CN112994721B - 一种多通道天线校正装置、阵列天线及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多通道天线校正装置，应用于阵列天线，该装置包括N个耦合器、耦合总口和校正模块；每个耦合器设置于阵列天线中每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，N个耦合器和耦合总口串联形成耦合通道，校正模块与耦合总口相连，每个射频收发通道的功率放大器与耦合总口之间通过耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度相同。每个射频收发通道馈电相位相同时，每个耦合器从对应的功率放大器采集的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，可以同相叠加，校正模块根据同相叠加后的信号进行DPD校正。该N个耦合器组成的一套串联耦合网络以及一个校正模块可以满足天线校正和DPD校正的需求，降低设计复杂度。

Description

一种多通道天线校正装置、阵列天线及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种多通道天线校正装置、阵列天线及通信设备。

背景技术

随着移动通信技术的发展，尤其是在第五代移动通信技术(the 5th generationmobile communication technology，5G)中，常采用相控阵天线方案的多通道基站来实现波束赋形和波束扫描，以提高基站系统的覆盖能力。

图1为现有的常规相控阵天线方案中的校正耦合网络架构示意图。如图1所示，现有常规相控阵天线方案的多通道基站系统中一般需要两套校正耦合网络，一套用于进行天线校正，另一套用于进行数字预失真(digital pre-distortion，DPD)校正。用于进行天线校正的耦合网络位于阵列天线每一路天线前，通过采集每个射频收发通道中的射频信号达到天线入口处的幅度和相位信息，从而根据采集到的幅度和相位信息进行天线校正，将每个射频收发通道的幅度和相位拉齐，从而在进行天线校正后的基础上实现精确的波束扫描和波束赋形。为降低耦合网络的复杂度，这套用于进行天线校正的耦合网络往往被设计为串联耦合网络。另一套用于进行DPD校正的耦合网络位于每个射频收发通道中的功率放大器输出后端，通过采集每个功率放大器的输出信息，从而根据采集到的功率放大器输出信息进行DPD校正，以改善功率放大器的线性性能。但是要实现DPD校正，需要每个功率放大器输出后端耦合回来的信号同相叠加，因此这套用于进行DPD校正的耦合网络往往被设计为并馈耦合网络。在多通道基站系统中同时设置两套耦合网络，会导致系统的复杂度、体积和成本大大提高，尤其是用于进行DPD校正的并馈耦合网络，布局面积较大，校准系统复杂，成本较高。若要降低耦合网络的布局面积及减少成本，只能选择只设置一套耦合网络用于进行天线校正，或者选择只设置一套耦合网络用于进行DPD校正，这两种方案都无法在一套多通道基站系统中兼顾多通道天线校正的性能和功率放大器的线性性能，导致系统性能受到很大的限制。

发明内容

本申请实施例提供了一种多通道天线校正装置，该多通道天线校正装置可以仅通过一套耦合网络对阵列天线的射频收发通道进行天线校正和DPD校正。

本申请实施例还提供了一种阵列天线和通信设备。

第一方面，本申请提供一种多通道天线校正装置，该装置应用于阵列天线，该阵列天线包括在同一平面上以相同方向并列排布的N个天线和N个射频收发通道，该N个天线和N个射频收发通道一一对应，N为大于或等于2的整数，N个射频收发通道中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器；该多通道天线校正装置包括N个耦合器、耦合总口和校正模块；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，该N个耦合器和耦合总口串联形成耦合通道，校正模块与该耦合总口相连，每个射频收发通道上的功率放大器与该耦合总口之间通过耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度相同；该N个耦合器用于采集N个耦合信号，该N个耦合信号与N个射频收发通道一一对应，耦合总口用于将该N个耦合信号传输至校正模块，校正模块用于根据该N个耦合信号对N个射频收发通道进行天线校正或DPD校正。

