CN113541722B - 一种数字tr模块的通道一致性校准系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字TR模块的通道一致性校准系统及方法,所述系统包括数字信号处理模块、校准装置和多个射频收发通道;每一个所述的射频收发通道均包括射频单元、变频处理单元和数据转换单元;所述射频单元包括射频端口、校准端口、耦合器、第一滤波器、环形器、限幅器、低噪声放大器、第一功率放大器、第二功率放大器和第一单刀双掷开关;所述第一滤波器的一端通过耦合器与射频端口连接,第一滤波器的另一端与所述环形器连接;所述限幅器的输入端与环形器连接,限幅器的输出端依次通过低噪声放大器、第一单刀双掷开关与变频处理单元连接。本发明能够对不同温度环境下射频收发通道进行一致性校准,保证射频收发通道的幅相一致。
Description
技术领域
本发明涉及数字TR模块,特别是涉及一种数字TR模块的通道一致性校准系统及方法。
背景技术
在通信领域,相控阵天线的应用已经越来越广泛。作为相控阵天线的核心部件TR,在通信设备中也有着越来越重要的应用;
现有的TR模块,收发发射信号的频率从几百MHz 至几十GHz ,受现有模数转换(ADC)器件的限制, 无法直接在天线后端进行数字化处理,通常采用的方法是采用超外差接收机, 将来自天线的射频信号下变频至中频, 再进行处理;但是在超外差处理过程中,不同通道间的幅度和相位特性并不完全一致;这就为TR模块的工作带来了诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种数字TR模块的通道一致性校准系统及方法,能够对不同温度环境下射频收发通道进行一致性校准,保证射频收发通道的幅相一致。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种数字TR模块的通道一致性校准系统,包括数字信号处理模块、校准装置和多个射频收发通道;
每一个所述的射频收发通道均包括射频单元、变频处理单元和数据转换单元;所述射频单元包括射频端口、校准端口、耦合器、第一滤波器、环形器、限幅器、低噪声放大器、第一功率放大器、第二功率放大器和第一单刀双掷开关;所述第一滤波器的一端通过耦合器与射频端口连接,第一滤波器的另一端与所述环形器连接;所述限幅器的输入端与环形器连接,限幅器的输出端依次通过低噪声放大器、第一单刀双掷开关与变频处理单元连接;所述第一功率放大器的输入端通过第一单刀双掷开关与变频处理单元连接,第一功率放大器的输出端通过第二功率放大器与环形器连接;所述校准端口与耦合器的耦合端连接;所述变频处理单元与数据转换单元连接;
所述数字信号处理模块分别与每一个射频收发通道中的数据转换单元连接,所述校准装置分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接,所述校准装置还与数字信号处理模块连接;
所述数字信号处理模块,用于在发射校准过程中,产生数字基带信号经射频收发通道对外输出,并接收来自校准装置发射校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性发射校准;在接收校准过程中,每一个射频接收通道对来自于校准端口的校准信号进行接收处理,得到相应的基带接收信号传输给数字信号处理模块,所述数字信号处理模块将各通道的基带接收信号传输给校准装置,并接收来自校准装置的接收校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性接收校准;
所述校准装置,用于在发射校准过程中,从各通道的校准端口获取输出信号,并结合数字信号处理模块产生的数字基带信号,计算得到各通道的发射校准数据,传输给数字信号处理模块;在接收校准过程中,向各通道的校准端口传输校准信号,并接收来自数字信号处理模块的各通道基带接收信号,计算各通道的接收校准数据,传输给数字信号处理模块。
优选地,所述数字信号处理模块包括数字信号处理单元、第一功分器和多个数控调节单元;所述数控调节单元与射频收发通道数目相同且一一对应;所述数字信号处理单元通过第一功分器分别与每一个数控调节单元连接,所述数控调节单元与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数字信号处理单元还与校准装置连接;
所述数控调节单元包括数控移相器、数控衰减器和数控放大器,所述数控移相器的第一端与第一功分器连接,所述数控移相器的第二端依次通过数控衰减器和数控放大器与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数控衰减器、数控移相器和数控放大器的控制输入端与数字信号处理单元连接;各个数控移相器的第一端还与校准装置连接。
优选地,所述校准装置包括第二功分器和与所述数字信号处理单元连接的校准数据处理模块,所述第二功分器的输入端接入校准信号,第二功分器的输出端分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端分别与每一个射频接收通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端还分别与数控调节单元中数控移相器的第一端连接。
