CN215120797U - 用于校准天线阵列中的信道的系统 - Google Patents

用于校准天线阵列中的信道的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN215120797U
CN215120797U CN202120424138.XU CN202120424138U CN215120797U CN 215120797 U CN215120797 U CN 215120797U CN 202120424138 U CN202120424138 U CN 202120424138U CN 215120797 U CN215120797 U CN 215120797U
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
power
channels
output
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202120424138.XU
Other languages
English (en)
Inventor
M·埃尔-诺扎伊
H·A·H·法赫米
A·阿麦
Y·艾哈迈德
M·K·侯赛因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analog Devices International ULC
Original Assignee
Analog Devices International ULC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analog Devices International ULC filed Critical Analog Devices International ULC
Application granted granted Critical
Publication of CN215120797U publication Critical patent/CN215120797U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/16—Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本公开的方面涉及用于校准天线阵列中的信道的系统。在某些方面，天线阵列可以基于从信道的传输路径的输出和/或接收路径的输出传输的公共信号来校准功率和/或相位检测器。在某些方面，天线阵列可以校准天线阵列芯片之间的接收和传输路径。

Description

用于校准天线阵列中的信道的系统
技术领域
本公开涉及天线阵列和天线阵列的校准。
背景技术
具有单个天线元件的天线通常会广播辐射图，该辐射图在球面波前的所有方向上均等地辐射。相控天线阵列通常是指天线元件的集合，这些天线元件用于将电磁能量聚焦在特定方向上，从而形成主波束。相控天线阵列在军事应用、移动技术、飞机雷达技术、汽车雷达、蜂窝电话和数据以及Wi-Fi技术等众多不同应用中越来越频繁地使用。
相控天线阵列的各个天线元件可呈球形辐射，但会通过相长和相消干涉在特定方向上共同生成波前。在每个天线元件处传输的信号的相对相位可以固定或调整，从而使天线系统可以在不同方向上控制波前。相控天线阵列通常包括振荡器、多个天线元件、相位调节器或移位器、可变增益放大器、接收器和控制处理器。相控天线阵列系统使用相位调节器或移位器来控制由天线元件传输的信号的相位。天线元件的辐射方向图在特定方向上相长干涉，从而在称为主波束的方向上产生波前。相控阵可以实现增加的增益，并改善主光束方向的信噪比和噪声比。辐射方向图在除主光束方向以外的其他几个方向上具有破坏性干涉，并且会降低这些方向上的增益。
从天线元件发出的信号的幅度和相位会影响旁瓣电平，其中旁瓣是辐射方向图上不在主瓣方向上的瓣。通常，最好降低旁瓣电平，以使天线系统可以将来自辐射方向图的读数聚焦到特定的所需方向上。这样，元件之间的相对相位和幅度的精度分别确定了波束方向和旁瓣电平的精度。因此，用于收集天线元件的相移和幅度控制的精度对于实现相控阵很重要。
实用新型内容
权利要求书中描述的创新每个都有几个方面，没有任何一个方面单独负责期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将简要描述本公开的一些突出特征。
本公开的某些方面针对一种用于校准天线阵列中的信道的系统，其中所述信道被配置为执行波束成形操作，所述系统包括：功率分配器，被配置为分别将第一信号和第二信号传输到第一信道和第二信道；第一波束形成器集成电路，包括：两个或更多信道:第一信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第一信号，在所述第一信道的传输路径内传播所述第一信号，并输出第一输出信号；和第二信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第二信号，在所述第二信道的传输路径内传播所述第二信号，并输出第二输出信号；第一耦合器，被配置为将所述第一输出信号耦合到第一功率检测器；第二耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合到所述第一功率检测器；所述第一功率检测器被配置为接收耦合的第一和第二输出信号并分别输出第一和第二功率值，其中所述第一功率检测器被设置成与所述第一和第二耦合器等距；和数字信号处理器，被配置为基于所述第一和第二功率值来校准所述第一和第二信道相对于彼此的传输路径。
在某些方面，所述系统还包括第三耦合器，被配置为耦合所述第一信道的接收路径的第三输出信号；第四耦合器，被配置为耦合所述第二信道的接收路径的第四输出信号；和第二功率检测器，被配置为接收耦合的第三和第四输出信号并分别输出第三和第四功率值，其中所述第二功率检测器被布置为与所述第三和第四耦合器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第三和第四功率值校准所述第一和第二信道相对于彼此的接收路径。
在某些方面，所述系统还包括配置为将所述传输路径与所述第一信道的接收路径连接的第一开关和配置为将所述传输路径与所述第二信道的接收路径连接的第二开关。
在某些方面，所述第一耦合器还被配置为将耦合的第一输出信号传输到第一相位检测器；和所述第二耦合器还被配置为将耦合的第二输出信号传输到第一相位检测器，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第一相位检测器检测到的相位值相对于彼此校准所述第一和第二信道的传输路径。
在某些方面，所述系统还包括：第三耦合器，被配置为耦合所述第二信道的传输路径的第三输出信号；第四耦合器，被配置为耦合第三信道的传输路径的第四输出信号；和第二功率检测器，被配置为接收耦合的第三和第四输出信号并分别输出第三和第四功率值，其中所述第二功率检测器被布置为与所述第三和第四耦合器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第一、第二、第三和第四功率值来相对于彼此校准所述第一、第二和第三信道的传输路径。
在某些方面，所述第一信道包括第一移相器和第一可变增益放大器，并且所述第二信道包括第二移相器和第二可变增益放大器。
在某些方面，所述系统还包括：第三耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合并且将耦合的第二输出信号传输到第二功率检测器；和第二功率检测器，被配置为分别接收耦合的第二输出信号并输出第三功率值，其中所述传输路径的输出被布置为与所述第一功率检测器和所述第二功率检测器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于得到第二和第三功率值相对于彼此校准得到第一和第二功率检测器。
在某些方面，所述系统还包括：第二波束形成器集成电路，包括：第三信道，被配置为从所述功率分配器接收第三信号，在所述第三信道的传输路径内传播第三信号，并输出第三输出信号；和第三耦合器，被配置为将所述第三输出信号耦合并且将耦合的第三输出信号传输到第二功率检测器；和第二功率检测器，被配置为接收来自所述第三耦合器的耦合的第三输出信号和来自所述第二耦合器的耦合的第四输出信号，该第二耦合器被配置为分别耦合所述第一信道的传输路径的第一输出信号，并输出第三和第四功率值，其中所述第二功率检测器被布置为与所述第二和第三耦合器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二和第三功率值来校准第一和第三信道相对于彼此的传输路径。
在某些方面，所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值与所述功率分配器的输入信号之间的差以及所述第三功率值与所述功率分配器的输入信号之间的差来校准所述第一和第三信道相对于彼此的传输路径。
在某些方面，所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值和所述第三功率值之间的差来校准所述第一和第三信道相对于彼此的传输路径。
在某些方面，所述功率分配器还被配置为将参考信号分为所述第一和第二信号。
在某些方面，校准传输路径包括：调整与所述第一信道的传输路径相对应的第一放大器，以匹配所述第二信道的传输路径的输出功率。
在某些方面，校准传输路径包括：调整与所述第一信道的传输路径相对应的第一移相器，以匹配所述第二信道的传输路径的相位。
