CN114902493A - 相控阵模块 - Google Patents

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CN114902493A CN202080090091.6A CN202080090091A CN114902493A CN 114902493 A CN114902493 A CN 114902493A CN 202080090091 A CN202080090091 A CN 202080090091A CN 114902493 A CN114902493 A CN 114902493A
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Abstract

本发明涉及一种相控阵模块，包括多个天线板。每个天线板具有相同的布局并包括多个天线元件，这些天线元件被定位成使得它们一起在天线板上形成矩阵图案，以及包含多个收发器设备的集成电路。每个收发器与天线板上的天线元件连接，由此，所述多个天线板中的三个相邻天线板的角天线元件形成等边三角形。由多个天线元件形成的矩阵图案被定形为正方形或矩形。

Description

相控阵模块
技术领域
本发明一般涉及用于高数据速率通信的毫米波相控阵模块的领域。
背景技术
在60GHz附近可用的频带提供高达9GHz的带宽以用于高速无线通信和可忽略的干扰。与当前的低射频(RF)无线服务相比，60GHz频带被认为非常有希望用于非常高的吞吐量，例如用于4G和5G蜂窝系统。在该频率范围内工作的无线收发器(即包含发射器和接收器两者的设备)通常利用相控阵(也称为波束形成器)来缓和无线链路预算。因此，在此类系统中需要波束形成电路。毫米波波束形成需要两个操作：在发射器中，将信号拆分到不同的天线路径上，然后对信号进行相移，而在接收器中，对不同天线路径中的信号进行相移，并且随后组合所述信号。波束形成器可以以各种方式实现。
用于波束形成的模块通常包括嵌入在模块中的多个集成电路，每个集成电路包含多个收发器。每个收发器连接到天线板的不同天线。在传统的相控阵模块中，只有被安排用作主节点的集成电路(IC)配备有单个基带块和单个混频器和频率合成块。用作无源从属芯片的IC仅包含相移和放大器功能。
在生产阶段，这种多芯片相控阵模块包含不同工艺角的芯片。这种差异会影响输出增益和相位性能，且因此需要校准。生产过程中的传统校准需要包含毫米波设备的昂贵设置，这增加了一次性校准成本。
此外，毫米波相控阵模块在其长期运行期间还需要在线、原位校准以补偿温度变化和老化效应。然而，具有单个主节点而没有辅助电路的传统相控阵模块无法支持这种功能。
如图1所示，相控阵模块包括多个芯片，其中一个芯片被安排用作主节点(101)，其余芯片(102)形成多个从属芯片。每个芯片包括多个收发器，每个收发器连接到天线板的天线元件，天线板包括该芯片并且包括天线开关。从属芯片各自通过输入/输出接口从作为主节点的芯片的天线输出信号接收它们的输入信号。假设主节点包含M个(例如16个)天线单元，并且每个从节点包含N个(例如16个)天线，则获得一个MxN(例如256个)的天线模块。相控阵模块的典型天线板俯视图如图2所示，其中考虑了每个从节点包括N＝16个贴片天线(表示为小方块)的场景，这些贴片天线以等间距的行和列的规则图案排列。在该布局内，两个相邻天线之间的最小距离是波长的一半(即λ/2)。图2中的虚线方块表示从节点之间的区段边界。为了达到改进的波束控制性能，必须校准每个收发器前端/天线路径的相位和增益信息。由于各种情况，例如生产容差、网络条件、干扰等，通过不同天线路径传输的信号可能会经历与预期的不同的相位和/或延时移位，从而导致性能下降。通过原位校准可以减少甚至消除这种影响。
为了能够校准相位阵列模块的每个节点，即校准该节点的所有天线路径，该节点包括一个用作参考天线的一个天线。然后，相对于参考天线执行每对天线的相移或增益的校准。对于任何从节点，这对天线可能属于同一芯片或两个相邻的从芯片。
