DE60320074T2 - Method for generating a passive network for beam shaping - Google Patents

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DE60320074T2 DE2003620074 DE60320074T DE60320074T2 DE 60320074 T2 DE60320074 T2 DE 60320074T2 DE 2003620074 DE2003620074 DE 2003620074 DE 60320074 T DE60320074 T DE 60320074T DE 60320074 T2 DE60320074 T2 DE 60320074T2
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Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED REGISTRATIONS

Die vorliegende Erfindung ist mit den folgenden ebenfalls anhängigen und gemeinsam übertragenen vorläufigen US-Patentanmeldungen verwandt und beansprucht ihnen gegenüber hiermit Priorität: Seriennummer 60/322,573 mit der Bezeichnung „Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming", eingereicht am 12. September 2001, Seriennummer 60/322,542 mit der Bezeichnung „Automated Process for Generating Arbitrary Passive Beam Forming Networks", eingereicht am 12. September 2001, Seriennummer 60/322,494 mit der Bezeichnung „Inexpensive Fabrication Technique for Making Antenna Element Cards", eingereicht am 12. September 2001, und Seriennummer 60/342,571 mit der Bezeichnung „Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming", eingereicht am 20. Dezember 2001, deren Offenbarungen durch Nennung zur Gänze hierin aufgenommen werden. Die vorliegende Erfindung ist auch mit den folgenden gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldungen gemeinsam anhängig und verwandt: Seriennummer 10/242,276 mit der Bezeichnung „Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming", eingereicht am 11. September 2002, Seriennummer 09/878,599 mit der Bezeichnung „Passive Shapable Sectorization for Cellular Networks", eingereicht am 11. Juni 2001, und Seriennummer 09/999,261 mit der Bezeichnung „Passive Shapable Sectorization Antenna Gain Determination", eingereicht am 15 November 2001, deren Offenbarungen durch Nennung zur Gänze hierin aufgenommen werden.The The present invention is related to the following: commonly assigned US Provisional Patent Applications hereby prioritizes and claims priority: serial number 60 / 322,573 entitled "Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming ", filed on September 12, 2001, serial number 60 / 322,542 with the Designation "Automated Process for Generating Arbitrary Passive Beam Forming Networks, filed on September 12, 2001, serial number 60 / 322,494 entitled "Inexpensive Fabrication Technique for Making Antenna Element Cards ", filed on September 12, 2001, and Serial Number 60 / 342,571 entitled "Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming ", filed on December 20, 2001, their disclosures by naming completely be incorporated herein. The present invention is also with the following commonly assigned US patent applications jointly pending and related: Serial Number 10 / 242,276 entitled "Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming ", filed on September 11, 2002, serial number 09 / 878,599 with the Designation "Passive Shapable Sectorization for Cellular Networks ", filed June 11, 2001, and Serial number 09 / 999,261 entitled "Passive Shapable Sectorization Antenna Gain Determination ", filed on 15 November 2001, their disclosures by mention entirely herein be recorded.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen die drahtlose Kommunikation und genauer das Bereitstellen einer Gestaltung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung.The The invention generally relates to wireless communication and more specifically, providing a design of a passive network for beam shaping.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Es kann erwünscht sein, komplexe Netzwerke zur Strahlformung unter Verwendung von Antennenanordnungen wie den in den oben genannten Patentanmeldungen mit der Bezeichnung „Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming" gezeigten und beschriebenen bereitzustellen. Zum Beispiel kann es für unterschiedliche Umgebungen erwünscht sein, unterschiedliche Strahlmuster bereitzustellen, um das Leistungsverhalten eines Kommuniationssystems wirksam zu optimieren.It can be desired be, complex networks for beam forming using Antenna arrangements such as those in the above-mentioned patent applications named "Co-Located Antenna Array for Passive Beam Forming "shown and described. For example, it may be for different environments desired be to provide different beam patterns to the performance to effectively optimize a communication system.

Ein passives Netzwerk zur Strahlformung bewirkt ein Strahlmuster unter Verwendung einer Antennenanordnung mit einer bestimmten Geometrie, wobei die Antennenanordnung einzelne Anordnungen oder einzelne Antennen umfasst, die miteinander in Abhängigkeit gebracht sind. Demgemäß kann ein Netzwerk zur Strahlformung gestaltet werden, das bei Benutzung mit einer Antennenanordnung mit einer bestimmten Geometrie zu einem gewünschten Strahlmuster führt. Im Betrieb verteilt ein passives Netzwerk zur Strahlformung Signalenergie zu/von den einzelnen Elementen in einer Antennenanordnung.One passive network for beam shaping causes a beam pattern below Use of an antenna arrangement with a specific geometry, wherein the antenna arrangement comprises individual arrays or individual antennas includes, depending on each other are brought. Accordingly, a Network designed for beam shaping, which in use with an antenna arrangement with a specific geometry to a desired Beam pattern leads. In operation, a passive beamforming network distributes signal energy to / from the individual elements in an antenna array.

Zum Beispiel verteilt ein passives Netzwerk zur Strahlformung die Energie so zu jedem der Elemente in der Anordnung, dass jedes Element in Bezug auf andere der Elemente in der Anordnung mit einer bestimmten Amplitude und Phase angetrieben wird. Diese Amplituden und Phasen umfassen das, was häufig als „Gewichte" bezeichnet wird, wobei ein Satz von Gewichten (Amplituden- und Phasenwerten) mit einem gegebenen Strahlmuster verbunden sein kann. Ein einzelnes Gewicht ist mit einem einzelnen Antennenelement oder einer Elementanordnung, z. B. einer Antennenelementsäule, in der Antennenanordnung verbunden. Ein bestimmter Satz von Gewichten zur Bereitstellung eines gewünschten Strahlmusters hängt vom bestimmten Antennenaufbau, der benutzt wird, ab. Sobald ein gewünschtes Strahlmuster bekannt ist, bestimmt dies demgemäß einzigartig einen Satz von Gewichten, die bei der Bereitstellung des Strahlmusters unter Verwendung einer bestimmten Antennengestaltung benutzt werden können.To the For example, a passive beamforming network distributes the energy so to each of the elements in the arrangement that each element in Reference to other of the elements in the arrangement with a particular Amplitude and phase is driven. These amplitudes and phases include what is often referred to as "weights", wherein a set of weights (amplitude and phase values) with can be connected to a given beam pattern. A single one Weight is with a single antenna element or element arrangement, z. B. an antenna element column, connected in the antenna arrangement. A certain set of weights to provide a desired Beam pattern hangs from the particular antenna construction being used. Once a desired Accordingly, this uniquely determines a set of Weights used in providing the beam pattern using a particular antenna design can be used.

In der Vergangenheit erforderte das Gestalten von komplexen Netzwerken zur Strahlformung die Fähigkeiten eines qualifizierten Hochfrequenz (HF) technikers und typischerweise viele Stunden an Gestaltungszeit. Zum Beispiel würde das Ausführen eines bestimmten erwünschten Strahlmusters typischerweise erfordern, dass ein HF-Techniker ein Netzwerk zur Strahlformung gestaltet, indem er sein Wissen und Können und seine Erfahrung bei der Gestaltung dieser Netzwerke wie auch computerunterstützte Zeichen(CAD)werkzeuge und dergleichen verwendet, um unter Verwendung des systematischen Ausprobierens und eines gewissen Grads an Intuition die Bestandteile eines Zufuhrnetzwerks zu gestalten. Zum Beispiel kann der HF-Techniker zuerst bestimmen, wie die Signalleistung im Netzwerk zur Strahlformung zu verteilen ist, um zu den gewünschten Amplituden des Gewichtssatzes zu gelangen. Danach kann der HF-Techniker daran arbeiten, unter Verwendung zum Beispiel der Mikrostreifen- oder Streifenleitungstechnologie etwa auf einer gedruckten Schaltplatte (PCB) eine Bestandteilanordnung zu erlangen.In the past, designing complex beamforming networks required the skills of a qualified radio frequency (RF) engineer, and typically many hours of design time. For example, performing a particular desired beam pattern would typically require an RF technician to design a beamforming network by using his knowledge and skills and experience in designing these networks, as well as computer aided drawing (CAD) tools and the like using systematic experimentation and a degree of intuition to design the components of a feed network. For example, the RF technician may first determine how to distribute the signal power in the network for beamforming in order to arrive at the desired amplitudes of the weight set. After that, the RF technician can work under Ver For example, microstrip or stripline technology may obtain a constituent arrangement on, for example, a printed circuit board (PCB).

Sobald einem HF-Techniker Anforderungen eines gewünschten Strahlmusters, d. h., die Gewichte, die in ein Netzwerk zur Strahlformung aufgenommen werden sollen, gegeben wurden, könnte der Techniker demgemäß einen Prozess zur Entscheidung des Aufbaus und der Anordnung des Netzwerks zur Strahlformung ausführen. Dies könnte ein langer Prozess in der Größenordnung einiger Tage sein. Wenn gewünscht sein sollte, viele Netzwerke zur Strahlformung zu erzeugen, würde ein derartiger Prozess viele HF-Techniker und/oder eine beträchtliche Vorlaufzeit erfordern. Zusätzlich dazu, dass ein derartiger Ansatz ein teurer Vorschlag ist, erleichtert er auch die Herstellung einer großen Anzahl dieser passiven Netzwerke zur Strahlformung, etwa zur Bereitstellung einzigartiger Strahlmuster über ein Kommunikationsnetzwerk hinweg und/oder zur Bereitstellung rekonfigurierter Netzwerke zur Strahlformung als Reaktion auf Veränderungen der Topologie und der Morphologie im Netzwerk, nicht allzu sehr.As soon as an RF technician needs a desired beam pattern, i. H., the weights added to a beamforming network could, should, be given the technician accordingly one Process for deciding the structure and arrangement of the network for beam shaping. this could a long process of the order of magnitude be a few days. If desired should be to create many networks for beamforming, would one This process many RF technicians and / or a considerable Require lead time. additionally making such an approach a more expensive proposition makes it easier He also made a large number of these passive ones Beamforming networks, for example, to provide unique Beam pattern over a communications network and / or to provide reconfigured Beam forming networks in response to changes in topology and the morphology in the network, not too much.

In der Technik besteht daher ein Bedarf an einem Ansatz zur Gestaltung eines Netzwerks zur Strahlformung, der weniger von den Fähigkeiten einer Einzelperson wie etwa eines HF-Technikers abhängt.In There is therefore a need for an approach to design in the art a beamforming network, less of the capabilities an individual, such as an RF technician.

Das von Rodionov, A. M., verfasste und von Telecommuications and Radio Engineering, Begell House, Inc., NY, USA, Band 47, Nr. 10, 1. Oktober 1992 (1992-10-01), Seite 50 bis 54, XP000426100, veröffentlichte Dokument „A Method of Designing the Pattern-Shaping Network of an Adaptive Antenna Array" offenbart Basisgrundsätze, um Gewichte für eine Antennenanordnung unter Verwendung von Vorabinformationen zu definieren. Diese Veröffentlichung schlägt vor, das Signal in der Richtung einer Interferenz zu verringern. Es wird jedoch keine technische Lehre veröffentlicht, wie das Leistungsverhältnis und die Phasen für ein verteilendes Netzwerk unter Berücksichtigung aller Zweige dieses Verteilungsnetzwerks bestimmt werden sollen.The written by Rodionov, A.M., and by Telecommuications and Radio Engineering, Begell House, Inc., NY, USA, Vol. 47, No. 10, Oct. 1 1992 (1992-10-01), pages 50 to 54, XP000426100, published document "A Method of Designing the Pattern-Shaping Network of Adaptive Antenna Array "revealed Basic principles, around weights for an antenna arrangement using pre-information to define. This publication beats to reduce the signal in the direction of interference. However, no technical teaching is published, such as the performance ratio and the phases for a distributing network considering all branches of this Distribution network to be determined.

EP-A-0 504 552 offenbart ein Antennensystem mit teilweise überlapptem Strahl, das durch einen Reflektor, eine Anordnung von abstrahlenden Elementen und ein Netzwerk zur Strahlformung gebildet ist, die sich alle in einer besonderen Gestaltung befinden. Die dazu verwendeten Mittel umfassen Koppler und Phasenschieber. Es wird jedoch kein Verfahren besprochen, um in jedem Zweig optimierte Antennensignale wie auch über das gesamte Antennensystem hinweg eine optimierte Phasenverteilung zu erhalten. EP-A-0 504 552 discloses a partially overlapped beam antenna system formed by a reflector, an array of radiating elements, and a beamforming network, all of which are in a particular configuration. The means used include couplers and phase shifters. However, no method is discussed for obtaining optimized antenna distribution in each branch as well as optimized phase distribution throughout the antenna system.

US-B-6,246,364 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung von Satellitenübertragungsstrahlen durch einige versetzte Hörner. Doch dieses Dokument zeigt keine Lösung für eine Antennenanordnung, die eine bestimmte Anordnung mit mehreren unterschiedlichen Zweigen, welche zu zumindest einem oder mehreren abstrahlenden Elementen führen, aufweist. US-B-6,246,364 relates to a method and apparatus for forming satellite broadcasting beams by a few offset horns. However, this document does not show a solution for an antenna arrangement having a particular arrangement with a plurality of different branches leading to at least one or more radiating elements.

GB-A-2 367 188 betrifft den am nächsten kommenden Stand der Technik und zeigt eine Antennenanordnung mit einigen Zweigen und Knoten, die zu zumindest einem Antennenelement führen. GB-A-2 367 188 relates to the closest prior art and shows an antenna arrangement with some branches and nodes leading to at least one antenna element.

