CN102326293A - 一种校准方法及有源天线 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种校准方法及有源天线，其中，该有源天线包括：K个天线振子阵列、与所述天线振子阵列对应的第1至第K收发信机单元阵列；第1至第K校准器，用于获得经过有源天线的所有校准环路后的P个校准信号与原始校准信号之间的P个特征差异值；特征差异计算单元，用于计算得到每个收发信机单元的接收通道和/或发射通道分别相对于基准接收通道和/或发射通道的特征差异值；基带处理模块，用于在数字域内对收发信机单元的业务信号进行特征补偿。通过本发明实施例从而可以计算得到收发信机阵列分设在多个单板时的所有收发信机之间的特征差异，从而可以对收发信机阵列布局在多个单板时的收发信机阵列进行较为精确地的校准。

Description

一种校准方法及有源天线 技术领域

本发明有关于通信技术领域， 尤其涉及一种校准方法及有源天线。 背景技术

随着技术的进步， 收发信机向集成化、低成本方向发展，这为数字波束 成形（Digital Beam-forming: DBF) 的应用创造了条件， 只要为每个振子都 配一个收发信机， 就能实现数字波束成形，这样就构成了收发信机阵列， 这 种形态的产品， 通常称为有源天线。

而为了降低上述收发信机阵列的制造和维护成本、简化互连，需要提高 集成度， 即在一块面积己经确定的 PCB (即单板）上布局尽可能多的收发 信机单元。然而， 由于 PCB的尺寸受限于制造加工工艺，例如，常规的 SMT (表面贴装）设备， 允许的 PCB最大长度约为 550mm， 而构成有源天线的 振子单元是直线排列的， 其间距大约在 0.8-0.9倍波长。 而每个振子单元都 接一路收发信机，从而使得收发信机阵列需按同样的间距布置在两块或更多 块板上， 比如 2GHz频段的 18dBi有源天线的 8个收发信机阵列， 按直线均 匀分布在 900-1000mm区间内， 则需布置在两块相同的 PCB上。 并且， 由 于各收发信机单元的特征（如幅度、相位、延时）分散性大，为了做到 DBF, 须对收发信机阵列进行校准。

针对这种情况，目前业界迫切需要一种适用于当收发信机阵列的收发信 机布置于不同单板上（即多个 PCB上）时， 实现对处于不同单板上的收发信 机之间进行校准的方案。 发明内容 本发明实施例提供一种校准方法及有源天线，以实现对布置在不同单板 上的收发信机进行校准。 本发明实施例提供一种有源天线， 包括 K个天线 振子阵列， 还包括： 与所述天线振子阵列对应的第 1至第 K收发信机单元 阵列， 其分别相应设置在第 1至第 κ单板上， 每个收发信机单元阵列包含 多路收发信机单元， 每路收发信机单元包含一路接收通道和 /或一路发射通 道及对应的基带处理模块；第 1至第 κ复用器，其分别相应设置在第 1至第 K单板上，通过复用器以及复用器之间的电磁连接传输校准信号到第 1至第 κ复用器中除本复用器以外的其他复用器；第 1至第 K校准器，其分别相应 设置在第 1至第 κ单板上， 用于获得经过所述有源天线的所有校准环路后 的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特征差异值，其中 P的取值为所 述第 1至第 κ收发信机单元阵列的所有收发信机单元的数量； 特征差异计 算单元，用于根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校准 信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述有 源天线的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所述有源天线的每个 收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射 通道的特征差异值；所述基带处理模块，用于根据对应的收发信机单元的接 收通道和 /或发射通道的特征差异值， 在数字域内对所述收发信机单元的业 务信号进行特征补偿； 其中： K是大于等于 2的正整数。

本发明还提供一种校准方法， 应用于包括分别相应设置在第 1至第 K 单板上的第 1至第 K收发信机单元阵列、 对应的第 1至第 K复用器和对应 的第 1至第 K校准器的有源天线， K是大于等于 2的正整数，所述方法包括: 由第 1至第 K校准器获得经过所述有源天线在第 1至第 K单板的所有校准 环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特征差异值，其中 P的取 值为所述第 1至第 κ收发信机单元阵列的所有收发信机单元的数量； 根据 经过所述有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校准信号之间的特征 差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述有源天线的每个校 准器得到的 P个特征差异值，计算得到所述有源天线的每个收发信机单元的 接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通道的特征差异 值； 根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 在 数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿。

本发明实施例的有源天线中，通过该有源天线的每个校准器获得经过所 述有源天线的所有校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特 征差异值；以及根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校 准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述 有源天线的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所述有源天线的每 个收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发 射通道的特征差异值； 以及，通过所述有源天线中的每路基带处理模块根据 对应的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 在数字域内 对所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿，从而实现对布置在不同单板 的收发信机阵列进行较为精确的校准。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请 的一部分， 并不构成对本发明的限定。 在附图中：

图 1所示的是本发明实施例的一种有源天线的结构框图；

图 2所示的是本发明实施例的连接两块单板的无源链路的结构示意图； 图 3所示的是本发明实施例的另一种有源天线的结构框图；

图 4所示的是本发明实施例的再一种有源天线的结构框图；

图 5所示的是本发明实施例有源天线中收发信机阵列布局在三块单板 时的合路器周边框图；

图 6所示的是本发明实施例的一种校准方法的流程图； 图 7所示的是本发明实施例的另一种校准方法的流程图; 图 8所示的是本发明实施例的再一种校准方法的流程图。 具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实 施方式和附图， 对本发明做进一步详细说明。在此， 本发明的示意性实施方 式及其说明用于解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种有源天线和一种收发信机阵列的校准方法，以实 现布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校准。其中， 需要说明的 是， 本发明实施例的校准关注收发信机的幅度、 相位、 延时三个特征， 并采 用统一的特征变量来表示这三个特征。并且， 为了方便描述， 附图中以收发 通道 （简称为 TR通道） 来表示一路接收通道和 /或一路发射通道；

本发明实施例提供一种有源天线， 包括 K个天线振子阵列， 还包括： 与所述天线振子阵列对应的第 1至第 K收发信机单元阵列， 其分别相 应设置在第 1至第 K单板上， 每个收发信机单元阵列包含多路收发信机单 元， 每路收发信机单元包含一路接收通道和 /或一路发射通道及对应的基带 处理模块；

第 1至第 K复用器， 其分别相应设置在第 1至第 K单板上， 通过复用 器以及复用器之间的电磁连接传输校准信号到第 1至第 K复用器中除本复 用器以外的其他复用器；

第 1至第 K校准器， 其分别相应设置在第 1至第 K单板上， 用于获得 经过所述有源天线的所有校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间 的 P个特征差异值， 其中 P的取值为所述第 1至第 K收发信机单元阵列的 所有收发信机单元的数量;需要说明的是，由校准信号传输所经过的校准器、 复用器、 耦合器、 TR通道和基带处理模块等构成校准环路。 特征差异计算单元，用于根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准 信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联 关系， 以及所述有源天线的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所 述有源天线的每个收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准 接收通道和 /或发射通道的特征差异值；

所述基带处理模块， 用于根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发 射通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征 补偿； 其中： K是大于等于 2的正整数。

进一步的， 在一种实现下， 特征差异计算单元为第一特征差异计算单 元，用于根据校准信号所经过的校准环路对应的 P个一维数组，采用数组的 矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发信机单元的接收和 /或发射通道 分别相对于基准接收和 /或发射通道的特征差异值， 其中所述一维数组表示 对应的校准环路中信号传输所经过的每个组件的特征、经过该校准环路的校 准信号与原始校准信号之间的特征差异值。

在一种实现下， 如果实现对布置在不同单板上的收发信机进行接收校 准，本发明实施例的有源天线中的每个校准器具体用于发出原始接收校准信 号， 所述原始接收校准信号通过所述有源天线在本单板的复用器分为多路， 分别进入所述有源天线在本单板的接收校准环路；以及所述原始接收校准信 号通过复用器与复用器之间的电磁连接传递到 K个复用器中除本复用器以 外的其它复用器，通过其它每个复用器分为多路，分别进入所述有源天线在 其它每个单板的接收校准环路；以及用于接收经过所述有源天线在第 1至第

K单板的所有接收校准环路后的 P个接收校准信号，并比较得到所述 P个接 收校准信号与发出的原始接收校准信号之间的 P个特征差异值。

在一种实现下， 如果实现对布置在不同单板上的收发信机进行发射校 准，所述有源天线中基带处理模块，进一步用于以预定延时间隔发出原始发 射校准信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方向进入对应的发射通 道；

本发明实施例的有源天线中的每个校准器具体用于通过对应的复用器 接收经过所述有源天线在本单板的发射校准环路后的 I路发射校准信号， I 的取值为所述有源天线在本单板的所有发射通道的数量，以及接收通过复用 器与复用器之间的电磁连接传递过来的 （P-I) 个发射校准信号， 并比较接 收到的所述 P个发射校准信号与对应的基带处理模块发出的原始发射校准 信号之间特征差异， 得到 P个特征差异值。

本发明实施例的有源天线中， 复用器包括开关矩阵、功分合路器、双工 器或以上多种的任意组合。

在一种实现下，如果校准器具有主从之分，所述特征差异计算单元与其 中一个校准器可以集成为一体化的主校准器； 或者， 在另一种实现下， 所述 特征差异计算单元与其中一个基带处理模块可以集成为一体化模块。