优选地,所述变频处理单元包括第二滤波器、第一混频器、第三滤波器、第一运算放大器、第二运算放大器、第四滤波器、第二混频器和第五滤波器;所述第二滤波器的一端与射频单元连接,第二滤波器的另一端通过第一混频器与第三滤波器连接;所述第一运算放大器的输入端与第三滤波器连接,第一运算放大器的输出端与第四滤波器连接;所述第二运算放大器的输入端与第四滤波器连接,第二运算放大器的输出端与第三滤波器连接;所述第四滤波器依次通过第二混频器、第五滤波器与数据转换单元连接;
所述数据转换单元包括第二单刀双掷开关、AGC放大器、第六滤波器、ADC模块、DAC模块和第三运算放大器;所述AGC放大器的输入端通过第二单刀双掷开关与变频处理单元连接,AGC放大器的输出端通过第六滤波器与ADC模块连接,由ADC模块将接收到的信号进行模数转换得到基带数字信号传输给数字信号处理模块;所述DAC模块的输入端接收来自数字信号处理模块的数字基带信号,并进行数模转换后,依次通过第三运算放大器和第二单刀双掷开关传输给变频处理单元。
优选地,所述第一混频器的本振信号输入端连接有端口LO1,用于输入第一混频器的本振信号;所述第二混频器的本振信号输入端连接有端口LO2,用于输入第二混频器的本振信号。
优选地,所述第一单刀双掷开关的第一个不动端与低噪声放大器连接,第一单刀双掷开关的第二个不动端与第一功率放大器连接,第一单刀双掷开关的动端与第二滤波器连接;所述第二单刀双掷开关的第一个不动端与AGC放大器连接,第二单刀双掷开关的第二个不动端与第三运算放大器连接,所述第二单刀双掷开关的动端与第五滤波器连接。
一种数字TR模块的通道一致性校准方法,包括发射校准步骤S1和接收校准步骤S2;
所述发射校准步骤S1包括:
S101.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通第二滤波器与第一功率放大器之间的信号通路;同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器与第三运算放大器之间的信号通路;
S102.数字信号处理单元产生数字基带信号,经第一功分器进行功率分配后传输给各个数控调节单元,每一个数控调节单元对输入的信号进行调整后送入对应的射频收发通道对外输出;
S103.各个射频收发通道中的耦合器将该通道的输出信号耦合到校准端口,从校准端口传输到校准装置中的校准数据处理模块;
S104.校准数据处理模块首先对来自各通道的输出信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为发射校准参数;
S105.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S101~S104,得到不同温度下的发射校准参数,将不同温度下的发射校准参数作为发射校准数据传输给数字信号处理单元;
所述接收校准步骤S2包括:
S201.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通低噪声放大器与第二滤波器之间的信号通路,同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器和AGC放大器之间的信号通路;
S202.校准装置中的第二功分器接收外部射频信号源产生的射频信号,并进行功率分配后作为校准信号分别传输到每一个射频收发通道的校准端口,并通过耦合器耦合到射频收发通道内;
S203.耦合到各个射频通道内的信号校准信号通过射频收发通道进行处理后,通过对应的数控调节单元传输给校准装置;
S204.校准数据处理模块首先对各通道经数控调节单元输出的信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道作为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为接收校准参数;
S205.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S201~S204,得到不同温度下的接收校准参数,将不同温度下的接收校准参数作为接收校准数据传输给数字信号处理单元。
其中,所述通道一致性校准方法还包括射频发射步骤S3,所述射频发射步骤S3包括:
S301.在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S302.数字信号处理单元从发射校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S303.数字信号处理单元产生基带数字信号,经过第一功分器进行功率分配后,通过数控调节单元传输给对应的射频收发通道进行处理,然后将处理得到的信号通过射频端口对外发射。
其中,所述通道一致性校准方法还包括射频接收步骤S4,所述射频接收步骤S4包括:
S401. 在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S402.数字信号处理单元从接收校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S403.各个射频收发通道对射频端口输入的射频信号进行接收处理后,通过对应的数控调节单元传输给第一功分器,由第一功分器对信号进行合路后传输给数字信号处理单元,完成信号的接收。
本发明的有益效果是:本发明能够对不同温度环境下射频收发通道进行一致性校准,保证射频收发通道的幅相一致;并且本发明在射频收发通道集成到一起的情况下,能够根据具体工作情况,在信号发射时完成信号发射方向的校准,在信号接收是完成信号接收方向的校准。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图;
图2为射频收发通道的原理框图;
图3为信号处理模块的原理框图;
图4为校准装置的原理框图;
图5为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示,一种数字TR模块的通道一致性校准系统,包括数字信号处理模块、校准装置和多个射频收发通道;
如图2所示,每一个所述的射频收发通道均包括射频单元、变频处理单元和数据转换单元;所述射频单元包括射频端口、校准端口、耦合器、第一滤波器、环形器、限幅器、低噪声放大器、第一功率放大器、第二功率放大器和第一单刀双掷开关;所述第一滤波器的一端通过耦合器与射频端口连接,第一滤波器的另一端与所述环形器连接;所述限幅器的输入端与环形器连接,限幅器的输出端依次通过低噪声放大器、第一单刀双掷开关与变频处理单元连接;所述第一功率放大器的输入端通过第一单刀双掷开关与变频处理单元连接,第一功率放大器的输出端通过第二功率放大器与环形器连接;所述校准端口与耦合器的耦合端连接;所述变频处理单元与数据转换单元连接;
所述数字信号处理模块分别与每一个射频收发通道中的数据转换单元连接,所述校准装置分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接,所述校准装置还与数字信号处理模块连接;
所述数字信号处理模块,用于在发射校准过程中,产生数字基带信号经射频收发通道对外输出,并接收来自校准装置发射校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性发射校准;在接收校准过程中,每一个射频接收通道对来自于校准端口的校准信号进行接收处理,得到相应的基带接收信号传输给数字信号处理模块,所述数字信号处理模块将各通道的基带接收信号传输给校准装置,并接收来自校准装置的接收校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性接收校准;
所述校准装置,用于在发射校准过程中,从各通道的校准端口获取输出信号,并结合数字信号处理模块产生的数字基带信号,计算得到各通道的发射校准数据,传输给数字信号处理模块;在接收校准过程中,向各通道的校准端口传输校准信号,并接收来自数字信号处理模块的各通道基带接收信号,计算各通道的接收校准数据,传输给数字信号处理模块。
如图3所示,所述数字信号处理模块包括数字信号处理单元、第一功分器和多个数控调节单元;所述数控调节单元与射频收发通道数目相同且一一对应;所述数字信号处理单元通过第一功分器分别与每一个数控调节单元连接,所述数控调节单元与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数字信号处理单元还与校准装置连接;
所述数控调节单元包括数控移相器、数控衰减器和数控放大器,所述数控移相器的第一端与第一功分器连接,所述数控移相器的第二端依次通过数控衰减器和数控放大器与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数控衰减器、数控移相器和数控放大器的控制输入端与数字信号处理单元连接;各个数控移相器的第一端还与校准装置连接。
如图4所示,所述校准装置包括第二功分器和与所述数字信号处理单元连接的校准数据处理模块,所述第二功分器的输入端接入校准信号,第二功分器的输出端分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端分别与每一个射频接收通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端还分别与数控调节单元中数控移相器的第一端连接。
所述变频处理单元包括第二滤波器、第一混频器、第三滤波器、第一运算放大器、第二运算放大器、第四滤波器、第二混频器和第五滤波器;所述第二滤波器的一端与射频单元连接,第二滤波器的另一端通过第一混频器与第三滤波器连接;所述第一运算放大器的输入端与第三滤波器连接,第一运算放大器的输出端与第四滤波器连接;所述第二运算放大器的输入端与第四滤波器连接,第二运算放大器的输出端与第三滤波器连接;所述第四滤波器依次通过第二混频器、第五滤波器与数据转换单元连接;
