DE69719844T2 - Einstellung einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne durch Einstellungsbereichsmessungen der Sendeamplitude - Google Patents

Einstellung einer aktiven phasengesteuerten Gruppenantenne durch Einstellungsbereichsmessungen der Sendeamplitude Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren zur Benutzung in einem aktiven phasengesteuerten Gruppenantennensystem mit einem Sendemodul, das einen HF-Sende-Ansteuerungsverstärker aufweist, wobei der HF-Ansteuerungspegel des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers unter Nutzung von Korrekturfaktoren eingestellt wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine HF-Ansteuerungspegel-Einstellvorrichtung in einem aktiven phasengesteuerten Gruppenantennensystem mit einem Sendemodul, das einen HF-Sende-Ansteuerungsverstärker und ein Mittel zum Einstellen des HF-Ansteuerungspegels des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers unter Nutzung von Korrekturfaktoren aufweist.
  • Ein solches HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren und eine solche HF-Ansteuerungspegel-Einstellvorrichtung sind aus US-A-5,093,667 bekannt.
  • Allgemein ist das Aufrechterhalten von HF-Ansteuerungspegeln bei aktiven phasengesteuerten Gruppen-Radarvorrichtungen identisch zu jenen, die während der Kalibrierungsmessungen verwendet werden, um Restfehler der Phasen- und Amplitudensteuerung des aktiven Gruppenelements zu minimieren. Dieser richtige HF-Ansteuerungspegel entspricht einem Sende-Verstärkungs- Kompressionspunkt, an dem die Sende-Kalibrierungsmessungen anfänglich gemacht wurden. Übliche Überlegungen bezüglich der Gruppensteuerung des HF-Sende-Ansteuerungspegels basieren auf der Aufrechterhaltung absoluter Leistungspegel. Diese absoluten Leistungsmessungen wurden typischerweise für alle Sende-Kalibrierungsmessungen der Gruppe erforderlich, und während des Sendebetriebs der Gruppe. Diese Technik ermöglicht den Einsatz einer relativen Messung der HF-Sende-Ansteuerung gegenüber einer absoluten Messung.
  • US 5,093,667 offenbart ein spezielles Sende-Empfangs-(T/R) Modul für ein aktives Radar mit Apertur, in dem Galliumarsenid-Chips verwendet werden. Dieses Dokument spricht das Problem an, dass T/R-Anordnungen aus dem Stand der Technik Temperaturänderungen, Energieversorgungsänderungen, Änderungen des Tastverhältnisses und der Impulsbreite und Frequenzänderungen im normalen Betrieb ausgesetzt sind. Um dieses Problem zu lösen, werden sowohl für die Phase als auch für die Amplitude sowohl Fehlerkorrekturen mit Rückführung als auch ohne Rückführung für durch diese Veränderungen und Änderungen verursachte Fehler eingesetzt. Die rückführungsfreie Korrektur kompensiert Phasenverschiebungs- und Amplitudenfehler über alle Phasenzustände des Phasenverschiebers und korrigiert Veränderungen der Betriebsbandbreite und des Betriebstemperaturbereichs abhängig von einem Temperatursignal, das ein Sensor liefert. Korrekturen mit Rückführung können ausgeführt werden, um Langzeitdrifts zu korrigieren, um geringe Seitenkeulenleistung für ausgedehnte Zeitperioden unter variierenden Umgebungsbedingungen zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Mit Bezug auf den Sende-Kalibrierungsmodus mit Rückführung offenbart dieses Dokument einen Offline-Modus zur Verwendung bei der Ausrichtung des Antennen- Strahls im Sendemodus. Ein eindeutiges Element wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in der Gruppe in den Sendemodus gesetzt, während alle anderen nicht eindeutigen Elemente in einem anderen Modus bleiben. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis jedes Element ausgerichtet ist.
