[发明专利]天线系统校准

说明书

技术领域

本发明涉及天线校准，更具体地，涉及具有多个天线的天线系统的校准。

背景技术

在限定了两个或更多个天线的阵列的天线系统中，各天线之间存在差异。具体地说，传播路径在各天线之间略有差异，从而影响用天线接收和发送的信号的幅度和相位。传统上，通过确定用于天线的校准偏移而计及了所述差异。具体地，由每个天线接收和/或发送已知的信号，并且将从各天线所得到的输出的差异彼此相比较。基于所述差异，限定校准偏移以改善系统的性能。

常规地，校准偏移由迭代过程来确定。该过程一般包括用天线接收和发送信号、测量结果并且作出调整即修改校准偏移。这被重复，直到输出的差异已降低到可接受的水平并且标称的最佳性能得以实现为止。系统通常通过使用附属信号或导频信号来被调谐。然而，最佳性能是主信号、而不是导频信号所期望的。因此，偏移被施加于导频信号，并且对改善的检查用主信号来执行。本领域技术人员将理解，这是反复试验过程，并且可能颇为费时并且劳动密集。

而且，校准偏移倾向于严重依赖于频率。对于需要在大的频率范围内使用的天线系统，前述反复试验过程就完成该过程所必需的时间而言可能变得昂贵。

另外，典型地在天线系统被安装以供使用之前确定校准偏移。在天线系统被安装之后，环境因素可能引起差异在各天线之间改变，使得先前确定的校准偏移远非最佳。

根据本发明的方法或过程的实施例克服了反复试验过程的一些缺点。具体地说，它提供了费时更少并且能够更容易地在宽的频率范围内执行的更自动化的且更确定性的过程。此外，能够在天线系统被安装之后至少部分地执行对校准偏移的确定。

发明内容

在一个方面中，提供了一种用于校准天线系统的方法，该天线系统具有电子装置以及用于连接到电子装置的一对无源天线。当电子装置正被操作时，基于通过一对信号接口被注入到电子装置中的导频信号，修改控制被施加于电子装置。该方法包括：用无源天线接收信号；并且确定所接收到的信号在第一无源天线与第二无源天线之间的幅度和相位差。

该方法还包括：将测试信号注入到信号接口中的一个、然后将测试信号注入到信号接口中的另一个；并且确定测试信号在它被注入到信号接口中的一个时与被注入到信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。在该方法中，这被执行以便确定校准偏移，校准偏移等于从所接收到的信号在各无源天线之间的所确定的幅度和相位差中减去测试信号在它被注入到信号接口中的一个时与被注入到信号接口中的另一个时之间的所确定的幅度和相位差。

通过计及频率裕度来将校准偏移精细化。为了计及频率裕度，该方法包括在没有来自天线的输入的情况下用上面确定的校准偏移操作电子装置。下一个步骤是注入具有第一频率的导频信号并且施加修改控制。其后，存在修改控制的停止、导频信号到相对于第一频率偏移的第二频率的改变以及导频信号从一个信号接口到另一个信号接口的切换。然后，在具有第二频率的导频信号从一个信号接口切换到另一个信号接口时之间确定电子装置的输出处的幅度和相位差。最后，该方法包括将这些差用作校准偏移。

校准偏移大致是频率相关的。因此，该方法包括对多个频率重复前述步骤。对于意图用于从Ku波段卫星接收信号的天线系统来说，该多个频率的范围是从10.70GHz至12.75GHz且包括70GHz和12.75GHz。

该方法的初始步骤，即，用各无源天线接收信号并且确定所接收到的信号在第一无源天线与第二无源天线之间的幅度和相位差，是在没有无源天线连接到电子装置的情况下执行的。它也是在无回声（anechoic）环境下执行的。

上述步骤涉及接收。该方法还包括涉及对天线系统进行发送校准的步骤。用于进行发送校准的该方法的第一个步骤是向各无源天线供应信号并且确定第一天线与第二天线的发送之间的幅度和相位差。该方法包括：使测试信号通过信号接口中的一个、然后使测试信号通过信号接口中的另一个；并且确定测试信号在它通过信号接口中的一个时与通过信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。

其后，确定校准偏移。校准偏移被确定为等于从所述发送在第一天线与第二天线之间的所确定的幅度和相位差中减去测试信号在它通过信号接口中的一个时与通过信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。

在发送中，如在接收中那样，每个无源天线用于连接到电子装置，其中，当电子装置正被操作时，基于被注入到电子装置中并且通过信号接口的导频信号，修改控制被施加于电子装置。因此，该方法计及了导频信号与主信号之间的频率差异。