由上述第一方面可知，上述N个耦合器和耦合总口组成的耦合网络为串联耦合网络，且该串联耦合网络中的耦合总口与每个射频收发通道上的功率放大器之间的信号传输路径长度相同，所以校正模块可以在通过该串联耦合网络实现天线校正的基础上，还可以实现每个射频收发通道馈电相位相同时，耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，从而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到信噪比(signal to noise ratio，SNR)较高的校正信号，校正模块可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道中功率放大器的线性特性。此时因为所有射频收发通道的相位相同，阵列天线的波束指向为0度，即可实现0度波束域的DPD校正。通过该多通道天线校正装置，可以通过同一套耦合网络和同一校正模块实现天线校正和0度波束域下的DPD校正，简化多通道多天线系统的复杂度，降低了系统成本和体积。

在第一方面的第一种实现方式中，N个耦合器中任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度相同，N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度不相同，且任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值等于任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度，通过这种设计可以实现每个射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间通过耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度相同。

在第一方面的第二种实现方式中，N个耦合信号包括N个射频收发通道的幅度和相位，或者，N个耦合信号包括N个射频收发通道的功率放大器的输出信息。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，校正模块具体用于根据N个射频收发通道的幅度和相位对N个射频收发通道进行天线校正。

在第一方面的第四种可能的实现方式中，校正模块具体用于根据N个射频收发通道的功率放大器的输出信息对N个射频收发通道进行DPD校正。

第二方面，本申请提供一种多通道天线校正装置，应用于阵列天线，该阵列天线包括在同一平面上沿竖直方向并列排布的N个天线和N个射频收发通道，该N个天线和N个射频收发通道一一对应，N为大于或等于2的整数，该N个射频收发通道中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器，该N个天线中任意两个相邻天线的间距相等；该多通道天线校正装置包括：N个耦合器、耦合总口和校正模块；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，该N个耦合器和耦合总口串联形成耦合通道，该N个耦合器位于目标直线上，该目标直线的方向角小于90°，校正模块与耦合总口相连，该N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值相等；该N个耦合器用于采集N个耦合信号，该N个耦合信号与N个射频收发通道一一对应，耦合总口用于将该N个耦合信号传输至校正模块，校正模块用于根据该N个耦合信号对N个射频收发通道进行天线校正或DPD校正。

由上述第二方面可知，上述N个耦合器和耦合总口组成的耦合网络为串联耦合网络，该串联耦合网络中的耦合器与每个射频收发通道上的功率放大器之间的信号传输路径长度不相同，但是由于该阵列天线中任意两个相邻天线的间距相等，且任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值相等，根据几何数学原理可知，任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度也相等，因此任意两个相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差相等。校正模块可以在通过该串联耦合网络实现天线校正的基础上，还可以通过为相邻射频收发通道配置相同的馈电相位差，弥补相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差，使得耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，从而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到SNR较高的校正信号，校正模块可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道中功率放大器的线性特性。此时因为相邻射频收发通道的馈电相位差为某一固定值，阵列天线的波束指向角度为某一固定角度，且不为0度，具体的波束指向角度与该馈电相位差对应，这样即可实现非0度波束域的DPD校正。通过该多通道天线校正装置，可以通过同一套耦合网络和同一个校正模块实现天线校正和非0度波束域下的DPD校正，简化多通道多天线系统的复杂度，降低了系统成本和体积。

在第二方面的第一种实现方式中，该N个耦合器均为四端口斜耦合器，该四端口斜耦合器包括输入端、输出端、隔离端和耦合端，输入端和输出端形成的连线与隔离端和耦合端形成的连线相交，输出端与耦合端之间的夹角等于目标直线的方向角。

在第二方面的第二种实现方式中，该N个耦合信号包括N个射频收发通道的幅度和相位，或者，该N个耦合信号包括N个射频收发通道的功率放大器的输出信息。

在第二方面的第三种实现方式中，校正模块具体用于根据N个射频收发通道的幅度和相位对N个射频收发通道进行天线校正。

在第二方面的第四种实现方式中，校正模块具体用于根据N个射频收发通道的功率放大器的输出信息对N个射频收发通道进行DPD校正。

第三方面，本申请提供一种阵列天线，该阵列天线包括上述第一方面或第二方面中任意一种实现方式中的多通道天线校正装置。

第四方面，本申请提供一种通信设备，该通信设备包括上述第一方面或第二方面中任意一种实现方式中的多通道天线校正装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的常规相控阵天线方案中的校正耦合网络架构示意图；

