CN104954083A - 一种天线阵列校准的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线阵列校准的方法、装置及系统，所述方法至少包括如下步骤中的一个：获取第一信号和第二信号，根据第一信号和第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使第二阵元的第一发射通道的幅相特性与第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致；获取第三信号和第四信号，根据第三信号和第四信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使第二阵元的第一接收通道的幅相特性与第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，第三信号由第二阵元通过第一接收通道接收自第一阵元发送的信号，第四信号由第三阵元通过第二接收通道接收自第一阵元发送的信号。

Description

一种天线阵列校准的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及天线阵列领域，尤其涉及一种天线阵列校准的方法、装置及系统。

背景技术

由于相控阵列天线便于安装、自适应波束控制、强抗干扰能力和高可靠性等突出优点，广泛应用于无线通信系统。相控阵列设备在运行过程中，各通道的射频电路受温度、湿度等环境的影响以及性能的漂移等，均会影响波束的形成，即天线阵列中各通道间存在幅相误差，该幅相误差导致副瓣电平升高，产生波束指向误差，降低波束的方向性。因此为了获得良好相控阵性能，需要对天线阵列进行幅相校准，使阵列通道的幅相特性一致。传统通道校准方法需要复杂校准馈电网络、专用或辅助校准通道，随着频率升高和通道数量增加，实现难度和交付成本也随之增加。

现有技术中，利用多个天线之间每两个天线之间耦合特性，校准接收通道和发射通道之间的幅相一致性。具体设定通道1为校准参考通道，以校准通道2的接收通道和发射通道互易性，校准过程如下：

设定通道1的接收通道幅相特性为R1，发射通道幅相特性为T1，令H1为T1/R1；

通道2发送校准信号，利用天线1和天线2的互耦，通道1接收到通道2发送的校准信号为ST2＝Sr*T2*C12*R1,其中Sr为校准信号，T2为通道2发射通道幅相特性；令通道1发送校准信号，通道2接收通道1发送的校准信号ST1＝Sr*T1*C12*R2，可以计算得到T2/R2＝ST2/ST1×H1，完成了通道2相对于通道1的接收和发射通道互易性校准。

但是，现有技术无法校准发射通道之间或接收通道之间的幅相一致性。

发明内容

本发明提供一种天线阵列校准的方法、装置及系统，能够解决现有技术中无法校准接收通道之间或发射通道之间的幅相一致性的问题。

本发明第一方面提供一种天线阵列校准的方法，所述方法应用于规则排布型阵列，至少包括如下步骤中的一个：

获取第一信号和第二信号，根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致，所述第一信号由所述第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由所述第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元；

获取第三信号和第四信号，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号。

结合第一方面，本发明第一方面的第一种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第三信号的第一相位、所述第四信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号；所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

结合第一方面及第一方面的第一种实现方式，本发明第一方面的第二种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数。

结合第一方面的第一至第二种实现方式，本发明第一方面的第三种实现方式中，在计算得到所述接收幅相相对系数之后，所述方法还包括：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

结合第一方面及第一方面的第一至第三种实现方式，本发明第一方面的第四种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第一信号的第五相位、所述第二信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

结合第一方面及第一方面的第一至第四种实现方式，本发明第一方面的第五种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数。

结合第一方面及第一方面的第四至第五种实现方式，本发明第一方面的第六种实现方式中，设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。

结合第一方面及第一方面的第一至第六种实现方式，本发明第一方面的第七种实现方式中，所述第一阵元通过耦合作用接收所述第一信号和所述第二信号，所述第三阵元通过耦合作用接收所述第三信号，所述第四阵元通过耦合作用接收所述第四信号。

结合第一方面及第一方面的第一至第七种实现方式，本发明第一方面的第八种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元与所述第一阵元为对称关系。

本发明第二方面提供一种天线阵列校准的系统，所述系统包括：

至少4个天线阵元、至少4个接收通道、至少4个发射通道、数字信号处理单元及至少4个开关，每个所述接收通道和每个所述发射通道分别由所述开关独立控制；

所述天线阵元用于发射和/或接收信号；

所述接收通道用于对接收到的信号进行滤波、放大、变频及数字变换，得到数字信号，并将所述数字信号传输至所述数字信号处理单元；

所述发射通道用于将所述数字信号处理单元输入所述发射通道的信号进行数字模拟转换得到模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波、调制、变频和放大处理，得到处理后的模拟信号，并通过所述天线阵元发射所述处理后的模拟信号；

