天线阵列自校准制造技术

一种用于校准天线阵列的方法和装置。所述装置包括第一和第二耦合器、校准收发器和控制器。第一耦合器可操作地连接到第一数目的天线。第二耦合器可操作地连接到第二数目的天线。校准收发器经公共路径可操作地连接到第一和第二耦合器。控制器被配置为基于由校准收发器经公共路径、从第一和第二耦合器接收的或发送到第一和第二耦合器的至少一个或多个信号来执行对第二数目的天线的至少一个或多个发送/接收路径的校准。第一和第二数目的天线可以各自只包括一个天线，或者第一和第二数目的天线可以各自是多个天线的组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及收发器校准。更特别地，本公开涉及天线阵列自校准。
技术介绍
多天线发送和接收系统中，由不同的天线路径发送和接收多个信号。由于若干因素，包括加工公差、网络条件和干扰，由不同天线路径发送的信号可能经历不同于预期的相移和/或时间延迟，而导致收发器性能的降低。校准天线路径可以减小或消除这些差异。在安装前使用外部设备可以校准天线阵列。然而，这些方法只能被用于离线校准，其适合于无源天线阵列而不适合有源天线阵列。也可以使用包括在天线阵列内的额外的电路来校准天线阵列。然而，包括额外的电路可能在计算校准所需的参数中引进额外的误差。这个误差可能随着包括在天线阵列中的天线和天线路径的数目而成指数地增长。
技术实现思路
本公开提供了天线阵列自校准。在一示例实施例中，提供了一种用于校准天线阵列的装置。所述装置包括第一和第二耦合器、校准收发器和控制器。第一耦合器可操作地连接到第一数目的天线。第二耦合器可操作地连接到第二数目的天线。校准收发器经公共路径可操作地连接到第一和第二耦合器。控制器被配置为基于由校准收发器经公共路径、从第一和第二耦合器接收的或发送到第一和第二耦合器的至少一个或多个信号来执行对第二数目的天线的至少一个或多个发送/接收路径的校准。在另一示例实施例中，提供了一种用于校准天线阵列的装置。所述装置包括多个耦合器、多个T型接头和控制器。每个耦合器可操作地连接到天线阵列中的天线。每个T型接头经公共路径将对于成对的临近天线的耦合器可操作地连接到校准收发器。控制器被配置为基于由校准收发器经公共路径从耦合器接收或发送到耦合器的至少一个或多个信号来执行对成对的临近天线的校准。还是另一示例实施例中，提供了一种用于校准天线阵列的装置。所述装置包括多个耦合器、多个T型接头和控制器。每个耦合器可操作地连接到天线阵列中的天线组。每个T型接头经公共路径将对于成对的临近天线组的耦合器可操作地连接到校准收发器。控制器被配置为基于由校准收发器经公共路径从耦合器接收或发送到耦合器的至少一个或多个信号来执行对成对的临近天线组的校准。为了执行发送器校准，控制器被配置为测量将由成对的临近天线组中的第一天线组发送的一个或多个信号，测量将由成对的临近天线组中的第二天线组发送的一个或多个信号，计算对于将由第一天线组发送的一个或多个信号相对于将由第一天线组发送的一个或多个信号的相位差和时间延迟，以及发送一个或多个信号以调整将由第二天线组发送的信号的相位或时间延迟中的至少一个。为了执行接收器校准，控制器被配置为测量由校准收发器发送的、由可操作地连接到成对的临近天线组中的第一天线组的一个或多个第一收发器接收的一个或多个信号，测量由校准收发器发送的、由可操作地连接到成对的临近天线组中的第二天线组的一个或多个第二收发器接收的一个或多个信号，计算对于由一个或多个第二收发器接收的一个或多个信号相对于由一个或多个第一收发器接收的一个或多个信号的相位差和时间延迟，并且发送一个或多个信号以调整由第二天线组接收的信号的相位和时间延迟中的至少一个。对于天线阵列中的天线组的发送/接收路径包括多个临近对的发送/接收路径，并且控制器被配置为通过相对于与第一临近的发送/接收路径对中的一个发送/接收路径执行对第一临近的发送/接收路径对中的另一发送/接收路径的校准并且相对于与第一临近的发送/接收路径对中已校准的发送/接收路径执行对下一个临近的发送/接收路径对中的发送/接收路径的校准，来递归地执行对天线阵列中临近的发送/接收路径对的校准。