图2是一种多通道基站系统架构示意图；

图3是本申请实施例提供的多通道天线校正装置一个实施例示意图；

图4是本申请实施例提供的多通道天线校正装置另一实施例示意图；

图5是一种耦合网络架构示意图；

图6是本申请实施例提供的多通道天线校正装置另一实施例示意图；

图7是本申请实施例中一种耦合器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请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。本申请中所出现的模块的划分，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。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请实施例所提供的多通道天线校正装置可以应用于通信基站、无线回传、卫星通信及探测雷达等多通道多天线系统设备中。以通信基站设备为例，在现有的通信基站设备中，为了通过天线校正实现多天线的波束赋形和波束扫描，以及为了通过DPD校正提高功率放大器的线性特性，常采用两套校正耦合网络，其中实现DPD校正的并联耦合网络往往布局体积较大。如图2所示，通过本申请实施例提供的多通道天线校正装置，可以实现用一套串联耦合网络实现天线校正和DPD校正，从而降低多通道多天线系统设备的复杂度和设备成本，并且可以减小设备的体积。

应理解，上述通信基站设备在不同通信系统中对应不同的设备，例如，在第二代移动通信技术(the 2nd generation mobile communication technology，2G)系统中对应基站与基站控制器，在第三代移动通信技术(the 3rd generation mobile communicationtechnology，3G)系统中对应基站与无线网络控制器(radio network controller，RNC)，在第四代移动通信技术(the 4th generation mobile communication technology，4G)系统中对应演进型节点B(evolved node B，eNB)，在5G系统中对应新无线(new radio，NR)系统中的接入网设备(例如下一代节点B(next generation node B，gNB))。

为解决现有的多天线系统设备中必须通过两套耦合网络分别实现天线校正和DPD校正，导致系统复杂度、体积和成本均偏高的问题，本申请实施例提供一种一种多通道天线校正装置，该多通道天线校正装置可以仅通过一套耦合网络对阵列天线的射频收发通道进行天线校正和DPD校正，从而降低多天线系统设备的复杂度和设备成本，并且减小设备体积。

图3为本申请实施例提供的多通道天线校正装置的一种结构示意图。

如图3所示，该多通道天线校正装置可以应用于阵列天线，该阵列天线包括在同一平面上以相同方向并列排布的N个天线401和N个射频收发通道402，该N个天线401和N个射频收发通道402一一对应，该N为大于或等于2的整数(为便于理解，图3中以N等于4作为示例)，该N个射频收发通道402中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器。

可选的，每个射频收发通道上还包括收发切换开关。

多通道天线校正装置包括N个耦合器301、耦合总口302、耦合网络301和校正模块303；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，N个耦合器301和耦合总口302串联形成耦合通道，校正模块303分别与耦合总口302相连，每个射频收发通道上的功率放大器与耦合总口302之间的信号传输路径(参阅图3中箭头所示方向)长度相同。

N个耦合器301用于采集N个耦合信号，该N个耦合信号与该N个射频收发通道402一一对应，耦合总口302用于将该N个耦合信号传输至校正模块303，校正模块303用于根据N个耦合信号对N个射频收发通道402进行天线校正或DPD校正。

在本实施例中，上述N个耦合器和耦合总口组成的耦合网络为串联耦合网络，且该串联耦合网络中的耦合总口与每个射频收发通道上的功率放大器之间的信号传输路径长度相同，所以校正模块303可以在通过该串联耦合网络实现天线校正的基础上，还可以实现每个射频收发通道馈电相位相同时，耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，从而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到SNR较高的校正信号，校正模块303可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道中功率放大器的线性特性。此时因为所有射频收发通道的相位相同，阵列天线的波束指向为0度，即可实现0度波束域的DPD校正。综上所述，通过本申请实施例提供的多通道天线校正装置，可以通过同一套耦合网络和同一校正模块实现天线校正和0度波束域下的DPD校正，简化多通道多天线系统的复杂度，降低了系统成本和体积。

