通道的幅度一致。
在一些可行的实施方式中,获取得到各个发射通道对应的校准信号之后,也可根据获取得到的各个发射通道对应的校准信号的相位,计算各个发射通道对应的校准信号的相位差值。可选的,在计算各个发射通道的校准信号的相位差值时,可以以其中一个发射通道的相位作为参考相位,进而可计算其他各个发射通道的相位与该参考相位的差值,从而可在各个发射通道内通过移相器对各个发射通道对应的校准信号进行相位补偿,以使各发射通道对应的校准信号的相位相等。可选的,通过在各个发射通道内通过移相器对各个发射通道对应的校准信号进行相位补偿可使得所有发射通道对应的校准信号的相位均等于上述参考相位,从而可实现相控阵天线中所有发射通道的相位一致。
在本申请实施例中,通过相控阵天线中的各个发射通道的幅度和/或相位的补偿,可使得相控阵天线中各个发射通道的幅相一致,从而可保证相控阵天线的信号辐射的最佳信噪比,保障相控阵天线的性能,实现复杂度低,适用性更强。
实施例二:接收通道的校准
参见图6,图6是本申请实施例提供的相控阵天线接收通道的校准***结构示意图。本申请实施例提供的相控阵天线接收通道的校准***中包括但不限于多个接收机61、多个移相器/衰减器(即移相器和/或衰减器)62、一个波束控制机63、一个校正网络64、一个校正接收机65和一个信号处理机66。其中,在图6所示的校准***中可包括一个或者多个接收通道,其中,一个接收通道中可包括一个业务天线单元、一个移相器/衰减器、和一个接收机。
在一些可行的实施方式中,在相控阵天线的接收通道的校准过程中,完成一次接收通道校准可由以下几个步骤组成:
(1)接收通道校准的激励信号(即接收通道校准的测试信号)可基于校准天线单元发射,并由相控阵天线中的业务天线单元接收。
(2)业务天线单元接收到的激励信号经过该业务天线单元对应的接收通道之后,由校正网络合成射频信号。其中,该业务天线单元对应的接收通道中包括接收机、移相器/衰减器。业务天线单元接收到的激励信号经过接收通道中的接收机,并由移相器/衰减器进行相位和/后幅度的调节之后输出至校正网络,基于校正网络合成射频信号。
(3)校正接收机接收校正网络合成后的射频信号并处理输出包含相位和/或幅度的数据。
(4)校正接收机输出的包含相位和/或幅度的数据经信号处理机反演计算获得接收通道的相位和/或幅度。
(5)若各个接收通道的幅度和/或相位相等,或者各个接收通道的幅度和/或相位的差值小于或者等于规定的某一个阈值,则各个接收通道的校正结束。若各个接收通道的幅度和/或相位的差值的大于规定的某一个阈值,信号处理机补偿各个接收通道的幅度和/或相位差,使得所有接收通道的幅度和/或相位相等、或者各个接收通道之间的幅度和/或相位的差值小于或者等于规定的某一个阈值。信号处理机将补偿之后的各个接收通道的幅度和/或相位反馈给波束控制机。
(6)波束控制机将一组接收通道校准的控制信号高速布相至移相器/衰减器,基于各个移相器/衰减器调整各个接收通道的相位和/或幅度,使得所有接收通道的相位和/或幅度相等、或者各个接收通道的相位和/或幅度的差值的小于或者等于规定的某一个阈值。
本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法可适用于包含相控阵天线和上述图6所示的校准***的终端,上述相控阵天线的校准方法可由图6所示的校准***中的信号处理机66执行,也可由上述终端中所包含的其他更多的信号处理单元执行,在此不做限制。本申请实施例通过多个校准天线单元联合发射校准信号到各个接收通道对应的业务天线单元,实现各个接收通道对应的业务天线单元对各个接收通道对应的校准信号的最佳接收效果。上述信号处理机66和/或其他信号处理单元可对各个接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位进行补偿以使相控阵天线中各个接收通道的幅度和/或相位一致。
请一并参见图7,图7是本申请实施例提供的相控阵天线的校准方法的另一流程示意图。图7所示的相控阵天线的校准方法适用于相控阵天线的接收通道的校准,可包括步骤:
S71,获取相控阵天线中任一接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位。
在一些可行的实施方式中,相控阵天线中各个接收通道的校准过程中,用于接收通道校准的测试信号首先经过校准天线单元,通过校准天线单元辐射并由相控阵天线中的业务天线单元接收。基于相控阵天线中任一接收通道对应的业务天线单元从一个或者多个校准天线单元接收校准信号的方式可得到任一接收通道对应的校准信号。为方便描述,上述任一接收通道可以接收通道i为例进行说明。其中,i为大于零并且小于相控阵天线中接收通道总数(为方便描述,可设为M)的整数。
在一些可行的实施方式中,通过如下步骤S711至步骤S713中各个步骤所提供的实现方式可处理得到相控阵天线中任一接收通道对应的校准信号:
S711,确定任一接收通道对应的业务天线单元与相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置。
在一些可行的实施方式中,为方便描述,上述任一接收通道i对应的业务天线单元可以业务天线单元i为例进行说明,上述相控阵天线中的任一接收通道可以接收通道i为例进行说明。对应的,用于对上述接收通道i进行校准的测试信号可以测试信号di为例进行说明。测试信号di可由相控阵天线中的一个或者多个校准天线单元进行辐射,并由接收通道i对应的业务天线单元i接收。
