CN1795583A - 阵列天线 - Google Patents

阵列天线 Download PDF

Info

Publication number
CN1795583A
CN1795583A CNA2004800142685A CN200480014268A CN1795583A CN 1795583 A CN1795583 A CN 1795583A CN A2004800142685 A CNA2004800142685 A CN A2004800142685A CN 200480014268 A CN200480014268 A CN 200480014268A CN 1795583 A CN1795583 A CN 1795583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
phasing
signal
radio
jointing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800142685A
Other languages
English (en)
Inventor
泉贵志
池田和彦
榎贵志
佐佐木亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1795583A publication Critical patent/CN1795583A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/21—Monitoring; Testing of receivers for calibration; for correcting measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/086—Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/084—Equal gain combining, only phase adjustments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

一种结构简洁、能够容易实现小型化以及轻量化，并且能够从经由同一路径发送的无线电信号与接收的无线电信号中，将各自的相位校正用信号清晰地分离、选取出来的阵列天线发送接收装置。方向性耦合器(102)具有：与天线元件(101)相连接的第一连接接头(201)；与天线共用器(103)相连接的第二连接接头(202)；与第一连接接头(201)之间形成方向性，并且与相位校正用接收信号转换部(111)相连接的第三连接接头(203)；与第二接头(202)之间形成方向性，并且与相位校正用发送信号转换部(110)相连接的第四连接接头(204)。天线共用器(103)与方向性耦合器(102)、发送无线电部(104)以及接收无线电部(105)相连接，并将由发送无线电部(104)所输出的无线电信号向方向性耦合器(102)进行输出，同时，将由方向性耦合器(102)所输出的无线电信号向接收无线电部(105)进行输出。

Description

阵列天线
技术领域
本发明涉及具有阵列天线的无线电信号发送接收装置。
背景技术
以往，广为人们所熟知的发送接收装置是——通过对多个天线元件的发送接收输出进行电合成，使得天线的定向自适应变化的、带有自适应阵列天线的发送接收装置(例如，参照日本公开号为9-219615的专利)。
图1是具有以往的自适应阵列天线的发送接收装置结构的示意方框图。
在以往的自适应阵列天线发送接收装置中，采用将通过配置在一条直线上或者圆周上的多个天线元件501发送接收的无线电信号与预先在加权器502中所设定的加权系数(复数加权系数)相乘的方法，来对该无线电信号的振幅以及相位进行加权(调制)。发送信号时，无线电信号从发送接收部504向合成/分配器503被输出，在对多个加权器502经过分配并输出后，在加权器502中进行加权处理。然后，将经过加权处理的无线电信号输出到天线元件501之后进行发送。接收信号时，对各个天线元件501所接收到的无线电信号在加权器502中进行加权处理后，向合成/分配器503进行输出。然后，将从多个加权器502输出并汇总到合成/分配器503的无线电信号在合成/分配器503中合成之后，向发送接收部504输出，并进行解调处理。
但是，在加权器502中进行过加权处理的无线电信号，也会出现不一定能显示人们所期望的天线的定向的情况。这是由于进行了加权处理的无线电信号的相位与预定的相位发生了偏离，即由于发生了相位误差而出现的现象。
因此，有必要对在加权器502中发生的相位误差进行校正。就该校正部件来说，为人们所熟知的有：采用具有如图2所示的结构构成的无线电发送单元610的阵列天线发送装置的方法以及采用具有如图3所示的结构构成的无线电接收单元710的阵列天线接收装置的部件。
图2记载阵列天线发送装置，具有：由天线元件601、衰减器603以及发送无线电部602所构成的多个无线电发送单元610；与多个无线电发送单元610相连接的第一选择器604；相位校正用发送信号转换部605；以及基带处理部606。
该阵列天线发送装置，在基带处理部606中将发送基带信号与预先设定的加权系数相乘，生成定向发送基带信号，并将该定向发送基带信号向发送无线电部602进行输出。接着，该阵列天线发送装置，在发送无线电部602中对上述定向发送基带信号进行正交调制、频率上变频以及放大等处理，将上述定向发送基带信号转换成无线电信号。接着，该阵列天线发送装置由天线元件601对上述无线电信号进行发送。
