CN1833375A

CN1833375A - 阵列天线接收装置及接收信号的校正方法

Info

Publication number: CN1833375A
Application number: CNA2004800228722A
Authority: CN
Inventors: 泉贵志; 竹山和彦; 池田和彦; 榎贵志
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-09-13
Also published as: JP2005064819A; EP1670156A1; WO2005015773A1; US20060202891A1

Abstract

一种阵列天线接收装置，在天线单元不产生无用辐射，且即使接收信号的功率电平较低时，也能够高精度地校正接收信号。该装置中，只有在由天线单元(111)捕捉的接收信号的功率电平较低时，基准信号产生单元(123)才动作，生成基准信号。误差计算单元(122)通过比较关于复用了基准信号的接收信号的信息(S3)和校正用信号(S4)，由接收装置(110)中的信号处理计算出在接收信号中产生的接收信号的误差，根据计算出的接收信号的误差，指示接收信号处理单元(121)补偿接收信号。

Description

阵列天线接收装置及接收信号的校正方法

技术领域

本发明涉及阵列天线方式的无线装置及接收信号的校正方法。特别涉及能够控制天线指向性的自适应阵列天线方式的无线装置及使用该装置的接收信号的校正方法。

技术背景

人们知道，以往的自适应阵列天线方式的无线装置具备多个无线单元，并通过该无线单元对接收发送信号进行相位和振幅的加权处理来控制天线指向性的无线装置(例如：参照日本第9-219615号专利公开公报)。像这样的自适应阵列无线方式的无线装置，可以通过在通信开始前预先设定其天线指向性，来改善接收发送信号的信噪比，从而可以提高使用的无线通信线路的频率利用效率和质量。

图1表示日本第9-219615号专利公开公报上记载的自适应阵列天线方式的无线装置的结构。该自适应阵列天线方式的无线装置包括多个含有天线元件71，加权器72，以及图中未表示的放大器等的无线单元。各无线单元中的加权器72对接收发送信号的相位及振幅分别实施加权处理。通过该加权处理来控制上述无线装置的天线指向性，结果可以改善该无线装置的信号对干扰波比。

但是，像这样的自适应阵列天线方式的无线装置，由于各无线单元的个体差异等而往往在接收发送信号上附加与初期设定不同的权重，从而有损上述无线装置的天线指向性。因此，自适应阵列天线方式的无线装置，必须对附加了权重的接收/发送信号周期性地观察其相位和振幅，并根据其观察值来校正上述权重。该校正方法的示例记载在日本专利2002-35385号公开公报上。

图2表示记载在日本专利2002-353865号公开公报上的自适应阵列天线方式的无线装置的结构。该无线装置包括n个具有天线单元81，复用分配线线路82，无线接收/发送单元83，复用分配线路84及用户信号处理单元85的无线信号处理单元，而且还包括复用分配线路86，校正信号接收发送处理单元87，校正信号处理单元88及校正信号间隔决定单元89构成的校正用线路。

下面，对日本专利2002-353865号公开公报上记载的无线装置中的n个天线单元81接收的接收信号的相位及振幅的校正方法，和该无线装置所具备的结构单元的动作一并加以说明。该无线装置在复用分配线路82中对各个天线单元81接收的接收信号分别复用校正信号。复用校正信号的接收信号被输入到无线接收发送单元83，在这里实施放大和解调等众所周知的信号处理。然后，接收信号被输入复用分配线路84，在这里提取上述校正信号。在n个复用分配线路84分别提取的校正信号，全部被输入校正信号处理单元88。然后，在校正信号处理单元88通过相互比较各校正信号的相位及振幅，计算出在n个无线接收发送单元83中的由各自的信号处理所产生的影响，也就是计算出关于校正信号之间的相位及振幅的失真。然后，从校正信号处理单元88把针对多个无线信号处理单元分别算出来的失真信息输入各自对应的用户信号处理单元85。输入该失真信息的用户信号处理单元85，根据该信息对从复用分配线路84输入的接收信号实施加权处理。通过该加权处理消除由各无线接收发送单元83的信号处理产生的接收信号的失真。

另外，作为其它的接收信号的校正方法，例示了使用具有图3所示的结构的自适应阵列天线方式的无线装置的方法。关于该无线装置的各结构部的动作，下面进行说明。用天线元件91捕捉的接收信号，在无线接收系统92实施放大、频率下变频及正交解调等的信号处理，然后输入基带单元96。另外，该接收信号从天线元件91被分配在无线接收系统92之间，被分配的接收信号通过衰减器93及无线单元选择单元94输入校正用无线接收系统95。输入校正用无线接收系统95的接收信号，实施频率下变频和正交解调等的信号处理后被输入基带单元96，在基带单元96中，对路由无线接收系统92输入来的接收信号，和路由校正用无线接收系统95输入来的接收信号进行比较，测定这些接收信号的相位及振幅的差，也就是测定在无线接收系92中的由信号处理所产生的接收信号的失真。然后，通过适当地切换无线单元选择单元94，对多个无线接收系统92分别测定接收信号的失真，通过在基带单元96补偿该失真来可以抑制在多个无线接收系92之间的接收信号的相位及振幅的偏差。该无线装置可以通过在该基带单元96中的补偿来获得并保持期望的天线指向性。