可见，本发明实施例的有源天线中，每个收发信机单元阵列对应有一个 校准器，每个收发信机单元阵列不仅受处于同一个单板上的对应的校准器校 准，而且也受设置在其他单板上的其他校准器校准， 即校准信号通过设置在 不同单板上的复用器以及复用器之间的电磁连接传递到其他单板上收发信 机单元阵列和校准器，通过该有源天线的每个校准器获得经过所述有源天线 的所有校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特征差异值; 以及通过特征差异计算单元根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准 信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联 关系， 以及所述有源天线的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所 述有源天线的每个收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准 接收通道和 /或发射通道的特征差异值； 以及， 通过所述有源天线中的每路 基带处理模块根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差 异值，在数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿，从而实现 对布置在不同单板的收发信机阵列进行较为精确的校准。 实施例 1：

参见图 1， 为本发明实施例 1提供的一种有源天线的原理框图， 本实施 例中以一个收发信机阵列布局在两块单板上为例来详细说明，该有源天线包 括两个天线振子阵列、 设置在第一单板（即图中的单板 1 ) 的收发信机单元 阵列（与其中一个天线振子阵列对应）、 复用器 D1和校准器 El， 以及设置 在第二单板（即图中的单板 2)上的收发信机单元阵列 （与其中另一个天线 振子阵列对应） 、 复用器 D2和校准器 E2， 校准器 E1和校准器 E2有数字 信号连接， 复用器 D1和复用器 D2有射频信号连接， 第一单板的收发信机 单元阵列包含 M路收发信机单元（即图 1中的收发通道 B11至 B1M) ， 第 二单板的收发信机单元阵列包含 N路收发信机单元 （即图 1中的收发通道 B21至 B2N) ， 每路收发信机单元包含一路收发通道 （一路接收通道和 /或 一路发射通道） 和对应的基带处理模块， M≥2， N≥2, 其中：

校准器 D1，用于获得经过所述有源天线的所有校准环路后的 M+N个校 准信号与原始校准信号之间的 M+N个特征差异值；

校准器 D2，用于获得经过所述有源天线的所有校准环路后的 M+N个校 准信号与原始校准信号之间的 M+N个特征差异值；

特征差异计算单元，用于根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准 信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联 关系， 以及所述有源天线的每个校准器得到的 M+N个特征差异值， 计算得 到所述有源天线的每个收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于 基准接收通道和 /或发射通道的特征差异值； 本实施例 1中， 特征差异计算 单元与校准器 E1集成为一体 （也可以是与校准器 E2集成为一体） 。 需要说明的是， 每个校准环路至少包括一路接收通道或者一路发射通 道， 换言之， 一路接收通道或一路发射通道对应一个校准环路。

基带处理模块 (A11-A1M、 A21-A2N), 用于根据对应的收发信机单元的 接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 在数字域内对所述收发信机单元的 业务信号进行特征补偿。

需要说明的是， 图 1所示的收发通道 B11至 1M、 收发通道 B21至 2N 的功能同现有技术， 以及耦合器 C11-C1M和 C21-C2N的功能和作用同现有 技术， 故不再赘述。 如果实现对分布在第一单板和第二单板的收发信机阵列进行接收校准， 校准器 Dl， 具体用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号 通过复用器 D1分为 M路， 分别进入所述有源天线在第一单板的 M路接收 校准环路； 以及所述原始接收校准信号通过复用器 D1与复用器 D2间的射 频信号连接传递到复用器 D2， 通过复用器 D2分为 N路， 分别进入所述有 源天线在第二单板的 N路接收校准环路， 以及用于接收经过所述有源天线 在第一单板的接收校准环路后的 M个接收校准信号，及通过校准器 E1和校 准器 E2之间的数字信号连接传递过来的、 经过所述有源天线在第二单板的 接收校准环路后的 N个接收校准信号， 并比较得到所述 M+N个接收校准信 号与校准器 E1发出的原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值， M≥2, N≥2; 其中 M的取值为所述有源天线在第一单板的所有接收通道的数量， N的取值为所述有源天线在第二单板的所有接收通道的数量；

需要说明的是， 这里的所述有源天线在第一单板的 M路接收校准环路 指的是由第一单板上的校准器 El、 复用器 Dl、 M路接收通道和对应的 M 个基带处理模块构成的 M路接收校准环路； 这里的所述有源天线在第二单 板的 N路接收校准环路指的是由第一单板上的校准器 El、复用器 Dl、第二 单板上的复用器 D2、 N路接收通道、对应的 N个基带处理模块和校准器 E2 构成的 N路接收校准环路。

校准器 E2， 具体用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号 通过复用器 D2分为 N路，分别进入所述有源天线在第二单板的 N路接收校 准环路； 以及所述原始接收校准信号通过复用器 D2与复用器 D1间的射频 信号连接传递到复用器 Dl， 通过复用器 D1分为 M路， 分别进入所述有源 天线在第一单板的 M路接收校准环路， 以及用于接收经过所述有源天线在 第二单板的接收校准环路后的 N个接收校准信号， 及通过校准器 E1和校准 器 E2之间的数字信号连接传递过来的、 经过所述有源天线在第一单板的接 收校准环路后的 M个接收校准信号，并比较得到所述 M+N个接收校准信号 与校准器 E2发出的原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值。

需要说明的是， 这里的所述有源天线在第二单板的 N路接收校准环路 指的是由第二单板上的校准器 E2、 复用器 D2、 N路接收通道、对应的 N个 基带处理模块构成的 N路接收校准环路； 这里的所述有源天线在第一单板 的 M路校准环路指的是由第二单板上的校准器 E2、 复用器 D2、 第一单板 上的复用器 Dl、 M路接收通道、 对应的 M个基带处理模块和校准器 E1构 成的 M路接收校准环路。

特征差异计算单元，具体用于根据经过所述有源天线的每个接收校准环 路的校准信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个接收校准环路的特 征之间的等同关系， 校准器 E1得到的 M+N个特征差异值， 以及校准器 E2 得到的 M+N个特征差异值， 计算得到所述有源天线在第一单板和第二单板 上的每个收发信机单元的接收通道相对于基准接收通道的特征差异值，在本 发明实施例 1中， 上述特征差异计算单元与校准器 E1集成为一体；

具体的， 根据校准器 E1得到的 M+N个一维数组， 以及校准器 E2得到 的 M+N个一维数组， 采用数组的矩阵运算得到所述有源天线的每个收发信 机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通道的 特征差异值； 需要说明的是， 校准信号走完一个校准环路后， 就能得到一 维数组， 而本发明实施例中， 校准器 m发出的校准信号分别走完 M+N个 校准环路， 就能得到 M+N个一维数组； 校准器 E2发出的校准信号分别走 完 M+N个校准环路， 就能得到 M+N个一维数组； 多个一维数组构成二维 数组， 经过矩阵运算， 得到各接收通道相对于某一个接收通道（基准接收通 道， 如收发通道 11中的接收通道） 的特征差异值。

各路基带处理模块 （Al l— A1M、 A21 -A2N) ， 具体用于根据对应的 收发信机单元的接收通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的 接收业务信号进行特征补偿， 以使得各路接收业务信号能相干累加；

具体的，所述有源天线在第一单板和第二单板上的每个收发信机单元的 接收通道相对于基准接收通道的特征差异值供 M+N路的位于基带处理模块 内的接收 DBF模块分别调用， 包括： 对接收解调后的每路接收业务信号， 在数字域内进行信号特征（幅度、 相位、 延时） 的事后补偿， 以抵消每路收 发信机单元的接收通道的特征（幅度、 相位、 延时）差异， 使所有接收通道 的基带信号的特征（幅度、 相位、 延时）相等， 或者按照某种规律分布， 从 而实现 M+N路接收业务信号的相干累加， 形成所需要的天线接收方向图， 达到整个天线的接收灵敏度指标。

需要说明的是，如果实现对分布在第一单板和第二单板的收发信机阵列 进行接收校准， 在另一种实现下， 校准器 El， 具体用于发出原始接收校准 信号，所述原始接收校准信号通过复用器 D1分为 M路，分别进入所述有源 天线在第一单板的 M路接收校准环路； 以及所述原始接收校准信号通过复 用器 D1与复用器 D2间的射频信号连接传递到复用器 D2， 通过复用器 D2 分为 N路， 分别进入所述有源天线在第二单板的 N路接收校准环路， 以及 获得经过所述有源天线在第一单板的接收校准环路后的 M个校准信号的特 征及通过校准器 E1和校准器 E2间的数字信号连接传递过来的、 经过所述 有源天线在第二单板的接收校准环路后的 N个校准信号的特征， 并比较得 到所述 M+N个接收校准信号的特征与发出的原始接收校准信号的特征之间 的 M+N个特征差异值；

校准器 E2， 具体用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号 通过复用器 D2分为 N路，分别进入所述有源天线在第二单板的 N路接收校 准环路； 以及所述原始接收校准信号通过复用器 D2与复用器 D1间的射频 信号连接传递到复用器 Dl， 通过复用器 D1分为 M路， 分别进入所述有源 天线在第一单板的 M路接收校准环路， 以及获得经过所述有源天线在第二 单板的接收校准环路后的 N个接收校准信号的特征及通过校准器 E1和校准 器 E2间的数字信号连接传递过来的、 经过所述有源天线在第一单板的接收 校准环路后的 M个接收校准信号的特征，并比较得到所述 M+N个接收校准 信号的特征与原始接收校准信号的特征之间的 M+N个特征差异值。 如果实现对分布在第一单板和第二单板的收发信机阵列进行发射校准， M路基带处理模块 （Al l至 AIM) ， 进一步用于依次以预定延时间隔 发出 M路原始发射校准信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方向流 入对应的发射通道 （即原始发射校准信号流入发射校准环路） ；

