CN109952710A - 使用片上编程的有源电子控制天线的校准 - Google Patents

使用片上编程的有源电子控制天线的校准 Download PDF

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Abstract

在一些示例的实施方案中，可以提供用于对有源电子控制阵列(AESA)的波束成形校准的方法。在一些实施方案中，一个或多个加法器可以通过将来自非易失性存储器的相位校准数据与来自静态存储器的相位命令数据相加来生成相位补偿，并且/或者通过将来自非易失性存储器的增益校准数据与来自静态存储器的增益命令数据相加来生成增益补偿。此外，相移电路可以基于相位补偿来修改第一输出信号的相位，并且幅度增益电路可以基于增益补偿来修改第一输出信号的幅度。根据这些实施方案，提供第一输出信号的修改的相位和第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号和/或第一天线的预校准。还描述了相关的系统、方法和物品。

Description

使用片上编程的有源电子控制天线的校准
技术领域
本申请要求2016年8月31日提交的标题为“使用片上编程的有源电子控制天线的校准”的美国非临时申请No.15/253,384的优先权，其公开的内容通过引用全部并入本文。
背景技术
有源电子控制阵列(AESA，Active Electronically Steered Array)可用于生成方向控制波束，方向控制波束可用于雷达系统和/或其它基于无线电的系统。AESA中的天线校准可以在AESA的操作期间进行，并且通常涉及额外的硬件和/或处理。在一些方面，校准可以涉及对AESA中的每个天线的信号进行周期性的和/或连续的监控、测量、处理以及应用修改。该校准也经常在AESA的操作的同时发生，并且可以减少可用于其操作的AESA的处理资源。因此，可能需要用于减少校准时间和/或提高AESA的校准效率的系统和/或方法。
发明内容
在一些示例的实施方案中，可以提供用于有源电子控制阵列(AESA)的波束成形校准的方法。该方法可以设置用于集成电路内的一个或多个路径的增益和相位的对准。在一些方面，可以通过应用(ASIC)片上编程来实现对准。在一些实施方案中，本文描述的方法可以减少或消除对系统级AESA校准的需要。还描述了相关的系统、方法和物品。
在示例的实施方案中，提供了一种装置。该装置包括第一数字加法器，其配置为通过至少将从非易失性存储器获得的相位校准数据和从静态存储器获得的相位命令数据相加来生成相位补偿。该装置进一步包括相移电路，其配置为至少部分地基于相位补偿来修改第一输出信号的相位。该装置进一步包括第二数字加法器，其配置为通过至少将来自非易失性存储器的增益校准数据与来自静态存储器的增益命令数据相加来生成增益补偿。该装置进一步包括幅度增益电路，其配置为至少部分地基于增益补偿来修改第一输出信号的幅度。根据该实施方案，提供第一输出信号的修改的相位和第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号的预校准。
在一些实施方案中，该装置可以进一步包括多个天线，其配置为向空间中多个无线电信号彼此相长干涉的点提供多个无线电信号，以形成方向控制波束，其中，多个天线包括第一天线。在一些实施方案中，在修改相位和幅度之后，向第一天线提供预校准的第一输出信号作为输入。因此，在一些方面，可以提供预校准的第一输出信号以实现第一天线的预校准。
在一些实施方案中，该装置可以进一步包括：第三数字加法器、第二相移电路、第四数字加法器以及第二幅度增益电路，所述第三数字加法器配置为通过至少将从非易失性存储器获得的第二相位校准数据与从静态存储器获得的第二相位命令数据相加来生成第二相位补偿；所述第二相移电路配置为至少部分地基于第二相位补偿来修改第二输出信号的相位；所述第四数字加法器配置为通过至少将来自非易失性存储器的第二增益校准数据与来自静态存储器的第二增益命令数据相加来生成第二增益补偿；以及所述第二幅度增益电路配置为至少部分地基于第二增益补偿来修改第二输出信号的幅度。根据这些实施方案，提供第二输出信号的修改的相位和第二输出信号的修改的幅度，以实现第二天线的预校准。
在一些相关的实施方案中，第一天线能够基于第一输出信号向空间中远离该装置的点提供第一无线电信号，以形成方向控制波束的至少第一部分。类似地，第二天线能够基于第二输出信号向该点提供第二无线电信号，以形成方向控制波束的至少第二部分。
在一些实施方案中，至少相位校准数据和增益校准数据通过熔丝的烧录，通过电可擦除可编程只读存储器或通过一次性编程而被编程到非易失性存储器中。在相关的实施方案中，至少部分地基于提供给第一天线的第一数字信号和由第一天线输出的第二无线电信号之间测量的相位差来对相位校准数据进行编程，其中，第二无线电信号基于第一数字信号，并且其中，相位命令数据基于方向控制波束的期望特性，例如方向控制波束的强度和/或方向控制波束的方向。