Doch dieses Dokument beruht auf einem Antennenanordnungssystem, das auf eine Gestaltung beschränkt ist, bei der von jedem Knoten in jeder Stufe nur zwei Zweige ausgehen.But This document is based on an antenna array system based on a design limited is that only two branches go out from each node in each stage.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl ein Verfahren als auch ein System zur Bereitstellung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung bereitzustellen, um unter Verwendung eines Netzwerks mit einigen Knoten, wobei jeder Verzweigungsknoten eine unterschiedliche Anzahl von Zweigen, einschließlich mehr als zwei Zweige, erzeugen kann, ein gewünschtes Strahlmuster auszuführen. Die Erfindung befasst sich insbesondere mit einem Netzwerk zur Strahlformung, das einige Verzweigungsknoten aufweist, wobei jeder Verzweigungsknoten des logischen Baums eine beliebige Anzahl von Zweigen erzeugen kann.It is therefore an object of the present invention, both a method as well as a system for providing a passive network for beamforming, using a network with some nodes, each branching node having a different one Number of branches, including more than two branches, can produce a desired beam pattern. The Invention is particularly concerned with a beamforming network, having some branching nodes, each branching node of the logical tree can generate any number of branches.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 wie auch durch ein System nach Anspruch 15 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1 as well as by a system according to claim 15 solved.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Verfahren, die Gestaltungskriterien an Parameter von Netzwerken zur Strahlformung anlegen, um beständig zu einer Gestaltung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung zu gelangen. Vorzugsweise werden diese Gestaltungen eines passiven Netzwerks zur Strahlformung ohne Gestaltungsvorgaben durch eine hochqualifizierte Einzelperson wie etwa einen HF-Techniker erlangt. Demgemäß können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen automatisiert werden, wodurch die leistungsfähige und schnelle Gestaltung und/oder Herstellung komplexer passiver Netzwerke zur Strahlformung erleichtert wird.The present invention is directed to methods that apply design criteria to parameters of beamforming networks to consistently arrive at a design of a passive beamforming network. Preferably, these designs of a passive beamforming network are obtained without design intentions by a highly skilled individual such as an RF technician. Accordingly, embodiments of the present invention may be substantially automated, thereby facilitating the efficient and rapid design and / or production of complex passive networks Beam shaping is facilitated.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Ansatz zur Gestaltung eines Netzwerks zur Strahlformung, um ein gewünschtes Strahlmuster auszuführen, bereit, der in zwei Hauptstufen tätig ist. Eine erste dieser Hauptstufen ist dazu tätig, zu bestimmen, wie die Gewichte des Gewichtssatzes eines gewünschten Strahlmusters im Netzwerk zur Strahlformung zugeteilt werden sollen. Eine zweite dieser Hauptstufen ist dazu tätig, unter Verwendung der vorher bestimmten Zuteilung der Gewichte im Netzwerk eine zufriedenstellende Anordnung von Bestandteilen zu bestimmen, um den gewünschten Gewichtsatz mit einem Zufuhrnetzwerk bereitzustellen.preferred embodiments The present invention provides an approach to network design for beam forming to a desired Execute beam pattern, willing to work in two main stages. A first of these Main stages is at work, to determine how the weights of the weight set of a desired Beam pattern in the network to be allocated for beam shaping. A second of these major stages is working, using the previously certain allocation of weights in the network a satisfactory Arrangement of components to determine the desired Provide weight set with a feed network.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein passives Netzwerk zur Strahlformung eine Anzahl von Mikrostreifen- oder Streifenleiter-Zufuhrpfaden, die in einem baumartigen Aufbau angeordnet sind, wobei Verzweigungsknoten des baumartigen Aufbaus eine Leistungsteilung/-kombination bereitstellen. Zum Beispiel können die Breiten der Mikrostreifenleitungen jedes derartigen Zweigs eins Verzweigungsknotens das Verhältnis der Leistungsteilung/-kombination unter den Zweigen des Verzweigungsknotens bestimmen. Demgemäß kann die Tätigkeit der oben erwähnten ersten Hauptstufe eine Verzweigungsgestaltung bereitstellen, die bestimmt, wie die Gewichte des Gewichtssatzes eines bestimmten Strahlmusters im Netzwerk zur Strahlformung zugeteilt werden. Zum Beispiel kann ein passives Netzwerk zur Strahlformung gestaltet werden, in dem ein Eingang an einem ersten Knoten in mehrere Zweige geteilt wird, jeder dieser Zweige an anschließenden Knoten erneut in mehrere Zweige geteilt wird, und so weiter. Auf diese Weise kann ein Netzwerk mit einem Eingang und einer beliebigen Anzahl von Ausgängen, wie etwa einer Anzahl von Ausgängen, die Antennenelementen oder Elementanordnungen in einem phasengesteuerten Gruppenantennenaufbau entsprechen, gestaltet werden.To a preferred embodiment For example, a passive beamforming network comprises a number of Microstrip or stripline feed paths that are in a tree-like Structure are arranged, wherein branching nodes of the tree-like Build a power sharing / combination provide. For example can the widths of the microstrip lines of each such branch one Branching node the relationship the power division / combination under the branches of the branching node. Accordingly, the activity the above mentioned first branch stage to provide a branching design, the determines how the weights of the weight set of a particular beam pattern allocated in the network for beam shaping. For example, can a passive network for beam shaping are designed in the an input at a first node is split into multiple branches, each of these branches adjoining Node is divided into multiple branches again, and so on. On this way can be a network with an input and any Number of outputs, such as a number of outputs, the antenna elements or element arrays in a phased array Group antenna structure correspond, be designed.

Nach bevorzugten Ausführungsformen kann die Anzahl der Zweige an jedem beliebigen bestimmten Knoten nach der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl (z. B. 1, 2, 3 oder 4) sein. Doch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dazu tätig, Verzweigungsknoten zu gestalten, um die Leistungsteilung/-kombination im Wesentlichen gleichmäßig unter den Zweigen eines Knotens zu verteilen (z. B. eine Gestaltung zu wählen, bei der die Leistung bei einem Knoten mit zwei Zweigen ungefähr ½ und ½ geteilt/kombiniert wird, bei einem Knoten mit drei Zweigen ungefähr 1 / 3, 1 / 3 und 1 / 3 geteilt/kombiniert wird, usw.). Obwohl Gestaltungen von Netzwerken zur Strahlformung, die nach der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wurden, eine ungleichmäßige Leistungsverteilung beinhalten werden, kann das Wählen von Gestaltungen, bei denen die Leistung an einem bestimmten Verzweigungsknoten im Wesentlichen gleichmäßig geteilt/kombiniert wird, benutzt werden, um den Unterschied zwischen Mikrostreifenleitungsbreiten an jedem beliebigen Knoten zu minimieren. Demgemäß kann nach der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Knoten, die an jedem beliebigen bestimmten Verzweigungsknoten benutzt wird, gewählt werden, um eine so beinahe gleichmäßige Teilung/Kombination der Leistung bereitzustellen, als unter Erfüllung anderer Gestaltungskriterien einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann.To preferred embodiments can be the number of branches at any given node according to the present invention any number (eg 1, 2, 3 or 4). But embodiments The present invention is operable to branch nodes essentially shape the power division / combination evenly below to distribute the branches of a node (eg a design too choose, where performance is shared by a two-branched node approximately ½ and ½ is divided / combined in a node with three branches about 1/3, 1/3 and 1/3 will, etc.). Although designs of beamforming networks, which were provided according to the present invention, a uneven power distribution may include voting of designs where the power is at a particular branching node essentially equally divided / combined will be used to measure the difference between microstrip widths to minimize at any node. Accordingly, according to the present Invention, a number of nodes that at any particular Branching node is used, chosen to be one almost even division / combination to provide the service as fulfilling other design criteria an embodiment of the present invention can be.

Überdies wird die Gestaltung von Verzweigungsknoten, um die Leistungsteilung/-kombination im Wesentlichen gleichmäßig unter den Zweigen zu verteilen, vorzugsweise im Hinblick auf alle Verzweigungsknoten im Netzwerk zur Strahlformung bewerkstelligt. Demgemäß ordnen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Gewichte des Gewichtssatzes nach ihrer Leistung. Dieser geordnete Satz von Gewichten kann benutzt werden, um Verzweigungsknotengestaltungen zu bestimmen, die sowohl eine so beinahe gleichmäßige Teilung/Kombination der Leistung bereitstellen, als in Bezug auf einen bestimmten Verzweigungsknoten ausgeführt werden kann, als auch sicherstellen, dass nachfolgende Verzweigungsknoten ebenfalls mit einer so beinahe gleichmäßigen Teilung/Kombination der Leistung versehen werden, als ausgeführt werden kann.moreover is the design of branching nodes to the power division / combination essentially evenly below to distribute the branches, preferably with regard to all branching nodes in the Network for beam shaping accomplished. Accordingly, arrange preferred embodiments of the present invention, the weights of the weight set after their performance. This ordered set of weights can be used to determine branch node designs that are both such an almost even division / combination of performance than with respect to a particular branching node accomplished can be, as well as ensure that subsequent branch nodes also with an almost even division / combination of Performance than can be performed.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist, sobald eine Verzweigungsgestaltung erlangt wurde, die bestimmt, wie die Gewichte des Gewichtssatzes eines gewünschten Strahlmusters im Netzwerk zur Strahlformung zugeteilt werden, die oben erwähnte zweite Hauptstufe dazu tätig, die tatsächliche physikalische Anordnung der verschiedenen Bestandteile (z. B. Streifenleitungen, Mikrostreifen, Verzweigungsknoten, Viertelwellen-Impedanztransformation usw.) zu bestimmen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten Gestaltungskriterien, die beim Bestimmen der physikalischen Anordnung des Netzwerks zur Strahlformung benutzt werden, dass 1) die Endzweige nur ein entsprechendes Gewicht des damit verbundenen Gewichtssatzes aufweisen; 2) keine zwei Zweige oder Abschnitte des Zufuhrnetzwerks einander kreuzen; 3) jeder Abschnitt der Anordnung so weit von seinen Nachbarn entfernt ist, als möglich ist, um eine Kopplung zwischen den verschiedenen Signalen zu minimieren; und 4) die gesamte Anordnung in eine Grenze passt, die durch die physikalischen Beschränkungen bestimmt ist, welche durch die Größe eines Aufbaus auferlegt werden, auf oder in dem das Zufuhrnetzwerk angeordnet werden soll.According to a preferred embodiment, once a branch design has been determined which determines how the weights of the set of weights of a desired beam pattern in the network are beamformed, the second main stage mentioned above is operative to control the actual physical arrangement of the various components (e.g. Stripline, microstrip, branch node, quarter-wave impedance transformation, etc.). According to a preferred embodiment, design criteria used in determining the physical arrangement of the beam forming network include that 1) the end branches have only a corresponding weight of the weight set associated therewith; 2) no two branches or sections of the feed network cross each other; 3) each section of the array is as far from its neighbors as possible to minimize coupling between the various signals; and 4) the entire array fits within a limit determined by the physical constraints imposed by the size of a structure on or in which the feed network is to be arranged.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird jeder Verzweigungsknoten analysiert, um eine optimale physikalische Anordnungsgestaltung in Bezug darauf zu bestimmen. Vorzugsweise werden mehrere Wiederholungen dieser Analyse benutzt, um zu einer endgültigen optimalen oder beinahe optimalen Gestaltung des Netzwerks zur Strahlformung zu gelangen. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zwischen einer oder mehreren dieser Wiederholungen bestimmte Gestaltungskriterien erhöht, um zu einer Lösung zu konvergieren, die gewünschte Gestaltungskriterien erfüllt.To a preferred embodiment Each branch node is analyzed to obtain an optimal physical Arrangement to determine in relation to it. Preferably Several repetitions of this analysis are used to one final optimal or near optimal design of the network for beam shaping to get. According to one embodiment of the present invention are between one or more of these Repetitions increased certain design criteria to a solution to converge the desired Design criteria met.

Das Obige hat die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung eher allgemein umrissen, damit die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung besser verstanden werden kann. Nachstehend werden zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung beschrieben werden, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden. Fachleute sollten verstehen, dass das Konzept und die bestimmte offenbarte Ausführungsform leicht als Basis zur Abwandlung oder Gestaltung anderer Aufbauten zur Ausführung der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung benutzt werden können. Fachleute sollten auch erkennen, dass derartige gleichwertige Aufbauten nicht vom Geist und vom Umfang der Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen bekannt gemacht sind, abweichen. Die neuartigen Merkmale, die sowohl hinsichtlich der Organisation als auch dem Verfahren der Tätigkeit als für die Erfindung kennzeichnend angesehen werden, werden zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen aus der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Es versteht sich jedoch ausdrücklich, dass jede der Figuren nur zum Zweck der Erläuterung und der Beschreibung bereitgestellt ist und nicht als Definition der Grenzen der vorliegenden Erfindung gedacht ist.The The above has the features and technical advantages of the present Outlined rather broadly for the purpose of the following detailed Description of the invention can be better understood. below will be additional Features and advantages of the invention will be described, the Subject of the claims form the invention. Professionals should understand that the concept and the particular embodiment disclosed as a basis for the modification or design of other structures for the execution of same purposes of the present invention can be used. professionals should also realize that such equivalent structures not from the spirit and scope of the invention as known in the appended claims are made, deviate. The novel features, both in terms of the organization as well as the procedure of the activity as for the invention be considered characteristic, together with other tasks and advantages from the following description will be better understood when this will be considered in conjunction with the accompanying figures. It is understood, however, expressly that each of the figures for the purpose of explanation and description only is provided and not as a definition of the limits of the present Invention is intended.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun auf die folgenden Beschreibungen Bezug genommen, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen werden, wobei:For a more complete understanding The present invention will now be apparent from the following descriptions Reference is made in conjunction with the accompanying drawings be made, wherein:

1 ein passives Netzwerk zur Strahlformung zeigt, das nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist; 1 shows a passive beamforming network provided according to an embodiment of the present invention;

2 die beiden Hauptstufen der Entwicklung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 Figure 2 shows the two major stages of developing a passive beamforming network according to an embodiment of the present invention;

3 ein Ablaufdiagramm der Schritte des Zuteilens der Gewichte zeigt, die nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen; 3 Figure 5 shows a flow chart of the steps of allocating the weights used in accordance with an embodiment of the present invention to produce a desired beam pattern;

4 einen logischen Verzweigungsbaum zeigt, der unter Verwendung der Schritte von 3 erlangt wurde; 4 show a logical branch tree using the steps of 3 was obtained;

5 ein ausführliches Ablaufdiagramm der Schritte des Zuteilens der Gewichte, die verwendet werden, um ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 5 a detailed flow chart of the steps of allocating the weights used to generate a desired beam pattern according to an embodiment of the present invention;

6 ein Ablaufdiagramm der Schritte des Bestimmens der physikalischen Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile eines passiven Netzwerks zur Strahlformung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 6 Fig. 12 is a flowchart showing the steps of determining the physical arrangement of the feed network components of a passive beamforming network according to an embodiment of the present invention;

7A und 7B Wiederholungen der Analyse in Bezug auf Unterbäume, um die physikalische Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile zu bestimmen, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; 7A and 7B Repetitions of the analysis with respect to subtrees to determine the physical arrangement of the feed network components, according to an embodiment of the present invention;

8 und 9 ausführliche Ablaufdiagramme der Schritte des Bestimmens der physikalischen Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und 8th and 9 show detailed flowcharts of the steps of determining the physical arrangement of the feed network components according to an embodiment of the present invention; and

10 ein prozessorbasiertes System zur Ausführung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 a processor-based system for carrying out preferred embodiments of the present invention shows.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Das Bereitstellen einer Strahlmusterformung, wie sie in den oben genannten Patentanmeldungen mit der Bezeichnung „Passive Shapable Sectorization for Cellular Networks" und „Passive Shapable Sectorization Antenna Gain Determination" gezeigt ist, kann ein passives Netzwerk zur Strahlformung benutzen, das in Übereinstimmung mit den zu Antennenelementsäulen einer Antennenanordnung geführten Anregungssignalen eine feste Anzahl von HF-Ausgängen (z. B. 8, 12, 16, usw.) mit bestimmten komplexen Gewichten (Verstärkungen und Phasen) erzeugt. Ein derartiges passives Netzwerk zur Strahlformung kann durch Ätzen einer Reihe von Mikrostreifenleitungen auf einer PCB-Platte, die hierin als „Persönlichkeitskarte" bezeichnet wird, ausgeführt werden. 1 zeigt eine erläuternde Ausführungsform einer Platte 101 mit einem darauf angeordneten passiven Netzwerk 100 zur Strahlformung der vorliegenden Erfindung.The provision of beam patterning as shown in the above referenced patent applications entitled "Passive Shapable Sectorization for Cellular Networks" and "Passive Shapable Sectorization Antenna Gain Determination" may use a passive beamforming network that is in accordance with the antenna element pillars An array of excitation signals carries a fixed number of RF outputs (e.g., 8, 12, 16, etc.) having particular complex weights (gains and phases). Such a passive beamforming network can be accomplished by etching a series of microstrip lines on a PCB board, referred to herein as a "personality card". 1 shows an illustrative embodiment of a plate 101 with a passive network arranged on it 100 for beam shaping of the present invention.