N路基带处理模块（A21至 A2N)， 进一步用于依次以预定延时间隔发 出 N路原始发射校准信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方向流入 对应的发射通道 （即原始发射校准信号流入发射校准环路） ；

校准器 El， 具体用于接收经过所述有源天线在第一单板的发射校准环 路后的 M路发射校准信号， 及通过复用器 D1与复用器 D2之间的射频信号 连接传递过来的、 经过所述有源天线在第二单板的发射校准环路后的 N路 发射校准信号， 并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较， 得到 M+N 个特征差异值， M≥2， N≥2; 其中 M的取值为所述有源天线在第一单板 的所有发射通道的数量， N的取值为所述有源天线在第二单板的所有发射通 道的数量； 校准器 E2， 具体用于接收经过所述有源天线在第二单板的发射校准环 路后的 N路发射校准信号， 及通过复用器 D1与复用器 D2之间的射频信号 连接传递过来的、 经过所述有源天线在第一单板的发射校准环路后的 M路 发射校准信号， 并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较， 得到 M+N 个特征差异值。

应当理解的是， 由第一单板的 M个基带处理模块、 对应的 M路 TR通 道（具体是发射通道）、复用器 D1和校准器 E1等构成 M路发射校准环路; 由第一单板的 M个基带处理模块、对应的 M路 TR通道 (具体是发射通道）、 复用器 D1、 第二单板的复用器 D2和校准器 E2等构成 M路发射校准环路； 应当理解的是， 由第二单板的 N个基带处理模块、对应的 N路 TR通道

(具体是发射通道） 、 复用器 D2和校准器 E2等构成 N路发射校准环路； 由第二单板的 N个基带处理模块、对应的 N路 TR通道（具体是发射通道）、 复用器 D2、复用器 D1和校准器 El等构成 N路发射校准环路。需要说明的 是，从信号流的走向，前述提及的组成单元之间的连接链路或微带线也是校 准环路的组件。

特征差异计算单元，具体用于根据经过所述有源天线的每个发射校准环 路的发射校准信号与原始发射校准信号之间的特征差异值与每个发射校准 环路的特征之间的等同关系， 校准器 E1得到的 M+N个特征差异值， 以及 校准器 E2得到的 M+N个特征差异值， 计算得到所述有源天线在第一单板 和第二单板上的每个收发信机单元的发射通道相对于基准发射通道的特征 差异值 （在本发明实施例 1中， 上述特征差异计算单元与校准器 m集成为 一体） ；

各路基带处理模块 （Al l— A1M、 A21 -A2N) ， 具体用于根据对应的 收发信机单元的发射通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的 发射业务信号进行特征预先补偿，以使得各路发射业务信号特征在收发信机 前端按照某种规律分布； 具体的，所述有源天线在第一单板和第二单板上的每个收发信机单元的 发射通道相对于基准发射通道的特征差异值供 M+N路的位于基带处理模块 内的发射 DBF模块分别调用， 包括： 对发射解调前的每路发射基带信号， 在数字域内进行信号特征（幅度、 相位、 延时） 的预先补偿， 以抵消每路收 发信机单元的发射通道的特征（幅度、 相位、 延时）差异， 使所有经发射通 道调制放大后的发射信号的特征（幅度、 相位、 延时）在收发信机前端（天 线振子与双工器之间）相等， 或者按照某种规律分布， 通过天线振子转化为 电磁波， 电磁波在空中矢量合成， 形成所需要的天线发射方向图。

以及， 本发明实施例中， 复用器 D1和复用器 D2之间可以采用如图 2 所示的互连结构，如图 2所示的是本发明实施例的连接两块单板的无源链路 的示意图。如图 2所示，该无源链路包括同轴连接器（母）、同轴连接器（公) 以及同轴电缆， 其中同轴电缆两头分别有同轴连接器（公） ， 该同轴连接器 (公） 分别与设置在单板 1和单板 2的同轴连接器 （母） 连接。

在另一种实现下， 复用器 D1和复用器 D2之间也可以有电磁波信号连 接。

以上是以两块单板为例， 应当理解的是， 如果有更多块单板， 原理上是 可以扩展的。

本发明实施例适用于对布置于不同单板的收发信机阵列进行校准， 其 中， 本发明实施例的有源天线中， 校准模块与收发信机阵列存在对应关系， 即每个收发信机阵列对应有一个校准模块， 如， 第一单板的收发信机阵列 对应校准器 El，第二单板的收发信机阵列对应校准器 E2，…第 M单板的收 发信机阵列 M对应校准器 EM;每个收发信机阵列除了受本收发信机阵列对 应的校准器校准外， 还受除本收发信机阵列对应的校准器外的 （M— 1 ) 个 校准器校准。

需要说明的是， 本发明实施例的有源天线中， 第一单板上的复用器 D1 和第二单板上的复用器 D2结构形状相同， 则特征也相同， 或者其特征差异 为己知， 下述公式推导默认为特征相同； 从耦合器 Cl l、 C12 C1M至 复用器 1的微带线 （或带状线）特征与从 C21、 C22 C2N至复用器 2的 微带线 （或带状线） 特征相同； 以及， 从耦合器 Cl l、 C12 C1M至校 准器 1的输入端 A1点的无源链路特征与从 C21、 C22 C2N至校准器 2的 输入端 A2点的无源链路特征相同； 以及， 从耦合器 Cl l、 C12 C1M至 校准器 2的输入端 A2点的无源链路特征与从 C21、 C22 C2N至校准器 1 的输入端 A1点的无源链路特征相同， 以及， 单板 1和单板 2的所有基带处理 模块属于数字电路， 特征相同。

可见，本发明实施例 1的有源天线中，根据经过每个校准环路的校准信 号与原始校准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关 系， 校准器 E1得到的 M+N个特征差异值， 以及校准器 E2得到的 M+N个 特征差异值，计算得到布置在第一单板和第二单板上的每个收发信机单元的 接收通道和 /或发送通道相对于基准接收通道和 /发射通道的特征差异值， 并 根据收发信机单元的接收通道和 /或发送通道的特征差异值， 在数字域内对 所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿；从而实现了布置在不同单板上 的收发信机之间的较为精确的校准，即实现了以某个接收通道或发射通道的 特征作为基准，抵消了布局在不同单板上的收发信机单元的接收通道或发射 通道的特征差异，进一步的实现了使所有接收通道的业务信号的特征 (幅度、 相位、 延时） 相等， 或者按照某种规律分布， 从而实现 M+N路接收业务信 号的相干累加，形成所需要的天线接收方向图，达到整个天线的接收灵敏度 指标；进一步的实现了使所有经发射通道调制放大后的发射信号的特征（幅 度、 相位、 延时） 在收发信机前端 （天线振子与收发通道中的双工器之间） 相等， 或者按照某种规律分布， 通过天线振子转化为电磁波， 电磁波在空中 矢量合成， 形成所需要的天线发射方向图。 实施例 2: 参见图 3， 为本发明实施例 2提供的一种有源天线的结构示意图， 该有 源天线包括两个天线振子阵列、设置在单板 1上的收发信机单元阵列（与其 中一个天线振子阵列对应） 、 合路器 1A、 1B、 1C和校准器 Fl， 设置在单 板 2上的收发信机单元阵列 （与其中另一个天线振子阵列对应） 、 合路器 2A、 2B、 2C和校准器 F2， 校准器 Fl和校准器 F2通过数字信号连接； 合路 器 1A与合路器 1B通过链路 B1连接， 合路器 1B与合路器 1C通过链路 E1 连接， 以及， 合路器 1B与合路器 2C通过链路 D1连接； 合路器 2A与合路 器 2B通过链路 B2连接， 合路器 2B与合路器 2C通过链路 E2连接， 以及， 合路器 2B与合路器 1C通过链路 D2连接； 其中链路 Dl、 D2的结构与上述 本发明实施例 1的无源链路相同 （参见图 2) 。

下面以对布置在单板 1和单板 2的收发信机进行接收校准为例来详细说 明：

校准器 Fl， 用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号通过 合路器 1C分为两路， 其中一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过 链路 El、 合路器 1B、 链路 Bl、 合路器 1A， 通过合路器 1A分成 M路， M 路接收校准信号通过对应的耦合器 CI 1-C1M分别进入 M路收发信机单元的 前端位置，接着经过对应收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校 准器 F1 ; 其中另一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过链路 D2、 合路器 2B、链路 B2、合路器 2A， 通过合路器 2A分成 N路， N路接收校准 信号通过对应的耦合器 C21-C2N分别进入 N路收发信机单元的前端位置， 接着经过对应的收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 F2， 由校准器 F2通过与校准器 F1之间的数字信号连接将 N路接收校准信号向 校准器 F1传输； 以及比较收到的经过校准环路后的 M+N个接收校准信号 与原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值； 需要说明的是， 校准器 F1 与校准器 F2间的数字信号连接对信号的幅度、 相位没有影响， 虽然对信号 的延时有影响， 但影响较小且是已知的。 应当理解的是， 由第一单板的校准器 Fl、 合路器 1C、 合路器 1B、 合 路器 1A、 M路 TR通道 （具体是接收通道） 和对应的 M个基带处理模块等 构成 M路接收校准环路； 由第一单板的校准器 Fl、合路器 1C、第二单板的 合路器 2B、 合路器 2A、 N路 TR通道 （具体是接收通道） 、 对应的 N个基 带处理模块和校准器 F2等构成 N路接收校准环路。

