检测天线阵列和/或与其耦合的设备的缺陷的系统和方法技术方案

本文公开的各种说明性实施例一般涉及通过使用由发射天线阵列向位于发射天线阵列的远场区域中的接收天线发射的射频调试信号来检测缺陷。被配置为提供与发射天线阵列的信号辐射分布有关的信息的射频调试信号在接收天线中被接收并被传送到测试单元。测试单元将接收的射频调试信号数字化以获得数字数据集，并将反向传播算法应用于数字数据集以导出发射阵列的重构近场表示。将重构的近场表示与信号辐射参考模板进行比较，以便检测指示发射天线阵列和/或耦合到发射天线阵列的被测设备的缺陷的缺陷幅度和/或缺陷相位。

Systems and methods for detecting defects in antenna array and / or its coupled devices

Various illustrative embodiments disclosed in this paper generally involve detecting defects by using radio frequency debug signals emitted from the transmitting antenna array to the receiving antennas in the far-field area of the transmitting antenna array. The radio frequency debugging signal configured to provide information related to the radiation distribution of the antenna array is received in the receiving antenna and transmitted to the test unit. The test unit digitally receives the RF debugging signal to get the digital data set, and applies the back propagation algorithm to the digital data set to derive the reconstructed near field representation of the transmitting array. The reconstructed near-field representation is compared with the signal radiation reference template, in order to detect the defect amplitude and / or defect phase indicating the defect of the transmitting antenna array and / or the defective equipment that is coupled to the transmitting antenna array.

【技术实现步骤摘要】
检测天线阵列和/或与其耦合的设备的缺陷的系统和方法
技术介绍
微波和毫米波天线变得越来越流行和普及。这种天线被并入用于各种应用的各种各样的设备中。作为各种各样的结果，面向于尺寸不是重要问题的某些类型应用的设备可以以模块化方式封装，其允许用户灵活地不仅使用子组件的各种组合，而且许可对这些子组件的各种内部组件的一定水平的访问。另一方面，面向于优选小尺寸的应用的其它设备使用高度集成的封装方法，其提供紧凑单元但使得访问单元的内部部件相对困难。然而，可以理解，不管这些设备及其应用的封装如何，期望人们在使用这些设备时出现问题的情况下具有调试这些设备的能力。在包括射频天线的设备上执行这种调试操作的传统方法涉及技术人员使用扫描仪或探头以在本领域中已知为射频天线的近场辐射区域中执行信号测量。不幸的是，近场信号测量往往不仅执行起来麻烦，而且当不正确地执行时也往往会提供误导或错误的结果。误导或错误的结果可能由于各种原因而发生，诸如当没有经验的技术人员例如通过将探头直接接触天线或通过相对于天线不正确地定向探头而以不正确的方式使用扫描仪或探头时。在一些情况下，即使有经验的技术人员也可能仅仅通过将外物引入近场辐射区域的动作而获得误导或错误的结果。例如，在一些情况下，当被引入天线的近场区域中时，探头可能改变天线的辐射特性，并提供不准确地反映在没有探头的情况下存在的信号值的信号测量。
技术实现思路
本公开的某些实施例可以提供用于检测发射天线阵列和/或使用发射天线阵列的被测设备中的缺陷的技术效果和/或解决方案。作为示例性缺陷检测过程的一部分，发射天线阵列被配置为朝向位于发射天线阵列的远场区域中的接收天线发射射频(RF)调试信号。在耦合到接收天线的测试单元中处理射频调试信号，以导出发射天线阵列的重构的近场表示。可以将发射天线阵列的重构的近场表示与发射天线阵列的参考信号辐射模板进行比较，以便识别发射天线阵列的一个或多个辐射元件和/或使用该发射天线阵列的被测设备的各种元件中的缺陷。根据基于本公开的一个示例性实施例，一种方法包括在接收天线中接收由发射天线阵列发射的射频调试信号，所述接收天线位于发射天线阵列的远场区域中，所述发射天线阵列配置为经由所述射频调试信号传播指示所述发射天线阵列的信号辐射分布的信息。该方法还包括对在接收天线中接收的射频调试信号执行缺陷检测过程。所述缺陷检测过程包括：通过将接收天线中接收的射频调试信号数字化来获得数字数据集；将反向传播算法应用于所述数字数据集以导出所述发射天线阵列的重构的近场表示，所述重构的近场表示指示所述发射天线阵列的信号辐射分布；和使用所述发射天线阵列的重构的近场表示来识别以下中的至少一个：a)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的一个或多个缺陷，或b)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的零缺陷。根据本公开的另一示例性实施例，一种方法包括：识别发射天线阵列的第一组辐射元件；识别所述发射天线阵列的第二组辐射元件，使得所述第二组辐射元件的每个单独的辐射元件位于所述第一组辐射元件的两个或更多个辐射元件之间；和通过利用根据调试代码序列格式化的天线馈送信号驱动所述发射天线阵列来发射所述射频调试信号，所述调试代码序列至少部分地被选择，以配置第一组辐射元件以发射具有第一信号相位的第一射频信号分量，并且配置所述第二组辐射元件以发射具有第二信号相位的第二射频信号分量。根据基于本公开的又一示例性实施例，一种缺陷检测系统包括接收天线和元件缺陷检测器。接收天线配置为接收由发射天线阵列发射的射频调试信号，射频调试信号包括具有第一信号相位的第一射频信号分量和具有第二信号相位的第二射频信号分量，所述第一信号相位和所述第二信号相位被选择成提供指示所述发射天线阵列的信号辐射分布的信息。耦合到接收天线的元件缺陷检测器配置为执行缺陷检测过程。缺陷检测过程包括：通过对射频调试信号进行数字化来获得数字数据集；将反向传播算法应用于所述数字数据集以导出所述发射天线阵列的重构的近场表示，所述重构的近场表示指示所述发射天线阵列的信号辐射分布；使用所述发射天线阵列的所述重构的近场表示来识别所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中至少之一的零个或更多个缺陷。附图说明通过结合所附权利要求和附图参考以下描述，可以更好地理解本专利技术的许多方面。在各个附图中，相同的附图标记表示相同的结构元件和特征。为了清楚起见，并非每个元件在每个图中都用数字标记。附图不一定按比例绘制；而是强调说明本专利技术的原理。附图不应被解释为将本专利技术的范围限制为本文所示的示例性实施例。图1示出根据本公开的包括接收天线的缺陷检测系统的示例性实施例，该接收天线被布置成接收由发射天线阵列发射的射频调试信号。图2示出发射天线阵列使用根据本公开选择的信号传输锥角向接收天线发射所述射频调试信号。图3示出根据本公开的用于从发射天线阵向接收天线发射射频调试信号的示例性天线信号馈送布置。图4示出发射天线阵列的第一示例性信号辐射分布，信号辐射分布指示一组有缺陷的辐射元件。图5示出根据本公开的对应于第一示例性信号辐射分布的发射天线阵列的示例性重构近场表示。图6示出发射天线阵列的第二示例性信号辐射分布，信号辐射分布指示列中的一组有缺陷的辐射元件。图7示出根据本公开的对应于第二示例性信号辐射分布的发射天线阵列的重构近场表示。图8示出发射天线阵列的第三示例性信号辐射分布，信号辐射分布指示一行中的一组有缺陷的辐射元件。图9示出根据本公开的对应于第三示例性信号辐射分布的发射天线阵列的重构近场表示。图10示出发射天线阵列的第四示例性信号辐射分布，信号辐射分布指示一行中的第一组有缺陷的辐射元件和列中的第二组有缺陷的元件。图11示出根据本公开的对应于第四示例性信号辐射分布的发射天线阵列的重构近场表示。图12示出根据本公开的当使用示例性信号传输广角锥角发射所述射频调试信号时的示例性发射天线阵列的重构近场表示。图13示出根据本公开的示例性缺陷检测过程的流程图。图14示出根据本公开的一些示例性三重调试编码方案。具体实施方式贯穿本说明书，为了说明本专利技术构思的使用和实现方案的目的，描述了实施例和变型。说明性描述应当被理解为呈现专利技术性概念的示例，而不是限制本文所公开的概念的范围。为此，在本文中使用某些词语，短语和标签仅用于描述本公开的一些方面，因此，本文的词语，短语和标签包括本领域普通技术人员可以理解的各种其他方面。例如，标签“接收天线”和“发射天线阵列”在这里仅仅为了方便起见而用于指示被配置为执行信号“接收”功能的第一天线与被配置为执行信号“接收”功能的第二天线之间的功能差异以执行信号“发送”功能。然而，如本领域普通技术人员可以理解的，天线通常是无源元件，其可以可互换地和/或同时地用于接收信号以及用于发射信号。因此，在根据本公开的各种替代实施例中，可以使用所谓的“接收天线”来发送信号，并且根据本公开的所谓的“发送天线阵列”可以用于在各种替代实施例中接收信号。更具体地，应当理解，在一些情况下，可以从“接收天线115”向“发射天线阵列109”发射一个或多个射频信号，以便实现一些接收机功能，其可以包括配置根据本公开的被测器件105中的一个或多个低噪声放大器(未示出)的增益设置。作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在接收天线中接收由发射天线阵列发射的射频调试信号，所述接收天线位于所述发射天线阵列的远场区域中，所述发射天线阵列配置为经由所述射频调试信号来传播指示所述发射天线阵列的信号辐射分布的信息；和对在所述接收天线中接收到的所述射频调试信号执行缺陷检测过程，所述缺陷检测过程包括：通过将接收天线中接收的射频调试信号数字化来获得数字数据集；将反向传播算法应用于所述数字数据集以导出所述发射天线阵列的重构的近场表示，所述重构的近场表示指示所述发射天线阵列的信号辐射分布；和使用所述发射天线阵列的重构的近场表示来识别以下中的至少一个：a)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的一个或多个缺陷，或b)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的零缺陷。

【技术特征摘要】
2016.09.16 US 15/268,0161.一种方法，包括：在接收天线中接收由发射天线阵列发射的射频调试信号，所述接收天线位于所述发射天线阵列的远场区域中，所述发射天线阵列配置为经由所述射频调试信号来传播指示所述发射天线阵列的信号辐射分布的信息；和对在所述接收天线中接收到的所述射频调试信号执行缺陷检测过程，所述缺陷检测过程包括：通过将接收天线中接收的射频调试信号数字化来获得数字数据集；将反向传播算法应用于所述数字数据集以导出所述发射天线阵列的重构的近场表示，所述重构的近场表示指示所述发射天线阵列的信号辐射分布；和使用所述发射天线阵列的重构的近场表示来识别以下中的至少一个：a)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的一个或多个缺陷，或b)所述发射天线阵列或耦合到所述发射天线阵列的被测设备中的至少一个的零缺陷。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：选择第一信号相位和第二信号相位，用于配置所述发射天线阵列以经由所述射频调试信号传播指示所述发射天线阵列的信号辐射分布的信息；使用所述第一信号相位来配置所述发射天线阵列的第一组辐射元件，以发射具有所述第一信号相位的所述射频调试信号的第一部分；和使用第二信号相位来配置所述发射天线阵列的第二组辐射元件，以发射具有所述第二信号相位的所述射频调试信号的第二部分，所述第二组辐射元件中的每个单独的辐射元件位于所述第一组辐射元件的两个或更多个辐射元件之间。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一信号相位相对于所述第二信号相位偏移180度，并且所述第一组辐射元件或所述第二组辐射元件中的至少一个包括所述发射天线阵列的行或列中的至少一个的每个辐射元件。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：使用调试代码序列来配置所述第一组辐射元件以发射具有所述第一信号相位的所述射频调试信号的所述第一部分，并且配置所述第二组辐射元件以发射具有所述第二信号相位的所述射频调试信号的所述第二部...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·李，C·L·科尔曼，G·D·范韦格伦，
申请(专利权)人：是德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US