CN109309533B - 一种校准方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种校准方法及设备，涉及通信领域，能够对测量所得的幅相结果进行补偿，在保证相控阵天线性能的同时节省了成本，有利于校准系统的广泛部署。该方法应用于天线阵列幅相校准系统，该系统包括第一设备、第二设备以及与第三设备，第一设备包括N个天线组，第二设备包括至少三个探头。方法包括：第三设备确定N个天线组中的每一个天线组的位置误差；根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，根据天线组的实际位置确定天线组针对第二设备的目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；最后，根据天线组的相位补偿值、幅度补偿值对第二设备的目标探头测量天线组所发射信号获得的相位结果、幅度结果进行补偿。

Description

一种校准方法及设备
技术领域
本申请实施例涉通信领域，尤其涉及一种校准方法及设备。
背景技术
5G通信系统中广泛应用了基于相控阵天线的大规模多入多出(Massive Multi-input and Multi-output，Massive-MIMO)技术。网络设备、终端设备均可以部署相控阵天线。所谓相控阵天线是由多个可独立控制相位(或时延)的天线组按照一定的空间布局构成的天线阵列。
在设计相控阵天线时，需要通过控制天线单元的位置等因素来在一定程度上对相控阵天线所发射信号的幅度、相位进行控制，才能保证相控阵天线的性能不受影响。但是受设备中的器件位置差异、制板材料差异和天线组间互偶等因素的影响，设备出厂后往往很难保证相控阵天线的幅相达到预期的效果，进而对相控阵天线的性能造成影响。
现有技术中，可以在远场边界设置探头，根据探头的测量结果对相控阵天线进行幅相校准，如此导致系统体积巨大、成本较高；或者，使用成本高昂的高精度扫描架和转台逐个对准天线组进行校准，成本较高、体积较大、校准效率较低，也不适合生产上使用。
发明内容
本申请实施例提供一种校准方法及设备，能够利用小体积的校准系统在近距离内对器件的位置误差导致的幅相偏差进行补偿，对相控阵天线的幅相进行校准，从而在保证相控阵天线性能的同时节省了成本，有利于校准系统的广泛部署。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，公开了一种校准方法，应用于天线阵列幅相校准系统，天线阵列幅相校准系统包括第一设备、第二设备以及与第一设备和第二设备连接的第三设备，第一设备包括N个天线组，N为大于1的整数，第二设备包括至少三个探头，第一设备与至少三个探头中每一个探头之间的距离均小于远场边界距离，包括：第三设备首先需要确定N个天线组中的每一个天线组的位置误差；随后，第三设备针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，根据天线组的实际位置确定天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；其中，目标探头是至少三个探头中的任意一个探头。最后，第三设备针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的相位补偿值对目标探头测量天线组所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准天线组所发射信号的相位；和/或，根据天线组的幅度补偿值对目标探头测量天线组所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准天线组所发射信号的幅度。
本发明实施例提供的方法，可以在中近场距离内对测量设备(即本发明实施例所述的第二设备)的测量结果进行校准，补偿被测设备(即本发明实施例所述的第一设备)的天线组位置误差所导致的幅相偏差。具体地，首先确定第一设备的每一个天线组的位置误差；根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，进一步，还可以根据天线组的实际位置确定天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值。最后，根据确定的补偿值对测量到的信号幅度结果进行补偿，对测量到的信号相位结果进行补偿。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的系统在近距离内对天线组的硬件因素(如：位置误差)所造成的幅相偏差进行补偿，实现对相控阵天线进行幅相一致性的校准，保证了相控阵天线的性能。另一方面，利用设备现有的器件就可以完成对相控阵天线进行幅相的校准，无需增加成本高昂的设备，如：高精度扫描架和转台，大大地节省了成本，有利于天线阵列幅相校准系统的广泛部署。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，第三设备确定N个天线组中的每一个天线组的位置误差具体包括：确定目标天线组集合；目标天线组集合由N个天线组的部分天线组构成，或目标天线组由N个天线组构成；针对目标天线组集合中的每一个天线组，获取天线组对应的相位差；天线组对应的相位差是天线组所发射信号到达至少三个探头中的任意两个探头的相位的差值；针对目标天线组集合中的每一个天线组，根据天线组对应的相位差计算天线组的实测波程差；天线组对应的实测波程差是天线组所发射信号到达至少三个探头中的任意两个探头探头的波程的差值；根据目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定N个天线组中每一个天线组的位置误差。
本发明实施例中提供了确定天线组位置误差的一种可能的实现方式，具体可以根据第一设备的部分天线组所发射信号到达不同探头间的相位差、波程差确定天线组的位置误差。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，第三设备根据天线组对应的相位差计算天线组的实测波程差具体包括：根据
Figure BDA0001789088270000021
计算获得天线组对应的实测波程差di，其中，
Figure BDA0001789088270000022
为天线组对应的第i个相位差，单位为度；λ为天线组所发射信号的波长；i为大于等于1的整数。
本发明实施例提供了根据天线组对应的相位差推导出天线组对应的波程差的具体实现方式。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，第三设备根据目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定N个天线组中每一个天线组的位置误差具体包括：针对目标天线组集合中每一个天线组，确定天线组的预测位置误差；根据天线组的预测位置误差确定天线组对应的预测波程差；将目标天线组集合中每一个天线组对应的实测波程差以及目标天线组集合中每一个天线组对应的预测波程差代入目标函数；将目标函数取得最小值时的最优解时的位置误差作为定N个天线组中每一个天线组的位置误差；其中，目标函数用于表征天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异，且天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异越大，目标函数的值越大。
本发明实施例提供了根据天线组对应的预测波程差确定天线组的位置误差的具体实现方式，具体可以是将天线组对应的预测波程差作为目标函数的输入，求解目标函数的最优解问题获得使得天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异最小的位置误差。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，目标函数为：
Figure BDA0001789088270000031
其中，第一设备的天线阵列在k个维度上的预测位置误差分别为x1,x2......xk，天线阵列包括N个天线组，M为目标天线组集合中天线组的数量，M为大于等于1小于等于N的整数，Gi为M个天线组中的第i个天线组对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为M个天线组中的第i个天线组对应的预测波程差；i为大于等于1的整数。
本发明实施例提供了目标函数的具体实现方式。目标函数不仅仅局限于上述实现方式，还可以是其他形式的函数，能够表征天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异即可，本发明实施例对目标函数的具体形式不作限定。
结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，第三设备根据天线组的相位补偿值对目标探头测量天线组所发射信号所得的相位结果进行补偿，校准天线组所发射信号的相位具体包括：根据天线组的实际位置确定天线组所发射信号到达目标探头的波程，根据天线组所发射信号到达目标探头的波程确定天线组所发射信号到达目标探头的相位，根据天线组所发射信号到达目标探头的相位确定天线组针对目标探头的相位补偿值。
本发明实施例提供了对测量所得的相位结果进行补偿的具体实现方式。
结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，第三设备根据天线组的幅度补偿值对目标探头测量天线组所发射信号所得的幅度结果进行补偿，校准天线组所发射信号的幅度具体包括：
根据天线组的实际位置确定天线组相对目标探头的方位，根据天线组相对目标探头的方位确定天线组所发射信号到达目标探头的幅度偏差，根据天线组所发射信号到达目标探头的幅度偏差确定天线组针对目标探头的幅度补偿值。
本发明实施例提供了对测量所得的幅度结果进行补偿的具体实现方式。
结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，方法还包括：第三设备针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的相位补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的相位；和/或，根据天线组的幅度补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的幅度。
本发明实施例中，第一设备也可以通过天线组接收第二设备发射的信号，第一设备也可以测量第二设备所发射信号的幅度、相位。本发明实施例提供的方法还可以对测量第二设备所发射信号所得的幅度结果、相位结果进行补偿。
第二方面，公开了一种设备，设备为天线阵列幅相校准系统中的第三设备，天线阵列幅相校准系统包括第一设备、第二设备以及与第一设备和第二设备连接的第三设备，第一设备包括N个天线组，N为大于1的整数，第二设备包括至少三个探头，第一设备与至少三个探头中每一个探头之间的距离均小于远场边界距离，包括：确定单元，用于确定N个天线组中的每一个天线组的位置误差；确定单元还用于，针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，根据天线组的实际位置确定天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；其中，目标探头是至少三个探头中的任意一个探头；补偿单元，用于针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的相位补偿值对目标探头测量天线组所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准天线组所发射信号的相位；和/或，根据天线组的幅度补偿值对目标探头测量天线组所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准天线组所发射信号的幅度。
本发明实施例提供的设备，可以在中近场距离内对测量设备(即本发明实施例所述的第二设备)的测量结果进行校准，补偿被测设备(即本发明实施例所述的第一设备)的天线组位置误差所导致的幅相偏差。具体地，首先确定第一设备的每一个天线组的位置误差；根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，进一步，还可以根据天线组的实际位置确定天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值。最后，根据确定的补偿值对测量到的信号幅度结果进行补偿，对测量到的信号相位结果进行补偿。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的系统在近距离内对天线组的硬件因素(如：位置误差)所造成的幅相偏差进行补偿，实现对相控阵天线进行幅相一致性的校准，保证了相控阵天线的性能。另一方面，利用设备现有的器件就可以完成对相控阵天线进行幅相的校准，无需增加成本高昂的设备，如：高精度扫描架和转台，大大地节省了成本，有利于天线阵列幅相校准系统的广泛部署。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，确定单元具体用于，确定目标天线组集合；目标天线组集合由N个天线组的部分天线组构成，或目标天线组由N个天线组构成；针对目标天线组集合中的每一个天线组，获取天线组对应的相位差；天线组对应的相位差是天线组所发射信号到达至少三个探头中的任意两个探头的相位的差值；针对目标天线组集合中的每一个天线组，根据天线组对应的相位差计算天线组的实测波程差；天线组对应的实测波程差是天线组所发射信号到达至少三个探头中的任意两个探头探头的波程的差值；根据目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定N个天线组中每一个天线组的位置误差。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，确定单元具体用于，根据
Figure BDA0001789088270000042
计算获得天线组对应的实测波程差di，其中，
Figure BDA0001789088270000043
为天线组对应的第i个相位差，单位为度；λ为天线组所发射信号的波长；i为大于等于1的整数。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，确定单元具体用于，针对目标天线组集合中每一个天线组，确定天线组的预测位置误差；根据天线组的预测位置误差确定天线组对应的预测波程差；将目标天线组集合中每一个天线组对应的实测波程差以及目标天线组集合中每一个天线组对应的预测波程差代入目标函数；将目标函数取得最小值时的最优解时的位置误差作为定N个天线组中每一个天线组的位置误差；其中，目标函数用于表征天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异，且天线组对应的预测波程差与天线组对应的实测波程差的差异越大，目标函数的值越大。
结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，目标函数为：
Figure BDA0001789088270000041
其中，第一设备的天线阵列在k个维度上的预测位置误差分别为x1,x2......xk，天线阵列包括N个天线组，M为目标天线组集合中天线组的数量，M为大于等于1小于等于N的整数，Gi为M个天线组中的第i个天线组对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为M个天线组中的第i个天线组对应的预测波程差；i为大于等于1的整数。