本公开的某些方面针对一种用于校准天线阵列中的信道的系统，其中所述信道被配置为执行波束成形操作，所述系统包括：功率分配器，被配置为分别将第一信号和第二信号传输到第一信道和第二信道；波束形成器集成电路包括：两个或更多信道:第一信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第一信号，在所述第一信道的传输路径内传播所述第一信号，并输出第一输出信号；和第二信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第二信号，在所述第二信道的传输路径内传播所述第二信号，并输出第二输出信号；第一耦合器，被配置为将所述第一输出信号耦合到相位检测器；第二耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合到所述相位检测器；和所述相位检测器被配置为接收耦合的第一和第二输出信号并分别输出第一和第二相位值，其中所述相位检测器被设置为与所述第一和第二耦合器等距；和数字信号处理器，被配置为基于所述第一和第二相位值来校准所述第一和第二信道相对于彼此的传输路径。
为了总结本公开，本文已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应该理解，根据任何特定方面，不一定可以实现所有这些优点。因此，可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式实施或实施本发明，而不必实现本文所教导或建议的其他优点。
附图说明
在所有附图中，参考数字被重复使用以指示参考元素之间的对应关系。提供附图是为了说明本文所述的发明主题的各方面，而不是限制其范围。
图1A示出了根据本公开的一些方面的包括8个信道的波束形成器系统，其被共同地配置为执行波束形成以将辐射图转向期望的方向。
图1B示出了根据本公开的一些方面的用于校准传输路径的流程图。
图2A是根据本公开的一些方面的水平波前的图示。
图2B是根据本公开的一些方面的成角度的波前的图示。
图2C是根据本公开的一些方面的一系列收发器的示意性框图。
图2D是根据本公开的一些方面的平面相控阵列和相关的电磁图案的图示。
图3示出了根据本公开的一些方面的用于校准接收路径的天线系统。
图4示出了根据本公开的一些方面的用于校准相位和/或功率检测器的波束形成器系统。
图5A示出了根据本公开内容的一些方面的用于多天线阵列校准的波束形成器系统。
图5B示出了根据本公开的一些方面的用于多芯片校准的天线系统 550。
图6示出了根据本公开的一些方面的检测器架构。
图7示出了根据本公开的一些方面的另一种检测器架构。
具体实施方式
某些方面的以下详细描述给出了具体方面的各种描述。然而，本文描述的创新可以以例如权利要求书所定义和涵盖的多种不同方式来体现。在本说明书中，参考附图，其中相似的附图标记可以指示相同或功能相似的元件。将理解的是，附图中示出的元件不必按比例绘制。此外，将理解的是，某些方面可以包括比图中示出的更多的元件和/或图中示出的元件的子集。此外，一些方面可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适的组合。本文提供的标题仅是为了方便起见，并不一定影响权利要求的含义或范围。
在本说明书中，对“一个实施例”、“一个方面”等的引用意味着所描述的特定特征、功能、结构或特性包括在本文介绍的技术或系统的至少一个方面中，并且可以包括在多个方面中。在本说明书中这些短语的出现不一定全都指同一方面。另一方面，所提及的方面也不必相互排斥。
天线阵列可以使波束形成器能够在特定方向上操纵电磁辐射图。波束形成器可以通过使用可变增益放大器和移相器来修改单个天线元件的增益和相位来生成所需的天线方向图。由于制造公差，施加到每个天线元件以获得特定传输模式的增益和相位的量可能不同。为了解决这些差异，希望校准波束形成器上的不同信道，以便可以将适当的增益和相位设置应用于波束形成器的每个信道，以获得所需的传输模式。校准波束形成器的一种方法是对波束形成器的每个信道应用偏移，以使信道对齐。但是，不同的信道可能需要不同的偏移值。此外，由于不同的用户可能需要波束形成器或其不同的信道来不同地操作(例如，生成不同的传输模式)，因此可能难以预先确定适当的偏移。波束形成器可以包括可以连接到天线阵列或者可以与天线阵列成一体的波束形成器芯片。例如，波束形成器芯片可以具有与芯片的其他电路一起印刷在波束形成器芯片上的贴片天线阵列。为了本申请的目的，就天线阵列、波束形成器或波束形成器芯片来讨论某些方面。然而，应理解，某些方面可以应用于多个天线阵列、波束形成器和 /或波束形成器芯片。
本公开使得波束形成器集成电路或波束形成器系统(其可以包括一个或多个波束形成器集成电路)能够执行在相控阵系统中使用信道到信道和码片到码片的相位校准和增益失配来执行校准。天线阵列可以使用输入测试音调或参考信号执行校准。天线阵列可以在内部执行校准，而无需与外部系统连接。有利地，天线阵列可以作为制造过程的一部分和/或在现场使用时被校准。
由于制造公差、材料差异和/或缺陷，使用不同系统或工艺的不同制造中心等，传统天线阵列面临不同天线元件之间的相位和增益变化的问题。这种变化会导致旁瓣水平升高。对于许多天线阵列应用(例如毫米波5G 技术)而言，减小旁瓣通常是至关重要的。
在某些方面，天线阵列将作为输入注入的测试音调信号或参考信号施加到波束形成器芯片。参考信号可以由功率分配器分配，并且可以发送到多个传输路径。划分参考信号可以包括划分参考信号的功率。因此，在某些情况下，参考信号可以被分为两个(或其他数量)相同的信号，它们的功率可以加和原始参考信号的功率。在将参考信号分成两部分的情况下，每个信号可具有原始信号功率的50％。相邻传输路径的输出可用于基于与相邻传输路径的输出等距的相位和/或振幅检测器来调整传输路径的相位和/或振幅，以相对地相互校准。可以重复该过程，使得所有传输路径都相对于彼此进行了校准。
在某些方面，为了校准接收路径，可以将参考信号发送到多个传输路径。传输路径的输出可以发送回接收路径(例如，通过将传输路径连接到天线元件或接收路径的开关)。信号可以传播通过接收路径的组件。接收路径的相邻输出可用于基于与相邻传输路径的输出等距的相位和/或幅度检测器来调整接收路径的相位和/或幅度，以相对彼此进行校准。可以重复该过程，以使所有接收路径都相对于彼此进行校准。
在某些方面，相位和/或幅度检测器可以等距放置，以位于不同芯片上的传输和/或返回路径。如本文中将更详细描述的，以上过程可用于校准跨不同芯片的传输和/或接收路径。
有利地，在某些方面，该技术可以与现有的天线系统集成，因为这样的组件可以集成到天线芯片中。而且，某些方面不需要单独的接收和传输功率分配器/组合器。校准既可以在制造时也可以在随后的时间进行，例如在波束形成器投入运行之后，每年一次(或其他预定的时间范围)，在用户提出要求时或在包含波束形成器集成电路的系统中检测到错误时。有利地，在任何时候执行校准的能力使得校准能够考虑或减少与以下有关的影响：部件的老化、温度变化或频率变化。此外，可以在制造后执行校准，而无需其他组件或系统。
天线系统的传输路径校准
图1A示出了根据本公开的一些方面的包括8个信道的波束形成器系统100，其被共同地配置为执行波束形成以在期望的方向上引导辐射图。天线系统100可以包括功率分配器/合路器102、一个或多个开关104A、 104B、104C、104D、104E、104F、104G(在本文中统称为开关104)、数字信号处理器106、信道CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6、CH7、CH8 (在本文中统称为信道CH1-8)、天线元件108A、108B、108C、108D、 108E、108F、108G(在本文中统称为天线元件108)、相位检测器110A、 110B、110C、110D、110E、110F(在本文中统称为相位检测器110)、112A、 112B、112C、112D、112E、112F(在本文中统称为相位检测器112)、118、以及功率检测器114A、114B、114C、114D、114E、114F(在本文中统称为功率检测器114)、116A、116B、116C、116D、116E、116F(在本文中统称为功率检测器116)、120。为了简化讨论而不是限制本公开，图1A示出了一些组件，例如单个功率分配器/合路器102和8个信道，尽管可以使用或支持更多或更少的组件和/或信道。
图1B示出了根据本公开的一些方面的用于校准传输路径的流程图 150。在方框152处，功率分配器/合路器102可以划分输入信号，并且在方框154处，功率分配器/合路器102可以将划分的信号提供给被测波束形成器的多个信道。在一些方面，功率分配器/合路器102可以接收输入信号 (诸如参考信号)并且对该信号进行分配。例如，功率分配器/合路器102 可以将信号划分为8个信号，等等。划分的信号可以被传输到对应于某些信道的开关104。例如，功率分配器/合路器102可以将信号划分为8个信号，并且将划分的8个信号传输到8个信道CH1-8中的每个。输入参考信号可以被发送到期望工作频率的功率分配器/合路器102。开关104可以被配置为将来自功率分配器/合路器102的信号切换到相应信道的传输或接收路径。在某些情况下，被测波束形成器可能会接收一组相同的参考信号，并将其提供给被测信道。在一些这样的情况下，功率分配器/合路器102可以是可选的或被省略。
在方框156处，系统可以通过被测信道的传输路径的分量来传播信号。在一些方面，开关104可以被配置为将功率分配器/合路器102与信道的发射路径连接。例如，在图1A中，开关104A、104B可以被配置为将来自功率分配器/合路器102的输出信号分别连接到信道1的传输路径(Ch1) 和信道2的传输路径(Ch2)。信号可以传播通过信道1和2的传输路径的分量。传输路径的分量的示例可以包括可变增益放大器和移相器，如将在图2C中更详细地描述的。
在框158，对于每个被测信道，耦合器可以耦合该信道的相应传输路径的输出。在一些方面，传输路径的输出可以与天线元件108和一个或多个耦合器连接。例如，信道1的输出可以连接到天线元件108A以传输信道1的输出信号。此外，第一耦合器可以连接到信道1的输出，并且可以耦合信道1的输出信号以获得采样信号。可以将采样信号提供给相位检测器110A和功率检测器114A。在一些实施例中，经由耦合器与检测器110A 和114A之间的传输线提供采样信号。信道2的输出可以连接到天线元件 108B以传输信道2的输出信号。此外，第二耦合器可以连接到信道2的输出，并且可以耦合信道2的输出信号以获得采样信号，并通过耦合器与相位检测器110A和功率检测器114A之间的传输线将采样信号提供给相同的相位检测器110A和功率检测器114A。