  • Ein Ausdehnen des nützlichen Bereichs der Befehls-Linearisierungs-Tabellen durch Einstellen. der HF-Sende-Ansteuerungspegel kann beträchtliche Kalibrierungsressourcen einsparen, die mit der Einstellung über eine Vielzahl von Radarwellenformen verknüpft sind. Der Umfang der Speichereinsparungen hängt von den Antennenseitenkeulenerfordernissen, dem Bereich der erforderlichen Radarmoduswellenformen und der Anzahl der Befehls-Linearisierungs-Tabellen für eine vorgegebene Gruppenantenne ab. Die Einsparungen ergeben sich auf Grund einer Kostenreduzierung der Elektronikhardware und, ebenfalls im Hinblick auf die Gruppentestzeit, der zugehörigen Datenverarbeitung und nachfolgenden Verifikation.
  • Vor dem Hintergrund des zuvor erwähnten Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein HF-Sende-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren und eine Vorrichtung, die Einstellungsbereichsmessungen der Sendeamplitude verwendet, zur Benutzung in aktiven phasengesteuerten Gruppenantennen zu schaffen. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein HF-Sende-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den nützlichen Bereich der Befehls-Linearisierungs-Tabellen, die in aktiven phasengesteuerten Gruppen-Radarvorrichtungen verwendet werden, ausdehnen.
  • Diese Aufgaben werden von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden:
    • – Kalibrieren des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers für ein vorbestimmtes Sende-Taktverhältnis und eine Impulswiederholfrequenz;
    • – Durchführen relativer HF-Messungen des Sende-Amplituden-Einstellbereichs des Sendemoduls für eine Anzahl von Tastverhältnissen und Impulswiederholfrequenzen, die die Betriebsbedingungen überspannen, die das System erfährt;
    • – Bestimmen der Korrekturfaktoren für HF-Ansteuerungspegel des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers, so dass ein konstanter Amplituden-Einstellbereich des Sendemoduls aufrechterhalten wird.
  • Diese Aufgaben werden ferner durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die Mittel für die vorgenannten Schritte der Kalibrierung, der Durchführung relativer HF-Messungen und der Bestimmung der Korrekturfaktoren aufweist.
  • Um allgemein die zuvor genannten und andere Aufgaben zu lösen, liefert die vorliegende Erfindung ein HF-Sende-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren zur Verwendung in aktiven phasengesteuerten Gruppen-Radarvorrichtungen, die im Sendemodus betrieben werden und die eine HF-Sende-Ansteuerungspegeleinstellung liefern. Das vorliegende Verfahren liefert ebenfalls eine Korrektur der Phasen- und Verstärkungs-Befehls-Linearisierungs-Tabellen, indem eine Konsistenz im Sendeamplituden-Einstellungsbereich aufrechterhalten wird. Relative HF-Messungen des Sendeamplituden-Einstellungsbereichs der phasengesteuerten Gruppe oder ausgewählter Elemente oder Sätze von Elementen davon werden zur Bestimmung der Korrekturfaktoren für die HF-Ansteuerungspegel oder HF-Ansteuerungsverstärker der Sendemodule der aktiven Gruppe verwendet. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls relative HF-Messungen des Sendeamplituden-Einstellungsbereichs verwenden, um Phasen- und Verstärkungs-Befehls-Linearisierungs-Tabellen zu korrigieren, die in den Sende/Empfangsmodulen der Radarvorrichtung verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst die nachfolgenden vier Schritte. (1) Kalibrieren eines Sendemoduls einer aktiven Gruppenantenne für vorgegebene Sätze der relativen Sende-Einschaltdauern und der Impulswiederholfrequenzen. (2) Messen der Sende-Verstärkungskompression, indem relative HF-Messtechniken und Amplitudeneinstellmerkmale in den Sendemodulen verwendet werden. (3) Bestimmen der Korrekturfaktoren der HF-Ansteuerungspegel des Sendemoduls, die bestimmt sind, um eine konstante Sende-Verstärkungskompression aufrechtzuerhalten. (4) Einstellen des HF-Ansteuerungspegels des Sendemoduls, indem die Korrekturfaktoren verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung benutzt Messungen der Sende-Verstärkungskompression der aktiven Gruppe, um zwei Kalibrierungs-Probleme zu lösen, die der Schlüssel zum Sendebetrieb der aktiven Gruppenantennen sind. Diese Kalibrierungs-Probleme umfassen das Einstellen der HF-Ansteuerungsbetriebspegel der HF-Verstärker, die das Sendemodul der aktiven Gruppe ansteuern, und das Korrigieren der Phasen- und Verstärkungsbefehls-Linearisierungs-Tabellen des Sendemoduls gegenüber Veränderungen, die durch Änderungen der HF-Sendewellenform, der Temperatur oder anderen Bedingungen verursacht sind.