在一些可行的实施方式中,对上述接收通道i进行校准时,可首先确定上述业务天线单元i与其所属的天线子阵列中的校准天线单元(为方便描述可以校准天线单元i为例进行说明)的距离。当上述业务天线单元i与校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值时,获取上述业务天线单元i与上述校准天线单元i之间的耦合信号。基于上述业务天线单元i与校准天线单元i之间的耦合信号的信噪比,从相控阵天线中包括的多个校准天线单元中确定出校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元以得到包含校准天线单元i在内的N个校准天线单元。其中,上述N个校准天线单元可分别在时间t0至tn=N-1与上述业务天线单元i耦合。
可选的,参见上述实施例一中发射通道校准对应的实现方式,在接收通道的校准过程中,也可基于业务天线单元i与校准天线单元i的相对位置关系确定采用相应的信号处理策略进行处理以得到接收通道i对应的校准信号。
在一些可行的实施方式中,不同的信号处理策略包括不同位置的业务天线单元对应的接收通道可采用不同数量的校准天线单元进行校准,以实现对不同位置的业务天线单元实现方向图指向不同的波束控制,从而可获取对各个位置上的业务天单元的信号接收的最佳效果。可选的,对于距离校准天线单元较近的业务天线单元对应的接收通道,可采用单一校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该接收通道的校准。对于距离校准天线单元较远的业务天线单元对应的接收通道,因为业务天线单元和校准天线单元之间耦合度会随距离拉大而降低,因此可采用多个校准天线单元进行信号接收和/或发送以实现对该接收通道的校准。例如,对于上述接收通道i的校准,若业务天线单元i距离校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值,则可采用包括校准天线单元i在内的多个校准天线单元联合对接收通道i进行校准。若业务天线单元i距离校准天线单元i的距离小于预设距离阈值,则可采用校准天线单元i对接收通道i进行校准。可选的,为了提高接收通道i的校准精度,在业务天线单元i距离校准天线单元i的距离小于预设距离阈值时,也可采用包括校准天线单元i在内的多个校准天线单元联合对接收通道i进行校准,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。下面将以包括校准天线单元i在内的多个校准天线单元联合对接收通道i进行校准为例进行说明,换句话说,对任一接收通道进行校准所选择的多个校准天线单元中至少包括该任一接收通道对应的业务天线单元所在天线子阵列内的校准天线单元,下面不再赘述。为方便描述,上述多个校准天线单元可以N个校准天线单元为例进行说明,其中N大于或者等于2且小于或者等于相控阵天线中校准天线单元总数。
在一些可行的实施方式中,若确定采用N个校准天线单元联合对接收通道i进行校准,则可获取上述业务天线单元i与校准天线单元i之间的耦合信号(可设为第二耦合信号,为方便描述可以耦合信号i为例进行说明),进而可根据上述耦合信号i的信噪比,从相控阵天线中与业务天线单元i耦合的多个校准天线单元中确定出上述校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元。可选的,上述校准天线单元的数量(即N-1中的N的确定)以及位置的选择可根据上述耦合信号i的信噪比和相控阵天线中校准天线单元的耦合信号最佳接收效果的信噪比,结合相控阵天线中各个校准天线单元的位置确定,以实现各个校准天线单元的耦合信号的最佳接收效果。具体上述校准天线单元的数量(以N为例进行说明)和位置的选择可根据实际应用场景确定,在此不做限制。其中,上述包括校准天线单元i在内的N个校准天线单元可分别在时间t0至tn=N-1与业务天线单元i耦合。
在一些可行的实施方式中,通过上述实现方式可从相控阵天线的多个校准天线单元确定出上述N个校准天线单元,进而可确定上述N个校准天线单元中各个校准天线单元与业务天线单元i之间的相对位置,从而可获取得到N组相对位置。其中,上述N个校准天线单元中每个校准天线单元与业务天线单元i之间的距离可通过两者之间的相对位置表示,从而可根据各个校准天线单元与业务天线单元i的距离对馈入各个校准天线单元的测试信号进行时延加权处理使得通过各个校准天线单元辐射到业务天线单元i的N路校准信号在时域上对齐。
S712,根据上述N组相对位置分别对馈入所述N个校准天线单元的N个测试信号进行时延加权以得到N路校准信号。
在一些可行的实施方式中,由于上述N个校准天线单元中各个校准天线单元与业务天线单元i之间的距离均各不相同,因此馈入各个校准天线单元的测试信号,经过各个校准天线单元辐射之后由业务天线单元i接收,则业务天线单元i从各个校准天线单元接收到的测试信号的时延也均不相同。因此,为了使得基于各个校准天线单元向业务天线单元i辐射的测试信号到达业务天线单元i的时延相同,可首先对馈入各个校准天线单元的各个测试信号进行时延加权处理使得到达业务天线单元i的各路校准信号在时域上对齐,业务天线单元i可从上述N个校准天线单元接收得到在时延上对齐的N路校准信号。通过业务天线单元i可将接收到的上述N路校准信号合路为一路时域上对齐的校准信号,进而可将合路得到的校准信号确定为接收通道i对应的校准信号。
请一并参见图8,图8是本申请实施例提供的接收通道校准的信号处理示意图。如图8所示,对于相控阵天线中的每个接收通道的校准,可首先根据各个接收通道对应的业务天线单元与各个校准天线单元的相对位置,对馈入各个校准天线单元的各测试信号在数字域上进行时域上的时延加权得到N路校准信号。上述N路校准信号可由各个接收通道对应的业务天线单元接收,并在业务天线单元侧进行信号叠加(即幅度叠加增强)合并为一路校准信号,从而可获取得到每个接收通道对应的校准信号。对于每个接收通道对应的校准信号,可首先对馈入各个校准天线单元的各测试信号进行时延加权处理得到N路校准信号之后,可将所述N路校准信号经过D/A转换(即数模转换)之后经各个校准天线单元辐射。即,将时延加权处理得到的N路校准信号从数字信号转换为模拟信号,进而可基于上述N个校准天线单元辐射,并由各个接收通道对应的业务天线单元接收。如图8所示,在相控阵天线的各个接收通道的校准过程中,所有接收通道的校准共用同一个校准通道,校准通道可分别在时间t0至tn=N-1通过开关切换来将D/A转换后的校准信号经N个校准天线单元向各个接收通道对应的业务天线单元辐射校准信号。例如,对于接收通道i的校准,上述N个校准天线单元中各个校准天线单元可分别在时间t0至tn=N-1与业务天线单元i耦合,业务天线单元i可从各个校准天线单元接收得到接收通道i对应的校准信号。这里,由于馈入各个校准天线单元的校准信号已经在校准通道通过时延加权实现了各个校准天线单元辐射的校准信号到达业务天线单元时在时域上对齐,并在业务天线单元侧进行信号叠加,因此使得业务天线单元i从各个校准天线单元接收校准信号可具备最佳的接收效果。