校准器 F2， 用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号通过 合路器 2C分为两路， 其中一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过 链路 E2、 合路器 2B、 链路 B2、 合路器 2A， 通过合路器 2A分成 N路， N 路接收校准信号通过对应的耦合器 C21-C2N分别进入 N路收发信机单元的 前端位置，接着经过对应收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校 准器 F2; 其中另一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过链路 Dl、 合路器 1B、 链路 Bl、 合路器 1A， 通过合路器 1A分成 M路， M路接收校 准信号通过对应的耦合器 CI 1-C1M分别进入 M路收发信机单元的前端位 置，接着经过对应的收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 Fl， 由校准器 F1通过与校准器 F2之间的数字信号连接将 M路接收校准信 号向校准器 F2传输； 以及比较收到的经过校准环路后的 M+N个接收校准 信号与原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值； 需要说明的是， 校准 器 F1与校准器 F2间的数字信号连接对信号的幅度、相位没有影响，虽然对 信号的延时有影响， 但影响较小且是已知的。

应当理解的是， 由第二单板的校准器 F2、 合路器 2C、 合路器 2B、 合 路器 2A、 N路 TR通道 （具体是接收通道） 、 对应的 N个基带处理模块等 构成 N路接收校准环路； 由第二单板的校准器 F2、 合路器 2C、 第一单板的 合路器 1B、 合路器 1A、 M路 TR通道（具体是接收通道）、 对应的 M个基 带处理模块和校准器 F1等构成 M路接收校准环路。 需要说明的是， 校准环 路指的是校准信号流经的各个组件， 以及组件之间的连接链路。 特征差异计算单元，用于根据经过所述有源天线的每个接收校准环路的 校准信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个接收校准环路的特征之 间的等同关系， 校准器 F1得到的 M+N个特征差异值， 以及校准器 F2得到 的 M+N个特征差异值， 计算得到所述有源天线在第一单板和第二单板上的 每个收发信机单元的接收通道相对于基准接收通道的特征差异值，在本发明 实施例 2中， 上述特征差异计算单元与校准器 F1集成为一体 （特征差异计 算单元也可以与校准器 F2集成为一体） ；

各路基带处理模块 （A11 _A1M、 A21 -A2N) ， 用于根据对应的收发 信机单元的接收通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的接收 业务信号进行特征事后补偿， 以使得各路接收业务信号能相干累加，形成所 需要的天线接收方向图， 达到整个天线的接收灵敏度指标。

需要说明的是， 本发明实施例的有源天线中， 第一单板上的合路器 1A、 1B、 1C和第二单板上的合路器 2A、 2B、 2C结构形状相同； 链路 Bl、 B2特 征相同， 链路 El、 E2特征相同； 从耦合器 Cl l、 C12 C1M至合路器 1A 的微带线 （或带状线）特征与从 C21、 C22 C2N至合路器 2A的微带线

(或带状线）特征相同； 链路 Dl、 D2特征也相同； 以及， 从耦合器 Cl l、

C12 C1M至校准器 F1的输入端 A1点的无源链路特征与从 C21、

C22 C2N至校准器 F2的输入端 A2点的无源链路特征相同； 以及， 从耦 合器 Cl l、 C12 C1M至校准器 F2的输入端 A2点的无源链路特征与从 C21、 C22 C2N至校准器 F1的输入端 A1点的无源链路特征相同； 以及， 单板 1和单板 2的所有基带处理模块特征相同。 为了描述清楚特征差异计算单元的功能，在本发明实施例中，下面详细 描述其计算过程：

1、 单板 1的 TR通道 Bl l、 TR通道 B12、 ...... TR通道 B1M的特征分别 为 STR11、 STR12、 STR1M; 单板 2的 TR通道 B21、 TR通道 B22、 TR通道 B2N的特征分别为

STR2 STR22、 STR2N (其中， 上述 M和 N可以相同也可以不相同， 即两块单板上的收发信机单元数量可以相等也可以不相等） ；

2、 合路器是无源的， 在不同的单板上， 只要合路器结构形状相同， 其特征的分散性很小， 可忽略不计。 所以， 可认为合路器 1A与合路器 2A特 征相同， 其余合路器依此类推；

同样的道理， 链路 Bl、 B2特征相同， 链路 El、 E2特征相同； 同样的道理，从耦合器 Cl l、 C12 C1M至合路器 1A的微带线（或 带状线）特征与从 C21、 C22 C2N至合路器 2A的微带线 （或带状线） 特征相同；

链路 Dl、 D2都是如图 2所示的结构， 其电缆长度相同， 也能做到特征 相同。

根据幅度、相位、 延时特征的加减原理， 做到下面两点， 是比较容易 的：

从耦合器 Cl l、 C12 C1M至校准器 F1的输入端 A1点的无源链路 特征 SAC11与从 C21、 C22 C2N至校准器 F2的输入端 A2点的无源链路 特征 SAC22相同， 均设为 SACC;

从耦合器 CI 1、 C12 C1M至校准器 F2的输入端 A2点的无源链路 特征 SAC12与从 C21、 C22 C2N至校准器 F1的输入端 A1点的无源链路 特征 SAC21相同， 均设为 SACD;

3、 校准器是公用的， 单板 1的校准器 F1特征为 SCAL1 , 单板 2的校准 器 F2特征为 SCAL2;

4、 基带处理模块是数字电路。 所以单板 1和单板 2的所有基带处理模 块的特征相同或己知， 为简便起见， 以 SBB表示；

5、单板 1上的校准器 F1校准本发明实施例的有源天线在单板 1和单板 2 上的收发信机单元， 可以理解的是， 走完校准环路后， 接收到的 M+N个校 准信号与发出的原始校准信号的特征差异分别为 SE111、

SE112、 SE11M, SE12 SE122、 SE12N; 单板 2上的校准器 F2校 准本发明实施例的有源天线在单板 1和单板 2上的收发信机单元，可以理解的 是， 走完校准环路后， 接收到的 M+N个校准信号与发出的原始校准信号的 特征差异分别为 SE211、 SE212、 SE21M, SE22 SE222、 SE22N。

单板 1上的校准器 F 1校准本发明实施例的有源天线在单板 1和单板 2上 的所有 M+N个收发信机单元， 可列出以下方程：

STR11 + SACC + SCAL1 + SBB = SE111

STR12 + SACC + SCAL1 + SBB = SE112

STR1M + SACC + SCAL1 + SBB = SE11M

STR21 + SACD + SCAL1 + SBB = SE121

STR22 + SACD + SCAL1 + SBB = SE122 STR2N + SACD + SCAL1 + SBB = SE12N 方程组 2 同理， 单板 2上的校准器 F2校准单板 1和单板 2上的所有 M+N个收发信机 单元， 可列出以下方程：

STR11 + SACD + SCAL2 + SBB = SE211

STR12 + SACD + SCAL2 + SBB = SE212

STR1M + SACD + SCAL2 + SBB = SE21M 方程组 3 STR21 + SACC + SCAL2 + SBB = SE221

STR22 + SACC + SCAL2 + SBB = SE222 STR2N + SACC + SCAL2 + SBB = SE22N 方程组 4 由上述的 2* (M+N) 个方程构成的方程组， 只有 STR11、 STR12、 ... ...STR1M、 STR2 STR22、 STR2M、 SACC, SACD, SCAL SCAL2 是未知数， 即一共是 M+N+4个未知数， 因此一定有解 （因为任何一块单板 上， 至少有两个收发信机， M≥2， N≥2， 所以 2* (M+N)≥M+N+4， 方程数 量大于未知数量） 。

求解这组方程的方法就有很多种，而我们也只需要知道各收发信机的特 征之差就可以了。 例如， 在本发明实施例中：

将方程组 1的第 2、 3 M个方程分别减去方程组 1的第 1个方程， 得 到方程组 5:

STR12 - STR11 = SE112 - SE111 STR1M - STR11 = SE11M - SE111 方程组 5 从图中可以看出， STR12表示单板 1上的 TR通道 12的特征， STR11表示 单板 1上的 TR通道 11的特征。

方程组 5说明在单板 1上的校准器 F 1能够校准单板 1上的所有 M个收发信 机。

将方程组 1的第 1个方程加上方程组 3的第 1个方程， 得到方程 6:

STR11 + SACC + SCAL1 + SBB + STR11 + SACD + SCAL2 + SBB =

SE111 + SE211 方程 6 将方程组 2的第 1、 2 N个方程分别加上方程组 4的第 1、 2 N 个方程， 得到方程组 7:

STR21 + SACD + SCAL 1 + SBB + STR21 + SACC + SCAL2 + SBB =

SE121 + SE221

STR22 + SACD + SCAL1 + SBB + STR22 + SACC + SCAL2 + SBB = SE122 + SE222

STR2N + SACD + SCAL1 + SBB + STR2N + SACC + SCAL2 + SBB SE12N + SE22N 方程组 7 再将方程 7的所有方程分别减去方程 6， 就得到方程组 8: STR21 - STR11 = ((SE221 + SE121)-(SE211 + SE111))/2

STR22 - STR11 = ((SE222 + SE122)-(SE211 + SE111))/2

STR2N - STR11 = ((SE22N + SE12N)-(SE211 + SE111))/2 方程组 8 从图 1可以看出， STR21、 STR2 ...... STR2N分别表示本发明实施例 的有源天线在单板 2上的 TR通道 B21、 TR通道 B22、 ...... TR通道 B2N的特征，

