本發(fā)明涉及無(wú)線通信及雷達(dá)領(lǐng)域，特別是涉及一種相控陣校正系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種相控陣校正方法。

背景技術(shù)：

相控陣天線技術(shù)是在無(wú)線通信及雷達(dá)領(lǐng)域中廣泛使用的技術(shù)，通過(guò)對(duì)發(fā)送和接收裝置應(yīng)用相控陣天線技術(shù)，可進(jìn)行發(fā)射的波束指向性的形成和波束的電子掃描，還可以進(jìn)行接收的定位。例如，可在無(wú)線通信領(lǐng)域中，形成波束而使天線增益提高來(lái)擴(kuò)展通信區(qū)域的范圍，或者在電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)中控制覆蓋區(qū)域而避免前后誤操作，或者根據(jù)基站中容納用戶數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)地控制覆蓋區(qū)域。此外，相控陣天線能提高主波束的增益并抑制副瓣，可以抑制干擾(雜亂回波)，有提高檢測(cè)精度的效果。

ETC系統(tǒng)中，使用相控陣技術(shù)，可以對(duì)發(fā)射覆蓋區(qū)域進(jìn)行控制同時(shí)對(duì)車載單元(OBU)進(jìn)行來(lái)車定位。相控陣技術(shù)能有效的提高收費(fèi)識(shí)別率，防止鄰車道干擾及前后車跟車誤檢測(cè)，正逐漸成為ETC路測(cè)單元(RSU)的發(fā)展趨勢(shì)。

相控陣各分支的相位和增益上存在誤差，會(huì)大大降低相控陣技術(shù)的區(qū)域覆蓋和定位精度，因而精確的校正系統(tǒng)是必要的。傳統(tǒng)的相位誤差及振幅誤差的校正技術(shù)設(shè)有用于檢測(cè)各發(fā)送分支的振幅相位誤差的校正用射頻接收單元、快速傅立葉變換單元、校正值測(cè)定單元。為了實(shí)現(xiàn)誤差校正， 通過(guò)依次接收處理由切換開關(guān)抽取的各發(fā)送分支的發(fā)送信號(hào)，計(jì)算用于誤差檢測(cè)和校正的校正值。然后通過(guò)基于算出的校正值，反饋到各發(fā)送分支來(lái)校正相位誤差及振幅誤差。

傳統(tǒng)的使用相控陣技術(shù)的校正方法中，電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的成本和技術(shù)難度比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種相控陣校正系統(tǒng)，能夠簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)多分支的發(fā)射和接收通道的幅度和相位校正，提高系統(tǒng)定位精度；為此，本發(fā)明還要提供一種相控陣校正方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的相控陣校正系統(tǒng)，包括：

多個(gè)并行的收發(fā)分支單元，用于接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，并對(duì)接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整；

一功分合路器，與所述收發(fā)分支單元相連接，為功分器與合路器的合一單元，在發(fā)射校正時(shí)用作校正信號(hào)功率同相合路器，對(duì)提取出的各收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行合路；在接收校正時(shí)用作校正信號(hào)的功率等分器，將校正信號(hào)加載到各收發(fā)分支單元進(jìn)行解調(diào)；

一校正選擇開關(guān)，與所述功分合路器相連接，用于選擇接收校正模式和發(fā)射校正模式；

一校準(zhǔn)源，與所述校正選擇開關(guān)相連接，在接收校正模式，用于提供接收校正信號(hào)；

一檢波器，與所述校正選擇開關(guān)相連接，在發(fā)射校正模式，用于檢測(cè) 各收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)的合路信號(hào)(功率檢波)，輸出直流電平(發(fā)射信號(hào)幅度電平)；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述檢波器相連接，對(duì)所述直流電平進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)；

一幅度相位控制電路，與所述各收發(fā)分支單元及模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于調(diào)節(jié)各收發(fā)分支單元的幅度和相位，完成校正。

所述收發(fā)分支單元，包括：

一天線，用于輻射和接收無(wú)線信號(hào)；

一模式選擇開關(guān)，是一個(gè)二選一的單刀雙擲開關(guān)，分別與所述天線和功分合路器相連接，用于收發(fā)模式(正常工作模式)和校正模式的切換；