这里,在相控阵天线的各个接收通道的校准过程中,所有接收通道的校准共用同一个校准通道,从而可避免因为校准通道不同而带来的额外的校准误差,避免了校准通道不同对各个接收通道的校准精度的影响,提高相控阵天线的接收通道的校准精度。
S713,通过业务天线单元i接收上述N路校准信号并合路为一路时域上对齐的校准信号,记录该校准信号的幅度和/或相位以得到接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位。
在一些可行的实施方式中,对于接收通道i对应的校准信号,在不同的时间馈入到上述N个校准天线单元中不同的校准天线单元之后,上述各个校准天线单元可分别在时间t0至tn=N-1与业务天线单元i耦合,业务天线单元i可从各个校准天线单元接收得到接收通道i对应的校准信号。基于业务天线单元i接收到各个校准天线单元辐射的校准信号之后,可在业务天线单元i端进行信号叠加(即幅度叠加增强)合并为一路时域上对齐的校准信号,从而可获取得到接收通道i对应的校准信号,进而可将合并为一路的校准信号的幅度和/相位确定为接收通道i对应的幅度和/或相位。
S72,获取相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位。
在一些可行的实施方式中,针对相控阵天线中每个接收通道,均可基于上述步骤S711至S713提供的实现方式获取得到每个接收通道对应的校准信号,从而可获取得到相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号。此时,也可获取得到相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位。具体可参见上述步骤S711至S713所提供的实现方式,在此不再赘述。
S73,根据相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对各接收通道对应的各校准信号的幅度和/或相位进行补偿。
在一些可行的实施方式中,获取得到各个接收通道对应的校准信号之后,可根据获取得到的各个接收通道对应的校准信号的幅度,计算各个接收通道对应的校准信号的幅度差值。可选的,在计算各个接收通道的校准信号的幅度差值时,可以以其中一个接收通道的幅度作为参考幅度,进而可计算其他各个接收通道的幅度与该参考幅度的差值,从而可在各个接收通道内通过衰减器对各个接收通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使各接收通道对应的校准信号的幅度相等。可选的,通过在各个接收通道内通过衰减器对各个接收通道对应的校准信号进行幅度补偿可使得所有接收通道对应的校准信号的幅度均等于上述参考幅度,从而可实现相控阵天线中所有接收通道的幅度一致。
在一些可行的实施方式中,获取得到各个接收通道对应的校准信号之后,也可根据获取得到的各个接收通道对应的校准信号的相位,计算各个接收通道对应的校准信号的相位差值。可选的,在计算各个接收通道的校准信号的相位差值时,可以以其中一个接收通道的相位作为参考相位,进而可计算其他各个接收通道的相位与该参考相位的差值,从而可在各个接收通道内通过移相器对各个接收通道对应的校准信号进行相位补偿,以使各接收通道对应的校准信号的相位相等。可选的,通过在各个接收通道内通过移相器对各个接收通道对应的校准信号进行相位补偿可使得所有接收通道对应的校准信号的相位均等于上述参考相位,从而可实现相控阵天线中所有接收通道的相位一致。
在本申请实施例中,通过相控阵天线中的各个接收通道的幅度和/或相位的补偿,可使得相控阵天线中各个接收通道的幅相一致,从而可保证相控阵天线的信号接收具备最佳接收效果,保障相控阵天线的性能,实现复杂度低,适用性更强。
请参见图9,图9是本申请实施例提供的终端的一结构示意图。如图9所示,本申请实施例提供的终端中包括相控阵天线,上述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于上述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元。其中,上述多个业务天线单元基于上述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列。本申请实施例提供的终端还包括:
信号处理单元91,用于对上述相控阵天线中任一发射通道n发射的测试信号执行如下操作以获取上述发射通道n对应的校准信号:
通过上述发射通道n发射任一测试信号,上述任一测试信号通过上述发射通道n对应的业务天线单元n辐射,并由上述相控阵天线中的校准天线单元接收;
获取与上述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号,其中N大于或者等于2且小于或者等于上述相控阵天线中校准天线单元总数;
根据上述业务天线单元n与上述N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对上述N路耦合信号进行时延加权以得到在时域上对齐的N路校准信号,将上述N路校准信号合路为上述发射通道n对应的校准信号。