STR11表示本发明实施例的有源天线在单板 1上的 TR通道 B 11的特征。

可见， 方程组 5和方程组 8表示， 以本发明实施例的有源天线在单板 1的 第 1个收发信机的特征为基准， 两块单板上的其它所有收发信机的特征是可 以得到的，所以本发明实施例的这种交叉校准方法能够校准收发信机阵列分 布在两块单板上的所有收发信机单元， 具体是收发信机单元的接收通道和 / 或发射通道。

需要说明的是，前述推导过程是以有源天线在单板 1的第 1个收发信机的 特征为基准为例进行描述， 但不限于此， 也可以以有源天线在单板 1的第 2 个收发信机的特征为基准，或者以有源天线在单板 2的第 1个收发信机的特征 为基准等等， 以及应当理解的是， 如果校准信号为接收校准信号， 则计算出 的是本发明实施例的有源天线分布在单板 1、2上的收发信机阵列的收发信机 单元的接收通道相对于基准接收通道的特征差异；如果校准信号为发射校准 信号，则计算出的是本发明实施例的有源天线分布在单板 1、 2上的收发信机 阵列的收发信机单元的发射通道相对于基准发射通道的特征差异。

进一步，本发明实施例不仅可以计算出分布在单板 1、 2上的收发信机阵 列的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道相对于基准接收通道和 /或基准 发射通道的特征差异， 还可以计算出设置在单板 1上的校准器 F 1与设置在单 板 2上的校准器 F2的特征差异。

根据方程组 1的第 1个方程与方程组 3的第 1个方程可知： 例如以 TR通道

B11当做公共的"校准器"， 来校准校准器 F1和校准器 F2之间的差别， 但其中 还掺杂了链路 Bl (或 B2) 和链路 D1 (或 D2) 之间特征的差别。

为此， 再比较方程组 2的第 1个方程与方程组 4的第 1个方程， 就是以 TR 通道 B21当做公共的"校准器"， 再次校准校准器 F 1和校准器 F2之间的特征差 另 lj， 虽然也掺杂了链路 Bl (或 B2)和链路 D1 (或 D2)之间特征的差别， 但 只要联立这四个方程， 则可以计算得到校准器 F1和校准器 F2之间的特征差 别：

SCAL1 - SCAL2 = ((SE111 + SE121 ) - (SE211 + SE221))/2 方程组 9 可见，本发明实施例中还可以将任意一个 TR通道当做公共的"校准器"， 来校准校准器 F1和校准器 F2的特征差别。

可见，本发明实施例的有源天线中，根据经过每个校准环路的校准信号 与原始校准信号之间的特征差异值与校准环路的特征之间的等同关系，校准 器 F1得到的 M+N个特征差异值， 以及校准器 F2得到的 M+N个特征差异 值，计算得到本发明实施例的有源天线在第一单板和第二单板上的所有收发 信机单元的接收通道相对于本发明实施例的有源天线在第一单板和第二单 板上的任意一个接收通道的特征差异值，并根据收发信机单元的接收通道的 特征差异值， 对所述收发信机单元的接收业务信号进行信号特征的事后补 偿； 从而实现了布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校准， 即实 现了以任意一个接收通道的特征作为基准，抵消了布局在不同单板上的所有 收发信机单元的接收通道的特征差异，进一步的实现了使所有接收通道的业 务信号的特征（幅度、 相位、 延时）相等， 或者按照某种规律分布， 从而实 现 M+N路接收业务信号的相干累加， 形成所需要的天线接收方向图， 达到 整个天线的接收灵敏度指标。 实施例 3:

参见图 4， 为本发明实施例 3提供的又一种有源天线的结构示意图， 实 施例三与实施例二的区别在于，每块单板上都省略了一个合路器， 并且单板 间通过一根链路 D进行板间校准射频信号的互连 （传递） 。 具体的， 该有 源天线包括两个天线振子阵列、设置在单板 1上的收发信机单元阵列（与其 中一个天线振子阵列对应） 、 合路器 1A、 IB和校准器 El， 设置在单板 2 上的收发信机单元阵列 （与其中另一个天线振子阵列对应） 、 合路器 2A、 2B和校准器 E2， 其中， 校准器 E1和校准器 E2通过数字信号连接； 合路器 1A与合路器 1B通过链路 B1连接， 合路器 1B与校准器 E1连接， 以及， 合 路器 1B与合路器 2B通过链路 D连接； 合路器 2A与合路器 2B通过链路 B2连接， 合路器 2B与校准器 E2连接， 其他连接关系同现有技术， 故不再 赘述， 如图 2所示的是链路 D的结构示意图。

下面以对布置在进行单板 1和单板 2的收发信机进行接收校准为例来详 细说明：

校准器 El， 用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号通过 合路器 1B分为两路， 其中一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过 链路 Bl、合路器 1A， 通过合路器 1A分成 M路， M路接收校准信号通过对 应的耦合器 C11-C1M分别进入 M路收发信机单元的前端位置，接着经过对 应收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 E1 ; 其中另一路 接收校准信号按照信号传输的方向依次经过链路 D、 合路器 2B、 链路 B2、 合路器 2A， 通过合路器 2A分成 N路， N路接收校准信号通过对应的耦合 器 C21-C2N分别进入 N路收发信机单元的前端位置， 接着经过对应的收发 信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 E2， 由校准器 E2通过与 校准器 E1之间的数字信号连接将 N路接收校准信号向校准器 E1传输； 以 及比较收到的经过校准环路后的 M+N个接收校准信号与原始接收校准信号 之间的 M+N个特征差异值； 需要说明的是， 校准器 E1与校准器 E2间的数 字信号连接对信号的幅度、相位没有影响， 虽然对信号的延时有影响， 但影 响较小且是已知的。 应当理解的是， 由第一单板的校准器 El、 合路器 1B、 合路器 1A、 M 路 TR通道 （具体是接收通道） 和对应的 M个基带处理模块构成 M路接收 校准环路； 由第一单板的校准器 El、 合路器 1B、 第二单板的合路器 2B、 合路器 2A、 N路 TR通道 （具体是接收通道） 、 对应的 N个基带处理模块 和校准器 E2构成 N路接收校准环路。

校准器 E2， 用于发出原始接收校准信号， 所述原始接收校准信号通过 合路器 2B分为两路， 其中一路接收校准信号按照信号传输的方向依次经过 链路 B2、 合路器 2A， 通过合路器 2A分成 N路， N路接收校准信号通过对 应的耦合器 C21-C2N分别进入 N路收发信机单元的前端位置， 接着经过对 应收发信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 E2; 其中另一路 接收校准信号按照信号传输的方向依次经过链路 D、 合路器 1B、 链路 Bl、 合路器 1A， 通过合路器 1 A分成 M路， M路接收校准信号通过对应的耦合 器 CI 1-C1M分别进入 M路收发信机单元的前端位置，接着经过对应的收发 信机单元的接收通道和基带处理模块， 回到校准器 El， 由校准器 El通过与 校准器 E2之间的数字信号连接将 M路接收校准信号向校准器 E2传输； 以 及比较收到的经过校准环路后的 M+N个接收校准信号与原始接收校准信号 之间的 M+N个特征差异值； 需要说明的是， 校准器 E1与校准器 E2间的数 字信号连接对信号的幅度、相位没有影响， 虽然对信号的延时有影响， 但影 响较小且是已知的。

应当理解的是， 由第二单板的校准器 E2、 合路器 2B、 合路器 2A、 N 路 TR通道（具体是接收通道）、对应的 N个基带处理模块构成 N路接收校 准环路； 由第二单板的校准器 E2、 合路器 2B、 第二单板的合路器 1B、 合 路器 1A、 M路 TR通道 （具体是接收通道） 、 对应的 M个基带处理模块和 校准器 E1构成 M路接收校准环路。

在本发明实施例中， 校准器 E1作为主校准器， 进一步用于根据经过所 述有源天线的每个接收校准环路的接收校准信号与原始接收校准信号之间 的特征差异值与每个接收校准环路的特征之间的等同关系， 校准器 E1得到 的 M+N个特征差异值， 以及校准器 E2得到的 M+N个特征差异值， 计算得 到所述有源天线在第一单板和第二单板上的每个收发信机单元的接收通道 相对于基准接收通道的特征差异值；

M+N路基带处理模块 （Al l— A1M、 A 21 -A2N) ， 用于根据对应的 收发信机单元的接收通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的 接收业务信号进行特征的事后补偿， 以使得各路接收业务信号能相干累加， 形成所需要的天线接收方向图， 达到整个天线的接收灵敏度指标。

需要说明的是， 本发明实施例的有源天线中， 第一单板上的合路器 1A、 IB和第二单板上的合路器 2A、 2B结构形状相同； 链路 Bl、 B2特征相同； 从 耦合器 CI 1、 C12 C1M至合路器 1A的微带线（或带状线）特征与从 C21、

C22 C2N至合路器 2A的微带线 （或带状线）特征相同； 以及， 从耦合 器 CI 1、 C12 C1M至校准器 E1的输入端 A1点的无源链路特征与从 C21、