结合第二方面，在第二方面的第五种可能的实现方式中，补偿单元具体用于，根据天线组的实际位置确定天线组所发射信号到达目标探头的波程，根据天线组所发射信号到达目标探头的波程确定天线组所发射信号到达目标探头的相位，根据天线组所发射信号到达目标探头的相位确定天线组针对目标探头的相位补偿值。
结合第二方面，在第二方面的第六种可能的实现方式中，补偿单元具体用于，根据天线组的实际位置确定天线组相对目标探头的方位，根据天线组相对目标探头的方位确定天线组所发射信号到达目标探头的幅度偏差，根据天线组所发射信号到达目标探头的幅度偏差确定天线组针对目标探头的幅度补偿值。
结合第二方面，在第二方面的第七种可能的实现方式中，补偿单元还用于，针对N个天线组中的每一个天线组，根据天线组的相位补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的相位；和/或，根据天线组的幅度补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的幅度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的天线阵列幅相校准系统的架构图；
图2a为现有技术中幅相测量的示意图；
图2b为现有技术中幅相测量的另一示意图；
图3为现有技术中幅相测量的另一示意图；
图4为本发明实施例提供的校准方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的天线阵列幅相校准系统的一种示意图；
图6为本发明实施例提供的第三设备的结构图；
图7为本发明实施例提供的第三设备的另一结构框图；
图8为本发明实施例提供的第三设备的另一结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种天线阵列幅相校准系统，可以在中近场距离内对器件位置误差所导致的幅相偏差进行测量，为后续进行的幅相一致性补偿提供数据输入，保证相控阵天线的幅相一致性。同时，整个系统占空、体积相对较小，不需要借助高精度的扫描装置就可以对相控阵天线的幅相进行校准，大大节省了幅相校准的成本，有利于天线阵列幅相校准系统的广泛部署。
参考图1，所述天线阵列幅相校准系统包括第一设备10、第二设备20以及第三设备30。其中，第一设备10与第二设备20之间的距离小于远场边界距离。远场边界距离等于2d2/λ，其中，d为第一设备的天线口径，λ为第一设备所发射信号的波长。
具体地，第一设备10包含N个天线组101，其中，N为大于1的整数。每个天线组可包含若干天线单元，天线组是幅相可控的最小单位，也是幅相校准的最小单位。多个天线组可以构成一个天线阵列，第一每个天线阵列包含多个天线阵列。第一设备10是被测对象，需要对第一设备包括的天线组间的幅相进行测量，可以是具有相控阵天线的基站或者终端产品。本发明实施例中，一列上相邻的两个天线单元可以构成一个天线组，本发明实施例对天线组的构成不做限定。另外，第一设备10需要能够单独控制每个天线组的发射功能的开断以及每一个天线组的接收功能的开断。
参考图1，第二设备20是对被测对象进行测试的设备，第二设备20可以为用于测试信号的多探头组件，包含探头模组201。其中，探头模组201包括至少三个探头以及开关。第二设备20可以通过开关在多个探头间进行切换，接通探头模组中的一个探头，同时能够单独控制每个探头的发射和接收的开断。另外，每个探头的相位中心的相对位置是已知的，每个探头接通到开关以后由于开关导致的相位差也是已知的。上述相对位置和相位差可以预先通过校准获得。
参考图1，第三设备30与第一设备10第二设备20连接，第三设备30包括测量模块301以及校准模块302。其中，测量模块301可以测量第二设备20接收到的信号的幅度、相位；校准模块302可以根据测量模块301测量到的幅度、相位获得相位补偿值、幅度补偿值，对第二设备20的测量结果进行补偿。第三设备30需要能测量出第二设备20的探头接收到的信号的幅度、相位，同时要能测量出天线组发射的信号的幅度、相位。另外，第三设备30需要能够根据测量所得结果计算出天线组的位置误差。具体实现中，第三设备30可以是集成在第一设备10中的计算模块(程序)，也可以是独立的设备。如：包括独立的仪表(可以是矢网分析仪)、计算设备等。
现有技术中，可以通过高精度扫描装置来保证测量过程中同一个探头与不同天线组间的相对位置保持一致，从而保证每个天线组与该探头间的波程和增益一致，可以根据扫描测量的结果直接算出天线组间幅相差，无需补偿。现有技术对被测天线组位置的准确性要求较低。参考图2a，在探头扫描移动过程中，探头与各个天线组之间的距离是保持一致的。另外，参考图2b，当天线组偏离了预设位置，出现位置误差时，也可以通过高精度的扫描装置来保证探头与不同天线组间的相对位置保持误差。即在图2b中，即使天线组有位置误差，偏离了预设的位置，但高精度扫描装置在扫描时可以通过移动保证L1’＝L2’＝L3’＝L4’。
一旦使用固定位置的探头测量天线组发射的信号，就不能保证探头与每个天线组间的相对位置是一致的，参考图3，当天线组的位置出现误差，偏离预设位置时，L1、L2、L3和L4发生变化，L1、L2、L3和L4之间的相对关系与L1’、L2’、L3’和L4’之间的相互关系不同。进一步，根据天线组与探头间的相对位置来对第二设备所测量的信号幅相值进行幅相补偿，因此，天线组的位置准确度直接影响补偿值的准确性。可见，在此场景下对被测天线组的位置准确度要求较高。本发明实施例为节省成本，不再采用成本高昂的扫描装置，而是利用已有的固定探头对天线组位置误差造成的幅相偏差进行补偿，因此本发明实施例提供的校准方法中需要保证天线组的位置误差足够小，或者能够对定位误差进行补偿。
具体实现中，第三设备30可以获取第一设备10各个天线组所发射信号到达不同第二设备20的不同探头的波程，进一步还可以根据获取到的波程计算出第一设备10各个天线组的位置误差。还可以根据天线组的位置误差确定天线组的实际位置，进而根据天线组的实际位置对第二设备20测量第一设备10天线组所发射信号获得的幅度结果、相位结果进行补偿。
本发明实施例提供一种校准方法，应用于图1所示的天线阵列幅相校准系统，可以在中近场距离内对测量设备(即本发明实施例所述的第二设备)的测量结果进行校准，补偿被测设备(即本发明实施例所述的第一设备)的天线组位置误差所导致的幅相偏差。具体地，首先确定第一设备的每一个天线组的位置误差；根据天线组的目标位置以及天线组的位置误差确定天线组的实际位置，进一步，还可以根据天线组的实际位置确定天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值。最后，根据确定的补偿值对测量到的信号幅度结果进行补偿，对测量到的信号相位结果进行补偿。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的系统在近距离内对天线组的硬件因素(如：位置误差)所造成的幅相偏差进行补偿，实现对相控阵天线进行幅相一致性的校准，保证了相控阵天线的性能。另一方面，利用设备现有的器件就可以完成对相控阵天线进行幅相的校准，无需增加成本高昂的设备，如：高精度扫描架和转台，大大地节省了成本，有利于天线阵列幅相校准系统的广泛部署。
本发明实施例提供一种校准方法，可以应用于图1所示的天线阵列幅相校准系统，如图4所示，所述方法包括以下步骤：
401、第三设备确定第一设备的N个天线组中的每一个天线组的位置误差。
本发明实施例中，第一设备10与第二设备20之间的距离小于远场边界距离，也就是说可以在中近场实现对天线组所发射信号的幅相校准。另外，第二设备20的探头是固定的，因此，需要确定第一设备的天线组的位置误差，在已知天线组位置误差的情况下对第二设备20的测量结果进行补偿可获得精确的测量结果。