在一些实施方案中，该装置可以进一步包括一个或多个功率分配电路，其配置为从输入源接收第一数字信号，其中，一个多个功率分配电路进一步配置为向多个天线提供多个数字信号，并且其中，多个数字信号包括第一输出信号。
当前主题的实施方案可以包括与本说明书一致的系统和方法，包括一个或多个所描述的特征以及包括可触摸实施的机器可读介质的物品，所述机器可读介质可操作为使得一个或多个机器(例如，计算机等)来实现本文所描述的操作。类似的，还描述了计算机系统，该计算机系统可以包括一个或多个处理器以及与一个或多个处理器连接的存储器。存储器可以包括计算机可读存储介质，存储器可以包括、编码、存储等一个或多个程序，这些程序使得一个或多个处理器执本文所描述的一个或多个操作。与当前主题的一个或多个实施方案相一致得计算机实现的方法可以由存在于单个计算系统或多个计算系统中的一个或多个数据处理器实现。这种多个计算系统可以连接并且可以通过一个或多个连接方式、通过多个计算系统中的一个或多个之间的直接连接等来交换数据和/或命令或者其它指令等，一个或多个连接方式包括但不限于网络连接(例如，互联网、无线广域网、局域网、广域网、有线网等)。
本文所述的主题的一个或多个变体的细节在下面的附图和描述中阐述。本文所述主题的其它特征和优点从说明书和附图以及权利要求中将是显然的。虽然出于说明性的目的，结合企业资源软件系统或其它商业软件解决方案或架构描述了目前已经公开的主题的某些特征，但是应该很容易理解的是，这些特性并非旨在限制。本发明所附的权利要求书旨在限定受保护主题的范围。
附图说明
这些结合在说明书中并且组成说明书一部分的所附附图示出了本文所公开的主题的一些方面，并且这些附图与说明书一起用来帮助解释一些与本文所公开的主题相关的原理。在这些附图中：
图1描绘了波束成形传输集成电路的示例的框图；
图2描绘了用于波束成形集成电路的串行控制系统的示例；
图3描绘了用于波束成形集成电路的串行控制系统的另一示例；
图4A描绘了具有校准的波束成形传输集成电路的示例的框图；
图4B描绘了矢量调制器的示例的框图；以及
图5描绘了根据各种实施方案的用于有源电子控制天线的波束成形校准的示例方法。
根据实际需要，类似的附图标记指代类似的结构、特征或者元件。
具体实施方式
波束成形ASIC的片上校准可用于将集成电路(IC)内的一个或多个路径的增益和相位与预定的设置值对准，使得一些(如果不是全部)离开生产线的部件(例如，IC、裸片、晶片和/或天线等)作用相同(或基本上相同)。波束成形IC通常是硅AESA中路径到路径增益和/或相位变化的主要来源，这可能需要昂贵的系统校准。因此，可能需要减少或消除对这些阵列中的系统级AESA校准的需要。因此，本文描述了利用幅度和相位的片上校准的实施方案，该实施方案可以减少甚至消除系统阵列校准。
图1描绘了波束成形传输集成电路100的示例的框图。IC 100可以被称为波束成形网络。在一些方面，波束成形IC 100支持AESA内的四个辐射元件。如图所示，在一些实施方案中，可以给功率分配器150设置共同的波束端口160，功率分配器150可以将接收的功率的一半提供给两个额外的功率分配器155A和155B中的每一个。功率分配器155A和155B中的每一个可以将其接收的功率的一半提供给两个元件臂110、120、130和140。如图所示，每个元件臂110、120、130和140包括增益控制块114、124、134和144以及相位控制块112、122、132和142。可以给每个元件臂110、120、130和140的输出116、126、136和146设置与元件臂110、120、130和140相对应的一个或多个天线(可以不在IC 100上)。增益和相位控制的使用(例如，相位和增益一起可以构成每个元件的复杂波束权重)可以允许在天线远场中形成波束，如本文所述。在一些方面，期望的相位和测量的相位之间的差异可以被称为相位误差，和/或期望的幅度和测量的幅度之间的差异可以被称为幅度误差。相位误差与幅度误差相结合可能导致矢量误差，矢量误差可能导致波束未对准，从而需要在AESA级别进行校准。尽管示出的IC 100具有四个元件，但是在其它实施方案中可以存在更多或更少的元件。此外，在各种实施方案中，IC 100内可以存在附加的、更少的和/或替代的组件。
IC 100可以形成AESA的至少一部分。AESA形成电子控制波束，并且用于许多雷达和通信系统，如新兴的5G系统。为了形成在空间上指向给定方向的波束，必须施加波束控制，使得来自每个辐射元件的能量可以在天线的远场中相干地(例如，同相、幅度和/或矢量对准)组合。
AESA可以通过在每个辐射元件(例如，天线)与波束求和点之间提供唯一的射频(RF)相移和/或增益设置(例如，明确定义的矢量)来实现波束控制。在一些方面，波束求和点可以是由AESA的天线生成的所有信号会聚的点，波束求和点可以形成可控波束。因此，相互相长干涉的单独的无线电波信号的发射可用于控制无线电信号。然而，为了实现有效的波束成形，来自AESA中的每个元件的能量应该以相同的相位(例如，通过相位控制)，相同的幅度(例如，通过增益控制)和/或相同的矢量方向到达波束求和节点。