信号获取单元92,用于获取上述信号处理单元91得到的上述相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号。
信号补偿单元93,用于根据上述信号获取单元92获取的上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对上述各发射通道的幅度和/或相位进行补偿,以使上述相控阵天线中各发射通道的幅度和/或相位一致。
在一些可行的实施方式中,上述相控阵天线中与上述业务天线单元n耦合的上述N个校准天线单元中包括上述业务天线单元n所属天线子阵列对应的校准天线单元n。上述信号处理单元91用于:
获取上述业务天线单元n与上述校准天线单元n之间的第一耦合信号,根据上述第一耦合信号的信噪比,从上述相控阵天线中与上述业务天线单元n耦合的校准天线单元中确定出上述校准天线单元n之外的N-1个校准天线单元;
获取上述N-1个校准天线单元接收到的N-1路耦合信号以得到包含上述第一耦合信号在内的N路耦合信号;
其中,上述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元n耦合。
在一些可行的实施方式中,上述信号补偿单元93用于:
计算上述信号获取单元92获取的上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度差值,并在上述各发射通道内通过衰减器对上述各发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使上述各发射通道对应的校准信号的幅度相等。
在一些可行的实施方式中,上述信号补偿单元93用于:
计算上述信号获取单元92获取的上述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位差值,并在上述各发射通道内通过移相器对上述各发射通道对应的校准信号进行相位补偿,以使上述各发射通道对应的校准信号的相位相等。
在一些可行的实施方式中,上述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于上述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
在一些可行的实施方式中,上述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与上述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
在一些可行的实施方式中,上述信号处理单元91可用于执行上述图4所示的实施例中步骤S41中各个步骤(S411-S413)所提供的实现方式。上述信号获取单元92可用于执行上述图4所示的实施例中步骤S42所提供的实现方式。上述信号补偿单元93可用于执行上述图4所示的实施例中步骤S43所提供的实现方式。终端可通过其内置的各个单元执行如上述图3至图5中相控阵天线的发射通道校准所提供的实现方式,具体可参见上述各个实施例的各个步骤中提供的实现方式,在此不再赘述。这里,终端所包括的各个单元可以是图3所示***中的信号处理机36中所包括的各个单元,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。本申请实施例提供的终端也能实现上述各个实施例的各个步骤中提供的实现方式所具备的有益效果(或者优点),在此不再赘述。
请参见图10,图10是本申请实施例提供的终端的另一结构示意图。如图10所示,本申请实施例提供的终端中包括相控阵天线,上述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于上述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元。其中,上述多个业务天线单元基于上述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列。本申请实施例提供的终端还包括:
信号处理单元101,用于通过如下步骤1至步骤3获取上述相控阵天线中任一接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位:
步骤1:确定上述接收通道i对应的业务天线单元i与上述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置,其中N大于或者等于2且小于或者等于所述相控阵天线中校准天线单元总数。
步骤2:根据上述N组相对位置分别对馈入上述N个校准天线单元的N个测试信号进行时延加权以得到N路校准信号,上述N路校准信号经上述N个校准天线单元辐射,并由上述相控阵天线中的业务天线单元接收。
步骤3:通过上述业务天线单元i接收上述N路校准信号并合路为一路时域上对齐的校准信号,记录所述时域上对齐的校准信号的幅度和/或相位以得到上述接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位。
信号获取单元102,用于获取上述信号处理单元101得到的上述相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位。
信号补偿单元103,用于根据上述信号获取单元获取102的上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对上述各接收通道对应的各校准信号的幅度和/或相位进行补偿,以使上述相控阵天线中各接收通道的幅度和/或相位一致。
在一些可行的实施方式中,上述信号处理单元101还用于:
确定上述业务天线单元i与其所属的天线子阵列中的校准天线单元i的距离;