在本发明实施例中，多个探头的相位中心以及探头与开关接通所导致的相位差是已知的。第三设备30测量同一个天线组所发射信号到不同探头的相位，可以除去探头与开关接通所导致的相位差，进而可以获得同一天线组所发射信号到达任意两个不同探头间的相位差，即本发明实施例所述的一个天线组对应的相位差。示例的，第二设备20的探头模组包括三个探头，天线组1所发射信号到达探头1的相位为A，天线组1所发射信号到达探头2的相位为B，天线组1所发射信号到达探头3的相位为C。天线组1所发射信号到达探头1、探头2之间的相位差为A-B，天线组1所发射信号到达探头1、探头3之间的相位差为A-C，天线组1所发射信号到达探头2、探头3之间的相位差为B-C，因此，天线组1对应的相位差为A-B、A-C以及B-C。在一些实施例中，天线组对应的相位差可以认为是天线组与探头组成的独立组合对应的相位差。所谓独立组合包括一个天线组和两个探头，独立组合是指该组合对应相位差不能由已知测量结果推导而来。示例的，在已知天线组1所发射信号到达探头1、探头3之间的相位差和天线组1所发射信号到达探头1、探头2之间的相位差后，可以推导出天线组1所发射信号到达探头2、探头3之间的相位差，因此，可以认为天线组1和探头1、探头3构成一个独立组合，天线组1和探头1、探头2构成一个独立组合，天线组1和探头2、探头3不是独立组合，因此天线组1对应的相位差为独立组合对应的相位差即A-B、A-C。
进一步，由天线组对应的相位差反推出天线组对应的波程差。所谓天线组对应的波程差指的是同一天线组所发射信号到达任意两个不同探头间的波程差。经过上述过程，可以获得第一设备10的全部或部分天线组(即本发明实施例所述的目标天线组集合)对应的波程差。
最后，将第一设备10的全部或部分天线组到不同探头的波程作为目标函数的输入，通过求解目标函数的最优解计算出位置误差。通常，可以认为第一设备的各个天线组在出厂时的相对位置是一定的，在出厂时各个天线组的位置误差也可以认为是相同的，因此可以将计算出的这个位置误差作为第一设备的所有天线组的位置误差。
需要说明的是，天线组的相位中心一般情况下与天线组的几何中心重合。在不重合时，可根据测量或仿真得出天线组的相位中心与几何中心的偏移量，再根据天线组的几何中心推导得出天线组的相位中心。
具体实现中，可以通过以下三个步骤确定N个天线组中的每一个天线组的位置误差。包括：
步骤(1)：首先在N个天线组中选择多个天线组构成目标天线组集合，或者，所述目标天线组集合也可以包括第一设备10的全部天线组。也就是说，目标天线组集合包括M个天线组，所述天线组是所述N个天线组中的任意一个天线组，所述M为大于等于1小于等于所述N的整数。
步骤(2)：第三设备30可以测量出每一个天线组所发射信号到达某个探头的相位，进一步就可以获取所述目标天线组集合的所有天线组对应的相位差，即天线组所发射信号到达任意两个探头的相位之间差值，还可以根据所获得的相位差计算所述目标天线组集合的所有天线组对应的实测波程差，即天线组所发射信号到达任意两个探头的实测波程之间的差值。
在一些实施例中，第三设备30可以根据探头和天线组确定独立组合，以独立组合为单位确定波程差、相位差等。天线组对应的波程差可以认为是天线组与探头模组中任意两个探头所组成的全部独立组合所对应的波程差。本发明实施例中，将一个天线组和任意两个探头称为一个独立组合，一个独立组合对应一个波程差、一个相位差。示例的，目标天线组集合中包括两个天线组，分别是天线组0和天线组1，探头模组包括三个探头，分别是探头1、探头2和探头3。天线组0和探头1以及探头2是一个独立组合，天线组0、探头2以及探头3是一个独立组合，天线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头3的相位之间的差值可以根据天线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头2的相位之间的差值、根据天线组0所发射信号到达探头2的相位与天线组0所发射信号到达探头3的相位之间的差值推导出来，因此，天线组0和探头1以及探头3不是独立组合。可见一个天线组和三个探头可以组成2个独立组合，因此，两个天线组和三个探头可以组成4个独立组合。
目标天线组集合中的M个天线组和三个探头有2*M个独立组合，在步骤(2)中可以获得这2*M个独立组合对应的2*M个相位差，进一步还可以获得这2*M个独立组合对应的2*M个实测波程差。
具体实现中，可以对2*M个独立组合进行编号，分别为第1个独立组合、第二个独立组合……第i个独立组合……第2*M个独立组合。可以根据一个独立组合对应的相位差确定该独立组合对应的实测波程差。具体地，根据
Figure BDA0001789088270000081
计算获得第i个独立组合的实测波程差di，其中，
Figure BDA0001789088270000082
为所述第i个独立组合对应的相位差，
Figure BDA0001789088270000083
的单位为度；λ为所述天线组发射的信号的波长；所述i为大于等于1小于等于2*M的整数。
在一些实施例中，也可以以天线组为单位确定波程差、相位差等。天线组对应的波程差可以认为是天线组相对于探头模组中任意两个探头间的波程差。通常，一个天线组所发射信号到达任意两个探头都会有相位差，以三个探头为例，一个天线组对应3个相位差，目标天线组集合中的M个天线组对应3*M个相位差，相应地，根据这3*M个相位差可以获得3*M个实测波程差。
示例的，目标天线组集合中包括两个天线组，分别是天线组0和天线组1，探头模组包括三个探头，分别是探头1、探头2和探头3。天线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头3的相位之间的差值，记为一个相位差；天线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头2的相位之间的差值，记为一个相位差；天线组0所发射信号到达探头2的相位与天线组0所发射信号到达探头3的相位之间的差值，记为一个相位差；可见，一个天线组对应3个相位差。同理，天线组1也对应有3个相位差。
进一步，可以根据
Figure BDA0001789088270000091
计算获得所述天线组对应的实测波程差di，其中，
Figure BDA0001789088270000092
为所述天线组对应的第i个相位差，λ为所述天线组所发射信号的波长；所述i为大于等于1的整数。因此，可以获得目标天线组集合中每一个天线组所对应的实测波程差。
步骤(3)：根据步骤(2)所获得的实测波程差确定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差。
需要说明的是，步骤(2)所获得的实测波程差可以是根据目标天线组集合中的天线组和探头组成的所有独立组合对应的实测波程差，也可以是目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差，本发明实施例对此不作限定。
在一些实施例中，第三设备30可以将天线组的位置误差设为未知数，设置以位置误差为变量的目标函数，求解目标函数的最优解以获得天线组的位置误差。具体地，首先针对目标天线组集合中每一个天线组，通过建模确定天线组的预测位置误差。具体地，可以预设第一设备10的天线阵列整体在k个维度上的位置误差x1,x2......xk，在一些实施例中，x1,x2......xk可以指天线阵列的中心点的位置误差。进一步，可以根据每一个天线组相对于整个天线阵列的位置来计算出每一个天线组的预测位置误差，具体地，可以根据一个天线组相对于天线阵列的中心点的位置来推算出来天线组的预测位置误差，每一个天线组的预测位置误差都可以被表示为以x1,x2......xk为变量的值。示例的，一个天线组的预测位置误差具体可以是(x1+a),(x2-b)......(xk+x)。
需要说明的是，x1,x2......xk可以是线性位置误差，也可以是旋转定位误差，其维度和具体设定由实测可能产生的位置误差决定。天线组之间的相对位置由第一设备的天线设计决定，进一步单个天线组的预测位置误差可由天线阵列整体的预测位置误差推导得出。