一些AESA系统可以通过在近场天线范围内测量阵列中每个元件的幅度和相位来校准天线阵列。当阵列中的所有增益和相位状态都被设置为相同值时，每个元件的测量的增益和相位也将相同。然而，由于阵列中的波束成形IC和/或其它参与者中的部件间差异(例如，无源波束成形网络，和/或其它IC(例如，在晶片上的)等)，通常并不是这种情况。当在每个元件处测量的增益和相位不相同时，则每个元件处的测量误差可以存储在阵列查找表中，并且作为相对于命令的幅度和相位的补偿来应用。然而，利用这种需要连续监控、计算和更新的校准方法对于AESA系统来说可能是耗时和/或昂贵的。
当考虑来自于阵列中的路径到路径的增益和/或相位误差的来源时，主要误差通常可能在波束成形IC内发生。无源功率分离器和分配器可能会产生相对较小的误差，因为通过设计它们可以是对称的公共馈电结构(例如，在所有路径上线路长度相同)，和/或因为它们通常制造在共同的印刷电路板(PCB)上，所以一些(如果不是全部)路径可能具有相同或相似的损耗角正切和介电常数。阵列中各种路径之间的相对误差通常影响波束成形，而阵列中增益和相位的绝对变化可能不会影响波束成形。
在一些方面，基于在Ka频带(例如，26.5Ghz-40GHz)波束成形传输IC上执行的蒙特卡罗(Monte Carlo)的传输相位变化(例如，S21相位变化)可能很高。例如，通过相位(through-phase)±3σ过程变化可以是±96度。与波束控制中使用的典型的最低有效位(LSB)相比，这可能非常高。例如，用于四位、五位和六位相位控制器的LSB可分别为22.5度、11.25度和5.625度。由于系统可能要求阵列内的所有路径在一个LSB内匹配，因此用于减少通过相位中的部件间变化的方法可能是有益的。
可以通过校正波束成形IC(例如，问题所在的地方)上的变化来消除高相位变化(和/或相似性、增益变化)。在各种实施方案中，系统可以测量IC内的每个路径的增益和相位。例如，薄膜探针可用于测量路径的输入和路径的输出之间的增益和/或相位差(例如，通过元件臂110、120、130、140中的一个或多个)。在一些方面，测量过程可以是自动化的。此后，基于测量，系统可以以永久方式将校正的校准系数数据编程到IC中。例如，可以通过使用熔丝的烧录(burning of fuses)、一次性编程(OTP)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或其它类似技术或结构来实现非易失性编程。在一些方面，编程过程也可以是自动化的。
在一些方面，给定裸片内的相关性就可以无需测量该裸片内的所有路径。例如，可以实现仅测量一条路径并将相同的校准数据编程到所有路径中(例如，以减少IC测试时间)。另外地或替代地，降低成本的方法可以利用给定晶片内的IC的高水平相关性。例如，在一些方面，系统可以配置为仅测量每个晶片的一部分(例如，裸片)和/或利用相同的校准系数对晶片的所有裸片进行编程。另外地或替代地，系统可以配置为测量给定晶片上的IC样本(例如，裸片)和/或利用平均校准系数对来自该晶片的所有IC进行编程。
图2描绘了用于波束成形集成电路的串行控制系统200的示例。可以在AESA波束成形IC上采用串行控制。如图所示，以四个元件臂中的每一个所需的增益和相位设置的形式的串行命令数据210可以被记录和/或锁存到静态存储器220中(例如，当完成串行序列时)。然而，如上所述，不断更新临时存储器可能是低效的。
图3描绘了用于波束成形集成电路的串行控制系统300的另一示例。在各种实施方案中，在测量(例如，在测试期间)IC内的每个路径的增益和相位和/或发现需要校正之后，可以将校准数据永久地存储在IC上。串行流中的控制电路或模块350可以确定记录的数据是否是命令数据或校准数据。如果数据是校准数据，则可以使用一次性编程(OTP)或其它合适的方法将数据永久地存储在IC上。
存储校准数据的非易失性存储器310可以允许数据在IC断电时保留。在各种实施方案中，在IC通电之后，可以从非易失性存储器310向静态存储器320提供校准数据。在一些方面，该方法对于主机系统可以是透明的，主机系统向IC发送理想的增益和相位设置命令。由于过程变化而存在于IC上的误差可以在IC上进行内部校正，而无需主机系统的干预。
一旦校准数据永久存储在IC上，就可以校正每个元件臂中的增益和相位。例如，在执行期间，可以基于来自静态存储器320的校准数据和/或来自静态存储器340的命令数据来确定每个元件臂的相位和增益命令数据330。
图4A描绘了使用本文描述的校准数据(例如，来自图3的静态存储器320的校准数据)的波束成形传输集成电路400的示例的框图。所示的虚线框可以是数字功能(例如，将两个或两个以上的值相加以创建新值)和/或所示的实线框可以是RF功能(例如，修改提供给天线的RF信号)。
例如，校准寄存器相位1 410可以包括来自非易失性存储器源(例如，非易失性存储器310)或来自静态存储器源(例如，静态存储器320)的校准数据，并且命令寄存器相位1411可以包括来自静态存储器源(例如，静态存储器340)的命令数据，命令寄存器相位1 411可以在运行时改变多次。基于来自这两个寄存器410、411的值，数字加法器412可以用于确定两个值的总和。然后可以将确定的和作为相位补偿(phase offset)应用于经由相位块112提供给天线的信号。通过使用校准寄存器增益1 414、命令寄存器增益1 415、数字加法器416和增益块114，可以类似地将增益补偿(gain offset)应用于提供给天线的信号。尽管按顺序示出，但是在一些实施方案中，可以组合相位块112和增益块114(例如，在本文描述的组合矢量调制器中)和/或可以以不同的顺序出现。
对于IC 400中的每个剩余相位块122、132、142，数字加法器422、432、442可以用于对命令相位值421、431、441与校准相位值420、430、440分别求和，所求的和可以应用作为提供给相应天线的信号的相位补偿。类似地，对于IC 400中的每个剩余增益块124、134、144，数字加法器426、436、446可以用于对命令增益值425、435、445与校准增益值424、434、444分别求和，所求的和可以应用作为提供给相应天线的信号的增益补偿。
本文所描述的方法可以将路径到路径的相位变化减小到增益和/或相位的±1/2LSB以内或期望的目标以内。因此，IC 400可能仅受增益和相位函数的原始粒度的限制。在某些方面，这种全数字方法可能不会以有意义的方式影响或复杂化RF功能。作为本文描述的系统和/或方法的益处的非限制性示例，AESA能够在阵列通电时产生高质量的波束而无需校准。类似地，解决消费者面临的本文所述的系统级问题可以增加消费者产品(例如，在5G无线通信中)的价值。
在一些方面，如果其它的IC与校准的IC(例如，IC 400)级联使用，或者如果其它的阵列误差很大，则也可以使用系统校准。
图4B描绘了矢量调制器450的示例的框图。如上所述，在各种实施方案中，相位控制块112、122、132和142中的一个或多个的功能(例如，相位修改)可以与相应的增益控制块114、124、134、144的功能(例如，幅度修改)组合。可以通过使用矢量调制器450来实现组合的功能。在一些方面，矢量调制器450可以实现为IQ矢量调制器，其能够同时(或大致上同时)控制发送信号的幅度和相位。
如图所示，矢量调制器450可以包括混合模块460，混合模块460将接收的信号490(例如，由功率分配器150、155A或155B生成的信号)分成两个彼此90度异相的信号。这两个信号可以称为同相分量(“I”矢量)和正交相位分量(“Q”矢量)。可以将这两个信号提供给I矢量模块464和Q矢量模块462。如图所示，Q矢量模块462和I矢量模块464中的每一个可以包括数字可变增益放大器和/或数字可变衰减器。这些放大器和/或衰减器可以用于控制输入信号490的相位和/或幅度，使得输出信号495是用于生成RF波束的正确幅度和/或相位。
如图所示，可以通过IQ控制块455来控制I矢量和Q矢量的相位和/或幅度。该控制可以基于从存储器获得的矢量信息，类似于获得相移和幅度增益信息的方式，如本文所述。例如，用于矢量误差校正的数字字(digital word)417可以存储在非易失性存储器中。该数字字417可以在操作期间经由数字加法器419与数字命令矢量418(例如，存储在工作存储器中)组合。在一些实施方案中，数字字以数字形式使用。在其它实施方案中，在数字字用于修改输入信号490之前，将数字字转换为模拟电流和电压(例如，通过数模转换器)。存储的数字字可以反映矢量误差，矢量误差是期望的矢量与测量的矢量之间的差。如本文所述，可以通过测试一个或多个天线来确定矢量误差，并且在各种实施方案中，矢量误差永久地存储在IC上。在一些方面，矢量误差可以存储为负的，并且/或者数字加法器419可以配置为将矢量误差的负值与命令数据相加以生成用于天线的期望的控制信号。
矢量和可以作为输入提供给IQ控制块455，IQ控制块455又将一个或多个控制信号提供给Q矢量模块462和/或I矢量模块464。例如，为了改变输入信号490的幅度，矢量调制器450可以基于控制信号使用一个放大器来修改I矢量，使用另一个放大器来修改Q矢量，使得当两个分量组合时，它们具有所需的幅度。可以执行类似的过程以修改输入信号490的相位。在各种实施方案中，矢量调制器450可以仅校正输入信号的幅度或相位中的一个，并且在其它实施方案中，矢量调制器450可以校正两者。在一些方面，可以通过使用数字映射来执行校正/修改。如进一步所示，矢量求和电路470(例如，同相组合器)可以用于组合两个分量以形成输出信号495。
在一些方面，所得到的输出信号495可以用于修改提供给天线(例如，图1A的天线116、126、136或146中的一个或多个)的信号。在各种实施方案中，每个元件臂110、120、130和/或140可以包括其自己的矢量调制器450，矢量调制器450可以是单独的增益和相位控制块的替代(或补充)。尽管示出了90度漂移，但是也可以使用其它相移度(例如，-90度)。
在一些实施方案中，图4A的集成电路400和/或图4B的矢量调制器450可以进一步包括或以其它方式利用电阻器以产生精确的电流。例如，单独的集成电路可以配置为利用电阻器来生成提供给输入源160、混合模块460和/或一个或多个组件链中的另一组件的信号，输入源160、混合模块460和/或一个或多个组件链中的另一组件最终通过集成电路400或矢量调制器450提供使用信号。在任一种情况下，可以测量电阻器的电阻(例如，在其被放置在电路中之前或之后)，并且该值可以与期望的电流结合使用以确定生成期望的电流所需的电压值。然后可以将电压和/或电阻的值存储在集成电路上的非易失性存储器中。在各种实施方案中，电压和/或电阻值可以通过OTP或本文描述的其它方法烧录到IC上。存储电压值和/或电阻值的非易失性存储器可以包括校准数据非易失性存储器310或一些其它的非易失性存储器。在一些方面，可以将存储在非易失性存储器中的电压和/或电阻提供给IC用于预校准。
图5描绘了根据各种实施方案的用于对有源电子控制天线进行波束成形校准的示例方法500。在一些方面，方法500可以由图4A的集成电路400的至少一部分来执行。尽管方法500的每个步骤被示出为以特定顺序发生和/或被描述为由特定电路/组件执行，但是在各种实施方案中并非所有步骤都可以存在，步骤的顺序可以变化，可以存在更多步骤，和/或步骤可以由另一电路/组件等执行。
如图所示，方法500可以在框510处开始，其中第一数字加法器412例如可以通过至少将从非易失性存储器获得的相位校准数据与从静态存储器获得的相位命令数据相加来生成相位补偿。
方法500可以进行到框520，其中相移电路112例如可以至少部分地基于相位补偿来修改第一输出信号的相位。
方法500可以进行到框530，其中第二数字加法器416例如可以通过至少将从非易失性存储器获得的增益校准数据与从静态存储器获得的增益命令数据相加来生成增益补偿。
方法500可以进行到框540，其中幅度增益电路114例如可以至少部分地基于增益补偿来修改第一输出信号的幅度。
方法500可以进行到框550，其中例如可以将第一输出信号作为输入提供给第一天线116。在一些实施方案中，在修改相位和幅度之后，第一输出可以作为输入提供。在各个方面，例如，提供第一输出信号的修改相位和第一输出信号的修改幅度，以实现第一输出信号和/或第一天线116的预校准。预校准天线可以指在设计时、生产时、制造时和/或测试时校准的天线。因此，在天线操作期间(例如，由用户或设备使用)，可以减少和/或消除对校准的需求。
在一些方面，第一输出信号可用于提供第一无线电信号以形成方向控制波束的至少第一部分。例如，方法500可以进行到框560，其中第一天线116例如可以提供第一无线电信号以形成方向控制波束的至少第一部分。在各种实施方案中，第一天线116与集成电路400分离，而在其它实施方案中，第一天线116是集成电路400的一部分。
在一些方面，方法500可以进一步包括经由多个天线116、126、136、146向空间中多个无线电信号彼此相长干涉的点提供例如多个无线电信号，以形成方向控制波束。
在类似的方面，方法500还可以包括以下中的一个或多个：第三数字加法器422、第二相移电路122、第四数字加法器426以及第二幅度增益电路124，所述第三数字加法器422例如通过至少将从非易失性存储器获得的第二相位校准数据与从静态存储器获得的第二相位命令数据相加来生成第二相位补偿；所述第二相移电路122例如至少部分地基于第二相位补偿来修改第二输出信号的相位；所述第四数字加法器426例如通过至少将从非易失性存储器获得的第二增益校准数据与从静态存储器获得的第二增益命令数据相加来生成第二增益补偿；所述第二幅度增益电路124例如至少部分地基于第二增益补偿来修改第二输出信号的幅度。根据这些方面，可以提供第二输出信号的修改的相位和第二输出信号的修改的幅度，以实现第二天线的预校准。
在相关的实施方案中，例如，第一天线116能够基于第一输出信号向空间中远离装置的点提供第一无线电信号，以形成方向控制波束的至少第一部分，并且第二天线能够基于第二输出信号向所述点提供第二无线电信号，以形成方向控制波束的至少第二部分。在各种实施方案中，可以存在额外的天线。
在一些方面，至少相位校准数据和增益校准数据通过熔丝的烧录、一次性编程和电可擦除可编程只读存储器中的至少一种被编程到非易失性存储器中。例如，可以至少部分地基于例如提供给第一天线116的第一数字信号与由第一天线116输出的第二无线电信号之间测量的相位差来将相位校准数据编程到非易失性存储器中，其中第二无线电信号基于第一数字信号。类似地，可以至少部分地基于例如提供给第一天线116的第一数字信号与由第一天线116输出的第二无线电信号之间测量的幅度差来将增益校准数据编程到非易失性存储器中，其中第二无线电信号基于第一数字信号。可以例如在设计时、生产时、制造时和/或测试时将该第一数字信号提供给第一天线116，其中测量基于第一数字信号生成的第二无线电信号的幅度和/或相位。例如，至少部分地基于这些测量，相位和/或幅度校准数据可以永久地存储在集成电路400上。这些测量可以在空间中远离集成电路400的预期形成(至少部分地形成)方向控制波束的点处/附近进行。
在操作期间，例如可以确定命令数据(例如，相位命令数据和/或增益命令数据)，临时存储在寄存器中，和/或提供给集成电路400。该命令数据可用于控制一个或多个天线的操作以形成方向控制波束。例如，命令数据可以基于和/或用于控制方向控制波束的期望特性，例如波束的方向和/或强度。
在一些方面，例如，方法500可以包括例如通过一个或多个功率分配电路150、155A、155B接收来自输入源160的第一数字信号。根据这些方面，例如，一个或多个功率分配电路150、155A、155B可以向多个天线提供多个数字信号，其中多个数字信号包括第一输出信号。如本文所述，可以基于各个提供数字信号的天线的特性来修改多个数字信号中的一个或多个。在一些方面，多个数字信号中的一个或多个在被修改之前可以在幅度、相位等方面大致上相同。
在各种实施方案中，例如，方法500可以包括由数字加法器419通过至少将从非易失性存储器获得的矢量校准数据与从静态存储器获得的矢量命令数据相加来生成矢量补偿。例如，方法500还可以包括通过矢量校正电路450(或矢量校正电路450的一部分)，例如至少部分地基于矢量补偿来修改例如第一输出信号490的相位和/或幅度。例如，可以提供第一输出信号的修改的相位和/或第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号和/或第一天线116的预校准。在一些方面，例如，矢量校准数据包括存储的数字字417，数字字417指示对第一输出信号的相位和第一输出信号的幅度中的一个或两个的补偿。在相关的实施方案中，矢量命令数据(例如，用于天线操作的命令数据)基于方向控制波束的期望特性。
作为方法500的益处的非限制性示例，可以减少处理/计算AESA中的多个天线中的一个或多个天线的幅度增益和/或相移数据所花费的时间，并且/或者可以改善AESA的效率。
如本文所使用的，生成可以指无线电波信号的实际生成，或者可以指最初由另一电路和/或设备生成的无线电波信号的修改。
尽管本文公开了一些具体示例，但它们仅仅是示例，因为也可以使用其它类型的电路和组件值，该值包括组件的大小，实现控制的逻辑电路的差异，实现调制器的定时的波形的差异等。
本文所描述的主题的一个或多个方面或特征可以实现为数字电路、集成电路、专门设计的应用特定集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合。这些各个方面或者特征可以包括一个或多个计算机程序实现的实施方案，这些计算机程序在包括有至少一个可编程处理器的可编程系统上是可被执行和/或可被编译的，该可编程系统可以是专用目的或通用目的，被连接以从存储系统、至少一个输入设备以及至少一个输出设备接收数据和指令并向它们发送数据和指令。可编程系统或计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且典型地通过通信网络进行交互。客户端和服务器之间的关系凭借运行在各自计算机中并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序生成。
这些计算机程序(也可以称为程序、软件、软件应用程序、应用程序、组件或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以由高级程序语言和/或面向对象程序语言、和/或汇编/机器语言来实现。如本文所使用的，术语“机器可读介质”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任意的计算机程序产品、装置和/或设备，例如磁盘、光盘、存储器和可编程逻辑器件(PLD)，可编程处理器包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。机器可读介质可以非易失性地存储这种机器指令，这种机器可读的介质例如为非易失性固态存储器或者磁性硬盘或者任意等同的存储介质。机器可读介质可以可替代地或者额外地采用暂存的方式来存储这种机器指令，这种机器可读介质例如为处理器的高速缓冲存储器或者与一个或多个物理处理器内核相关的其它随机存取存储器。
为了提供与用户的交互，本文所述的主题的一个或多个方面或特征可以在访问显示设备(例如，用于向用户显示信息的阴极射线管(CRT)或者液晶显示器(LCD)或者发光二极管(LED)监视器)以及键盘和指向设备(例如，鼠标或者轨迹球)的计算机上实施，通过这些设备用户可以向计算机提供输入。也可以使用其他类型的设备来提供与用户交互。例如，提供给用户的反馈可以为任何形式的感观反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈，并且来自用户的输入可以以任何形式接收，所述形式包括但不限于声音、语音或触觉输入。其它可能的输入设备包括但不限于触摸屏或其它触摸敏感设备，例如，单点或多点电阻或电容触控板、语音识别硬件和软件、光学扫描仪、光学指针、数字图像采集设备以及相关解释软件等等。
根据所需配置，本文所描述的主题可在系统、装置、方法和/或物品中实现。上述说明书中所阐述的实施方案并不代表本文所述的主题一致的所有实施方案。相反，它们仅仅是与相关于上述主题的方面一致的一些示例。虽然以上已经详细地描述了一些变型，但是其它的修改或增加也是可能的。具体的，除了在本文阐述的那些特征和/或变型，还可以提供进一步的特征和/或变型。例如，上述的实施方案可以涉及所公开的特征的各种组合和子组合、和/或多个上述进一步公开的特征的组合和子组合。此外，附图所描绘的和/或本文所描述的逻辑流不一定需要所示的特定顺序或按顺序的次序以获得期望的结果。其它的实施方案可以在所附权利要求的范围内。

Claims (26)

1.一种装置，其包括：
第一数字加法器，其配置为通过至少将从非易失性存储器获得的相位校准数据与从静态存储器获得的相位命令数据相加来生成相位补偿；
相移电路，其配置为至少部分地基于所述相位补偿来修改第一输出信号的相位；
第二数字加法器，其配置为通过至少将来自非易失性存储器的增益校准数据与来自静态存储器的增益命令数据相加来生成增益补偿；以及
幅度增益电路，其配置为至少部分地基于所述增益补偿来修改第一输出信号的幅度，
其中，提供第一输出信号的修改的相位和第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号的预校准。
2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
多个天线，所述多个天线配置为向空间中多个无线电信号彼此相长干涉的点提供多个无线电信号，以形成方向控制波束，其中，所述多个天线包括第一天线。
3.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
第三数字加法器，其配置为通过至少将从非易失性存储器获得的第二相位校准数据与从静态存储器获得的第二相位命令数据相加来生成第二相位补偿；
第二相移电路，其配置为至少部分地基于所述第二相位补偿来修改第二输出信号的相位；
第四数字加法器，其配置为通过至少将来自非易失性存储器的第二增益校准数据与来自静态存储器的第二增益命令数据相加来生成第二增益补偿；以及
第二幅度增益电路，其配置为至少部分地基于所述第二增益补偿来修改第二输出信号的幅度，
其中，提供第二输出信号的修改的相位和第二输出信号的修改的幅度，以实现第二天线的预校准。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，第一天线能够基于第一输出信号向空间中远离所述装置的点提供第一无线电信号，以形成方向控制波束的至少第一部分，并且其中，第二天线能够基于第二输出信号向所述点提供第二无线电信号，以形成方向控制波束的至少第二部分。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，在修改相位和幅度之后，向第一天线提供预校准的第一输出信号作为输入。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，至少相位校准数据和增益校准数据通过熔丝的烧录被编程到非易失性存储器中。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，至少相位校准数据和增益校准数据通过电可擦除可编程只读存储器被编程到非易失性存储器中。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，至少相位校准数据和增益校准数据通过一次性编程被编程到非易失性存储器中。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，至少部分地基于提供给第一天线的第一数字信号与由第一天线输出的第二无线电信号之间测量的相位差来对相位校准数据进行编程，其中，第二无线电信号基于第一数字信号，并且其中，相位命令数据基于方向控制波束的期望特性。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述方向控制波束的期望特性包括方向控制波束的方向。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述方向控制波束的期望特性包括方向控制波束的强度。