Die oben erwähnten Gewichte werden vorzugsweise aus dem gewünschten Antennenstrahlmuster erlangt, und eine Persönlichkeitskarte der vorliegenden Erfindung kann die Gewichte durch Teilen des Leistungseingangs an einem Eingangsknoten (z. B. dem Eingangsknoten 110 von 1) durch eine Reihe von Verzweigungsleitungen verwirklichen. Die relativen Impedanzen der Zweige, die von jedem Verzweigungsknoten ausgehen, können die Leistungsteilung von diesem Knoten bestimmen. Nach einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die Impedanz jedes Zweigs zum Beispiel durch seine Leitungsbreite bestimmt. Die relative Phase jedes Pfads durch das Netzwerk kann durch die gesamte Pfadlänge vom Signaleingang (z. B. dem Eingangsknoten 110 von 1) zu seinem jeweiligen End- oder Ausgangsknoten (z. B. den Ausgangsknoten 120a bis 120p von 1) bestimmt werden.The above-mentioned weights are preferably obtained from the desired antenna beam pattern, and a personality card of the present invention can receive the weights by dividing the power input at an input node (e.g., the input node 110 from 1 ) through a series of branch lines. The relative impedances of the branches emanating from each branching node may determine the power sharing of that node. According to a preferred embodiment, the impedance of each branch is determined, for example, by its line width. The relative phase of each path through the network may be determined by the total path length from the signal input (eg, the input node 110 from 1 ) to its respective end or output node (e.g., the output node 120a to 120p from 1 ).

Es ist ins Auge gefasst, dass für Kommunikationssysteme, in denen die oben erwähnten Persönlichkeitskarten eingesetzt werden sollen, jedes gewünschte Strahlmuster einzigartig sein kann, und somit auch jede Persönlichkeitskarte einzigartig sein kann. Überdies wird erwartet, dass sich gewünschte Strahlmuster im Lauf der Zeit etwa jahreszeitlich bedingt und/oder als Reaktion auf topologische und morphologische Änderungen in einem Dienstbereich des Strahlmusters verändern werden. Demgemäß wird die Gestaltung einer verhältnismäßig geringen festen Anzahl von Netzwerken zur Strahlformung wahrscheinlich nicht fähig sein, der Nachfrage nach Persönlichkeitskarten zu begegnen. Ferner kann die Umlegungszeit von der Bestimmung der Parameter des gewünschten Strahlmusters (d. h., der Bestimmung komplexer Gewichte) bis zum Einsatz einer physikalischen Persönlichkeitskarte sehr kurz, etwa in der Größenordnung von weniger als einem Tag, sein. Demgemäß stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen automatisierten Prozess zur Bereitstellung eines Netzwerks zur Strahlformung, um ein gewünschtes Strahlmuster auszuführen, bereit.It is envisaged that for Communication systems in which the above-mentioned personality cards used should be, any desired Ray pattern can be unique, and thus every personality card can be unique. moreover is expected to be desired Beam pattern over time due to seasonal reasons and / or in response to topological and morphological changes in a service area of the beam pattern. Accordingly, the Design a relatively small Fixed number of networks for beam forming probably not be able, the demand for personality cards to meet. Furthermore, the assignment time can be determined by the determination of the parameters of the desired Beam pattern (i.e., the determination of complex weights) through to Use of a physical personality card very short, about the order of magnitude less than a day. Accordingly, embodiments provide The present invention provides an automated process for providing a beamforming network to perform a desired beam pattern.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung teilen die Gestaltung eines derartigen Netzwerks zur Strahlformung wie in 2 gezeigt in zwei Hauptstufen. Eine erste derartige Hauptstufe (Kästchen 210) teilt die Gewichte, die benutzt werden, um durch ein Zufuhrnetzwerk-Verzweigungsschema ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, zu. Eine zweite derartige Hauptstufe (Kästchen 220) bestimmt die physikalische Anordnung der Zufuhrnetzwerkbe standteile (z. B. Mikrostreifenleitungen) in einer Persönlichkeitskarte der vorliegenden Erfindung. Schritte von Ausführungsformen dieser beiden Hauptstufen werden nachstehend ausführlicher besprochen werden.Preferred embodiments of the present invention share the design of such a beamforming network as in FIG 2 shown in two main stages. A first such main stage (box 210 ) allocates the weights used to generate a desired beam pattern through a feed network branch scheme. A second such main stage (box 220 ) determines the physical arrangement of the feed network constituents (e.g., microstrip lines) in a personality card of the present invention. Steps of embodiments of these two major stages will be discussed in more detail below.

Beim Bestimmen einer Zufuhrnetzwerkgestaltung nach der vorliegenden Erfindung kann der Verzweigungsaufbau einer Persönlichkeitskarte als logischer Baum (wie in 1 gezeigt) dargestellt werden, wobei jeder Verzweigungsknoten des logischen Baums eine beliebige Anzahl von Zweigen erzeugen kann. Zum Beispiel können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein bis vier Zweige unterstützen (obwohl nach der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl von Zweigen benutzt werden kann). Einzelzweigknoten könnten zum Beispiel erlaubt sein, um Viertelwellen-Impedanztransformationen und/oder zusätzliche Leitungslängen zur Erzeugung der gewünschten Phasenbeziehungen zu unterstützen. Die gesamte Anzahl der End- oder Ausgangknoten (z. B. die Ausgangsknoten 120a bis 120p von 1) kann jede beliebige Anzahl N sein und entspricht vorzugsweise einer Anzahl von Antennenelementen, Elementanordnungen und/oder Gewichten einer bestimmten phasengesteuerten Gruppenantennengestaltung.In determining a feed network design according to the present invention, the branching structure of a personality card may be used as a logical tree (as in FIG 1 ), wherein each branch node of the logical tree can generate any number of branches. For example, embodiments of the present invention may support one to four branches (although any number of branches may be used in accordance with the present invention). Single branch nodes, for example, could be allowed to support quarter-wave impedance transformations and / or additional line lengths to produce the desired phase relationships. The total number of end or output nodes (eg, the output nodes 120a to 120p from 1 ) may be any number N and preferably corresponds to a number of antenna elements, element arrays and / or weights of a particular phased array antenna design.

Der Aufbau eines Verzweigungsbaums einer bestimmten Persönlichkeitskarte hängt von der Verteilung der gewünschten Gewichte ab und kann sich von Karte zu Karte deutlich unterscheiden. Doch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise dazu tätig, das Verzweigungsverhältnis (Verhältnis der Leistung, die an einem bestimmten Verzweigungsknoten oder Eckpunkt zu den Zweigen verteilt wird) auf praktische Werte zu beschränken, da ins Auge gefasst ist, dass übermäßige Verzweigungsverhältnisse zu unpraktischen Impedanzverhältnissen und Zufuhrleitungsbreiten führen würden, die unmöglich auszuführen sind, z. B. zu schmal oder zu breit sind, oder anderweitig unerwünscht sind.Of the Structure of a branch tree of a certain personality card depends on the distribution of the desired Weights and may vary significantly from card to card. But embodiments The present invention is preferably to, the branching ratio (Ratio of Performance at a particular branching node or vertex distributed to the branches) to practical values, since It is envisaged that excessive branching conditions to impractical impedance ratios and feed line widths would the impossible are to be executed z. B. are too narrow or too wide, or otherwise undesirable.

Das Bestimmen einer Zufuhrnetzwerkgestaltung nach einer bevorzugten Ausführungsform weist einen rekursiven Aufbau auf, was bedeutet, dass sie sich unter bestimmten Bedingungen auf sich selbst bezieht. Beim Betrieb nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mit W bezeichneter Satz von Gewichten in Untersätze oder Gruppen W1, W2, ..., WM geteilt werden, wobei jede Gruppe an einem Verzweigungsknoten einem von M Zweigen weitergegeben wird, wobei die Gewichte an jedem nachfolgenden Verzweigungsknoten erneut in Untersätze oder Gruppen geteilt werden, um zu einem von mehreren Knoten weitergegeben zu werden. Es sollte sich verstehen, dass die Anzahl der Zweige M, die an jedem beliebigen bestimmten Verzweigungsknoten bereitgestellt wird, unterschiedlich sein kann. Zum Beispiel können Gestaltungsparameter derart gewählt werden, dass eine Anzahl von Zweigen an jedem beliebigen Verzweigungsknoten 1 bis 4 betragen kann, d. h., dass Mmin = 1 und Mmax = 4 ist, so dass Mmin ≤ M ≤ Mmax ist.Determining a feed network design according to a preferred embodiment has a recursive structure, which means that it refers to itself under certain conditions. In operation in accordance with an embodiment of the present invention, a set of weights designated W may be divided into subsets or groups W 1 , W 2 , ..., W M , each group being forwarded at a branch node to one of M branches, where Resize weights at each subsequent branch node to subsets or groups again to propagate to one of several nodes. It should be understood that the number of branches M provided at any particular branching node may be different. For example, design parameters may be chosen such that a number of branches at any branching node may be 1 to 4, that is, M min = 1 and M max = 4 such that M min ≤ M ≤ M max .

Der oben beschriebene Prozess kann in Bezug auf jeden Zweig wiederholt werden, in welchem Fall der Satz von Gewichten, der einen gegebenen Verzweigungsknoten verlässt, ein Untersatz der ursprünglichen Gewichte ist. Die Untersätze können mit jeder aufeinanderfolgenden Verzweigung in der Größe verringert werden, da die Gewichte aufgeteilt und zu den Zweigen, die von einem Stromverzweigungsknoten im Baum ausgehen, weitergegeben werden. Der Prozess dauert vorzugsweise an, bis der Untersatz von Gewichten an jedem Stromverzweigungsknoten ein einzelnes Gewicht umfasst, wodurch die Stromverzweigungsknoten als Endknoten (z. B. die Ausgangsknoten 120a bis 120p von 1) identifiziert werden, die Leistung zu einem Antennenelement oder einer Antennensäule der Antennenanordnung führen werden.The process described above may be repeated with respect to each branch, in which case the set of weights leaving a given branching node is a subset of the original weights. The subsets may be reduced in size with each successive branch because the weights are split and passed to the branches originating from a stream branch node in the tree. The process preferably continues until the subset of weights at each branch node comprises a single weight, whereby the branch nodes as end nodes (eg, the output nodes 120a to 120p from 1 ), which will lead power to an antenna element or antenna pillar of the antenna array.

Das derartige Wählen der obenerwähnten Gruppen, dass die Verzweigungsverhältnisse über den gesamten Baumaufbau minimiert werden, bietet eine Herausforderung. Unter erneu ter Bezugnahme auf 1 ist ersichtlich, dass, obwohl im passiven Netzwerk 100 zur Strahlformung Zweige mit verschiedenen unterschiedlichen Größen ausgeführt sind, das Verzweigungsverhältnis (die relative Größe eines Zweigs zu einem anderen Zweig) an jedem Verzweigungsknoten im Netzwerk im Wesentlichen minimiert wird.Selecting the above-mentioned groups in such a way that the branching ratios are minimized over the entire tree structure presents a challenge. With renewed reference to 1 can be seen that, although in the passive network 100 for beamforming, branches of various different sizes are made, the branching ratio (the relative size of one branch to another branch) at each branching node in the network is substantially minimized.

Bevorzugte Ausführungsformen einer ersten Hauptstufe (z. B. das Kästchen 210 von 2), die die benutzten Gewichte zuteilt, um durch ein Zufuhrnetzwerk-Verzweigungsschema ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, sind nachstehend unter Bezugnahme auf 3 und 5 beschrieben. Es sollte sich verstehen, dass die Schritte der bevorzugten Ausführungsformen von 3 und 5 die Verzweigungsverhältnisse über ein passives Netzwerk zur Strahlformung hinweg im Wesentlichen minimieren.Preferred embodiments of a first main stage (eg the box 210 from 2 ), which allocates the weights used to produce a desired beam pattern through a feed network branching scheme, are described below with reference to FIG 3 and 5 described. It should be understood that the steps of the preferred embodiments of 3 and 5 substantially minimize branching conditions across a passive network for beamforming.

Unter Bezugnahme auf 3 wird bei Schritt 301 der Satz von komplexen Gewichten, W ∊ {w1, w2, ..., wN}, die die einzelnen Antennenelemente oder Elementsäulen der Antennenanordnung so antreiben sollen, dass sie ein gewünschtes Strahlmuster erzeugen, identifiziert. Diese Werte werden bei Schritt 302 vorzugsweise in der Reihenfolge, z. B. in der absteigenden Reihenfolge, ihrer Amplitude (Leistung) sortiert, um den Satz von sortierten Gewichten, WS ∊ {w(1), w(2), ..., w(N)} zu erhalten. Bei Schritt 303 wird der Satz von geordneten Gewichten WS auf eine solche Weise in benachbarte Untergruppen, W S / 1, W S / 2, ..., W S / M, die zu den vom gegenwärtigen Knoten ausgehenden Zweigen weitergegeben werden sollen, geteilt, dass das Verzweigungsverhältnis minimiert wird. Das heißt, jede Untergruppe besteht so aus einem oder mehreren Gewichten w(1) bis w(N), dass W S / 1 ∊ {w(1), ... w(k1)), W S / 2 ∊ {w(k1+1), ... w(k2)}, ..., W S / M ∊ {w(k2+1), ... w(N)}, und so weiter, ist.With reference to 3 becomes at step 301 the set of complex weights, W ε {w 1 , w 2 , ..., w N }, which are intended to drive the individual antenna elements or element pillars of the antenna array to produce a desired beam pattern. These values will be at step 302 preferably in the order, e.g. In descending order, their amplitude (power) is sorted to obtain the set of sorted weights, W S ε {w (1) , w (2) , ..., w (N) }. At step 303 For example, the set of ordered weights W S is divided into adjacent subgroups, WS / 1, WS / 2, ..., WS / M, which are to be passed to the branches originating from the current node in such a way as to minimize the branching ratio becomes. That is, each subset consists of one or more weights w (1) through w (N) , such that WS / 1 ε {w (1) , ... w (k1) ), WS / 2 ε {w (k1 +1) , ... w (k2) }, ..., WS / M ∈ {w (k2 + 1) , ... w (N) }, and so on.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden zum Finden von M benachbarten Untergruppen von Gewichten M – 1 Teilungspunkte, k1, k2, ..., kM-1, derart identifiziert, dass die erste benachbarte Untergruppe, W S / 1, die Gewichte {w(1), w(2), ..., w(k₁)} enthält, die zweite benachbarte Untergruppe die Gewichte {w(k₁+1), w(k₁+2), w(k₂)} enthält, und so weiter. Allgemeiner ist:

Figure 00160001
According to a preferred embodiment, M-1 division points, k 1 , k 2 , ..., k M-1 , are identified such that the first adjacent subgroup, WS / 1, has the weights {w (1) , w (2) , ..., w (k₁) }, the second adjacent subgroup contains the weights {w (k₁ + 1) , w (k₁ + 2) , w (k₂) }, and so on further. More generally:
Figure 00160001

Um für diese Teilungspunkte eine Lösung vorzunehmen, kann die akkumulierte Leistungsverteilung, P(1), P(2), ..., P(N), wobei

Figure 00160002
ist, berechnet werden. Dieses Maß kann verwendet werden, um die Teilungspunkte zu finden, die die Verzweigungsverhältnisse minimieren. Zum Beispiel kann für einen Zweigpunkt mit zwei Zweigen der Leistungsmittelpunkt (Teilungspunkt),
Figure 00160003
bestimmt werden, und somit einem Zweig der Untersatz von w1 ∊ {w(1), ..., w(k₁)} zugeteilt werden, und dem anderen Zweig der Untersatz von w2 ∊ {w(k₁+1), ... w(N)} zugeteilt werden. Auf die gleiche Weise können für M Zweige die Teilungspunkte von
Figure 00160004
wobei j ∊ {1, ..., M – 1} ist, bestimmt werden. Mit anderen Worten können die Leistungsverteilungspunkte, die am dichtesten 1/M, 2/M, ... (M – 1)/M entsprechen, bestimmt werden, so dass zu jedem der M Zweige grob 1/M der gesamten Leistung geliefert wird.To solve these division points, the accumulated power distribution, P (1) , P (2) , ..., P (N) , where
Figure 00160002
is to be calculated. This measure can be used to find the dividing points that minimize branching ratios. For example, for a branch with two branches of power point (division point),
Figure 00160003
and thus one branch is assigned the subset of w 1 ε {w (1) , ..., w (k₁) }, and the other branch is the subset of w 2 ε {w (k₁ + 1),. .. w (N) }. In the same way, for M branches, the division points of
Figure 00160004
where j ε {1, ..., M - 1}, are determined. In other words, the power distribution points closest to 1 / M, 2 / M, ... (M-1) / M can be determined so that roughly 1 / M of the total power is supplied to each of the M branches.

Vorzugsweise werden die obigen Bestimmungen von Zweigpunkten für jeden Verzweigungsknoten wiederholt, wobei gestattet wird, dass die Anzahl der Zweige an jedem davon von M = 2, ..., Mmax schwankt, um eine optimale Anzahl von Zweigen (die z. B. das Verzweigungsverhältnis minimiert), die an jedem Verzweigungsknoten ausgeführt werden sollen, zu identifizieren. Nach der Berücksichtigung aller Möglichkeiten kann die Anzahl von Zweigen, MB gewählt werden, die das Verhältnis der Leistung, die zum Zweig mit der höchsten Leistung geliefert wird, zur Leistung, die zum Zweig mit der geringsten Leistung geliefert wird, minimiert. Wenn diese optimale Anzahl von Zweigen (MB) gewählt ist, kann der Anteil der gesamten Leistung, der zu jedem Zweig geliefert wird, aus

Figure 00170001
berechnet werden.Preferably, the above determinations of branch points are repeated for each branch node, allowing the number of branches at each of them to vary from M = 2, ..., M max to an optimal number of branches (e.g. Branch ratio minimized) to be performed at each branching node. After considering all possibilities, the number of branches, M B , which minimizes the ratio of the power delivered to the highest power branch to the power delivered to the lowest power branch can be selected. When this optimum number of branches (M B ) is selected, the proportion of the total power delivered to each branch may be off
Figure 00170001
be calculated.

In Anbetracht der Impedanz des gegenwärtigen Zweigs, Zl, können die Impedanzen für jeden Zweig, die die oben bestimmten Leistungsverhältnisse verwirklichen werden, aus Zi = Zl/Pi berechnet werden. Wie oben erwähnt können zur Vermeidung unausführbar kleiner Impedanzen (Leitungsbreiten) zwischen Verzweigungsknoten, oder wie gewünscht anderweitig, Viertelwellen-Impedanztransformationen ausgeführt werden, wie am Verzweigungsknoten 130 von 1 gezeigt ist.In view of the impedance of the current branch, Zl, the impedances for each branch that will realize the power ratios determined above can be calculated from Z i = Zl / P i . As noted above, to avoid unreachably small impedances (line widths) between branching nodes, or as otherwise desired, quarter wave impedance transformations may be performed, such as at the branching node 130 from 1 is shown.

Bei Schritt 304 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob eine Konvergenz auf Verzweigungsknoten, die Untergruppen von Gewichten bereitstellen, welche nur ein einzelnes Gewicht umfassen (d. h., Ausgangsknoten), erfolgt ist. Wenn Untergruppen von Gewichten, die mehrere Gewichte umfassen, nicht verzweigt wurden, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 303 zurück, um die Zweige eines nachfolgenden Verzweigungsknotens zu bestimmen. Demgemäß wird der veranschaulichte Prozess für jeden Zweigpunkt wiederholt, bis eine Konvergenz auf Ausgangsknoten mit einem einzelnen Gewicht des Gewichtssatzes erfolgt ist.At step 304 a determination is made as to whether convergence has occurred on branch nodes that provide subgroups of weights that comprise only a single weight (ie, root node). If subgroups of weights comprising multiple weights have not been branched, processing returns to step 303 back to determine the branches of a subsequent branch node. Accordingly, the illustrated process is repeated for each branch point until convergence has occurred on output nodes with a single weight of the weight set.

Wenn eine Untergruppe von Gewichten nur ein einzelnes Gewicht umfasst, kann angenommen werden, dass ein Ausgangsknoten erreicht wurde. Demgemäß werden bei Schritt 305 Leitungsbreiten für die Zufuhrnetzwerksegmente eines Verzweigungsknotens bestimmt, die den Gewichtsteilungen, die in Bezug auf die Verzweigungsknoten bestimmt wurden, entsprechen.If a subset of weights comprises only a single weight, it can be assumed that an initial node has been reached. Accordingly, at step 305 Determines line widths for the feed network segments of a branch node that correspond to the weight divisions determined with respect to the branch nodes.

Überdies kann nach wie vor eine Notwendigkeit für eine weitere „Verzweigung" oder eine andere Zufuhrpfadmanipulation bestehen, obwohl möglicherweise keine weitere Leistungsteilung ausgeführt wird. Zum Beispiel können bei Schritt 306 die Zufuhrpfadleitungslängen, die vom Eingangsknoten zu einem bestimmten Ausgangsknoten, der mit einem Gewicht verbunden ist, verlaufen sind, analysiert werden, um zu bestimmen, ob Leitungslängenregulierungen vorgenommen werden sollten, um eine richtige Phasenbeziehung bereitzustellen. Demgemäß können bei Schritt 307 eine oder mehrere Leitungslängen reguliert werden und/oder nachfolgende Verzweigungsknoten, bei denen M = 1 ist, hinzugefügt werden, um an einem Ausgangsknoten eine richtige Phasenbeziehung bereitzustellen. Zusätzlich, oder alternativ, können ein oder mehrere nachfolgende Verzweigungsknoten, bei denen M = 1 ist, hinzugefügt werden, um eine Impedanztransformation zu einer gewünschten Ausgangsimpedanz bereitzustellen. Es sollte sich verstehen, dass die Phasenbeziehungen, die für Schritt 306 und 307 der veranschaulichten Ausführungsform von Bedeutung sind, von der physikalischen Anordnung des Netzwerks zur Strahlformung abhängen. Demgemäß können die Schritte 306 und 307, oder Gesichtspunkte davon, falls gewünscht, im Anschluss an die Schritte, die bei der Bestimmung der physikalischen Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile benutzt werden, oder damit zusammen ausgeführt werden.Moreover, there may still be a need for further "branching" or other feedpath manipulation, although possibly no further power sharing is performed 306 the feed path line lengths passed from the input node to a particular output node connected to a weight may be analyzed to determine whether line length adjustments should be made to provide a proper phase relationship. Accordingly, at step 307 one or more line lengths are regulated and / or subsequent branch nodes where M = 1 are added to provide a proper phase relationship at an output node. Additionally, or alternatively, one or more subsequent branch nodes, where M = 1, may be added to provide impedance transformation to a desired output impedance. It should be understood that the phase relationships that step by step 306 and 307 of the illustrated embodiment are dependent on the physical arrangement of the beamforming network. Accordingly, the steps 306 and 307 , or Ge viewpoints thereof, if desired, following or in conjunction with the steps used in determining the physical location of the feed network components.

4 zeigt einen beispielhaften Verzweigungsbaum, der unter Verwendung der oben dargelegten Schritte erlangt wurde. Im Beispiel von 4 beträgt N = 8 Knoten und Mmax = 2 (Binärbaum). Das Beispiel von 4 stellt jedoch keine Leitungslängen zur Bereitstellung von gewünschten Phasenbeziehungen an den Ausgangsknoten dar. 4 FIG. 12 shows an exemplary branch tree obtained using the steps outlined above. FIG. In the example of 4 N = 8 knots and M max = 2 (binary tree). The example of 4 however, does not provide line lengths to provide desired phase relationships at the output node.

Es sollte sich verstehen, dass es nach der oben besprochenen bevorzugten Ausführungsform wichtig ist, dass die Untergruppen aus benachbarten Gewichten der sortierten Gewichte bestehen, damit ähnliche Gewichte (Zweige, die eine ähnliche Leistung tragen) zusammengruppiert sind. Obwohl das Kombinieren einer Mischung von größeren Gewichten mit kleineren Gewichten entlang eines Zweigs die Leistungen der ausgehenden Zweige an jedem beliebigen bestimmten Verzweigungsknoten möglicherweise besser ausgleichen (d. h., das Verzweigungsverhältnis weiter verringern) kann, würde eine derartige Ausführung stromabwärts (an nachfolgenden Verzweigungsknoten im Baum) zu größeren Verzweigungsverhältnissen führen. Demgemäß minimiert die veranschaulichte Ausführungsform durch Sortieren und Gruppieren ähnlicher Gewichte das maximale Verzweigungsverhältnis über den gesamten Baum.It should understand that it is preferred after the one discussed above embodiment important is that the subgroups of neighboring weights of the assorted weights exist, so that similar weights (branches, the a similar Carrying power) are grouped together. Although combining a mix of larger weights with smaller weights along a branch the services of outbound branches at any particular branching node possibly better balance (i.e., further reduce the branching ratio), would one such embodiment downstream (at subsequent branching nodes in the tree) to larger branching ratios to lead. Accordingly minimized the illustrated embodiment sorting and grouping more similar Weights the maximum branching ratio over the entire tree.

Einzelheiten in Bezug auf die Zuteilung der Gewichte, die benutzt werden, um durch ein Zufuhrnetzwerk-Verzweigungsschema ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in 5 gezeigt. Das Ablaufdiagramm von 5 umfasst eine rekursive Funktion, die einen Baumaufbau aufbaut, der ein passives Netzwerk zur Strahlformung bildet. Die Eingänge beinhalten die Impedanz, Zc, der gegenwärtigen Leitung, einen Satz von Gewichten, {W}, und einen Index in dem Baum, K. Nach der veranschaulichten Ausführungsform werden Mikrostreifenleitungsgleichungen verwendet, um die Leitungsbreite, die mit der Leitungsimpedanz Zc verbunden ist, zu berechnen und den Wert im Baum zu speichern.Details relating to the allocation of the weights used to generate a desired beam pattern through a feed network branching scheme, according to an embodiment of the present invention, are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,149,331; 5 shown. The flowchart of 5 includes a recursive function that builds a tree structure that forms a passive beamforming network. The inputs include the impedance, Zc, the current line, a set of weights, {W}, and an index in the tree, K. In the illustrated embodiment, microstrip line equations are used to determine the line width associated with the line impedance Zc. to calculate and store the value in the tree.

Die Anzahl der Elemente im Gewichtsvektor, {W}, wird bestimmt. Wenn dieser Vektor mehr als 1 Element enthält, geht die Verarbeitung zur Bestimmung der Leistungsteilungsverzweigungsgestaltungen über. Doch wenn nur ein einzelnes Element vorhanden ist, handelt es sich um einen Ausgangsknoten, weshalb die Verarbeitung zur Bestimmung von Leitungslängenregulierungen und/oder einer Ausgangsimpedanzanpassung übergeht.The Number of elements in the weight vector, {W}, is determined. If If this vector contains more than 1 element, the processing proceeds Determining the power division branching designs via. But if only a single element exists, it is an output node, which is why the processing for determining Cable length regulation and / or an output impedance matching.

Wenn die Verarbeitung zur Bestimmung der Leistungsteilungsverzweigung nach der veranschaulichten Ausführungsform übergeht, werden die Gewichte in absteigender Reihenfolge ihrer Größe sortiert, um den Satz von sortierten Gewichten, {Ws}, zu erhalten. Der Satz von sortierten Gewichten kann dann verwendet werden, um die Leistunsverteilung

Figure 00200001
zu berechnen, wobei es sich bei wsj um die einzelnen Elemente des Satzes {Ws} handelt und N die Anzahl der Elemente im Satz {Ws} ist.When the power division branching determination processing of the illustrated embodiment proceeds, the weights are sorted in descending order of their size to obtain the set of sorted weights, {Ws}. The set of sorted weights can then be used to determine the power distribution
Figure 00200001
where ws j are the individual elements of the set {Ws} and N is the number of elements in the set {Ws}.

Aus der Leistungsverteilung können die benachbarten Untersätze von {Ws}, die jedem der M neuen Zweige zugeteilt werden sollen, bestimmt werden. Das Ziel dieser Ausführungsform ist, die Leistung, die jedem Zweig zugeteilt wird, soweit es möglich ist, auszugleichen, um die Verzweigungsverhältnisse zu minimieren. Nach der Betrachtung aller möglichen Verzweigungszahlen (d. h., M = 2, 3, ..., Mmax) wird die Anzahl der Verzweigungen, die die Verzweigungsverhältnisse minimiert, gewählt.From the power distribution, the adjacent subsets of {Ws} to be allocated to each of the M new branches can be determined. The goal of this embodiment is to balance the power allocated to each branch, as much as possible, to minimize branching ratios. After considering all possible branch numbers (ie, M = 2, 3, ..., M max ), the number of branches that minimizes the branch ratios is selected.