但是，在第2002-353865号专利公报上记载的接收信号的校正方法有下述这样的问题，即接收信号的功率电平高时，若在接收信号上复用功率小的校正信号，对校正信号来说接收信号成未大的噪声，并且以校正信号为基准时的信噪比劣化，而接收信号的校正精度降低。另外，在日本专利2002-353865号公开公报上记载的校正方法有，在接收信号上复用功率大的校正信号时，在天线单元81会产生无用辐射的问题。

另外，图3记载的无线装置上还有这样的问题，即，来自天线元件91的接收信号的功率电平低时，接收信号容易受噪声的影响而使接收信号的校正精度劣化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阵列天线接收装置及其接收信号的校正方法，其天线元件不产生无用辐射，而且接收信号的功率电平低时，也能够高精度地校正接收信号。

根据本发明的一种方式，阵列天线接收装置，包括：只有在接收信号的接收电平为阈值及其以下时，产生基准信号的基准信号产生单元；在上述接收信号上复用上述基准信号的多个接收单元；通过比较复用了上述基准信号的接收信号和上述基准信号，计算出各个上述接收单元中的上述接收信号的误差计算单元；根据计算出来的上述接收信号的误差来校正上述接收信号的接收信号处理单元。

优选地，上述阵列天线接收装置，包括：从多个上述接收单元中选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；把通过上述选择单元取出来的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元，其中，上述基准信号产生单元，把产生出的上述基准信号提供给上述校正用接收单元，上述校正用接收单元在上述接收信号上复用提供的上述基准信号后，提供给上述误差计算单元。

优选地，上述阵列天线接收装置，包括计算单元，用于计算复用了上述基准信号的上述接收信号中的上述基准信号与噪声的功率电平的比，并根据计算出的功率电平的比来调整上述基准信号的功率电平的功率比。

优选地，上述阵列天线接收装置，上述功率比计算单元分别按用户计算出上述基准信号和上述噪声的功率电平的比，并根据计算出来的功率电平的比来调整上述基准信号的功率电平。

优选地，上述阵列天线接收装置，包括：从多个上述接收单元中选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；把通过上述选择单元取出来的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元；把上述校正用接收单元或者上述基准信号产生单元的其中任意一方连接到上述选择单元的切换单元。

优选地，上述阵列天线接收装置，包括：从多个上述接收单元中选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；把通过上述选择单元取出来的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元，其中，上述接收单元分别具有包括输入端子、与上述输入端子有方向性的端子、与上述输入端子有反方向性的端子及与上述输入端子没有方向性的端子的方向性耦合器，在上述接收信号被输入上述方向性耦合器的上述输入端子的情况下，上述校正用接收单元通过上述选择单元连接到与上述输入端子有方向性的端子上，并且上述基准信号被输入到与上述输入端子有反方向性的端子上，另外上述接收信号处理单元被连接到与上述输入端子没有方向性的端子上。

优选地，上述阵列天线接收装置，包括：从多个上述接收单元中选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；把通过上述选择单元取出来的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元，其中，上述接收单元具有2个分别包括输入端子，与上述输入端子有方向性的端子，与上述输入端子有反方向性的端子及与上述输入端子没有方向性的端子的方向性耦合器，在上述接收信号输入其中一个上述方向性耦合器的上述输入端子的情况下，上述校正用接收单元通过上述选择单元连接到与上述输入端子有方向性的端子上，而且与上述输入端子有反方向性的端子与末端连接，而且，与上述输入端子没有方向性的端子上连接另一个上述方向性耦合器的输入端子，并且在另一个上述方向性耦合器上，与上述输入端子有方向性的端子与末端连接，而且上述基准信号被输入与上述输入端子有反方向性的端子中，并且上述接收信号处理单元被连接到与上述输入端子没有方向性的端子上。

根据本发明的其它方式，接收信号的校正方法，包括：测定接收信号的功率电平的测定步骤；只有在被测定的上述接收信号的功率电平在阈值及其以下时，产生基准信号的基准信号产生步骤；在上述接收信号上复用上述基准信号的复用步骤；通过比较复用了上述基准信号的上述接收信号的功率电平和上述基准信号的功率电平，计算出影响上述接收信号的信号处理引起的上述接收信号误差的误差计算步骤；和根据计算出来的上述接收信号的误差来校正上述接收信号的接收信号处理步骤。

附图说明

图1是表示以往的自适应阵列天线方式的无线装置的结构方框图；

图2是表示以往的自适应阵列天线方法的无线装置的结构方框图；

图3是表示以往的自适应阵列天线方式的无线装置的结构方框图；

图4是表示本发明实施方式1涉及的阵列天线接收装置的结构方框图；

图5是表示本发明实施方式2涉及的阵列天线接收装置的结构方框图；

图6是表示本发明实施方式3涉及的阵列天线接收装置的结构方框图；

图7是表示本发明实施方式4涉及的阵列天线接收装置的结构方框图；

图8是表示本发明实施方式5涉及的阵列天线接收装置的结构方框图；

图9是表示本发明实施方式6涉及的阵列天线接收装置的结构方框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式加以详细说明。