一收發(fā)切換開關(guān)，是一個(gè)二選一的單刀雙擲開關(guān)，與所述模式選擇開關(guān)相連接，用于選擇接收工作狀態(tài)或發(fā)射工作狀態(tài)；

一接收電路，與所述收發(fā)切換開關(guān)相連接，是一個(gè)組合電路，通常由上變頻器、放大器和濾波器組成，與所述收發(fā)切換開關(guān)相連接，用于將高頻(或射頻)無(wú)線信號(hào)放大、濾波并下變頻到中頻或者基帶信號(hào)；

一接收幅度調(diào)整電路，與所述接收電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整接收信號(hào)的增益(幅度)；

一接收相位調(diào)整電路，與所述的接收幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整接收信號(hào)的相位；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述接收相位調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，對(duì)接收信號(hào)采樣，并轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)；

一發(fā)射電路，與所述收發(fā)切換開關(guān)相連接，是一個(gè)組合電路，通常由下變頻器、放大器和濾波器組成，用于將無(wú)線信號(hào)(中頻或者基帶信號(hào))放大、濾波并上變頻到高頻或射頻；

一發(fā)射相位調(diào)整電路，與所述發(fā)射電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整發(fā)射信號(hào)的相位(即調(diào)節(jié)發(fā)射信號(hào)的相位延時(shí))；

一發(fā)射幅度調(diào)整電路，與所述發(fā)射相位調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整發(fā)射通道的增益(即調(diào)節(jié)發(fā)射信號(hào)的功率范圍)；

一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，與所述發(fā)射幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于將調(diào)制的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)。

所述收發(fā)分支單元，包括：

一天線，用于輻射和接收無(wú)線信號(hào)；

一模式選擇開關(guān)，分別與所述天線和功分合路器相連接，用于收發(fā)模式和校正模式的切換；

一收發(fā)切換開關(guān)，與所述模式選擇開關(guān)相連接，用于選擇接收工作狀態(tài)或發(fā)射工作狀態(tài)；

一接收電路，與所述收發(fā)切換開關(guān)相連接，用于將高頻或射頻無(wú)線信號(hào)放大、濾波并下變頻到中頻或者基帶信號(hào)；

一接收幅度調(diào)整電路，與所述接收電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整接收信號(hào)的增益；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述接收幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，對(duì)接收信號(hào)采樣，并轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)；

一發(fā)射電路，與所述收發(fā)切換開關(guān)相連接，用于將無(wú)線信號(hào)放大、濾波并上變頻到高頻或射頻；

一發(fā)射幅度調(diào)整電路，與所述發(fā)射電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整發(fā)射通道的增益；

一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，與所述發(fā)射幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于將調(diào)制的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)。

一種相控陣校正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

多個(gè)并行的發(fā)射分支單元，用于發(fā)射信號(hào)，并對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整；

一合路器，與所述發(fā)射分支單元相連接，在發(fā)射校正時(shí)，對(duì)提取出的各發(fā)射分支單元的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行合路；

一檢波器，與所述合路器相連接，在發(fā)射校正模式，用于檢測(cè)各發(fā)射分支單元的發(fā)射信號(hào)的合路信號(hào)，輸出直流電平；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述檢波器相連接，對(duì)所述直流電平進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)；

一幅度相位控制電路，與所述各發(fā)射分支單元及模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于調(diào)節(jié)各發(fā)射分支單元的幅度和相位，完成校正。

所述發(fā)射分支單元，包括：

一天線，用于輻射和接收無(wú)線信號(hào)；

一耦合器，分別與所述天線和合路器相連接，用于實(shí)時(shí)隨時(shí)校正；

一發(fā)射電路，與所述耦合器相連接，用于將無(wú)線信號(hào)放大、濾波并上 變頻到高頻或射頻；

一發(fā)射相位調(diào)整電路，與所述發(fā)射電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整發(fā)射信號(hào)的相位；

一發(fā)射幅度調(diào)整電路，與所述發(fā)射相位調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整發(fā)射通道的增益；

