阵列天线的校准方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种阵列天线的校准方法、装置及存储介质。本申请中，基于被测阵列天线相对于探测天线的位置，构建阵列响应矩阵，并测试被测阵列天线的天线方向图，以获得天线方向图数据矢量，进而基于阵列响应矩阵和天线方向图数据数据获得既能体现耦合关系，又能体现通道幅相误差的幅相误差，并通过监测幅相误差的收敛性，最终根据相邻两次校准测试得到的满足收敛条件的幅相误差来确定适用于阵列天线的目标校准权值，从而无需在待校准阵列天线上添加任何硬件设备，便可以实现对待校准阵列天线的校准和解耦，有效保障了校准结果的精确度。有效保障了校准结果的精确度。有效保障了校准结果的精确度。

【技术实现步骤摘要】
阵列天线的校准方法、装置及存储介质


[0001]本申请实施例涉及通信领域，特别涉及一种阵列天线的校准方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]随着大规模多天线技术的日益成熟以及在基站系统中的广泛应用，人们对基站阵列天线中各阵子之间的幅相一致性有了更高的要求。如果基站阵列天线中各阵子之间存在较大的幅相不一致性，将导致阵列天线的波束赋形、多输入多输出(Multiple In Multiple Out，MIMO)失效，进而影响基站系统的性能。通过分析发现，影响基站阵列天线中各阵子之间的幅相不一致性的主要因素有两个。一个是各阵子对应通道之间的幅相差异，另一个是各阵子之间的耦合。
[0003]但是，目前针对阵列天线的校准方案，基本都是基于测试阵列天线对应的方向图计算获得的幅相误差来对阵列天线进行校准，不适用于存在耦合的情况，即对于存在耦合的阵列天线，如毫米波阵列天线、太赫兹阵列天线、光学频段阵列天线、共形阵列天线、稀疏阵列天线，以及各种使用类似阵列天线的5G、6G基站产品，目前针对阵列天线的校准方案会因为耦合因素导致校准结果存在较大误差，因而根本无法满足对阵列天线更高精度的校准要求。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种阵列天线的校准方法、装置及存储介质，旨在解决上述技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种阵列天线的校准方法，包括：
[0006]构建被测阵列天线相对于探测天线的阵列响应矩阵；
[0007]测试被测阵列天线的天线方向图，得到天线方向图数据矢量；
[0008]根据所述阵列响应矩阵和所述天线方向图数据矢量，计算所述被测阵列天线中每一个阵元的带耦合的通道幅相误差，得到所述被测阵列天线中每一个阵元的幅相误差；
[0009]在相邻两次校准测试得到的所述幅相误差满足预设的收敛条件时，结束测试，并根据相邻两次校准测试得到的所述幅相误差，确定目标校准权值；
[0010]根据所述目标校准权值对所述待校准阵列天线进行校准。
[0011]为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种阵列天线的校准装置，包括：目标校准权值确定模块和阵列天线校准模块；
[0012]所述目标校准权值确定模块，用于构建被测阵列天线相对于探测天线的阵列响应矩阵；
[0013]所述目标校准权值确定模块，还用于测试被测阵列天线的天线方向图，得到天线方向图数据矢量；
[0014]所述目标校准权值确定模块，还用于根据所述阵列响应矩阵和所述天线方向图数
据矢量，计算所述被测阵列天线中每一个阵元的带耦合的通道幅相误差，得到所述被测阵列天线中每一个阵元的幅相误差；
[0015]所述目标校准权值确定模块，还用于在相邻两次校准测试得到的所述幅相误差满足预设的收敛条件时，结束测试，并根据相邻两次校准测试得到的所述幅相误差，确定目标校准权值；
[0016]所述阵列天线校准模块，用于根据所述目标校准权值对所述待校准阵列天线进行校准。
[0017]为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的阵列天线的校准方法。
[0018]本申请提出的阵列天线的校准方法、装置及存储介质，通过基于被测阵列天线构建相对于探测天线的阵列响应矩阵，并测试被测阵列天线的天线方向图，进而获取到能够体现阵列天线中各阵元对应的通道幅相误差的天线方向图数据数据，接着基于阵列响应矩阵和天线方向图数据数据，获取既能体现耦合关系，又能体现通道幅相误差的幅相误差，并通过监测幅相误差的收敛性，最终根据相邻两次校准测试得到的满足收敛条件的幅相误差来确定适用于阵列天线的目标校准权值，从而根据目标校准权值便可以实现对待校准阵列天线的校准，无需在待校准阵列天线上添加任何硬件设备。
[0019]此外，由于目标校准权值是基于能够体现耦合关系和通道幅相误差的幅相误差确定的，因而在根据目标校准权值对待校准阵列天线的校准过程中，也可以实现对待校准天线的解耦。
[0020]此外，由于目标校准权值是基于满足收敛条件的幅相误差确定的，即用于对待校准阵列天线进行校准的目标校准权值是通过迭代训练获得的，从而保证了目标校准权值能够更好的适用于待校准阵列天线，满足了对阵列天线更高精度的校准要求。
附图说明
[0021]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
[0022]图1是本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法的流程图；
[0023]图2是适用于本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法的室内远场校准环境的示意图；
[0024]图3是适用于本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法的平面近场校准环境的示意图；
[0025]图4是适用于本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法的紧缩场校准环境的示意图；
[0026]图5是基于本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法针对下行通道信号进行校准时，被探测阵列天线200、探测天线300和波束控制器500之间的信号流向；
[0027]图6是基于本申请第一实施例提供的阵列天线的校准方法针对上行通道信号进行校准时，被探测阵列天线200、探测天线300和波束控制器500之间的信号流向；
[0028]图7是本申请第二实施例提供的阵列天线的校准方法的流程图；
[0029]图8是本申请第二实施例提供的阵列天线的校准方法中步骤S50所说的基于波束
赋形权值和目标校准权值对前向信号进行校准的示意图；
[0030]图9是本申请第三实施例提供的阵列天线的校准装置。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0032]为了便于理解本申请本实施例提供的阵列天线的校准方法为何可以实现对阵列天线中各通道的校准与解耦，此处首先分析耦合情况下阵列天线的校准问题。
[0033]假设某阵列天线的阵列响应矩阵为A；将该阵列天线的耦合关系线性化，以耦合矩阵C形式表示；阵列天线中各模拟通道的误差以对角矩阵E表示；阵列天线在某波束下激励矢量为g(每一个波束对应的激励矢量是已知的)。那么，该阵列天线在某一空间采样点下的方向图数据f可以通过公式(1)表示：
[0034]f＝ACEg
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(1)
[0035]其中，方向图数据f为待测量，阵列响应矩阵A已知，而本实施例中用来确定目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线的校准方法，其特征在于，包括：构建被测阵列天线相对于探测天线的阵列响应矩阵；测试被测阵列天线的天线方向图，得到天线方向图数据矢量；根据所述阵列响应矩阵和所述天线方向图数据矢量，计算所述被测阵列天线中每一个阵元的带耦合的通道幅相误差，得到所述被测阵列天线中每一个阵元的幅相误差；在相邻两次校准测试得到的所述幅相误差均满足预设的收敛条件时，结束测试，并根据相邻两次校准测试得到的所述幅相误差，确定目标校准权值；根据所述目标校准权值对所述待校准阵列天线进行校准。2.如权利要求1所述的阵列天线的校准方法，其特征在于，所述构建被测阵列天线相对于探测天线的阵列响应矩阵，包括：获取所述被测阵列天线的阵列布局、相对于转台相位中心的具体位置、与所述探测天线之间的实际距离，得到测试环境信息；根据所述测试环境信息，构建所述被测阵列天线相对于所述探测天线的所述阵列响应矩阵。3.如权利要求2所述的阵列天线的校准方法，其特征在于，在所述获取所述被测阵列天线的阵列布局、相对于转台相位中心的具体位置、与所述探测天线之间的实际距离，得到测试环境信息之前，所述方法还包括：对所述转台进行寻零校准，并对所述被测阵列天线和所述探测天线之间的平行度和指向偏差进行校准。4.如权利要求1所述的阵列天线的校准方法，其特征在于，测试被测阵列天线的天线方向图，得到天线方向图数据矢量，包括：根据所述天线方向图中各空间采样点所处的空间位置，控制固定有所述被测阵列天线的转台转向，并控制信号发射装置发射校准信号，控制信号接收装置接收所述校准信号；根据所述信号发射装置发射出去的所述校准信号对应的通道幅相和所述信号接收装置接收到的所述校准信号对应的通道幅相，确定当前空间采样点对应的通道幅相误差，并将确定的所述通道幅相误差作为所述当前空间采样点对应的方向图数据；对于每一个空间采样点，按照上述方式确定对应的通道幅相误差，得到所述天线方向图数据矢量。5.如权利要求1所述的阵列天线的校准方法，其特征在于，在所述根据所述阵列响应矩阵和所述天线方向图数据矢量，计算所述被测阵列天线中每一个阵元的带耦合的通道幅相误差，得到所述被测阵列天线中每一个阵元的幅相误差之后，所述方法还包括：对于所述被测阵列天线中的每一个阵元，根据所述幅相误差，确定最大相位波动值和最大幅度波动值；判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文豪，宁东方，段亚娟，戴征坚，张作锋，
申请(专利权)人：南京中兴新软件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：