(实施方式1)

图4是表示本发明实施方式1涉及的阵列天线接收装置结构的方框图。本实施方式涉及的阵列天线接收装置是自适应阵列天线方式的接收装置，包括多个接收单元110，基带单元120，接收单元选择单元131，基准信号处理单元132，校正用接收单元133。另外，接收单元110包括天线单元111，分配·耦合单元112及接收无线单元113。另外，基带单元120包括接收信号处理单元121，误差计算单元122及基准信号产生单元123。

天线单元111接收从通信对方发送的无线信号。另外，多个天线单元111通过规则配置而构成阵列天线。

分配·耦合单元112由电容器和分配合成器等构成，将从天线单元111输入来的接收信号至少分配成2个通路后，在其中一个通路中的接收信号上复用在基准信号产生单元123生成的基准信号。另外，分配·耦合单元112最好具备不让基准信号流入天线单元111侧的能够切断基准信号的带通滤波器等。

接收无线单元113包括低噪声放大器，混频器及衰减器等，进行接收信号的放大，频率变换及增益调整等。

接收信号处理单元121包括测定接收信号及基准信号的功率电平和它们的相位等的测定器，一直或者周期性地测定它们的功率电平和相位等，把其测定数据S3输入误差计算单元122。另外，接收信号处理单元121还包括低噪声放大器，加权器乃至调制器等，根据从误差计算单元122输入来的误差校正信号S5，对上述接收信号实施规定的信号处理，以使接收信号成为希望的振幅及相位。而且接收信号处理单元121还包括解调器等，解调接收信号后作为接收数据输出。

误差计算单元122把关于从接收信号处理单元121输入来的接收信号及基准信号的功率电平和它们的相位等的测定数据，保存在不同接收单元110具备的存储器里。另外，误差计算单元122包括测定从校正用接收单元133输入的校正用信号S4的功率电平及其相位的测定器，而且还包括把校正用信号S4的功率电平和相位等，与从保存在上述存储器里的接收信号处理单元121输入的测定数据S3进行比较的比较器。另外，误差计算单元122使用具备的比较器对每个接收单元110的接收信号或者基准信号的频率、相位及功率电平，和与接收单元110相对应的校正用信号S4的相位等进行比较，并计算出每个接收单元110的接收信号或者基准信号和与它对应的校正用信号S4的偏移，也就是计算出每个接收单元110的接收信号的误差。然后，误差计算单元122根据计算出来的每个接收单元110的接收信号的误差，对于接收信号处理单元121输入命令校正各接收单元110的接收信号的频率，相位乃至振幅等的误差校正信息S5，以使接收信号处理单元121把接收信号作为接收数据输出时能示意出理想的天线指向性。

另外，误差计算单元122包括对从基准信号产生单元123输入来的基准信号S1的相位和复用了基准信号的校正用信号S4的相位等进行比较的比较器。在这里，基准信号S1由基准信号产生单元123生成后，被直接输入误差计算单元122，同时路由基准信号处理单元132及校正用接收单元133而输入到误差计算单元122。因此，误差计算单元122可以通过对基准信号S1和复用了基准信号的校正用信号S4进行比较，来测定由于基准信号处理单元132及校正用接收单元133中的信号处理而在基准信号中产生的失真。然后，误差计算单元122可以根据测定出的基准信号的失真来掌握关于校正用接收单元133的信号处理的特性，所以可以通过利用其掌握的特性进一步提高上述接收信号的误差计算精度。这也与提高误差校正信息S5的有效性是同一意义。如果上述接收信号的误差计算精度提高的话，便可以更加明确地表示关于本实施方式的阵列天线接收装置的天线指向性。

基准信号产生单元123包括时钟发生器等，产生规定的频率及振幅的基准信号。另外，基准信号产生单元123只有在接收由信号处理单元121中测定出的接收信号的功率电平等于或低于规定的阈值的情况下，才根据来自基带单元120的指示产生基准信号。因此，接收信号的功率电平十分高时，基准信号产生单元123不产生基准信号。

接收单元选择单元131包括半导体开关等。适当地或者周期性地从多个接收单元中选择其中任意1个，从被选择的接收单元的分配·耦合器112输入接收信号。

基准信号处理单元132包括放大器、混频器乃至衰减器等，对于从基准信号产生单元123输入来的基准信号实施放大，频率变换乃至增益调整等的信号处理。

校正用接收单元133由低噪声放大器，混频器及衰减器等构成，对于从接收单元选择单元131输入来的，由分配·耦合单元112分配的接收信号，实施放大、频率变换及增益调整等的信号处理。而且校正用接收单元133还具备电容器、分配合成器等把从基准信号处理单元132输入来的基准信号S2复用在从接收单元选择单元131输入来的接收信号上。

下面，对本实施方式涉及的阵列天线接收装置的动作进行说明。首先对于被接收单元110的天线单元111捕捉的接收信号的功率电平十分高时进行说明。这时基准信号产生单元123不工作，不产生基准信号。

