DE102016224797B3

DE102016224797B3 - Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem bzw. Kalibrierungsverfahren von Antennen

Info

Publication number: DE102016224797B3
Application number: DE102016224797.2A
Authority: DE
Inventors: Chu-Hao Cheng; Po-Chun Chang; Liang-Ju Huang
Original assignee: National Chung Shan Institute of Science and Technology NCSIST
Current assignee: National Chung Shan Institute of Science and Technology NCSIST
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-12-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und ein automatisches Kalibrierungssystem bzw. Kalibrierungsverfahren von Antennen. Bei der Erfindung wird das Verstärkungsmaß durch einen Signalanalysator analysiert, um die Verstärkung abzuschwächen/auszugleichen. Danach wird mittels eines DC-Offset-Generators ein bekannter DC-Offset generiert, welcher in die Signale hinzugefügt wird. Somit kann sich der Phasenoffset mit der Vergleichung der originalen Signale am empfangenden Terminal ergeben, um die Antennen zu kalibrieren. Auf diese Weise kann die Schwierigkeit der Systemrechnung reduziert und die Kalibrierungsdauer der Antennen verkürzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf drahtlose Kommunikation, insbesondere auf eine Fehlerprüfungsvorrichtung von Antennengruppen und ein automatisches Kalibrierungssystem bzw. Kalibrierungsverfahren von Antennen.
Wenn die Sende-/Empfangsmodule (T/R-Module auf Englisch) von Antennen aufgrund von Alterung oder anderen Einflüssen unbrauchbar geworden sind und eine rechtzeitige Fernfeldsystemprüfung im Werk nicht durchführbar ist, kann zur Vorabprüfung oder zum Senken der Kosten die Wechselbeziehung zwischen der Referenzantenneneinheit und der Gruppenantenneneinheit analysiert bzw. überprüft werden, um die Phasen zu modulieren bzw. zu kalibrieren. Dieses Kalibrierungsverfahren ist schnell, einfach, kostengünstig und leicht durchzuführen. Die US 2015/0288467 A1 offenbart eine Technik zum Kalibrieren eines Empfängers, der mehrere Trägerfrequenzen empfängt, und eine Vielzahl von Empfangskanälen verwendet, um die Trägerfrequenzen zu konvertieren und zu verarbeiten. Jedoch kann eine Leistungsverbesserung durch weitere neu technische Merkmale erhalten werden.
Bei der herkömmlichen Phasenmodulation bzw. -kalibrierung müssen zum Berechnen der Abweichungen der Phasen Bewertungsinformationen der Kanäle mehrerer Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen vorhanden sein. Diese Bewertungsinformationen der Kanäle beziehen sich auf die vergangenen Informationen der Kanäle, weshalb der Erhalt der Bewertungsinformationen der Kanäle relativ schwierig und die Berechnung relativ kompliziert ist.
Hinsichtlich des Mangels der bestehenden Technik stellt die Erfindung eine Fehlerprüfungsvorrichtung von Antennengruppen und ein automatisches Kalibrierungssystem bzw. Kalibrierungsverfahren von Antennen bereit. Bei der Erfindung wird das Verstärkungsmaß durch einen Signalanalysator analysiert, um die Verstärkung abzuschwächen/auszugleichen. Danach wird mittels eines DC-Offset-Generators ein bekannter DC-Offset generiert, welcher auf die Signale gegeben wird. Somit kann durch einen Vergleich mit den originalen Signalen am empfangenden Terminal ein Phasenoffset bestimmt werden, um die Antennen zu kalibrieren. Gemäß der erfindungsgemäßen Antennenprüfung und dem erfindungsgemäßen automatischen Kalibrierungsverfahren kann die Schwierigkeit der Systemrechnung reduziert und die Kalibrierungsdauer der Antennen verkürzt werden. Darüber hinaus werden die Kosten zur Prüfung bzw. Kalibrierung der Antennen ebenfalls reduziert.
Zum Adressieren der genannten und weiteren Aufgaben stellt die Erfindung eine Fehlerprüfungsvorrichtung von Antennengruppen und ein automatisches Kalibrierungssystem von Antennen bereit. Dieses System umfasst die folgenden Elemente: eine Gruppenantenne, welche mindestens eine zu prüfende Antenneneinheit und eine Referenzantenne umfasst, welche mit der zu prüfenden Antenneneinheit elektrisch verbunden ist, einen Mikroprozessor, welcher ein Steuersignal sendet, einem Signalgenerator, welcher mit dem Mikroprozessor elektrisch verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen und ein erstes Testabstrahlsignal zu generieren, einen DC-Offset-Generator, welcher mit dem Signalgenerator elektrisch verbunden ist, wobei der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal generiert, um beim ersten Testabstrahlsignal eine Gleichstromverschiebung herbeizuführen und um ein zweites Testabstrahlsignal zu generieren, einen Sende-/Empfangs-Schaltkreis, welcher mit dem Mikroprozessor und der Gruppenantenne elektrisch verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen, der Gruppenantenne das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu senden sowie ein erstes Testempfangssignal und ein zweites Testempfangssignal zu empfangen, welche von der Gruppenantenne zurückgesendet werden, einer Up- und Downconverter-Schaltung, welche mit dem Mikroprozessor, dem Signalgenerator, dem DC-Offset-Generator und dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis elektrisch verbunden ist, um das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu empfangen und diese zu dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis weiterzuleiten sowie das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal zu empfangen und diese zu einem Signalanalysator weiterzuleiten, und einen Signalanalysator, welcher mit dem Mikroprozessor und der Up- und Downconverter-Schaltung elektrisch verbunden ist, um das Verstärkungsmaß und den Phasenoffset des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals zu analysieren. Dabei werden eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung und eine Kalibrierungstabelle für Phasen erstellt. Basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung wird die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung ausgeglichen/abgeschwächt, wobei basierend auf der Kalibrierungstabelle für Phasen die Phasen des Sende/Empfangs-Schaltkreises kalibriert werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der Sende-/Empfangs-Schaltkreis mindestens eine erste Controller-IC, welche mit der entsprechenden, zu prüfenden Antenneneinheit verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen, damit die zu prüfende Antenneneinheit angeschaltet werden kann.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht der Sende-/Empfangs-Schaltkreis weiterhin aus den folgenden Elementen: einem Leistungsteiler, welcher ein von der Up- und Downconverter-Schaltung abgestrahltes erstes Radiofrequenzsignal und ein von der Gruppenantenne abgestrahltes zweites Radiofrequenzsignal empfängt, einer gemeinsamen Einheit, welche mit dem Leistungsteiler elektrisch verbunden ist, wobei die gemeinsame Einheit einen Phasenschieber und einen Abschwächer umfasst, wobei der Phasenschieber die Phasengröße anpasst, einer Sendeeinheit, welche mit der gemeinsamen Einheit elektrisch verbunden ist, wobei die Sendeeinheit einen Antriebsverstärker und einen Leistungsverstärker umfasst, einer Empfangseinheit, welche mit der gemeinsamen Einheit elektrisch verbunden ist, wobei die Empfangseinheit einen rauscharmen Verstärker und einen Bandpassfilter umfasst, und einem Schaltmodul, welches eine erste Schaltereinheit und eine zweite Schaltereinheit umfasst, wobei die erste Schaltereinheit mit der gemeinsamen Einheit, der Sendeeinheit und der Empfangseinheit elektrisch verbunden ist, wobei die zweite Schaltereinheit mit der Sendeeinheit, der Empfangseinheit und der zu prüfenden Antenneneinheit elektrisch verbunden ist. Dabei empfängt die erste Controller-IC das vom Mikroprozessor gesendete Steuersignal, um den Phasenschieber und den Abschwächer zu steuern. Außerdem steuert die erste Controller-IC das Schaltmodul, um die zu prüfende Antenneneinheit anzuschalten oder abzuschalten.