随后，针对每一个天线组，利用几何关系，根据该天线组的预测位置误差计算该天线组与多个探头中的任意两个探头组成的每一个独立组合对应的预测波程差，或，根据该天线组的位置误差计算该天线组相对于任意两个探头之间的预测波程差，即本发明实施例所述的天线组对应的预测波程差。具体地，天线组对应的预测波程差可以是以天线组的预测位置误差为变量的函数，由于各个天线组的预测位置误差均可以由x1,x2......xk来表示，因此天线组的预测波程差也可以表示为以x1,x2......xk为变量的函数Fi(x1,x2......xk)。需要说明的是，用第一设备10的天线阵列整体的预测位置误差x1,x2......xk来表征每个天线组的预测波程差。由于每个天线组的位置不一样，因此不同天线组到不同探头的实测波程差也不会一样，也就是说对于不同的天线组Fi(x1,x2......xk)展开之后是不同的，但是都可以表示为函数Fi(x1,x2......xk)。
示例的，独立组合包括天线组1和探头1以及探头2，根据天线组1的位置误差x1,x2......xk以及天线组1相对天线组1和探头1的几何位置就可以计算出天线组1所发射信号到达探头1的波程与天线组1所发射信号到达探头2的波程之间的差值，即天线组1对应的一个预测波程差，可以是一个以用未知数“x1,x2......xk”表示出来的函数。
进一步，将步骤(2)获得的实测波程差以及在此获得的预测波程差代入目标函数；将所述目标函数取得最优解时的位置误差x1,x2......xk作为定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差；其中，所述目标函数用于表征独立组合对应的预测波程差与独立组合对应的实测波程差的差异。
在一些实施例中，可以将目标天线组集合中M个天线组对应的实测波程差以及目标天线组集合中M个天线组对应的预测波程差作为目标函数的输入，计算位置误差。其中，所述目标函数为：
Figure BDA0001789088270000101
公式(1)中，Gi为所述M个天线组中的第i个天线组对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为所述M个天线组中的第i个天线组对应的预测波程差。
在一些实施例中，可以将目标天线组集合中M个天线组和第二设备的探头组成的P个独立组合对应的实测波程差以及这P个独立组合对应的预测波程差作为目标函数的输入，计算位置误差。其中，所述目标函数为：
Figure BDA0001789088270000102
公式(2)中，Gi为P个独立单元合中第i个独立单元合对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为P个独立单元合中第i个独立单元合对应的预测波程差。
步骤401中有以下几点需要注意的问题，具体地：
第一、预设第一设备10天线阵列的整体位置误差时，需要从天线组的实际位置误差对天线组的影响出发。例如：第一设备的天线组是一维线性阵列，则可用一维线性确定预测位置误差；第一设备的天线组是二维面阵，则可用二维线性确定预测位置误差。另外，对于天线组发生倾斜的情况，确定预测位置误差时还需要考虑天线组的旋转变量。
第二、需要预设确定位置误差的范围，将位置误差维持在一定范围内，以避免相位差周期重复造成的波程差不确定性。周期性重复的相位差对于第三设备来说是无法分辨的，示例的，相位差
Figure BDA0001789088270000103
和相位差
Figure BDA0001789088270000104
对于第三设备来说相位差均为
Figure BDA0001789088270000105
为了避免相位差的周期重复导致波程差不确定性，可以将相位差限制在一个范围内，如：相位差不超过90。进一步，根据相位差的范围限制位置误差的范围，位置误差引起的相位差不得超过90。
第三、根据独立组合的相位差获得独立组合对应的波程差时，需要考虑探头与开关接通后对相位差造成的影响。示例的，去除不同探头到开关的相位差的影响。也就是说，测量第一设备天线组所发射信号到达探头所得的原始相位值，包含了由探头和开关接通所引入的的相位差，需要减去探头和开关接通所引入的的相位差，才是本发明实施例所关注的天线组所发射信号到达探头的相位，后续流程中是根据这个相位进行计算确定位置误差。
示例的，线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头3的相位之间的差值，记为相位差A；天线组0所发射信号到达探头1的相位与天线组0所发射信号到达探头2的相位之间的差值，记为相位差B。根据相位差A、B推导实测波程差时，需要减去第二设备的开关与探头3接通后产生的相位差C，即根据相位差A-C可以获得一个实测波程差，根据相位差B-C可以获得一个实测波程差。
第四、公式(1)和公式(2)中的i表示实测波程差和预测波程差的编号，Fi和Gi是一一对应的，Fi为第i个独立组合对应的预测波程差，Gi为第i个独立组合对应的预测波程差。或者，Fi为目标天线组集合中第i个天线组对应的预测波程差，Gi为目标天线组集合中第i个天线组对应的预测波程差。
第五、可以根据最常用的最小二乘法设定目标函数，实际应用中还可以设定为其他形式的目标函数，本发明实施例对此不作限定。任何能表征实测波程差和预测波程差之间的差异大小的函数都可以作为目标函数。
第六、本发明实施例对求解目标最优化问题的具体算法不限定，可使用多种成熟算法。
402、针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的目标位置以及所述天线组的位置误差确定所述天线组的实际位置，根据所述天线组的实际位置确定所述天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；其中，所述目标探头是所述至少一个探头中的中心探头。
具体实现中，第三设备30可以根据所述天线组的实际位置确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位确定所述天线组针对所述目标探头的相位补偿值；和/或，
第三设备30根据所述天线组的实际位置确定所述天线组相对所述目标探头的方位，根据所述天线组相对所述目标探头的方位确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度确定所述天线组针对所述目标探头的幅度补偿值。
需要说明的是，在实际部署图1所示的系统时，可以创建一个三维坐标系，根据中近场的要求部署第一设备以及第二设备，可以获得每一个天线组的三维坐标以及每一个探头的三维坐标。在此，第三设备30可以根据天线组实际位置对应的三维坐标和探头的三维坐标运用几何算法(如：空间两点间距离的算法)获得天线组所发射信号到达探头的波程。另外，第三设备30还可以根据天线组实际位置对应的三维坐标和探头的三维坐标运用几何算法(如：余弦定理、正弦定理等)获得天线组相对探头的方位。
其中，天线组相对探头的方位可以是天线组相对探头的方位角、俯仰角。参考图5，首先可以确定每一个天线组的中心点与探头中心点的连线L，再根据这个连线与探头的法线S的来确定天线组相对探头方位角和俯仰角。本发明实施例中，天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线S的方位角指的是上述连线L在水平面的投影与测量探头法线S的夹角。天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线S的俯仰角指的是，上述连线L在竖直平面上的投影与测量探头法线S的夹角。
进一步，通过对比天线组的方向图，可以获得天线组的方位角对应的一个增益下降值以及天线组的俯仰角对应的一个增益下降值，这两个增益下降值之和即为天线组的增益下降值▽1。其中，天线组的增益下降值可以认为由于天线与主波束方向与探头的夹角所导致的天线的发射增益损耗。另外，通过对比探头的方向图，获得天线组的俯仰角对应的一个增益下降值以及天线组的俯仰角对应的一个增益下降值，这两个增益下降值之和即为探头的增益下降值▽2。其中，测量探头的增益下降值可以认为由于天线与主波束方向与探头的夹角所导致的探头的接收增益损耗。将所述天线组的增益下降值▽1与所述探头的增益下降值▽2的总和作为天线组的幅度补偿值。