所述数据转换单元包括第二单刀双掷开关、AGC放大器、第六滤波器、ADC模块、DAC模块和第三运算放大器;所述AGC放大器的输入端通过第二单刀双掷开关与变频处理单元连接,AGC放大器的输出端通过第六滤波器与ADC模块连接,由ADC模块将接收到的信号进行模数转换得到基带数字信号传输给数字信号处理模块;所述DAC模块的输入端接收来自数字信号处理模块的数字基带信号,并进行数模转换后,依次通过第三运算放大器和第二单刀双掷开关传输给变频处理单元。
在本申请的实施例中,所述第一混频器的本振信号输入端连接有端口LO1,用于输入第一混频器的本振信号;所述第二混频器的本振信号输入端连接有端口LO2,用于输入第二混频器的本振信号。
在本申请的实施例中,所述第一单刀双掷开关的第一个不动端与低噪声放大器连接,第一单刀双掷开关的第二个不动端与第一功率放大器连接,第一单刀双掷开关的动端与第二滤波器连接;所述第二单刀双掷开关的第一个不动端与AGC放大器连接,第二单刀双掷开关的第二个不动端与第三运算放大器连接,所述第二单刀双掷开关的动端与第五滤波器连接。
如图5所示,一种数字TR模块的通道一致性校准方法,包括发射校准步骤S1和接收校准步骤S2;
所述发射校准步骤S1包括:
S101.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通第二滤波器与第一功率放大器之间的信号通路;同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器与第三运算放大器之间的信号通路;
S102.数字信号处理单元产生数字基带信号,经第一功分器进行功率分配后传输给各个数控调节单元,每一个数控调节单元对输入的信号进行调整后送入对应的射频收发通道对外输出;
S103.各个射频收发通道中的耦合器将该通道的输出信号耦合到校准端口,从校准端口传输到校准装置中的校准数据处理模块;
S104.校准数据处理模块首先对来自各通道的输出信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为发射校准参数;
S105.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S101~S104,得到不同温度下的发射校准参数,将不同温度下的发射校准参数作为发射校准数据传输给数字信号处理单元;
所述接收校准步骤S2包括:
S201.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通低噪声放大器与第二滤波器之间的信号通路,同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器和AGC放大器之间的信号通路;
S202.校准装置中的第二功分器接收外部射频信号源产生的射频信号,并进行功率分配后作为校准信号分别传输到每一个射频收发通道的校准端口,并通过耦合器耦合到射频收发通道内;
S203.耦合到各个射频通道内的信号校准信号通过射频收发通道进行处理后,通过对应的数控调节单元传输给校准装置;
S204.校准数据处理模块首先对各通道经数控调节单元输出的信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道作为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为接收校准参数;
S205.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S201~S204,得到不同温度下的接收校准参数,将不同温度下的接收校准参数作为接收校准数据传输给数字信号处理单元。
其中,所述通道一致性校准方法还包括射频发射步骤S3,所述射频发射步骤S3包括:
S301.在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S302.数字信号处理单元从发射校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S303.数字信号处理单元产生基带数字信号,经过第一功分器进行功率分配后,通过数控调节单元传输给对应的射频收发通道进行处理,然后将处理得到的信号通过射频端口对外发射。
其中,所述通道一致性校准方法还包括射频接收步骤S4,所述射频接收步骤S4包括:
S401. 在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S402.数字信号处理单元从接收校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S403.各个射频收发通道对射频端口输入的射频信号进行接收处理后,通过对应的数控调节单元传输给第一功分器,由第一功分器对信号进行合路后传输给数字信号处理单元,完成信号的接收。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:包括数字信号处理模块、校准装置和多个射频收发通道;