所述数字信号处理单元至少用于如下功能之一：

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算接收通道之间的接收幅相相对系数，以使接收通道之间的幅相特性一致；

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算发射通道之间的发射幅相相对系数，以使发射通道之间的幅相特性一致；

所述开关用于分别控制所述接收通道的通断、所述发射通道的通断，及分别控制所述接收通道与阵元的通断、所述发射通道与阵元的通断；将通过所述发射通道发射的信号的状态，切换至从所述天线阵元接收并传输至所述接收通道的信号的状态。

结合第二方面，本发明的第一种实现方式中，所述系统为频分双工FDD系统时，所述系统还包括双工器和耦合器；

所述双工器用于对所述接收通道接收到的信号和所述发射通道发射的信号进行分路、合路处理；

所述耦合器用于对信号进行耦合，以使所述发射通道发送频率信号，及所述接收通道接收频率信号。

结合第二方面及第一种实现方式，本发明的第二种实现方式中，每两个被校准的所述天线阵元与辅助阵元存在对称关系。

结合第二方面、及第一或第二种实现方式，本发明的第三种实现方式中，每个所述天线阵元通过阵元之间的耦合作用接收信号。

本发明第三方面提供一种应用上述第一方面中天线校准的方法的装置，其特征在于，所述装置应用于规则排布型阵列的通信设备，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取第一信号和第二信号；

第一处理模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述第一信号和所述第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致，所述第一信号由所述第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由所述第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元；

和/或，第二获取模块，用于获取第三信号和第四信号；

第二处理模块，用于根据所述第二获取模块获取的根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号。

结合第三方面，本发明第三方面的第一种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述第二处理模块具体用于：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第一判断模块，用于根据所述第三信号的第一相位、所述第四信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号；所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

结合第三方面及上述第一种实现方式，本发明第三方面的第二种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述第二处理模块具体用于：

在所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数；

结合第三方面及上述第一至第二种实现方式，本发明第三方面的第三种实现方式中，所述第二处理模块在计算得到所述接收幅相相对系数之后，还用于：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

结合第三方面及上述第一至第三种实现方式，本发明第三方面的第四种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述第一处理模块具体用于：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第二判断模块，用于根据所述第一信号的第五相位、所述第二信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

结合第三方面及上述第一至第四种实现方式，本发明第三方面的第五种实现方式中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔，所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，所述第一处理模块具体用于：

根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数；

结合第三方面及上述第四至第五种实现方式，本发明第三方面的第六五种实现方式中，设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。

从以上技术方案可以看出，本发明中，根据获取第一阵元接收的上述第一信号和上述第二信号，计算得到发射幅相相对系数，使第一发射通道的幅相特性和第二发射通道的幅相特性一致，或根据获取上述第三信号和第四信号，计算得到接收幅相相对系数，使第一接收通道的幅相特性和第二接收通道的幅相特性一致。

附图说明

图1为本实施例中一种天线阵列校准的方法一实施例示意图；

图2为本实施例中一种天线阵列校准的方法另一实施例示意图；

图3为本实施例中应用于一种天线阵列校准的方法的天线阵列结构示意图；

图4为本实施例中1*N天线阵列结构示意图；

图5为本实施例中基于TDD系统和FDD系统的天线阵列另一结构示意图；

图6为本实施例中一种天线阵列校准的系统一结构示意图；

图7为本实施例中一种天线阵列校准的装置一结构示意图；

图8为本实施例中一种天线阵列校准的装置另一结构示意图；

图9为本实施例中一种天线阵列校准的装置另一结构示意图；

图10为本实施例中一种天线阵列校准的装置另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本文中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本文中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分不到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

本发明实施例提供了一种天线阵列校准的方法、装置及系统，应用于天线阵列领域，能够解决现有技术中无法校准接收通道之间、发射通道之间的幅相一致性的问题，本发明实施例通过耦合方式完成校准过程，相对于传统的采用耦合反馈通道的方法来校准，整个天线设备的集成度较高、复杂度较低。

本文中的天线阵列的每个阵元均接一个T/R组件，T/R组件代表发射通道/接收通道，另外，天线可以是波导天线、毫米波相控阵天线、多功能相控阵列雷达天线及宽带相控阵天线等，具体不做限定。