  • Das vorliegende Verfahren löst diese Kalibrierungs-Probleme auf, indem Korrekturfaktoren für die HF-Ansteuerungspegel der aktiven Gruppe bestimmt werden, basierend auf der Erhaltung der Verstärkungskompression. Die Verstärkungskompression wird unter Verwendung relativer Techniken genau gemessen. Dies kann für eine einzelne Gruppe, die von einem HF-Ansteuerungsverstärker angesteuert wird, oder für eine Gruppe erreicht werden, die über getrennte HF-Ansteuerungsverstärker angesteuert wird. Das Verfahren löst das zweite Kalibrierungs-Problem betreffend die Korrektur der Sendemodul-Phasen und Verstärkungsbefehls-Linearisierungs-Tabellen, die durch die Wirkungen der Veränderung der relativen Sende-Einschaltdauer, der Temperatur, der Impulswiederholfrequenzen und anderer Bedingungen verursacht sind, indem Amplitudeneinstellungsbereichswerte verwendet werden, die durch relative HF-Messungen gewonnen werden.
  • Das HF-Ansteuerungs-Einpegeln, das relative Messungen verwendet, lindert ein schwierigeres Problem der absoluten Leistungsbestimmung. In herkömmlichen Strahler-Designs wird die HF-Ansteuerungsleistung typischerweise am Ausgang des Strahlers gemessen, und der im Strahler vorgesehene HF-Ansteuerungsverstärker wird eingepegelt, um einen vorgegebenen HF-Ansteuerungspegel zu halten. Das vorliegende Verfahren misst die Auswirkungen der Ansteuerungsveränderungen, die durch die Gruppe während des momentanen Betriebs angezeigt werden. Eine Gruppenleistungsvariabilität wird am besten durch End-zu-End-Messungen und nicht durch Messungen, die bei einem Zwischenpegel gemacht wurden, gesteuert, und deshalb werden bessere Fehlersteuerungstoleranzen erreicht. Die vorliegende Erfindung nutzt folglich leicht durchführbare relative HF-Messungen, um den HF-Sende-Ansteuerungspegel einzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung kann in jedem aktiven Gruppen-Radar verwendet werden, das sendet und in einem nicht-linearen gesättigten Bereich betrieben wird. Die vorliegende Erfindung erfordert ebenfalls, dass die Sendemodule Sendeamplitudensteuerungen enthalten. Die vorliegende Erfindung kann eingesetzt werden, um Seitenkeulen der aktiven Gruppe zu reduzieren und um die Schnittstelle zwischen einer aktiven Gruppenantenne und dessen HF-Sende-Ansteuerungsverstärker zu verbessern.
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können leichter mit Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche strukturelle Elemente kennzeichnen, und in denen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Bereichs eines aktiven Gruppenantennensystems zeigt, in dem die vorliegende Erfindung verwendet wird;
  • 2 ein Diagramm ist, das den gemessenen Sendeamplituden-Einstellungsbereich als Funktion einer variierenden HF-Sendeansteuerung zeigt, die in dem vorliegenden Verfahren verwendet wird; und
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das die Schritte bei dem erfindungsgemäßen HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren zeigt.