还是另一示例实施例中，提供了一种用于校准天线阵列的方法。所述方法包括以下两个操作中的至少一个：由校准收发器经将第一耦合器和第二耦合器连接到校准电路的公共路径、从可操作地连接到第一数目的天线的第一耦合器和可操作地连接到第二数目的天线的第二耦合器接收一个或多个信号，或者由校准收发器经将第一耦合器和第二耦合器连接到校准电路的公共路径、向可操作地连接到第一数目的天线的第一耦合器和可操作地连接到第二数目的天线的第二耦合器发送一个或多个信号。此外，所述方法包括基于经公共路径接收的一个或多个信号或发送的一个或多个信号中至少其一，来执行对第二数目的天线的至少一个或多个发送/接收路径的校准。从下面的特征、描述和权利要求中，其它的技术特征对本领域技术人员可以是容易显见的。在进行以下具体描述之前，说明贯穿本专利文档使用的某些词语和短语的定义可能是有益的。术语“耦合”及其衍生词指代两个或更多个元件之间的任何直接或非直接的通信，无论这些元件彼此是否是物理接触的。术语“发送”、“接收”和“通信”及其衍生词包含直接和非直接的通信两者。术语“包括”和“包含”及其衍生词指的是无限制的包括。术语“或”是包括性的，意思是和/或。短语“与…关联”及其衍生词，指的是包括、被包括在内、与…互连、含有、被涵盖在内、连接到或与…连接、耦接到或与…耦接、与…通信、与…合作、交织、并排、靠近、与…紧密相连、有、具有…属性、与…有关等。术语“控制器”指的是控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分。这样的控制器可以在硬件或硬件和软件的组合和/或固件中被实施。与任何特定控制器关联的功能可以被集中或分布，无论在本地或远端地。短语“至少其中之一”，当与列表项一起使用时，意思是列表项中的一个或多个的不同组合可以被使用，并且可能只需要列表中的一项。例如，“A、B和C中的至少一个”包括任一以下组合：A、B、C、A和B、A和C、B和C，以及A和B和C。短语“数目的天线”指的是任意数目的天线—从一根天线到大于1的任何数目，例如，可以只包括一根天线或者可以包括上百根天线。此外，下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序实施或支持，每一个计算机程序是由计算机可读程序代码形成的并且在计算机可读媒介中具体化。术语“应用”和“程序”指代一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、步骤、功能、对象、类、实例、相关的数据或经改写以适合在合适的计算机可读程序代码中实施的其部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，计算机代码包含源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读媒介”包括可由计算机访问的任何类型的媒介，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、致密盘(CD)、数字视频盘(DVD)或任何其它类型的存储器。“非暂态”计算机可读媒介不包括传输暂时的电的或其它信号的有线的、无线的、光学的或其它通信链路。非暂态计算机可读媒介包括数据可以被永久地存储在其中的媒介和数据可以被存储在其中并之后被覆盖的媒介，诸如可重写的光盘或可擦除的存储器设备。贯穿本专利技术文档提供了对于其它某些词语和短语的定义。本领域的技术人员应当理解，在许多情况而非大多数情况下，这些定义适用于这样定义的词语和短语的从前的和将来的使用。附图说明为了对本公开及其优点的更加全面的理解，现在结合附图在以下描述中进行了引用，其中：图1示出了根据本公开的示例无线网络；图2示出了根据本公开的示例eNodeB(eNB)；图3示出了根据本公开的示例用户设备(UE)；图4示出了根据本公开的包括2个无线通信收发器和1个校准收发器的实例两收发器校准系统；图5A到图5C示出了根据本公开的示例T型接头(T-junction本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准天线阵列的装置，所述装置包含：第一耦合器，可操作地连接到第一数目的天线；第二耦合器，可操作地连接到第二数目的天线；校准收发器，可操作地经公共路径连接到所述第一和第二耦合器；以及控制器，被配置为基于由所述校准收发器经所述公共路径从所述第一和第二耦合器接收或向所述第一和第二耦合器发送的一个或多个信号来执行对所述第二数目的天线的至少一个或多个发送/接收路径的校准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.06 US 61/948,767;2014.12.18 US 14/575,6611.一种用于校准天线阵列的装置，所述装置包含：第一耦合器，可操作地连接到第一数目的天线；第二耦合器，可操作地连接到第二数目的天线；校准收发器，可操作地经公共路径连接到所述第一和第二耦合器；以及控制器，被配置为基于由所述校准收发器经所述公共路径从所述第一和第二耦合器接收或向所述第一和第二耦合器发送的一个或多个信号来执行对所述第二数目的天线的至少一个或多个发送/接收路径的校准。2.如权利要求1所述的装置，其中为了执行发送器校准，所述控制器被配置为：测量将被所述第一数目的天线发送的一个或多个信号；测量将被所述第二数目的天线发送的一个或多个信号；计算将被所述第二数目的天线发送的一个或多个信号相对于将被所述第一数目的天线发送的一个或多个信号的相位差和时间延迟；以及发送一个或多个信号以调整将要被所述第二数目的天线发送的信号的相位或时间延迟中的至少一个。3.如权利要求1所述的装置，其中为了执行接收器校准，所述控制器被配置为：测量由所述校准收发器发送的、由可操作地连接到所述第一数目的天线的第一收发器接收的一个或多个信号；测量由所述校准收发器发送的、由可操作地连接到所述第二数目的天线的第二收发器接收的一个或多个信号；计算所述第二收发器接收的一个或多个信号相对于所述第一收发器接收的一个或多个信号的相位差和时间延迟；以及发送一个或多个信号以调整由所述第二数目的天线接收的信号的相位或时间延迟中的至少一个。4.如权利要求1所述的装置，其中：天线阵列中的天线的发送/接收路径包括多个临近的发送/接收路径对，以及所述控制器被配置为通过相对于第一临近的发送/接收路径对中的一个发送/接收路径来对第一临近对的发送/接收路径中的另一发送/接收路径执行校准并且相对于第一临近的发送/接收路径对中已校准的发送/接收路径来对下一个临近的发送/接收路径对中的发送/接收路径执行校准，来递归地执行对天线阵列中所述临近的发送/接收路径对的校准。5.如权利要求1所述的装置，进一步包含T型接头，其将所述第一耦合器和T型接头之间的已知长度的第一路径与所述第二耦合器和T型接头之间的已知长度的第二路径直接地连接到可操作地将所述第一和第二耦合器连接到校准电路的公共路径。6.如权利要求5所述的装置，进一步包含：第三耦合器，其可操作地连接到第三数目的天线，以及第二T型接头，其将所述第三耦合器和所述第二T型接头之间的已知长度的第三路径与所述第一耦合器和所述第二T型接头之间的已知长度的第四路径直接地连接到可操作地将所述第一和第三耦合器连接到所述校准收发器的第二公共路径。7.如权利要求1所述的装置，其中所述第一数目的天线是一个天线，并且所述第一耦合器耦接到所述一根天线并且被配置为对所述一个天线接收的或将发送的信号进行采样。8.如权利要求1所述的装置，其中所述第一数目的天线是多个天线的组并且所述第一耦合器耦接到可操作地连接所述多个天线的组的电路的输出。9.一种用于校准天线阵列的装置，所述装置包含：多个耦合器，每个耦合器可操作地连接到天线阵列中的天线；多个T型接头，每个T型接头将用于成对的临近天线的耦合器经公共路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：K哈达德，RW门罗，李旸，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR