CN111835437A - 用于校准模拟相控天线阵列的设备和方法 - Google Patents

用于校准模拟相控天线阵列的设备和方法 Download PDF

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CN111835437A CN202010264574.5A CN202010264574A CN111835437A CN 111835437 A CN111835437 A CN 111835437A CN 202010264574 A CN202010264574 A CN 202010264574A CN 111835437 A CN111835437 A CN 111835437A
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Abstract

公开了一种用于校准模拟相控天线阵列的设备和方法。提供了一种方法和设备。所述方法包括：(a)开启天线阵列的天线，其中，天线阵列的其它天线被关闭；(b)测量所述天线在相位阵列的每个相位处的功率；(c)针对天线阵列的每个天线重复步骤(b)；并且(d)基于针对天线阵列的每个天线在相位阵列的每个相位处的测量功率来估计增益。

Description

用于校准模拟相控天线阵列的设备和方法
本申请要求于2019年4月18日在美国专利商标局提交的且被分配序列号62/835,595的美国临时专利申请的优先权，其中，本申请的全部内容通过引用被合并于此。
技术领域
本公开总体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于校准模拟相控天线阵列的设备和方法。
背景技术
在天线阵列系统中，可基于对天线阵列的几何形状的了解，通过在每个天线上施加一组特定的相位来沿预期方向对整个辐射方向图进行导向。用于特定导向方向的所有天线的该组相位可被称为码字，并且用于若干方向的一组码字可被称为相位阵列码本。尽管可将相位阵列码本设计为用于理想阵列，但是由于布局和电路缺陷，可能存在与每个天线相关联的另外未知的相位误差和增益误差。这种误差可能导致天线阵列的辐射方向图与每个码字的预期辐射方向图不同，从而影响整体覆盖。因此，可按每个码字将天线校准为具有正确的波束方向图，这实质上涉及到学习增益和相位误差。通常，这种误差独立于施加的相位(即，码字)。用于校准天线的典型方法聚焦于误差仅取决于天线而不取决于施加的相位的场景。例如，当误差独立于施加的相位时，旋转元件电场矢量方法和相位切换方法提供天线的校准。然而，在模拟波束成形中，误差可取决于在天线上施加的相位。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种方法。所述方法包括：(a)开启天线阵列的天线，其中，天线阵列的其它天线被关闭；(b)测量天线在相位阵列的每个相位处的功率；(c)针对天线阵列的每个天线重复步骤(b)；(d)基于针对天线阵列的每个天线在相位阵列的每个相位处的测量功率来估计增益。
根据一个实施例，提供了一种设备。所述设备包括：功率计；以及控制器，被配置为执行以下操作：(a)开启天线阵列的天线，其中，天线阵列的其它天线被关闭；(b)控制功率计测量天线在相位阵列的每个相位处的功率；(c)针对天线阵列的每个天线重复步骤(b)；(d)基于针对天线阵列的每个天线在相位阵列的每个相位处的测量功率来估计增益。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述中，本公开的特定实施例的以上和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1示出根据实施例的天线阵列的误差模型的示例性框图；
图2示出根据实施例的用于校准模拟相控天线阵列的设备的示例性框图；
图3示出根据一个实施例的校准模拟相控天线阵列的方法的示例性流程图；
图4示出根据一个实施例的具有一个参考相位测量的天线和相位的示例性示图；
图5示出根据一个实施例的具有两个参考相位测量的天线和相位的示例性示图；
图6示出根据一个实施例的第二估计参考相位被选择的天线和相位的示例性示图；
图7示出根据一个实施例的估计的参考相位的符号被求解的天线和相位的示例性示图；
图8示出根据一个实施例的参照估计的参考相位测量多个天线的相位的天线和相位的示例性示图；
图9示出根据一个实施例的参照估计的参考相位测量天线的相位的天线和相位的示例性示图；
图10示出根据一个实施例的参照两个估计的相位测量天线的相位的天线和相位的示例性示图；
图11是根据一个实施例的针对特定方向选择候选码字的示图；以及
图12是根据一个实施例的在模拟相控天线阵列校准之后获得更新的码字的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细描述本公开的实施例。应注意，尽管在不同的附图中示出了相同的元件，但是它们将由相同的参考标号来表示。在以下描述中，仅提供诸如详细配置和组件的具体细节以有助于完全理解本公开的实施例。因此，对于本领域技术人员而言应显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可对本文描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知功能和构造的描述。以下描述的术语是考虑到本公开中的功能而定义的术语，并且可根据用户、用户的意图或习惯而不同。因此，应基于整个说明书中的内容确定术语的定义。