本发明所述的方法和系统可以应用于军事卫星的探测、跟踪、监视，或防御系统、导航、通信广播、遥测遥感、气象预测预报、交通管制及生物医疗等领域。

请参照图1和图2，下面对本发明实施例中一种天线校准的方法进行详细说明，所述方法应用于规则排布型阵列，本文中的天线阵列包括如图3中所示的一维线性均匀阵列、方阵、菱形阵列或圆形阵列等类似阵列，具体天线阵列中的阵元排布方向和阵元之间的间距，根据实际设计而定，本文中均不作限定，所述方法至少包括如下情况中的一种：

第一种情况，校准发射通道之间的幅相一致性，请参阅图1，本发明实施例包括：

101、获取第一信号和第二信号；

其中，所述第一信号由第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元。

102、根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致。

第二种情况，校准接收通道之间的幅相一致性，请参阅图2，本发明实施例包括：

201、获取第三信号和第四信号；

其中，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，其中第三信号的第四信号的发送同上述步骤101原理类似，不再赘述。

202、根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致。

其中，幅相特性包括信号的幅度和相位。

本发明可以校准接收通道之间的幅相一致性和/或发射通道之间的幅相一致性，具体根据实际需要而定，即可以都校准，也可以仅仅校准其中的一项，具体本文中不做限定。

本发明实施例中，根据获取第一阵元接收的上述第一信号和上述第二信号，计算得到发射幅相相对系数，使第一发射通道的幅相特性和第二发射通道的幅相特性一致，或根据获取上述第三信号和第四信号，计算得到接收幅相相对系数，使第一接收通道的幅相特性和第二接收通道的幅相特性一致，有效消除由于幅相特性不一致导致射频信号形成的误差，能够有效、准确的控制波束的形状以及波束指向接收天线的方向。

采用本发明所提供的方法，可以补偿信号到达阵元的路程差，使所有阵元的信号同相到达设定的方向，消除相邻阵元间的空间相位差，保证天线阵列的性能。并且，本发明不需要专用的复杂校准馈电网络和校准通道，降低了硬件复杂度以及硬件实现难度和成本，简化硬件设计，也无需辅助电路或外部辅助设备，即可完成获得通道相对系数，完成接收通道与接收通道之间以及发射通道与发射通道之间的幅度和相位的校准，实现真正意义上的阵列自校准。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第一个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第三信号的第一相位、所述第四信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号；所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

可以理解的是，例如设所述第四阵元与所述第二阵元的物理间距为D42，其他类似，故只需要保证D42＝D35,D43＝D25即可；

另外，本可选实施例中，在第二阵元和第三阵元为相邻的阵元时，要计算第一阵元和第二阵元两者之间的接收幅相相对系数，第一阵元和第二阵元需要先后接收另外两个阵元发射的信号，下面具体以天线阵列为1*N的均匀分布阵列时为例(参阅图4)，其中，数字信号处理单元发送的校准信号记为Sref，第n个单元发射通道幅相系数为Tn，接收通道幅相系数为Rn，Sr(n-1,n)表示第n-1单元接收第n单元发送的信号，C(n-1，n)表示第n-1阵元与第n阵元之间的耦合系数，并且，每两个相邻的阵元之间的耦合系数相等，其他类似，不再赘述。

具体计算上述接收幅相相对系数的过程如下：

1、设定第n-1阵元为发射状态，第n阵元和第n+1阵元为接收状态，获取第n阵元接收自第n-1阵元发送的信号Sr(n,n-1)：

Sr(n,n-1)＝Sref*T(n-1)*C(n,n-1)*Rn              (1)

以及获取第n+1阵元接收自第n-1阵元发送的信号Sr(n+1,n-1)：

Sr(n+1,n-1)＝Sref*T(n-1)*C(n+1,n-1)*R(n+1)            (2)

2、设定第n+2阵元为发射状态，第n阵元和第n+1阵元为接收状态，获取第n阵元接收自第n+2阵元发送的信号Sr(n,n+2)：

Sr(n,n+2)＝Sref*T(n+2)*C(n,n+2)*Rn            (3)

以及获取第n+1阵元接收自第n+2阵元发送的信号Sr(n+1,n+2)：

Sr(n+1,n+2)＝Sref*T(n+2)*C(n+1,n+2)*R(n+1)            (4)