在方框160，系统可以测量耦合信号的功率。在一些方面，用于信道 1的耦合器和用于信道2的耦合器可以分别接收用于信道1和2的传输路径的输出信号。耦合器可以耦合信道的输出信号以生成采样信号。可以将采样信号分别发送到功率检测器(DT1)110A、(DT2)110B和相位检测器(MT1)114A、(MT2)114B。天线系统100可以通过功率和相位检测器测量每个采样信号的增益和相位。在一些方面，可以使用增益检测器、幅度检测器、电压检测器、功率检测器、频率检测器和/或其他检测器。
在框162处，系统可以校准传输路径。在一些方面，天线系统100可以确定信道1和2之间的增益和相位的差异。该差异可以由诸如DSP 106 之类的数字信号处理器用来相对于彼此校准信道1和2。例如，如果信道 1具有2dB的增益和32度的相位并且信道2具有3dB的增益和33度的相位，则波束形成器100可以修改与1dB衰减相对应的信道2的可变增益放大器，以将信道2的增益减小为2dB(与信道1的增益匹配)，并可以修改信道2的移相器的配置，以使信道2的输出偏移1度，从而使输出达到 32度(匹配信道1的相位)。
在某些方面，相位检测器110可以包括混频器或其他相位检测电路。混合器110可以混合信道1和2的输出，输出与两个信道(传输路径)之间的相位差成比例的DC电平输出。将两个信道(例如信道1和信道2) 的输出混合在一起，以产生和输出与其电平和相位差成比例的DC电平。当信道之一内的移相器修改该信道的相移时，相位检测器(混频器)输出处的DC电平将发生变化。移相器可以在一系列可能的相位之间(例如，在0°至180°之间或在0°至360°之间)扫描或调整信道之一的相位。在相位扫描期间，在整个相位范围的扫描期间，相位检测器输出的DC电平是在不同相位设置下输出的DC电平中的最大和/或最小DC电平。移相器可以扫描相位，直到混频器的直流电平达到最大、最小功率和/或指定的任何其他值。在相位检测器(混频器)的输出端检测到的最大和/或最小直流电平可用于使相位与另一个信道匹配。例如，天线系统100可以使用移相器来调整一对信道的相位，并且相应的相位检测器可以产生指示两个信道之间的相位差的DC电平。天线系统100可以确定在特定信道的每个相变期间检测到的所有DC电平中的DC电平的最大值、最小值和/或任何值。使用相位和直流电平信息，可以校准每个信道的相位。例如，可以基于相位和DC电平信息为每个信道调整相位设置。
在某些方面，天线系统可以确定在多个不同相移的扫描期间检测到的 DC电平中最大值和最小值之间的参考电压电平，例如最大值和最小值之间的平均值：(最大值+最小值)/2。波束形成器可以从最大到最小扫描相位，然后从最小到最大扫描相位，以识别符合平均值的第一和第二相位值。然后，可以基于：(第一相位值+第二相位值)/2-180确定相位误差。
在某些方面，当校准信道1和2的传输路径时，所有其他信道可能会关闭。例如，如果信道1和2正在被校准，则仅相位检测器110A和功率检测器114A可以测量信道1和2的传输路径的输出以用于校准。
在某些方面，当校准两个信道时，将输入参考信号传输到其中一个信道，并检测第一个信道的传输路径的输出功率。然后，将由功率分配器/ 合路器102分配的相同的输入参考信号传输到第二信道，并且检测第二信道的传输路径的输出功率。然后，天线系统100可以调节第一、第二或两个信道的功率以相对于彼此匹配。
在某些方面，当校准两个信道时，将输入参考信号发送到两个信道，并且将第一信道和第二信道的传输路径的输出进行混合。然后，天线系统 100可以基于混合信号来调整第一、第二或两个信道的相位。
在某些方面，在相对于彼此校准了两个信道之后，将校准下一组信道。例如，根据上面的段落，信道1和2的传输路径相对于彼此进行了校准。然后，功率分配器/合路器102将输入参考信号发送到信道2和信道3。信道2和3的发送路径的输出耦合到功率检测器114B和相位检测器110B。基于所测量的信道2和3的输出的功率和相位，天线系统100可以相对于彼此校准信道2和3的传输路径的功率和相位。例如，天线系统100可以调整信道3的功率和相位以匹配信道2的功率和相位。因为信道1和2相对于彼此校准，信道2和3相对于彼此校准，所以信道1、2和3现在都相对于彼此校准。有利地，即使在功率检测器114A和114B和/或相位检测器110A和110B中存在差异或变化，信道仍然可以相对于彼此进行校准。这是因为相同的功率检测器用于校准信道之间(例如，功率检测器114A 用于校准信道1和2的传输路径，功率检测器114B用于校准信道2和3 的传输路径)。因此，校准不受检测器失配的影响。
在某些方面，单个参考信号(或一组参考信号)可用于一次校准多个信道。例如，单个参考信号(或一组参考信号)可用于校准信道1和2，以及校准信道3和4。第一参考信号可以同时发送到信道1、2和3的传输路径。功率检测器114A、114B、114C和相位检测器110A、110B、110C 可以用于测量相同信号的增益和/或相位。可以将第二参考信号发送到信道 2、3和4的传输路径。功率检测器114A、114C和相位检测器110A、110C 可以用于测量第二参考信号的增益和/或相位。然后，测量的增益和/或相位可用于使用2个参考信号校准信道1-4。
相控阵系统
图2A是根据一方面的水平波前200的图示。应当理解，该图的取向并非旨在进行限制，并且水平波阵面200可以是垂直波阵面或任何其他线性波阵面。每个天线元件206可以辐射成球形辐射图。然而，辐射方向图共同产生水平波阵面204。图示200包括天线元件206A、206B、206C、 206N、206M-1和206M。天线元件206A、206B、206C和206N可以线性地布置，其中天线元件以单维度布置在直线上。在这种配置中，可以在一个平面上操纵光束。天线元件也可以平面地布置，以二维(N方向和M方向)布置在平面上。在这种平面配置中，可以在两个平面中操纵光束。天线元件也可以分布在非平面表面上。平面阵列可以是矩形、正方形、圆形等。应当理解，可以以其他配置、形状、尺寸、尺寸、类型、可以实现天线阵列的其他系统等来布置天线。水平波前200的图示示出了传输信号 202A、202B、202C、202N、202M-1和202M(在本文中统称为202)的每个天线元件206，从而创建了水平波前204。图2A的图示说明了天线阵列，其产生指向向上的主波束，如水平波前204所示。来自天线元件206 的相位在向上方向上相长干涉。
图2B是根据一方面的成角度的波前220的图示。倾斜的波前220的图示包括天线元件206A、206B、206C、206N、206M-1和206M。天线元件可以类似于图2A所描述的那样布置。倾斜的波前220的图示示出了天线元件206传输信号222A、222B、222C、222N、222M-1和222M(在本文中统称为222)，从而形成以与图2A中的波前204的方向不同的角度传播的波前224。信号222的相位在成角度的波前220行进的方向(例如，垂直方向)上相长地干涉。在此，天线元件206的每个相位可以相移相同的程度以在特定方向上相长干涉。
天线元件206可以彼此等距地间隔开。在一些方面，天线元件206彼此隔开不同的距离，但是具有与至少两个天线元件206等距的探针。
尽管本公开可以将某些方面讨论为一种类型的天线阵列，但是应当理解，这些方面可以在不同类型的天线阵列上实现，例如时域波束形成器、频域波束形成器、动态天线阵列、有源天线阵列、无源天线阵列等。
图2C是根据一方面的一系列收发器240A、240B、240N(在本文中统称为240)的示意框图。在一些方面，单个收发器240馈送到单个天线元件206。然而，应当理解，单个收发器240可以馈给多个天线元件206，或者单个天线元件206可以连接到多个收发器240。此外，应当理解，天线元件206可以链接到接收机和/或传输器。
在某些方面，收发器240可以包括开关242A、242B、242N(在本文中统称为242)，以将路径从天线元件206切换到接收机或传输器路径。收发器240包括另一开关248A、248B、248N(在本文中统称为248)，其将路径从信号处理器(未示出，诸如功率组合器/分配器)切换到接收机或传输器路径。传输器路径(或传输路径)具有相位调节器244A，244B，244N (在本文中统称为244)和可变增益放大器246A、246B、246N(在本文中统称为246)。相位调节器244调节在天线元件206处的传输信号的相位，而可变增益放大器246调节在天线元件206处的传输信号的振幅。尽管这些方面描述了包括相位调节器244和可变增益放大器246的收发器240，但是其他组件可以用于调节信号的大小和/或信号的相位。此外，尽管示出了从传输器路径切换到接收路径的开关，但是可以使用其他组件，例如双工器。
接收器路径(或接收路径)还可以具有相位调节器250A、250B、250N (在本文中统称为250)和可变增益放大器252A、252B、252N(在本文中统称为252)。相位调整器250和可变增益放大器252可以用于在去往信号处理器(未示出)之前调整从天线元件206接收的信号。
图2D是根据一方面的平面相控阵列260和相关的电磁图案的图示。图2D包括天线元件206A、206B、206N、206M-1和206M。图2D还包括具有主光束262和旁瓣264A、264B、264C的光束图案。天线元件206正在传输信号，其中信号的相位在主波束262的方向上相长地干涉。天线元件206的振幅的精度控制旁瓣电平。例如，来自天线元件206的传输信号的幅度越均匀，旁瓣电平将越低。天线元件206可以设置在单个裸片或多个裸片上。
天线系统的接收路径校准