  • Bezug nehmend auf die gezeichneten Figuren zeigt 1 einen Bereich eines aktiven Gruppenantennensystems 10, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren 30 verwendet wird. Das Antennen system 10 umfasst einen Sende-Ansteuerungsverstärker 13, der eine Amplituden-Einstellungsschaltung 12 aufweist, die zur Einstellung der Amplitude der HF-Sende-Ansteuerungssignale verwendet wird, die einem oder mehreren Sendemodulen 11 zugeführt werden. Jedes Sendemodul 11 umfasst eine Phaseneinstellungsschaltung 21, eine Amplituden-Einstellungsschaltung 22 und einen Verstärker 23. Die Amplituden-Einstellungsschaltung 12 kann beispielsweise einen digital gesteuerten Dämpfer aufweisen, der die Verstärkung des HF-Sende-Ansteuerungssignals steuert.
  • Die von den HF-Verstärkern 13 erhaltenen verstärkten HF-Sende-Ansteuerungssignale werden einer aktiven Gruppenantenne 15 zugeführt, die eine Vielzahl von Antennenelementen 16 aufweist. Ein Teil des verstärkten HF-Sende-Ansteuerungssignals wird über einen Koppler 14 oder einen Leistungsteiler 14 ausgekoppelt und der Vorrichtung zur relativen HF-Messung 19 zugeführt, die das vorliegende Verfahren 30 umsetzt. Eine Empfangsantenne 17 wird verwendet, um das Ausgangssignal der aktiven Gruppenantenne 15 abzutasten, wobei das Ausgangssignal der Vorrichtung zur relativen HF-Messung zur Weiterverarbeitung zugeführt wird. Ein Ausgangssignal der Vorrichtung zur relativen HF-Messung 19 wird dem Amplitudeneinstellungsmodul 12 zugeführt, um die Verstärkung der HF-Sende-Ansteuerungssignale, die jedem der Antennenelemente 16 der aktiven Gruppenantenne 15 zugeführt werden, zu steuern.
  • Die Bestimmung des HF-Sende-Ansteuerungspegels der aktiven Gruppe entsprechend der vorliegenden Erfindung wird zunächst für den Fall diskutiert, bei dem ein Dämpfer als Amplituden-Einstellungsschaltung 12 verwendet wird, um die HF-Sende- Ansteuerungsverstärker 13 während des Sendens zu steuern. Die Messung der Gruppenverstärkungskompression beginnt mit einer Anfangskalibrierungsmessung, die für vorgegebene Bestimmungssätze von relativen Sende-Einschaltdauern und Impulswiederholfrequenzen bekannt sein muss. Typischerweise wird ein ausgewählter HF-Sende-Ansteuerungspegel für die Verstärker 13 gesetzt und mit den Messungen begonnen. Ein Bereich von Amplitudensteuerungseinstellungen wird für die Sendemodule 11 erhalten, indem Messungen mit unterschiedlichen Sendemodul-Dämpfungspegeln gemacht werden. Dieser Bereich ist für jedes Sendemodul 11 fest, vorausgesetzt, dass die Schrittgrößen des internen Dämpfers, die Sendekompressionseigenschaften und die Leistungseigenschaften eines zugehörigen Kühlsystems (nicht gezeigt) nicht mit der Zeit driften. Die nachfolgende Gleichung wird in dieser Situation verwendet:
    Gmax.T/Gmin. T = AT = eine Konstante für feste Betriebsbedingungen,
    wobei: Gmax.T die maximale Elementverstärkung beim Senden ist, Gmin.T die minimale Elementverstärkung beim Senden ist, AT der Einstellungsbereich der Sendeamplitude ist und die Größe in Bezug auf die Verstärkungskompression gesetzt wird.
