一种多通道相控阵发射机幅相校准系统和方法

1.本发明属于无线通信技术领域，具体涉及多通道相控阵发射机幅相校准系统和方法。

背景技术：

2.在无线通信领域，相控阵发射机往往有多个发射通道。为达到发射机理想的性能，需要通道之间的幅度和相位有较好的一致性。但由于芯片制造工艺、温度等非理想因素导致多通道之间幅相存在偏差，因此需要对多通道相控阵发射机的幅相进行校准。
3.传统的相控阵发射通道间幅相校准方法需要通过天线发射，并且需要对应的接收装置和矢量网络分析仪等，对硬件要求较高。额外的校准设备也需要消耗大量场地和时间，当待校准通道个数较多时，测量效率低。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可节省场地和时间消耗的多通道相控阵发射机幅相校准系统和方法。
5.本发明提供的多通道相控阵发射机幅相校准系统，其电路模块包括：n路发射通道100，为待测的多通道相控阵发射机；n为不小于2的自然数；输出动态匹配网络110，用于实现n路发射通道输出端与天线在不同应用下的阻抗匹配，天线前端与多路选择器1（mux1）120相连；该模块可片上集成或部分片上集成；多路选择器1（mux1）120，可以选通单个或多个n路发射通道的输出信号进入多路选择器1（mux1）120，合成后进入下变频模块130；该模块可片上集成或部分片上集成；下变频模块130，对上述多路选择器1（mux1）120的输出信号下变频至中频，进入幅相检测模块140；该模块可片上集成或部分片上集成；幅相检测模块140，用于检测中频信号的幅度和相位；该模块可片上集成或部分片上集成；多路选择器2（mux2）150，用于选择校准信号的输入，既可以实现系统内部闭环自动化校准，也可以选择外部信号输入外部校准；该模块可片上集成或部分片上集成；控制模块160，用于控制多路选择器1（mux1）120和多路选择器2（mux2）（150）的选通，接收幅相检测模块140或外部校准信号的幅度和相位信息实现自动化校准，并将校准后的控制信息储存进寄存器模块170；该模块可片上集成或部分片上集成；寄存器模块170，用于将发射通道的幅度和相位校准后得到的控制信息进行存储；该模块可片上集成或部分片上集成；采用可片上集成或部分片上集成的电路模块配合控制模块160构成一个可闭环对幅相校准的系统，实现自动化高效的相控阵多通道幅相校准。
6.本发明还提供基于上述系统的多通道相控阵发射机幅相校准方法，具体步骤如下：（1）控制模块160控制多路选择器1（mux1）120选择一个或多个发射通道作为参考
31.5db，相移量：0-360
°
），在每个衰减量和相移量对应的状态下，对通道2、3、4
…
n进行幅度和相位的校准，即完成了相控阵发射通道的相位校准工作。

技术特征：

1.一种多通道相控阵发射机幅相校准系统，其特征在于，包括：（1）n路发射通道（100），为待测的多通道相控阵发射机；n为不小于2的自然数；（2）输出动态匹配网络（110），用于实现n路发射通道输出端与天线在不同应用下的阻抗匹配，天线前端与第一多路选择器（120）相连；该模块可片上集成或部分片上集成；（3）第一多路选择器（120），用于选通单个或多个n路发射通道的输出信号进入第一多路选择器（120），合成后进入下变频模块（130）；该模块可片上集成或部分片上集成；（4）下变频模块（130），对上述第一多路选择器（120）的输出信号下变频至中频，进入幅相检测模块（140）；该模块可片上集成或部分片上集成；（5）幅相检测模块（140），用于检测中频信号的幅度和相位；该模块可片上集成或部分片上集成；（6）第二多路选择器（150），用于选择校准信号的输入，实现系统内部闭环自动化校准，或者选择外部信号输入外部校准；该模块可片上集成或部分片上集成；（7）控制模块（160），用于控制第一多路选择器（120）和第二多路选择器（150）的选通，接收幅相检测模块（140）或外部校准信号的幅度和相位信息实现自动化校准，并将校准后的控制信息储存进寄存器模块（170）；该模块可片上集成或部分片上集成；（8）寄存器模块（170），用于将发射通道的幅度和相位校准后得到的控制信息进行存储；该模块由片上集成或部分片上集成；采用片上集成或部分片上集成的电路模块配合控制模块（160）构成一个可闭环对幅相校准的系统，实现自动化高效的相控阵多通道幅相校准。2.一种基于权利要求1所述系统的多通道相控阵发射机幅相校准方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）控制模块（160）控制第一多路选择器（120）选择一个或多个发射通道作为参考通道，选择其余通道的的一个或多个作为待校准通道；（2）控制模块（160）给出一组控制信息，分别设置参考通道和待校准通道的幅度和相位；设置完成后，输出信号经过功分器（101）将射频输入信号分为n路，进入n路发射通道经过衰减器阵列（103）移相器阵列（104）调制；调制信号经过输出动态匹配网络（110）、第一多路选择器（120）、下变频模块（130）后，通过幅相检测模块将幅度和相位信息传输给控制模块（160））；（3）控制模块（160）控制第二多路选择器（150）选择根据幅度相位检测结果或根据外部校准信号输入，分别计算参考通道和待校准通道的幅度差和相位差，根据幅度差和相位差调整衰减器阵列（103）和移相器阵列（104），直至完成校准；并将校准后所得到的待测试通道的控制信息存储进寄存器模块（170）；（4）再次选择其余通道的一个或多个作为待校准通道，重复步骤（2）、（3）直至完成所有通道的幅度和相位的校准；（5）再由控制模块（160）给出另一组控制信息，重复步骤（2）、（3）、（4）直至完成所需幅度和相位的校准。

技术总结

本发明属于无线通信技术领域，具体为一种多通道相控阵发射机幅相校准系统和方法。本发明系统包括：N路发射通道、输出动态匹配网络、第一多路选择器、第二多路选择器、下变频模块、幅相检测模块、控制模块和寄存器模块；上述模块构成一个闭环检测系统；在天线发射前端，N路发射通道的输出端经过输出动态匹配网络连接至第一多路选择器和天线；控制模块控制第一多路选择器对多通道的输出信号进行选择，输出信号经下变频模块后，通过幅相检测模块测量其幅度和相位，控制模块利用相控阵发射通道本身的衰减器阵列和移相器阵列完成多通道的幅相校准。该系统可实现片上集成或部分片上集成，无需矢量分析仪等检测设备即可实现自动化高速校准。校准。校准。