12.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
一个或多个功率分配电路，其配置为从输入源接收第一数字信号，其中，所述一个或多个功率分配电路进一步配置为向多个天线提供多个数字信号，并且其中，所述多个数字信号包括第一输出信号。
13.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
电阻器，其中，所述装置至少部分地基于在非易失性存储器中编程的校准电压来生成第一数字信号，并且其中，所述校准电压至少部分地基于所测量的电阻器的电阻和第一数字信号的期望特性来进行编程。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一输出信号至少部分地基于第一数字信号来生成，并且其中，所述第一数字信号的期望特性包括第一数字信号的期望电流。
15.一种方法，其包括：
经由第一数字加法器，通过至少将从非易失性存储器获得的相位校准数据与从静态存储器获得的相位命令数据相加来生成相位补偿；
经由相移电路并至少部分地基于所述相位补偿来修改第一输出信号的相位；
经由第二数字加法器，通过至少将来自非易失性存储器的增益校准数据与来自静态存储器的增益命令数据相加来生成增益补偿；以及经由幅度增益电路并且至少部分地基于所述增益补偿来修改第一输出信号的幅度，
其中，提供第一输出信号的修改的相位和第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号的预校准。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
经由多个天线，向空间中多个无线电信号彼此相长干涉的点提供多个无线电信号，以形成方向控制波束，其中，所述多个天线包括第一天线。
17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
在修改相位和幅度之后，向第一天线提供预校准的第一输出信号作为输入。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，至少相位校准数据和增益校准数据通过熔丝的烧录、一次性编程和电可擦除可编程只读存储器中的至少一种被编程到非易失性存储器中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，至少部分地基于提供给第一天线的第一数字信号与由第一天线输出的第二无线电信号之间测量的相位差来对相位校准数据进行编程，其中，第二无线电信号基于第一数字信号，并且其中，相位命令数据基于方向控制波束的期望特性。
20.一种装置，其包括：
数字加法器，其配置为通过至少将从非易失性存储器获得的矢量校准数据与从静态存储器获得的矢量命令数据相加来生成矢量补偿；以及
矢量校正电路，其配置为至少部分地基于所述矢量补偿来修改第一输出信号的相位和/或幅度；
其中，提供第一输出信号的修改的相位和/或第一输出信号的修改的幅度，以实现第一输出信号的预校准。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述矢量校准数据包括存储的数字字，所述数字字指示对第一输出信号的相位和第一输出信号的幅度中的一个或两个的补偿。
22.根据权利要求20所述的装置，其进一步包括：
多个天线，其配置为向空间中多个无线电信号彼此相长干涉的点提供多个无线电信号，以形成方向控制波束，其中，所述多个天线包括第一天线，并且其中，向第一天线提供预校准的第一输出信号作为输入。
23.根据权利要求20所述的装置，其中，所述矢量校准数据通过熔丝的烧录、一次性编程和电可擦除可编程只读存储器中的至少一种被编程到非易失性存储器中。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，至少部分地基于提供给第一天线的第一数字信号与由第一天线输出的第二无线电信号之间测量的相位差来对矢量校准数据进行编程，其中，第二无线电信号基于第一数字信号。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述矢量命令数据基于方向控制波束的期望特性，其中，所述方向控制波束的期望特性包括方向控制波束的强度和方向控制波束的方向中的至少一个。
26.根据权利要求20所述的装置，其中，所述装置进一步包括：
分配器，其配置为将第一输入信号分为同相分量和正交相位分量；
第一放大器，其配置为至少部分地基于矢量补偿来修改同相分量的幅度；
第二放大器，其配置为至少部分地基于矢量补偿来修改正交相位分量的幅度；以及
组合器，其配置为组合修改的同相分量和修改的正交相位分量以形成第一输出信号。
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