为了在任何两个信号路径上执行校准，需要找到如此定位的参考天线：使得到校准中的两个路径的几何距离相同。例如，参考图2，在从节点204中，天线“1”和“3”的校准可以使用天线“6”(因此，使用同一芯片上的参考天线)或使用从节点205的天线“2”作为参考来执行。同样需要校准属于相控阵模块的不同芯片的各前端路径。例如，从属芯片205的天线“4”可以用作校准从属芯片204的天线“3”以及从属芯片206的天线“1”时的参考。在列中也能找到示例，例如，使用从属芯片206的天线“1”作为参考也可以校准由从属芯片204的天线“3”和从属芯片205的天线“4”组成的天线对。还有，对角天线元件也可以被链接，例如，在从属芯片205中的天线“3”可被用作参考以校准从属芯片206的天线“1”和芯片204的天线“8”。
从给定的示例可以看出，每个从节点中各天线之间的(例如在增益或相移中的)相对失配的校准会导致两个元件子集，如图3所示在天线贴片上标记为1和2。同一子集的元件位于对角线上。只有同一子集的天线可以使用某个参考天线在单个校准步骤中被组合。然而，使用第一个子集的一个元件和第二个子集的一个元件是不可能进行校准的，因为在图3中，无法找到在标签“1”和标签“2”的节点之间具有相等距离的参考天线。天线布局是实现这一目标的障碍。
在本领域中已经提出了解决方案，其中自校准(也称为自动校准)在相控阵模块中实现，即，其中相控阵模块本身被如此装备以使其可用于执行模块的校准而无需任何外部连接。
在US2015/255868中，公开了一种于天线阵列的自校准的方法和装置。该装置包括第一和第二耦合器、校准收发器和控制器。第一耦合器可操作地连接到第一数量的天线。第二耦合器可操作地连接到第二数量的天线。校准收发器通过公共路径可操作地连接到第一和第二耦合器。控制器被配置为基于校准收发器经由公共路径从第一和第二耦合器接收自或发送到第一和第二耦合器的一个或多个信号，对第二数量的天线的至少一个或多个发射/接收路径执行校准。
在US2011/248796中，公开了一种用于天线阵列的RF馈电网络。在一些实施方式中，阵列天线的瓦片架构由多个子阵列组成，由此，每个子阵列包含八行，每行具有8个天线元件。偶数行相对于奇数行有些偏移。
因此，需要具有如此定位在相应天线板上的天线的相控阵模块：使得可以在没有如现有技术的解决方案中所述的限制的情况下执行校准。
发明内容
本发明实施例的一个目的是提供一种相控阵模块，其中该相控阵模块的天线板被布置成允许以灵活的方式执行校准。
上述目的通过根据本发明的解决方案来实现。
在第一方面，本发明涉及一种相控阵模块，包括多个天线板。每个天线板具有相同的布局，并且包括多个天线元件以及包含多个收发器设备的集成电路，这些天线元件被如此定位以在天线板上一起形成相同的规则图案，并且每个收发器设备都与天线板上的天线元件连接。多个天线板中相邻的三个天线板的角天线元件形成等边三角形。所提出的模块的特征在于所述矩阵图案具有正方形或矩形的形状。
所提出的解决方案确实允许对各个天线路径进行灵活和完整的校准。由于角天线定位成等边三角形，并且每个天线板的天线元件呈规则矩阵图案(每个天线板都相同)，因此沿着相邻天线板的边缘的天线元件被定位，使得两个天线路径可以在使用第三个天线元件作为参考时被校准，因为后者与被校准路径的这两个天线具有相同的几何距离。归因于每个天线板内的规则天线图案，还可以在天线板内执行校准。
有利地，天线板的所有天线元件都具有到天线元件所连接到的集成电路相同的信号路径长度。
在一些实施例中，每个集成电路包括N2个天线，其中N等于整数。
在优选实施例中，多个天线板中的一个的集成电路被布置为用作主节点，并且其余天线板的集成电路被布置为用作从节点，在接收模式中，每个从节点接收由主节点的不同天线元件输出的信号作为输入，或者在发射模式中，每个从节点发射由主节点的不同天线元件输入的信号作为输出。作为主节点的集成电路和作为从节点的集成电路有利地具有相同的架构。
作为主节点的集成电路和作为从节点的集成电路优选地具有相同数量的天线元件。
在一些实施例中，主节点连接到布置用于处理基带输入/输出信号的基带电路。有利地，相控阵模块还包括用于处理基带信号的模数转换器。
在优选实施例中，被布置为用作主节点的集成电路和其天线板位于基板的一侧上，而被布置为用作从节点的集成电路和它们的天线板位于基板的相对侧上。
在一个实施例中，相控阵模块的至少一个集成电路包括用于生成校准用的测试信号的音调生成器。
在另一个实施例中，可作为参考操作的从节点的集成电路的时钟被连接到作为主节点的集成电路的时钟。
在又一实施例中，集成电路被配置为从节点，由此所述从节点的天线板的一个天线元件被布置为参考接收天线，并且所述天线板的两个或更多个其他天线元件被布置为发射天线元件。在这种情况下，在相控阵模块中不需要具有配置为主节点的集成电路。
在另一方面，本发明涉及一种用于校准如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块的一对天线元件的方法。该方法包括：
-在相控阵模块中选择要校准的两条天线路径，每条天线路径包括所述对的天线元件和天线元件被连接到的RF前端，
-在相控阵模块中选择另一天线元件作为参考天线路径中的参考天线，所述参考天线路径还包括RF前端，参考天线连接到该RF前端，由此参考天线被如此定位使得到这两条天线路径的几何距离相同，
-通过以下来校准天线元件对：将两个天线路径用于发射信号的并将参考天线路径用于接收所发射信号，反之亦然，由此所发射信号通过天线溢出传播。
在一些实施例中，可以在发射模式下校准天线元件对，由此参考天线随后为参考接收器服务。在其他实施例中，天线在接收模式下被校准而参考天线可以被视作参考发射器。校准包括配置RF前端，例如在校准过程中使用的各个天线路径的增益和相移。
在一些实施例中，执行校准包括对所述两个天线路径的增益或相移比较。
在实施例中，两个天线元件位于同一天线板上。在其他实施例中，参考天线和两个天线元件之一位于同一天线板上。
出于对本发明以及相对于现有技术所实现的优点加以总结的目的，以上在本文中已描述了本发明的某些目的和优点。当然，应当理解，不必所有此类目的或优点都可根据本发明的任何特定实施例来实现。由此，例如，本领域技术人员将认识到，本发明能以实现或优化如本文中所教导的一个优点或一组优点的方式来具体化或执行，而不必实现如本文中可能教导或建议的其他目的或优点。
从本文以下描述的(诸)实施例，本发明的以上和其他方面将是显而易见的，并且参考本文以下描述的(诸)实施例对本发明的以上和其他方面进行阐明。
附图说明
作为示例，参考所附附图，将进一步描述本发明，其中，在各图中，相同的附图标记指代相同的要素。
图1图示了包括主芯片和从属芯片的相控阵模块，包括天线和连接输入/输出端口。
图2示出了本领域已知的相控阵模块的从属芯片的布置。
图3示出了如何在具有图1的布置的同一从节点内获得两组校准元件。
图4图示了包括主节点和多个从节点的相控阵模块的横截面。
图5图示了用于根据本发明的相控阵模块中的集成电路的可能架构。
图6示出了适合用作主节点的图5的架构。
图7图示了适合用作从节点的图5的架构。
图8示出了根据本发明实施例的相控阵模块的从瓦片(tile)的布置。
图9图示了用于图8的布置的芯片到天线信号的路由。
图10图示了根据本发明实施例的具有3x3天线阵列的从瓦片的布置。
图11示出了根据本发明实施例的具有矩形形状的从瓦片的布置。
图12示出了当某个天线处于校准状态时的主和从属芯片的配置。
图13图示了当参考天线与被校准的天线属于同一芯片时的另一种配置。
具体实施方式
将参照具体实施例并且参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。
此外，说明书中和权利要求中的术语第一、第二等等用于在类似的要素之间进行区分，并且不一定用于在时间上、空间上、以排名或以任何其他方式描述顺序。应理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以与本文中所描述或图示的不同的顺序来进行操作。
要注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述包括装置揂和B的设备的范围不应当限于仅由组件”A和B构成的设备。它意味着对于本发明，该设备的仅有的相关组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可以指代同一实施例。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可以指代同一实施例。
类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个的理解的目的，本发明的各个特征有时一起被编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，该公开方法不应被解释为反映要求保护的发明要求比每一项权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求所反映，发明性方面存在于比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征中。因此，具体实施方式之后所附的权利要求由此被明确纳入本具体实施方式中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是如本领域技术人员将理解的那样，不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均能以任何组合来使用。
应当注意，在描述本发明的某些特征或方面时使用特定术语不应被当作暗示该术语在本文中被重新定义成限于包括该术语与其相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出，以免混淆对本描述的理解。
本发明提出了一种相控阵模块，包括多个天线板，每个天线板包括一个集成电路。每个都包含多个收发器的集成电路架构和天线模块设计允许在生产阶段实现自动校准以及现场校准。这样，可以降低生产阶段的测试和校准成本。使用所提出的解决方案，可以以低成本校准相控阵模块的每个天线路径的相位和增益变化。
相控阵模块包括多个集成电路(IC)，每个集成电路被设置在不同的天线板上。相控阵模块具有与前面已经在图1中显示的相同的高级表示：可以将所述集成电路中的一个及其相关联的天线板设置为用作主节点101，而将其他集成电路设置为从节点102，每个都与多个天线103连接。主芯片中的连接端口是输出I/O 104，且每个从属芯片通过输入I/O105连接到主芯片。相控阵模块的各种集成电路在本说明书中也称为瓦片或仅称为芯片。优选地，主芯片和从属芯片具有相同的架构。然而，在某些实施例中，原则上，主芯片可以具有与从节点不同的架构。在下面的描述中，假设所有IC具有相同的原理图。仅使用一种类型的芯片来实现主/从多瓦片配置会产生明显的好处，所述好处将变得显而易见。
如图4所示，示出了一种在芯片组装后得到的多芯片相控阵模块的典型截面图，其中在相应的天线板上有作为主节点一个芯片和多个从节点。多个天线板107，每个包括多个天线元件，例如贴片天线，通过RF焊料凸块109连接到相控阵模块的基板112。每个天线板包括通过RF柱111连接到天线板的集成电路。通常，设置有作为主节点110的集成电路的天线板放置在基板的一侧，而具有作为从节点106的芯片108的天线板107位于基板的相对侧。也可以设想使用例如单极天线、偶极天线或蝴蝶结天线来代替贴片天线。
图5示出了可以应用在根据本发明的相控阵模块中的集成电路的架构。在芯片级上，在同一管芯上存在多个并联的收发器前端(313)，通常一个具有发送功能，一个具有接收功能，所述管芯与功率组合器(302)/分配器(303)和发送移相器(319)/接收移相器(301)连接。每个天线前端(315)可以通过天线开关(在图5中显示为“TR开关”)被独立地配置为发射器或接收器。该集成电路还包括作为主节点操作所需的基带和本地振荡器(LO)(306)的功能性。当RF信号I/O(300)的路径被静音并且开关(313)被闭合以连接混频器时，配置为用作主节点的图5的IC可以通过本地振荡器和混频器块对基带信号进行上变换/下变换(304/305)。这在图6中被图示出。图5的IC还可以如下被配置为用作从节点：使图5中的LO、基带处理块和混频器静音并闭合到信号I/O的开关(314)。如此获得的最终配置如图7所示。在那种情况下，从节点的分配器(303)和组合器(302)通过连接到主节点的信号I/O接口(311/312)发送和接收调制的毫米波信号。为了在每个从节点收发器元件处引导光束，每个信号路径处的移相器(301/319)独立地控制信号相位。
图6示出了用作主节点的一个集成电路及其与用作从节点的多个(例如M＝16)的IC的连接以在正常操作下一起形成相控阵收发器模块。天线(403))通过每个天线I/O接口(404)连接在从节点中。在这种情况下，主芯片(400)具有M个I/O端口以连接到M个从属芯片，每个从属芯片都配备有N个天线，形成一个M×N天线模块。基带IC(405)处理基带输入/输出信号。
图7图示了作为从节点操作的IC。LO和基带部分被禁用，其中用于Rx(501)和Tx(502)的RF放大器连接到信号IO(503)，信号IO(503)进一步连接到主芯片。
请注意，在正常操作下，从节点IC被配置为同时用作所有天线路径的发送器或接收器，因为I/O接口(503)由从节点的接收放大器(501)和发送放大器(502)共享。
通过每次比较，例如使用参考天线路径的两个天线路径的增益和/或相移，来执行校准，其中有源天线路径和参考天线路径来自同一母板(112)。天线路径包括天线元件和由天线前端(315)和移相器(301，319)形成的RF前端。在接收模式下，增益由低噪声放大器LNA(317)和移相器(301)调整。在发射模式下，增益由功率放大器PA(318)和移相器(319)调整。值得注意的是，传播通过天线泄漏/溢出发生，其中不需要明确的电磁耦合器。这导致更简单的电路实现。参考天线所连接的芯片称为参考芯片。天线路径包括天线元件本身以及天线连接到的RF前端。带有各自天线的两个RF前端可以属于同一个从节点，或属于两个不同的节点。此外，作为参考天线路径的一部分的参考天线可以位于包含正在校准的天线之一的天线板上或位于不同从节点的天线板上。如果天线在发射模式下被校准，则参考天线所连接的集成电路被称为参考接收器。如果天线在接收模式下被校准，则参考天线所连接的集成电路被称为参考发射器。
出于校准目的，图5的集成电路还包括音调生成块(308)和校准DAC(307)，当两个天线路径要在发射模式中校准时，校准DAC在配置为主节点的芯片中被激活，并且主芯片因此作为发射器工作。在这种情况下，两个从天线前端被配置为从发射器并级联到主节点。如前所述，这两个从天线前端可以属于同一个从节点，也可以属于两个不同的从节点。归功于参考频率(315)通过所述模块跨所述板上的分布，发射和接收节点同步良好；因此不需要第三方外部电路/装备。
类似地，当两个从天线前端被配置为校准中的接收器时，从接收器连接到主IO(311/312)。在主芯片中，下变换混频器(304)被启用。基带信号进入主芯片中的校准ADC块(309)，其中数字量化的增益和相位信息可通过串行外围接口(SPI)端口(310)访问。一个特定节点的集成电路作为参考发射器操作，并且其音调生成器(308)、DAC(307)、LO(306)和上变换混频器(305)被启用。
为了能够校准每个从节点，即校准该节点的所有天线路径，该节点需要一个天线路径被用作参考天线路径，如已经提到的。相对于参考天线执行每对天线路径的相移或增益的校准。请注意，对于任何从节点，校准中的一对天线可能属于同一IC或可能包含该从IC的一个天线和相邻从IC的一个天线。
本发明提出了一种相控阵模块，包括多个从节点，这些从节点被布置成克服了针对不同子集分别执行校准的缺点(参见图3)。回想一下，为了在任何两个信号路径上执行校准，需要找到一个参考发射器或接收器天线，所述天线被定位使得到校准中的两个路径的几何距离相同。为了实现从一个从瓦片到N个天线贴片的低损耗信号路由，同时保持天线元件的全覆盖，在不同从瓦片的行或列之间引入偏移以在被定位于三个相邻从节点之间的边缘处的不同从节点的天线板的各天线元件之间形成等边三角形(75)。具有相邻的从节点意味着那些成对的从节点可以被认为是相邻的或邻近的。图8提供了说明。在该实施例中，同一天线板内的天线布置保持定形为方形以允许H形信号路由。所有天线板具有相同的的布置。每个天线板上的天线元件因此被定位成一起形成与其他天线板上相同的矩阵图案。注意，可以在外部提供虚拟天线(76)。这些用于确保边缘贴片天线具有与中心天线相似的环境(即相似的电磁环境)。