当上述业务天线单元i与上述校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值时,获取上述业务天线单元i与上述校准天线单元i之间的耦合信号;
根据上述业务天线单元i与上述校准天线单元i之间的耦合信号的信噪比,从上述相控阵天线中包括的校准天线单元中确定出上述校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元以得到包含上述校准天线单元i在内的N个校准天线单元;
其中,上述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与上述业务天线单元i耦合。
在一些可行的实施方式中,上述信号补偿单元103用于:
计算上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度差值,并在上述各接收通道内通过衰减器对上述各接收通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使上述各接收通道对应的校准信号的幅度相等。
在一些可行的实施方式中,上述信号补偿单元103用于:
计算上述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位差值,并在上述各接收通道内通过移相器对上述各接收通道对应的校准信号进行相位补偿,以使上述各接收通道对应的校准信号的相位相等。
在一些可行的实施方式中,上述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于上述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
在一些可行的实施方式中,上述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与上述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
在一些可行的实施方式中,上述信号处理单元101可用于执行上述图7所示的实施例中步骤S71中各个步骤(S711-S713)所提供的实现方式。上述信号获取单元102可用于执行上述图7所示的实施例中步骤S72所提供的实现方式。上述信号补偿单元103可用于执行上述图7所示的实施例中步骤S73所提供的实现方式。终端可通过其内置的各个单元执行如上述图6至图8中相控阵天线的接收通道校准所提供的实现方式,具体可参见上述各个实施例的各个步骤中提供的实现方式,在此不再赘述。这里,终端所包括的各个单元可以是图6所示***中的信号处理机66中所包括的各个单元,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。本申请实施例提供的终端也能实现上述各个实施例的各个步骤中提供的实现方式所具备的有益效果(或者优点),在此不再赘述。
请参见图11,图11是本申请实施例提供的终端的另一结构示意图。如图11所示,本申请实施例提供的终端包括相控阵天线110、信号处理器111、存储器112和总线***114。
其中,上述相控阵天线110、信号处理器111和存储器112通过总线***904连接。
上述存储器112用于存放程序。具体地,程序可以包括程序代码,程序代码包括计算机操作指令。存储器112包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmableread only memory,EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory,CD-ROM)。图11中仅示出了一个存储器,当然,存储器也可以根据需要,设置为多个。存储器112也可以是信号处理器111中的存储器,在此不做限制。
存储器112存储了如下的元素,可执行模块或者数据结构,或者它们的子集,或者它们的扩展集:
操作指令:包括各种操作指令,用于实现各种操作。
操作***:包括各种***程序,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
上述信号处理器111可以是一个或多个中央处理器(central processing unit,CPU),在信号处理器111是一个CPU的情况下,该CPU可以是单核CPU,也可以是多核CPU。
具体的应用中,终端的各个组件通过总线***114耦合在一起,其中总线***114可以是数据总线,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等,在此不做限制。但是为了清楚说明起见,在图11中将各种总线都标为总线***114。为便于表示,图11中仅是示意性画出。
这里,上述信号处理器111可以是图3所示***中的信号处理机36和/或上述图6所示***中的信号处理机66,上述图4至图5,和/或图7至图8所示实施例提供的方法可以应用于信号处理器111中,或者由信号处理器111实现。信号处理器111可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过信号处理器111中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的信号处理器111可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing,DSP)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gatearray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器112,信号处理器111可读取存储器112中的信息,结合其硬件执行图4至图5所示实施例所描述的相控阵天线的发射通道校准的方法步骤;或者结合其硬件执行图7至图8所示实施例所描述的相控阵天线的接收通道校准的方法步骤。