由天线单元111接收的接收信号被输入到分配·耦合单元112，在这里被分配到朝着接收无线单元113的通路和朝着接收单元选择单元131的通路的2个通路上。在接收无线单元113接收信号被实施放大、频率变换及增益调整等已知的信号处理，然后接收信号在接收信号处理单元121进行其频率，相位及功率电平(振幅)等测定。另外，关于接收信号处理单元121中的接收信号的上述测定，对每个接收单元110都要进行。然后，关于每个接收单元110的接收信号的频率、相位及功率电平等的测定数据S3，从接收信号处理单元121输入到误差计算单元122后，被保存在存储器里。

另外，由分配·耦合单元112分配的另一通路的接收信号，在由接收单元选择单元131选择其归属的接收单元110时，输入到校正用接收单元133。输入到校正用接收单元133的接收信号，被实施放大、频率变换及增益调整等已知的信号处理后，作为校正用信号S4输入到误差计算单元122。在误差计算单元122，对于保存在存储器里的每个接收单元110的测定数据S3和与它对应的校正用信号S4，进行各自频率、相位及功率电平等的比较，计算出以校正用信号S4为基准的每个接收单元110的测定数据S3的偏移，也就是算出接收信号的误差。然后，生成用于校正该计算出来的接收信号误差的误差校正信息S5，该误差校正信息S5从误差计算单元122输入到接收信号处理单元121。在接收信号处理单元121根据误差校正信息S5，校正不同接收单元110的接收信号，以使接收信号示意出理想的天线指向性。

这样，本实施方式涉及的阵列天线接收装置在接收信号的功率电平十分高时，可以通过不产生基准信号而分配接收信号，并作为校正用信号S4来利用，从而有效地校正接收信号，使接收信号示意出理想的天线指向性。另外，这种情况下，不产生基准信号的一方的接收信号的校正精度得到了提高。这是因为接收信号的功率电平高时，既使在接收信号上复用功率电平低的基准信号，无法通过功率电平差异提取出基准信号，所以复用的基准信号对于接收信号来说，只是噪声而已。而且，如果配合接收信号的功率电平而提高复用的基准信号的功率电平，就会在天线单元111会产生无用辐射。

但是，被接收单元110中的天线单元111捕捉到的接收信号的功率电平较低时，由于清除热噪声等困难因素，而使接收到的信号明显劣化，伴随而来是接收信号的误差也变大了，只用分配的接收信号的校正用信号不能够确实可靠地校正接收信号。因此，接收信号的接收电平较低时，必须使用分配的接收信号以外的校正用信号，也就是本实施方式中的基准信号。

接着，对于被接收单元110的无线单元111捕捉到的接收信号的功率电平等于或低于预先设定的阈值时，本实施方式涉及的阵列天线接收装置的动作，下面进行说明。另外，与上述接收信号的功率电平十分高时重复的说明，这里就不再复述了。

关于从多个接收单元110输入到接收信号处理单元121的多个接收信号的功率电平，在接收信号处理单元121检测出来，其过半数的等于或低于规定的阈值时，从基带单元120向基准信号产生单元123输入工作开始的指令，按照该工作开始指令，基准信号产生单元123使用具有的时钟产生器产生规定的频率及振幅的基准信号。然后，基准信号产生单元123的信号伴随着由产生的基准信号直接输入到误差计算单元122的(S1)值，一起输入到基准信号处理单元132。输入到基准信号处理单元132的基准信号，被实施放大、频率变换乃至增益调整等的信号处理后，分别输入到接收单元选择单元131和校正用接收单元132(S2)。输入到接收单元选择单元131的基准信号，输入到接收单元选择单元131选择的接收单元110的分配·耦合单元112，由该分配·耦合单元112在接收信号上复用规定的功率比。另外该分配·耦合单元112最好具备切断基准信号的带通滤波器等。以免基准信号复用在接收信号上时，在基准信号流入天线单元111一侧，产生无用辐射。复用了该基准信号的接收信号，在接收无线单元113及接收信号处理单元121实施规定的信号处理。然后在接收信号处理单元121，从复用了基准信号的接收信号中分离基准信号和接收信号，生成关于基准信号及接收信号各自的频率、相位及功率电平等的信息，这些信息S3被保存在每个接收单元110的误差计算单元122里。

另外，从基准信号处理单元132输入校正用接收单元133的基准信号S2，在校正用接收单元133中被复用，使其与从接收单元选择单元131输入来的接收信号为规定的功率比，然后输入到误差计算单元122。

在误差计算单元122中，对于保存在所具有的存储器的每个接收单元110的测定数据S3、与该测定数据S3对应的即接收信号的提供源是相同接收单元110的校正信号S4、基准信号S1，比较各自的频率、相位及功率电平，计算出接收信号的误差，然后生成用于校正计算出来的接收信号误差的误差校正信息S5，该误差校正信息S5被输入到接收信号处理单元121。接收信号处理单元121根据误差校正信息S5按接收单元110校正接收信号，以使接收信号示意出理想的天线指向性。

另外，在本发明中，作为基准信号产生单元123动作开始基准的阈值的具体值不是一个特定值。这是因为能够改善基准信号的接收信号的校正精度的阈值，因阵列天线接收装置的结构和使用环境而异。

这样，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，接收信号的功率电平比规定的阈值高时，不产生基准信号而分配接收信号作为校正用信号来使用，另外，接收信号的功率电平等于或低于规定的阈值时，产生基准信号作为校正用信号，来使用基准信号，所以可以根据接收信号的功率电平适当维持接收信号的高的校正精度，以使接收信号的天线指向性能够一直有效地示意。

另外，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，接收信号的接收电平比规定的阈值高时，由于不产生基准信号，所以在天线单元111也不会产生由基准信号引起的无用辐射。

另外，也可以像下述那样应用或失真本实施方式涉及的阵列天线接收装置。

本实施方式，对于根据接收信号的功率电平及基准信号的功率电平来设定阈值的情况进行了说明，但是本发明不限定这种情况，例如，也可使用信噪比(SNR：signal to Noise Ratio)或信干功率比(SIR)。

本实施方式，对于基准信号S2从基准信号处理单元132输入校正用接收单元133的情况进行了说明，但是本发明不限定这一情况，例如，也可以使基准信号S2不从校正用接收单元133输入。这样即使基准信号S2不输入校正用接收单元133，由于基准信号S1直接从基准信号产生单元123输入误差计算单元122，所以关于从接收信号处理单元121输入误差计算单元122的测定数据S3，误差计算单元122能够生成误差校正信息S5。

另外，本实施方式，对于即使接收信号的功率电平低而生成基准信号时，在校正用接收单元133复用分配·耦合单元112分配的接收信号和基准信号的情况进行了说明，但是本发明不限定这种情况，例如，生成基准信号时，也可以不让接收信号从接收单元选择单元131输入校正用接收单元133。这样做的话，从校正用接收单元133输入误差计算单元122的校正用信号S4只由基准信号构成，从而可以防止在校正用信号S4中接收信号成为基准信号的噪声而使校正用信号S4劣化。

(实施方式2)

图5表示本发明的实施方式2涉及的阵列天线接收装置的结构。本实施方式涉及的阵列天线接收装置，包括在基带单元120上附加了基准信噪比计算单元221的基带单元220，以代替实施方式1中的阵列天线接收装置上的基带单元120。因此，本实施方式的阵列天线接收装置的构成要素的大部分，发挥与实施方式1中的阵列天线接收装置的构成要素相同的功能。所以，对于这些发挥相同功能的结构要素，赋予同样的参照符号，而省略其说明。

复用了基准信号的接收信号从各接收单元110输入到接收信号处理单元121时，这些接收信号在输入接收信号处理单元121前被分配输入到基准信噪比计算单元221。在这里，例如在分配·耦合单元112中设定成使基准信号复用相对接收信号+10dB，而且，假设若基准信号的信噪比(SNR)在0dB以下，那么接收信号处理单元121中的接收信号的校正精度急剧下降。在这一假定中，接收信号的功率电平下降时，基准信号的功率电平也随之下降。因此，阵列天线接收装置在弱电场区使用时，热噪声对于基准信号的影响相对变大，基准信号的信噪功率就为0dB以下。因此，本实施方式对于输入到基准信噪比计算单元221的复用了基准信号的接收信号，计算出基准信号的功率电平和其它噪声的功率电平之比，并从基准信噪比计算单元221向基准信号处理单元132输入控制它们增益的控制信号S6，以使该功率电平的比总是保持在0dB以上。

如上所述，根据本实施方式的阵列天线接收装置，由于即使接收信号是弱电场时，也能够将基准信号信噪比保持在校正精度不劣化的数值内，所以在接收信号是弱电场时，也能够确实可靠地提高天线指向性的校正精度。

(实施方式3)

图6表示本发明的实施方式3涉及的阵列天线接收装置的结构。本实施方式涉及的阵列天线接收装置，包括在基带单元120上附加不同用户功率比计算单元321的基带单元320，以代替本实施方式1中的阵列天线接收装置中的基带单元120。因此，本实施方式涉及的阵列天线接收装置的结构要素，发挥与实施方式1中的阵列天线接收装置的构成要素相同的功能。所以，对于这些发挥相同功能的结构要素，赋予同样的参照符号，而省略其说明。

阵列天线接收装置，利用CDMA(码分多址)等众所周知的复用连接方式，从多个用户同时接收信号。该接收信号输入到接收信号处理单元121，在这里按不同用户分割接收信号。接着，按不同用户分割的接收信号，从接收信号处理单元121输入到不同用户功率比计算单元321，在这里分别计算出不同用户的接收功率的功率电平。然后，根据计算出的不同用户的接收信号的功率电平，不同用户功率比计算单元321，选择接收信号的功率电平最低的用户。而且，不同用户功率比计算单元321，将控制它们增益的控制信号S7向基准信号处理单元132输入，以使将基准信号的功率电平作为干扰波时的信噪比(SNR)例如+10dB，可以通过分配·耦合单元112复用在选择出的用户接收信号的功率电平上。另外，用CDMA方式与多个用户同时进行通信时，在分配·耦合单元112中，实际复用在接收信号上的基准信号的功率电平，为使计算出的关于接收信号的功率电平最低的用户基准信号的功率电平，乘以同时进行通信的用户数的功率电平。

根据本实施方式涉及阵列天线接收装置，能够回避在以复用了来自全部用户的接收信号的状态为基准，设定复用在接收信号上的基准信号的功率电平时产生的问题，即，对于接收信号功率低的用户来说，基准信号变为很大的干扰波，而使通信质量劣化的问题。换句话说，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，由于对于按不同用户分割的接收信号，以最低的功率电平为基准，使SIR成为规定的功率电平的比，来设定实际上复用的基准信号的功率电平，因此，能够抑制基准信号变为很大的干扰波而给接收信号带来不好的影响，其结果是能够防止接收信号的功率电平低的用户通信品质的劣化。

(实施方式4)

图7表示本发明的实施方式4涉及的阵列天线接收装置的结构。本实施方式涉及的阵列天线接收装置，在实施方式1的阵列天线接收装置中，包括在接收装置选择单元131和校正用接收单元133和基准信号处理单元132之间，连接在它们的结构部的切换器401。该切换器401，选择与接收装置选择单元131、基准信号处理单元132、或者校正用接收单元133其中的一方连接。因而在本实施方式中，基准信号S2不能从基准信号处理单元132输入到校正用接收单元133。

接着，对本实施方式涉及的阵列天线接收装置的结构及动作进行说明。另外，本实施方式的阵列天线接收装置的结构要素，其大部分都能发挥与在实施方式1上的阵列天线接收装置的结构要素相同的功能。因此，关于发挥这样的相同功能的结构要素，赋予同样的参照符号，省略其说明。

切换器401例如包括一个半导体开关，在接收信号的功率电平比规定阈值高时，连接校正用接收单元133和接收装置选择单元131。这时，基准信号处理单元132和校正用接收单元133完全地分离。另一方面，在接收信号的功率电平比等于或低于规定的阈值时，切换器401按照由动作开始的基准信号产生单元123输入的切换信号S8，连接接收装置选择单元131和基准信号处理单元132。这时基准信号处理单元132和校正用接收单元133也完全分离。而且，切换器401通过在基准信号产生单元123动作停止时，再次由基准信号产生单元123输入切换信号S8，而再次连接接收装置选择单元131和校正用接收单元133。

这样根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，由于基准信号处理单元132和校正用接收单元133完全分离，所以，在接收信号的功率电平比规定的阈值高时，基准信号处理单元132的输出端的阻抗变动没有给校正用接收单元133的输入端带来影响，因此，能够抑制校正用接收单元133的接收信号的劣化。另外，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，由于在接收信号的功率电平等于或低于规定的阈值时，基准信号处理单元132和校正用接收单元133也完全地分离，所以，校正用接收单元133的输入端的阻抗变动没有给基准信号处理单元132的输出端带来影响，因此，能够抑制复用在接收信号上的基准信号的劣化。

(实施方式5)

在图8上，表示本发明的实施方式5涉及的阵列天线接收装置的结构。本实施方式涉及的阵列天线接收装置，在实施方式1中的阵列天线接收装置中，包括具有方向性耦合器512的接收单元510，以代替分配·耦合单元112，并且包括分别连接在方向性耦合器512端子上的2个接收单元选择单元531、532，以代替接收单元选择单元131。而且，本实施方式涉及的阵列天线接收装置，在方向性耦合器512和接收装置选择单元531、532之间，分别包括隔离器521、522。另外，接收装置选择单元531、532是代替接收装置选择单元131来使用的，发挥与接收装置选择单元131同样的功能。

接下来对于本实施方式的阵列天线接收装置的结构及动作进行说明。另外，关于本实施方式的阵列天线接收装置的大部分结构要素，都能够发挥与实施方式1上的阵列天线接收装置的结构要素相同的功能，因此关于发挥像这样相同的功能，赋予同样的参照符号，省略其说明。

方向性耦合器512，包括4个端子：通过连接在天线单元111，而输入接收信号的输入端子a(以下只叫做“输入端子a”)；通过接收无线单元113连接在接收信号处理单元121上的与输入端子无方向性的端子b(以下，只叫做“无方向端子b”)；通过隔离器522连接在接收单元选择单元532上的与输入端子有方向性的端子c(以下，只叫做“方向性端子c”)；通过隔离器521连接在接收装置选择单元531上与输入端子有相反方向性的端子d(以下，只叫做“相反端子d”)。在这里，如果方向性耦合器512的耦合度是20dB，其隔离是60dB的话，从相反端子d输入的基准信号衰落20dB后，复用在由输入端子a输入的接收信号上，从无方向端子b向接收无线单元113输出。这样，基准信号衰落20dB后，在接收信号上复用，是因为无方向端子b相对相反端子d示意了方向性。接着，由相反端子d输入的基准信号衰落60dB后，从输入端子a输出。因而，若使用该方向性耦合器512，就几乎没有基准信号流入天线单元111，所以，不会有在天线单元111产生无用辐射的问题。

这样根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，由于输入端子a和相反端子d的隔离较高，而即使在接收信号上复用基准信号，也能够有效地抑制基准信号流入天线单元111，其结果是能够防止在天线单元111产生无用辐射。另外根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，由于包括隔离器521、522，即使在基准信号处理单元132上产生阻抗变动，也能够防止给校正用接收单元133带来其影响，而且，同样地即使在校正用接收单元133产生阻抗变动，也能防止给基准信号处理单元132带来其影响。

另外，如下述那样，还可以应用或者失真利用本实施方式涉及的阵列天线接收装置。

本实施方式，对使用隔离器521、522的情况作了说明，但是本发明不限定于这种情况。例如可以分别使用单刀双掷接点(SPDT：Single-Pole Double-Throw，单刀双掷)代替隔离器521、522。这样使用2个SPDT时，优选地，使2个SPDT联动进行控制，以使只有基准信号处理单元132或者校正用接收单元133的任意一方和方向性耦合器512连接，。

(实施方式6)

图9表示本发明的实施方式6涉及的阵列天线接收装置的结构。本实施方式涉及的阵列天线接收装置，在实施方式5的阵列天线接收装置中，包括具有连接的方向性耦合器612、613的接收单元610，以代替接收单元510的方向性耦合器512。因此，本实施方式涉及的阵列天线接收装置的结构要素的大部分，发挥与在实施方式5上的阵列天线接收装置的结构要素相同的动能。以下，对本实施方式涉及的阵列天线接收装置的结构及动作进行说明。关于发挥与在实施方式5上的阵列天线接收装置的结构要素相同的动能的结构要素，赋予同样的参照符号，省略其说明。

在方向性耦合器612、613中，可以利用发挥与实施方式5的方向性耦合器512相同的功能的结构要素。因此，关于方向性耦合器612、613的4个端子，与方向性耦合器512同样地记载，输入接收信号的端子为输入端子a；与输入端子a无方向性的端子为无方向端子b；与输入端子a有方向性的端子为方向性端子c；与输入端子a有方向性的端子为相反端子d。

在方向性耦合器612的输入端子a上，连接有天线单元111，由天线单元111单元输入接收信号。另外，在方向性耦合器613的无方向端子b上，连接有方向性耦合器613的输入端子a。另外，在方向性耦合器612的方向性端子c上，通过接收装置选择单元532连接有校正用接收单元133。另外，在方向性耦合器612的相反端子d上，连接有末端电阻614，以免产生无用的反射。而且，在方向性耦合器613的无方向端子b上，通过接收无线单元113连接有接收信号处理单元121。另外，在方向性耦合器613的方向性端子c上，连接有末端电阻615，以免产生无用的反射。另外在方向性耦合器613的相反端子d上，通过接收单元选择单元531连接有基准信号处理单元132。

在这里，与上述实施方式5同样地，假定方向性耦合器612、613的耦合度是20dB，它们的间隔是60dB。这样的话，因为方向性耦合器612、613介于基准信号处理单元132和校正用接收单元133之间，所以鉴于它们的端子的连接状态，在基准信号处理单元132和校正用接收单元133之间，方向性耦合器612、613各自的隔离重叠作用的结果为总共确保120dB的隔离。因此，在基准信号处理单元132和校正用接收单元133上，即使各自产生阻抗变动，也不会将其影响带给另一方。

另外，基准信号从方向性耦合器613的相反端子d输入，衰落20dB后被复用在从输入端子a输入的接收信号上。另外，即使基准信号流入天线单元111，因为在从方向性耦合器613的输入端子a输出时衰落了60bB，所以也能够充分地减小天线单元111发出的无用辐射。

这样，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，通过调整方向性耦合器612、613的端子的连接状态，能够有效地使流入到天线单元111的基准信号的功率电平衰落。其结果是根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，能够减小由天线单元111发出的无用辐射。

另外，根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，通过调整方向性耦合器612、613的端子的连接状态，能够充分地取得基准信号处理单元132及校正用接收单元133之间的隔离。因此，即使在方向性耦合器612、613和基准信号处理单元132及校正用接收单元之间不配置隔离器，在基准信号处理单元132或者校正用接收单元133中的任意一个产生阻抗变动时，也能有效地抑制对另一方的影响。因而，由于根据本实施方式涉及的阵列天线接收装置，不需要具备隔离器，而能够谋求装置的小型化。

因而，按照本发明，在接收信号的功率电平高时，分配接收信号作为校正用信号使用。另一方面，当接收信号的接收电平低时，产生基准信号，且将该基准信号作为校正用信号使用，因此即使将基准信号复用在接收信号上，也能有效的抑制基准信号成为接收信号的噪声而使接收信号的校正精度下降的问题。换句话说，按照本发明，因为只有在接收信号的接收电平等于或低于规定的阈值时，才生成基准信号，所以在作为校正用信号不需要基准信号时，基准信号不会复用在接收信号上，因此能够防止基准信号成为接收信号的噪声而使接收信号劣化的问题。

另外，按照本发明，因为复用了基准信号的接收信号作为校正用信号，被提供给误差计算单元，所以能够检测出校正用信号本身的失真。

另外，按照本发明，因为能够按照基准信号的功率电平和噪声的功率电平之比，调整复用在接收信号上的基准信号的功率电平，所以，即使接收信号是弱电场时，也能够将基准信号的信噪比保持在接收信号的校正精度不劣化的值上。