3、利用上述公式(1)、(2)、(3)及(4)计算得到第n阵元的接收通道与第n+1阵元的接收通道之间的接收幅相相对系数R(n，n+1)：

R(n，n+1)²＝Rn²/R(n+1)²＝|[Sr(n,n-1)*Sr(n,n+2)/(Sr(n+1,n-1)*Sr(n+1,n+2)]|    (5)

由公式(5)可知，R(n，n+1)有正负两个值，为去除符号模糊问题，则设定Rx＝(Rn²/R(n+1)²)^1/2，然后利用预设的判断公式对R(n，n+1)的符号进行判定，以得到不同相位时的R(n，n+1)值，上述符号为正时，R(n，n+1)＝Rx；上述符号为负时，R(n，n+1)＝-Rx；其中，判断公式如下：

phase[Sr(n+1,n-1)]-phase[Sr(n,n-1)]*X＝{phase[ant(n-1,n+1)]-phase[ant(n-1,n+1)]}+delta_pha    (6)

其中，X为变量，此处为Rx，phase表示计算相位，ant(n,n+1)表示第n阵元和第n+1阵元，例如phase[ant(n,n+1)]表示第n阵元和第n+1阵元的相位，其他类似。{phase[ant(n-1,n+1)]-phase[ant(n-1,n+1)]}为预设标准值，天线确定后，phase[ant(n,n+1)]即为确定的值，考虑实际工程存在误差，则设定delta_pha为相位误差范围。

将Rx代入上述公式(6)，具体对R(n，n+1)的符号进行判断，具体符号取值根据余弦函数随时间的变化来取值，本文中不作赘述。

可以理解的是，在计算完相邻的接收通道之间的接收幅相相对系数后，还可以利用下述第二个可选实施例中的公式(10)，继续计算任意接收通道之间的接收幅相相对系数，设定一个接收通道为参考通道，利用接收通道之间的幅相相对系数，计算各个接收通道之间的相对幅相校准系数，完成接收通道的相对幅相校准。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第一个可选实施例的基础上，本发明实施例的第二个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

在所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数。

可选的，在上述第一至第二个可选实施例的基础上，本发明实施例的第三个可选实施例中，在计算得到所述接收幅相相对系数之后，所述方法还可以包括：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

通过本可选实施例既可以在完成相邻阵元或单个间隔的两阵元之间的通道的接收幅相相对系数后，继续利用上述公式得到阵列中任意两个阵元之间的接收幅相相对系数，具体计算个数根据实际工程或标准需要而定，本文不赘述，不限定。

这种情况下，仍以上述第一个可选实施例中的1*N阵列为例，具体计算上述接收幅相相对系数的过程如下：

1、设定阵列的第n阵元为发射状态，第n-1阵元和第n+1阵元为接收状态，获取第n-1阵元接收自第n阵元发送的信号Sr(n-1,n)：

Sr(n-1,n)＝Sref*Tn*C(n-1,n)*R(n-1)           (7)

以及获取第n+1阵元接收自第n阵元发送的信号Sr(n-1,n+1)：

Sr(n+1,n)＝Sref*Tn*C(n+1,n)*R(n+1)            (8)

2、利用上述公式(7)和(8)计算得到第n-1阵元的接收通道与第n+1阵元的接收通道之间的接收幅相相对系数R(n-1，n+1)：

R(n-1,n+1)＝R(n-1)/R(n+1)＝Sr(n-1,n)/Sr(n+1,n)        (9)

另外，根据公式(9)可以推导出第k阵元的接收通道与第k+m阵元的接收通道之间的接收幅相相对系数，m为非零的偶数，如公式(10)：

R(k,k+m)＝R(k)/R(k+m)＝[R(k,k+2)]*[R(k+2,k+4)]*…*[R(k+m-2,k+m)]   (10)

可以理解的是，在计算被偶数个阵元相隔的两个阵元之间的接收幅相相对系数时，可以通过多种路径，本实施例仅仅以1*N作为举例说明，具体计算路径可以根据实际天线阵列的排布灵活选择，具体本文中均不作限定。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第一至第二个可选实施例的基础上，本发明实施例的第三个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第一信号的第五相位、所述第二信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