本申请实施例提供的终端也能实现上述各个实施例的各个步骤中提供的实现方式所具备的有益效果(或者优点),在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在终端上运行时,使得终端执行上述图3至图5所示实施例中各个步骤描述的相控阵天线的发射通道校准的方法,或者上述各个实施例中终端所执行的相控阵天线的发射通道校准的实现方式,具体可参见上述各个实施例提供的实现方式,在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在终端上运行时,使得终端执行上述图6至图8所示实施例中各个步骤描述的相控阵天线的接收通道校准的方法,或者上述各个实施例中终端所执行的相控阵天线的接收通道校准的实现方式,具体可参见上述各个实施例提供的实现方式,在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在终端上运行时,使得终端执行上述图3至图5所示实施例中各个步骤描述的相控阵天线的发射通道校准的方法,或者上述各个实施例中终端所执行的相控阵天线的发射通道校准的实现方式,具体可参见上述各个实施例提供的实现方式,在此不再赘述。。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在终端上运行时,使得终端执行上述图6至图8所示实施例中各个步骤描述的相控阵天线的接收通道校准的方法,或者上述各个实施例中终端所执行的相控阵天线的接收通道校准的实现方式,具体可参见上述各个实施例提供的实现方式,在此不再赘述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (24)

1.一种相控阵天线的校准方法,其特征在于,所述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于所述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,所述多个业务天线单元基于所述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列,所述方法包括:
对所述相控阵天线中任一发射通道n发射的测试信号执行如下操作以获取所述发射通道n对应的校准信号:
通过所述发射通道n发射任一测试信号,所述任一测试信号通过所述发射通道n对应的业务天线单元n辐射,并由所述相控阵天线中的校准天线单元接收;
获取与所述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号,其中N大于或者等于2且小于或者等于所述相控阵天线中校准天线单元总数;
根据所述业务天线单元n与所述N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对所述N路耦合信号进行时延加权以得到在时域上对齐的N路校准信号,将所述N路校准信号合路为所述发射通道n对应的校准信号;
获取所述相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号;
根据所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对所述各发射通道的幅度和/或相位进行补偿,以使所述相控阵天线中各发射通道的幅度和/或相位一致。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相控阵天线中与所述业务天线单元n耦合的所述N个校准天线单元中包括所述业务天线单元n所属天线子阵列对应的校准天线单元n;
所述获取与所述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号包括:
获取所述业务天线单元n与所述校准天线单元n之间的第一耦合信号,根据所述第一耦合信号的信噪比,从所述相控阵天线中与所述业务天线单元n耦合的校准天线单元中确定出所述校准天线单元n之外的N-1个校准天线单元;
获取所述N-1个校准天线单元接收到的N-1路耦合信号以得到包含所述第一耦合信号在内的N路耦合信号;
其中,所述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元n耦合。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度的差值,对所述各发射通道的幅度进行补偿包括:
计算所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度差值,并在所述各发射通道内通过衰减器对所述各发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使所述各发射通道对应的校准信号的幅度相等。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位的差值,对所述各发射通道的相位进行补偿包括:
计算所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位差值,并在所述各发射通道内通过移相器对所述各发射通道对应的校准信号进行相位补偿,以使所述各发射通道对应的校准信号的相位相等。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于所述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与所述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