图3示出了根据本公开的一些方面的用于校准接收路径的天线系统 300。天线系统300可以包括图1A的天线系统100的更多或更少的组件。为了简化讨论并且不限制本公开，图3示出了一些组件，例如单个功率分配器/合路器102和8个信道，但是可以使用更多或更少的组件和/或信道。
在某些方面，在将传输路径彼此校准之后(例如，如图1A所示的信道1和信道2的传输路径)，可以相对于彼此校准接收路径。例如，可以通过信道1和信道2的传输路径来传输信号。诸如图2C中的开关242之类的开关可以将传输路径的末端与返回路径的起点直接相连。然后，信号可以通过信道1和信道2的返回路径传播。返回路径末端的耦合器可以连接到返回路径的输出，以生成要发送到增益的采样信号和用于返回路径的相位检测器，例如相位检测器112A和/或增益检测器116A(MR1，DR1)。基于在相位检测器112A和/或增益检测器116A处接收到的采样信号，可以相对于彼此校准信道1和2的返回路径。可以这样做是因为传输路径已经相对于彼此进行了校准。
在某些方面，可以基于信道1和2之间的增益和/或相位差异来校准信道。可以使用该差异来相对于信道1和2进行校准。例如，如果信道1的返回路径的输出增益为2dB，相位为32度，而信道2的返回路径的输出增益为3dB，相位为33度，则天线系统300可以将对应于1dB衰减的信号发送到信道2的低噪声放大器，以将信道2的增益减小为2dB(与信道 1的增益匹配)，然后向信道2的移相器发送一个对应于1度偏移的信号，以将信道2的输出偏移32度(与信道1的相位匹配)。
在某些方面，通过调整放大器和移相器，例如图2C的可变增益放大器252和移相器250，可以在返回路径上执行校准。
在某些方面，相位检测器112可以包括混频器。混合器112可以混合信道1和2的返回路径的输出，输出DC输出。信道之一(例如信道1) 的返回路径中的移相器可以旋转，并且可以测量混频器的输出DC电平。可以移动移相器，直到混频器的直流电平达到最大和/或最小直流电平为止。最大和/或最小直流电平可用于匹配相位。例如，天线系统300可以针对最大和/或最小DC电平来调节移相器的相位。
在某些方面，校准信道1和2的返回路径时，所有其他信道都将关闭。例如，如果信道1和2正在被校准，则仅相位检测器112A和功率检测器 116A正在测量信道1和2的接收路径的输出以用于校准。
在某些方面，当校准2个信道时，将输入参考信号发送到其中一个信道，并检测第一个信道的返回路径的输出功率。然后，将由功率分配器/ 合路器102分配的相同的输入参考信号发送到第二信道，并且检测第二信道的返回路径的输出功率。然后，天线系统300可以通过可变增益放大器 252来调整第一、第二或两个信道的功率以相对于彼此匹配。在一些方面，当两个信道被校准时，输入参考信号被发送到两个信道，并检测到鉴相器输出的直流电平。然后，天线系统300可以通过移相器250调整第一、第二或两个信道的相位，使其彼此匹配。
在某些方面，在相对于彼此校准了两个信道之后，将校准下一组信道。例如，根据以上段落，信道1和2的返回路径相对于彼此进行了校准。然后，功率分配器/合路器102将输入参考信号发送到信道2和信道3。信道 2和3的返回路径的输出耦合到功率检测器112B和相位检测器116B。
在某些方面，基于所测量的信道2和3的输出的功率和相位，天线系统300可以相对于彼此校准信道2和3的返回路径的功率和相位。例如，天线系统300可以调整信道3的功率和相位以匹配信道2的功率和相位。因为信道1和2相对于彼此并且信道2和3相对于彼此进行了校准，所以信道1，现在，已经相对于彼此校准了2和3。有利地，即使在功率检测器116A和116B和/或相位检测器112A和112B中存在差异或变化，信道仍然可以相对于彼此被校准。这是因为相同的功率检测器用于校准信道之间(例如，功率检测器116A用于校准信道1和2的返回路径，功率检测器116B用于校准信道2和3的返回路径)。因此，校准不受检测器失配的影响。
相位和/或功率检测器校准
图4示出了根据本公开的一些方面的用于校准相位和/或功率检测器的天线系统400。天线系统400可以包括图1A的天线系统100的更多或更少的组件。为了简化讨论并且不限制本公开，图4示出了一些组件，例如单个功率分配器/合路器102和8个信道，但是可以使用更多或更少的组件。
在某些方面，功率和/或相位检测器可以相对于彼此校准。天线系统 400可以将信号传输到诸如信道2的信道。信号通过传输路径传播。第一采样信号可以由连接到传输路径输出的一个耦合器生成，并发送到第一组增益和相位检测器，例如增益检测器114A和相位检测器110A(MT1， DT1)。第二采样信号可以由另一个耦合器生成，并发送到第二组增益和相位检测器，例如增益检测器114B和相位检测器110B(MT2，DT2)。
在某些方面，增益检测器114A、114B和相位检测器110A、110B可以基于第一和第二采样信号相对于彼此校准。例如，信道2的传输路径输出处的信号可以是2dB，相位偏移为10度。增益检测器114A、114B可以接收0.2dB的采样信号。然而，第一检测器114A(DT1)可以将采样信号读取为0.2dB，第二检测器114B(DT2)可以将采样信号读取为0.21dB。天线系统400可以确定将第二检测器114B(DT2)的增益减小0.01dB以匹配由第一检测器114A(DT1)测量的信号。因此，可以相对于彼此校准增益检测器114A、114B。类似地，相位检测器110A、110B可以检索具有 10度相位偏移的采样信号。然而，第一相位检测器110A(MT1)可以将采样信号读取为10度偏移，并且第二相位检测器110B(MT2)可以将采样信号读取为11度偏移。天线系统400可以确定将由第二相位检测器110B (MT2)测量的信号偏移1度以匹配由第一相位检测器110A(MT1)测量的度偏移。因此，可以相对于彼此校准相位检测器110A、110B。
芯片间校准
图5A示出了根据本公开的一些方面的用于多天线阵列校准的天线系统500。天线系统500可以包括图1A的天线系统100的更多或更少的组件。为了简化讨论并且不限制本公开，图5A示出了一些组件，例如单个功率分配器/合路器102和8个信道，但是可以使用更多或更少的组件。
在某些方面，天线系统500可以将信号传输到不同的天线阵列。例如，第一天线阵列可以包括信道1-8，第二天线阵列可以包括信道1-8。天线系统500可以经由机载功率分配器/合路器102将信号传输到两个天线阵列的信道。信号可以通过两个天线阵列中的信道1的传输路径传播。
图5B示出了根据本公开的一些实施例的用于多芯片校准的天线系统 550。天线系统550可以将信号传输到不同的天线阵列芯片。例如，第一芯片552可以包括信道1-8、第二芯片554可以包括信道1-8。天线系统500 可以经由板上功率分配器/合路器102向两个芯片的信道传输信号。信号可以通过两个天线阵列芯片中的信道1的传输路径传播。
在某些方面，耦合器可以连接到传输路径的输出，以生成两个芯片的信道1的传输路径输出的采样信号。可以将采样信号传输到增益和相位检测器，例如增益检测器120和相位检测器118(MTR，DTR)，并与每个天线阵列芯片的RF公共端口(RFC)上出现的输入信号进行比较。天线系统550可以使用样本信号将信道1校准为RFC处的输入信号，并且对于两个芯片类似地。由于两个芯片的输入信号相同，因此两个芯片的信道1将相互相对校准。可以使用上述类似的过程在两个芯片中相对于彼此校准信道1-8。因此，天线系统可以校准相对于彼此位于同一芯片内或不同芯片上的所有信道。
在某些方面，数字信号处理器106可以基于差异来校准不同天线芯片的信道之间的增益。例如，数字信号处理器106可以基于由第一芯片552 上的功率检测器检测到的功率与由第二芯片554上的功率检测器检测到的功率之间的差来校准两个芯片的信道1之间的增益。在一些方面，数字信号处理器106可以基于由功率检测器114A检测到的功率与功率分配器/合路器102的输入之间的差、基于功率检测器114D检测到的功率与功率分配器/合路器102的输入之间的差来校准信道1和5之间的增益。
探测器架构
图6示出了根据本公开的一些方面的检测器架构600。检测器体系结构600可以包括图1A的检测器(例如检测器114)的一个或多个特征。检测器体系结构600可以包括晶体管604(M1)、晶体管602(M2)、电阻器 606和偏移抵消模块608。为了简化讨论并且不限制本公开，图6示出了一些组件，例如单个电阻器606，但是可以使用更多或更少的组件。
在一些方面，可以将晶体管604(M1)偏置在亚阈值区域中。信道 Chx的输入可以转换为直流分量，该直流分量指示Vout处的功率电平。偏移消除模块608可以用于减少非理想对功率检测水平的影响。
图7示出了根据本公开的一些方面的另一种检测器架构700。检测器体系结构700可以包括图1A的检测器(例如检测器114)的一个或多个特征。检测器体系结构700可以包括晶体管704(Mx)、晶体管702(M2)、晶体管706(Mx+1)、电阻714、偏移消除模块710、开关710(Sx)和开关712(Sx+1)。为了简化讨论并且不限制本公开，图7示出了一些组件，例如单个电阻器714，但是可以使用更多或更少的组件。
在某些方面，检测器700可以执行检测和乘法，例如天线系统的功率检测和相位检测。晶体管704(Mx)和706(Mx+1)可以在亚阈值区域中偏置。为了检测Chx信道的功率，开关710(Sx)被断开，并且开关712 (Sx+1)被接通。这将注入Chx而不是Chx+1的功率。为了检测Chx+1 信道的功率，开关710(Sx)被接通，并且开关712(Sx+1)被断开。这将注入Chx+1而不是Chx的功率。
在某些方面，晶体管704(Mx)和706(Mx+1)可以在线性区域中偏置。因为晶体管704(Mx)和706(Mx+1)在线性区域中，所以发生乘法并且可以确定相位差。
其他方面
本公开的某些方面涉及方法，包括：提供参考信号到波束形成器的第一信道；耦合所述第一信道的第一输出信号以产生第一耦合信号；由功率检测器测量所述第一耦合信号的第一功率值；将所述参考信号提供给波束形成器的第二信道；耦合所述第二信道的第二输出信号以产生第二耦合信号；由所述功率检测器测量所述第二耦合信号的第二功率值；和基于所述第一和第二功率值，确定所述第一和第二信道的传输路径相对于彼此的校准数据。