  • Während dem nachfolgenden Betrieb der Antenne 15 wird der HF-Sende-Ansteuerungspegel eingestellt, so dass die Einstellungsbereiche des Sendemoduls 11 dem ursprünglichen Satz entsprechen, der während der Erst-Kalibrierung festgelegt wurde. D. h., dass der HF-Ansteuerungspegel der Verstärker 13 eingestellt wird, so lange, bis die geringste Abweichung von allen aufgenommenen Element-Amplituden-Einstellungsbereichen erreicht wird. Dieser eingestellte Pegel ist optimal und wird durch relative HF-Messungen (Maximum- oder Minimum-Verstärkungsverhältnisse) gefunden, oder durch einen best-fit-Vorgang, falls die gemessenen Werte nicht exakt wie erwartet kommen, basierend auf vorhergehenden Messungen.
  • HF-Ansteuerungspegel für die Sende/Empfangsmodule 11, die einen Dämpfer sowohl für das Senden als auch für das Empfangen teilen, werden bestimmt, indem das vorliegende Verfahren 30 wie folgt verwendet wird. Der nichtgesättigte Empfangs-Einstellungsbereich wird zusammen mit dem gesättigten Sende-Amplitudeneinstellungsbereich verwendet, um die Verstärkungskompressionswerte direkt zu erhalten. Dies hat den Vorteil, dass Kompressionsinformation geliefert wird, die unabhängig ist von dem Drift in dem Amplituden-Einstellungsbereich. Die nachfolgenden Gleichungen werden in dieser Situation eingesetzt. Gmax.R/Gmin.R = AR, und Gmax.T/Gmin.T = AT = AR/Acomp, (Gmax.R/Gmin.R)/(Gmax.T/Gmin.T) = AR/AR/Acomp = Acomp = Sende-Verstärkungskompression. Acomp = eine Konstante für feste Betriebsbedingungen,
    wobei: Gmax.T die maximale Elementverstärkung beim Senden ist, Gmin.T die minimale Elementverstärkung beim Senden ist, AT der Einstellungsbereich der Sendeamplitude ist, Gmax.R die maximale Elementverstärkung beim Empfang ist, Gmin.R die minimale Elementverstärkung beim Empfang ist, AR der Einstellungsbereich der Empfangsamplitude ist.
  • Verteilte parallele HF-Sende-Ansteuerungsverstärker 13 werden amplitudeneingestellt, indem das vorliegende Verfahren 30 in der gleichen Weise wie bei einem einzelnen HF-Ansteuerungsverstärker 13 verwendet wird. Die Amplitudensteuerungsvorrichtungen (Amplitudeneinstellungsmittel 12) in Übereinstimmung mit jedem einzelnen individuellen HF-Ansteuerungsverstärker 13 werden eingestellt, um eine Sende-Verstärkungskompression in den Sendemodulen 11 zu erzielen, die mit den Anfangskalibrierungsmessungen der Gruppenantenne 15 übereinstimmt.
  • Das HF-Ansteuerungspegel-Kalibrierungsverfahren 30 ermöglicht den Ersatz unterschiedlicher HF-Sende-Ansteuerungsverstärker 13 in dem System 10. Da die Vorrichtung für die relative HF-Messung 19 eingesetzt werden kann, um die Richtigkeit der HF-Ansteuerungspegel basierend auf den Messungen der Gruppenantenne 15 zu bestimmen, kann der passende HF-Ansteuerungspegel für jeden bestimmten Verstärker 13 festgelegt werden. Bedenken bezüglich der Eigenschaften des HF-Ansteuerungsverstärkers 13 und dessen absolute Leistungseinpegelung sind keine Probleme, wenn das Verfahren 30 verwendet wird, wie dies bei Verfahren der absoluten Leistungsbestimmung ist.
  • Das Verfahren 30 liefert eine Korrektur der Zustands-Befehls-Linearisierungs-Tabellen für das Sendemodul 11. Die Befehls-Linearisierungs-Tabellen werden eingesetzt, um Ungenauigkeiten in den Quantisierungsschrittgrößen zu kompensieren. Ein idealer Quantisierer hat typischerweise gleiche Schrittgrößen über den Quantisierungsbereich. Bei der Umsetzung in praktischen Vorrichtungen variieren die Quantisierungsschritte gegenüber dem Ideal. Befehls-Linearisierungs-Tabellen korrigieren diese Abweichungen vom Ideal. Die Sende-Befehlszustandslinearisierung wird begrenzt durch zwei Hauptgründe. Diese Gründe sind die Abweichung der digital gesteuerten HF-Dämpferzustände von ihren idealen Design-Quantisierungswerten und die Abweichung bezüglich der Linearität des Verhältnisses von Pin zu Pout (Verstärkungskompression) des Sendemoduls 11.
  • Da die Radar-Sendewellenformeigenschaften (relative Einschaltdauer bzw. Tastverhältnis und Impulswiederholfrequenz) während des Betriebs des Antennensystems 10 sich ändern, treten damit verbundene Veränderungen in der thermischen Umgebung der Komponenten des Sendemoduls 11 auf. Diese thermischen Veränderungen neigen dazu, lineare Verstärkungsänderungen hervorzurufen, die zu einer Veränderung der Einstellbereichswerte der Sendeamplitude führen. Durch Einstellen der HF-Sende-Ansteuerungspegel zur Aufrechterhaltung eines konstanten Amplitudeneinstellungsbereichs können durch Wellenformabweichungen hervorgerufene Phasen- und Amplitudenfehler-Zunahmen in großem Umfang beseitigt werden. Die vorliegende Erfindung nutzt dieses Prinzip, um den nutzbaren Sendewellenformbereich der Befehlszustands-Linearisierungs-Tabellen auszudehnen.
  • Experimente mit gemessenen Daten und Beschreibung wurden für Sendemodule 11 ausgeführt, um die Durchführbarkeit der vorliegenden Erfindung nachzuweisen. Zwei Experimente wurden ausgeführt, um zu zeigen, dass der Sende-Einstellungsbereich (Kompression) steuerbar ist in einer deterministischen Weise über die HF-Sende-Ansteuerungseinstellungen, und um zu zeigen, dass eine kalibrierte Fehlerleistung über die HF-Sende-Ansteuerungseinstellung wiederhergestellt werden kann.
  • Das erste Experiment demonstriert das Verhältnis zwischen Einstellungsbereich der Sendeamplitude und dem HF-Sende-Ansteuerungspegel. Ein Sendemodul 11 unter Test zeigt ein vorhersehbares Verhalten, wenn es mit variierenden HF-Sende-Ansteuerungssignalpegeln betrieben wird. Die Ausgangsleistung des Sendemoduls 11 variiert sehr wenig auf Grund seines gesättigten Betriebszustands. Die Differenz zwischen minimaler und maximaler Leistung des Moduls 11 (Moduleinstellungsbereich) ist linear in dB mit dem HF-Sende-Ansteuerungspegel skaliert. 2 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Amplitudeneinstellungsbereichs von dem HF-Sende-Ansteuerungspegel zeigt. Dieses Verhältnis kann eingesetzt werden, um den HF-Sende-Ansteuerungspegel zu ändern, um den gewünschten Amplitudeneinstellungsbereich zu erzielen. Die Korrekturen des HF-Ansteuerungspegels können folglich durch ein Verhältnis von HF-Messungen (Pout bei maximaler und minimaler angewiesener Dämpfung) bestimmt werden.