一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，與所述發(fā)射幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于將調(diào)制的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)。

一種相控陣校正系統(tǒng)，包括：

多個(gè)并行的接收分支單元，用于接收信號(hào)，并對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整；

一功分器，與所述接收分支單元相連接，在接收校正時(shí)，將校正信號(hào)加載到各接收分支單元進(jìn)行解調(diào)；

一校準(zhǔn)源，與所述功分器相連接，在接收校正模式，用于提供接收校正信號(hào)；

一幅度相位控制電路，與所述各接收分支單元相連接，用于調(diào)節(jié)各接收分支單元的幅度和相位，完成校正。

所述接收分支單元，包括：

一天線，用于輻射和接收無(wú)線信號(hào)；

一耦合器，分別與所述天線和功分器相連接，用于實(shí)時(shí)隨時(shí)校正；

一接收電路，與所述耦合器相連接，用于將高頻或射頻無(wú)線信號(hào)放大、濾波并下變頻到中頻或者基帶信號(hào)；

一接收幅度調(diào)整電路，與所述接收電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整接收信號(hào)的增益；

一接收相位調(diào)整電路，與所述接收幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于調(diào)整接收信號(hào)的相位；

一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述接收相位調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，對(duì)接收信號(hào)采樣，并轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)。

所述相控陣校正方法，包括發(fā)射電路校正和接收電路校正，其中發(fā)射電路校正包括以下步驟：

第1步、切換為發(fā)射校正模式，發(fā)射幅度調(diào)整和相位調(diào)整置初始值；

第2步、調(diào)整第二收發(fā)分支單元的發(fā)射功率至最小或者關(guān)閉第二收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)，檢測(cè)第一收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)功率P1；

第3步、調(diào)整第一收發(fā)分支單元的發(fā)射功率至最小或者關(guān)閉第一收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)，調(diào)整第二收發(fā)分支單元的發(fā)射幅度調(diào)整電路使發(fā)射信號(hào)功率等于P1；

第4步、恢復(fù)第一收發(fā)分支單元的發(fā)射功率至P1，檢測(cè)此時(shí)兩個(gè)收發(fā)分支單元合路后的功率P2；

第5步、如果P2＝2*P1則發(fā)射校正成功，如果P2<2*P1，則調(diào)整第二收發(fā)分支單元的相位，直至P2＝2*P1；其中：P1和P2均為大于0的正整數(shù)，單位為毫瓦(mW)；“*”表示乘號(hào)。

接收電路的校正包括以下步驟：

第一步、切換為接收校正模式，接收幅度調(diào)整和相位調(diào)整置初始值；

第二步、校正源發(fā)射校正信號(hào)，等分后進(jìn)入各個(gè)接收通道，并進(jìn)行中頻(或者基帶)信號(hào)采樣；

第三步、計(jì)算第一收發(fā)分支單元和第二收發(fā)分支單元的接收信號(hào)強(qiáng)度R1和R2，調(diào)整第二收發(fā)分支單元的接收幅度調(diào)整電路，使得R2＝R1；

第四步、計(jì)算第一收發(fā)分支單元和第二收發(fā)分支單元的相位T1和T2，調(diào)整第二收發(fā)分支單元的接收相位調(diào)整電路，使得T1＝T2；其中：R2、R1均為大于0的正整數(shù)，單位為毫瓦(mW)；T1、T2為-180～+180之間的整數(shù)，單位為度。

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和方法，可以校正發(fā)送分支間的發(fā)送信號(hào)的相位誤差及振幅誤差，并且可以校正接收分支間的接收信號(hào)的相位差及增益差。

本發(fā)明能夠簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收通道的幅度相位校正，提高系統(tǒng)定位精度。

本發(fā)明可以用于一般用途的相控陣系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是相控陣校正系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)方框圖；

圖2是相控陣校正系統(tǒng)相位校正原理示意圖；

圖3是相控陣校正系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)方框圖；

圖4是相控陣校正系統(tǒng)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)方框圖；

圖5是收發(fā)分離的相控陣校正系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。

具體實(shí)施方式

相控陣系統(tǒng)中各分支的相位和幅度被高精度地控制，發(fā)射時(shí)相位和幅度用于精確的波束賦形，接收時(shí)又關(guān)系到來(lái)波的精確定位。因此需要在相控陣上尋求校正誤差的技術(shù)。