这种情况下，上述发射幅相相对系数的计算方式可以参考上述第一个可选实施例，设定第n-1阵元和第n+2阵元均为接收状态，第n阵元和第n+1阵元均为发射状态，可以计算得到T(n，n+1)：

T(n，n+1)²＝Tn²/T(n+1)²＝|[Sr(n-1,n)*Sr(n+2,n)/(Sr(n+1,n-1)*Sr(n+1,n+2)]|      (11)

由公式(11)可知，T(n，n+1)有正负两个值，为去除符号模糊问题，则设定Tx＝(Tn²/T(n+1)²)^1/2，然后利用预设的判断公式(6)对T(n，n+1)的符号进行判定，以得到不同相位时的T(n，n+1)值，上述符号为正时，T(n，n+1)＝Tx；上述符号为负时，T(n，n+1)＝-Tx；其中，判断公式如下：

phase[Sr(n+1,n-1)]-phase[Sr(n,n-1)]*X＝phase[ant(n,n+1)]+delta_pha    (6)

其中，X为变量，此处为Tx，phase表示计算相位，ant(n,n+1)表示第n阵元和第n+1阵元，例如phase[ant(n,n+1)]表示第n阵元和第n+1阵元的相位，天线确定后，phase[ant(n,n+1)]即为确定的值，考虑实际工程存在误差，则设定delta_pha为相位误差范围。

将Tx代入上述公式(6)，具体对T(n，n+1)的符号进行判断，具体符号取值根据余弦函数随时间的变化来取值，本文中不作赘述。

可以理解的是，在计算完相邻的发射通道之间的发射幅相相对系数后，还可以利用下述第四个可选实施例中的公式(13)，继续计算任意发射通道之间的发射幅相相对系数，设定一个发射通道为参考通道，利用发射通道之间的幅相相对系数，计算各个发射通道之间的相对幅相校准系数，完成发射通道的相对幅相校准。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第一至第三个可选实施例的基础上，本发明实施例的第四个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔，所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数；

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第三至第四个可选实施例的基础上，本发明实施例的第五个可选实施例中，设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。

此种情况下，发射幅相相对系数的计算方式与上述第二个可选实施例类似，即设定第n单元为接收状态，第n-1单元和第n+1单元均为发射状态，则可以计算得到第n-1阵元的发射通道与第n+1阵元的发射通道之间的发射幅相相对系数T(n-1，n+1)：

T(n-1,n+1)＝T(n-1)/T(n+1)＝Sr(n,n-1)/Sr(n,n+1)        (12)

另外，根据公式(12)可以推导出第k阵元的发射通道与第k+m阵元的发射通道之间的发射幅相相对系数，m为非零的偶数，如公式(13)：

T(k,k+m)＝T(k)/T(k+m)＝[T(k,k+2)]*[T(k+2,k+4)]*…*[T(k+m-2,k+m)]    (13)

可以理解的是，在计算被偶数个阵元相隔的两个阵元之间的发射幅相相对系数时，可以通过多种路径，本实施例仅仅以1*N作为举例说明，具体计算路径可以根据实际天线阵列的排布灵活选择，具体本文中均不作限定。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第一至第五个可选实施例的基础上，本发明实施例的第六个可选实施例中，所述第一阵元通过耦合作用接收所述第一信号和所述第二信号，所述第三阵元通过耦合作用接收所述第三信号，所述第四阵元通过耦合作用接收所述第四信号。

可选的，在上述图1或图2所对应的实施例及上述第一至第六个可选实施例的基础上，本发明实施例的第七个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元与所述第一阵元为对称关系。

可以理解的是，本文中的方法也适用于规则对称排布阵列，只需预先获取各个阵元之间的耦合特征即可，后续计算及校准的过程与本发明实施例所陈述的方案均相同，具体可以通过测量阵元之间的耦合系数，或通过电磁仿真软件如高频结构仿真器(HFSS，High Frequency Structure Simulator)对天线阵列进行仿真，在阵元间引入电磁耦合，以得到阵元之间的耦合特征，具体阵元之间的耦合特征的获取方式本文中均不作限定。

上面对本发明实施例中一种天线阵列校准的方法进行描述，下面对本发明实施例中的一种天线校准的系统进行详细说明，本发明实施例中，天线阵列中，接收通道的数量或发射通道的数量都不少于4个。并且每个发射通道或接收通道的状态都可以独立控制。本系统主要有TDD系统和FDD系统两种，具体结构图可以参阅图5，每个天线阵元都连接接收通道和发射通道，请参阅图6，所述系统包括：

至少4个天线阵元、至少4个接收通道、至少4个发射通道、数字信号处理单元及4个开关，每个所述接收通道和每个所述发射通道分别由所述开关独立控制；

所述天线阵元用于发射和/或接收信号；

所述接收通道用于对接收到的信号进行滤波、放大、变频及数字变换，得到数字信号，并将所述数字信号传输至所述数字信号处理单元；

所述发射通道用于将所述数字信号处理单元输入所述发射通道的信号进行数字模拟转换得到模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波、调制、变频和放大处理，得到模拟信号，并通过所述天线阵列发射所述模拟信号；

所述数字信号处理单元至少用于如下功能之一：

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算接收通道之间的接收幅相相对系数，以使接收通道之间的幅相特性一致；

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算发射通道之间的发射幅相相对系数，以使发射通道之间的幅相特性一致；

所述开关用于分别控制所述接收通道的通断、所述发射通道的通断，及分别控制所述接收通道与阵元的通断、所述发射通道与阵元的通断，以切换射频信号；可以将通过所述发射通道发射的信号的状态，切换至从所述天线阵元接收并传输至所述接收通道的信号的状态。

本发明实施例中，数字信号处理单元根据接收通道接收到的数字信号计算接收通道之间的接收幅相相对系数，以使接收通道之间的幅相特性一致；根据发射通道发射的模拟信号计算发射通道之间的发射幅相相对系数，以使发射通道之间的幅相特性一致；有效消除由于幅相特性不一致导致射频信号形成的误差，能够有效、准确的控制波束的形状以及波束指向接收天线的方向。

可选的，在上述图6所对应的实施例的基础上，本发明实施例中的第一个可选实施例中，所述系统为频分双工FDD系统时，所述系统还包括双工器和耦合器(如图5)；

所述双工器用于对所述接收通道接收到的信号和所述发射通道发射的信号进行分路、合路处理，即使得发射通道不能输出接收频率信号，接收通道不能接收发射频率信号，实际应用时，可以通过在天线端口设置定向耦合器，在接收和发射通道增加射频开关，从而实现接收通道接收发射频率信号，发射通道发送接收频率信号的功能；

所述耦合器用于对信号进行耦合，以使所述发射通道发送接收频率信，及所述接收通道接收发射频率信号。

可选的，在上述图6所对应的实施例及第一个可选实施例的基础上，本发明实施例中的第二个可选实施例中，每两个被校准的所述天线阵元与辅助阵元存在对称关系。

可选的，在上述图6所对应的实施例、及第一或第二个可选实施例的基础上，本发明实施例中的第三个可选实施例中，每个所述天线阵元通过阵元之间的耦合作用接收信号。

本发明实施例中，在天线阵列为一维线性均匀阵列或其他天线阵列边缘特征密度不一致的排布型阵列时，可以考虑通过在这些天线阵列的边缘处增加哑元，以降低或补偿由于阵元排布导致的特征密度不一致性。

本发明还提供一种天线阵列校准的装置，所述天线阵列为规则排布型阵列，请参阅图7和图8，本发明实施例提供一种应用上述图1和/或图2中天线校准的方法的装置，所述装置应用于包含规则排布型阵列的通信设备，所述装置包括：

第一获取模块301，用于获取第一信号和第二信号；

第一处理模块302，用于根据所述第一获取模块301获取的所述第一信号和所述第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致，所述第一信号由所述第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由所述第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元；

和/或，第二获取模块303，用于获取第三信号和第四信号；

第二处理模块304，用于根据所述第二获取模块303获取的根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号。

本发明实施例中，第一处理模块302根据第一获取模块301获取第一阵元接收的上述第一信号和上述第二信号，计算得到发射幅相相对系数，使第一发射通道的幅相特性和第二发射通道的幅相特性一致，或第二处理模块303根据第二获取模块303获取上述第三信号和第四信号，计算得到接收幅相相对系数，使第一接收通道的幅相特性和第二接收通道的幅相特性一致。

可选的，在上述图7和/或图8所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第一个可选实施例中，参阅图9，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述第二处理模块304具体用于：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第一判断模块305，用于根据所述第三信号的第一相位、所述第四信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号；所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

可选的，在上述图7和/或图8所对应的实施例、及第一个可选实施例的基础上，本发明实施例的第二个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述第二处理模块304具体用于：

在所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数；

可选的，在上述第一至第二个可选实施例的基础上，本发明实施例的第三个可选实施例中，所述第二处理模块304在计算得到所述接收幅相相对系数之后，还用于：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

可选的，在上述图7和/或图8所对应的实施例、及第一至第三个可选实施例的基础上，本发明实施例的第四个可选实施例中，参阅图10，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述第一处理模块302具体用于：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第二判断模块306，用于根据所述第一信号的第五相位、所述第二信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

可选的，在上述图7和/或图8所对应的实施例、及第一至第四个可选实施例的基础上，本发明实施例的第五个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔，所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，所述第一处理模块302具体用于：

根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数；

可选的，在上述第四至第五个可选实施例的基础上，本发明实施例的第六个可选实施例中，所述第二阵元和所述第三阵元被至少两个阵元间隔时，所述第一处理模块302还用于：

设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种天线阵列校准的方法、装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种天线阵列校准的方法，其特征在于，所述方法应用于规则排布型阵列，所述方法至少包括如下步骤中的一个：

获取第一信号和第二信号，根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致，所述第一信号由所述第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由所述第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元；

获取第三信号和第四信号，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第五信号的第一相位、所述第七信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号，所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，具体包括：

所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在计算得到所述接收幅相相对系数之后，所述方法还包括：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述方法还包括：

根据所述第九信号的第五相位、所述第十一信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数，具体包括：

所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。

8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述第一阵元通过耦合作用接收所述第一信号和所述第二信号，所述第三阵元通过耦合作用接收所述第三信号，所述第四阵元通过耦合作用接收所述第四信号。

9.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元与所述第一阵元为对称关系。

10.一种天线阵列校准的系统，其特征在于，所述系统包括：

至少4个天线阵元、至少4个接收通道、至少4个发射通道、数字信号处理单元及至少4个开关，每个所述接收通道和每个所述发射通道分别由所述开关独立控制；

所述天线阵元用于发射和/或接收信号；

所述接收通道用于对接收到的信号进行滤波、放大、变频及模拟数字变换，得到数字信号，并将所述数字信号传输至所述数字信号处理单元；

所述发射通道用于将所述数字信号处理单元输入所述发射通道的信号进行数字模拟转换得到模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波、调制、变频和放大处理，得到处理后的模拟信号，并通过所述天线阵元发射所述处理后的模拟信号；

所述数字信号处理单元至少用于如下功能之一：

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算接收通道之间的接收幅相相对系数，以使接收通道之间的幅相特性一致；

对所述接收通道传输的所述数字信号进行数字信号处理，并根据所述数字信号计算发射通道之间的发射幅相相对系数，以使发射通道之间的幅相特性一致；

所述开关用于分别控制所述接收通道的通断、所述发射通道的通断，及分别控制所述接收通道与阵元的通断、所述发射通道与阵元的通断。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统为频分双工FDD系统时，所述系统还包括双工器和耦合器；

所述双工器用于对所述接收通道接收到的信号和所述发射通道发射的信号进行分路、合路处理；

所述耦合器用于对信号进行耦合，以使所述发射通道发送频率信号，及所述接收通道接收频率信号。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，每两个被校准的所述天线阵元与辅助阵元存在对称关系。

13.根据权利要求10至12所述的系统，其特征在于，每个所述天线阵元通过阵元之间的耦合作用接收信号。

14.一种应用上述天线校准的方法的装置，其特征在于，所述装置应用于规则排布型阵列的通信设备，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取第一信号和第二信号；

第一处理模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述第一信号和所述第二信号，计算得到第二阵元和第三阵元之间的发射幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一发射通道的幅相特性与所述第三阵元的第二发射通道的幅相特性一致，所述第一信号由所述第二阵元通过所述第一发射通道发送至第一阵元，所述第二信号由所述第三阵元通过所述第二发射通道发送至所述第一阵元；