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal jeweils ein digitales Modulationssignal.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt dem digitalen Modulationssignal entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrunde.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform analysiert der Signalanalysator über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals. Darüber hinaus ergeben sich die Koordinatenwerte I, Q und nach deren Berechnung kann sich jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich beim ersten Testempfangssignal um zwei Wellenformen. Der Signalanalysator veranlasst die Subtraktion der Spitzenwerte der zwei Wellenformen, um ein Verstärkungsmaß zu errechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung gespeichert wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform steuert eine Steuereinheit den DC-Offset-Generator, wodurch der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal erzeugt, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen die folgenden Abläufe.
Nachdem der Signalanalysator das erste Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1. Nach der Berechnung ergibt sich ein erstes Konstellationsdiagramm, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms ϕ1 beträgt. Nachdem der Signalanalysator das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q3. Nach der Berechnung ergibt sich jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm und ein drittes Konstellationsdiagramm, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms ϕ3 beträgt. Die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein vom bekannten Gleichstrom bewirkter, erster relativer Offset des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird. Die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset des ersten Testabstrahlsignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird. Der erste relative Offset wird vom zweiten relativen Offset abgezogen, wodurch ein Phasenoffset des ersten Testabstrahlsignals und des ersten Testempfangssignals berechnet wird. Der Phasenoffset wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.
Zum Adressieren der genannten und weiteren Aufgaben stellt die Erfindung weiterhin eine Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und ein automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen bereit Dieses Verfahren umfasst die folgenden Abläufe. Ein Signalgenerator generiert ein drittes Testabstrahlsignal, welches zuerst an die zu prüfende Antenneneinheit gesendet wird. Danach sendet die zu prüfende Antenneneinheit der Referenzantenneneinheit das dritte Testabstrahlsignal. Ein Signalanalysator analysiert die zu prüfende Antenneneinheit und ein drittes Testempfangssignal, welches von der Referenzantenneneinheit zurückgesendet wird, und berechnet ein Verstärkungsmaß, um eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung zu erstellen. Ein Signalgenerator generiert zwei gleiche vierte Testabstrahlsignale. Dabei wird ein viertes Testabstrahlsignal direkt an eine Up- und Downconverter-Schaltung, danach an die zu prüfende Antenneneinheit und die Referenzantenneneinheit gesendet. Dabei wird das andere vierte Testabstrahlsignal zuerst zu einem DC-Offset-Generator gesendet, welcher ein DC-Offset-Signal generiert und weiter erst einmal an die Up- und Downconverter-Schaltung, anschließend an die zu prüfende Antenneneinheit und an die Referenzantenneneinheit ein fünftes Testabstrahlsignal, welches eine Kombination aus dem vierten Testabstrahlsignal und dem DC-Offset-Signal ist, sendet Die zu prüfende Antenneneinheit sendet der Up- und Downconverter-Schaltung ein viertes Testempfangssignal und ein fünftes Testempfangssignal zurück. Basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung wird die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung ausgeglichen/abgeschwächt. Ein Signalanalysator analysiert basierend auf dem vierten Testabstrahlsignal, dem vierten Testempfangssignal und dem fünften Testempfangssignal den Phasenoffset und erstellt eine Kalibrierungstabelle für Phasen. Darüber hinaus kalibriert ein Sende-/Empfangs-Schaltkreis basierend auf der Kalibrierungstabelle für Phasen nacheinander die Phasen der zu prüfenden Antenneneinheit.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das dritte Testabstrahlsignal, das vierte Testabstrahlsignal und das fünfte Testabstrahlsignal jeweils ein digitales Modulationssignal.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt dem digitalen Modulationssignal entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrunde.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform analysiert der Signalanalysator über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals. Darüber hinaus ergeben sich die Koordinatenwerte I, Q und nach der Berechnung kann sich jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich beim dritten Testempfangssignal, welches von der zu prüfenden Antenneneinheit und der Referenzantenneneinheit zurückgesendet wird, um zwei Wellenformen. Der Signalanalysator veranlasst die Subtraktion der Spitzenwerte der zwei Wellenformen, um ein Verstärkungsmaß zu berechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung gespeichert wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform steuert eine Steuereinheit den DC-Offset-Generator, wodurch der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal erzeugt, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen die folgenden Abläufe. Nachdem der Signalanalysator das vierte Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1. Nach der Berechnung ergibt sich ein erstes Konstellationsdiagramm, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms ϕ1 beträgt. Nachdem der Signalanalysator das vierte Testempfangssignal und das fünfte Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q3. Nach der Berechnung ergibt sich jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm und ein drittes Konstellationsdiagramm, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms ϕ3 beträgt. Die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein vom bekannten Gleichstrom bewirkter, erster relativer Offset des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird. Die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset des vierten Testabstrahlsignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird. Der erste relative Offset wird vom zweiten relativen Offset abgezogen, wodurch ein Phasenoffset des vierten Testabstrahlsignals und des vierten Testempfangssignals berechnet wird. Der Phasenoffset wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.