在图8的方案中，72中的天线元件“1”可以用作对瓦片71中的校准天线“1”和“2”的参考。瓦片73中的天线“5”可以是瓦片71中的天线“4”和“12”的参考。类似地，瓦片73中的天线“9”可以是瓦片71中的天线“8”和“16的参考。”这样可以校准奇数行和偶数行。此外，在此配置中，可以通过使用71中的天线“3”或73中的天线“9”作为71中的天线对“4/7”的参考来校准相邻行。为了校准不同瓦片之间的失配，72中的天线“4”、71中的天线“4”和节点73中的天线“1”形成了也可以用于校准过程的等边三角形。换句话说，也可以说72中的天线“4”、71中的天线“4”和节点73中的天线“1”与瓦片74的天线“1”一起形成平行四边形(并且不同于矩形)。瓦片71中的天线“4”和“8”的校准可以通过链接瓦片71中校准的“4/7”和“7/8”对之间的相对相位和增益信息来完成，其中在瓦片71中的天线元件“7”用作中间节点以帮助传播。在本发明的某些实施例中，所提出的配置降低了本地信号路由复杂性，例如，在图8所示的实施例中，同时保持完整的自校准覆盖。图9显示了对称芯片到天线的信号路由，其中每个信号路径的长度相同。归功于图8中的方形天线矩阵布局，与贴片天线的非方形平面布置图相比，均衡距离要容易得多。
在另一个实施例中，使用形成奇数平方阵列的瓦片，例如图10的3x3阵列。如在先前讨论的实施例中，在图10中由瓦片92中的天线“3”、93中的天线“1”和瓦片91中的天线“3”形成的等边三角形在边界角处被保留。可以通过瓦片92中的天线“1”校准从瓦片91到/来自天线“4”和“5”的天线路径。考虑到瓦片91中的天线“5”和“1”，它们可以通过使用在同一个瓦片中天线“2”作为参考来进行校准。由于已知天线“5”和天线“1”之间的相对增益/相位，天线“4”校准可以通过使用天线“5”作为中间节点传播回瓦片91中的天线“1”。
图11中图示出了替代实施例。这里的天线布局在每个瓦片中都有一个矩形，其中不包含N2个天线。这里，为了通过链接1001中的天线“7”和“4”进行垂直传播，只有1001中的天线单元“3”可以用作参考，因为在瓦片1003中没有可以用作可能参考的参考节点。
图12示出了当相控阵模块针对若干发射器从节点的天线路径进行校准时的相控阵模块和芯片配置。假设，例如从主节点的集成电路(1104)中的片上音调生成器和DAC产生低频IQ正弦信号。该音调通过主芯片中的LO模块进行上变换，并通过它们的I/O端口馈送到从属芯片。信号在从节点中进一步放大，并通过从节点中的天线馈送到开放空间。选定的芯片(1105)被配置为参考接收器，以处理溢出泄漏信号，即当各个发射器从天线(1101、1102、1103)发送它们的信号时，从它们泄漏回来的信号部分(见图11)。在参考接收器中，LO块以与主芯片相同的频率运行。因此，在下变换和A/D转换之后，相位和增益信息由ADC测量。为了使校准的天线路径保持相同的环境以使溢出路径匹配，任何其他前端电路都被禁用。值得注意的是，当芯片作为参考收发器工作时，其参考时钟连接到主芯片(1112)以保持一致性。
图13示出了当校准中的天线路径和参考路径位于主芯片冗余的同一从节点处时的场景。音调信号被生成、上变换并分离到前端/天线1201和1203。假设天线1202是参考天线，则接收到的信号被馈送到混频器并通过与发射器共享的公共LO进行下变换。然后，通过ADC获得相位/幅度信息。换言之，在这种情况下，所有处理都可以在从节点中执行。
可以为从接收器校准实施类似的配置。然后，参考天线是发射器天线，通过它发射用于校准的测试信号，该信号是使用图13中所示的音调发生器和DAC生成的。天线1201和1203现在是每个接收所述测试信号的接收天线。然后，将组合信号馈送到混频器等。当瓦片71中的“7”和“4”使用“3”作为参考时，这种情况对应于图8中提到的情况。
尽管已经在附图和前面的描述中详细地说明并描述了本发明，但是此类说明和描述被认为是说明性或示例性的，而非限制性的。前述描述详细说明了本发明的某些实施例。然而，将会领会，不论前述描述在文本中显得如何详细，本发明都能以许多方式来实施。本发明不限于所公开的实施例。
通过研究附图、本公开和所附权利要求，本领域技术人员可在实践要求保护的发明时理解和实施所公开的实施例的其他变体。在权利要求中，单词“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词一(“a”或“an”)不排除复数。单个处理器或其他单元可完成权利要求中所记载的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可被存储/分布在合适的介质(诸如，与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分而被供应的光学存储介质或固态介质)上，但也能以其他形式(诸如，经由因特网或者其他有线或无线电信系统)来分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (16)