在一种可能的设计中，如图4所示，N个耦合器301中任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度相同，将其设为L1,N个射频收发通道402中任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度不相同，且任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值等于任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度L1，从而使得每个射频收发通道上的功率放大器与耦合总口302之间的信号传输路径长度相同。

在一种可能的设计中，N个耦合信号包括N个射频收发通道402的幅度和相位，或者，N个耦合信号包括N个射频收发通道402的功率放大器的输出信息。

校正模块303具体用于根据N个耦合信号中包含的N个射频收发通道402的幅度和相位对N个射频收发通道402进行天线校正。

具体的，天线校正的过程为：N个耦合器301依次从每个射频收发通道中采集耦合信号，耦合信号中包括每个射频收发通道的幅度和相位，校正模块303可以选择第一个耦合信号对应的射频收发通道的幅度和相位作为参考值，计算其他射频收发通道的幅度和相位与第一个耦合信号对应的射频收发通道之间的差值，并且根据计算得到的差值控制每个射频收发通道中的衰减器和移相器对每个射频收发通道的幅度和相位进行补偿，从而使得所有射频收发通道的幅度和相位相同，完成天线校正。在所有射频收发通道的幅度和相位相同的基础上，根据理论计算数值分别配置每个射频收发通道中的衰减器和移相器即可实现指定角度下的波束扫描和波束赋形。

校正模块303具体用于根据N个耦合信号中包含的N个射频收发通道402的功率放大器的输出信息对N个射频收发通道402进行DPD校正。当每个射频收发通道馈电相位相同时，耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，从而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到SNR较高的校正信号，校正模块303可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道中功率放大器的线性特性。

当阵列天线中每个射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度不相同时，以如图5所示作为示例，该阵列天线中的天线和射频收发通道在同一平面中沿竖直方向并列排布，耦合器串联形成的耦合通道的方向与竖直方向垂直，相邻耦合器之间的间距等于相邻天线之间的间距，则相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差等于相邻天线之间的间距。在常规的阵列天线中，相邻天线之间的间距为二分之一波长，为了使得耦合器从每个射频收发通道上的功率放大器上采集的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，以得到用于进行DPD校正且SNR较高的校正信号，需要给相邻射频收发通道配置相应的馈电相位差来弥补相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差。此时，因为相邻天线之间的间距为二分之一波长，相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差较大，所以当各个射频收发通道上的馈电相位差弥补了上述走线相位差时，阵列天线的波束扫描角度过大(一般大于75°)，不符合实际的波束扫描角度需求(一般小于60°)。

为此，本申请实施例还提供了另一种多通道天线校正装置。

如图6所示，为本申请实施例提供的多通道天线校正装置另一种结构示意图。

该多通道天线校正装置应用于阵列天线，该阵列天线包括在同一平面上沿竖直方向并列排布的N个天线701和N个射频收发通道702，该N个天线701和N个射频收发通道702一一对应，N为大于或等于2的整数(为便于理解，图6中以N等于4作为示例)，该N个射频收发通道702中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器，该N个天线701中任意两个相邻天线的间距相等。

该多通道天线校正装置包括包括N个耦合器601、耦合总口602和校正模块603；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，N个耦合器601和耦合总口602串联形成耦合通道，N个耦合器601位于目标直线上，该目标直线的方向角小于90°，校正模块603与耦合总口602相连，N个射频收发通道702中任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值相等。

该N个耦合器601用于采集N个耦合信号，该N个耦合信号与N个射频收发通道702一一对应，耦合总口602用于将该N个耦合信号传输至校正模块603，校正模块603用于根据该N个耦合信号对N个射频收发通道702进行天线校正或DPD校正。

在本实施例中，上述N个耦合器和耦合总口组成的耦合网络为串联耦合网络，该串联耦合网络中的耦合器与每个射频收发通道上的功率放大器之间的信号传输路径长度不相同，但是由于该阵列天线中任意两个相邻天线的间距相等，将该间距值设为d1,且任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值相等，将该差值设为d2，根据几何数学原理可知，任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度也相等，将该长度设为d3，则

则任意两个相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间通过耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度之间的差值等于(d3-d2)。根据集合数学原理可知，d3-d2＜d1，可以在相邻天线之间的间距d1等于二分之一波长的情况下，减少相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差，所以当各个射频收发通道上的馈电相位差弥补了上述走线相位差时，阵列天线的波束扫描角度可以符合实际的波束扫描角度需求。校正模块603可以在通过该串联耦合网络实现天线校正的基础上，还可以在为相邻射频收发通道配置相同的馈电相位差时，弥补相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差，使得耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，从而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到SNR较高的校正信号，校正模块603可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道中功率放大器的线性特性。此时因为相邻射频收发通道的馈电相位差为某一固定值，阵列天线的波束指向角度为某一固定角度，且不为0度，具体的波束指向角度与该馈电相位差对应，这样即可实现非0度波束域的DPD校正。综上所述，通过本申请实施例提供的多通道天线校正装置，可以通过同一套耦合网络和同一校正模块实现天线校正和非0度波束域下的DPD校正，简化多通道多天线系统的复杂度，降低了系统成本和体积。

在一种可能的设计中，N个耦合器均为四端口斜耦合器，如图7所示，该四端口斜耦合器包括输入端、输出端、隔离端和耦合端，输入端和输出端形成的连线与隔离端和耦合端形成的连线相交，输出端与耦合端之间的夹角等于上述目标直线的方向角。为了实现不同波束扫描角度下的DPD校正，可以调整耦合器中输出端与耦合端之间的夹角，并根据调整后的角度调整任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值，从而改变任意两个相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间通过耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度之间的差值，那么为相邻射频收发通道配置的馈电相位差就可以改变，从而将阵列天线的波束扫描角度改变到相应的角度。

在一种可能的设计中，N个耦合信号包括N个射频收发通道702的幅度和相位，或者，N个耦合信号包括N个射频收发通道702的功率放大器的输出信息。

校正模块603具体用于根据N个耦合信号中包含的N个射频收发通道702的幅度和相位对N个射频收发通道702进行天线校正。

具体的，天线校正的过程为：N个耦合器601依次从每个射频收发通道中采集耦合信号，耦合信号中包括每个射频收发通道的幅度和相位，校正模块603可以选择第一个耦合信号对应的射频收发通道的幅度和相位作为参考值，计算其他射频收发通道的幅度和相位与第一个耦合信号对应的射频收发通道之间的差值，并且根据计算得到的差值控制每个射频收发通道中的衰减器和移相器对每个射频收发通道的幅度和相位进行补偿，从而使得所有射频收发通道的幅度和相位相同。在所有射频收发通道的幅度和相位相同的基础上，根据理论计算数值分别配置每个射频收发通道中的衰减器和移相器即可实现指定角度下的波束扫描和波束赋形。

校正模块603具体用于根据N个耦合信号中包含的N个射频收发通道702的功率放大器的输出信息对N个射频收发通道702进行DPD校正。当为相邻射频收发通道配置了相同的馈电相位差时，弥补了相邻射频收发通道上的功率放大器与耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差，使得耦合网络中的每个耦合器从对应的射频收发通道的功率放大器采集到的耦合信号到达耦合总口时的相位相同，进而使得这些耦合信号可以实现同相叠加，得到SNR较高的校正信号，校正模块603可据此同相叠加得到的校正信号进行DPD校正，改善每个射频收发通道上功率放大器的线性特性。

本申请实施例还提供一种阵列天线，该阵列天线集成有如图2至图4、图6和图7所示实施例中描述的任意一种多通道天线校正装置。

本申请实施例还提供一种通信设备，该通信设备集成有如图2至图4、图6和图7所示实施例中描述的任意一种多通道天线校正装置。该通信设备包括但不限于无线通信基站、无线回传设备、卫星通信设备或雷达设备等多通道多天线系统设备。