每一个所述的射频收发通道均包括射频单元、变频处理单元和数据转换单元;所述射频单元包括射频端口、校准端口、耦合器、第一滤波器、环形器、限幅器、低噪声放大器、第一功率放大器、第二功率放大器和第一单刀双掷开关;所述第一滤波器的一端通过耦合器与射频端口连接,第一滤波器的另一端与所述环形器连接;所述限幅器的输入端与环形器连接,限幅器的输出端依次通过低噪声放大器、第一单刀双掷开关与变频处理单元连接;所述第一功率放大器的输入端通过第一单刀双掷开关与变频处理单元连接,第一功率放大器的输出端通过第二功率放大器与环形器连接;所述校准端口与耦合器的耦合端连接;所述变频处理单元与数据转换单元连接;
所述数字信号处理模块分别与每一个射频收发通道中的数据转换单元连接,所述校准装置分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接,所述校准装置还与数字信号处理模块连接;
所述数字信号处理模块,用于在发射校准过程中,产生数字基带信号经射频收发通道对外输出,并接收来自校准装置发射校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性发射校准;在接收校准过程中,每一个射频接收通道对来自于校准端口的校准信号进行接收处理,得到相应的基带接收信号传输给数字信号处理模块,所述数字信号处理模块将各通道的基带接收信号传输给校准装置,并接收来自校准装置的接收校准数据进行保存,以便于在正常工作过程中对射频收发通道进行一致性接收校准;
所述校准装置,用于在发射校准过程中,从各通道的校准端口获取输出信号,并结合数字信号处理模块产生的数字基带信号,计算得到各通道的发射校准数据,传输给数字信号处理模块;在接收校准过程中,向各通道的校准端口传输校准信号,并接收来自数字信号处理模块的各通道基带接收信号,计算各通道的接收校准数据,传输给数字信号处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:所述数字信号处理模块包括数字信号处理单元、第一功分器和多个数控调节单元;所述数控调节单元与射频收发通道数目相同且一一对应;所述数字信号处理单元通过第一功分器分别与每一个数控调节单元连接,所述数控调节单元与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数字信号处理单元还与校准装置连接;
所述数控调节单元包括数控移相器、数控衰减器和数控放大器,所述数控移相器的第一端与第一功分器连接,所述数控移相器的第二端依次通过数控衰减器和数控放大器与对应射频收发通道中的数据转换单元连接,所述数控衰减器、数控移相器和数控放大器的控制输入端与数字信号处理单元连接;各个数控移相器的第一端还与校准装置连接。
3.根据权利要求2所述的一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:所述校准装置包括第二功分器和与所述数字信号处理单元连接的校准数据处理模块,所述第二功分器的输入端接入校准信号,第二功分器的输出端分别与每一个射频收发通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端分别与每一个射频接收通道中的校准端口连接;所述校准数据处理模块的输入端还分别与数控调节单元中数控移相器的第一端连接。
4.根据权利要求1所述的一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:所述变频处理单元包括第二滤波器、第一混频器、第三滤波器、第一运算放大器、第二运算放大器、第四滤波器、第二混频器和第五滤波器;所述第二滤波器的一端与射频单元连接,第二滤波器的另一端通过第一混频器与第三滤波器连接;所述第一运算放大器的输入端与第三滤波器连接,第一运算放大器的输出端与第四滤波器连接;所述第二运算放大器的输入端与第四滤波器连接,第二运算放大器的输出端与第三滤波器连接;所述第四滤波器依次通过第二混频器、第五滤波器与数据转换单元连接;
所述数据转换单元包括第二单刀双掷开关、AGC放大器、第六滤波器、ADC模块、DAC模块和第三运算放大器;所述AGC放大器的输入端通过第二单刀双掷开关与变频处理单元连接,AGC放大器的输出端通过第六滤波器与ADC模块连接,由ADC模块将接收到的信号进行模数转换得到基带数字信号传输给数字信号处理模块;所述DAC模块的输入端接收来自数字信号处理模块的数字基带信号,并进行数模转换后,依次通过第三运算放大器和第二单刀双掷开关传输给变频处理单元。
5.根据权利要求4所述的一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:所述第一混频器的本振信号输入端连接有端口LO1,用于输入第一混频器的本振信号;所述第二混频器的本振信号输入端连接有端口LO2,用于输入第二混频器的本振信号。
6.根据权利要求4所述的一种数字TR模块的通道一致性校准系统,其特征在于:所述第一单刀双掷开关的第一个不动端与低噪声放大器连接,第一单刀双掷开关的第二个不动端与第一功率放大器连接,第一单刀双掷开关的动端与第二滤波器连接;所述第二单刀双掷开关的第一个不动端与AGC放大器连接,第二单刀双掷开关的第二个不动端与第三运算放大器连接,所述第二单刀双掷开关的动端与第五滤波器连接。