Die Impedanzen (Z1, Z2, ..., ZM), die der Leistung, welche wie oben bestimmt jedem Zweig zugeteilt wurde, entsprechen, können bestimmt werden. Wenn irgendeiner der Impedanzwerte außerhalb eines zulässigen Bereichs fällt, z. B. eine Leitungsbreite benötigt, die unausführbar klein oder unausführbar groß ist, kann die Verarbeitung zu einem Verarbeitungszweig übergehen, der eine Gestaltung bestimmt, um Zweigimpedanzwerten außerhalb des zulässigen Bereichs zu vermeiden.The impedances (Z 1 , Z 2 , ..., Z M ) corresponding to the power allocated to each branch as determined above can be determined. If any one of the impedance values falls outside an allowable range, e.g. For example, if a line width that is unfeasibly small or unreachably large is required, processing may proceed to a processing branch that determines design to avoid branch impedance values outside the allowable range.

Zum Beispiel kann, wenn zumindest ein Impedanzwert, der benutzt wird, um die oben bestimmten Leistungsverzweigungsverhältnisse festzulegen, die Gestaltungsschwelle überschreitet, eine Viertelwellen-Impedanztransformation benutzt werden, um die Impedanz der gegenwärtigen Leitung, Zc, zur kleinsten gestatteten Gestaltungsimpedanz, Zmin, zu verändern. Demgemäß kann ein einzelner Knotenzweig identifiziert werden, um die Viertelwellen-Impedanztransformation auszuführen, und der Verzweigungsbaumaufbau aktualisiert werden, um die Position dieses neuen Zweigs widerzuspiegeln. Die Viertelwellen-Transformationsimpedanz (der geometrische Mittelwert von Zc und Zmin) und die entsprechende Leitungsbreite zur Erzeugung dieser Impedanz können berechnet und im Verzweigungsbaumaufbau gespeichert werden. Dann können die Impedanzen, (Z1, Z2, ..., ZM), bestimmt werden, die benutzt werden, um unter Verwendung der neuen Verzweigungsknotenimpedanz, die sich aus der Verwendung der Viertelwellen-Impedanztransformation ergibt, die oben bestimmten Leistungsverhältnisse festzulegen.For example, if at least one impedance value used to determine the above determined power split ratios exceeds the design threshold, one quarter wave impedance transformation may be used to change the impedance of the current line, Zc, to the lowest allowed design impedance, Z min , Accordingly, a single node branch can be identified to perform the quarter-wave impedance transformation, and the branch tree structure is updated to reflect the position of this new branch. The quarter-wave transform impedance (the geometric mean of Zc and Zmin) and the corresponding line width to produce the impedance may be computed and stored in the branching tree structure. Then, the impedances (Z 1 , Z 2 , ..., Z M ), which are used to determine the power ratios determined above using the new branch node impedance resulting from the use of the quarter-wave impedance transformation, can be determined ,

Die Verarbeitung kann dazu übergehen, eine Schleife über alle M der neuen Zweige (i = 1, ..., M) auszuführen und somit die Verzweigungsbestimmungen in Bezug auf jeden neuen Zweig zu wiederholen. In der gleichen Weise kann die Verarbeitung, wenn alle Impedanzwerte bei der obigen anfänglichen Bestimmung der Impedanzen innerhalb des annehmbaren Bereichs lagen, dazu übergehen, alle M der neuen Zweige (i = 1, ..., M) zu durchlaufen.The Processing can be over a loop over execute all M of the new branches (i = 1, ..., M) and thus the branching determinations to repeat in relation to each new branch. In the same way can do the processing if all the impedance values in the above initial Determining the impedances were within the acceptable range, go over to to go through all M of the new branches (i = 1, ..., M).

Zum Beispiel kann im Verzweigungsbaumaufbau ein vom Index K ausgehender neuer Zweig, Ki, erzeugt werden. Der Untersatz von Punkten {W}i (z. B. der benachbarte Satz von sortierten Gewichten, der vom Zweig i ausgeht), kann dem neuen Zweig zugeteilt werden. Danach kann ein rekursiver Aufruf zur erneuten Ausführung der obigen Schritte vorgenommen werden.For example, in the branch tree construction, a new branch, K i , originating from the index K may be generated. The subset of points {W} i (eg, the adjacent set of sorted weights emanating from branch i) may be assigned to the new branch. Thereafter, a recursive call may be made to re-execute the above steps.

Wenn jeder Verzweigungspfad einen Punkt erreicht, an dem keine weitere Verzweigung gewünscht ist, z. B. die Anzahl der Gewichte eines gegenwärtigen Zweigs 1 ist, kann angenommen werden, dass ein Ausgangsknoten erreicht wurde. Die Verarbeitung in Bezug auf diesen Verzweigungspfad kann dazu übergehen, Schritte auszuführen, um einen neuen Zweig (Einzelknoten) zu erzeugen, um eine gewünschte Ausgangsimpedanz bereitzustellen. Eine Viertelwellen-Transformation zur Kopplung der Stromleitungsimpedanz, Zl, an die Systemimpedanz, Zsys, und die Leitungsbreite, die benutzt wurde, um die Impedanz zu erzeugen, können berechnet und im Baumaufbau gespeichert werden. Es kann ein neuer Zweig erzeugt werden, um die Viertelwellen-Impedanztransformation auszuführen, und die mit der Systemimpedanz, Zsys, verbundene Leitungsbreite berechnet und im Verzweigungsbaumaufbau gespeichert werden.When each branching path reaches a point where no further branching is desired, e.g. For example, if the number of weights of a current branch is 1, it can be assumed that an output node has been reached. The processing relating to this branch path may proceed to steps to create a new branch (single node) to provide a desired output impedance. A quarter-wave transformation for coupling the power line impedance, Zl, to the system impedance, Z sys , and the line width used to generate the impedance can be calculated and stored in the tree structure. A new branch may be generated to perform the quarter wave impedance transformation and the line width associated with the system impedance, Z sys , calculated and stored in the tree branch structure.

Zusätzlich oder alternativ sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu tätig, an jedem Ausgangsknoten des passiven Netzwerks zur Strahlformung eine Phasenbeziehung des obenerwähnten Gewichtssatzes bereitzustellen. Demgemäß fügt die Ausführungsform von 5 Leitungslängen hinzu, um für den mit jedem Ausgangsknoten verbundenen Ausgang die gewünschte Phase zu erzeugen.Additionally or alternatively, embodiments of the present invention operate to provide a phase relationship of the above-mentioned weight set at each output node of the passive beamforming network. Accordingly, the embodiment of FIG 5 Add line lengths to produce the desired phase for the output connected to each output node.

Nachdem bevorzugte Ausführungsformen einer ersten Hauptstufe (z. B. das Kästchen 210 von 2) beschrieben wurden, die die Gewichte, welche benutzt werden, um durch ein Zufuhrnetzwerk-Verzweigungsschema ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, zuteilt, werden nachstehend unter Bezugnahme auf 6, 8 und 9 Ausführungsformen einer zweiten Hauptstufe (z. B. das Kästchen 220 von 2) beschrieben werden, die die physikalische Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile in einer Persönlichkeitskarte der vorliegenden Erfindung bestimmt. Vorzugsweise beginnt der Anordnungsprozess, nachdem wie oben beschrieben die Gewichte zugeteilt wurden und der logische Aufbau eines Verzweigungsbaums erstellt ist. Ein Ziel der bevorzugten Ausführungsform ist ein robuster automatisierter Algorithmus, der eine zufriedenstellende physikalische Anordnung des passiven Netzwerks zur Strahlformung findet.After preferred embodiments of a first main stage (eg the box 210 from 2 ), which assigns the weights used to generate a desired beam pattern through a feed network branching scheme, will be described below with reference to FIG 6 . 8th and 9 Embodiments of a second main stage (eg the box 220 from 2 ) which determines the physical arrangement of the feed network components in a personality card of the present invention. Preferably, the arranging process starts after the weights have been allocated as described above and the logical structure of a branch tree is established. An object of the preferred embodiment is a robust automated algorithm that finds a satisfactory physical layout of the passive beamforming network.

Die nach der bevorzugten Ausführungsform erlangte physikalische Gestaltung erfüllt die einzelnen folgenden Punkte. Die Ausgangsknoten weisen die richtigen komplexen Gewichte auf; keine zwei Zweige oder Abschnitte des Baums kreuzen einander; jedes Segment der Anordnung ist so weit als möglich von seinen Nachbarn entfernt, um die Kopplung zwischen den Signalen zu minimieren; und die gesamte Anordnung passt in eine Grenze, die durch physikalische Beschränkungen bestimmt ist, welche durch die Größe der PCB-Karte und/oder des Antennengehäuses auferlegt werden.The according to the preferred embodiment acquired physical design meets the individual following Points. The output nodes have the correct complex weights on; no two branches or sections of the tree cross each other; each segment of the array is as far from its neighbors as possible, to minimize the coupling between the signals; and the whole Arrangement fits into a limit caused by physical limitations determined by the size of the PCB card and / or the antenna housing imposed become.

Der Anordnungsprozess der bevorzugten Ausführungsform beginnt, nachdem die grundlegende Gestaltung des Leistungsteilungsnetzwerks bestimmt wurde. Der Aufbau des Netzwerks (und des Baums, der es darstellt) hängt von der Verteilung der N Ausgangsgewichte ab. Demgemäß zieht der Anordnungsalgorithmus von 6 die logischen Eigenschaften des baumartigen Netzwerks wie auch die Anzahl der benötigten physikalischen Abmessungen und so weiter als Eingang heran (Schritt 601 und 602). Vorzugsweise bestimmt der Eingang die Anzahl der Zweige an jedem Eckpunkt des Baums zusammen mit den Längen und Breiten jedes Zweigs, der von jedem Eckpunkt ausgeht. Nach der bevorzugten Ausführungsform werden Viertelwellen-Impedanztransformationen als Segmente in einem einzelnen Zweig behandelt. Die Gestaltungseingangsdaten für den Anordnungsprozess werden vorzugsweise als Teil des oben beschriebenen Gewichtszuteilungsvorgangs berechnet.The placement process of the preferred embodiment begins after the basic design of the power sharing network has been determined. The structure of the network (and the tree that represents it) depends on the distribution of the N starting weights. Accordingly, the arrangement algorithm of 6 the logical properties of the tree-like network, as well as the number of physical dimensions required, and so forth, as input (step 601 and 602 ). Preferably, the input determines the number of branches at each vertex of the tree along with the lengths and widths of each branch starting from each vertex. In the preferred embodiment, quarter wave impedance transformations are treated as segments in a single branch. The design input data for the placement process is preferably provided as part of the weight allocation described above gangs calculated.

Der „Kern" des Anordnungsprozesses der bevorzugten Ausführungsform ist ein rekursiver Algorithmus, der den Baum von der Basis (Eingang) zu jedem der N Endknoten (Ausgänge) durchläuft. Jede Stufe in diesem Prozess entspricht vorzugsweise einem bestimmten Segment (Zweig) im Baum (Netzwerk zur Strahlformung). Wenn jedes Segment „besucht" wird, kann der Verzweigungsbaum in zwei Abschnitte unterteilt werden: 1) den „Unterbaum" des Segments, oder Satzes von Segmenten „stromabwärts" vom gegenwärtigen Segment (distal dazu), und 2) den Rest des Baums, oder alle Segmente außer dem gegenwärtigen Segment und den Segmenten in seinem Unterbaum (d. h. der ersten Unterteilung). Wenn die Aufmerksamkeit auf 7A und 7B gerichtet wird, sind in den Kästchen 711 und 712 jeweils Unterbäume, die in verschiedenen Stufen im Prozess identifiziert wurden, gezeigt, während der Rest des Baums außerhalb davon gezeigt ist.The "core" of the layout process of the preferred embodiment is a recursive algorithm that traverses the tree from the base (entrance) to each of the N end nodes (exits) .Each stage in this process preferably corresponds to a particular segment (branch) in the tree (network When each segment is "visited", the branch tree may be divided into two sections: 1) the "subtree" of the segment, or set of segments "downstream" of the current segment (distal thereto), and 2) the remainder of the tree, or all segments except the current segment and the segments in its subtree (ie the first subdivision). When attention is on 7A and 7B are in the boxes 711 and 712 sub-trees identified at different stages in the process are shown, while the rest of the tree is shown outside of it.

Nach der wie oben beschriebenen Unterteilung des Baums werden vorzugsweise verschiedene Anbringungswinkel zwischen dem gegenwärtigen Segment und seinem "Muttersegment" betrachtet. Jeder Winkel entspricht vorzugsweise einer bestimmten Drehung des gegenwärtigen Segments und seines gesamten Unterbaums (erste Unterteilung) um den Punkt, an dem das gegenwärtige Segment an seinem Mutterverzweigungsknoten angebracht ist. Nach bevorzugten Ausführungsformen wird bei jedem Drehwinkel die Entfernung zwischen jedem Segment in der ersten Unterteilung und jedem Segment in der zweiten Unterteilung berechnet und die kleinste dieser Entfernungen vermerkt. Ein optimaler Winkel kann als der Winkel identifiziert werden, der den größten Mindestentfernungswert zwischen den beiden Sätzen von Segmenten erzeugt. Dies verringert die elektromagnetische Kopplung zwischen den verschiedenen Signalpfaden (d. h., verbessert die Isolierung). Sobald der optimale Winkel bestimmt ist, können das gegenwärtige Segment und sein Unterbaum um diesen Winkel gedreht werden, und kann ein neues Segment als das gegenwärtige Segment gewählt werden (d. h., der Baum zum nächsten Segment durchlaufen werden). Dieser Prozess wird vorzugsweise wiederholt, bis der gesamte Baum durchlaufen wurde (jedes Segment des Netzwerks besucht wurde). Ein vollständiger Durchgang durch den gesamten Baum stellt eine Iteration eines Prozesses dar, der wie nachstehend beschrieben vorzugsweise mehrere Male wiederholt wird.To The subdivision of the tree as described above is preferred different angles of attachment between the current segment and his "mother segment". Everyone Angle preferably corresponds to a particular rotation of the current segment and its entire sub-tree (first subdivision) around the point, where the present Segment is attached to its parent branch node. To preferred embodiments At each rotation angle, the distance between each segment becomes in the first subdivision and each segment in the second subdivision calculated and noted the smallest of these distances. An optimal one Angle can be identified as the angle that has the largest minimum distance value between the two sentences generated by segments. This reduces the electromagnetic coupling between the different signal paths (i.e., improves isolation). As soon as the optimum angle is determined can be the current segment and his subtree can be turned around this angle, and can be a new one Segment as the current one Segment selected (that is, the tree to the next Go through the segment). This process is preferably repeated, until the entire tree has been traversed (each segment of the network was visited). A complete one Passage through the entire tree represents an iteration of a process which is preferably repeated several times as described below becomes.

Um einen Ausgangspunkt für die obige Drehwinkelanalyse bereitzustellen, stellt die in 6 veranschaulichte Ausführungsform bei Schritt 603 eine anfängliche Anordnung, wie sie etwa durch Hintereinanderlegen der Segmente jedes Pfads entlang einer geraden Linie beliebig aufgebaut werden kann, bereit. Dadurch kann die anfängliche Anordnung mehrere Pfade umfassen, die einander entlang einer einzelnen Leitung, welche vom Eingangsknoten (von der Basis des Baums) ausgeht, überlappen.To provide a starting point for the above rotation angle analysis, the in 6 illustrated embodiment at step 603 an initial arrangement, such as may be arbitrarily constructed by sequentially stacking the segments of each path along a straight line. Thereby, the initial arrangement may comprise a plurality of paths which overlap one another along a single line emanating from the input node (from the base of the tree).