需要说明的是，天线组的方向图记录有天线的夹角与发射增益损耗的对应关系，根据所确定的天线的夹角对比天线组的方向图可以确定发射增益损耗；测量探头的方向图记录有天线的夹角与接收增益损耗的对应关系，根据所确定的天线的夹角对比测量探头的方向图可以确定接收增益损耗。
403、根据所述天线组的相位补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的相位；和/或，根据所述天线组的幅度补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的幅度。
具体实现中，可以对目标探头的测量结果进行校准，即将目标探头测量的天线组的相位增加相位补偿值，获得精确的测量结果。其中，天线组的相位补偿值可以正值，也可以是负值。另外，还可以将目标探头测量的天线组的幅度增加幅度补偿值，获得精确的测量结果。同样，天线组的幅度补偿值可以正值，也可以是负值。
在一些实施例中，第一设备的天线组也可以接收第二设备的探头发射的信号，本发明实施例提供的方法中，第三设备还可以根据步骤相位补偿值、幅度补偿值对天线组接收到的信号的幅度结果、相位结果进行补偿。具体地，针对N个天线组中的每一个天线组，第三设备根据天线组的相位补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的相位；和/或，根据天线组的幅度补偿值对天线组接收目标探头所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准目标探头所发射信号的幅度。
以下以包含128个相控阵天线的基站作为示例，详细介绍本发明实施例提供的测量方法。参考图5，第一设备的探头模组包括三个探头，三个探头呈L形排布。另外，三个探头的相位中心构成的平面与探头的法线方向垂直。三个探头与有三选一开关连接，开关接通后可以连接一个探头。探头与被测天线组阵面的距离为0.5m。三个探头的位置以及三选一开关接通某个探头之后的相位差已知，当然，也可以通过校准得到三个探头的精确位置和三选一开关接通某个探头之后的精确相位差。
另外，基站的128个相控阵天线按照8行*16列排布，可以发射信号，也可以接收信号。每两个相控阵天线之间的间距为0.6λ；其中，λ为测试频点所发射信号在传输介质中的波长。测试频点可以是被测量的设备，如：本发明实施例中的第一设备、基站等。一列上的两个相邻相控阵天线构成一个天线组，128个相控阵天线可以组成64个独立的天线组。
在具体测量中，先在64个独立天线组中确定目标天线组集合。示例的，可以随机选取8个天线组构成目标天线组集合。
首先，让目标天线组集合中的8个天线组先使用28GHz这一个频点发射信号，其他天线组先不反射信号。三个探头均可以接收到这8个天线组所发射的信号，第三设备分别测量这8个天线组种每个天线组所发射信号到达不同探头的相位，需要去除由于探头和开关接通导致的相位差。需要说明的是，一个天线组和三个探头可以构成2个独立组合，因此，8个天线组和三个探头可以组成16个独立组合。
进一步，可以根据获得的相位计算获得这16个独立组合中每一个独立组合对应的相位差，将获得的相位差转化成实测波程差，得到16个独立组合中每一个独立组合对应的实测波程差Gi，其中i＝1,2,…,16。
图5所示的系统中，天线组在x轴，y轴，z轴方向均有可能发生线性位置误差，即k＝3。所以用x轴、y轴以及z轴这三个方向上的位置误差来表征天线组的位置误差，可以设为x1，x2，x3。通过几何关系计算出每一个独立组合对应的预测波程差Fi(x1，x2，x3),其中i＝1，2……14。
接着，定义目标函数：
Figure BDA0001789088270000131
求解目标函数使E(x1，x2，x3)最小的最优解，将获得最优解时的x1，x2，x3确定为所有天线组的位置误差。需要说明的是，预先规定x1，x2，x3的范围内，如：-5mm～5mm。
随后，根据求解到的x1，x2，x3计算出64个天线组的实际位置，再根据天线组的实际位置计算出各个天线组相对于中心探头的相位补偿值、幅度补偿值。
最后，用中心探头(即本发明实施例所述的目标探头，如：图5中P1)测量出所有频点所有天线组所发射信号到达中心探头的幅度、相位。再根据天线组的相位补偿值、幅度补偿值，对中心探头测量该天线组所发射信号得到的幅度、相位结果进行补偿，就得到了补偿后的各个单元的幅相值。
本发明实施例提供一种第三设备，所述第三设备可以是本发明实施例涉及的第三设备，如图1所示系统中的第三设备。在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图6示出了上述第三设备的一种可能的结构示意图。如图6所示，所述第三设备包括确定单元以及补偿单元。
确定单元601，用于支持所述第三设备执行上述实施例中的步骤401和步骤402，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
补偿单元602，用于支持所述第三设备执行上述实施例中的步骤403，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。
需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
示例性的，在采用集成的单元的情况下，本申请实施例提供的第三设备的结构示意图如图7所示。在图7中，该第三设备包括：处理模块701和通信模块702。处理模块701用于对第三设备的动作进行控制管理，例如，执行上述确定单元601以及补偿单元602所执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信模块603用于支持第三设备与其他设备之间的交互，例如与图1所示系统中的第一设备、第二设备之间的交互。如图7所示，第三设备还可以包括存储模块703，存储模块703用于存储第三设备的程序代码和数据。
本发明实施例本发明实施例提供的校准方法还可以应用于是图8中所示的第三设备。如图8所示，该第三设备可以包括至少一个处理器801，存储器802、收发器803以及通信总线804。
下面结合图8对该第三设备的各个构成部件进行具体的介绍：
处理器801是第三设备的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器801是一个中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digital signalprocessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。
其中，处理器801可以通过运行或执行存储在存储器802内的软件程序，以及调用存储在存储器802内的数据，执行第三设备的各种功能。
在具体的实现中，作为一种实施例，处理器801可以包括一个或多个CPU，例如图8中所示的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，第三设备可以包括多个处理器，例如图8中所示的处理器801和处理器805。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个第三设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。处理器801用于执行本发明实施例所述的步骤401～403，即执行上述确定单元601以及补偿单元602所执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。