C22 C2N至校准器 E2的输入端 A2点的无源链路特征相同； 以及， 从耦 合器 Cl l、 C12 C1M至校准器 E2的输入端 A2点的无源链路特征与从

C2 C22 C2N至校准器 E1的输入端 A1点的无源链路特征相同； 以及， 单板 1和单板 2的所有基带处理模块特征相同。

进一步的，如果实现对分布在第一单板和第二单板的收发信机阵列进行 发射校准， 本发明实施例的有源天线中：

M+N路基带处理模块（A11-A1M、 A21-A2N) ， 进一步用于依次以预 定延时间隔发出 M+N路原始发射校准信号（需要说明的是，每个基带处理 模块发出一路原始发射校准信号），所述原始发射校准信号按照信号传输方 向流入对应的发射通道 （B11-B1M、 B21-B2N) ， 并到达对应的耦合器 (C11-C1M, C21-C2N)， 单板 1上的 M路发射校准信号通过合路器 1A合 成一路发射校准信号，所述发射校准信号通过链路 B1传输到合路器 1B，并 通过合路器 1B分成两路，其中一路发射校准信号回到校准器 El，其中另一 路发射校准信号通过链路 D到达合路器 2B， 并回到校准器 E2; 单板 2上的 N路发射校准信号通过合路器 2A合成一路发射校准信号， 所述发射校准信 号通过链路 B2传输到合路器 2B， 并通过合路器 2B分成两路， 其中一路发 射校准信号回到校准器 E2， 其中另一路发射校准信号通过链路 D到达合路 器 1B， 并回到校准器 El。

应当理解的是， 由第一单板的 M个基带处理模块、 对应的 M路 TR通 道（具体是发射通道）、 合路器 1A、合路器 1B和校准器 E1等构成 M路发 射校准环路； 由第一单板的 M个基带处理模块、 对应的 M路 TR通道 （具 体是发射通道） 、 合路器 1A、 合路器 1B、 第二单板的合路器 2B和校准器 E2等构成 M路发射校准环路；

应当理解的是， 由第二单板的 N个基带处理模块、对应的 N路 TR通道 (具体是发射通道） 、 合路器 2A、 合路器 2B和校准器 E2等构成 N路发射 校准环路； 由第二单板的 N个基带处理模块、对应的 N路 TR通道（具体是 发射通道） 、 合路器 2A、 合路器 2B、 合路器 IB和校准器 El等构成 N路 发射校准环路。需要说明的是， 从信号流的走向， 前述提及的组成单元之间 的连接链路或微带线也是校准环路的组件。

校准器 El， 进一步用于接收经过所述有源天线在第一单板的发射校准 环路后的 M路发射校准信号， 及通过合路器 1B与合路器 2B之间的链路 D 传递过来的、 经过所述有源天线在第二单板的发射校准环路后的 N路发射 校准信号， 并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较， 得到 M+N个特 征差异值； 其中 M的取值为所述有源天线在第一单板的所有发射通道的数 量， N的取值为所述有源天线在第二单板的所有发射通道的数量；

校准器 E2， 进一步用于接收经过所述有源天线在第二单板的发射校准 环路后的 N路发射校准信号， 及通过合路器 1B与合路器 2B之间的链路 D 传递过来的、 经过所述有源天线在第一单板的发射校准环路后的 M路发射 校准信号， 并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较， 得到 M+N个特 征差异值。

在本发明实施例中， 校准器 E1作为主校准器， 进一步用于根据经过所 述有源天线的每个发射校准环路的发射校准信号与原始发射校准信号之间 的特征差异值与每个发射校准环路的特征之间的等同关系， 校准器 E1得到 的 M+N个特征差异值， 以及校准器 E2得到的 M+N个特征差异值， 计算得 到所述有源天线在第一单板和第二单板上的每个收发信机单元的发射通道 相对于基准发射通道的特征差异值；

各路基带处理模块 （A11 _A1M、 A21 -A2N) ， 进一步用于根据对应 的收发信机单元的发射通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元 的发射业务信号进行特征预先补偿，以使得各路发射业务信号特征在收发信 机前端按照某种规律分布。

可见，本发明实施例的有源天线中，根据经过每个校准环路的校准信号 与原始校准信号之间的特征差异值与校准环路的特征之间的等同关系，校准 器 E1得到的 M+N个特征差异值， 以及校准器 E2得到的 M+N个特征差异 值，计算得到本发明实施例的有源天线在第一单板和第二单板上的所有收发 信机单元的接收通道和 /或发射通道相对于基准接收通道和 /或发射通道的特 征差异值， 并根据收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 对所述收发信机单元的接收业务信号和 /或发射业务信号进行特征补偿； 从 而实现了布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校准，即实现了以 任意一个接收通道的特征作为基准，抵消了布局在不同单板上的所有收发信 机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异， 进一步的实现了使所有接收 通道的业务信号的特征（幅度、相位、延时）相等，或者按照某种规律分布， 从而实现 M+N路接收业务信号的相干累加，形成所需要的天线接收方向图， 达到整个天线的接收灵敏度指标;进一步的实现了使所有经发射通道调制放 大后的发射信号的特征（幅度、 相位、 延时）在收发信机前端（天线振子与 收发通道中的双工器之间）相等， 或者按照某种规律分布， 通过天线振子转 化为电磁波， 电磁波在空中矢量合成， 形成所需要的天线发射方向图。 以上是以两块单板为例进行描述，本发明实施例的有源天线中，收发信 机阵列可以布局在多个单板上， 例如布局在第 1至第 K (K是大于等于 2的 正整数） 单板。

图 5所示的是本发明实施例有源天线中收发信机阵列布局在三块单板 时的合路器周边框图。 需要说明的是， 合路器 1A、 合路器 IB和校准器 El 布置在第一块单板上， 合路器 2A、 合路器 2B和校准器 E2布置在第二块单 板上， 合路器 3A、 合路器 3B和校准器 E3布置在第三块单板上， 单板上的 其他连接关系同前述实施例， 故不再赘述。

如图 5所示， 设置在第一单板上的合路器 1B与设置在第二单板上的合 路器 2B通过链路 D12连接， 以实现板间校准信号的传递； 设置在第一单板 上的合路器 1B与设置在第三单板上的合路器 3B通过链路 D13连接， 以实 现板间校准信号的传递； 设置在第二单板上的合路器 2B与设置在第三单板 上的合路器 3B通过链路 D23连接， 以实现板间校准信号的传递； 且设置在 单板上的校准器可通过信号线 CAL12、 CAL13、 CAL23两两相连。

在另一种实现下， 由于单板间的数字信号可以级连， 故也可以省略 CAL13, 使得校准器 E1与校准器 E3之间的互连， 通过校准器 E2中转。 应 当理解的是，本发明实施例可以类推至四块单板或更多块单板。本发明实施 例的有源天线中收发信机阵列布局在三块单板时，合路器周边的物理结构如 图 5所示， 校准方案请参考前述实施例， 故不再赘述。 实施例 4

请参见图 6， 本发明实施例 4提供的一种校准方法， 应用于包括： 分别 相应设置在第 1至第 K单板上的第 1至第 K收发信机单元阵列、对应的第 1 至第 K复用器和对应的第 1至第 K校准器的有源天线， Κ是大于等于 2的 正整数， 所述方法包括：

S601： 由第 1至第 Κ校准器获得经过所述有源天线在第 1至第 Κ单板 的所有校准环路后的 Ρ个校准信号与原始校准信号之间的 Ρ个特征差异值， 其中 Ρ的取值为所述第 1至第 Κ收发信机单元阵列的所有收发信机单元的 数量；

S602:根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校准信 号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述有源 天线的每个校准器得到的 Ρ个特征差异值，计算得到所述有源天线的每个收 发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通 道的特征差异值；

这里的基准接收通道和 /或发射通道分别为第 1至第 κ收发信机单元 阵列包含的任意收发信机单元的接收通道和 /或发射通道。

这里的特征差异以收发信机单元 （具体是接收通道和 /或发射通道） 的 幅度、 相位、 延时三个指标来体现。

S603: 根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异 值， 在数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿。

本发明实施例的校准方法中，如果校准信号是接收校准信号，则所述方 法进一步包括： 由每个校准器发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信 号通过所述有源天线在本单板的复用器分为多路，分别进入所述有源天线在 本单板的接收校准环路；以及所述原始接收校准信号通过复用器与复用器之 间的电磁连接传递到 Κ个复用器中除本复用器以外的其它复用器， 通过其 它每个复用器分为多路，分别进入所述有源天线在其它每个单板的接收校准 环路；

在一种实现下， S601中所述获得经过所述有源天线在第 1至第 Κ单板 的所有校准环路后的 Ρ个校准信号与原始校准信号之间的 Ρ个特征差异值， 包括：接收经过所述有源天线在第 1至第 K单板的所有接收校准环路后的 P 个接收校准信号，并比较得到所述 P个接收校准信号与原始接收校准信号之 间的 P个特征差异值。

本发明实施例的校准方法中，如果校准信号是发射校准信号，则所述方 法进一步包括：由每个基带处理模块依次以预定延时间隔发出原始发射校准 信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方向流入对应的发射通道；

在另一种实现下， S601中所述获得经过所述有源天线在第 1至第 K单 板的所有校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特征差异 值， 包括： 接收经过所述有源天线在本单板的发射校准环路后的 I路发射校 准信号， I的取值为所述有源天线在本单板的所有发射通道的数量， 以及接 收通过复用器与复用器之间的电磁连接传递过来的（P-I)路发射校准信号， 并分别与所述 P路原始发射校准信号比较， 得到 P个特征差异值。

在一种实现下， S602包括：

根据校准信号所经过的所有校准环路对应的 P个一维数组， 采用数 组的矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发信机单元的接收通道和 / 或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 其中 所述一维数组表示对应的校准环路中信号传输所经过的每个组件的特征、经 过该校准环路的校准信号与原始校准信号之间的特征差异值。 应当理解 的是， 这里的组件包括： 复用器、 TR通道、 基带处理模块、 校准器、 以及 按照信号流传输方向的前述组件之间的连接链路。