Bei Schritt 604 beginnt ein Schleifenprozess. Zum Beispiel kann eine Bestimmung vorgenommen werden (Schritt 604), ob eine gewünschte Netzwerkanordnung, d. h., eine Anordnung, die die Gestaltungsparameter erfüllt, erreicht wurde. Wenn dies der Fall ist, ist die Verarbeitung der physikalischen Anordnung des Netzwerks zur Strahlformung nach der veranschaulichten Ausführungsform abgeschlossen. Doch wenn keine gewünschte Netzwerkanordnung erreicht wurde, geht die Verarbeitung dazu über, jedes Segment des Verzweigungsnetzwerks zu analysieren.At step 604 begins a loop process. For example, a determination may be made (step 604 ), whether a desired network arrangement, ie, an arrangement that meets the design parameters, has been achieved. If this is the case, the processing of the physical arrangement of the beamforming network according to the illustrated embodiment is completed. However, if no desired network arrangement has been achieved, processing proceeds to analyze each segment of the branch network.

Bei Schritt 605 wird ein Zweig vom Basis(Eingangs)knoten (z. B. der Zweig 701 von 7A) des Verzweigungsnetzwerks gewählt, um eine erste oder neue Iteration der Analyse zu beginnen. Der gewählte Zweig und der zugehörige Unterbaum werden bei Schritt 606 vorzugsweise durch verschiedene Winkel θ in Bezug auf einen Drehpunkt (z. B. den Drehpunkt 751 von 7A) gedreht oder bewegt. Diese Drehung wird vorzugsweise fortgesetzt, bis die Mindestentfernung zwischen des Segmenten im Unterbaum und den Segmenten im Rest des Baums (anfänglich eine gerade Linie) maximiert ist. Die Anbringungswinkel der Endknotensegmente werden vorzugsweise so gewählt, dass sie die Entfernung zwischen ihren Endpunkten und den Segmenten im Rest des Baums maximieren.At step 605 a branch will knot from the base (input) (eg the branch 701 from 7A ) of the branch network to begin a first or new iteration of the analysis. The selected branch and the associated subtree will be at step 606 preferably by different angles θ with respect to a pivot point (eg the pivot point 751 from 7A ) is rotated or moved. This rotation is preferably continued until the minimum distance between the segments in the subtree and the segments in the remainder of the tree (initially a straight line) is maximized. The attachment angles of the end node segments are preferably chosen to maximize the distance between their endpoints and the segments in the rest of the tree.

Bei Schritt 607 kann ein nächster Zweig des Unterbaums (z. B. der Zweig 702 vom 7B) gewählt werden. Wenn bei Schritt 608 bestimmt wird, dass noch kein Endknoten (Ausgangsknoten) erreicht wurde, kann der Prozess in Bezug auf den neu gewählten Zweig wiederholt werden, wobei dieser neue Zweig und sein Unterbaum in Bezug auf einen Drehpunkt (z. B. den Drehpunkt 751 von 7B) gedreht werden. Wenn bestimmt wird, dass bereits ein Endknoten (Ausgangsknoten) erreicht wurde, kann bei Schritt 609 ein anderer Zweig im Unterbaum (z. B. der Zweig 704 von 7B) gewählt werden. Wenn bei Schritt 610 bestimmt wird, dass noch kein letzter Zweig eines Unterbaums, der mit einem bestimmten Basisknotenzweig verbunden ist, analysiert wurde, kann die obige Analyse für den gewählten Zweig wiederholt werden, wobei dieser neue Zweig und sein Unterbaum in Bezug auf einen Drehpunkt gedreht werden. Doch wenn bestimmt wird (Schritt 610), dass bereits ein letzter Zweig eines Unterbaums, der mit einem bestimmten Basisknoten verbunden ist, analysiert wurde (der Unterbaum, der mit einem bestimmten Basisknotenzweig verbunden ist, vollständig durchlaufen wurde), kann der Prozess zu Schritt 612 übergehen, um einen nächsten Basisknotenzweig (z. B. den Zweig 703 von 7A) zur Analyse zu wählen.At step 607 a next branch of the sub-tree (eg the branch 702 from 7B ) to get voted. If at step 608 determining that no end node (output node) has yet been reached, the process may be repeated with respect to the newly selected branch, this new branch and its subtree being related to a pivot point (eg, the pivot point 751 from 7B ) to be turned around. If it is determined that an end node (root node) has already been reached, at step 609 another branch in the subtree (for example, the branch 704 from 7B ) to get voted. If at step 610 determining that no last branch of a sub-tree associated with a particular base node branch has yet been analyzed, the above analysis may be repeated for the selected branch, this new branch and its subtree being rotated with respect to a pivot point. But if it is determined (step 610 ) that already a last branch of a sub-tree, which is connected to a certain base node, has been analyzed (the subtree associated with a particular base branch branch has been completely traversed), the process may go to step 612 go over to a next base node branch (eg the branch 703 from 7A ) for analysis.

Demgemäß kann der Prozess der bevorzugten Ausführungsform rekursiv andauern, bis alle Endknoten (Endknoten, oder Ausgangsknoten) erreicht wurden, was durch Schritt 613 bestimmt werden kann. Demgemäß kann die Verarbeitung erneut zu Schritt 604 übergehen, worin bestimmt wird, ob eine gewünschte Netzwerkanordnung erreicht wurde, z. B. ob die Anordnung in die Fläche einer PCB-Karte passt, keine überlappenden Zufuhrleitungen vorhanden sind, die Entfernungen zwischen den verschiedenen Zufuhrleitungen maximiert wurden, und so weiter.Accordingly, the process of the preferred embodiment may recursively continue until all end nodes (end nodes, or home nodes) have been reached, as indicated by step 613 can be determined. Accordingly, the processing can be repeated to step 604 in which it is determined whether a desired network arrangement has been achieved, e.g. Whether the assembly fits into the surface of a PCB card, there are no overlapping supply lines, the distances between the different supply lines have been maximized, and so on.

Beginnend mit der Anordnung, die sich aus einem Durchlauf durch den gesamten Baum (das Netzwerk) ergibt, wird der gesamten Prozess (mit Ausnahme des Initialisierungsschritts) vorzugsweise mehrere Male mit immer feineren Suchen nach den besten Zweigwinkeln wiederholt (mit feinerer Diskretisierung ein immer kleinerer Winkelbereich durchsucht). Demgemäß werden Einstellungen der physikalischen Parameter, wie etwa die Verzweigungsknotenwinkelbereiche und/oder die gesamten Abmessungen des passiven Netzwerks zur Strahlformung nach der ersten Iteration vorzugsweise schrittweise verringert (Schritt 611). Dies kann bewerkstelligt werden, indem nur Drehungen, die diese Beschränkungen erfüllen, berücksichtigt werden, während der Baum durchlaufen wird.Starting with the arrangement resulting from one pass through the entire tree (the network), the entire process (with the exception of the initialization step) is preferably repeated several times with increasingly fine searches for the best branch angles (with finer discretization, a smaller and smaller angular range searched). Accordingly, settings of the physical parameters, such as the branch node angle ranges and / or the overall dimensions of the passive beamforming network after the first iteration, are preferably gradually reduced (step 611 ). This can be accomplished by only considering rotations that meet these constraints as the tree is traversed.

Wie oben unter Bezugnahme auf Schritt 306 und 307 von 3 besprochen wurde, können jedem Pfad zusätzliche Leitungslängen hinzugefügt werden, um die gewünschte relative Phase zu erzielen, sobald die Anordnung des grundlegenden Netzwerkaufbaus abgeschlossen ist. Diese Extralänge wird ebenfalls vorzugsweise unter Verwendung des oben beschriebenen Algorithmus in Segmenten zum Wachsen gebracht, um Leitungskreuzungen zu verhindern und mögliche Kopplungseffekte zwischen den Pfaden zu minimieren (indem die Abstände zwischen Segmenten so groß als möglich gehalten werden). Der Wuchs der Segmente ist ebenfalls vorzugsweise so beschränkt, dass er in das durch die physikalische Größe der Platte definierte Rechteck passt.As above with reference to step 306 and 307 from 3 additional path lengths may be added to each path to achieve the desired relative phase once the basic network setup is complete. This extra length is also preferably grown in segments using the algorithm described above to prevent line crossings and minimize possible coupling effects between the paths (by keeping the inter-segment distances as large as possible). The growth of the segments is also preferably limited to fit within the rectangle defined by the physical size of the plate.

Einzelheiten in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform zur Bestimmung der physikalischen Anordnung der Zufuhrnetzwerkbestandteile in einer Persönlichkeitskarte der vorliegenden Erfindung sind in 8 und 9 gezeigt. Im Besonderen veranschaulicht 8 Einzelheiten in Bezug auf einen Algorithmus zur physikalischen Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform, während 9 Einzelheiten in Bezug auf eine rekursive Funktion von 8 veranschaulicht.Details relating to a preferred embodiment for determining the physical location of the feed network components in a personality card of the present invention are disclosed in U.S. Patent Nos. 5,378,355, 5,395,074, 4,359,359, and 5,436,037 8th and 9 shown. In particular illustrated 8th Details relating to a physical arrangement algorithm of a preferred embodiment while 9 Details regarding a recursive function of 8th illustrated.

Die veranschaulichte Ausführungsform von 8 initialisiert den Baum, indem sie alle Pfade durch den Baum entlang einer einzelnen senkrechten Linie aufeinander legt. Danach können anfängliche und endgültige Abmessungen der rechteckigen Grenze und anfängliche und endgültige Bereiche der zu betrachtenden Drehwinkel bestimmt werden. Eine Schleife kann ausgeführt werden, um auf den endgültigen Bereich von Drehwinkeln zu konvergieren.The illustrated embodiment of 8th initializes the tree by stacking all the paths through the tree along a single vertical line. Thereafter, initial and final dimensions of the rectangular boundary and initial and final regions of the angles of rotation to be considered may be determined. A loop may be made to converge to the final range of angles of rotation.

In dieser Schleife kann ein rekursiver „Baumzeichnungs" algorithmus (z. B. der nachstehend besprochene Algorithmus von 9) aufgerufen werden, wobei vorzugsweise eine Anzahl von Parametern wie etwa der Index, der Winkelbereich und die Grenze bestimmt werden. Eine Bestimmung des Indexes zum Beispiel als 1 kann benutzt werden, um zu verursachen dass der Baumzeichnungsalgorithmus an der Basis des Baums (am Eingangsknoten) beginnt. Die Koordinaten des Mittelpunkts des Baums, der durch den Baumzeichnungsalgorithmus zurückgemeldet wird, können bestimmt werden.In this loop, a recursive "tree-drawing" algorithm (e.g., the algorithm of FIG 9 ), preferably determining a number of parameters such as the index, the angle range and the limit. For example, a determination of the index as 1 may be used to cause the tree-drawing algorithm to begin at the base of the tree (at the input node). The coordinates of the center of the tree returned by the tree drawing algorithm may be determined.

Der Winkelbereich, der durch eine nachfolgende Wiederholung des Baumzeichnungsalgorithmus benutzt werden soll, kann um einen voreingestellten Faktor (z. B. eine Multiplikation des gegenwärtigen Winkelbereichs um 0,8) erhöht werden. Es wird vorzugsweise eine Bestimmung vorgenommen, ob der gegenwärtige Winkelbereich kleiner als ein Mindestwinkelbereich ist. Wenn der gegenwärtige Winkelbereich kleiner als ein Mindestwinkelbereich ist, wird die Gestaltung des passiven Netzwerks zur Strahlformung vor zugsweise als gewünschte Lösung gespeichert und kann die Verarbeitung des Algorithmus enden.Of the Angle range caused by a subsequent repetition of the tree drawing algorithm can be used by a preset factor (eg. a multiplication of the current one Angular range increased by 0.8) become. A determination is preferably made as to whether the current angle range is smaller than a minimum angle range. If the current angle range is smaller than a minimum angle range, the design of the stored passive network for beam shaping before preferably as a desired solution and may end the processing of the algorithm.

Andernfalls wird vorzugsweise eine Bestimmung vorgenommen, ob die gegenwärtige Größe der Grenze die endgültige Größe der PCB-Gestaltungskriterien überschreitet. Wenn die gegenwärtige Größe der Grenze die endgültige Grenze überschreitet, wird die gegenwärtige Größe der Grenze vorzugsweise etwa um ein vorbestimmtes Ausmaß oder einen vorbestimmten Prozentsatz verringert und die rekursive Schleife wiederholt. Wenn die gegenwärtige Größe der Grenze die endgültige Größe nicht überschreitet, bleibt die gegenwärtige Größe der Grenze vorzugsweise gleich und wird die rekursive Schleife wiederholt.Otherwise, a determination is preferably made as to whether the current size of the boundary exceeds the final size of the PCB design criteria. If the current size of the boundary exceeds the final limit, the current size of the boundary is preferably decreased by about a predetermined amount or percentage and the recursive loop is repeated. If the current size of the border does not exceed the final size, the counterpart remains Preferably, the size of the boundary is equal and the recursive loop is repeated.

Es sollte sich verstehen, dass die Anordnung des passiven Netzwerks zur Strahlformung, die nach der obigen Methodologie bestimmt wurde, auf eine Anzahl von Weisen benutzt werden kann. Zum Beispiel kann die Gestaltung zur Verwendung durch einen Techniker angezeigt oder ausgedruckt werden. Doch die Anordnung des passiven Netzwerks zur Strahlformung wird vorzugsweise erstellt und in ein Format umgewandelt, dass einer programmierbaren Fräsmaschine Befehle bereitstellen kann, um dadurch die automatisierte Herstellung einer Persönlichkeitskarte der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.It should understand that the arrangement of the passive network for beamforming, determined according to the above methodology, can be used in a number of ways. For example, the Design displayed or printed for use by a technician become. But the arrangement of the passive network for beam shaping is preferably created and converted into a format that one programmable milling machine Can provide commands to thereby automate production a personality card of the present invention.

Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 9 wird ein rekursiver Algorithmus einer bevorzugten Ausführungsform, z. B. ein Baumzeichnungsalgorithmus, wie er in der rekursiven Schleife der obigen 8 verwendet werden kann, gezeigt. Der Algorithmus von 9 beginnt durch Erhalten eines Funktionsaufrufs mit zugehörigen Parametern wie etwa dem Index, dem Winkelbereich und der Grenze. Vorzugsweise bezeichnet der Index den gegenwärtigen Knoten (das Segment), der (das) verarbeitet wird. Demgemäß bezieht sich der erste Aufruf dieses Algorithmus vorzugsweise auf den Eingangsknoten an der Basis des Baums (Index = 1). Der Winkelbereich bestimmt vorzugsweise den Bereich der Drehwinkel, die für den Unterbaum des gegenwärtigen Segments betrachtet werden. Er kann in jedem nachfolgenden Durchlauf durch den Baum verringert werden. Die Grenze bestimmt vorzugsweise die Beschränkung, die durch die Grenze, in die das gesamte Netzwerk gepasst werden muss, auferlegt wird. Sie kann im ersten Durchlauf durch den Baum auf eine große Größe initialisiert werden, wird aber vorzugsweise in nachfolgenden Wiederholungen verringert, bis die gewünschte Größe erreicht ist.Now referring to 9 is a recursive algorithm of a preferred embodiment, e.g. A tree-drawing algorithm, as in the recursive loop of the above 8th can be used. The algorithm of 9 begins by receiving a function call with associated parameters such as the index, the angle range and the limit. Preferably, the index refers to the current node (segment) being processed. Accordingly, the first call of this algorithm preferably refers to the input node at the base of the tree (index = 1). The angle range preferably determines the range of angles of rotation considered for the subtree of the current segment. It can be reduced in each subsequent pass through the tree. The boundary preferably determines the constraint imposed by the boundary into which the entire network must be fitted. It may be initialized to a large size in the first pass through the tree, but is preferably reduced in subsequent iterations until the desired size is achieved.