存储器802可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储第三设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储第三设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储第三设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器802可以是独立存在，通过通信总线804与处理器801相连接。存储器802也可以和处理器801集成在一起。
其中，所述存储器802用于存储执行本发明方案的软件程序，并由处理器801来控制执行。
收发器803，用于与第一设备、第二设备之间的通信。收发器803可以是第三设备的天线阵列。当然，收发器803还可以用于与通信网络通信，如以太网，无线接入网(radioaccess network，RAN)，无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)等。收发器803可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。本发明实施例中，收发器803还可以是射频收发机，用于对第二设备接收到的微波信号进行采集测量，如：测量第二设备所接收信号(第一设备所发射)的幅度、相位，为后续进行幅相补偿提供数据支持；当然，收发器803也可以对第一设备所接收到的由第二设备所发射的信号的幅度、相位进行采集、测量。
通信总线804，可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部第三设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
图8中示出的第三设备结构并不构成对第三设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。通过上述硬件，可以实现如图6、7所示的各个单元以及模块的功能。
通过以上的实施方式的描述，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，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将数据库访问装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的数据库访问装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的数据库访问装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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装置，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，数据库访问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一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。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，在本申请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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器执行本申请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、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种校准方法，其特征在于，应用于天线阵列幅相校准系统，所述天线阵列幅相校准系统包括第一设备、第二设备以及与所述第一设备和所述第二设备连接的第三设备，所述第一设备包括N个天线组，所述N为大于1的整数，所述第二设备包括至少三个探头，所述第一设备与所述至少三个探头中每一个探头之间的距离均小于远场边界距离，所述校准方法包括：
所述第三设备确定所述N个天线组中的每一个天线组的位置误差，包括：确定目标天线组集合；所述目标天线组集合由所述N个天线组的部分天线组构成，或所述目标天线组由所述N个天线组构成；针对所述目标天线组集合中的每一个天线组，获取所述天线组对应的相位差；所述天线组对应的相位差是所述天线组所发射信号到达所述至少三个探头中的任意两个探头的相位的差值；针对所述目标天线组集合中的每一个天线组，根据所述天线组对应的相位差计算所述天线组的实测波程差；所述天线组对应的实测波程差是所述天线组所发射信号到达所述至少三个探头中的任意两个探头的波程的差值；根据所述目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差；
所述第三设备针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的目标位置以及所述天线组的位置误差确定所述天线组的实际位置，根据所述天线组的实际位置确定所述天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；其中，所述目标探头是所述至少三个探头中的任意一个探头；
所述第三设备针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的相位补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的相位；和/或，根据所述天线组的幅度补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的幅度。
2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述第三设备根据所述天线组对应的相位差计算所述天线组的实测波程差具体包括：
根据
Figure FDA0002910192780000011
计算获得所述天线组对应的实测波程差di，其中，
Figure FDA0002910192780000012
为所述天线组对应的第i个相位差，单位为度；λ为所述天线组所发射信号的波长；所述i为大于等于1的整数。
3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述第三设备根据所述目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差具体包括：
针对所述目标天线组集合中每一个天线组，确定所述天线组的预测位置误差；
根据所述天线组的预测位置误差确定所述天线组对应的预测波程差；
将所述目标天线组集合中每一个天线组对应的实测波程差以及所述目标天线组集合中每一个天线组对应的预测波程差代入目标函数；将所述目标函数取得最小值时的最优解时的位置误差作为定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差；其中，所述目标函数用于表征所述天线组对应的预测波程差与所述天线组对应的实测波程差的差异，且所述天线组对应的预测波程差与所述天线组对应的实测波程差的差异越大，所述目标函数的值越大。
4.根据权利要求3所述的校准方法，其特征在于，所述目标函数为：
Figure FDA0002910192780000021
其中，所述第一设备的天线阵列在k个维度上的预测位置误差分别为x1,x2......xk，所述天线阵列包括所述N个天线组，M为所述目标天线组集合中天线组的数量，所述M为大于等于1小于等于N的整数，Gi为M个天线组中的第i个天线组对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为所述M个天线组中的第i个天线组对应的预测波程差；i为大于等于1的整数。