另外，按照本发明，因为能够根据不同用户的基准信号的信噪比，调整复用在接收信号上的基准信号的功率电平，所以，对于接收信号的功率电平低的用户来说，能够回避因基准信号为为很大的干扰波，而导致通信品质劣化的问题。

另外，按照本发明，因为设置切换单元，所以能够完全地分离基准信号产生单元和校正用接收单元。

另外，按照本发明，因为阵列天线接收装置的各结构单元连接在方向性耦合器的规定的端子上，所以能够防止基准信号使无用辐射产生的问题。同时，能够充分地确保基准信号产生单元和校正用接收单元的隔离。

另外，按照本发明，因为阵列天线接收装置的各结构单元连接在连接的方向性耦合器的规定的端子上，所以能够防止基准信号使无用辐射产生的问题。同时，能够容易而且可靠的确保基准信号产生单元和校正用接收单元的隔离。

本说明书是根据2003年8月11日申请的日本专利第2003-291778号。该内容全部包括在此。

产业上的利用可能性

本发明涉及的阵列天线接收装置及接收信号的校正方法，能够适用于对于复用了基准信号的接收信号，需要回避解决因基准信号成为接收信号的噪声，而使接收信号的校正精度下降的问题的阵列天线方式的无线装置和接收信号的校正方法等用途。

Claims

1.一种阵列天线接收装置，包括：

只有在接收信号的接收电平等于或低于阈值时，才产生基准信号的基准信号产生单元；

在上述接收信号上复用上述基准信号的多个接收单元；

通过比较复用了上述基准信号的接收信号和上述基准信号，算出上述接收单元中各自的上述接收信号误差的误差计算单元；

根据算出的上述接收信号的误差，校正上述接收信号的接收信号处理单元。

2、根据权利要求1所述的阵列天线接收装置，还包括：

从多个上述接收单元中，选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；

将由上述选择单元取出的上述接收信号作为校正用信号，提供给所述误差计算单元的校正用接收单元，其中，

上述基准信号产生单元，将产生的上述基准信号提供给上述校正用接收单元，

上述校正用接收单元，将被提供的上述基准信号复用在上述接收信号上并提供给上述误差计算单元。

3、根据权利要求1所述的阵列天线接收装置，还包括计算复用了上述基准信号的上述接收信号中的上述基准信号与噪声的功率电平比，并根据算出的功率电平比，调整上述基准信号的功率电平的功率计算单元。

4、根据权利要求3所述的阵列天线接收装置，其中，

上述功率比计算单元，按不同用户计算上述基准信号和上述噪声的功率电平比，并根据计算出的功率电平比，调整上述基准信号的功率电平。

5、根据权利要求1所述的阵列天线接收装置，还包括：

从多个上述接收单元中选择取出上述接收信号的上述接收单元的选择单元；

将由上述选择单元取出的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元；

将上述校正用接收单元或者上述基准信号产生单元的其中一连接在上述选择单元的切换单元。

6、根据权利要求1所述的阵列天线接收装置，还包括：

将由上述选择单元取出的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元；其中，

上述接收单元中的每一个都包括具有输入端子、与上述输入端子有方向性的端子、与上述端子有相反方向性的端子以及与上述输入端子没有方向性的端子的方向性耦合器，

在上述接收信号输入到上述方向性耦合器的上述输入端子中的情况下，与上述输入端子有方向性的端子上，通过上述选择单元连接有上述校正用接收单元，并且，上述基准信号输入与上述输入端子有相反的方向性的端子中，并且与上述输入端子没有方向性的端子上连接有上述接收信号处理单元。

7、根据权利要求1所述的阵列天线接收装置，还包括：

将由上述选择单元取出的上述接收信号作为校正用信号提供给上述误差计算单元的校正用接收单元，其中，

上述接收单元中的每一个都包括2个具有输入端子、与上述输入端子有方向性的端子、与上述输入端子有相反方向性的端子及与上述输入端子没有方向性的端子的方向性耦合器，

在其中一个上述方向性耦合器的上述输入端子中输入上述接收信号的情况下，与上述输入端子有方向性的端子上通过上述选择单元连接有上述校正用接收单元，与上述输入端子有相反方向性的端子与末端连接，以及在和上述输入端子没有方向性的端子上连接有另一个上述方向性耦合器的输入端子，

而且，在上述另一个方向性耦合器中，与上述输入端子有方向性的端子与末端连接，与上述输入端子有相反方向性的端子中输入上述基准信号，以及与上述输入端子没有方向性的端子上连接有上述接收信号处理单元。

8、一种接收信号的校正方法，包括：

测定接收信号的功率电平的测定步骤；

只有在测定出的上述接收信号的功率电平等于或低于阈值时，才使基准信号产生的基准信号产生步骤；

在上述接收信号上复用上述基准信号的复用步骤；

通过比较复用了上述基准信号的上述接收信号的功率电平和上述基准信号的功率电平，计算由对上述接收信号进行的信号处理引起上述接收信号误差的误差计算步骤；

根据计算出的上述接收信号的误差，校正上述接收信号的接收信号处理步骤。