Vorzugsweise sind die Koordinaten des Drehpunkts durch den Endpunkt des durch den Index bestimmten gegenwärtigen Segments gegeben. Wenn das gegenwärtige Segment ein Endknoten ist, endet der Algorithmus vorzugsweise, und kehrt er zu einem aufrufenden Algorithmus (z. B. dem Algorithmus der physikalischen Anordnung von 8) zurück. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Algorithmus zum vorherigen Eckpunkt zurückkehren und einen Zweig von diesem Eckpunkt besuchen, falls jegliche davon noch nicht besucht wurden. Wenn keine mehr zurückgeblieben sind, kehrt er zum Eckpunkt davor zurück, und so weiter. Dieser Prozess dauert an, bis er zur Basis des Baums (dem Eingangsknoten) zurückkehrt, und es keine davon ausgehenden Zweige gibt, die noch nicht besucht wurden. Dies bezeichnet das Ende einer Iteration oder eines Durchgangs durch den gesamten Baum.Preferably, the coordinates of the fulcrum are given by the endpoint of the current segment determined by the index. If the current segment is an end node, the algorithm preferably ends and returns to a calling algorithm (e.g., the physical ordering algorithm of FIG 8th ) back. In a preferred embodiment, the algorithm will return to the previous vertex and visit a branch from that vertex, if any of them have not yet been visited. If there are none remaining, he returns to the corner in front of it, and so on. This process continues until it returns to the base of the tree (the inbound node), and there are no branches out there that have not yet been visited. This indicates the end of an iteration or passage through the entire tree.

Wenn das gegenwärtige Segment kein Endknoten ist, wird vorzugsweise jeder seiner Zweige der Reihe nach besucht (eine Schleife über alle Zweige, die vom gegenwärtigen Segment ausgehen, ausgeführt). Zum Beispiel kann der Index des nächsten zu besuchenden Zweigs bestimmt werden und der Baum in jene Segmente, die Teil des Unterbaums (Satz {S}) des gegenwärtigen Segments sind, und jene im Rest des Baums (Satz {R}) unterteilt werden. Die Indizes der Segmente in jeder Unterteilung können identifiziert werden und das Entfernungsmaß und der Standarddrehwinkel (null Grad) initialisiert werden.If the current one Segment is not an end node, preferably each of its branches in turn visited (a loop over all branches coming from the current segment go out, executed). To the Example, the index of the next to be visited branch and the tree into those segments, which are part of the subtree (set {S}) of the current segment, and those in the rest of the tree (sentence {R}). The indices of Segments in each subdivision can be identified and the distance measure and the standard rotation angle (zero degrees) are initialized.

Vorzugsweise führt eine Analyse in Bezug auf jeden Zweig eine Schleife über alle annehmbaren Kandidatendrehwinkel (abhängig vom Winkelbereich), 0, aus. Demgemäß kann der Algorithmus für jeden betrachteten Winkel die Koordinaten der Endpunkte jedes Segments im Satz {s} (Unterbaum des gegenwärtigen Segments) berechnen, die einer Drehung θ um den Drehpunkt entsprechen. Wenn irgendeines der gedrehten Segmente nicht vollständig in der rechteckigen Grenze enthalten ist, kann der Prozess zum nächsten Kandidatendrehwinkel übergehen. Wenn alle gedrehten Segmente in die Grenze passen, kann der Prozess dazu übergehen, die Entfernung zwischen allen Segmenten in {s} und allen Segmenten in {R} zu berechnen. Wenn es in {s} nur ein Segment gibt (der Zweig ein Endknoten ist), kann der Prozess die Entfernung zwischen seinem Endpunkt und allen Segmenten in {R} berechnen. Wenn die kleinste gefundene Entfernung größer als Maß max ist, kann Maß max auf diesen neuen Wert aktualisiert werden und das Maß Theta max auf θ gesetzt werden.Preferably leads one Analysis for each branch a loop over all acceptable candidate rotation angles (dependent from the angle range), 0, off. Accordingly, the algorithm for each angles considered the coordinates of the endpoints of each segment in the sentence {s} (subtree of the current segment), that of rotation θ correspond to the fulcrum. If any of the rotated segments not completely is included in the rectangular boundary, the process may proceed to the next candidate rotation angle. If all the rotated segments fit into the boundary, the process may go over to the distance between all segments in {s} and all segments in {R}. If there is only one segment in {s} (the branch is an end node), the process can be the distance between its Calculate endpoint and all segments in {R}. If the smallest found distance greater than Measure is max, can measure max to be updated to this new value and the measure theta max set to θ become.

Das Obige wird vorzugsweise in Bezug auf alle Kandidatendrehwinkel wiederholt. Wenn keine weiteren annehmbaren Drehwinkel zur Betrachtung verblieben sind, dreht der Prozess vorzugsweise alle Segmente in {s} und den gegenwärtigen Zweig um Theta_max um den Drehpunkt. Danach kann die rekursive Funktion erneut aufgerufen werden, um einen anderen Zweig im Segment zu analysieren. Wenn der Baumzeichnungsalgorithmus zurückkehrt, geht der Prozess vorzugsweise zu einem nächsten Zweig (falls vorhanden) über, und wiederholt er die obigen Zweigschleifenschritte. Wenn keine weiteren Zweige verblieben sind, kehrt der Baumzeichnungsalgorithmus vorzugsweise zu einer vorherigen Ebene im Verzweigungsbaum zurück. Wenn die vorherige Ebene die Baumbasis (der Eingangsknoten) ist, und alle Zweige besucht wurden, endet der gesamte Vorgang (eine Iteration).The The above is preferably repeated with respect to all candidate rotation angles. If no further acceptable angles of rotation remained for consideration Preferably, the process rotates all the segments in {s} and current Branch around Theta_max around the pivot point. After that, the recursive function can be repeated can be called to parse another branch in the segment. When the tree drawing algorithm returns, the process preferably proceeds to another Branch (if any) over, and it repeats the above branch loop steps. If no other branches are left, the tree drawing algorithm returns preferably back to a previous level in the branch tree. If the previous level is the tree base (the input node), and all branches have been visited, the whole process ends (one iteration).

Es sollte sich verstehen, dass der obige Prozess nach bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, abermals an der Basis des Baums beginnend, mehrere Male wiederholt wird. Solche mehrmaligen Wiederholungen sind bevorzugt, da es nach einer Iteration möglich ist, dass nicht alle Gestaltungskriterien erfüllt sein werden. Zum Beispiel können nach einer oder zwei Iterationen einige der Zweige des Baums einander kreuzen, können die Zweige zu dicht aneinander liegen, und/oder können sich die Zweige über die rechteckige Grenze, in die das Netzwerk zur Strahlformung beschränkt werden muss, hinaus erstrecken. Durch das mehrmalige Wiederholen dieses Prozesses konvergiert der Algorithmus der bevorzugten Ausführungsform auf eine Netzwerkgestaltung, die die Gestaltungskriterien erfüllt.It It should be understood that the above process is in accordance with preferred embodiments of the present invention, starting again at the base of the tree, is repeated several times. Such repeated repetitions are preferred because it is possible after an iteration that not all Design criteria met will be. For example, you can after one or two iterations some of the branches of the tree are facing each other can cross the branches are too close together, and / or may be the branches over the rectangular boundary into which the beamforming network is restricted must extend out. By repeating this several times Process converges the algorithm of the preferred embodiment on a network design that meets the design criteria.

Wiederholungen der bevorzugten Ausführungsform erhöhen verschiedene Gestaltungsparameter, um die Konvergenz auf ein gewünschtes passives Netzwerk zur Strahlformung zu erleichtern. Zum Beispiel muss das gewünschte passive Netzwerk zur Strahlformung einer bevorzugten Ausführungsform so beschränkt werden, dass es in den rechteckigen Grenzen einer Persönlichkeitskarten-PCB liegt. Doch in jeder Stufe im Prozess, wenn das gegenwärtige Segment und sein Unterbaum gedreht werden, sind nur jede Drehungen erlaubt, die diese Beschränkung erfüllen. Nach der bevorzugten Ausführungsform werden Drehungen, die einige der Segmente außerhalb der Grenzen stellen würden, nicht berücksichtigt, weshalb eine sofortige Auferlegung der Beschränkungen der endgültigen Grenze (in den sehr frühen Wiederholungen des Prozesses) die verfügbaren Freiheitsgrade, um zur endgültigen Gestaltung zu gelangen, deutlich beschränken könnte. Demgemäß beginnt die bevorzugte Ausfüh rungsform mit einer sehr großen Grenze, deren Größe schrittweise verringert wird.reps the preferred embodiment increase different design parameters, to converge to a desired passive network for beam shaping. For example must be the desired one passive network for beam shaping of a preferred embodiment so limited Be that in the rectangular boundaries of a personality card PCB lies. However, at every stage in the process, if the current segment and his subtree are rotated, only any twists are allowed this limitation fulfill. According to the preferred embodiment turns that put some of the segments out of bounds would not considered, why an immediate imposition of restrictions on the final limit (in the very early Repetitions of the process) the available degrees of freedom to final Design could be significantly reduced. Accordingly, the Preferred embodiment with a very big one Border, whose size is gradual is reduced.

Bei einer Ausführung in Software sind die Elemente der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen die Codesegmente zur Durchführung der notwendigen Aufgaben. Die Programm- oder Codesegmente können auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein oder durch ein Computerdatensignal, das in eine Trägerwelle eingebettet ist, oder ein Signal, das durch einen Träger moduliert ist, über ein Übertragungsmedium gesendet werden. Das computerlesbare Medium kann jedes beliebige Medium beinhalten, das Informationen speichern oder übertragen kann. Beispiele für das computerlesbare Medium beinhalten eine elektronische Schaltung, eine Halbleiter-Speichervorrichtung, einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren ROM (EROM), eine Floppy-Diskette, eine Compact-Disk-CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte, ein faseroptisches Medium, eine Funkfrequenz(HF)verbindung und so weiter. Das Computerdatensignal kann jedes beliebige Signal beinhalten, das sich über ein Übertragungsmedium wie etwa elektronische Netzwerkkanäle, Lichtleitfasern, Luft, Elektromagnetismus, HF-Verbindungen und so weiter ausbreiten kann. Die Codesegmente können über Computernetzwerke wie etwa das Internet, ein Intranet, ein lokales Netzwerk (LAN) ein Weitverkehrsnetz (WAN) und so weiter heruntergeladen werden.at an execution in software, the elements of the present invention are essentially the code segments for execution the necessary tasks. The program or code segments may be on a computer readable Be stored in the medium or by a computer data signal in a carrier wave embedded, or a signal that is modulated by a carrier is over a transmission medium be sent. The computer-readable medium can be any one Contain medium that store or transmit information can. examples for the computer-readable medium includes an electronic circuit, a semiconductor memory device, a ROM, a flash memory, an erasable one ROM (EROM), a floppy disk, a compact disk CD-ROM, a optical disk, a hard disk, a fiber optic medium, a Radio frequency (RF) connection and so on. The computer data signal can contain any signal that is transmitted over a transmission medium such as electronic network channels, optical fibers, air, Electromagnetism, RF links and so on can spread. The code segments can be over computer networks such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN) a wide area network (WAN) and so on.

10 veranschaulicht ein Computersystem 1000, das zur Verwendung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Eine zentrale Verarbeitungseinheit (ZVE) 1001 ist mit einem Systembus 1002 gekoppelt. Die ZVE 1001 kann jede beliebige Allzweck-ZVE wie etwa ein Intel-PENTIUM-Prozessor sein. Doch die vorliegende Erfindung wird durch die Architektur der ZVE 1001 nicht beschränkt, solange die ZVE 1001 die wie hierin beschriebenen erfinderischen Tätigkeiten unterstützt. Der Bus 1002 ist mit einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 1003 gekoppelt, der ein SRAM, ein DRAM oder ein SDRAM sein. Ein Nurlesespeicher ROM 1004, der ein PROM, ein EPROM oder ein EEPROM sein kann, ist ebenfalls mit dem Bus 1002 gekoppelt. Der RAM 1003 und der ROM 1004 halten Benutzer- und Systemdaten und Programme, wie in der Technik wohlbekannt ist. 10 illustrates a computer system 1000 which is suitable for use in the present invention. A central processing unit (ZVE) 1001 is with a system bus 1002 coupled. The ZVE 1001 can be any general-purpose CPU such as an Intel PENTIUM processor. However, the present invention is by the architecture of the ZVE 1001 not limited, as long as the ZVE 1001 supports the inventive activities as described herein. The bus 1002 is with random access memory (RAM) 1003 coupled, which may be an SRAM, a DRAM or an SDRAM. A read-only memory ROM 1004 , which may be a PROM, an EPROM or an EEPROM, is also on the bus 1002 coupled. The RAM 1003 and the ROM 1004 hold user and system data and programs as is well known in the art.