  • Das zweite Experiment demonstrierte die Wiederherstellung kalibrierter Fehlerleistung über die Einstellung des HF-Sende-Ansteuerungspegels. Daten wurden bei diesem Experiment gesammelt, um zu zeigen, dass eine gute Fehlerleistung wiederhergestellt werden kann, wenn die Betriebsbedingungen sich von jenen unterscheiden, die während der Kalibrierungs-Datensammlung existierten. Kalibrierungsdaten wurden für eine Sendewellenform mit 35% relativer Einschaltdauer (Tastverhältnis) bei einem nominalen HF-Sende-Ansteuerungspegel gesammelt. Kalibrierungszustands-Befehlslinearisierungs-Tabellen, die in dem Antennencontroller 18 verwendet werden, wurden für diese Daten erzeugt, und die RMS-Fehlerleistung für den Basissatz der Bedingungen wurde berechnet. Tabelle 1 zeigt den kalibrierten Fehler gegen über dem HF-Sende-Ansteuerungspegel. Die erste Datenlinie in Tabelle 1 zeigt den Einstellungsbereich der Amplitude zusammen mit den RMS-Phasen- und Verstärkungsfehlern für den Basissatz der Bedingungen.
  • Daten für eine Sendewellenform mit 15% Tastverhältnis (bei nominaler Sendeansteuerung) wurden ebenfalls für das Sendemodul 11 gesammelt. RMS-Phasen- und Verstärkungsfehler wurden für einen Betrieb mit 15% Tastverhältnis berechnet, während die Befehls-Linearisierungs-Tabellen verwendet wurden, die für die Sendebedingungen der Basislinie bei 35% Tastverhältnis festgelegt wurden. Die zweite Reihe der Tabelle 1 zeigt, dass der Fehler für diesen Fall auf 2,06 dB Verstärkung und 2,63° Phase anstieg. Ähnlich sank der Amplitudeneinstellungsbereich um 2,27 dB (23,24–20,97). Die unteren drei Reihen der Tabelle 1 zeigen, dass durch Einstellen des HF-Sende-Ansteuerungspegels nach unten um 2,4 dB die Einstellungsbereichs- und Kalibrierungsfehlerleistung innerhalb akzeptabler Grenzen der Messungs-Wiederholbarkeit wiederhergestellt wird.
  • Tabelle 1
    Figure 00140001
  • Zum Zwecke der Vervollständigung ist 3 ein Flussdiagramm, das die Schritte des erfindungsgemäßen HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahrens 30 zeigt. Der erste Schritt umfasst das Kalibrieren 31 der HF-Sende-Ansteuerungsempfänger 13 eines aktiven phasengesteuerten Gruppenantennensystems 10 mit einem Sendemodul 11, das HF-Sende-Ansteuerungsempfänger 13 aufweist bei einem vorgegebenen Sende-Tastverhältnis und Impulswiederholfrequenz. Der zweite Schritt weist das Messen 32 relativer HF-Messungen eines Einstellungsbereichs der Sendeamplitude des Sendemoduls 11 auf. Der dritte Schritt umfasst das Bestimmen 33 der Korrekturfaktoren für HF-Ansteuerungspegel der HF-Sende-Ansteuerungsverstärker 13 so, dass der Einstellungsbereich der Sendeamplitude des Moduls 11 konstant ist. Der vierte Schritt umfasst das Einstellen 34 des HF-Ansteuerungspegels der HF-Sende-Ansteuerungsverstärker 13, indem die Korrekturfaktoren verwendet werden. Das Ergebnis der Verwendung der Korrekturfaktoren wird die Leistung der Phasen- und Verstärkungsbefehls-Linearisierungs-Tabelle der Sendemodule 11 erhalten.
  • Somit wurde ein HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren zur Verwendung bei aktiven phasengesteuerten Gruppenantennen offenbart, das Phasen- und Verstärkungsbefehls-Linearisierungstabellen sowie Phasenvariabilität verknüpft mit einer Ansteuerungsveränderung wiederherstellt.