可见，在本发明实施例中，经过每个校准环路的校准信号与原始校准信 号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，计算得到布置 在不同单板上的每个收发信机单元的接收通道和 /或发送通道相对于基准接 收通道和 /发射通道的特征差异值， 并根据收发信机单元的接收通道和 /或发 送通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征 补偿；从而实现了布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校准， 即 实现了以某个接收通道或发射通道的特征作为基准，抵消了布局在不同单板 上的收发信机单元的接收通道或发射通道的特征差异，进一步的实现了使所 有接收通道的业务信号的特征（幅度、 相位、 延时）相等， 或者按照某种规 律分布， 从而实现 M+N路接收业务信号的相干累加， 形成所需要的天线接 收方向图，达到整个天线的接收灵敏度指标；进一步的实现了使所有经发射 通道调制放大后的发射信号的特征（幅度、相位、延时）在收发信机前端（天 线振子与双工器之间）相等， 或者按照某种规律分布， 通过天线振子转化为 电磁波， 电磁波在空中矢量合成， 形成所需要的天线发射方向图。 实施例 5

下面以对布置在不同单板的收发信机阵列进行接收校准为例来详细描 述。

请参见图 7， 为本发明实施例 5的校准方法的流程图， 本发明实施例提 供又一种校准方法，应用于图 1所示的有源天线，如图 7所示，该方法包括:

S701 : 校准器 E1发出原始接收校准信号；

S701': 校准器 E2发出原始接收校准信号；

S702: 原始接收校准信号通过复用器 D1和单板 1上的 M个耦合器，分 别进入单板 1上的 M路收发信机前端位置； 原始接收校准信号通过复用器 Dl、 复用器 D1与复用器 D2之间的电磁连接、 复用器 D2、 单板 2上的 N 个耦合器， 分别进入单板 2上的 N路收发信机前端位置；

S702': 原始接收校准信号通过复用器 D2和单板 2上的 N个耦合器， 分别进入单板 2上的 N路收发信机前端位置； 原始接收校准信号通过复用 器 D2、 复用器 D2与复用器 D1之间的电磁连接、 复用器 Dl、 单板 1上的 M个耦合器， 分别进入单板 1上的 M路收发信机前端位置；

S703:接收校准信号经过单板 1和单板 2上的每个收发信机的接收通道、 基带处理模块， 到达校准器 E1 ; S703': 接收校准信号经过单板 1和单板 2上的每个收发信机的接收通 道、 基带处理模块， 到达校准器 E2;

S704: 校准器 m比较发出的原始接收校准信号与接收到的接收校准信 号之间的特征差异， 得到 N+M个一维数组；

S704':校准器 E2比较发出的原始接收校准信号与接收到的接收校准信 号之间的特征差异， 得到 N+M个一维数组；

S705: 针对 S704得到的 N+M个一维数组和 S704'得到的 N+M个一 维数组， 经过数组的矩阵运算， 得到表示有源天线在单板 1和单板 2所有收 发信机单元的接收通道特征差异的特征差异值；

S706:各路基带处理模块分别根据各自接收通道的特征差异值，事后补 偿接收业务信号的特征， 以使得各路接收业务信号能相干累加。

在本发明实施例 5中， 上述 S701、 S702、 S703虽然是以单独的步骤来 说明， 但仅是为了方便描述， 应当理解的是， 可以合并为一个步骤。 同理， S701 \ S702，、 S703，也可以合并为一个步骤。

可见，在本发明实施例中，根据接收校准信号所经过的所有校准环路对 应的多个一维数组，采用数组的矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发 信机单元的接收通道分别相对于基准接收通道的特征差异值，并根据收发信 机单元的接收通道的特征差异值，对所述收发信机单元的接收业务信号进行 特征补偿； 从而实现了布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校 准， 即实现了以某个接收通道的特征作为基准，抵消了布局在不同单板上的 收发信机单元的接收通道的特征差异，进一步的实现了使所有接收通道的业 务信号的特征（幅度、 相位、 延时）相等， 或者按照某种规律分布， 从而实 现 M+N路接收业务信号的相干累加， 形成所需要的天线接收方向图， 达到 整个天线的接收灵敏度指标。 实施例 6 下面以对布置在不同单板的收发信机阵列进行发射校准为例来描述。 请参见图 8， 为本发明实施例的校准方法的流程图， 本发明实施例提供 又一种校准方法， 应用于图 1所示的有源天线， 如图 8所示， 该方法包括：

S801： 所有 M+N路基带处理模块依次以预定延时间隔发出 M+N路 原始发射校准信号，经过对应的发射通道到达对应的耦合器、对应的复用器;

S802: 单板 1上的 M路发射校准信号， 通过复用器 D1回到校准器 El， 单板 2上的 N路发射校准信号， 通过复用器 D2、 复用器之间的电磁连接、 复用器 D1回到校准器 E1 ;

S802': 单板 2上的 N路发射校准信号，通过复用器 D2回到校准器 E2， 单板 1上的 M路发射校准信号， 通过复用器 Dl、 复用器之间的电磁连接、 复用器 D2回到校准器 E2;

S803: 校准器 E1比较接收到的 M+N路发射校准信号与基带处理模块 发出的 M+N路原始发射校准信号， 得到 M+N个一维数组；

S803':校准器 E2比较接收到的 M+N路发射校准信号与基带处理模块 发出的 M+N路原始发射校准信号， 得到 M+N个一维数组；

S804: 针对 S803得到的 M+N个一维数组和 S803，得到的 M+N个一 维数组， 经过数组的矩阵运算， 得到表示有源天线在单板 1和单板 2上所有 发射通道特征差异的特征差异值；

S805:各路基带处理模块分别根据各自发射通道的特征差异值，预先补 偿发射业务信号的特征，以使各路发射业务信号特征在收发信机前端按照某 种规律分布。

可见，在本发明实施例中，根据校准信号所经过的所有校准环路对应的 多个一维数组，采用数组的矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发信机 单元的发射通道分别相对于基准发射通道的特征差异值，并根据收发信机单 元的发送通道的特征差异值，对所述收发信机单元的发射业务信号进行特征 补偿；从而实现了布置在不同单板上的收发信机之间的较为精确的校准， 即 实现了以某个发射通道的特征作为基准，抵消了布局在不同单板上的收发信 机单元的发射通道的特征差异，进一步的实现了使所有经发射通道调制放大 后的发射信号的特征（幅度、 相位、 延时）在收发信机前端（天线振子与收 发通道中的双工器之间）相等， 或者按照某种规律分布， 通过天线振子转化 为电磁波， 电磁波在空中矢量合成， 形成所需要的天线发射方向图。

应当理解的是， 设置在一块单板上的收发信机阵列 A和设置在另一块 单板上的收发信机阵列 B构成一个统一的收发信机阵列 C。

本发明实施例中的校准信号包括： 伪随机码或单音。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流 程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于 一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施 例的流程。 其中， 上述的存储介质可为磁碟、 光盘、 只读存储记忆体

( Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体 (Random Access Memory, RAM) 等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施方式而 已， 并不用于限定本发明的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做 的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1. 权 利 要 求 书

   1、 一种有源天线， 包括 κ个天线振子阵列， 其特征在于， 还包括： 与所述天线振子阵列对应的第 1至第 κ收发信机单元阵列， 其分别相 应设置在第 1至第 κ单板上， 每个收发信机单元阵列包含多路收发信机单 元， 每路收发信机单元包含一路接收通道和 /或一路发射通道及对应的基带 处理模块；

   第 1至第 κ复用器， 其分别相应设置在第 1至第 K单板上， 通过复用 器以及复用器之间的电磁连接传输校准信号到第 1至第 κ复用器中除本复 用器以外的其他复用器；

   第 1至第 K校准器， 其分别相应设置在第 1至第 K单板上， 用于获得 经过所述有源天线的所有校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间 的 P个特征差异值， 其中 P的取值为所述第 1至第 K收发信机单元阵列的 所有收发信机单元的数量；

   特征差异计算单元，用于根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准 信号与原始校准信号之间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联 关系， 以及所述有源天线的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所 述有源天线的每个收发信机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准 接收通道和 /或发射通道的特征差异值；

   所述基带处理模块， 用于根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发 射通道的特征差异值，在数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征 补偿； 其中： K是大于等于 2的正整数。

   2、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 所述校准器具体用 于发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号通过所述有源天线在本单 板的复用器分为多路，分别进入所述有源天线在本单板的接收校准环路； 以 及所述原始接收校准信号通过复用器与复用器之间的电磁连接传递到 K个 复用器中除本复用器以外的其它复用器，通过其它每个复用器分为多路，分 别进入所述有源天线在其它每个单板的接收校准环路；以及用于接收经过所 述有源天线在第 1至第 κ单板的所有接收校准环路后的 P个接收校准信号， 并比较得到所述 P个接收校准信号与发出的原始接收校准信号之间的 P个特 征差异值。

   3、根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 所述基带处理模块， 进一步用于以预定延时间隔发出原始发射校准信号，所述原始发射校准信号 按照信号传输方向进入对应的发射通道；

   所述校准器具体用于通过对应的复用器接收经过所述有源天线在本单 板的发射校准环路后的 I路发射校准信号， I的取值为所述有源天线在本单 板的所有发射通道的数量，以及接收通过复用器与复用器之间的电磁连接传 递过来的 P-I个发射校准信号， 并比较接收到的所述 P个发射校准信号与对 应的基带处理模块发出的原始发射校准信号之间特征差异，得到 P个特征差 异值。