7.一种数字TR模块的通道一致性校准方法,基于权利要求1~6中任意一项所述的系统,其特征在于:包括发射校准步骤S1和接收校准步骤S2;
所述发射校准步骤S1包括:
S101.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通第二滤波器与第一功率放大器之间的信号通路;同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器与第三运算放大器之间的信号通路;
S102.数字信号处理单元产生数字基带信号,经第一功分器进行功率分配后传输给各个数控调节单元,每一个数控调节单元对输入的信号进行调整后送入对应的射频收发通道对外输出;
S103.各个射频收发通道中的耦合器将该通道的输出信号耦合到校准端口,从校准端口传输到校准装置中的校准数据处理模块;
S104.校准数据处理模块首先对来自各通道的输出信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为发射校准参数;
S105.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S101~S104,得到不同温度下的发射校准参数,将不同温度下的发射校准参数作为发射校准数据传输给数字信号处理单元;
所述接收校准步骤S2包括:
S201.切换每一个射频收发通道中的第一单刀双掷开关,接通低噪声放大器与第二滤波器之间的信号通路,同时切换每一个射频收发通道中的第二单刀双掷开关,接通第五滤波器和AGC放大器之间的信号通路;
S202.校准装置中的第二功分器接收外部射频信号源产生的射频信号,并进行功率分配后作为校准信号分别传输到每一个射频收发通道的校准端口,并通过耦合器耦合到射频收发通道内;
S203.耦合到各个射频通道内的信号校准信号通过射频收发通道进行处理后,通过对应的数控调节单元传输给校准装置;
S204.校准数据处理模块首先对各通道经数控调节单元输出的信号进行测幅和测相,然后以任一射频收发通道作为基准通道,计算基准通道与每一个射频收发通道之间输出信号的幅度差和相位差,并进行保存,作为接收校准参数;
S205.将整个校准系统设置于不同温度的环境中,重复步骤S201~S204,得到不同温度下的接收校准参数,将不同温度下的接收校准参数作为接收校准数据传输给数字信号处理单元。
8.根据权利要求7所述的一种数字TR模块的通道一致性校准方法,其特征在于:所述通道一致性校准方法还包括射频发射步骤S3,所述射频发射步骤S3包括:
S301.在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S302.数字信号处理单元从发射校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S303.数字信号处理单元产生基带数字信号,经过第一功分器进行功率分配后,通过数控调节单元传输给对应的射频收发通道进行处理,然后将处理得到的信号通过射频端口对外发射。
9.根据权利要求7所述的一种数字TR模块的通道一致性校准方法,其特征在于:所述通道一致性校准方法还包括射频接收步骤S4,所述射频接收步骤S4包括:
S401. 在完成发射校准和接收校准后,若需进行正常的信号发射,则首先在数字TR模块的工作环境内设置温度传感器,检测数字TR模块所在环境的温度信息,并传输给数字信号处理单元;
S402.数字信号处理单元从接收校准数据中,提取出当前温度下基准通道与各个射频收发通道之间的幅度差和相位差,并据此对各个射频收发通道所对应的数控调节单元进行移相、衰减和放大控制,实现各个射频收发通道的幅度和相位补偿,使得各个射频收发通道输出信号保持幅度与相位的一致;
S403.各个射频收发通道对射频端口输入的射频信号进行接收处理后,通过对应的数控调节单元传输给第一功分器,由第一功分器对信号进行合路后传输给数字信号处理单元,完成信号的接收。
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Denomination of invention: A channel consistency calibration system and method for digital TR module Effective date of registration: 20230104 Granted publication date: 20220805 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: CHENGDU TIGER MICROELECTRONICS RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000006 |
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