最后应说明的是：本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请的技术方案进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种多通道天线校正装置，其特征在于，应用于阵列天线，所述阵列天线包括在同一平面上以相同方向并列排布的N个天线和N个射频收发通道，所述N个天线和所述N个射频收发通道一一对应，所述N为大于或等于2的整数，所述N个射频收发通道中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器；

所述多通道天线校正装置包括：N个耦合器、耦合总口和校正模块；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，所述N个耦合器和所述耦合总口串联形成耦合通道，所述校正模块与所述耦合总口相连，每个射频收发通道上的功率放大器与所述耦合总口之间通过所述耦合通道进行信号传输的信号传输路径长度相同；

所述N个耦合器用于采集N个耦合信号，所述N个耦合信号与所述N个射频收发通道一一对应，所述耦合总口用于将所述N个耦合信号传输至所述校正模块，所述校正模块用于根据所述N个耦合信号对所述N个射频收发通道进行天线校正或数字预失真DPD校正。

2.根据权利要求1所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述N个耦合器中任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度相同，所述N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度不相同，且任意两个相邻射频收发通道的功率放大器与对应的耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值等于任意两个相邻耦合器之间的信号传输路径长度。

3.根据权利要求1所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述N个耦合信号包括所述N个射频收发通道的幅度和相位，或者，所述N个耦合信号包括所述N个射频收发通道的功率放大器的输出信息。

4.根据权利要求3所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述校正模块具体用于根据所述N个射频收发通道的幅度和相位对所述N个射频收发通道进行所述天线校正。

5.根据权利要求3所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述校正模块具体用于根据所述N个射频收发通道的功率放大器的输出信息对所述N个射频收发通道进行所述DPD校正。

6.一种多通道天线校正装置，其特征在于，应用于阵列天线，所述阵列天线包括在同一平面上沿竖直方向并列排布的N个天线和N个射频收发通道，所述N个天线和所述N个射频收发通道一一对应，所述N为大于或等于2的整数，所述N个射频收发通道中的每个射频收发通道均包括移相器、衰减器、功率放大器，所述N个天线中任意两个相邻天线的间距相等；

所述多通道天线校正装置包括：N个耦合器、耦合总口和校正模块；其中，每个耦合器设置于每个射频收发通道对应的天线与功率放大器之间，所述N个耦合器和所述耦合总口串联形成耦合通道，所述N个耦合器位于同一目标直线上，所述同一目标直线的方向角小于90°，所述校正模块与所述耦合总口相连，所述N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与耦合器之间的信号传输路径长度之间的差值相等；

所述N个耦合器用于采集N个耦合信号，所述N个耦合信号与所述N个射频收发通道一一对应，所述耦合总口用于将所述N个耦合信号传输至所述校正模块，所述校正模块用于根据所述N个耦合信号对所述N个射频收发通道进行天线校正或数字预失真DPD校正；

所述校正模块，还用于为所述N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道配置相同的馈电相位差，以弥补所述N个射频收发通道中任意两个相邻射频收发通道上功率放大器与所述耦合总口之间的信号传输路径长度的长度差带来的走线相位差。

7.根据权利要求6所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述N个耦合器均为四端口斜耦合器，所述四端口斜耦合器包括输入端、输出端、隔离端和耦合端，所述输入端和所述输出端形成的连线与所述隔离端和所述耦合端形成的连线相交，所述输出端与所述耦合端之间的夹角等于所述同一目标直线的方向角。

8.根据权利要求6所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述N个耦合信号包括所述N个射频收发通道的幅度和相位，或者，所述N个耦合信号包括所述N个射频收发通道的功率放大器的输出信息。

9.根据权利要求8所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述校正模块具体用于根据所述N个射频收发通道的幅度和相位对所述N个射频收发通道进行所述天线校正。

10.根据权利要求8所述的多通道天线校正装置，其特征在于，所述校正模块具体用于根据所述N个射频收发通道的功率放大器的输出信息对所述N个射频收发通道进行所述DPD校正。

11.一种阵列天线，其特征在于，所述阵列天线包括如权利要求1至10任一所述的多通道天线校正装置。

12.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括如权利要求1至10任一所述的多通道天线校正装置。

Images