和/或，第二获取模块，用于获取第三信号和第四信号；

第二处理模块，用于根据所述第二获取模块获取的根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数，以使所述第二阵元的第一接收通道的幅相特性与所述第三阵元的第二接收通道的幅相特性一致，所述第三信号由所述第二阵元通过所述第一接收通道接收自所述第一阵元发送的信号，所述第四信号由所述第三阵元通过所述第二接收通道接收自所述第一阵元发送的信号。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第四阵元和第五阵元，且所述第二阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第五阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第四阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第五阵元两者的间距相等时，所述第三信号包括第五信号和第六信号，所述第四信号包括第七信号和第八信号，所述第五信号由所述第四阵元发送给所述第二阵元，所述第六信号为第五阵元发送给所述第二阵元，所述第七信号由所述第四阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第五阵元发送给所述第三阵元，所述第二处理模块具体用于：

根据所述第五信号、所述第七信号、所述第六信号和所述第八信号，计算得到所述接收幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第一判断模块，用于根据所述第五信号的第一相位、所述第七信号的第二相位、第三相位与第四相位之差及第一相位误差阈值，确定所述接收幅相相对系数的符号；所述第三相位为所述第二阵元与所述第四阵元两者之间的相位，所述第四相位为所述第三阵元和所述第四阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述接收幅相相对系数为第一接收幅相相对系数，所述符号为负时，所述接收幅相相对系数为第二接收幅相相对系数。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔时，所述第二处理模块具体用于：

在所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，根据所述第三信号和所述第四信号，计算得到所述接收幅相相对系数。

17.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块在计算得到所述接收幅相相对系数之后，还用于：

设所述第二阵元为k₁阵元，第三阵元为k₁+m₁阵元，在所述第一阵元包括k₁+2阵元、k₁+4阵元……k₁+m₁-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的接收幅相相对系数R(k₁，k₁+m₁)根据如下公式计算得到：

R(k₁，k₁+m₁)＝R(k₁)/R(k₁+m₁)＝(R(k₁,k₁+2))*(R(k₁+2,k₁+4))*……*R(k₁+m₁-2,k₁+m₁)；

所述k₁为正整数，所述m₁为偶数。

18.根据权利要求14至17任一所述的装置，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元相邻，所述第一阵元包括第六阵元和第七阵元，且所述第二阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第三阵元和所述第七阵元两者的间距相等，所述第三阵元和所述第六阵元两者的间距，与所述第二阵元和所述第七阵元两者的间距相等时，所述第一信号包括第九信号和第十信号，所述第二信号包括第十一信号和第十二信号，所述第九信号由所述第六阵元发送给所述第二阵元，所述第十信号为第七阵元发送给所述第二阵元，所述第十一信号由所述第六阵元发送给所述第三阵元，所述第八信号为所述第七阵元发送给所述第三阵元，所述第一处理模块具体用于：

根据所述第九信号、所述第十信号、所述第十一信号和所述第十二信号，计算得到所述发射幅相相对系数的绝对值；

所述装置还包括：

第二判断模块，用于根据所述第九信号的第五相位、所述第十一信号的第六相位、第七相位与第八相位的差值及第二相位误差阈值，确定所述发射幅相相对系数的符号，所述第七相位为所述第二阵元与所述第六阵元两者之间的相位，所述第八相位为所述第三阵元和所述第六阵元两者之间的相位；所述符号为正时，所述发射幅相相对系数为第一发射幅相相对系数，所述符号为负时，所述发射幅相相对系数为第二发射幅相相对系数。

19.根据权利要求14至18任一所述的装置，其特征在于，所述第二阵元和所述第三阵元被所述第一阵元间隔，所述第一阵元与所述第二阵元两者之间的间距，和所述第一阵元与所述第三阵元两者之间的间距相等时，所述第一处理模块具体用于：

根据所述第一信号和所述第二信号，计算得到所述发射幅相相对系数。

20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，设所述第二阵元为k₂阵元，第三阵元为k₂+m₂阵元，所述第一阵元包括k₂+2阵元、k₂+4阵元……k₂+m₂-2阵元时，所述第二阵元和所述第三阵元之间的发射幅相相对系数T(k₂，k₂+m₂)根据如下公式计算得到：

T(k₂，k₂+m₂)＝T(k₂)/T(k₂+m₂)＝(T(k₂,k₂+2))*(T(k₂+2,k₂+4))*……*T(k₂+m₂-2,k₂+m₂)；

所述k₂为正整数，所述m₂为偶数。