Claims (6)

  1. HF-Ansteuerungspegel-Einstellungsverfahren zur Benutzung in einem aktiven phasengesteuerten Gruppenantennensystem (10) mit einem Sendemodul (11), das einen HF-Sende-Ansteuerungsverstärker (13) aufweist, wobei der HF-Ansteuerungspegel des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers unter Nutzung von Korrekturfaktoren eingestellt wird, wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist: Kalibrieren des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13) für ein vorbestimmtes Sende-Tastverhältnis und eine Impulswiederholfrequenz; Durchführen relativer HF-Messungen des Sende-Amplituden-Einstellbereichs (AT) des Sendemoduls (11) für eine Anzahl von Tastverhältnissen und Impulswiederholfrequenzen, die die Betriebsbedingungen überspannen, die das System (10) erfährt; Bestimmen der Korrekturfaktoren für HF-Ansteuerungspegel des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13), so dass ein konstanter Amplituden-Einstellbereich (AT) des Sendemoduls (11) aufrecht erhalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Einstellung des HF-Ansteuerungspegels des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13) ein Einstellen einer Amplituden-Einstellschaltung (12) umfasst, die mit dem Verstärker (13) verbunden ist, um den HF-Ansteuerungspegel eines HF-Ansteuerungssignals einzustellen, das dem HF-Ansteuerungsverstärker (13) zugeführt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einstellens des HF-Ansteuerungspegels des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13) ein Einstellen eines digital gesteuerten Dämpfungsglieds umfasst, das mit dem Verstärker (13) gekoppelt ist, um den HF-Ansteuerungspegel eines HF-Ansteuerungssignals einzustellen, das dem HF-Ansteuerungsverstärker (13) zugeführt ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens des Korrekturfaktors das Berechnen der Korrekturfaktoren unter Nutzung der Gleichung umfasst: Gmax.T/Gmin.T = AT = eine Konstante für festgelegte Betriebsbedingungen, wobei : Gmax.T die maximale Elementarverstärkung beim Senden ist, Gmin.T die minimale Elementarverstärkung beim Senden ist, AT der Sende-Amplituden-Einstellbereich ist und wobei die Größe in Beziehung steht zu der Verstärkungskompression.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive phasengesteuerte Gruppenantennensystem (10) Sende/Empfangsmodule aufweist, die ein Dämpfungsglied sowohl für das Senden als auch für das Empfangen teilen, und wobei der Schritt des Bestimmens der Korrekturfaktoren für die Sende/Empfangsmodule (11) ein Berechnen der Korrekturfaktoren nach der Gleichung umfasst: Gmax.R/Gmin.R = AR, und Gmax.T/Gmin.T = AT = AT/Acomp, (Gmax.R/Gmin.R )/(Gmax.T/Gmin.T) = AR/AR/Acomp = Acomp = Sendeverstärkungskompression, Acomp = Konstante für festgelegte Betriebsbedingungen, wobei: Gmax.T die maximale Elementarverstärkung beim Senden ist, Gmin.T die minimale Elementarverstärkung beim Senden ist, AT der Sende-Amplituden-Einstellbereich ist, Gmax.R die maximale Elementarverstärkung beim Empfang ist, Gmin.R die minimale Elementarverstärkung beim Empfang ist und AR der Empfangs-Amplituden-Einstellbereich ist.
  6. HF-Ansteuerungspegel-Einstellvorrichtung in einem aktiven phasengesteuerten Gruppenantennensystem (10) mit einem Sendemodul (11), das einen HF-Sende-Ansteuerungsverstärker (13) und ein Mittel zum Einstellen des HF-Ansteuerungspegels des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13) unter Nutzung von Korrekturfaktoren aufweist, gekennzeichnet durch: Mittel zum Kalibrieren des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13) für ein vorbestimmtes Sende-Tastverhältnis und Impulswiederholfrequenz; Mittel zur Ausführung relativer HF-Messungen des Sende-Amplituden-Einstellbereichs (AT) des Sendemoduls (11) für eine Anzahl von Tastverhältnissen und Impulswiederholfrequenzen, die die Betriebsbedingungen überspannen, die das System (10) erfährt ; Mittel zum Bestimmen der Korrekturfaktoren für HF-Ansteuerungspegel des HF-Sende-Ansteuerungsverstärkers (13), so dass ein konstanter Amplitudeneinstellbereich (AT) des Sendemoduls (11) aufrecht erhalten wird.
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