   4、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 如果 K等于 2， 第 一校准器与第二校准器有数字信号连接，第一复用器与第二复用器有射频信 号连接；

   第一校准器，具体用于发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号 通过第一复用器分为 M路， 分别进入所述有源天线在第一单板的 M路接收 校准环路；以及所述原始接收校准信号通过第一复用器与第二复用器间的射 频信号连接传递到第二复用器， 通过第二复用器分为 N路， 分别进入所述 有源天线在第二单板的 N路接收校准环路， 以及用于接收经过所述有源天 线在第一单板的接收校准环路后的 M个接收校准信号， 及通过第一校准器 和第二校准器之间的数字信号连接传递过来的、经过所述有源天线在第二单 板的接收校准环路后的 N个接收校准信号，并比较得到所述 M+N个接收校 准信号与第一校准器发出的原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值， M≥2, N≥2; 其中 M的取值为所述有源天线在第一单板的所有接收通道的 数量， N的取值为所述有源天线在第二单板的所有接收通道的数量；

   第二校准器，具体用于发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号 通过第二复用器分为 N路， 分别进入所述有源天线在第二单板的 N路接收 校准环路；以及所述原始接收校准信号通过第二复用器与第一复用器间的射 频信号连接传递到第一复用器， 通过第一复用器分为 M路， 分别进入所述 有源天线在第一单板的 M路接收校准环路， 以及用于接收经过所述有源天 线在第二单板的接收校准环路后的 N个接收校准信号， 及通过第一校准器 和第二校准器之间的数字信号连接传递过来的、经过所述有源天线在第一单 板的接收校准环路后的 M个接收校准信号，并比较得到所述 M+N个接收校 准信号与第二校准器发出的原始接收校准信号之间的 M+N个特征差异值。

   5、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 如果 K等于 2， 第 一校准器与第二校准器有数字信号连接，第一复用器与第二复用器有射频信 号连接；

   第一校准器，具体用于发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号 通过第一复用器分为 M路， 分别进入所述有源天线在第一单板的 M路接收 校准环路；以及所述原始接收校准信号通过第一复用器与第二复用器间的射 频信号连接传递到第二复用器， 通过第二复用器分为 N路， 分别进入所述 有源天线在第二单板的 N路接收校准环路， 以及获得经过所述有源天线在 第一单板的接收校准环路后的 M个校准信号的特征及通过第一校准器和第 二校准器间的数字信号连接传递过来的、经过所述有源天线在第二单板的接 收校准环路后的 N个校准信号的特征， 并比较得到所述 M+N个接收校准信 号的特征与发出的原始接收校准信号的特征之间的 M+N个特征差异值； 第二校准器，具体用于发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号 通过第二复用器分为 N路， 分别进入所述有源天线在第二单板的 N路接收 校准环路；以及所述原始接收校准信号通过第二复用器与第一复用器间的射 频信号连接传递到第一复用器， 通过第一复用器分为 M路， 分别进入所述 有源天线在第一单板的 M路接收校准环路， 以及获得经过所述有源天线在 第二单板的接收校准环路后的 N个接收校准信号的特征及通过第一校准器 和第二校准器间的数字信号连接传递过来的、经过所述有源天线在第一单板 的接收校准环路后的 M个接收校准信号的特征，并比较得到所述 M+N个接 收校准信号的特征与原始接收校准信号的特征之间的 M+N个特征差异值。

   6、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 如果 K等于 2， 第 一校准器与第二校准器有数字信号连接，第一复用器与第二复用器有射频信 号连接；

   M路基带处理模块，其设置在第一单板上，进一步用于依次以预定延时 间隔发出 M路原始发射校准信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方 向流入对应的发射通道；

   N路基带处理模块， 其设置在第二单板上，进一步用于依次以预定延时 间隔发出 N路原始发射校准信号， 所述原始发射校准信号按照信号传输方 向流入对应的发射通道；

   第一校准器，具体用于接收经过所述有源天线在第一单板的发射校准环 路后的 M路发射校准信号， 及通过第一复用器与第二复用器之间的射频信 号连接传递过来的、 经过所述有源天线在第二单板的发射校准环路后的 N 路发射校准信号，并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较，得到 M+N 个特征差异值， M≥2， N≥2; 其中 M的取值为所述有源天线在第一单板 的所有发射通道的数量， N的取值为所述有源天线在第二单板的所有发射通 道的数量；

   第二校准器，具体用于接收经过所述有源天线在第二单板的发射校准环 路后的 N路发射校准信号， 及通过第一复用器与第二复用器之间的射频信 号连接传递过来的、 经过所述有源天线在第一单板的发射校准环路后的 M 路发射校准信号，并分别与所述 M+N路原始发射校准信号比较，得到 M+N 个特征差异值。

   7、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 所述特征差异计算 单元为第一特征差异计算单元，用于根据校准信号所经过的所有校准环路对 应的 P个一维数组，采用数组的矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发 信机单元的接收和 /或发射通道分别相对于基准接收和 /或发射通道的特征差 异值，其中所述一维数组表示对应的校准环路中信号传输所经过的每个组件 的特征、 经过该校准环路的校准信号与原始校准信号之间的特征差异值。

   8、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 所述复用器包括开 关矩阵、 功分合路器、 双工器或以上多种的任意组合。

   9、 根据权利要求 1所述的有源天线， 其特征在于， 如果校准器具有主 从之分， 所述特征差异计算单元与其中一个校准器集成为一体化的主校准 器； 或者， 所述特征差异计算单元与其中一个基带处理模块集成为一体化 模块。

   10、一种校准方法， 其特征在于， 应用于包括分别相应设置在第 1至第

   K单板上的第 1至第 K收发信机单元阵列、 对应的第 1至第 K复用器和对 应的第 1至第 K校准器的有源天线， K是大于等于 2的正整数，所述方法包 括：

   由第 1至第 K校准器获得经过所述有源天线在第 1至第 K单板的所有 校准环路后的 P个校准信号与原始校准信号之间的 P个特征差异值，其中 P 的取值为所述第 1至第 κ收发信机单元阵列的所有收发信机单元的数量； 根据经过所述有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校准信号之 间的特征差异值与每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述有源天线 的每个校准器得到的 P个特征差异值，计算得到所述有源天线的每个收发信 机单元的接收通道和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通道的 特征差异值； 根据对应的收发信机单元的接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 在 数字域内对所述收发信机单元的业务信号进行特征补偿。

   11.根据权利要求 10所述的校准方法， 其特征在于， 如果校准信号是接 收校准信号， 则所述方法进一步包括：

   由每个校准器发出原始接收校准信号，所述原始接收校准信号通过所述 有源天线在本单板的复用器分为多路，分别进入所述有源天线在本单板的接 收校准环路；以及所述原始接收校准信号通过复用器与复用器之间的电磁连 接传递到 κ个复用器中除本复用器以外的其它复用器， 通过其它每个复用 器分为多路， 分别进入所述有源天线在其它每个单板的接收校准环路； 所述获得经过所述有源天线在第 1至第 K单板的所有校准环路后的 P 个校准信号与原始接收校准信号之间的 P个特征差异值， 包括：

   接收经过所述有源天线在第 1至第 κ单板的所有接收校准环路后的 P 个接收校准信号，并比较得到所述 P个接收校准信号与原始接收校准信号之 间的 P个特征差异值。

   12.根据权利要求 10所述的校准方法， 其特征在于， 如果校准信号是发 射校准信号， 则所述方法进一步包括：

   由每个基带处理模块依次以预定延时间隔发出原始发射校准信号，所述 原始发射校准信号按照信号传输方向流入对应的发射通道；

   所述获得经过所述有源天线在第 1至第 K单板的所有校准环路后的 P 个发射校准信号与原始发射校准信号之间的 P个特征差异值， 包括：

   接收经过所述有源天线在本单板的发射校准环路后的 I路发射校准信 号， I的取值为所述有源天线在本单板的所有发射通道的数量， 以及接收通 过复用器与复用器之间的电磁连接传递过来的 （P-I) 路发射校准信号， 并 分别与所述 P路原始发射校准信号比较， 得到 P个特征差异值。

   13.根据权利要求 10所述的校准方法， 其特征在于， 所述根据经过所述 有源天线的每个校准环路的校准信号与原始校准信号之间的特征差异值与 每个校准环路的特征之间的关联关系，以及所述有源天线的每个校准器得到 的 P个特征差异值，计算得到所述有源天线的每个收发信机单元的接收通道 和 /或发射通道分别相对于基准接收通道和或发射通道的特征差异值，包括: 根据校准信号所经过的所有校准环路对应的 P个一维数组， 采用数 组的矩阵运算得到设置在每个单板上的每个收发信机单元的接收通道和 / 或发射通道分别相对于基准接收通道和 /或发射通道的特征差异值， 其中 所述一维数组表示对应的校准环路中信号传输所经过的每个组件的特征、经 过该校准环路的校准信号与原始校准信号之间的特征差异值。

   14、 根据权利要求 10所述的校准方法， 其特征在于， 所述基准接收通 道和 /或发射通道分别为第 1至第 K收发信机单元阵列包含的任意收发信 机单元的接收通道和 /或发射通道。

   15、 根据权利要求 10至 14中任意一项所述的校准方法， 其特征在于， 采用特征表示幅度、 相位、 延时。