Hiermit analysiert bei der erfindungsgemäßen Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und dem erfindungsgemäßen automatischen Kalibrierungssystem bzw. Kalibrierungsverfahren von Antennen zuerst der Signalanalysator das Verstärkungsmaß der zu prüfenden Antennen. Darüber hinaus wird die Verstärkung abgeschwächt/ausgeglichen. Danach wird mittels eines DC-Offset-Generators ein bekannter DC-Offset generiert, welcher auf die Signale gegeben wird. Somit kann durch einen Vergleich mit den originalen Signalen am empfangenden Terminal der Phasenoffset ermittelt werden, um die Antennen zu kalibrieren. Auf diese Weise kann die Schwierigkeit der Systemrechnung reduziert und die Kalibrierungsdauer der Antennen verkürzt werden.

1 Schematische Darstellung des Aufbaus der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungssystems von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
2 Schematische Darstellung des Aufbaus der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungssystems von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
3 Stromlaufplan des Sende-/Empfangs-Schaltkreises der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungssystems von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
4 Stromlaufplan der Up- und Downconverter-Schaltung der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungssystems von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
5 Konstellationsdiagramm der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungssystems bzw. Kalibrierungsverfahrens von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
6 Prozess-Flussdiagramm der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungsverfahrens von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung

Zum völligen Verständnis der erfindungsgemäßen Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften wird die Erfindung durch die folgenden speziellen Ausführungsformen in Verbindung mit den beigelegten Zeichnungen detailliert erläutert. Erläuterungen folgen unten.
In 1 und 2 wird die Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und das Kalibrierungssystem von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dieses System besteht aus den folgenden Elementen: einer Gruppenantenne 10, einem Mikroprozessor 20, einem Signalgenerator 30, einem DC-Offset-Generator 40, einem Sende-/Empfangs-Schaltkreis 50, einer Up- und Downconverter-Schaltung 60 und einem Signalanalysator 70.
Die Gruppenantenne 10 umfasst mindestens eine zu prüfende Antenneneinheit 11 und eine Referenzantenne 12, wobei die Referenzantenne 12 mit der zu prüfenden Antenneneinheit 11 elektrisch verbunden ist. Die Referenzantenne 12 dient zum Generieren einer Standard-Strahlungscharakteristik.
Der Mikroprozessor 20 ist mit dem Signalgenerator 30, dem Sende/Empfangs-Schaltkreis 50, der Up- und Downconverter-Schaltung 60 und dem Signalanalysator 70 elektrisch verbunden, um ein Steuersignal zu senden und somit den Signalgenerator 30, den Sende-/Empfangs-Schaltkreis 50, die Up- und Downconverter-Schaltung 60 und den Signalanalysator 70 zu steuern.
Der Signalgenerator 30 ist mit dem Mikroprozessor 20 elektrisch verbunden, um das Steuersignal zu empfangen und um ein an die Up- und Downconverter-Schaltung 60 weiterzugebendes, erstes Testabstrahlsignal zu generieren.
Der DC-Offset-Generator 40 ist mit dem Signalgenerator 30 elektrisch verbunden. Der DC-Offset-Generator 40 generiert ein DC-Offset-Signal, um beim ersten Testabstrahlsignal eine Gleichstromverschiebung herbeizuführen und um ein zweites Testabstrahlsignal zu generieren. Der DC-Offset-Generator 40 wird von einer Steuereinheit (nicht in den Abbildungen gezeigt) gesteuert, um das DC-Offset-Signal zu erzeugen, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt. Dabei kann der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt werden, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Das genannte erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal sind jeweils ein digitales Modulationssignal. Dem digitalen Modulationssignal kann entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrundeliegen, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Der Sende-/Empfangs-Schaltkreis 50 ist mit dem Mikroprozessor 20 und der Gruppenantenne 10 elektrisch verbunden, um das Steuersignal zu empfangen, der Gruppenantenne das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu senden sowie ein erstes Testempfangssignal und ein zweites Testempfangssignal zu empfangen, welche von der Gruppenantenne zurückgesendet werden.
Weiter erläuternd umfasst der Sende-/Empfangs-Schaltkreis 50, wie in 3 gezeigt, mindestens eine erste Controller-IC 51, einen Leistungsteiler 52, eine gemeinsame Einheit 53, eine Sendeeinheit 54, eine Empfangseinheit 55 und ein Schaltmodul 56.
Das Schaltmodul 56 umfasst eine erste Schaltereinheit 561 und eine zweite Schaltereinheit 562. Dabei ist ein Ende der ersten Schaltereinheit 561 mit der gemeinsamen Einheit 53 elektrisch verbunden, wohingegen das andere Ende der ersten Schaltereinheit 561 mit der Sendeeinheit 54 und der Empfangseinheit 55 elektrisch verbunden ist. Ein Ende der zweiten Schaltereinheit 562 ist mit der Sendeeinheit 54 und der Empfangseinheit 55 elektrisch verbunden, wohingegen das andere Ende der zweiten Schaltereinheit 562 mit einer zu prüfenden Antenneneinheit 11 elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise sind die Abstrahleinheit 54 und die Empfangseinheit 55 bei der ersten Schaltereinheit 561 und der zweiten Schaltereinheit 562 mit der gemeinsamen Einheit 53 und der zu prüfenden Antenneneinheit 11 verbunden, um das Umschalten zwischen Abstrahlen oder Empfangen durchzuführen.
Die erste Controller-IC 51 ist mit der entsprechenden, zu prüfenden Antenneneinheit 11 verbunden, um das vom Mikroprozessor 20 gesendete Steuersignal zu empfangen, damit zum Messen die zu prüfende Antenneneinheit 11 angeschaltet werden kann. Der Leistungsteiler 52 empfängt ein von der Up- und Downconverter-Schaltung 60 abgestrahltes erstes Radiofrequenzsignal und ein von der Gruppenantenne abgestrahltes zweites Radiofrequenzsignal. Ein Ende der gemeinsamen Einheit 53 ist mit dem Leistungsteiler 52 elektrisch verbunden, wohingegen das andere Ende mit der Abstrahleinheit 54 und der Empfangseinheit 55 elektrisch verbunden ist. Die gemeinsame Einheit 53 umfasst einen Phasenschieber 531 und einen Abschwächer 532. Es sei bemerkt, dass der größte mögliche Phasenschiebewinkel und die Auflösung des Phasenschiebers 531 auf Wunsch zu einer geeigneten Ausführung kombiniert werden können, wobei das größte Abschwächungsspektrum und die Auflösung des Abschwächers 532 auch auf Wunsch gewählt werden können.
Die Abstrahleinheit 54 besteht aus einem Kaskadenverstärker, welcher einen Antriebsverstärker 541 und einen Leistungsverstärker 542 umfasst, welche entsprechend dem Wunsch nach Verstärkung oder Leistung in verschiedener Anzahl aneinander angeschlossen werden können. Die Empfangseinheit 55 umfasst einen rauscharmen Verstärker 551 und einen Bandpassfilter 552, um hoch verstärkte und rauscharme Eigenschaften zu erreichen. Die Abstrahleinheit 54 und die Empfangseinheit 55 sind mit einer Wechselschaltung verbunden, um die Schaltung anzupassen, und mit der zu prüfenden Antenneneinheit 11 verbunden, um Signale abzustrahlen oder zu empfangen.
Wenn die Antennen geprüft oder kalibriert werden, sendet der Mikroprozessor 10 der ersten Controller-IC 51 des Sende-/Empfangs-Schaltkreises 50 ein Steuersignal, um den Phasenschieber 531 und den Abschwächer 532 zu steuern und um die zu prüfende Antenneneinheit 11 an- oder abzuschalten. Dabei dient der Phasenschieber 531 zum Anpassen der Phasengröße.
Die Up- und Downconverter-Schaltung 60 ist mit dem Mikroprozessor 20, dem Signalgenerator 30, dem DC-Offset-Generator 40 und dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis 50 elektrisch verbunden, um das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu empfangen und diese dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis weiterzuleiten sowie das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal zu empfangen und diese einem Signalanalysator 70 weiterzuleiten.
Weiterhin umfasst die Up- und Downconverter-Schaltung 60, wie in 4 gezeigt, einen Oszillator 601, um eine Referenzschaltfrequenz zu generieren. Die Referenzschaltfrequenz wird zuerst durch einen Frequenzmultiplikator 602 zur Frequenz-Hochkonvertierung erhöht Die Referenzschaltfrequenz wird anschließend nach der Hochkonvertierung mittels eines Leistungsteilers 603 für zwei Routen aufgeteilt. Die Signale auf jeder Route werden später mittels der Verstärker 6041 und 6042 verstärkt. Zum Schluss wird jeweils ein lokales Signal generiert, welches jeweils in den Mischer 6051 und 6052 auf der Senderoute und Empfangsroute eingespeist wird. Die Abstrahlroute und die Empfangsroute der Up- und Downconverter-Schaltung 60 werden mittels eines von einer zweiten Controller-IC 606 an den Schalter gesendeten Steuersignals geschaltet. Auf der Abstrahlroute werden das erste Testabstrahlsignal aus dem Signalgenerator 30 oder das zweite Testabstrahlsignal aus dem DC-Offset-Generator 40 zuerst durch den Verstärker 607 und den digital gesteuerten Verstärker (auf Englisch DCA abgekürzt) 608 verstärkt. Danach werden diese Signale durch den Bandpassfilter 609 gefiltert, gelangen anschließend in den Mischer 6051 und werden mit den lokalen Signalen kombiniert. Später werden diese Signale durch eine Reihe der Antriebsverstärker 610 und Leistungsverstärker 611 als das erste Radiofrequenzsignal exportiert. Zum Schluss wird das erste Radiofrequenzsignal über den Koppler (auf Englisch Coupler genannt) 6121 für zwei Routen aufgeteilt. Auf der ersten Route wird das erste Radiofrequenzsignal zuerst an den Schalter gesendet, dann durch den Filter 613 weitergeleitet und gelangt in den Leistungsteiler 52 des Sende-/Empfangs-Schaltkreises 50. Auf der zweiten Route wird zuerst das erste Radiofrequenzsignal an den Leistungsdetektor (auf Englisch PD abgekürzt) 6141 gesendet, um die Signalgröße zu messen, und danach an die zweite Controller-IC 606 zurückgesendet, um auf Basis der Verstärkung des Abstrahlsignals und bei Bedarf an Leistungsstärke das Verstärkungsmaß des Exports des digital gesteuerten Verstärkers 608 anzupassen. Auf der Empfangsroute fließt das vom Leistungsteiler 52 des Sende-/Empfangs-Schaltkreises 50 empfangene zweite Radiofrequenzsignal der Reihe nach durch den Filter 613 und den Schalter und wird dann über mehrere aneinander angeschlossene rauscharme Verstärker verstärkt. Die Verstärkung wird vom Verstärker mit programmierbarer Verstärkung (auf Englisch PGA abgekürzt) 615 gesteuert. Danach gelangt dieses Signal in den Mischer 6052 und wird mit den lokalen Signalen kombiniert, um die Trägerwelle zu entfernen. Zum Schluss fließt dieses Signal durch den Bandpassfilter 616 und den Verstärker 617 und wird ins originale Signal gebracht Das originale Signal wird durch den Koppler 6122 für zwei Routen aufgeteilt Auf der ersten Route wird das originale Signal direkt an den Signalanalysator 70 gesendet. Auf der zweiten Route wird zuerst das originale Signal an den Leistungsdetektor 6142 gesendet, um die Signalgröße zu messen, und danach an die zweite Controller-IC 606 zurückgesendet, um auf Basis der Verstärkung des Empfangssignals und bei Bedarf an Leistungsstärke das Verstärkungsmaß des Exports der programmierbarer Verstärkung 615 anzupassen.
Der Signalanalysator 70 ist mit dem Mikroprozessor 10 und der Up- und Downconverter-Schaltung 60 elektrisch verbunden, um das Verstärkungsmaß und den Phasenoffset des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals zu analysieren. Dabei werden eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung und eine Kalibrierungstabelle für Phasen erstellt Basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung wird die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung 60 ausgeglichen/abgeschwächt, wobei basierend auf der Kalibrierungstabelle für Phasen die Phasen des Sende-/Empfangs-Schaltkreises 50 kalibriert werden.
Weiterhin analysiert der Signalanalysator 70 über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals. Darüber hinaus ergeben sich die Koordinatenwerte I, Q und nach der Berechnung kann sich jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben.
Weiterhin handelt es sich beim ersten Testempfangssignal um zwei Wellenformen. Dabei kommt eine Wellenform aus der zu prüfenden Antenneneinheit 11 und die andere Wellenform aus der Referenzantenne 12. Der Signalanalysator veranlasst die Subtraktion der Spitzenwerte der zwei Wellenformen, um ein Verstärkungsmaß zu berechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung gespeichert wird.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen weiterhin die folgenden Abläufe.
(1) Nachdem der Signalanalysator 70 das erste Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1. Nach der Berechnung ergibt sich ein erstes Konstellationsdiagramm C1, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms C1 ϕ1 beträgt. (2) Nachdem der Signalanalysator 70 das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q3. Nach der Berechnung ergibt sich jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm C2 und ein drittes Konstellationsdiagramm C3, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms C2 ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms C3 ϕ3 beträgt. (3) Die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein vom bekannten Gleichstrom bewirkter, erster relativer Offset Δϕ" des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird. (4) Die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset Δϕ' des ersten Testabstrahlsignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird. (5) Der erste relative Offset Δϕ" wird vom zweiten relativen Offset Δϕ' abgezogen, wodurch ein Phasenoffset Δϕ_ℯ des ersten Testabstrahlsignals und des ersten Testempfangssignals berechnet wird. (6) Der Phasenoffset Δϕ_ℯ wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.
Hiermit analysiert zuerst bei der erfindungsgemäßen Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und dem erfindungsgemäßen automatischen Kalibrierungssystem von Antennen der Signalanalysator das Verstärkungsmaß, um die Verstärkung abzuschwächen/auszugleichen. Danach wird mittels eines DC-Offset-Generators ein bekannter DC-Offset generiert, welcher auf die Signale gegeben wird. Somit kann durch einen Vergleich mit den originalen Signalen am empfangenden Terminal der Phasenoffset ermittelt werden, um die Antennen zu kalibrieren. Auf diese Weise kann die Schwierigkeit der Systemrechnung reduziert und die Kalibrierungsdauer der Antennen verkürzt werden.
In 6 wird das Prozess-Flussdiagramm der Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und des Kalibrierungsverfahrens von Antennen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Abläufe S102~S116.
Im Ablauf S102 sendet ein Mikroprozessor ein Steuersignal, welches an alle ersten Controller-ICs eines Sende-/Empfangs-Schaltkreises gesendet wird. Die Steuerung wird mittels der ersten Controller-ICs des Sende-/Empfangs-Schaltkreises durchgeführt, welche mit der entsprechenden zu prüfenden Antenneneinheit verbunden sind. Zum Messen wird allein die zu prüfende Antenneneinheit angeschaltet. Die restlichen Antenneneinheiten werden abgeschaltet.
Im Ablauf S104 generiert ein Signalgenerator ein drittes Testabstrahlsignal, welches an die Up- und Downconverter-Schaltung gesendet und mittels der zu prüfenden Antenneneinheit an die Referenzantenne abgestrahlt wird. Dabei kann es sich bei der Verteilung des dritten Testabstrahlsignals nicht nur um Gauß-Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Zufallsverteilungen u.a. handeln, die auf der Grundlage der tatsächlichen Kalibrierungsdauer und der Genauigkeit gewählt werden, sondern sie ist nicht auf diese beschränkt. Dabei muss es sich beim dritten Testabstrahlsignal um ein digitales Modulationssignal handeln, welchem entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrundeliegen kann, aber nicht auf diese beschränkt ist.
Im Ablauf S106 werden nach dem Empfang am Terminal der Referenzantenne Signale über den Sende-/Empfangs-Schaltkreis und die Up- und Downconverter-Schaltung an den Signalanalysator gesendet, um die Verstärkung zu analysieren. Darüber hinaus wird ein Durchschnittswert berechnet, um eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung zu erstellen. Dabei kann das Berechnen des Durchschnittswerts mittels der Quadratwurzel durchgeführt werden, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Im Ablauf S108~S112 generiert der Signalgenerator zwei gleiche vierte Testabstrahlsignale, welche auf zwei Routen bearbeitet werden. Dabei wird ein viertes Testabstrahlsignal direkt an die Up- und Downconverter-Schaltung, danach an die zu prüfende Antenneneinheit und an die Referenzantenneneinheit gesendet. Dabei wird das andere vierte Testabstrahlsignal zuerst an einen DC-Offset-Generator gesendet, welcher ein DC-Offset-Signal generiert und weiter erst an die Up- und Downconverter-Schaltung, anschließend an die zu prüfende Antenneneinheit und an die Referenzantenneneinheit ein fünftes Testabstrahlsignal, welches eine Kombination aus dem vierten Testabstrahlsignal und dem DC-Offset-Signal ist, sendet. Dabei muss es sich beim vierten und fünften Testabstrahlsignal jeweils um digitale Modulationssignale handeln, welchen entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrundeliegen können, aber nicht auf diese beschränkt sind. Die zu prüfende Antenneneinheit sendet an die Up- und Downconverter-Schaltung ein viertes Testempfangssignal und ein fünftes Testempfangssignal zurück. Basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung wird die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung ausgeglichen/abgeschwächt.
Im Ablauf S114 wird mit dem Signalanalysator basierend auf dem vierten Testempfangssignal und fünften Testempfangssignal ein Konstellationsdiagramm mit zwei Kreisen errechnet. Bei einem Kreis ist der DC-Offset vorhanden, wohingegen beim anderen Kreis der DC-Offset nicht vorhanden ist. Danach kann sich durch die Berechnung ein Phasenoffset ergeben. Anschließend wird der Durchschnitt gebildet und später wird eine Kalibrierungstabelle für Phasen mit dem Phasenoffset erstellt. Dabei kann das Berechnen des Durchschnittswerts mittels des gewichteten Durchschnitts durchgeführt werden, dies ist aber nicht darauf beschränkt.
Im Ablauf S116 werden die Phasen der zu prüfenden Antenneneinheiten vor dem Abstrahlen anhand der Kalibrierungstabelle für Phasen im Sende-/Empfangs-Schaltkreis mittels des Phasenschiebers nacheinander kalibriert, wodurch die automatische Kalibrierung der Antennen vervollständigt wird.
Weiterhin analysiert der Signalanalysator über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals. Darüber hinaus ergeben sich die Koordinatenwerte I, Q und nach der Berechnung kann sich jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben.
Weiterhin handelt es sich beim dritten Testempfangssignal, welches von den zu prüfenden Antenneneinheiten und der Referenzantenneneinheit zurückgesendet wird, um zwei Wellenformen. Der Signalanalysator veranlasst die Subtraktion der Spitzenwerte der zwei Wellenformen, um ein Verstärkungsmaß zu berechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung gespeichert wird.
Weiterhin steuert eine Steuereinheit den DC-Offset-Generator, wodurch der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal erzeugt, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt.
Weiterhin ist der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt, ist aber nicht auf diese beschränkt.
Weiterhin umfasst die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen, wie in 5 gezeigt, die folgenden Abläufe. (1) Nachdem der Signalanalysator das vierte Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1. Nach der Berechnung ergibt sich ein erstes Konstellationsdiagramm C1, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms C1 ϕ1 beträgt. (2) Nachdem der Signalanalysator das vierte Testempfangssignal und das fünfte Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q3. Nach der Berechnung ergibt sich jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm C2 und ein drittes Konstellationsdiagramm C3, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms C2 ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms C3 ϕ3 beträgt. (3) Die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein vom bekannten Gleichstrom bewirkter erster relativer Offset Δϕ" des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird. (4) Die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset Δϕ' des vierten Testabstrahlsignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird. (5) Der erste relative Offset Δϕ" wird vom zweiten relativen Offset Δϕ' abgezogen, wodurch ein Phasenoffset Δϕ_ℯ des vierten Testabstrahlsignals und des vierten Testempfangssignals berechnet wird. (6) Der Phasenoffset Δϕ_ℯ wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.
Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung durch die bevorzugten Ausführungsformen dargestellt. Fachleute sollten zur Kenntnis nehmen, dass die Erfindung nicht auf die genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel ist. In diesem Zusammenhang werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale als erfindungswesentlich angesehen. Es sind ausschließlich die nachfolgenden Ansprüche für den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung gültig.
Bezugszeichenliste

10): Gruppenantenne
11): Zu prüfende Antenneneinheit
12): Referenzantennen
20): Mikroprozessor
30): Signalgenerator
40): DC-Offset-Generator
50): Sende-/Empfangs-Schaltkreis
51): Erste Controller-IC
52): Leistungsteiler
53): Gemeinsame Einheit
531): Phasenschieber
532): Abschwächer
54): Abstrahleinheit
541): Antriebsverstärker
542): Leistungsverstärker
55): Empfangseinheit
551): Rauscharmer Verstärker
552): Bandpassfilter
56): Schaltmodul
561): Erste Schaltereinheit
562): Zweite Schaltereinheit
60): Up- und Downconverter-Schaltung
601): Oszillator
602): Frequenzmultiplikator
603): Leistungsteiler
6041~6042): Verstärker
6051~6052): Mischer
606): Zweite Controller-IC
607): Verstärker
608): Digital gesteuerter Verstärker (auf Englisch DCA abgekürzt)
609): Bandpassfilter
610): Antriebsverstärker
611): Leistungsverstärker
6121~6122): Koppler
613): Filter
6141~6142): Leistungsdetektor (auf Englisch PD abgekürzt)
615): Verstärker mit programmierbarer Verstärkung (auf Englisch PGA abgekürzt)
616): Bandpassfilter
617): Verstärker
70): Signalanalysator
C1): Erstes Konstellationsdiagramm
C2): Zweites Konstellationsdiagramm
C3): Drittes Konstellationsdiagramm
I₁, Q₁): Erste Koordinatenwerte
I₂, Q₂): Zweite Koordinatenwerte
I₃, Q₃): Dritte Koordinatenwerte
S102~S116): Ablauf
ϕ1∼ϕ3): Phasenwinkel
Δϕ'): Zweiter relativer Offset
Δϕ"): Erster relativer Offset
Δϕ_ℯ): Phasenoffset

Claims

Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen mit: • einer Gruppenantenne, welche mindestens eine zu prüfende Antenneneinheit und eine Referenzantenne umfasst, welche mit der zu prüfenden Antenneneinheit elektrisch verbunden ist, • einem Mikroprozessor, welcher ein Steuersignal sendet, • einem Signalgenerator, welcher mit dem Mikroprozessor elektrisch verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen und ein erstes Testabstrahlsignal zu generieren, • einem DC-Offset-Generator, welcher mit dem Signalgenerator elektrisch verbunden ist, wobei der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal generiert, um das erste Testabstrahlsignal zu einer Gleichstromverschiebung herbeizuführen und um ein zweites Testabstrahlsignal zu generieren, • einem Sende-/Empfangs-Schaltkreis, welcher mit dem Mikroprozessor und der Gruppenantenne elektrisch verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen, der Gruppenantenne das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu senden sowie ein erstes Testempfangssignal und ein zweites Testempfangssignal zu empfangen, welche von der Gruppenantenne zurückgesendet werden, • einer Up- und Downconverter-Schaltung, welche mit dem Mikroprozessor, dem Signalgenerator, dem DC-Offset-Generator und dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis elektrisch verbunden ist, um das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal zu empfangen und diese dem Sende-/Empfangs-Schaltkreis weiterzuleiten sowie das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal zu empfangen und diese einem Signalanalysator weiterzuleiten, und • einem Signalanalysator, welcher mit dem Mikroprozessor und der Up- und Downconverter-Schaltung elektrisch verbunden ist, um das Verstärkungsmaß und den Phasenoffset des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals zu analysieren, wobei eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung und eine Kalibrierungstabelle für Phasen erstellt werden, wobei basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung ausgeglichen/abgeschwächt wird, wobei basierend auf der Kalibrierungstabelle für Phasen die Phasen des Sende-/Empfangs-Schaltkreises kalibriert werden.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sende-/Empfangs-Schaltkreis mindestens eine erste Controller-IC umfasst, welche mit der entsprechenden, zu prüfenden Antenneneinheit verbunden ist, um das Steuersignal zu empfangen, damit die zu prüfende Antenneneinheit angeschaltet werden kann.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sende-/Empfangs-Schaltkreis weiterhin aus den folgenden Elementen besteht: • einem Leistungsteiler, welcher ein von der Up- und Downconverter-Schaltung abgestrahltes erstes Radiofrequenzsignal und ein von der Gruppenantenne abgestrahltes zweites Radiofrequenzsignal empfängt, • einer gemeinsamen Einheit, welche mit dem Leistungsteiler elektrisch verbunden ist, wobei die gemeinsame Einheit einen Phasenschieber und einen Abschwächer umfasst, wobei der Phasenschieber die Phasengröße anpasst, • einer Sendeeinheit, welche mit der gemeinsamen Einheit elektrisch verbunden ist, wobei die Sendeeinheit einen Antriebsverstärker und einen Leistungsverstärker umfasst, • einer Empfangseinheit, welche mit der gemeinsamen Einheit elektrisch verbunden ist, wobei die Empfangseinheit einen rauscharmen Verstärker und einen Bandpassfilter umfasst, und • einem Schaltmodul, welches eine erste Schaltereinheit und eine zweite Schaltereinheit umfasst, wobei die erste Schaltereinheit mit der gemeinsamen Einheit, der Sendeeinheit und der Empfangseinheit elektrisch verbunden ist, wobei die zweite Schaltereinheit mit der Sendeeinheit, der Empfangseinheit und der zu prüfenden Antenneneinheit elektrisch verbunden ist, wobei • die erste Controller-IC das vom Mikroprozessor gesendete Steuersignal empfängt, um den Phasenschieber und den Abschwächer zu steuern, wobei die erste Controller-IC das Schaltmodul steuert, um die zu prüfende Antenneneinheit anzuschalten oder abzuschalten.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Testabstrahlsignal und das zweite Testabstrahlsignal jeweils ein digitales Modulationssignal sind.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem digitalen Modulationssignal entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrundeliegt.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalanalysator über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals analysiert, wobei sich die Koordinatenwerte I, Q ergeben und sich nach deren Berechnung jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben kann.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim ersten Testempfangssignal um zwei Wellenformen handelt, wobei der Signalanalysator den Abzug der Spitzenwerte der zwei Wellenformen veranlasst, um ein Verstärkungsmaß zu berechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für Verstärkung gespeichert wird.
Fehlerprüfungsvorrichtung von Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit den DC-Offset-Generator steuert, wodurch der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal erzeugt, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt ist.
Fehlerprüfungsvorrichtung für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungssystem von Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen die folgenden Abläufe umfasst: • Nachdem der Signalanalysator das erste Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1, wobei sich nach der Berechnung ein erstes Konstellationsdiagramm ergibt, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms ϕ1 beträgt, • nachdem der Signalanalysator das erste Testempfangssignal und das zweite Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q3, wobei sich nach der Berechnung jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm und ein drittes Konstellationsdiagramm ergibt, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms ϕ3 beträgt, • die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein vom bekannten Gleichstrom bewirkter erster relativer Offset des ersten Testempfangssignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird, • die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset des ersten Testabstrahlsignals und des zweiten Testempfangssignals berechnet wird, • der erste relative Offset wird vom zweiten relativen Offset abgezogen, wodurch ein Phasenoffset des ersten Testabstrahlsignals und des ersten Testempfangssignals berechnet wird, • der Phasenoffset wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen, umfassend die folgenden Abläufe: • Ein Signalgenerator generiert ein drittes Testabstrahlsignal, welches zuerst der zu prüfenden Antenneneinheit gesendet wird, wobei danach die zu prüfende Antenneneinheit an die Referenzantenneneinheit das dritte Testabstrahlsignal sendet, • ein Signalanalysator analysiert die zu prüfende Antenneneinheit und ein drittes Testempfangssignal, welches von der Referenzantenneneinheit zurückgesendet wird, und berechnet ein Verstärkungsmaß, um eine Kalibrierungstabelle für die Verstärkung zu erstellen, • der Signalgenerator generiert zwei gleiche vierte Testsendesignale, wobei ein viertes Testabstrahlsignal direkt an eine Up- und Downconverter-Schaltung, danach an die zu prüfende Antenneneinheit und die Referenzantenneneinheit gesendet wird, wobei das andere vierte Testabstrahlsignal zuerst an einen DC-Offset-Generator gesendet wird, welcher ein DC-Offset-Signal generiert und weiter zuerst an die Up- und Downconverter-Schaltung, anschließend die zu prüfende Antenneneinheit und die Referenzantenneneinheit ein fünftes Testabstrahlsignal sendet, welches eine Kombination aus dem vierten Testabstrahlsignal und dem DC-Offset-Signal ist, • die zu prüfende Antenneneinheit sendet ein viertes Testempfangssignal und ein fünftes Testempfangssignal an die Up- und Downconverter-Schaltung zurück, wobei basierend auf der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung die Verstärkung der Up- und Downconverter-Schaltung ausgeglichen/abgeschwächt wird, • der Signalanalysator analysiert basierend auf dem vierten Testabstrahlsignal, dem vierten Testempfangssignal und dem fünften Testempfangssignal den Phasenoffset und erstellt eine Kalibrierungstabelle für Phasen, und • ein Sende-/Empfangs-Schaltkreis kalibriert basierend auf der Kalibrierungstabelle für Phasen nacheinander die Phasen der zu prüfenden Antenneneinheit.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Testabstrahlsignal, das vierte Testabstrahlsignal und das fünfte Testabstrahlsignal jeweils ein digitales Modulationssignal ist.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem digitalen Modulationssignal entweder QPSK, 8PSK oder APSK als Modulationsverfahren zugrunde liegt
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalanalysator über den Koordinatenwert der Y-Achse eines Netzknotenpunkts nach der Berechnung das Verstärkungsmaß des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals analysiert, wobei sich die Koordinatenwerte I, Q ergeben und sich nach der Berechnung jeweils ein Konstellationsdiagramm ergeben kann.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim dritten Testempfangssignal, welches von den zu prüfenden Antenneneinheiten und der Referenzantenneneinheit zurückgesendet wird, um zwei Wellenformen handelt, wobei der Signalanalysator den Abzug der Spitzenwerte der zwei Wellenformen veranlasst, um ein Verstärkungsmaß zu berechnen, welches in der Kalibrierungstabelle für die Verstärkung gespeichert wird.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit den DC-Offset-Generator steuert, wodurch der DC-Offset-Generator ein DC-Offset-Signal erzeugt, bei dem es sich um ein bekanntes DC-Offset-Signal handelt.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der DC-Offset-Generator als Phasenschieber für den Spannungspegel oder Generator für den Bias ausgeführt ist.
Fehlerprüfungsverfahren für Antennengruppen und automatisches Kalibrierungsverfahren von Antennen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung der Kalibrierungstabelle für Phasen die folgenden Abläufe umfasst: • Nachdem der Signalanalysator das vierte Testabstrahlsignal analysiert hat, ergeben sich die ersten Koordinatenwerte I1, Q1, wobei sich nach der Berechnung ein erstes Konstellationsdiagramm ergibt, wobei der Phasenwinkel des ersten Konstellationsdiagramms ϕ1 beträgt, • nachdem der Signalanalysator das vierte Testempfangssignal und das fünfte Testempfangssignal analysiert hat, ergeben sich jeweils die zweiten Koordinatenwerte I2, Q2 und die dritten Koordinatenwerte I3, Q₃, wobei sich nach der Berechnung jeweils ein zweites Konstellationsdiagramm und ein drittes Konstellationsdiagramm ergibt, wobei der Phasenwinkel des zweiten Konstellationsdiagramms ϕ2 und der Phasenwinkel des dritten Konstellationsdiagramms ϕ3 beträgt, • die Differenz zwischen ϕ2 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein von bekanntem Gleichstrom bewirkter erster relativer Offset des vierten Testempfangssignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird, • die Differenz zwischen ϕ1 und ϕ3 wird berechnet, wodurch ein zweiter relativer Offset des vierten Testabstrahlsignals und des fünften Testempfangssignals berechnet wird, • der erste relative Offset wird vom zweiten relativen Offset abgezogen, wodurch ein Phasenoffset des vierten Testabstrahlsignals und des vierten Testempfangssignals berechnet wird, • der Phasenoffset wird in der Kalibrierungstabelle für Phasen gespeichert.