實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生誤差的原因很多，例如各分支電路的性能的不均、集成電路上的工藝的差異、使用環(huán)境(如溫度)造成的變化、各分支中使用的電源的性能(如電壓)的不均等各種各樣的因素。

傳統(tǒng)的發(fā)射幅度相位校正方法，是在天線饋入口使用耦合的方式，耦合出校正信號(hào)支路，再分別檢測(cè)各分支的相位誤差及振幅誤差，通常都附加了發(fā)送信號(hào)環(huán)回下變頻處理的結(jié)構(gòu)，以及通過(guò)進(jìn)行FFT(快速傅立葉變換)運(yùn)算來(lái)檢測(cè)相位誤差的接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。因此電路量及消耗功率都將大大的增加。

而接收幅度相位校正方法，也是采用一個(gè)校正源等分后接入各個(gè)接收分支，利用FFT運(yùn)算分別檢測(cè)各自的延時(shí)并進(jìn)行補(bǔ)償，同樣電路量及及消耗功率增大。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。

實(shí)施例1

如圖1所示，在本實(shí)施例中，作為多個(gè)并聯(lián)分支系統(tǒng)，表示具有兩個(gè)收發(fā)分支單元的結(jié)構(gòu)。在具有三個(gè)以上收發(fā)分支單元的結(jié)構(gòu)中也可適用，區(qū)別僅僅在于使用1-N的等功分合路器。

所述相控陣校正系統(tǒng)包括如下的硬件模塊：

收發(fā)分支單元、功分合路器、校正選擇開關(guān)1、校準(zhǔn)源、檢波器、檢波采樣單元(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)以及控制單元(幅度相位控制電路)。

收發(fā)分支單元完成接收和發(fā)射電路的基本功能外，還具有幅度和相位調(diào)整功能。

功分合路器是一個(gè)功分器和合路器合一單元，各個(gè)收發(fā)分支單元完全相等對(duì)稱結(jié)構(gòu)，發(fā)射校正時(shí)作為合路器，信號(hào)由各收發(fā)分支單元流向合路器；接收校正時(shí)作為功分器，信號(hào)由功分器流向各個(gè)收發(fā)分支單元。本實(shí)施例中功分合路單元的分配合成通道數(shù)為2，實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)收發(fā)分支的數(shù)目可以增加。

校正選擇開關(guān)1，是一個(gè)單刀雙擲二選一開關(guān)，完成接收校正模式和發(fā)射校正模式的選擇，接收校正模式時(shí)聯(lián)通校準(zhǔn)源與功分器；發(fā)射校正模式時(shí)聯(lián)通檢波器與合路器。

校準(zhǔn)源，是指提供接收校正信號(hào)的電路，通常由鎖相環(huán)完成，在收發(fā)切換的系統(tǒng)中，接收校正信號(hào)也可以由發(fā)射電路中的鎖相環(huán)提供。

檢波器與校正選擇開關(guān)1相連接，在發(fā)射校正模式時(shí)，用于檢測(cè)合成的發(fā)射信號(hào)幅度電平。檢波器可以通過(guò)如二極管或場(chǎng)效應(yīng)管的平方檢波器這類簡(jiǎn)單的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。還可以根據(jù)需要通過(guò)將放大器和檢波器組合來(lái)提高檢波性能。

檢波采樣單元與檢波器相連接，用于檢波輸出電平的采樣，輸出數(shù)字信號(hào)，實(shí)際是一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，可以根據(jù)需要增加輸入的濾波放大等接口電路，以提高模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的性能降低干擾。

控制單元，發(fā)射校正時(shí)，根據(jù)檢波采樣單元提供的采樣信號(hào)計(jì)算功率值，調(diào)節(jié)發(fā)射通道中的幅度和相位，完成校正；接收校正時(shí)根據(jù)接收電路提供的采樣信號(hào)，計(jì)算并調(diào)節(jié)接收通道中的幅度和相位，完成校正。