7.一种相控阵天线的校准方法,其特征在于,所述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于所述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,所述多个业务天线单元基于所述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列,所述方法包括:
通过如下步骤1至步骤3获取所述相控阵天线中任一接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位:
步骤1:确定所述接收通道i对应的业务天线单元i与所述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置,其中N大于或者等于2且小于或者等于所述相控阵天线中校准天线单元总数;
步骤2:根据所述N组相对位置分别对馈入所述N个校准天线单元的N个测试信号进行时延加权以得到N路校准信号,所述N路校准信号经所述N个校准天线单元辐射,并由所述相控阵天线中的业务天线单元接收;
步骤3:通过所述业务天线单元i接收所述N路校准信号并合路为一路时域上对齐的校准信号,记录所述时域上对齐的校准信号的幅度和/或相位以得到所述接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位;
获取所述相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位;
根据所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对所述各接收通道对应的各校准信号的幅度和/或相位进行补偿,以使所述相控阵天线中各接收通道的幅度和/或相位一致。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述确定所述接收通道i对应的业务天线单元i与所述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置之前,所述方法还包括:
确定所述业务天线单元i与其所属的天线子阵列中的校准天线单元i的距离;
当所述业务天线单元i与所述校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值时,获取所述业务天线单元i与所述校准天线单元i之间的耦合信号;
根据所述业务天线单元i与所述校准天线单元i之间的耦合信号的信噪比,从所述相控阵天线中包括的校准天线单元中确定出所述校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元以得到包含所述校准天线单元i在内的N个校准天线单元;
其中,所述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元i耦合。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度的差值,对所述各接收通道对应的各校准信号的幅度进行补偿包括:
计算所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度差值,并在所述各接收通道内通过衰减器对所述各接收通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使所述各接收通道对应的校准信号的幅度相等。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位的差值,对所述各接收通道对应的各校准信号的相位进行补偿包括:
计算所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位差值,并在所述各接收通道内通过移相器对所述各接收通道对应的校准信号进行相位补偿,以使所述各接收通道对应的校准信号的相位相等。
11.根据权利要求7-10任一项所述的方法,其特征在于,所述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于所述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与所述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
13.一种终端,其特征在于,所述终端中包括相控阵天线,所述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于所述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,所述多个业务天线单元基于所述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列,所述终端包括:
信号处理单元,用于对所述相控阵天线中任一发射通道n发射的测试信号执行如下操作以获取所述发射通道n对应的校准信号:
通过所述发射通道n发射任一测试信号,所述任一测试信号通过所述发射通道n对应的业务天线单元n辐射,并由所述相控阵天线中的校准天线单元接收;
获取与所述业务天线单元n耦合的N个校准天线单元接收的N路耦合信号,其中N大于或者等于2且小于或者等于所述相控阵天线中校准天线单元总数;
根据所述业务天线单元n与所述N个校准天线单元中各校准天线单元的相对位置,对所述N路耦合信号进行时延加权以得到在时域上对齐的N路校准信号,将所述N路校准信号合路为所述发射通道n对应的校准信号;
信号获取单元,用于获取所述信号处理单元得到的所述相控阵天线中所有发射通道对应的校准信号;
信号补偿单元,用于根据所述信号获取单元获取的所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对所述各发射通道的幅度和/或相位进行补偿,以使所述相控阵天线中各发射通道的幅度和/或相位一致。
14.根据权利要求13所述的终端,其特征在于,所述相控阵天线中与所述业务天线单元n耦合的所述N个校准天线单元中包括所述业务天线单元n所属天线子阵列对应的校准天线单元n;
所述信号处理单元用于:
获取所述业务天线单元n与所述校准天线单元n之间的第一耦合信号,根据所述第一耦合信号的信噪比,从所述相控阵天线中与所述业务天线单元n耦合的校准天线单元中确定出所述校准天线单元n之外的N-1个校准天线单元;
获取所述N-1个校准天线单元接收到的N-1路耦合信号以得到包含所述第一耦合信号在内的N路耦合信号;
其中,所述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元n耦合。
15.根据权利要求14所述的终端,其特征在于,所述信号补偿单元用于:
计算所述信号获取单元获取的所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的幅度差值,并在所述各发射通道内通过衰减器对所述各发射通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使所述各发射通道对应的校准信号的幅度相等。
16.根据权利要求14所述的终端,其特征在于,所述信号补偿单元用于:
计算所述信号获取单元获取的所述相控阵天线中各发射通道对应的校准信号的相位差值,并在所述各发射通道内通过移相器对所述各发射通道对应的校准信号进行相位补偿,以使所述各发射通道对应的校准信号的相位相等。
17.根据权利要求13-16任一项所述的终端,其特征在于,所述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于所述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
18.根据权利要求17所述的终端,其特征在于,所述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与所述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
19.一种终端,其特征在于,所述终端中包括相控阵天线,所述相控阵天线中包括多个业务天线单元以及独立于所述多个业务天线单元之外部署的多个校准天线单元,其中,所述多个业务天线单元基于所述多个校准天线单元划分为多个天线子阵列,一个校准天线单元对应一个天线子阵列,所述终端包括:
信号处理单元,用于通过如下步骤1至步骤3获取所述相控阵天线中任一接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位:
步骤1:确定所述接收通道i对应的业务天线单元i与所述相控阵天线中的N个校准天线单元的N组相对位置,其中N大于或者等于2且小于或者等于所述相控阵天线中校准天线单元总数;
步骤2:根据所述N组相对位置分别对馈入所述N个校准天线单元的N个测试信号进行时延加权以得到N路校准信号,所述N路校准信号经所述N个校准天线单元辐射,并由所述相控阵天线中的业务天线单元接收;
步骤3:通过所述业务天线单元i接收所述N路校准信号并合路为一路时域上对齐的校准信号,记录所述时域上对齐的校准信号的幅度和/或相位以得到所述接收通道i对应的校准信号的幅度和/或相位;
信号获取单元,用于获取所述信号处理单元得到的所述相控阵天线中所有接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位;
信号补偿单元,用于根据所述信号获取单元获取的所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度和/或相位的差值,对所述各接收通道对应的各校准信号的幅度和/或相位进行补偿,以使所述相控阵天线中各接收通道的幅度和/或相位一致。
20.根据权利要求19所述的终端,其特征在于,所述信号处理单元还用于:
确定所述业务天线单元i与其所属的天线子阵列中的校准天线单元i的距离;
当所述业务天线单元i与所述校准天线单元i的距离大于或者等于预设距离阈值时,获取所述业务天线单元i与所述校准天线单元i之间的耦合信号;
根据所述业务天线单元i与所述校准天线单元i之间的耦合信号的信噪比,从所述相控阵天线中包括的校准天线单元中确定出所述校准天线单元i之外的N-1个校准天线单元以得到包含所述校准天线单元i在内的N个校准天线单元;
其中,所述N个校准天线单元分别在时间t0至tN-1与所述业务天线单元i耦合。
21.根据权利要求20所述的终端,其特征在于,所述信号补偿单元用于:
计算所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的幅度差值,并在所述各接收通道内通过衰减器对所述各接收通道对应的校准信号进行幅度补偿,以使所述各接收通道对应的校准信号的幅度相等。
22.根据权利要求20所述的终端,其特征在于,所述信号补偿单元用于:
计算所述相控阵天线中各接收通道对应的校准信号的相位差值,并在所述各接收通道内通过移相器对所述各接收通道对应的校准信号进行相位补偿,以使所述各接收通道对应的校准信号的相位相等。
23.根据权利要求19-22任一项所述的终端,其特征在于,所述相控阵天线中任一天线子阵列对应的校准天线单元部署于所述任一天线子阵列包括的所有业务天线单元的中心位置或者***边缘位置。
24.根据权利要求23所述的终端,其特征在于,所述相控阵天线中的校准天线单元包括单极子天线单元,波导口天线单元,和/或其他与所述相控阵天线中的业务天线单元的辐射方向正交的天线单元。
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