1.相控阵模块，包括多个天线板，每个天线板具有相同的布局并包括多个天线元件，所述多个天线元件被定位以在所述天线板上一起形成矩阵图案，以及包含多个收发器设备的集成电路，每个收发器设备与在所述天线板上的天线元件相连，由此，所述多个天线板中的三个相邻天线板的角天线元件形成等边三角形，
其特征在于，由所述多个天线单元形成的所述矩阵图案被定形为正方形或矩形。
2.如权利要求1所述的相控阵模块，其特征在于，每个天线板包括N2个天线，N是整数。
3.如权利要求1或2所述的相控阵模块，其特征在于，所述多个天线板中的一个天线板的集成电路被布置为用作主节点，而剩余天线板的集成电路被布置为用作从节点，其中，在接收模式中，每个从节点接收由所述主节点的不同天线元件输出的信号作为输入，或者在发射模式中，每个从节点发射输入给所述主节点的不同天线元件的信号作为输出。
4.如权利要求3所述的相控阵模块，其特征在于，用作主节点的所述集成电路和用作从节点的所述集成电路具有相同的架构。
5.如权利要求3或4所述的相控阵模块，其特征在于，用作主节点的所述集成电路和用作从节点的所述集成电路具有相同数量的天线元件。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，所述主节点连接到被布置用于处理基带输入/输出信号的基带电路。
7.如权利要求6所述的相控阵模块，其特征在于，还包括模数转换器(309)以处理所述基带信号。
8.如权利要求3-6中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，被布置为用作主节点的所述集成电路及其天线板位于基板(112)的一侧上，而被布置为用作从节点的所述集成电路和它们的天线板位于所述基板的相对侧上。
9.如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，至少一个集成电路包括用于生成用于校准的测试信号的音调发生器(308)。
10.如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，能用作参考来操作的从节点的集成电路的时钟被连接到用作主节点的所述集成电路的时钟。
11.如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，集成电路被配置为从节点，由此所述从节点的所述天线板的一个天线元件被布置为参考接收天线，而所述天线板的两个或更多个其他天线元件被布置为发射天线元件。
12.如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块，其特征在于，所述天线板中的至少一个的所述天线元件具有到所述集成电路相同的信号路径长度。
13.用于校准如前述权利要求中任一项所述的相控阵模块的一对天线元件的方法，该方法包括：
-在所述相控阵模块中选择要校准的两条天线路径，每条天线路径包括所述对的天线元件和所述天线元件被连接到的RF前端，
-在所述相控阵模块中选择另一天线元件作为参考天线路径中的参考天线，所述参考天线路径还包括RF前端，所述参考天线连接到所述RF前端，由此所述参考天线被如此定位使得到这两条天线路径的几何距离相同，
-通过将所述两个天线路径用于发射信号并将所述参考天线路径用于接收所发射信号，反之亦然，来校准所述天线元件对，由此所发射信号通过天线溢出传播。
14.如权利要求13所述的用于校准的方法，其特征在于，执行所述校准包括对所述两个天线路径的增益或相移比较。
15.如权利要求13或14所述的用于校准的方法，其特征在于，所述两个天线元件位于同一天线板上。
16.如权利要求13或14所述的用于校准的方法，其特征在于，所述两个天线元件之一和所述参考天线位于同一天线板上。
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