5.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述第三设备根据所述天线组的相位补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号所得的相位结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的相位具体包括：
根据所述天线组的实际位置确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位确定所述天线组针对所述目标探头的相位补偿值。
6.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述第三设备根据所述天线组的幅度补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号所得的幅度结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的幅度具体包括：
根据所述天线组的实际位置确定所述天线组相对所述目标探头的方位，根据所述天线组相对所述目标探头的方位确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度偏差，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度偏差确定所述天线组针对所述目标探头的幅度补偿值。
7.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第三设备针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的相位补偿值对所述天线组接收所述目标探头所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准所述目标探头所发射信号的相位；和/或，根据所述天线组的幅度补偿值对所述天线组接收所述目标探头所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准所述目标探头所发射信号的幅度。
8.一种校准设备，其特征在于，所述设备为天线阵列幅相校准系统中的第三设备，所述天线阵列幅相校准系统包括第一设备、第二设备以及与所述第一设备和所述第二设备连接的所述第三设备，所述第一设备包括N个天线组，所述N为大于1的整数，所述第二设备包括至少三个探头，所述第一设备与所述至少三个探头中每一个探头之间的距离均小于远场边界距离，所述第三设备包括：
确定单元，用于确定所述N个天线组中的每一个天线组的位置误差，包括：确定目标天线组集合；所述目标天线组集合由所述N个天线组的部分天线组构成，或所述目标天线组由所述N个天线组构成；针对所述目标天线组集合中的每一个天线组，获取所述天线组对应的相位差；所述天线组对应的相位差是所述天线组所发射信号到达所述至少三个探头中的任意两个探头的相位的差值；针对所述目标天线组集合中的每一个天线组，根据所述天线组对应的相位差计算所述天线组的实测波程差；所述天线组对应的实测波程差是所述天线组所发射信号到达所述至少三个探头中的任意两个探头的波程的差值；根据所述目标天线组集合中的所有天线组对应的实测波程差确定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差；
所述确定单元还用于，针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的目标位置以及所述天线组的位置误差确定所述天线组的实际位置，根据所述天线组的实际位置确定所述天线组针对目标探头的相位补偿值和/或幅度补偿值；其中，所述目标探头是所述至少三个探头中的任意一个探头；
补偿单元，用于针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的相位补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的相位；和/或，根据所述天线组的幅度补偿值对所述目标探头测量所述天线组所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准所述天线组所发射信号的幅度。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述确定单元具体用于，根据
Figure FDA0002910192780000031
计算获得所述天线组对应的实测波程差di，其中，
Figure FDA0002910192780000032
为所述天线组对应的第i个相位差，单位为度；λ为所述天线组所发射信号的波长；所述i为大于等于1的整数。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述确定单元具体用于，针对所述目标天线组集合中每一个天线组，确定所述天线组的预测位置误差；
根据所述天线组的预测位置误差确定所述天线组对应的预测波程差；
将所述目标天线组集合中每一个天线组对应的实测波程差以及所述目标天线组集合中每一个天线组对应的预测波程差代入目标函数；将所述目标函数取得最小值时的最优解时的位置误差作为定所述N个天线组中每一个天线组的位置误差；其中，所述目标函数用于表征所述天线组对应的预测波程差与所述天线组对应的实测波程差的差异，且所述天线组对应的预测波程差与所述天线组对应的实测波程差的差异越大，所述目标函数的值越大。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述目标函数为：
Figure FDA0002910192780000033
其中，所述第一设备的天线阵列在k个维度上的预测位置误差分别为x1,x2......xk，所述天线阵列包括所述N个天线组，M为所述目标天线组集合中天线组的数量，所述M为大于等于1小于等于N的整数，Gi为M个天线组中的第i个天线组对应的实测波程差，Fi(x1,x2......xk)为所述M个天线组中的第i个天线组对应的预测波程差；i为大于等于1的整数。
12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述补偿单元具体用于，根据所述天线组的实际位置确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的波程确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的相位确定所述天线组针对所述目标探头的相位补偿值。
13.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述补偿单元具体用于，根据所述天线组的实际位置确定所述天线组相对所述目标探头的方位，根据所述天线组相对所述目标探头的方位确定所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度偏差，根据所述天线组所发射信号到达所述目标探头的幅度偏差确定所述天线组针对所述目标探头的幅度补偿值。
14.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述补偿单元还用于，针对所述N个天线组中的每一个天线组，根据所述天线组的相位补偿值对所述天线组接收所述目标探头所发射信号获得的相位结果进行补偿，校准所述目标探头所发射信号的相位；和/或，根据所述天线组的幅度补偿值对所述天线组接收所述目标探头所发射信号获得的幅度结果进行补偿，校准所述目标探头所发射信号的幅度。
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