本公开可具有各种修改和各种实施例，其中，以下参照附图详细描述实施例。然而，本公开不限于所述实施例，而是包括本公开的范围内的所有修改、等同物和替换物。
尽管可使用包括诸如第一、第二等的序数的术语来描述各种元件，但是结构元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一结构元件可被称为第二结构元件。类似地，第二结构元件也可被称为第一结构元件。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或更多个关联项的任意组合或所有组合。
本文使用的术语仅用于描述本公开的各种实施例，而不旨在限制本公开。除非上下文另外明确表明，否则单数形式旨在包括复数形式。在本公开中，术语“包括”或“具有”指示特征、数量、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合的存在，并且不排除存在一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合或者添加一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或它们的组合的可能性。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员所理解的含义相同的含义。诸如在通用词典中定义的术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，但除非在本公开中明确定义，否则将不被解释为具有理想或过分正式的含义。
根据一个实施例，一种设备和方法通过选择性地开启天线阵列中的在天线上具有特定相位的天线并测量仅沿视轴方向接收到的功率来估计天线阵列上的相位相关误差。所述设备和方法还对功率测量执行计算以获得误差值。误差值可用于调整或更新相位阵列码本，以应用于具有损耗的相位阵列。
根据一个实施例，一种设备包括具有N个元件的天线阵列，其中，N是正整数。例如，天线阵列具有两个以上的元件。相位等级用Q位量化，其中，Q是正整数，因此天线上的可能相位为
Figure BDA0002440773060000041
例如，用一个或更多个位量化相位等级。第i个天线的输出沿视轴方向被接收，如式(1)所示：
Figure BDA0002440773060000042
其中，P是功率，θk是施加的相位，并且ψi、αi，、ρik和σik是误差项。误差项ψi和αi仅取决于天线，而误差项ρik和σik取决于天线和使用的相位这两者。关于功率的误差项αi和ρik是正实数。
图1示出根据一个实施例的用于天线阵列的误差模型的示例性框图。
参照图1，天线阵列100包括数模转换器(DAC)101、滤波器和射频(RF)上转换器103、相控阵列发射器105以及与相控阵列发射器105中的n个移相器123a至123n相应的n个天线107a至107n，其中，n是正整数。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可使用与天线相应的任意数量的移相器。
DAC 101包括用于接收数字信号的输入端111和用于输出接收到的数字信号的模拟版本的输出端113。
滤波器和RF上转换器103包括被连接到DAC 101的输出端113的输入端和输出端115。
相控阵列发射器105包括被连接到滤波器和RF上转换器103的输出端115的输入端和多个输出端173a至173n，其中，多个输出端173a至173n的数量与相控阵列发射器105中的移相器123a至123n、用于对误差项α0至αi进行建模的元件167a至167n和用于对误差项ψ0至ψi进行建模的元件171a至171n的数量相等。
相控阵列发射器105包括分离器117、多个移相器123a至123n。移相器123a包括用于对相位θ0至θk进行建模的元件127a、133a、…139a。移相器123n包括用于对相位θ0至θk进行建模的元件127n、133n、…139n。移相器123a还包括用于对误差项σ00至σik进行建模的元件129a、135a、…141a。移相器123n还包括用于对误差项σ00至σik进行建模的元件129n、135n、…141n。移相器123a还包括用于对误差项ρ00至ρik进行建模的元件131a、137a、…143a。移相器123n还包括用于对误差项ρ00至ρik进行建模的元件131n、137n、…143n。移相器123a包括输出端145a，并且移相器123n包括输出端145n。
用于对误差项α0进行建模的元件167a被连接到移相器123a的输出端145a，并且包括输出端169a。用于对误差项αi进行建模的元件167n被连接到移相器123n的输出端145n，并且包括输出端169n。用于对误差项ψ0进行建模的元件171a被连接到用于对误差项α0进行建模的元件167a的输出端169a，并且包括输出端173a。用于对误差项ψi进行建模的元件171n被连接到用于对误差项αi进行建模的元件167n的输出端169n，并且包括输出端173n。
天线107a被连接到相控阵列发射器105的与移相器123a相关联的输出端173a中的一个。天线107n被连接到相控阵列发射器105的与移相器123n相关联的输出端173n中的一个。
图2示出根据一个实施例的用于校准模拟相控天线阵列的设备200的示例性框图。
参照图2，设备200包括信号发生器201、相控阵列203和n个天线205a、205b、…、和205n、测量天线213、功率计215和控制器217。
信号发生器201包括用于提供信号的输出端219。相控阵列203包括被连接到信号发生器201的输出端219的第一输入端、用于从控制器217接收控制信号的第二输入端以及n个输出端221a、221b、…、和221n。n个天线205a、205b、…、和205n分别被连接到相控阵列203的n个输出端221a、221b、…、和221n。每个天线205a、205b、…和205n可发送信号。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可使用任意数量的天线。
测量天线213接收由多个天线205a、205b、…、和205n中的任意天线发射的信号，并且包括输出端229。功率计215包括被连接到测量天线213的输出端229的输入端，测量由测量天线213接收到的信号的功率，并且包括用于输出测量的功率的输出端231。控制器217包括被连接到功率计215的输出端231的输入端以接收对接收到的信号的功率测量，并且包括被连接到相控阵列203的第二输入端的输出端233以基于功率测量控制相控阵列203。
为了明确的校准，设备针对所有i和k测量
Figure BDA0002440773060000051
和ψi+σik，其中，所有i和k均为大于零的正整数。由于作为施加在天线上的相位的θk是已知的，因此可测量ψi+θk+σik而不是ψi+σik，其中，ψi、σik是误差。ψi+θk+σik可由φik表示，其中，φik指天线上的包括误差之后的总相位，并且其中，i指天线编号，并且k指相位。φik的估计可用帽被表示为
Figure BDA0002440773060000052
天线编号为i且相位为k的增益可被定义为
Figure BDA0002440773060000061
其中，gik被测量。gik的估计被表示为
Figure BDA0002440773060000062
不能使用功率测量来测量φik的绝对值，由于所有功率测量在将常数添加到φik的条件下保持不变，因此，针对所有(i，k)≠(0，0)估计相对相位φik-φ00。
图3示出根据一个实施例的校准模拟相控天线阵列的方法的示例性流程图。例如，图3的方法可由图2中示出的设备来执行。
参照图3，在301，设备测量每个天线的针对所有相位的功率Pik，并且估计增益gik，其中一次仅开启一个天线。项Pik表示在第i个天线以相位k被开启且所有其它天线被关闭的情况下测量的功率，这针对所有(i，k)提供了对于
Figure BDA0002440773060000063
的估计。也就是说，根据功率测量将增益gik估计为
Figure BDA0002440773060000064
术语
Figure BDA0002440773060000065
被定义为在天线i1和i2分别以相位k1和k2被开启且所有其它天线被关闭的情况下测量的功率。使用功率测量
Figure BDA0002440773060000066
可获得两个天线处的相位之间的差。例如，在天线编号0(例如，Ant0)以相位θ0开启，天线编号i(例如，Anti)以相位θk开启以及其它天线被关闭的情况下，接收功率是
Figure BDA0002440773060000067
Figure BDA0002440773060000068
由于gik已经被估计，因此该测量可得出对于cos(φik-φ00)的估计为
Figure BDA0002440773060000069
由于本方法估计相对相位φik-φ00，因此
Figure BDA00024407730600000610
可被设置为0以获得φik的估计(即，
Figure BDA00024407730600000611
)。
图4示出根据一个实施例的具有一个参考测量的天线和相位的示例性示图。尽管参照四个天线(例如，N＝4)和用于表示相位的三个位(例如，Q＝3，等效为2Q＝23＝8个相位)来提供以下描述，但是本设备和方法可被应用于具有N≥3，Q≥2的任意数量的天线和相位。
根据cos(φik)，无法唯一确定相位。因此，为了唯一地确定相位，需要相对于两个参考相位的至少两次测量。
图5示出根据一个实施例的具有两个参考相位测量的天线和相位的示例性示图。第一参考可被称为
Figure BDA00024407730600000612
并且第二参考可被选择为
Figure BDA00024407730600000613
其中，
Figure BDA00024407730600000614
将被确定。
再次参照图3，在302，本设备确定参考相位
Figure BDA00024407730600000615
根据一个实施例，本设备选择R1，使得
Figure BDA0002440773060000071
接近
Figure BDA0002440773060000072
本设备执行测量P1k，00，获得
Figure BDA0002440773060000073
Figure BDA0002440773060000074
并且选择R1为
Figure BDA0002440773060000075
图6示出根据一个实施例的第二参考相位
Figure BDA0002440773060000076
被选择的天线和相位的示例性示图。
为了求解
Figure BDA0002440773060000077
的符号，本设备可在
Figure BDA00024407730600000738
之前2Q-2个索引的相位上检查cos()测量的值。如果
Figure BDA00024407730600000737
接近
Figure BDA0002440773060000078
则相位量化具有间隔
Figure BDA0002440773060000079
故将相位值从R1向前移2Q-2个索引将导致新相位接近零。因此
Figure BDA00024407730600000710
将接近0，即，
Figure BDA00024407730600000711
将接近+1。如果
Figure BDA00024407730600000712
接近
Figure BDA00024407730600000713
则将相位值从R1向前移2Q-2个索引将导致新相位接近π，即，
Figure BDA00024407730600000714
将接近π，并目
Figure BDA00024407730600000715
将接近-1。因此，如果
Figure BDA00024407730600000716
Figure BDA00024407730600000717
则
Figure BDA00024407730600000718
并且如果
Figure BDA00024407730600000719
则
Figure BDA00024407730600000720
Figure BDA00024407730600000721
图7示出根据一个实施例的
Figure BDA00024407730600000722
的符号被求解的天线和相位的示例性示图。对于Q＝3，可通过查看
Figure BDA00024407730600000723
的值来求解
Figure BDA00024407730600000724
的符号。
因此，如果
Figure BDA00024407730600000725
接近+1，则
Figure BDA00024407730600000726
可被选择为接近
Figure BDA00024407730600000727
如果
Figure BDA00024407730600000728
接近-1，则可使用对于
Figure BDA00024407730600000729
的估计将
Figure BDA00024407730600000730
选择为接近
Figure BDA00024407730600000731
再次参照图3，在303，本设备参照φ00和
Figure BDA00024407730600000732
测量Antii≠0，1的所有相位。针对i≠0，1获得功率测量Pik，00和
Figure BDA00024407730600000733
然后，对于cos(φik)、
Figure BDA00024407730600000734
的估计被分别获得为
Figure BDA00024407730600000735
图8示出根据一个实施例的参照φ00和
Figure BDA00024407730600000736
被测量多个天线的相位的天线和相位的示例性示图。
如下可用等式(2)、(3)、(4)和(5)获得φik的估计：
Figure BDA0002440773060000081
Figure BDA0002440773060000082
Figure BDA0002440773060000083
Figure BDA0002440773060000084
再次参照图3，在304，本设备确定第二参考相位
Figure BDA0002440773060000085
已经测量了Anti上的所有相位，其中，i≠0，1。对于Ant0，仅一个相位
Figure BDA0002440773060000086
被估计。为了测量Ant0的其余相位，需要至少两个参考。所述两个参考中的一个参考可被设置为
Figure BDA0002440773060000087
天线编号2(例如，Ant2)的另一参考相位可被选择为
Figure BDA0002440773060000088
类似于关于φ00如何选择
Figure BDA0002440773060000089
需要两个参考间隔大约
Figure BDA00024407730600000810
本设备关于
Figure BDA00024407730600000811
选择
Figure BDA00024407730600000812
从Ant2的相位选择参考
Figure BDA00024407730600000813
使得
Figure BDA00024407730600000814
最接近零。通过使用Ant2的相位的估计值来执行此操作，如以下等式(5a)所示：
Figure BDA00024407730600000815
在305，本设备参照
Figure BDA00024407730600000816
测量Ant0的所有其余相位。相位
Figure BDA00024407730600000817
最初被设置为零用作参考，Ant0的其余相位根据功率测量
Figure BDA00024407730600000818
被估计，如以下等式(6)、(7)、(8)和(9)所示：
Figure BDA00024407730600000819
Figure BDA00024407730600000820
Figure BDA00024407730600000821
Figure BDA00024407730600000822
图9示出根据一个实施例的参照
Figure BDA00024407730600000823
和
Figure BDA00024407730600000824
被测量Ant0的相位的天线和相位的示例性示图。参照
Figure BDA00024407730600000825
和
Figure BDA00024407730600000826
测量Ant0的相位的处理与上述303的描述类似。
再次参照图3，在306，本设备确定
Figure BDA00024407730600000827
将被测量的其余相位为Ant1的相位，并且其需要至少两个参考。第一参考可被选择为
Figure BDA00024407730600000828
并且第二参考可被选择为
Figure BDA0002440773060000091
本设备可选择距离
Figure BDA0002440773060000092
大约
Figure BDA0002440773060000093
的参考相位
Figure BDA0002440773060000094
以确保
Figure BDA0002440773060000095
最接近零。本设备通过使用估计的Ant2的相位值来确定参考相位
Figure BDA0002440773060000096
如以下等式(10)所示：
Figure BDA0002440773060000097
在307，本申请参照
Figure BDA0002440773060000098
测量Ant1的所有其余相位。根据测量P1k，00、
Figure BDA0002440773060000099
估计Ant1的其余相位。根据功率测量获得Ant1上的第k相位的估计
Figure BDA00024407730600000910
如以下等式(11)、(12)、(13)和(14)所示：
Figure BDA00024407730600000911
Figure BDA00024407730600000912
Figure BDA00024407730600000913
Figure BDA00024407730600000914
图10示出根据一个实施例的参照
Figure BDA00024407730600000915
和
Figure BDA00024407730600000916
被测量Ant1的相位的天线和相位的示例性示图。当在302中
Figure BDA00024407730600000917
正被选择时，P1k，00已经被测量，因此，需要的当前测量是
Figure BDA00024407730600000918
使用与图3中的305类似的计算根据P1k，00、
Figure BDA00024407730600000919
获得
Figure BDA00024407730600000920
再次参照图3，在308，本设备优化
Figure BDA00024407730600000921
和
Figure BDA00024407730600000922
的值。在一个实施例中，本设备在先前功率测量与基于估计的增益误差和估计的相位误差的预期功率测量之间执行最小二乘优化，以使估计中的由于测量中的噪声而造成的误差最小化。可将变量改变为
Figure BDA00024407730600000923
以执行优化，如以下等式(15)和(16)所示：
Figure BDA00024407730600000924
Figure BDA00024407730600000925
Figure BDA0002440773060000101
从根据先前步骤获得的解得出优化的起点。优化值用于获得关于gik和φik的新的估计，如以下等式(17)所示：
Figure BDA0002440773060000102
根据一个实施例，可利用不同度量执行在308的优化问题。例如，可利
Figure BDA0002440773060000103
(|g′rik+1j·g′cik+g′r00+1j·g′c00|2-Pik，00)2。通常，这可以是任何有效的距离度量。
根据一个实施例，将参考相位
Figure BDA0002440773060000104
设置为零并且选择三个其它参考相位
Figure BDA0002440773060000105
根据另一实施例，将参考相位设置为另一天线的将保持为零的另一相位，并且从其它不同天线选择三个其它参考。例如，本设备可设置
Figure BDA0002440773060000106
并且三个其它参考可被选择为
Figure BDA0002440773060000107
在估计误差之后，本设备可使用误差来根据估计的相位值修改码本。当使用沿给定的一组方向{Φ1，....，ΦL}使功率最大化的码字来设计码本时，本设备可在存在误差的情况下获得沿方向{Φ1，....，ΦL}使功率最大化的新码字。通过将常数添加到所有相位来对天线上的相位进行移位不会影响波束方向图。可对理想码字进行移位，使得针对码字的第一天线上的需要的相位与一些k0的估计伯
Figure BDA0002440773060000108
匹配。
例如，本设备在对理想码字进行移位后获得候选码字。考虑用于一些特定导向方向的初始(例如，理想的)码字
Figure BDA0002440773060000109
本设备可以按第一位置对码字进行移位以匹配
Figure BDA00024407730600001010
其中，移位后的码字就是
Figure BDA00024407730600001011
对于其它天线，相位可能未与估计的相位值
Figure BDA00024407730600001012
精确匹配，因此与变换后的伯
Figure BDA00024407730600001013
Figure BDA00024407730600001014
相比，存在
Figure BDA00024407730600001015
的两个最接近值。因此，由于在第一天线上存在2Q个可能性的相位，并且在其余N-1个天线中的每个天线上存在2个可能性的相位，因此全部可能码字是2Q*2N-1。
图11示出根据一个实施例的针对特定方向选择候选码字的示例性示图。在一个实施例中，针对第一天线，导向方向可具有固定选择。
参照图11，本设备针对Q＝3，N＝4的特定方向选择候选码字。可通过遍历第一天线的所有相位来重复该操作。
本设备可从针对给定导向方向的候选码字选择沿该导向方向提供最大功率的码字。可对于所有导向方向执行该操作。
图12示出根据一个实施例的用于在天线阵列校准之后获得更新的码字的方法的流程图的示例性示图。
参照图12，在1201，本设备设置导向方向Φd＝Φ0。
在1202，本设备获得针对导向方向Φd的理想码字
Figure BDA0002440773060000111
Figure BDA0002440773060000112
在1203，本设备将第一天线上的码字相位设置为
Figure BDA0002440773060000113
在1204，本设备利用设置的第一天线的相位获得2N-1个最接近的变换的码字，其中，N是天线的数量，
Figure BDA0002440773060000114
Figure BDA0002440773060000115
m∈[1，N-1]，，并且
Figure BDA0002440773060000116
和
Figure BDA0002440773060000117
是该组估计的相位中最接近
Figure BDA0002440773060000118
的两个角度。
在1205，本设备将2N-1个候选码字添加到针对方向Φd的候选集台
Figure BDA0002440773060000119
在1206，本设备确定是否k0≥2Q-1，其中，Q是移相器的位数。
如果在1206，本设备确定k0＜2Q-1，则本方法行进至1207。如果在1206，本设备确定k0≥2Q-1，则本方法行进至1208。
在1207，本设备将第一天线上的相位更新为k0＝k0+1，并且所述方法返回1204。
在1208，本设备从候选集合
Figure BDA00024407730600001110
选择沿方向Φd给出最大功率的最佳候选码字。
在1209，本设备确定是否d≥L-1，其中，L是导向方向的总数。
如果d＜L-1，则在返回1202之前的1210，本设备将导向方向更新为d＝d+1。如果d≥L-1，则本系统终止该处理。
应理解，本公开的各种实施例及本文使用的术语并不旨在将本文阐述的技术特征限于特定实施例，并且包括针对相应实施例的各种改变、等同物或替换物。关于附图的描述，类似的参考标号可用于指类似或相关的元件。应理解，除非相关上下文另外明确表明，否则与项相应的名词的单数形式可包括一个或更多个事物。如本文所用，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的这样的短语中的每个短语可包括在短语中的相应一个中一起列举的项的任意一个或所有可能的组合。如本文使用的，诸如“第1”和“第2”或者“第一”和“第二”的术语可用于将相应组件与另一组件简单地区分开，但是不在其它方面(例如，重要性或顺序)限制组件。应理解，如果元件(例如，第一元件)被称为在存在或不存在术语“可操作地”或“可通信地”的情况下，“与另一元件(例如，第二元件)耦合”、“耦合到”另一元件(例如，第二元件)、“与另一元件(例如，第二元件)连接”或“连接到”另一元件(例如，第二元件)，则意味着该元件可直接地(例如，有线地)、无线地或经由第三元件与另一元件耦合。
根据本公开的各种实施例的方法可被包括在计算机程序产品中并且在计算机程序产品中被提供。该计算机程序产品可作为产品在卖方与买方之间进行交易。该计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式被发布，或者经由应用商店(例如，PlayStoreTM)被在线发布(例如，下载或上传)，或者直接在两个用户装置(例如，智能电话)之间被发布。如果被在线发布，则计算机程序产品的至少一部分可被临时产生或者至少被临时存储在机器可读存储介质(诸如，制造商服务器的存储器、应用商店的服务器或中继服务器)中。
根据各种实施例，上述组件中的每个组件(例如，模块或程序)可包括单个实体或多个实体。可省略上述组件中的一个或更多个组件，或者可添加一个或更多个其它组件。可选或另外地，可将多个组件(例如，模块或程序)集成到单个组件中。在这种情况下，集成组件仍可以以与集成之前所述多个组件中的相应一个组件执行的方式相同或相似的方式来执行所述多个组件中的每个组件的一个或更多个功能。可顺序地、并行地、重复地或启发式地执行由模块、程序或另一组件执行的操作，或者可以以不同的顺序执行或者省略一个或更多个操作，或者可添加一个或更多个其它操作。