Der Bus 1002 ist auch mit einer Ein-/Ausgabe(E/A)-Steuerkarte 1005, einer Kommunikationsadapterkarte 1011, einer Benutzerschnittstellenkarte 1008 und einer Anzeigekarte 1009 gekoppelt. Die E/A-Adapterkarte 1005 verbindet Speichervorrichtungen 1006 wie etwa eines oder mehrere aus einer Festplatte, einem CD-Laufwerk, einem Floppy-Disk-Laufwerk und einem Bandlaufwerk mit dem Computersystem. Der E/A-Adapter 1005 ist auch mit einem Drucker 1014 verbunden, was dem System gestatten würde, Papierkopien von Informationen wie etwa eine nach der vorliegenden Erfindung bestimmte Gestaltung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung zu drucken. Es ist zu beachten, dass der Drucker ein Drucker (z. B. ein Matrixdrucker, ein Laserdrucker usw.), ein Faxgerät, ein Kopierer, oder sogar eine computerisierte Fräsmaschine sein kann. Die Kommunikationskarte 1011 ist dazu geeignet, das Computersystem 1000 mit einem Netzwerk 1012 zu koppeln, das eines oder mehrere aus einem Fernsprechnetz, einem lokalen Netzwerk (LAN) und/oder einem Weitverkehrsnetz (WAN), einem Ethernet-Netzwerk, und/oder dem Internet-Netzwerk sein kann. Die Benutzerschnittstellenkarte 1008 koppelt Benutzereingabevorrichtungen wie etwa eine Tastatur 1013, eine Zeigevorrichtung 1007 und ein Mikrophon 1016 mit dem Computersystem 1000. Die Benutzerschnittstellenkarte 1008 stellt einem Benutzer auch eine Tonausgabe über (einen) Lautsprecher 1015 bereit. Die Anzeigekarte 1009 wird durch die ZVE 1001 betrieben, um die Anzeige an einer Anzeigevorrichtung 1010 zu steuern.The bus 1002 is also equipped with an input / output (I / O) control card 1005 , a communication adapter card 1011 , a user interface card 1008 and a display card 1009 coupled. The I / O adapter card 1005 connects storage devices 1006 such as one or more of a hard disk, a CD drive, a floppy disk drive, and a tape drive with the computer system. The I / O adapter 1005 is also with a printer 1014 which would allow the system to print hard copies of information such as a passive beamforming network of the present invention. It should be noted that the printer may be a printer (eg, a dot matrix printer, a laser printer, etc.), a fax machine, a copier, or even a computerized milling machine. The communication card 1011 is suitable for the computer system 1000 with a network 1012 which may be one or more of a telephone network, a local area network (LAN) and / or a wide area network (WAN), an Ethernet network, and / or the Internet network. The user interface card 1008 couples user input devices such as a keyboard 1013 , a pointing device 1007 and a microphone 1016 with the computer system 1000 , The user interface card 1008 Also provides a user with a sound output via (a) speaker 1015 ready. The display card 1009 is through the ZVE 1001 operated to display on a display device 1010 to control.

Obwohl im Vorhergehenden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf passive Netzwerke zur Strahlformung, die die Signalleistung zur Bestromung von Antennen elementen teilen, um ein gewünschtes Strahlmuster zu erzeugen, besprochen wurden, sollte sich verstehen, dass Ausführungsformen der Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Richtung der drahtlosen Verbindung beschränkt sind. Demgemäß gelten die Konzepte der vorliegenden Erfindung für Netzwerke zur Strahlformung, um Signalenergie, wie sie durch Antennenelemente einer Antennenanordnung empfangen wird, zu kombinieren.Although the above preferred embodiments with reference to passive network It should be understood that embodiments of the invention are not limited to any particular direction of wireless connection for beam shaping that share the signal power for energizing antenna elements to produce a desired beam pattern. Accordingly, the concepts of the present invention apply to beamforming networks for combining signal energy as received by antenna elements of an antenna array.

Claims (26)

Verfahren zur Bereitstellung eines passiven Netzwerks zur Strahlformung, um ein gewünschtes Strahlmuster auszuführen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Identifizieren eines Satzes von Gewichten, die mit einer gewünschten Strahlmustergestaltung verbunden sind, – Ordnen der Gewichte des Satzes nach einer Amplitude jedes Gewichts, um einen geordneten Satz bereitzustellen, – wobei eine Teilung von Gewichten an Verzweigungsknoten des Verzweigungsnetzwerks Untersätze von benachbarten Gewichten des geordneten Satzes bereitstellt, und – Bestimmen einer optimalen physikalischen Anordnungsgestaltung des Verzweigungsnetzwerks zumindest teilweise durch Drehen jedes Verzweigungsknotens, der mit mehreren Ausgangs- oder Endknoten gekoppelt ist, in verschiedenen Winkeln um einen Drehpunkt.Method for providing a passive network for beam forming to a desired Execute beam pattern, the method comprising: - Identify a sentence of weights with a desired Beam pattern design are connected, - Arrange the weights of the sentence according to an amplitude of each weight to provide an ordered set, - in which a division of weights at branching nodes of the branching network Supports of neighboring weights of the ordered sentence provides, and - Determine an optimal physical layout design of the branching network at least partially by rotating each branching node, the is coupled with multiple output or end nodes, in different Angles around a pivot. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Teilen des Verzweigungsnetzwerks in einen Strom-Unterbaum und Drehen des Strom-Unterbaums in verschiedenen Winkeln um einen Drehpunkt.The method of claim 1, further comprising: share of the branching network into a stream subtree and turning the Stream subtree at different angles around a pivot point. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die verschiedenen Winkel einen vorbestimmten Bereich von Winkeln umfassen.The method of claim 1 or 2, wherein the various Angle include a predetermined range of angles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: Verringern des Bereichs der Winkel bei nachfolgenden Wiederholungen des Drehens des Strom-Unterbaums in verschiedenen Winkeln um den Drehpunkt.The method of any of claims 1 to 3, further comprising: Reduce the range of angles at subsequent repetitions of turning of the current sub-tree at different angles around the fulcrum. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: Bestimmen eines Winkels der verschiedenen Winkel, der einen Mindestabstand zwischen Abschnitten der Verzweigungsknoten des Strom-Unterbaums und Abschnitten der Verzweigungsknoten des Rests des Verzweigungsnetzwerks maximiert.Method according to at least one of claims 1 to 4, further comprising: Determining an angle of the different Angle, which is a minimum distance between sections of the branching nodes of the stream subtree and portions of the branch nodes of the Remains of the branch network maximized. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: Schreiten, in mehreren Wiederholungen, durch eine Analyse jedes Verzweigungsknotens der mehreren Verzweigungsknoten.Method according to at least one of claims 1 to 5, further comprising: Stride, in several repetitions, by analyzing each branching node of the multiple branching nodes. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: Verringern einer Begrenzung, innerhalb der das Verzweigungsnetzwerk beschränkt ist, bei nachfolgenden Wiederholungen der Analyse.Method according to at least one of claims 1 to 6, further comprising: Reducing a limit, within the branch network is limited at subsequent iterations the analysis. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Verringern eines Bereichs der Zweigdrehwinkel bei nachfolgenden Wiederholungen der Analyse.The method of claim 7, further comprising: Reduce a range of branch rotation angles at subsequent repetitions the analysis. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die optimale Anordnungsgestaltung beinhaltet, dass die Ausgangsknoten entsprechende Gewichte eines damit verbundenen Gewichtssatzes aufweisen, keine zwei Zweige des Verzweigungsnetzwerks einander kreuzen, sich jeder Zweig des Verzweigungsnetzwerks in einem Höchstabstand von benachbarten Zweigen befindet, und das Verzweigungsnetzwerk in eine vorbestimmte Grenze passt.The method of claim 8, wherein the optimal layout design includes that the output node corresponding weights of a having associated weight set, not two branches of the branching network each other cross each branch of the branch network in a maximum distance from adjacent branches, and the branching network fits in a predetermined limit. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bestimmen eines Leistungsteilungsverzweigungsnetzwerks Folgendes umfasst: Bestimmen einer Anzahl von Zweigen an einem Verzweigungsknoten, die ein Mindestverhältnis der Leistung bereitstellen, welche zu Zweigen des Verzweigungsknotens verteilt wird.Method according to at least one of claims 1 to 9, wherein determining a power splitter network Includes: Determining a number of branches on one Branching nodes that provide a minimum ratio of performance, which is distributed to branches of the branching node. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Bestimmen der Anzahl der Zweige Folgendes umfasst: Analysieren der Leistungsverhältnisse in Bezug auf einen Bereich von Anzahlen der Zweige.The method of at least one of claims 1 to 10, wherein determining the number of branches comprises: Analyzing the performance ratios with respect to a range of numbers of branches. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Bestimmen der optimalen physikalischen Anordnungsgestaltung Folgendes umfasst: Teilen des Verzweigungsnetzwerks in einen Strom-Unterbaum, der einen Stromverzweigungsknoten und alle gekoppelten nachfolgenden Verzweigungsknoten beinhaltet, und einen Rest des Verzweigungsnetzwerks, der alle anderen Verzweigungsknoten als den genannten Verzweigungsknoten und die genannten gekoppelten nachfolgenden Verzweigungsknoten beinhaltet.Method according to at least one of claims 1 to 11, wherein determining the optimal physical array design Includes: Divide the branching network into one Stream subtree, which has a stream branching node and all coupled subsequent branch node, and a remainder of the Branching network that uses all the other branching nodes than the said branching node and said coupled subsequent Branching node includes. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Verhältnis der Leistung, die an den mehreren Verzweigungsknoten zu Zweigen verteilt wird, über das Verzweigungsnetzwerk hinweg minimiert wird.Method according to at least one of claims 1 to 12, where a ratio the power to branch at the multiple branching nodes is distributed over the branching network is minimized. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei jeder Ausgangsknoten der mehreren Ausgangsknoten ein damit verbundenes Strahlformungsgewicht aufweist, wobei das Bestimmen eines Leistungsteilungsverzweigungsnetzwerks Folgendes umfasst: Ordnen der Gewichte in einer Amplitudenreihenfolge; und derartiges Wählen der Verzweigung an den Verzweigungsknoten, dass benachbarte Untersätze der wie in der Amplitudenreihenfolge geordneten Gewichte beinhaltet sind.Method according to at least one of claims 1 to 13, wherein each output node of the plurality of output nodes includes one having associated beamforming weight, wherein the determining of a power splitter network includes: Organize the weights in an amplitude order; and such a Choose the branch at the branch node that neighboring subsets of the as in the amplitude order ordered weights are. System, umfassend: – ein Mittel zum Bestimmen eines Leistungsteilungsverzweigungsnetzwerks, um ein gewünschtes Strahlungsmuster mit mehreren Verzweigungsknoten, die mit mehreren Ausgangs- oder Endknoten gekoppelt sind, auszuführen, wobei ein Verhältnis der Leistung, die an den mehreren Verzweigungsknoten zu Zweigen verteilt wird, über das Verzweigungsnetzwerk hinweg minimiert wird, und – ein Mittel, um eine optimale physikalische Anordnungsgestaltung des Verzweigungsnetzwerks zu bestimmen, das ein Mittel zum Drehen jedes Verzweigungsknotens in verschiedenen Winkeln um einen Drehpunkt beinhaltet.System comprising: A means for determining of a power sharing branch network to a desired one Radiation pattern with multiple branching nodes, with multiple branching nodes Output or end nodes are coupled to perform, wherein a ratio of the Performance distributed to branches at the multiple branching nodes over the Branching network is minimized, and - a means, Optimal physical layout of the branch network to determine that is a means of rotating each branching node at different angles around a pivot point. System nach Anspruch 15, wobei jeder Ausgangsknoten der mehreren Ausgangsknoten ein damit verbundenes Strahlformungsgewicht aufweist, wobei das Mittel zum Bestimmen eines Leistungsteilungsverzweigungsnetzwerks Folgendes umfasst: ein Mittel zum Ordnen der Gewichte in einer Amplitudenreihenfolge; und ein Mittel zum derartigen Wählen der Verzweigung an Verzweigungsknoten, dass benachbarte Untersätze der wie in der Amplitudenreihenfolge geordneten Gewichte beinhaltet sind.The system of claim 15, wherein each output node the plurality of output nodes have an associated beamforming weight wherein the means for determining a power splitter network Includes: a means for arranging the weights in one Amplitude order; and a means for selecting such Branching at branching nodes that neighboring subsets of like in the amplitude order ordered weights are included. System nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Mittel zum Bestimmen eines Leistungsteilungsverzweigungsnetzwerks Folgendes umfasst: ein Mittel zum Bestimmen einer Anzahl der Zweige an einem Verzweigungspunkt, die das minimierte Verhältnis der zu den Zweigen verteilten Leistung bereitstellen.A system according to claim 15 or 16, wherein the means for determining a power splitter network, the following includes: a means for determining a number of branches a branch point that distributes the minimized ratio of the branches to the branches Provide power. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Mittel zum Bestimmen der optimalen physikalischen Anordnungsgestaltung Folgendes umfasst: ein Mittel zum Teilen des Verzweigungsnetzwerks in einen Strom-Unterbaum, der einen Stromverzweigungsknoten und alle gekoppelten nachfolgenden Verzweigungsknoten beinhaltet, und einen Rest des Verzweigungsnetzwerks, der alle anderen Verzweigungsknoten als den genannten Verzweigungsknoten und die genannten gekoppelten nachfolgenden Verzweigungsknoten beinhaltet.System according to at least one of claims 15 to 17, wherein the means for determining the optimal physical Arrangement design comprises: a means of sharing of the branch network into a stream subtree, which is a stream branch node and includes all coupled subsequent branch nodes, and a remainder of the branch network, all other branch nodes as said branching node and said coupled ones includes subsequent branch nodes. System nach Anspruch 18, ferner umfassend: ein Mittel zum Drehen des Strom-Unterbaums in verschiedenen Winkeln um einen Drehpunkt.The system of claim 18, further comprising: one Means for rotating the current subtree at different angles around a pivot. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner umfassend: ein Mittel zum Bestimmen eines Winkels der verschiedenen Winkel, der einen Mindestabstand zwischen Abschnitten der Verzweigungsknoten des Strom-Unterbaums und Abschnitten der Verzweigungsknoten des Rests des Verzweigungsnetzwerks maximiert.System according to at least one of claims 15 to 19, further comprising: a means for determining an angle the different angles, the minimum distance between sections the branch node of the stream subtree and sections of the Branch node of the remainder of the branch network maximizes. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 20, ferner umfassend: ein Mittel zum Schreiten, in mehreren Wiederholungen, durch eine Analyse jedes Verzweigungsknotens der mehreren Verzweigungsknoten.System according to at least one of claims 15 to 20, further comprising: a means of walking, in several Repetitions, by an analysis of each branching node of the several Branch nodes. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 21, ferner umfassend: ein Mittel zum Verringern einer Begrenzung, innerhalb der das Verzweigungsnetzwerk beschränkt ist, bei nachfolgenden Wiederholungen der Analyse.System according to at least one of claims 15 to 21, further comprising: a means for reducing a limitation, within which the branch network is restricted, in subsequent ones Repetitions of the analysis. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 22, ferner umfassend: ein Mittel zum Verringern eines Bereichs der Zweigdrehwinkeln bei nachfolgenden Wiederholungen der Analyse.System according to at least one of claims 15 to 22, further comprising: a means for reducing a range the branch rotation angles on subsequent iterations of the analysis. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die verschiedenen Winkel einen vorbestimmten Bereich von Winkeln umfassen.System according to at least one of claims 15 to 23, the various angles having a predetermined range of Include angles. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 24, ferner umfassend: ein Mittel zum Verringern des Bereichs der Winkel bei nachfolgenden Wiederholungen des Ausführens des Mit tels zum Drehen des Strom-Unterbaums in verschiedenen Winkeln um den Drehpunkt.System according to at least one of claims 15 to 24, further comprising: a means for reducing the range the angle at subsequent repetitions of the execution of the With tools for turning the current sub-tree at different angles around the fulcrum. System nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei ein Verhältnis der Leistung, die an den mehreren Verzweigungspunkten zu Zweigen verteilt wird, über das Verzweigungsnetzwerk hinweg minimiert wird.System according to at least one of claims 15 to 25, where a ratio the power to branch at the multiple branch points is distributed over the branching network is minimized.
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