在某些方面，该方法还包括：耦合所述第一信道的接收路径的第三输出信号；耦合所述第二信道的接收路径的第四输出信号；和基于耦合的第三和第四输出信号，确定所述第一和第二信道的接收路径相对于彼此的校准数据。
在某些方面，该方法还包括：由第一相位检测器测量所述第一耦合信号的第一相位值；由第二相位检测器测量所述第二耦合信号的第二相位值；和基于所述第一和第二相位值确定所述第一和第二信道的传输路径相对于彼此的校准数据。
在某些方面，该方法还包括：耦合所述第二信道的传输路径的第三输出信号；耦合所述第三信道的传输路径的第四输出信号；和基于耦合的第一、第二、第三和第四输出信号，确定所述第一、第二和第三信道的传输路径相对于彼此的校准数据。
在某些方面，所述第一信道包括第一移相器和第一可变增益放大器，并且所述第二信道包括第二移相器和第二可变增益放大器。
在某些方面，该方法还包括：通过调整所述第一可变增益放大器或所述第二可变增益放大器的增益来校准传输路径。
本文讨论的原理和优点中的任何一个都可以应用于其他系统，而不仅是上述系统。一些方面可以包括本文阐述的特征和/或优点的子集。可以将上述各个方面的元素和操作组合以提供其他方面。本文讨论的方法的动作可以适当地以任何顺序执行。此外，可以适当地串行或并行地执行本文所讨论的方法的动作。尽管以特定布置示出了电路，但是其他等效布置也是可能的。
可以结合可以从本文的任何教导中受益的任何其他系统、装置或方法来实现本文所讨论的任何原理和优点。例如，本文讨论的任何原理和优点都可以与需要调节相控阵列的幅度或相位的任何设备结合实现。
可以在各种电子设备中实现本公开的各方面。例如，可以在各种电子设备中根据本文讨论的任何原理和优点来实现上述相控阵列方面中的一个或多个。电子设备的示例可以包括但不限于手机基站、雷达系统、雷达探测器、消费电子产品、消费电子产品的一部分，例如半导体芯片和/或封装模块、电子测试设备等。电子设备的示例还可以包括通信网络。消费电子产品可以包括但不限于诸如智能电话之类的电话、膝上型计算机、平板计算机、诸如智能手表或听筒之类的可穿戴计算设备、汽车、便携式摄像机、相机、数码相机、便携式存储芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/干衣机、复印机、传真机、扫描仪、多功能外围设备、无线接入点、路由器等。此外，电子设备可以包括未完成的产品，包括用于工业和/或医疗应用的产品。
除非上下文清楚地另外要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应以包括性含义来解释，而不是排他性或唯一性，也就是说，在“包括但不限于”的意义上。如本文中通常使用的，术语“耦接”或“连接”是指可以直接连接或通过一个或多个中间元件连接的两个或多个元件。因此，尽管在附图中示出的各种示意图描绘了元件和组件的示例布置，但是在实际方面中可以存在附加的中间元件、设备、特征或组件(假设所描绘的电路的功能没有受到不利影响)。另外，当在本申请中使用时，词语“在此”、“上方”、“下方”和类似含义的词语应整体上指本申请，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，某些方面的详细描述中使用单数或复数的词也可以分别包括复数或单数。涉及两个或多个项目的列表中的单词“或”旨在涵盖该单词的以下所有解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中的项目的任意组合。本文提供的所有数值或距离旨在包括测量误差内的相似值。
尽管已经描述了某些方面，但是这些方面仅以示例的方式给出，并且无意于限制本公开的范围。实际上，本文描述的新颖的装置、系统和方法可以以多种其他形式实施。此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文所述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖将落入本公开的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (14)

1.一种用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于，所述信道被配置为执行波束成形操作，所述系统包括：
功率分配器，被配置为分别将第一信号和第二信号传输到第一信道和第二信道；
第一波束形成器集成电路，包括：
两个或更多个信道，包括：
第一信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第一信号，在所述第一信道的传输路径内传播所述第一信号，并输出第一输出信号；和
第二信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第二信号，在所述第二信道的传输路径内传播所述第二信号，并输出第二输出信号；
第一耦合器，被配置为将所述第一输出信号耦合到第一功率检测器；
第二耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合到所述第一功率检测器；
所述第一功率检测器被配置为接收耦合的第一输出信号和第二输出信号并分别输出第一功率值和第二功率值，其中，所述第一功率检测器被设置成与所述第一耦合器和第二耦合器等距；和
数字信号处理器，被配置为基于所述第一功率值和第二功率值来校准所述第一信道和第二信道相对于彼此的传输路径。
2.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述系统还包括：
第三耦合器，被配置为耦合所述第一信道的接收路径的第三输出信号；
第四耦合器，被配置为耦合所述第二信道的接收路径的第四输出信号；和
第二功率检测器，被配置为接收耦合的第三输出信号和第四输出信号并分别输出第三功率值和第四功率值，其中所述第二功率检测器被布置为与所述第三耦合器和第四耦合器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第三功率值和第四功率值校准所述第一信道和第二信道相对于彼此的接收路径。
3.根据权利要求2所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述系统还包括配置为将所述传输路径与所述第一信道的接收路径连接的第一开关和配置为将所述传输路径与所述第二信道的接收路径连接的第二开关。
4.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于:
所述第一耦合器还被配置为将耦合的第一输出信号传输到第一相位检测器；和
所述第二耦合器还被配置为将耦合的第二输出信号传输到所述第一相位检测器，其中，所述数字信号处理器还被配置为基于所述第一相位检测器检测到的相位值相对于彼此校准所述第一信道和第二信道的传输路径。
5.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述系统还包括：
第三耦合器，被配置为耦合所述第二信道的传输路径的第三输出信号；
第四耦合器，被配置为耦合第三信道的传输路径的第四输出信号；和
第二功率检测器，被配置为接收耦合的第三输出信号和第四输出信号并分别输出第三功率值和第四功率值，其中所述第二功率检测器被布置为与所述第三耦合器和第四耦合器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第一功率值、第二功率值、第三功率值和第四功率值来相对于彼此校准所述第一信道、第二信道和第三信道的传输路径。
6.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述第一信道包括第一移相器和第一可变增益放大器，并且所述第二信道包括第二移相器和第二可变增益放大器。
7.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述系统还包括:
第三耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合并且将耦合的第二输出信号传输到第二功率检测器；和
所述第二功率检测器，被配置为分别接收耦合的第二输出信号并输出第三功率值，其中所述传输路径的输出被布置为与所述第一功率检测器和所述第二功率检测器等距，其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值和第三功率值相对于彼此校准所述第一功率检测器和第二功率检测器。
8.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述系统还包括:
第二波束形成器集成电路，包括:
第三信道，被配置为从所述功率分配器接收第三信号，在所述第三信道的传输路径内传播所述第三信号，并输出第三输出信号；和
第三耦合器，被配置为将所述第三输出信号耦合并且将耦合的第三输出信号传输到第二功率检测器；和
所述第二功率检测器，被配置为接收来自所述第三耦合器的耦合的第三输出信号和来自所述第二耦合器的耦合的第四输出信号，该第二耦合器被配置为耦合所述第一信道的传输路径的第一输出信号，并分别输出第三功率值和第四功率值，
其中所述第二功率检测器被布置为与所述第二耦合器和第三耦合器等距，
其中所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值和第三功率值来校准所述第一信道和第三信道相对于彼此的传输路径。
9.根据权利要求8所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值与所述功率分配器的输入信号之间的差以及所述第三功率值与所述功率分配器的输入信号之间的差来校准所述第一信道和第三信道相对于彼此的传输路径。