同时，该阵列天线发送装置，选取与由天线元件601所发送出来的无线电信号相同的信号作为相位校正用信号，然后再通过衰减器603，向相位校正用发送信号转换部605输出该相位校正用信号。接着，该阵列天线发送装置，在相位校正用发送信号转换部605中，对相位校正用信号进行频率下变频、正交解调等处理，进而生成相位校正用基准基带信号，并将该基准基带信号向基带处理部606进行输出。这里，基带处理部606由于掌握所有的无线电发送单元610的加权系数，所以也掌握在无线电发送单元610之间所应该产生的相位差(计算上的相位差)。因此，基带处理部606，通过测定所有的无线电发送单元610的基准基带信号的相位以及在多个无线电发送单元610之间实际产生的相位差，并采用从该实际的相位差中减去计算上的相位差的方法，计算出各个无线电发送单元610的相位误差。然后，基带处理部606根据该相位误差，通过按每个无线电发送单元610对与发送基带信号相乘的加权系数进行适当的调整，校正在各无线电发送单元610中所产生的相位误差。
一方面，图3记载阵列天线接收装置，具有：由天线元件701、衰减器703以及接收无线电部702所构成的多个无线电接收单元710；与多个无线电接收单元710相连接的第二选择器704；相位校正用接收信号转换部705；以及基带处理部706。
该阵列天线接收装置，在接收无线电部702中，对通过天线元件701所接收的无线电信号进行放大、频率下变频以及正交解调等处理，将该无线电信号转换成接收基带信号，并向基带处理部706输出该接收基带信号。
同时，该阵列天线接收装置，通过衰减器703，从输入接收无线电部702之前的无线电信号中选取相位校正用信号，并将选取的相位校正用信号向相位校正用接收信号转换部705进行输出。接着，该阵列天线接收装置，在相位校正用接收信号转换部705中，对上述相位校正用信号进行频率下变频、正交解调等处理，进而生成相位校正用的基准基带信号，并将该基准基带信号向基带处理部706进行输出。
基带处理部706，将通过接收无线电部702所输出的接收基带信号的相位与通过相位校正用接收信号转换部705所输出的相位校正用基准基带信号的相位进行比较，并对所有的无线电接收单元710范围内测定在上述两个路径之间所产生的、每个无线电接收单元710的相位误差。然后，基带处理部706根据对所有的无线电接收单元710所测定的两个途径之间产生的相位误差，通过采用对与上述接收基带信号相乘的加权系数进行适当调整的方法，来校正在各个无线电接收单元710中所产生的相位误差。
但是，由于以往的阵列天线发送装置与以往的阵列天线接收装置是分立形成的独立装置，因而，当将它们共同安装在通信终端装置上的时候，就必然会产生影响通信终端装置小型化、轻量化的问题。尤其是对于移动通信终端装置来说，它的轻、薄、短、小是与商品的价值直接相关联的，因此，当将以往的阵列天线发送装置与以往的阵列天线接收装置共同安装在移动通信终端装置上的时候，有必要尽可能地考虑以往的阵列天线发送装置的元件和以往的阵列天线接收装置的元件的通用化。
在这种背景下已经在研究开发出采用天线元件601、701通用化的阵列天线发送接收装置。但是，在该阵列天线发送接收装置中，由于发送的无线电信号与接收的无线电信号是在天线的附近使用同一路径，并从该同一路径上通过衰减器603、703，各自选取相位校正用信号，因此，就会出现下列问题，即，由天线元件701接收到的无线电信号会混入到相位校正用发送信号转换部605中，或者由发送无线电部602输出的无线电信号会混入到对相位校正用接收信号转换部705中，因此，发送的无线电信号与接收的无线电信号作为噪声相互干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列天线发送接收装置，结构的简洁、能够容易实现小型化以及轻量化，并且能够从使用同一路径发送的无线电信号与接收的无线电信号中，将各自的相位校正用信号清晰地分离、选取出来。
根据本发明的一个形态，阵列天线发送接收装置具有：多个天线元件；基带处理部分，对发送基带信号进行与上述天线元件一一对应的加权处理，来形成定向发送基带信号，并对由多个上述天线元件接收到的接收基带信号进行与上述天线元件一一对应的加权处理来形成定向接收基带信号；多个发送无线电部分，分别配置在上述基带处理部分与多个上述天线元件之间，并将上述定向发送基带信号转换成无线电信号；多个接收无线电部分，分别配置在上述基带处理部分与多个上述天线元件之间，并将通过上述天线元件接收到的无线电信号转换成接收基带信号；相位校正发送信号转换部分，将由多个上述发送无线电部分所输出的上述无线电信号转换成相位校正用的基准基带信号，并向上述基带处理部分进行输入；相位校正用接收信号转换部分，将由多个上述天线元件接收到的上述无线电信号转换成相位校正用的基准基带信号，并向上述基带处理部分进行输入；多个方向性耦合器，配置在上述天线元件与上述发送无线电部分以及上述接收无线电部分之间；第一选择部分，在由上述方向性耦合器衰减并输出的来自上述发送无线电部分的多个上述无线电信号中选择其中之一，并提供给上述相位校正用发送信号转换部分；以及第二选择部分，在由上述方向性耦合器衰减并输出的来自上述天线元件的上述无线电信号中选择其中之一，并提供给上述相位校正用接收信号转换部分。
在上述阵列天线发送接收装置中，优选为上述方向性耦合器具有：与上述天线元件相连接的第一连接接头；与上述发送无线电部分以及上述接收无线电部分相连接的第二连接接头；与上述第一连接接头之间形成方向性，并且与上述相位校正用接收信号转换部分相连接的第三连接接头；以及与上述第二连接接头之间形成方向性，并且与上述相位校正用发送信号转换部分相连接的第四连接接头。
在上述阵列天线发送接收装置中，优选为在上述相位校正用接收信号转换部分与上述第三连接接头之间具有将上述相位校正用接收信号转换方部分或者终端与上述第三连接接头相连接的第一开关；并且在上述相位校正用发送信号转换部分与上述第四连接接头之间具有将上述相位校正发送用信号转换部分或者终端与上述第四连接接头相连接的第二开关。
在上述阵列天线发送接收装置中，优选为在上述相位校正用接收信号转换部分与上述第三连接接头之间具有选择由上述天线元件接收到的上述无线电信号，并使之通过的第一带通滤波器；并且在上述相位校正用发送信号转换部分与上述第四连接接头之间具有选择由上述发送无线电部分输出的上述无线电信号，并使之通过的第二带通滤波器。
在上述阵列天线发送接收装置中，优选为具有天线共用器，与上述发送无线电部分和上述接收无线电部分以及上述方向性耦合器的第二连接接头相连接，并且将由上述发送无线电部分所输出的上述无线电信号向上述第二连接接头进行输出；以及将由上述第二连接接头所输出的上述无线电信号向上述接收无线电部分进行输出。
附图说明
图1是以往的自适应阵发送接收装置的结构方框图；
图2是以往的阵列天线发送装置的结构方框图；
图3是以往的阵列天线接收装置的结构方框图；
图4是有关本发明实施方式1的阵列发送接收装置的结构方框图；
图5是有关本发明的阵列天线发送接收装置所具有的方向性耦合器的结构示意图；
图6是有关本发明实施方式2的阵列天线发送接收装置的结构方框图；以及
图7是有关本发明实施方式3的阵列天线发送接收用装置的结构方框图。
具体实施方式
本发明的核心内容，是使方向性耦合器介于天线共用器与天线元件之间，所述天线共用器连接在发送无线电部以及接收无线电部，并且对于该方向性耦合器的连接接头，对与连接到天线共用器的连接接头之间形成方向性的连接接头连接相位校正用发送信号转换部，而对与连接到天线元件的连接接头之间形成方向性的连接接头连接相位校正用接收信号转换部，其中，所述相位校正用发送信号转换部生成用于测定由发送无线电部产生的相位误差的基准基带信号，而所述相位校正用接收信号转换部生成用于测定接收无线电部所产生的相位误差的基准基带信号。
下面，将就本发明的实施方式，参考相关图面作详细的说明。
(实施方式1)
图4是有关本发明实施方式1的阵列天线发送接收装置的结构方框图。
根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，具有多个无线电单元106、第一选择器109、第二选择器108、相位校正用发送信号转换部110、相位校正用接收信号转换部111以及基带处理部107。同时，无线电单元106具有天线元件101、方向性耦合器102、天线共用器103、发送无线电部104以及接收无线电部105。
天线元件101在发送来自于基带处理部107，通过发送无线电部104、天线共用器103以及方向性耦合器102输出的无线电信号的同时，接收无线电信号并向方向性耦合器102进行输出。
方向性耦合器102，具有与天线元件101相连接的第一连接接头201；与天线共用器103相连接的第二连接接头202；与第一连接接头201之间形成方向性、且与相位校正用接收信号转换部111相连接的第三连接接头203；以及与第二连接接头202及方向性、且与相位校正用发送信号转换部110相连接的第四连接接头204。有关方向性耦合器102的功能以及操作将在以后叙述。
天线共用器103与方向性耦合器102、发送无线电部104以及接收无线电部105相连接，并将由发送无线电部104输出的无线电信号向方向性耦合部102进行输出，同时，将由方向性耦合器102所输出的无线电信号向接收无线电部105进行输出。作为天线共用器103来说，在TDD(Time Division Duplex，时分复用)方式的阵列天线发送接收装置中有SPDT(Single-Pole Double-Throw，单刀双掷)的半导体开关的例子，而在FDD(Frequency Division Duplex，频分复用)方式的阵列天线发送接收装置中有电介质滤波器的共用器的例子。作为同时具有SPDT的半导体开关以及电介质滤波器的天线共用器，有松下公司制造的“层叠天线开关滤波器(L系列)”的例子。
发送无线电部104具有正交调制器、频率上变频器以及功率放大器等部件(不作图示)，并将由基带处理部107所输出的定向发送基带信号，在经过上述各部件处理后，再向天线共用器103进行输出。
接收无线电部105具有LNA(Low Noise Amplifier，低噪放大器)、频率下变频器以及正交解调器等的部件(不作图示)，将由天线共用器103所输出的无线电信号经过上述各部件处理来转换成基带信号后向基带处理部107进行输出。
基带处理部107与多个发送无线电部104、多个接收无线电部105、相位校正用发送信号转换部110以及相位校正用接收信号转换部111相连接。基带处理部107的功能以及操作将在以后叙述。
第二选择器108是由SPDT或者SP8T等半导体开关所构成，与多个无线电单元106所具有的各方向性耦合器102的第三连接接头203、相位校正用接收信号转换部111相连接。同时，第二选择器108在与预先设定的每个周期进行相连接的无线电单元106的切换和选择。
同样，第一选择器109是由SPDT或者SP8T等半导体开关所构成，与多个无线电单元106所具有的各方向性耦合器102的第四连接接头204、相位校正用发送信号转换部110相连接。同时，选择器109在与预先设定的每个周期进行相连接的无线电单元106的切换和选择。
相位校正用发送信号转换部110，具有频率下变频器以及正交解调器等(不作图示)的各部件，由第一选择器109所输出的相位校正用信号，在经过上述各部件的处理并转换成基准基带信号之后，再将该基准基带信号向基带处理部107进行输出。
同样，相位校正用接收信号转换部111具有频率下变频器以及正交解调器(不作图示)等各部件，由第二选择器108所输出的相位校正用信号，在经过上述各部件的处理并转换成基准基带信号之后，再将该基准基带信号向基带处理部107进行输出。
图5所示的是方向性耦合器102的结构。
方向性耦合器102共具有第一至第四的四个连接接头，在第一连接接头201上连接天线元件101；在第二连接接头202上连接天线共用器103；在第三连接接头203上连接第二选择器108；在第四连接接头204上连接第一选择器109。同时，在本发明中所提到的所谓“连接”一词，不仅包括与各部件直接连接的情况，也包括间接连接的情况在内。也就是说，例如在“发送无线电部104以及接收无线电部105与方向性耦合器102的第二连接接头202相连接”的情况下，也包括了在“方向性耦合器102的第二连接接头202‘通过天线共用器103’与发送无线电部104以及接收无线电部105相连接”的情况在内。
方向性耦合器102具有与输入无线电信号的连接接头之间形成方向性的其他连接接头，对于第一连接接头201来说，由第三连接接头203来形成方向性；对于第二连接接头202来说，由第四连接接头204来形成方向性。在这里，所谓的“形成方向性”，例如假设是耦合度为20dB、***损失为0.5dB的方向性耦合器102，则意味着由第一连接接头201所输入的无线电信号，从第三连接接头203衰减20dB地被选取。此时，从第二连接接头202输出衰减了0.5dB的无线电信号，而从第四连接接头204则不能选取无线电信号。同样，由第二连接接头202所输入的无线电信号从第四连接接头204衰减20dB地被选取，从第二连接接头202输出衰减了0.5dB的无线电信号，而从第三连接接头203则不能选取无线电信号。
作为方向性耦合器102，其具体的结构并没有特殊的限定，但是，如果举例的话，则有对于第一连接接头201与第二连接接头202相连接的第一路径、以及第三连接接头203与第四连接接头204相连接的第二路径中，在第一路径与第二路径之间，以无线电信号波长λ的1/4的间隔配置2个耦合孔的结构例子。另外，作为方向性耦合器102，也有耦合孔的个数不一致或者采用长隙缝等情况。
接着，将对本实施方式的阵列天线发送接收装置的操作以及功能进行说明。
首先，就该阵列天线发送接收装置在发送无线电信号时的装置操作进行详细的说明。
在基带处理部107中，采用将发送基带信号与在该输出地址的每个无线电单元106所预先设定的加权系数相乘的方法，以生成对该相位进行相应调制之后的定向发送基带信号。该定向发送基带信号，在输入发送无线电部104之后进行正交调制、频率上变频以及放大处理，并转换成无线电信号。该无线电信号通过天线共用器103向方向性耦合器102的第二连接接头202进行输出。
接着，该无线电信号在方向性耦合器102中，由其第一连接接头201衰减0.5dB地被输出。该第一连接接头201所输出的无线电信号通过天线元件101进行发送。
另外，在方向性耦合器102中，该无线电信号衰减20dB、作为相位校正用信号由第四连接接头204选取之后向第一选择器109进行输出。
第一选择器109，按照预先设定的每个周期，从多个无线电单元106中选择与相位校正用发送信号转换部110相连接的方向性耦合器102。因此，相位校正用信号按照第一选择器109所选择的每个周期，向相位校正的发送信号转换部110进行输出。
接着，相位校正用信号在相位校正用发送信号转换部110中，进行频率下变频以及正交解调处理等，转换成相位校正用的基准基带信号。
该基准基带信号立即向基带处理部进行输出。在基带处理部107中，针对所有的无线电单元106进行该基准基带信号的相位测定。
这样，由基带处理部107所输出的定向发送基带信号，通过发送无线电部104、天线共用器103、方向性耦合器102、第一选择器109以及相位校正用发送信号转换部110，并在它们之间进行各种各样的处理，最终作为相位校正用基准基带信号重返基带处理部107。
由基带处理部107输出的定向发送基带信号，由于需要进行上述各种处理，因而，由于进行上述各种处理的装置个体上存在着差异等原因，也可能出现意料之外的相位变化的情况。如果对该预料之外的相位变化置之不理的话，则由多个无线电单元106中的天线元件101所发送的无线电信号中不出现预计的干扰，因而，无线电信号的天线定向便会产生失误。
因此，基带处理部107，针对所有的无线电单元106，对重返基准基带信号的相位进行测定，并从该测定结果的无线电单元106之间实际产生的相位差中减去以预先设定的加权系数为基础的、每个无线电单元所应该产生的相位差(计算上的相位差)，调查是否多个无线电单元106中的任何单元产生相位误差。并且，在寻找出了该相位误差的时候，基带处理部107为了消除相位误差，对相应的无线电单元106的上述加权系数进行适当的调整。
下面，将就该阵列天线发送接收装置接收无线电信号时的装置操作情况进行详细的说明。
天线元件101所接收到的无线电信号，向方向性耦合器102的第一连接接头201进行输出。该无线电信号在方向性耦合器102的第二连接接头202衰减0.5dB地被输出。由该第二连接接头所输出的无线电信号，通过天线共用器103向接收无线电部105进行输出。
接着，该无线电信号在接收无线电部105中进行放大、频率下变频以及正交解调等的处理来转换成接收基带信号，向基带处理部107进行输出。在基带处理部107中，针对所有的无线电单元106进行接收基带信号的相位测定。
另外，在方向性耦合器102中，由天线元件101所输出的无线电信号的第三连接接头203衰减20dB、作为相位校正用信号选取并向第二选择器108进行输出。第二选择器108，按照预先所设定的每个周期，从多个无线电单元106中选择与相位校正用接收信号转换部111相连接的方向性耦合器102。因此，相位校正用信号采用第二选择器108，在方向性耦合器102与相位校正用接收信号转换部111相连接的每个周期中，向相位校正用接收信号转换部111进行输出。
接着，相位校正用信号在相位校正用接收信号转换部111中进行频率下变频以及正交解调处理等来转换成相位校正用的基准基带信号之后，向基带处理部107进行输出。
在基带处理部107中，针对所有的无线电单元106进行相位校正用接收基带信号的相位测定。
在基带处理部107中，将通过接收无线电部105所输出的接收基带信号的相位与通过相位校正用接收信号转换部111所输出的基准基带信号的相位进行比较，并针对所有的无线电单元106，对在这两个基带信号之间所观测到的相位误差进行测定。
基带处理部107，采用以相位校正用基准基带信号的相位为基准对与上述接收基带信号相乘的加权系数进行适当调整的方法，以使接收基带信号的相位与基准基带信号的相位达到同步，并校正在这当中所观测到的相位误差。
这样，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，由于采用了天线共用器103，就没有必要将天线元件101以及衰减器603、703分别设置成发送用与接收用，因此，能够进一步简化阵列天线发送接收装置的结构，实现其小型化以及轻量化的目的。同时，根据本实施方式，由于在天线元件101与发送无线电部104以及接收无线电部105之间配置了方向性耦合器102，所以，能够在天线元件101附近通过同一路径发送的无线电信号与接收的无线电信号中，清晰地分离选取各自相位校正用信号。
同时，根据本实施方式，由于通过天线共用器102能够阻止接收到的无线电信号向发送无线电部104进行输入以及发送的无线电信号向接收无线电部105进行输入，因此能够有效地减轻对基带处理部107的噪音的混入。
同时，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，在天线元件101与天线共用器103之间配置了方向性耦合器102，并且，在方向性耦合器102中，由于发送的无线电信号与接收的无线电信号是从各自不同的连接接头输入、并从分别形成方向性的其他连接接头上能够得到各自相位校正用信号，所以，能够准确测定产生于天线共用器103与发送无线电部104的相位误差以及产生于天线共用器103与接收无线电部105的相位误差。
同时，也可以对本实施方式的阵列天线发送接收装置进行下列变形或应用。
在本实施方式中，对作为天线共用器103使用SPDT的半导体开关、电介质滤波器的情况下进行了说明，但是，本发明不仅仅限定于这种情况，例如，即使不使用天线共用器103，在FDD方式的阵列天线发送接收装置中也可以在发送无线电部104以及接收无线电部105上配置能够使各自不同频率的无线电信号通过的带通滤波器。同时，在TDD方式的阵列天线发送接收装置中，也可以在发送无线电部104以及接收无线电部105上分别配置自动判断发送时或者接收时、并与方向性耦合器102相连接的连接开关。
这里顺便说一下，在本发明的阵列天线发送接收装置中，也包括了自适应阵列天线发送接收装置。
(实施方式2)
图6是本发明实施方式2的阵列天线发送接收装置的结构示意方框图。
下面，将在参照相应图例的同时，就本实施方式的阵列天线发送接收装置进行说明，但是，对发挥与实施方式1中所示结构元件相同功能的结构元件赋予同样的参考标号，并省略其说明。
本实施方式的阵列天线发送接收装置，在实施方式1所述的阵列天线发送接收装置中，在第一选择器109与相位校正用发送信号转换部110之间配置第二开关301；同时，在第二选择器108与相位校正用接收信号转换部111之间配置第一开关303。
第二开关301为SPDT开关，相位校正用发送信号转换部110与电阻终端302当中选择其中之一并与第一选择器109相连接。
同时，第一开关303也是SPDT开关，相位校正用接收信号转换部111与电阻终端304当中选择其中之一并与第二选择器108相连接。
本实施方式的阵列天线发送接收装置适合于TDD方式通信。在TDD方式通信中，发送的无线电信号和接收的无线电信号使用相同频率的载波，按照时间顺序交替进行发送与接收。
因此，第二开关301在发送的过程中，为了使相位校正用信号能够输入到相位校正用发送信号转换部110，而将第一选择器109与相位校正用发送信号转换部110相连接。此时，第一开关303为了阻止从第二选择器108向相位校正用接收信号转换部111输入相位校正用信号，而将第二选择器108与电阻终端304相连接。
同时，第二开关301在接收的过程中，为了阻止向相位校正用发送信号转换部110输入相位校正用信号，而将第一选择器109与电阻终端302相连接。此时，第一开关303为了让第二选择器108向相位校正用接收信号转换部111输入相位校正用信号，而将第二选择器108与相位校正用接收信号转换部111相连接。
这样，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，在无线电信号发送时或者接收时，由于第二开关301或者第一开关303能够进行自适应地与电阻终端312、314相连接，所以，能够有效地抑制噪音进入相位校正用发送信号转换部110或者相位校正用接收信号转换部111。
因此，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，能够提高相位校正用发送信号转换部110与相位校正用接收信号转换部111的分离效率。
(实施方式3)
图7是根据本发明实施方式3的阵列天线发送接收装置的结构示意方框图。
下面，将在参照相关图例的同时，就本实施方式的阵列天线发送接收装置进行说明，但是，对发挥与实施方式1中所示结构元件相同功能的结构元件赋予同样的参考标号，并省略其说明。
本实施方式的阵列天线发送接收装置，在与实施方式1所述的阵列天线发送接收装置中，在第一选择器109与相位校正用发送信号转换部110之间配置了第二带通滤波器401；同时，在第二选择器108与相位校正用接收信号转换部111之间配置了第一带通滤波器402。
本实施方式的阵列天线发送接收装置，是适合于FDD方式通信。在FDD方式通信中，发送的无线电信号与接收的无线电信号分别使用频率不同的载波，因此，天线共用器103还是优选为使用配备电介质滤波器的产品。
第二带通滤波器401选择适当的频率，以使切断来自于接收到的无线电信号的、由方向性耦合器102泄漏出来的相位校正用的信号，来选择性地仅让来自于发送的无线电信号的相位校正用信号通过。
同样，第一带通滤波器402也选择适当的频率，以使切断来自于发送的无线电信号、由方向性耦合器102泄漏出来的相位校正用的信号，来选择性地仅让来自于接收的无线电信号的相位校正用信号通过。
这样，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，在FDD方式通信中，由于第二带通滤波器401以及第一带通滤波器402能够切断预先设定的频率之外的无线电信号的通过，所以，能够有效地抑制噪音进入相位校正用发送信号转换部110以及相位校正用接收信号转换部111。
因此，根据本实施方式的阵列天线发送接收装置，便能够改善相位校正用发送信号转换部110与相位校正用接收信号转换部111的分离效率，能够减小来自于分离劣化的相位校正用发送信号转换部110以及相位校正用接收信号转换部111的输出的衰减量的变动及相位的变动。
本说明书依据2003年4月15日申请的日本第2003-110640号专利，其内容全部包含于此作为参考。
产业方面利用的可能性
本发明能够适用于移动通信***的基站装置等。

Claims (5)

1、一种阵列天线发送接收装置，其特征在于，具有：
多个天线元件；
基带处理部分，对发送基带信号进行与上述天线元件一一对应的加权处理来形成定向发送基带信号，并对由多个上述天线元件接收到的接收基带信号进行与上述天线元件一一对应的加权处理来形成定向接收基带信号；
多个发送无线电部分，分别配置在上述基带处理部分与多个上述天线元件之间，并将上述定向发送基带信号转换成无线电信号；
多个接收无线电部分，分别配置在上述基带处理部分与多个上述天线元件之间，并将通过上述天线元件接收到的无线电信号转换成接收基带信号；
相位校正用发送信号转换部分，将由多个上述发送无线电部分所输出的上述无线电信号转换成相位校正用的基准基带信号，并向上述基带处理部分进行输入；
相位校正用接收信号转换部分，将由多个上述天线元件接收到的上述无线电信号转换成相位校正用的基准基带信号，并向上述基带处理部分进行输入；
多个方向性耦合器，配置在上述天线元件与上述发送无线电部分以及上述接收无线电部分之间；
第一选择部分，在由上述方向性耦合器衰减并输出的来自上述发送无线电部分的多个上述无线电信号中选择其中之一，并提供给上述相位校正用发送信号转换部分；以及
第二选择部分，在由上述方向性耦合器衰减并输出的来自上述天线元件的上述无线电信号中的部分信号中选择其中之一，并提供给上述相位校正用接收信号转换部分。
2、如权利要求1所述的阵列天线发送接收装置，其特征在于：
上述方向性耦合器具有：
第一连接接头，与上述天线元件相连接；
第二连接接头，与上述发送无线电部分以及上述接收无线电部分相连接；
第三连接接头，与上述第一连接接头之间形成方向性，并且与上述相位校正用接收信号转换部分相连接；以及
第四连接接头，与上述第二连接接头之间形成方向性，并且与上述相位校正用发送信号转换部分相连接。
3、如权利要求2所述的阵列天线发送接收装置，其特征在于：
在上述相位校正用接收信号转换部分与上述第三连接接头之间，具有将上述相位校正用接收信号转换部分或者终端与上述第三连接接头相连接的第一开关；并且
在上述相位校正用发送信号转换部分与上述第四连接接头之间，具有将上述相位校正发送用信号转换部分或者终端与上述第四连接接头相连接的第二开关。
4、如权利要求2所述的阵列天线发送接收装置，其特征在于：
在上述相位校正用接收信号转换部分与上述第三连接接头之间，具有选择由上述天线元件接收到的上述无线电信号，并使之通过的第一带通滤波器；并且
在上述相位校正用发送信号转换部分与上述第四连接接头之间，具有选择由上述发送无线电部分输出的上述无线电信号，并使之通过的第二带通滤波器。
5、如权利要求2至4中的任一项所述的阵列天线发送接收装置，其特征在于，具有：
天线共用器，与上述发送无线电部分、上述接收无线电部分以及上述方向性耦合器的上述第二连接接头相连接，并且将由上述发送无线电部分所输出的上述无线电信号向上述第二连接接头进行输出，以及将由上述第二连接接头所输出的上述无线电信号向上述接收无线电部分进行输出。
CNA2004800142685A 2003-04-15 2004-04-02 阵列天线 Pending CN1795583A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003110640A JP2004320367A (ja) 2003-04-15 2003-04-15 アレイアンテナ送受信装置
JP110640/2003 2003-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1795583A true CN1795583A (zh) 2006-06-28

Family

ID=33295959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800142685A Pending CN1795583A (zh) 2003-04-15 2004-04-02 阵列天线

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060286940A1 (zh)
EP (1) EP1615291A4 (zh)
JP (1) JP2004320367A (zh)
CN (1) CN1795583A (zh)
WO (1) WO2004093247A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103053072A (zh) * 2010-06-03 2013-04-17 尤比戴尼有限公司 有源天线阵列和用于中继无线电信号的方法
CN101414875B (zh) * 2007-10-15 2013-06-26 ***通信集团上海有限公司 时分双工***中对隧道进行覆盖的方法、设备和***
WO2014032209A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and apparatus for testing frequency division duplexing transceiver
CN111371431A (zh) * 2020-03-20 2020-07-03 上海航天电子通讯设备研究所 三维封装的多层堆叠结构开关滤波器组

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7652478B2 (en) 2004-05-07 2010-01-26 Baker Hughes Incorporated Cross-component alignment measurement and calibration
US8462881B2 (en) * 2008-12-31 2013-06-11 Ubidyne, Inc. Method for digitally predistorting a payload signal and radio station incorporating the method
US9397396B2 (en) * 2009-04-01 2016-07-19 Kathrein-Werke Kg Radio system and a method for relaying packetized radio signals
US8731005B2 (en) * 2009-10-12 2014-05-20 Kathrein-Werke Kg Absolute timing and Tx power calibration of the Tx path in a distributed system
US8441966B2 (en) 2010-03-31 2013-05-14 Ubidyne Inc. Active antenna array and method for calibration of receive paths in said array
US8311166B2 (en) * 2010-03-31 2012-11-13 Ubidyne, Inc. Active antenna array and method for calibration of the active antenna array
US8340612B2 (en) 2010-03-31 2012-12-25 Ubidyne, Inc. Active antenna array and method for calibration of the active antenna array
US8774196B2 (en) * 2010-06-03 2014-07-08 Kathrein-Werke Kg Active antenna array and method for relaying radio signals with synchronous digital data interface
GB2517218B (en) 2013-08-16 2017-10-04 Analog Devices Global Communication unit and method of antenna array calibration
GB2517217B (en) 2013-08-16 2018-03-21 Analog Devices Global Communication unit, integrated circuit and method for generating a plurality of sectored beams
EP3066762B1 (en) * 2013-11-08 2018-02-21 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Radio unit with internal parallel antenna calibration
CN103972629B (zh) * 2014-04-14 2016-11-23 上海华为技术有限公司 一种合路器、基站、信号合路***及信号传输方法
JP2017224886A (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 住友電気工業株式会社 位相制御装置及びアレーアンテナシステム
JP7417520B2 (ja) * 2018-05-17 2024-01-18 日本電気株式会社 アレイ通信装置、及びその制御方法
US11431422B2 (en) * 2020-11-05 2022-08-30 Electronics And Telecommunications Research Institute Calibration method for cooperative transmission of cell-free wireless network, and apparatus therefor
US20230184889A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-15 Infineon Technologies Ag Receiver down-converter architecture including an hybrid coupler, a quadrature down-converter and a baseband signal linear combiner
CN115267664B (zh) * 2022-08-01 2023-10-20 北京中科睿信科技有限公司 一种平面射频仿真阵列校准设备和方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4532518A (en) * 1982-09-07 1985-07-30 Sperry Corporation Method and apparatus for accurately setting phase shifters to commanded values
JPH0797122B2 (ja) * 1993-06-29 1995-10-18 日本電気株式会社 アレイアンテナ装置
JPH09153721A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Nec Corp アレイアンテナ装置
US6208287B1 (en) * 1998-03-16 2001-03-27 Raytheoncompany Phased array antenna calibration system and method
CN1220305C (zh) * 1998-11-19 2005-09-21 日本电信电话株式会社 自适应阵列天线***
JP4303373B2 (ja) * 1999-09-14 2009-07-29 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー 無線基地局装置
GB0018746D0 (en) * 2000-07-31 2000-09-20 Nokia Networks Oy Calibration apparatus and method for use with an antenna array
JP2002077016A (ja) * 2000-09-05 2002-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 通信装置及び通信方法
US6356233B1 (en) * 2000-12-12 2002-03-12 Lockheed Martin Corporation Structure for an array antenna, and calibration method therefor
JP2003142920A (ja) * 2001-11-05 2003-05-16 Mitsubishi Electric Corp アダプティブアレーアンテナ
JP2003218621A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Nec Corp アレーアンテナの校正装置及び校正方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414875B (zh) * 2007-10-15 2013-06-26 ***通信集团上海有限公司 时分双工***中对隧道进行覆盖的方法、设备和***
CN103053072A (zh) * 2010-06-03 2013-04-17 尤比戴尼有限公司 有源天线阵列和用于中继无线电信号的方法
CN103053072B (zh) * 2010-06-03 2015-08-26 凯仕林-维科公司 有源天线阵列和用于中继无线电信号的方法
WO2014032209A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and apparatus for testing frequency division duplexing transceiver
CN111371431A (zh) * 2020-03-20 2020-07-03 上海航天电子通讯设备研究所 三维封装的多层堆叠结构开关滤波器组

Also Published As

Publication number Publication date
US20060286940A1 (en) 2006-12-21
EP1615291A1 (en) 2006-01-11
WO2004093247A1 (ja) 2004-10-28
EP1615291A4 (en) 2006-12-06
JP2004320367A (ja) 2004-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1795583A (zh) 阵列天线
JP6393406B2 (ja) キャリアアグリゲーション装置
US9979531B2 (en) Method and apparatus for tuning a communication device for multi band operation
CN101325424B (zh) 一种集成电路
CN1072861C (zh) 多信道数字收发信机及其方法
CN1147180C (zh) 多频带移动单元通信设备
CN1175609C (zh) 多载波软件无线电收发信机及其提高智能天线性能的方法
US9294135B2 (en) Digital radio frequency (RF) receiver
CN101588198B (zh) 多载波智能天线校准中频处理方法和装置
CN1647401A (zh) 用于多频段移动终端的通用射频前端
WO2007086785A1 (en) Method and apparatus for reducing combiner loss in a multi-sector, omni-base station
CN101291503A (zh) 时分双工mimo多天线通信***射频通路的校准方法与装置
CN1917685A (zh) 多模式/多频带无线收发器
CN1735998A (zh) 频率选择性波束成形
US8290536B2 (en) Radio transceiver and method for reception of combined receive signals
CN1472978A (zh) 隔离增强的***和方法
CN101057416A (zh) 可变延迟传送分集
CN1520064A (zh) 相位混频分集接收装置与方法
CN102763446A (zh) 接收和发送信号的方法、发射机、接收机及其***
CN101213760B (zh) 用于无线收发器的输入三阶截止点控制的设备和方法
WO2018237100A1 (en) APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMIT SECTOR (TX) SECTOR SCANNING (TX) (TXSS) OF BEAM REFINING PROTOCOL (BRP)
CN110504984A (zh) 一种电子设备
CN203607549U (zh) 一种有源天线***
CN1523772A (zh) 射频信号并行处理装置和方法
CN106160758A (zh) 基于700MHz‑1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输***及其传输方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20060628