所述收發(fā)分支單元是結(jié)構(gòu)相同的多個(gè)分支并行結(jié)構(gòu)，每個(gè)收發(fā)分支單元又包含一天線、一模式選擇開關(guān)2、一收發(fā)切換切換開關(guān)3、一接收電路、一接收幅度調(diào)整電路、一接收相位調(diào)整電路、一接收采樣單元(模數(shù)轉(zhuǎn)換電路)、一發(fā)射電路、一發(fā)射相位調(diào)整電路、一發(fā)射幅度調(diào)整電路和一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。

所述天線，用于輻射和接收無(wú)線信號(hào)；

所述模式選擇開關(guān)2，是一個(gè)二選一的單刀雙擲開關(guān)，分別與所述天線和功分合路器相連接，用于收發(fā)模式(正常工作模式)和校正模式的切換；收發(fā)模式時(shí)連通收發(fā)分支單元和天線，校正模式時(shí)連通收發(fā)分支電路和功分合路器。

所述收發(fā)切換開關(guān)3，是一個(gè)二選一的單刀雙擲開關(guān)，根據(jù)收發(fā)時(shí)序的要求，進(jìn)行接收和發(fā)射功能的選擇切換。接收時(shí)連接接收電路與模式選擇開關(guān)(此處的接收包含正常接收模式和接收校正模式)；發(fā)射時(shí)連接發(fā)射電路(此處的發(fā)射包含正常發(fā)射模式和發(fā)射校正模式)。

所述接收電路，是一個(gè)組合電路，通常由上變頻器、放大器和濾波器組成，具有將高頻(或射頻)無(wú)線信號(hào)放大、濾波并下變頻到中頻或者基帶信號(hào)的功能。

所述接收幅度調(diào)整電路，具有調(diào)整接收信號(hào)的幅度(增益)功能，可 以由可變?cè)鲆娣糯笃鳌⒖勺兯p器這類的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。相控陣系統(tǒng)中，對(duì)接收幅度的調(diào)整，可以有效的提高系統(tǒng)的接收動(dòng)態(tài)范圍，提高接收的性能，方便對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理。

所述接收相位調(diào)整電路，具有調(diào)整接收信號(hào)相位的功能。一般由可調(diào)延時(shí)器、數(shù)控移相器這類電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。相控陣校正系統(tǒng)中，各個(gè)分支之間的相位變換組合，可以形成對(duì)源信號(hào)的掃描，定位來(lái)波的方位。

接收采樣單元對(duì)接收中頻信號(hào)采樣，輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，實(shí)際是一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，可以根據(jù)需要增加輸入的濾波放大等接口電路，以提高模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的性能降低干擾。接收采樣單元與所述控制單元相連接。

所述發(fā)射電路電路，是一個(gè)組合電路，通常由下變頻器、放大器和濾波器組成，具有將中頻或者基帶信號(hào)放大、濾波并上變頻到高頻(或射頻)信號(hào)的功能。

所述發(fā)射相位調(diào)整電路，與接收相位調(diào)整電路類似，可以調(diào)節(jié)發(fā)射信號(hào)的相位延時(shí)，用于對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行波束賦形，完成發(fā)射信號(hào)的空間掃描。

所述發(fā)射幅度調(diào)整電路，與接收幅度調(diào)整電路類似，可以調(diào)節(jié)發(fā)射信號(hào)的功率范圍(即調(diào)整發(fā)射通道的增益)，以及配合進(jìn)行發(fā)射天線的波束賦形。

一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，與所述發(fā)射幅度調(diào)整電路和幅度相位控制電路相連接，用于將調(diào)制的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)。

下面說(shuō)明本實(shí)施方式中各收發(fā)分支單元間的發(fā)射校正，相位誤差及振 幅誤差的誤差校正的過(guò)程。

第1步，控制單元控制系統(tǒng)切換到發(fā)射校正模式，信號(hào)按照發(fā)射電路、收發(fā)切換開關(guān)、模式選擇開關(guān)、功分合路器、校正選擇開關(guān)和檢波器行進(jìn)。

第2步，控制單元關(guān)閉第二收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)，調(diào)整第一收發(fā)分支單元的幅度調(diào)整電路使發(fā)射的電平至預(yù)設(shè)值P_T0?？刂茊卧P(guān)閉第一收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)，調(diào)整第二收發(fā)分支單元的幅度調(diào)整電路使發(fā)射的電平至預(yù)設(shè)值P_T0。此時(shí)已經(jīng)完成兩個(gè)分支間的振幅誤差校正。

第3步，在調(diào)整兩個(gè)分支發(fā)射信號(hào)相同的前提下，控制單元同時(shí)打開第一收發(fā)分支單元和第二收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)，此時(shí)兩路發(fā)射信號(hào)合路后的電平為P_T1。

以其中一路信號(hào)為固定基準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)另外一路的相位進(jìn)行調(diào)整，使得P1值最大，此時(shí)兩路信號(hào)的相位相同。實(shí)際上此時(shí)P_T1＝2*P_T0–P_IL，其中P_IL為合路器損耗。兩個(gè)分支間的相位延時(shí)調(diào)整差即為兩路分支間的相位差。

以其中一路信號(hào)為固定基準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)另外一路的相位進(jìn)行微調(diào)，使得P1值最小，此時(shí)兩路信號(hào)的相位相差180°。兩個(gè)分支間的相位延時(shí)調(diào)整差即為兩路分支間的相位差+180°。

第4步，將校準(zhǔn)的幅度調(diào)整及相位結(jié)果寫入系統(tǒng)存儲(chǔ)器。

此外，還可以根據(jù)系統(tǒng)精度需要，還可以調(diào)整兩個(gè)分支間的相位差為+90°或-90°，其合成后的目標(biāo)功率可以進(jìn)行計(jì)算P_T2＝√2*(P_T0-P_IL)。

其他所需的相位差值可以根據(jù)已知的值進(jìn)行插值取得，如果是采用數(shù)控的移相器，也可以根據(jù)移相器本身的調(diào)整步進(jìn)值計(jì)算取得所需相位差。

下面說(shuō)明本實(shí)施方式中各接收分支間的接收校正，相位誤差及振幅誤差的誤差校正的過(guò)程。

第一步，控制單元控制系統(tǒng)切換到接收校正模式，信號(hào)按照校準(zhǔn)源、校正選擇開關(guān)、功分合路器、模式選擇開關(guān)單元、收發(fā)切換開關(guān)和接收電路行進(jìn)。

第二步，控制單元對(duì)各接收分支采樣信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算，可調(diào)整各分支中的幅度調(diào)整電路，使得第一收發(fā)分支電路和第二收發(fā)分支電路的接收信號(hào)電平相等。此時(shí)已經(jīng)完成兩個(gè)分支間的振幅誤差校正。調(diào)整是為了使接收機(jī)獲得最佳的解調(diào)信號(hào)噪聲比，調(diào)整幅度過(guò)程中，要注意進(jìn)入采樣單元的中頻信號(hào)的幅度不要超過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的最高量程，通常是不大于2V_p-p。

第三步，在調(diào)整兩個(gè)分支的接收電平相等的前提下，對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行相加并計(jì)算合成的電平值P_R0。

以其中一路信號(hào)為固定基準(zhǔn)狀態(tài)，調(diào)整另外一個(gè)收發(fā)分支單元的相位，使得P_R0的值最大，此時(shí)兩路信號(hào)的相位相同。

以其中一路信號(hào)為固定基準(zhǔn)狀態(tài)，調(diào)整另外一個(gè)收發(fā)分支單元的相位，使得P_R0的值最小，此時(shí)兩路信號(hào)的相位相差180°。兩個(gè)分支間的相位延時(shí)調(diào)整差即為兩路分支間的相位差+180°。

