[发明专利]相位式阵列装置和校准方法

说明书

【技术领域】

本发明有关于电子电路，且特别是有关于一种相位式阵列装置和校准方法。

【背景技术】

相位式阵列为一种天线阵列，在该天线阵列里所有输入天线的每个对应信号都可以改变相位及增益值相对关系，让该天线阵列的辐射方向图(radiationpattern)可以在期望的方向加强并在不想要的方向减弱。每个天线都有相对应的传送器和接收器，用于管理输入至每个天线对应信号的相位值和增益值关系。相位式阵列能针对天线波束(beam)形式而使用数字技术，该数字技术通过数字乘积方式将每个天线输入和复数权重(complex weight)相乘而改变数字信号的相位以及振幅。该相位式阵列会将所有来自元件的信号以数字方式结合，让特定角度的信号产生相长干涉(constructive interference)，同时在特定角度的信号产生相消干涉(destructive interference)，进而产生数字形式的量值，其方向性回应值为该阵列的几何关系以及操作的数字信号的方程式，最后产生一种可控制波束形式的辐射形状。每个天线元件都会输入专用的接收器通道元件，提供放大功能以及波形选择的功能。接收器通道元件的频率和相位回应值必须在所有要处理信号的全部动态范围内进行即时追踪。

为了得到数字波束形式阵列的所有好处就必须要对系统内所有相位和增益失配值进行校准。校准程序包括将测试信号轮流注入每个接收通道元件，且测量收到信号的振幅和相位。任何偏离期望的振幅和相位的差异均能够通过使用更正的数字权重加以补偿。对所有的相位式阵列来说，在通道元件失配值存在时的效能为一种重要参数。振幅和相位失配值的变化对送出或接收的信号都会因此对天线波束场形产生不利的影响。另外，因为各种处理技术也会对芯片失配值产生不同的变化。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种校准方法以及相位式阵列装置，以解决前述问题。

本发明实施例的一种校准方法，在一相位式阵列装置上执行，该相位式阵列装置包括藉由一传输线平行耦接的多个通道元件，上述校准方法包括：经由上述传输线，获取对应于上述多个通道元件的多个通道回应值，其中每个上述通道回应值于上述多个通道元件的其中一个打开，且上述多个通道元件的其他通道元件关闭时获取；根据上述获取的通道元件的通道回应值，计算对应于上述传输线的特性值；以及根据上述传输线的特性值，调整上述通道元件的其中一个的通道参数。

本发明实施例的相位式阵列装置，包括一传输线、多个通道元件以及一校准电路。该多个通道元件藉由上述传输线而平行耦接；该校准电路用于经由上述传输线获取对应于上述多个通道元件的多个通道回应值，根据上述获取的通道元件的通道回应值而计算对应于上述传输线的特性值，以及根据上述传输线的特性值，调整上述多个通道元件中的一个的通道参数；其中每个上述通道回应值于上述多个通道元件的其中一个打开，且上述多个通道元件的其他通道元件关闭时获取。

本发明实施例的校准方法以及相位式阵列装置能够对系统内各通道元件的所有相位和增益失配值进行校准。

为使本发明之上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，详细说明如下。

【附图说明】

图1为依据本发明实施例的一种相位式阵列装置的模块示意图；

图2为依据本发明实施例的另一种相位式阵列装置的模块示意图；

图3为依据本发明实施例的一种接收路径端通道间增益值校准方法的流程示意图；

图4为依据本发明实施例的一种接收路径端通道间相位校准方法的流程示意图；

图5为依据本发明实施例的一种传送路径端通道间增益值校准方法的流程示意图；

图6为依据本发明实施例的一种传送路径端通道间相位校准方法的流程示意图。

【具体实施方式】

图1为依据本发明实施例的一种相位式阵列(phased-array)装置1(相位式阵列装置)的模块示意图，包括基频电路100、下转换器和滤波器102、调变器104、通道元件106a-d、回送功率放大器(Loopback Power Amplifier，LBPA)108、回送低噪声放大器(Loopback Low Noise Amplifier，LBLNA)110、解调器112、上转换器和滤波器114、功率表(Power Meter，PM)116、开关SW1-SW4、电阻RL1和RL2以及传输线LTL。