尽管已经在本公开的详细描述中描述了本公开的特定实施例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种形式修改本公开。因此，本公开的范围不应仅基于描述的实施例被确定，而是应基于所附权利要求及其等同物被确定。

Claims (20)

1.一种用于校准模拟相控天线阵列的方法，包括：
(a)开启天线阵列的天线，其中，天线阵列的其它天线被关闭；
(b)测量所述天线在相位阵列的每个相位处的功率；
(c)针对天线阵列的每个天线重复步骤(b)；并且
(d)基于针对天线阵列的每个天线在相位阵列的每个相位处的测量功率来估计增益。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：针对天线阵列的第一天线选择第一参考相位。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：针对天线阵列的第二天线选择第二参考相位。
4.如权利要求3所述的方法，其中，选择第二参考相位的步骤包括：在第二天线在相位阵列的每个相位处被开启且第一天线在第一参考相位处被开启，同时天线阵列的其它天线被关闭的情况下，执行第一功率测量。
5.如权利要求4所述的方法，其中，第二参考相位与第一参考相位相隔90度。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：执行第二功率测量，其中，第一天线在第一参考相位处被开启，并且天线阵列的除了第一天线和第二天线之外的每个天线在相位阵列的每个相位处每次一个天线地被依次开启，同时天线阵列的其余天线被关闭；
执行第三功率测量，其中，第二天线在第二参考相位处被开启，并且天线阵列的除了第一天线和第二天线之外的每个天线在相位阵列的每个相位处每次一个天线地被依次开启，同时天线阵列的其余天线被关闭；并且
基于第二功率测量和第三功率测量，估计天线阵列的除了第一天线和第二天线之外的每个天线的相位。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：使用针对第三天线做出的相位估计的值确定天线阵列的第三天线的第三参考相位。
8.如权利要求7所述的方法，其中，第三参考相位与第二参考相位相隔90度。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
在第一天线在相位阵列的除了第一参考相位之外的每个相位处被开启并且第二天线在第二参考相位处被开启，同时天线阵列的其它天线被关闭的情况下，执行第四功率测量；
在第一天线在相位阵列的除了第一参考相位之外的每个相位处被开启并且第三天线在第三参考相位处被开启，同时天线阵列的其它天线被关闭的情况下，执行第五功率测量；并且
基于第四功率测量和第五功率测量估计第一天线的相位。
10.如权利要求7所述的方法，还包括：使用针对第三天线做出的相位估计的值确定第三天线的第四参考相位。
11.如权利要求10所述的方法，其中，第四参考相位与第一参考相位相隔90度。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
在第二天线在相位阵列的除了第二参考相位之外的每个相位处被开启并且第三天线在第四参考相位处被开启，同时天线阵列的其它天线被关闭的情况下，执行第六功率测量；并且
基于第一功率测量和第六功率测量估计第二天线的相位。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：根据第一功率测量、第二功率测量、第三功率测量、第四功率测量、第五功率测量、第六功率测量和基于估计的增益和估计的相位的预期功率测量之间的最小平方距离标准，对天线阵列的每个天线针对相位阵列的每个相位优化估计的增益和估计的相位。
14.如权利要求13所述的方法，其中，优化估计的增益和估计的相位基于第一功率测量、第二功率测量、第三功率测量、第四功率测量、第五功率测量、第六功率测量和预期功率测量之间的距离度量标准。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
基于天线阵列的天线的优化的相位和增益来产生码字；并且
根据所述码字产生码本。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
选择方向；
基于天线阵列的天线的估计的增益和估计的相位，计算沿选择的方向的码字的功率；并且
确定所述码本中沿选择的方向产生最大功率的码字。
17.一种用于校准模拟相控天线阵列的设备，包括：
功率计；以及
控制器，被配置为：
(a)开启天线阵列的天线，其中，天线阵列的其它天线被关闭；
(b)控制功率计测量所述天线在相位阵列的每个相位处的功率；
(c)针对天线阵列的每个天线重复步骤(b)；并且
(d)基于针对天线阵列的每个天线在相位阵列的每个相位处的测量功率来估计增益。
18.如权利要求17所述的设备，其中，控制器还被配置为针对天线阵列的第一天线选择第一参考相位。
19.如权利要求18所述的设备，其中，控制器还被配置为针对天线阵列的第二天线选择第二参考相位。
20.如权利要求19所述的设备，其中，控制器还被配置为：在第二天线在相位阵列的每个相位处被开启且第一天线在第一参考相位处被开启，同时天线阵列的其它天线被关闭的情况下，执行第一功率测量。
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