第四步，將校準(zhǔn)的幅度調(diào)整及相位結(jié)果寫入系統(tǒng)存儲(chǔ)器。

圖2是相位校正的原理示意圖，其中，

A表示幅度歸一化的正弦波Sin(wt)；

B表示2個(gè)基準(zhǔn)的正弦波疊加Sin(wt)*2；

C表示2個(gè)累計(jì)偏離5°的正弦波疊加Sin(wt)+Sin(wt+5)；

D表示C-B的結(jié)果。

D表示的曲線中，最大的絕對(duì)幅度值為0.088，按照12位ADC，5度相位誤差的分辨數(shù)值為180，完全可以在ADC中采樣后分辨出來(lái)。

實(shí)施例2

本發(fā)明中所述的發(fā)射相位調(diào)整電路不限于具體電路的形式，也可以是數(shù)字信號(hào)處理的方式實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。在進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以前完成相位調(diào)整，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，各個(gè)收發(fā)分支單元之間可以隨意產(chǎn)生相位不同的發(fā)射信號(hào)；

同理接收相位調(diào)整電路也不限于具體的電路形式，也可以是數(shù)字信號(hào)處理的方式實(shí)現(xiàn)，在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之后，對(duì)每個(gè)收發(fā)分支單元加相應(yīng)的延時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)整各個(gè)收發(fā)分支單元之間的接收信號(hào)相位。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，以4個(gè)收發(fā)分支單元為例，描述大于2個(gè)收發(fā)分支單元的情況。如圖4所示，其中，收發(fā)分支包括：一收發(fā)切換切換開關(guān)、一接收電路、一接收幅度調(diào)整電路、一接收相位調(diào)整電路、一接收采樣單元、一發(fā)射電路、一發(fā)射相位調(diào)整電路、一發(fā)射幅度調(diào)整電路和一數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。

與實(shí)施例1不同的是功分合路器為4路等功分/合路器，可以由3個(gè)2比一的魏金森功分合路器或者1個(gè)4比1的魏金森功分合路器實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì) 時(shí)需要保證各收發(fā)分支單元從模式選擇開關(guān)到功分合路器的距離相等。

校正過(guò)程中，僅是校正的步驟要有所增加。

多收發(fā)分支單元發(fā)射幅度校正時(shí)，每一個(gè)收發(fā)分支單元單獨(dú)幅度校正時(shí)，需要關(guān)閉其他收發(fā)分支單元的發(fā)射信號(hào)。相位校正時(shí)，以某一個(gè)收發(fā)分支單元為基準(zhǔn)，用實(shí)施例1中的方法兩個(gè)分支的合成進(jìn)行校正，逐步完成各個(gè)收發(fā)分支單元的相位校正。

多分支接收幅度校正的方法與實(shí)施例1相同，相位校正時(shí)，以某一個(gè)收發(fā)分支單元為基準(zhǔn)，用實(shí)施例1中的方法兩個(gè)收發(fā)分支單元的合成進(jìn)行校正，逐步完成各個(gè)收發(fā)分支單元的相位校正。

采用本發(fā)明所使用的結(jié)構(gòu)和方法，發(fā)射校正時(shí)不需要額外的下變頻解調(diào)結(jié)構(gòu)，僅利用功率合成檢測(cè)來(lái)同時(shí)達(dá)到幅度和相位校正目的，對(duì)于多分支結(jié)構(gòu)，只是增加合路器的路數(shù)，而沒有其他增加，可以節(jié)省電路空間。接收校正時(shí)，不需要對(duì)每個(gè)支路進(jìn)行FFT計(jì)算，僅需要進(jìn)行數(shù)字域的簡(jiǎn)單電平比較相加，節(jié)省了計(jì)算資源，簡(jiǎn)單易行。在收發(fā)分離的系統(tǒng)中，功分器和合路器可以復(fù)用。

本發(fā)明所用的系統(tǒng)和方法，同樣適用于收發(fā)分離的結(jié)構(gòu)，例如對(duì)發(fā)射校正系統(tǒng)，僅需要在實(shí)施例中去掉相應(yīng)的收發(fā)切換部分單元和接收部分系統(tǒng)，同時(shí)校正開關(guān)可以換成耦合器，能達(dá)到實(shí)時(shí)隨時(shí)校正的目的。如圖5所示。同理可以適用于接收部分的校正系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，尤其適用于較小功率的系統(tǒng)或者芯片，成本低控制簡(jiǎn)單。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。