10.根据权利要求8所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述数字信号处理器还被配置为基于所述第二功率值和所述第三功率值之间的差来校准所述第一信道和第三信道相对于彼此的传输路径。
11.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于所述功率分配器还被配置为将参考信号分为所述第一信号和第二信号。
12.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于校准传输路径包括：调整与所述第一信道的传输路径相对应的第一放大器，以匹配所述第二信道的传输路径的输出功率。
13.根据权利要求1所述的用于校准天线阵列中的信道的系统，其特征在于校准传输路径包括：调整与所述第一信道的传输路径相对应的第一移相器，以匹配所述第二信道的传输路径的相位。
14.一种用于校准天线阵列中的信道的系统,其特征在于所述信道被配置为执行波束成形操作，所述系统包括:
功率分配器，被配置为分别将第一信号和第二信号传输到第一信道和第二信道；
波束形成器集成电路，包括：
两个或更多个信道，包括:
第一信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第一信号，在所述第一信道的传输路径内传播所述第一信号，并输出第一输出信号；和
第二信道，被配置为从所述功率分配器接收所述第二信号，在所述第二信道的传输路径内传播所述第二信号，并输出第二输出信号；
第一耦合器，被配置为将所述第一输出信号耦合到相位检测器；
第二耦合器，被配置为将所述第二输出信号耦合到所述相位检测器；和
所述相位检测器被配置为接收耦合的第一输出信号和第二输出信号并分别输出第一相位值和第二相位值，其中，所述相位检测器被设置为与所述第一耦合器和第二耦合器等距；和
数字信号处理器，被配置为基于所述第一相位值和第二相位值来校准所述第一信道和第二信道相对于彼此的传输路径。
CN202120424138.XU 2020-02-26 2021-02-26 用于校准天线阵列中的信道的系统 Active CN215120797U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/801,562 US11450952B2 (en) 2020-02-26 2020-02-26 Beamformer automatic calibration systems and methods
US16/801,562 2020-02-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN215120797U true CN215120797U (zh) 2021-12-10

Family

ID=77367033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202120424138.XU Active CN215120797U (zh) 2020-02-26 2021-02-26 用于校准天线阵列中的信道的系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11450952B2 (zh)
CN (1) CN215120797U (zh)
DE (1) DE202021100400U1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114024628A (zh) * 2022-01-07 2022-02-08 佛山市联动科技股份有限公司 S参数的测试系统、测试方法及校准方法

Family Cites Families (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864315A (en) 1985-11-05 1989-09-05 Itt Avionics Phased array antenna testing arrangement
US5412414A (en) * 1988-04-08 1995-05-02 Martin Marietta Corporation Self monitoring/calibrating phased array radar and an interchangeable, adjustable transmit/receive sub-assembly
US5235342A (en) 1989-08-30 1993-08-10 Gec-Marconi, Ltd. Antenna array with system for locating and adjusting phase centers of elements of the antenna array
US5581517A (en) 1994-08-05 1996-12-03 Acuson Corporation Method and apparatus for focus control of transmit and receive beamformer systems
US5657023A (en) 1996-05-02 1997-08-12 Hughes Electronics Self-phase up of array antennas with non-uniform element mutual coupling and arbitrary lattice orientation
US5864543A (en) 1997-02-24 1999-01-26 At&T Wireless Services, Inc. Transmit/receive compensation in a time division duplex system
US6104935A (en) 1997-05-05 2000-08-15 Nortel Networks Corporation Down link beam forming architecture for heavily overlapped beam configuration
US5864317A (en) 1997-05-23 1999-01-26 Raytheon Company Simplified quadrant-partitioned array architecture and measure sequence to support mutual-coupling based calibration
US6252542B1 (en) 1998-03-16 2001-06-26 Thomas V. Sikina Phased array antenna calibration system and method using array clusters
US6208287B1 (en) 1998-03-16 2001-03-27 Raytheoncompany Phased array antenna calibration system and method
CN1118146C (zh) 1999-08-10 2003-08-13 信息产业部电信科学技术研究院 一种校准智能天线阵的方法和装置
US6690952B2 (en) 1999-12-15 2004-02-10 Nippon Telegraph & Telephone Corporation Adaptive array antenna transceiver apparatus
US6356233B1 (en) 2000-12-12 2002-03-12 Lockheed Martin Corporation Structure for an array antenna, and calibration method therefor
US6507315B2 (en) 2001-05-03 2003-01-14 Lockheed Martin Corporation System and method for efficiently characterizing the elements in an array antenna
DE10237823B4 (de) 2002-08-19 2004-08-26 Kathrein-Werke Kg Antennen-Array mit einer Kalibriereinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antennen-Arrays
WO2004025321A1 (en) 2002-09-11 2004-03-25 Lockheed Martin Corporation Cce calibration with an array of calibration probes interleaved with the array antenna
US7362266B2 (en) 2004-12-07 2008-04-22 Lockheed Martin Corporation Mutual coupling method for calibrating a phased array
JP4531607B2 (ja) 2005-03-30 2010-08-25 富士通株式会社 キャリブレーション装置
JP4478606B2 (ja) 2005-05-19 2010-06-09 富士通株式会社 リニアアレイアンテナの校正装置及び校正方法
US7904117B2 (en) 2005-08-12 2011-03-08 Sibeam Wireless communication device using adaptive beamforming
US7471237B2 (en) 2006-03-22 2008-12-30 The Boeing Company Built-in missile RADAR calibration verification
CN101479885B (zh) 2006-06-27 2013-02-06 爱尔兰梅努斯国立大学 天线阵列校准
US7576686B2 (en) 2006-08-07 2009-08-18 Garmin International, Inc. Method and system for calibrating an antenna array for an aircraft surveillance system
US20080129613A1 (en) 2006-12-05 2008-06-05 Nokia Corporation Calibration for re-configurable active antennas
US8902365B2 (en) 2007-03-14 2014-12-02 Lance Greggain Interference avoidance in a television receiver
US8559571B2 (en) 2007-08-17 2013-10-15 Ralink Technology Corporation Method and apparatus for beamforming of multi-input-multi-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transceivers
AU2008291899A1 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Bae Systems Plc Antenna calibration
US7714775B2 (en) 2007-12-17 2010-05-11 The Boeing Company Method for accurate auto-calibration of phased array antennas
EP2173010A1 (en) 2008-10-02 2010-04-07 Nokia Siemens Networks OY Improved probe calibration for an active antenna
US8045926B2 (en) 2008-10-15 2011-10-25 Nokia Siemens Networks Oy Multi-transceiver architecture for advanced Tx antenna monitoring and calibration in MIMO and smart antenna communication systems
US8193971B2 (en) 2008-11-10 2012-06-05 Motorola Mobility, Inc. Antenna reciprocity calibration
GB2467773B (en) * 2009-02-13 2012-02-01 Socowave Technologies Ltd Communication system, apparatus and methods for calibrating an antenna array
GB2467772B (en) 2009-02-13 2012-05-02 Socowave Technologies Ltd Communication system, network element and method for antenna array calibration
US7911376B2 (en) 2009-04-01 2011-03-22 Sony Corporation Systems and methods for antenna array calibration
US8521106B2 (en) 2009-06-09 2013-08-27 Broadcom Corporation Method and system for a sub-harmonic transmitter utilizing a leaky wave antenna
US8154452B2 (en) 2009-07-08 2012-04-10 Raytheon Company Method and apparatus for phased array antenna field recalibration
EP2372836B1 (en) 2010-03-18 2017-05-03 Alcatel Lucent Antenna array calibration
US9444577B1 (en) 2010-04-05 2016-09-13 Marvell International Ltd. Calibration correction for implicit beamformer using an explicit beamforming technique in a wireless MIMO communication system
US8897717B2 (en) 2010-07-28 2014-11-25 Honeywell International Inc. Dual-feed antenna array with integral comparison circuit for phase and amplitude calibration
GB2485543B (en) 2010-11-17 2014-03-12 Socowave Technologies Ltd Mimo antenna calibration device,integrated circuit and method for compensating phase mismatch
JP5104938B2 (ja) 2010-12-09 2012-12-19 株式会社デンソー フェーズドアレイアンテナの位相校正方法及びフェーズドアレイアンテナ
JP5246250B2 (ja) 2010-12-09 2013-07-24 株式会社デンソー フェーズドアレイアンテナの位相校正方法及びフェーズドアレイアンテナ
US8199048B1 (en) 2010-12-15 2012-06-12 University Of Massachusetts Calibration technique for phased array antennas
JP6174574B2 (ja) 2011-06-02 2017-08-02 パーカーヴィジョン インコーポレイテッド アンテナ制御
US9154969B1 (en) 2011-09-29 2015-10-06 Marvell International Ltd. Wireless device calibration for implicit transmit
US9124361B2 (en) 2011-10-06 2015-09-01 Raytheon Company Scalable, analog monopulse network
US9041602B2 (en) 2011-11-14 2015-05-26 Earl W. McCune, Jr. Phased array transmission methods and apparatus
US9130271B2 (en) 2012-02-24 2015-09-08 Futurewei Technologies, Inc. Apparatus and method for an active antenna system with near-field radio frequency probes
US9762283B2 (en) 2012-09-13 2017-09-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for antenna calibration
CA2831325A1 (en) 2012-12-18 2014-06-18 Panasonic Avionics Corporation Antenna system calibration
US9813129B2 (en) 2013-01-28 2017-11-07 Tubis Technology Hierarchically elaborated phased-array antenna modules and faster beam steering method of operation
GB2517218B (en) 2013-08-16 2017-10-04 Analog Devices Global Communication unit and method of antenna array calibration
GB2517217B (en) 2013-08-16 2018-03-21 Analog Devices Global Communication unit, integrated circuit and method for generating a plurality of sectored beams
US9735899B2 (en) 2013-09-30 2017-08-15 Vayyar Imaging Ltd. Device and method for calibrating antenna array systems
GB2519946A (en) 2013-10-29 2015-05-13 Socowave Technologies Ltd Active antenna system and methods of testing
FR3012683B1 (fr) 2013-10-29 2017-03-10 Commissariat Energie Atomique Etalonnage d'un reseau d'antennes
KR101564730B1 (ko) 2013-12-27 2015-10-30 한화탈레스 주식회사 위상배열 레이더의 배열면 정렬 방법
US10056685B2 (en) 2014-03-06 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna array self-calibration
US9331751B2 (en) 2014-08-05 2016-05-03 Raytheon Company Method and system for characterizing an array antenna using near-field measurements
US9614279B2 (en) * 2014-08-11 2017-04-04 Raytheon Company Portable apparatus and associated method for phased array field calibration
US20180198537A1 (en) 2015-07-01 2018-07-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique For Calibrating An Antenna Array
US9912467B2 (en) 2015-09-22 2018-03-06 Qualcomm Incorporated Full duplex technique
GB2543563B (en) 2015-10-23 2020-02-12 Cambium Networks Ltd Method and Apparatus for Controlling Equivalent Isotropic Radiated Power
JP6561867B2 (ja) 2016-02-15 2019-08-21 株式会社デンソー 複数の送信アンテナの位相校正装置
WO2017153984A1 (en) 2016-03-07 2017-09-14 Satixfy Uk Limited Calibration techniques for an antenna array
US9705611B1 (en) 2016-03-24 2017-07-11 Rockwell Collins, Inc. Systems and methods for array antenna calibration
US10103431B2 (en) 2016-04-21 2018-10-16 Google Llc Phased array antenna calibration
US10484106B2 (en) 2016-05-05 2019-11-19 International Business Machines Corporation Antenna calibration
US10148366B2 (en) 2016-07-29 2018-12-04 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Calibration systems and methods
CN108352908B (zh) 2016-07-30 2020-04-21 华为技术有限公司 一种天线阵列的校准方法及装置
US20180062260A1 (en) 2016-08-26 2018-03-01 Analog Devices Global Antenna array calibration systems and methods
US9876514B1 (en) 2016-08-31 2018-01-23 Anokiwave, Inc. Calibration of active electronically steered antennas using on-chip programming
US10211527B2 (en) 2016-10-21 2019-02-19 C-Com Satellite Systems Inc. Method and apparatus for phased antenna array calibration
DE112017006442T5 (de) 2016-12-21 2019-09-19 Intel Corporation Drahtlose kommunikationstechnologie, einrichtungen und verfahren
US11158940B2 (en) 2017-03-13 2021-10-26 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Self-calibration of antenna array system
US10128894B1 (en) * 2017-05-09 2018-11-13 Analog Devices Global Active antenna calibration
US10305564B1 (en) 2017-11-13 2019-05-28 Loon Llc Beamforming calibration
US10305608B1 (en) 2017-11-13 2019-05-28 Loon Llc Beamforming calibration
US11177567B2 (en) 2018-02-23 2021-11-16 Analog Devices Global Unlimited Company Antenna array calibration systems and methods
TWI678846B (zh) 2018-11-15 2019-12-01 財團法人工業技術研究院 天線裝置及校正天線裝置的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114024628A (zh) * 2022-01-07 2022-02-08 佛山市联动科技股份有限公司 S参数的测试系统、测试方法及校准方法
CN114024628B (zh) * 2022-01-07 2022-04-05 佛山市联动科技股份有限公司 S参数的测试系统、测试方法及校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11450952B2 (en) 2022-09-20
DE202021100400U1 (de) 2022-04-28
US20210265726A1 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12095171B2 (en) Antenna array calibration systems and methods
US11177567B2 (en) Antenna array calibration systems and methods
US11973473B2 (en) Phased array amplifier linearization
US6690952B2 (en) Adaptive array antenna transceiver apparatus
US20200112097A1 (en) System and Method for Measuring a Plurality of RF Signal Paths
WO2020006748A1 (zh) 相控阵天线的校准方法及相关装置
US10670712B2 (en) Methods and apparatus for a MIMO radar
CN107817392B (zh) 用于表征多元天线的特性的系统和方法
US8754811B1 (en) Digital beamforming phased array
US11349208B2 (en) Antenna apparatus with switches for antenna array calibration
US20100127932A1 (en) Method of calibrating an active antenna and active antenna
WO1995034103A1 (en) Antenna array calibration
WO2019060287A1 (en) METHODS OF CALIBRATION OF MILLIMETER WAVE ANTENNA ARRAYS
US20160248606A1 (en) Switch-extender and a method for calibrating
TW202143664A (zh) 具有嵌入式測試校準電路的5g毫米波相位陣列天線模組架構
Jokinen et al. Over-the-air phase measurement and calibration method for 5G mmW phased array radio transceiver
CN215120797U (zh) 用于校准天线阵列中的信道的系统
JP3589605B2 (ja) 適応アレーアンテナ送受信装置
Li et al. Design and implementation of an active antenna array for TD-LTE system based on DDS phase shifter
Lengier et al. Amplitude and phase mismatch calibration testbed for 2 x 2 tower-top antenna array system
WO2019127491A1 (zh) 一种用于校正多个阵列间传输通道偏差的装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant