专利名称：用于天线屏蔽器去极化补偿的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及天线系统，更具体地，涉及用于补偿经过天线系统的天线屏蔽器(radome)的信号的去极化的系统和方法。
背景技术：
由空气动力学形状的天线屏蔽器典型地覆盖飞机或其它交通工具中的天线系统。该天线系统说明在至少部分天线扫描范围上的斜角入射的天线屏蔽器表面。然而，天线屏蔽器趋于引起以斜角入射经过它们的电磁波的去极化。因此，在信号以斜角经过天线屏蔽器时，信号的交叉极化(cross polarization)水平可增加。
例如，能通过调整核心和中心皮的厚度更改天线屏蔽器壁设计，以减少去极化。然而，研究已显示，这样的改进只具有有限的效果，并且可增加传输损耗、天线屏蔽器的重量和成本。因此，存在用于减少天线屏幕器去极化而不必更改天线屏蔽器的系统和方法的需要。
发明内容
在一实施例中，本发明的目的在于减少经过天线屏蔽器的无线信号的去极化方法。确定关于天线屏蔽器的信号的入射角。通过所确定的入射角，确定对能归因于天线屏蔽器的信号去极化的至少一个偏移。将偏移施加到信号以减少信号的去极化。
在另一实施例中，本发明的目的在于一种补偿经过天线屏蔽器的信号的去极化的方法。将信号分成多个极化信号。该方法包括向至少一个极化信号施加预定补偿能归因于天线屏蔽器的去极化的至少一个偏移。
在另一实施例中，本发明的目的在于一种用于补偿无线信号的去极化的设备，该去极化能归因于通过天线屏蔽器的信号通过。该设备包括极化器电路，被配置以将无线信号分成多个相反极化的信号。该设备也包括处理器，被配置以确定对极化信号的至少一个偏移，其补偿能归因于天线屏蔽器的去极化。设备还包括施加器电路，被配置以施加所述偏移于至少一个极化信号。
在另一实施例中，一种天线系统包括天线屏蔽器，配置无线信号通过它。配置极化器电路以将无线信号分成相反极化的信号。配置处理器确定对极化信号的至少一个偏移，其补偿能归因于天线屏蔽器的去极化。配置施加器电路施加所述偏移于至少一个极化信号。
在另一实施例中，本发明的目的在于一种用于控制经过具有天线屏蔽器的天线的无线信号的极化的极化控制器。该控制器包括将信号分成相反极化的信号的信号分割器、依据希望的线性极化面方向角、将可变差分相移施加于信号的调整电路，以及至少一个处理器，配置该处理器确定关于天线屏蔽器的信号的入射角；通过所确定的入射角，确定对能归因于天线屏蔽器的信号去极化的至少一个偏移；以及控制调整电路，以便将偏移施加于信号。
在实施本发明的实施例时，在发送和/或接收模式能基本上减少或消除天线屏蔽器去极化的效应。
通过详述和附图，本发明将会变得更充分被理解，其中图1是依据本发明的一实施例、提供天线屏蔽器去极化补偿的极化控制设备的方块图；图2是依据本发明的一实施例的极化控制设备的方块图；图3是在显示入射的示例平面和极化的平面的坐标系统；图4是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；图5是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；图6是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；图7是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；图8是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；图9是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图；以及图10是依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿设备的方块图。
具体实施例方式
本发明的实施例的以下描述实际上仅仅是示例性的并且决不视为限制本发明、其应用或使用。尽管本发明的实施例在这里描述关于飞机天线系统，应当注意，本发明没有限制于此。本发明能实施在有关其它平台上的附着天线屏蔽器的天线系统，例如，在船和地面交通工具的平台上。也预期实施例涉及固定的基于地面的天线系统。还应当注意，能在有关包括但不限于阵列天线、反射器天线和或透镜的多种天线类型实施本发明。
一般地，在图1中由参考标号100指示提供依据本发明的一实施例的天线屏蔽器去极化补偿的极化控制设备。尽管以下在信号传输的语言环境中描述设备100，但图1中显示的设备100在另一实施例中补偿接收信号的天线屏蔽器去极化。在又一实施例中，图1中显示的极化控制设备补偿天线屏蔽器两侧的去极化信号，也就是设备100补偿发送和接收的信号的天线屏蔽器去极化。
设备100包括递送信号的控制单元104，例如，用于通过天线孔径108发送。在端口110处进入设备100的无线信号，例如低电平RF信号，由分割器(divider)112分割为进入左手的和右手圆极化(LHCP和RHCP)信号EL和ER。信号EL和ER经过可变移相器116和可变衰减器120。经由移相器116，使用与产生的合成信号的希望的线性极化面方向角相关的可变差分相移，调整信号EL和ER。为了产生线性极化，例如，在角“a”处，设置如移相器116，以依照b＝a-45°产生相移“b”。另外，如以下进一步描述的，依照本发明的一实施例，调整移相器116的前述设置并且设置衰减器120，以补偿天线屏蔽器去极化。
信号EL和ER由高功率放大器124增强并且经由正交(quadrature)混合128线性极化。垂直和水平信号Ey和Ex发送到正交模式变换器(transducer)132并且通过天线馈送号角136发送。当发送信号时，其经过天线屏蔽器140。然而，一般地，以斜角通过天线屏蔽器的信号，趋于变成一定程度去极化，随角度倾斜增加而去极化趋于增加。
一般地，可以说信号是信号E-矢量垂直入射面的TE极化的、以及信号E-矢量平行入射面的TM极化的。通过天线屏蔽器的信号的入射面可定义为包括既有信号的入射波方向矢量又有天线屏蔽器壁的局部法线的平面。天线屏蔽器去极化的主要来源关联于倾斜入射的天线屏蔽器壁复数(complex)传输系数τTE和τTM间(即TE和TM极化间)的差。最坏的情形可以是当入射极化以45°相对入射面时，使得极化平分为TE和TM分量。
信号的TE和TM分量能具有不同的衰减和通过天线屏蔽器的相位延迟，使得在通过天线屏蔽器壁后，当这些分量被重组时，波能呈现有限去极化。最大交叉极化水平(τTE-τTM)/(τTE+τTM)直接与复数天线屏蔽器壁传输系数间的差成正比。
如以下进一步描述的，经由设备100实现补偿通过天线屏蔽器140的信号的去极化的方法。设备100向至少一个极化信号施加预定补偿归因于天线屏蔽器的去极化的至少一个偏移。这样的偏移包括相位偏移和/或振幅偏移。偏移与用于以上描述的移相器116的极化角调整设置结合。移相器116和/或衰减器120将极化角调整和天线屏蔽器去极化偏移的结合施加于信号。移相器116和衰减器120的顺序可倒颠倒而不影响性能或功能。
以下在参照图2中由参考标号200一般所指的极化控制设备，更详细地描述前述方法。在本实施例中，设备200包括配置以补偿通过天线屏蔽器206的信号的去极化的处理器204。一般应当注意，本发明能连同许多不同类型的控制器以及用于控制发送和/或接收的信号的设备一起实施。
现在参照图2，设备200包括用于发送RF输入的输入端口210。功率分割器220将从输入端口210来的信号分成两个信号，经由两通道222和224发送到阶梯衰减器(step attenuator)238、移相器242和功率放大器254以及通过端口226和230至正交混合258。衰减器238和移相器242从处理器204接收控制输入。处理器204可包括多个处理器并且可包括但不限于数据收发器/路由器(DTR)和/或天线控制单元(ACU)。
当设备200运转时，进入设备200的低电平RF信号最好在端口210处通过分割器220等分。如以前参照图1描述地，经由衰减器238和移相器242调整两个结果信号，左手和右手的圆极化(LHCP和RHCP)信号EL和ER。信号Ex和ER由高功率放大器254增强并且经由正交混合258线性极化。垂直和水平信号Ey和Ex发送到正交模式变换器260并且通过天线号角262发送。当发送信号时，其通过天线孔径276和天线屏蔽器206。
补偿通过天线屏蔽器206的去极化信号的方法的实施例，包括将与可调移相位串联的可调衰减作用(contribute)在分割器220以及输出端口226和230间通过的信号LHCP和RHCP。对指定的希望极化面和希望的天线指向角，预定取消由天线屏蔽器206感应的波去极化的调整，应用于例如衰减器238和移相器242。以下描述的算法，能在不同的实施例中实现以补偿由于天线屏蔽器的信号去极化。该算法能以以下方式实现。
天线屏蔽器206的测量用于产生一个或更多的查找表284，其用于经由处理器204取消天线屏蔽器去极化而要施加的振幅和相位偏移。查找表284存储在处理器204的存储器中。处理器204以预定速率如大致10次/秒从表284取得用于振幅和相位偏移的值，并且如以下详述的例如计算偏移的内插值。处理器204将天线屏蔽器去极化偏移施加于振幅以及经由衰减器238和移相器242施加于信号的相位设置，直到从表284取得新的天线屏蔽器去极化偏移值。
前述偏移值能根据以下原理计算。移相器242的调整影响在天线OMT260处的信号Ex和Ex(也表示为EH和EV)的振幅。在天线屏蔽器传输系数τTE和τTM间的振幅不平衡，一般是对天线屏蔽器去极化的次要贡献因素，可通过将偏移施加于移相器242的设置来补偿。可以理解，天线屏蔽器发送振幅不平衡趋于维持线性极化，但是在从希望角偏斜的角。这样的极化偏斜可通过经由移相器242调整极化面来校正。
调整衰减器238影响天线OMT 260处的信号EX和EY的相位。对于天线屏蔽器去极化的主要贡献因素的、天线屏蔽器传输系数τTE和τTM间的相位不平衡，可通过将偏移施加于衰减器238的设置来补偿。可以理解，天线屏蔽器发送相位不平衡趋于维持预置的极化角，但是将入射线性极化转换到椭圆(elliptical)极化。
当一个或更多的偏移施加于移相器242和衰减器238时，能基本上取消由天线屏蔽器206感应的发送信号的去极化，其中这样的偏移的维度从天线屏蔽器206 TE和TM的复数传输系数τTE和τTM(以给定的入射角和频率)以及希望极化角和在天线屏蔽器206上入射的信号的入射面的方向计算。
根据以下原理可计算偏移。参考坐标系统由参考标号300在图3中总指示。参照图3，相对于入射面304定义极化方向矢量uTE和uTM，并且相对于极化的希望面308定义交叉和共同极化方向矢量uCROSS和uCO。图3中还显示了入射角α和希望的极化角ψ。
一般地，依据一实施例的用于确定偏移的算法包括以下步骤。分别根据移相器和衰减器设置φ和A，在天线坐标中计算天线屏蔽器投射场分量EX和EY。天线屏蔽器投射场分量EX和EY转换成天线屏蔽器入射面坐标ETE和ETM。天线屏蔽器复数传输系数τTE和τTM乘天线屏蔽器投射场分量ETE和ETM，产生远侧天线屏蔽器壁上的场分量E’TE和E’TM。场分量E’TE和E’TM分解为共同极化和交叉极化分量Eco和Ecross。交叉极化辨别率XPD＝|Eco/Ecross|。因为XPD是比率，在每个阶段正交场矢量的振幅的严格标准化(normalization)是不必要的。
更具体地，Ex=(12)(-jAe-jφ+ejφA)=(12)[(cosφA-Asinφ)+j(sinφA-Acosφ)]----[1]]]>Ey=(12)(Ae-jφ+-jejφA)=(12)[(Acosφ+sinφA)-j(Asinφ+cosφA)]----[2]]]>在没有差分衰减器设置时(即A＝1)，方程式(1)和(2)消减为Ex=(1-j2)(cosφ-sinφ)----[3]]]>Ey=(1-j2)(cosφ+sinφ)----[4]]]>作为检查，能得到用于希望的极化角ψ的交叉极化分量EcrossEcross=(1-j2)[cos(φ-ψ)+sin(φ-ψ)]---[5]]]>如果φ＝ψ-45°，直接显示Ecross变成零。
入射在天线屏蔽器上的一般场Ex和Ey可转换成入射平面坐标ETE＝-Exsinα+Eycosα [6]ETM＝Excosα+Eysinα [7]天线屏蔽器传输系数乘以上值，以产生在天线屏蔽器壁远侧的场E′TE＝τTEETE＝τTE(-Exsinα+Eycos) [8]E′TM＝τTMETM＝τTM(Excosα+Eysinα) [9]以上值分解为共同(co)和交叉(cross)极化分量E′co＝E′TMcos(ψ-α)+E′TEsin(ψ-α) [10]E′cross＝-E′TMsin(ψ-α)+E′TEcos(ψ-α) [11]通过前述的方程式，可意味着 因此
可容易地表示，通过结合方程式[1]和[2]与方程式[14]，得到根据移相器和衰减器设置(分别为φ和A)的用于天线屏蔽器的方程式XPD。通过用于1/XPD的方程式对φ和A的数字最小化，得到移相器和衰减器设置。
在一实施例中并且参见图2，通道222和224中的信号间的差分振幅和差分相位被确定，即，当施加给信号时，会补偿由天线屏蔽器206感应的去极化。这些天线屏蔽器去极化偏移与由如上述的设备200施加的振幅和/或相位设置结合。能预先确定多个天线屏蔽器去极化偏移，例如对天线孔径276的扫描范围的多个仰角和方位角对(在此称为指向角对)，并且存储在例如如上述的处理器204中的表中。扫描范围大小能用以确定表间隔。例如，10°间隔能既用于仰角又用于方位角。因此，对90°的仰角扫描范围和180°的方位角扫描范围，表中登记的登记项总数可能是例如10×19＝190个登记项。
应当容易理解，能用多种方式隔开并且确定表登记项。例如，在一些情形中，已经对于小入射角(如，在20°和30°间的近似极限下的入射角)观察到表误差能引起天线屏蔽器交叉极化的降级。在这样的情形，天线屏蔽器去极化补偿可能通过在对应这样的入射角的、补偿表登记项中放置零而提高。
在其它的实施例中，这样的表能有两维度以上。例如，每个表登记项可能对应指向角对和希望的极化角。作为另一例子，每一表登记项能对应指向角对和信号频率。一般地，由此可见，可能用多种方法定义偏移表并且可能包括多个影响信号发送的变量。通过计算能得到表数据。在优选实施例中，从特殊的天线屏蔽器测量表数据。
如上述，对指定的指向角对(和一实施例中的指定的希望极化面，在该实施例中，表284包括作为变量的极化面的角)，确定对衰减器238和移相器242的调整，其取消了由天线屏蔽器206感应的波去极化。如上所述，处理器204能计算内插值。例如，在通过天线孔径276在表284中的指向角对中没有表示的指向角发送信号的情形，处理器204使用存储在两个或更多表登记项中的偏移值计算新的偏移值。
本发明的各实施例可连同中频信号(IF)实施。例如，依据另一实施例提供天线屏蔽器去极化补偿的设备在图4中由参考标号400总指示。尽管设备400描述在信号发送的下文中，但是设备400在另一实施例中补偿接收信号的天线屏蔽器去极化。在再一实施例中，图4中显示的极化控制设备补偿天线屏蔽器两侧信号的去极化，即设备400既补偿发送又补偿接收信号的去极化。
设备400包括传递信号的控制单元404，例如，用于通过天线孔径408发送。在端口410处进入设备400的IF信号由分割器412分成左手和右手圆极化(LHCP和RHCP)信号EL和ER。经由移相器416和衰减器420，使用如参照图1先前描述的用于天线屏蔽器去极化的偏移，调整信号EL和ER。
信号EL和ER经由转换器422上转换到射频(RF)，由高功率放大器424增强并且经由正交混合428线性极化。垂直和水平信号Ey和Ex发送到正交模式变换器432并且通过天线号角436发送。当信号发送时，其通过天线屏蔽器440。在接收信号的实施例中，转换器422从RF到IF下转换进入的信号。向上和/或向下转换器422最好对温度、频率和动态范围在振幅和相位上匹配。
天线屏蔽器去极化补偿设备的另一实施例，由参考标号500在图5中总指示。设备500包括传递信号的控制单元504，例如，用于通过天线508发送。在端口510进入控制单元504的信号由分割器512分成左手和右手圆极化(LHCP和RHCP)信号EL和ER。经由移相器516和衰减器520，使用如参照图1先前描述的用于天线屏蔽器去极化的偏移，调整信号EL和ER。
信号EL和ER由高功率放大器524增强并且发送到天线508，其中信号经由正交混合528线性极化。垂直和水平信号Ey和Ex发送到正交模式变换器(OMT)532并且通过天线号角536发送。当信号发送时，其通过天线屏蔽器540。在图5显示的实施例中，在天线508中包括正交混合528，因此允许天线508用作为具有RHCP和LHCP端口542和544的双圆极化天线。
然而，应当注意，控制单元504能使用于任何双圆极化天线，包括在产生圆极化中不使用正交混合的天线。这样的天线可具有例如在反射器天线馈送系统中、馈送号角和OMT间的波导偏光器。另一这样的天线可具有穿过(across)馈送号角孔径或反射器孔径的平面波或自由空间偏光器片。还应当注意，一般本发明的实施例也使用一个或更多的阵列天线加上或代替反射器天线来补偿。
天线屏蔽器去极化补偿设备的另一实施例在图6中由参考标号600总指示。设备600包括传输信号的控制单元604，例如，用于通过天线608发送。在端口610处进入设备600的信号由分割器612分成左手和右手圆极化(LHCP和RHCP)信号EL和ER。
信号EL和ER经由移相器616和衰减器620，使用如前述的用于天线屏蔽器去极化的偏移，由高功率放大器614增强并且调整。移相器616和衰减器620配置为高功率部件，即配置以处理来自高功率放大器614的输入。信号EL和ER经由正交混合628线性极化。垂直和水平信号Ey和Ex发送到正交模式变换器632并且通过天线号角636发送。当信号发送时，其通过天线屏蔽器640。
放大器614最好对适用的温度、频率和动态范围在振幅和相位上匹配。对于天线屏蔽器去极化的比较小的水平，设备600的放大器614趋于名义上在同样的水平工作。当天线屏蔽器去极化增加时，衰减器设置间的差异可能也增加，这可趋于增加用于放大器614的驱动电平的任何不平衡。
去极化补偿设备的另一实施例在图7中由参考标号700总指示。发送信号由高功率放大器704放大并且进入功率分割器708。分割的信号经由移相器712移相，通过3分贝(3dB)混合716发送，并且经由移相器720移相。
移相器720用于以类似于使用移相器116(在图1中显示)的方式调整两个信号间的相位差。移相器712与3dB混合716共同用作为可变功率分割器724。可调整移相器712间的差分相移，以调整在混合716的输出端口728处的功率分割比。通过修正可变功率分割器724的设置可补偿通过移相器720的改变损失。
在依据前述原理配置在天线系统实施例中，具有基本上纯粹线性极化的信号可以高交叉极化辨别率(XPD)发射。作为一例子，对典型系统，天线XPD是17.0dB以及非补偿天线屏蔽器XPD是7.9dB，使得总系统(天线加天线屏蔽器)XPD在(1-σ)水平是5.7dB。在如上述施加天线屏蔽器去极化补偿、以及在补偿偏移表中的误差在(1-σ)水平是5°相位和0.3dB振幅的情形，那么天线屏蔽器XPD从7.9dB提高到24.9dB，并且总系统XPD从5.7dB提高到14.5dB(所有值在(1-σ)水平)。
在本发明的其它实施例中，天线屏蔽器去极化补偿连同圆极化的天线系统一起工作。对圆极化的去极化补偿的来源将参照图3中显示的坐标系统描述。以下描述中假定，天线屏蔽器覆盖的天线孔径是双线性极化并且具有激发分别平行于x和y轴的水平和垂直发射极化的两个正交极化端口。(这样的极化不必垂直和水平，仅需要正交。)假定发送模式分析。还假定，通过去极化控制器连接到天线孔径的两个天线端口的激发是ex和ey。
在入射在天线屏蔽器表面的局部平面在角α处指向x轴的情形，转换到对准进入射的局部平面的坐标系统的、在天线屏蔽器表面的场是eTM＝excosα+eysinα [15]eTE＝-exsinα+eycosα[16]注意，在天线馈送端口到由天线发射并且通过天线屏蔽器发送的场前，不进行来自电压或电流“激发”的严格标准化，因为在这里所有的解决方案是就激发比率而言的。
假定天线屏蔽器有用于分别平行横向磁(TM)和横向电(TE)方向的场的局部传输系数τTM和τTE。那么，天线屏蔽器远侧的发射场变成e′TM＝τTMeTM[17]e′TE＝τTEeTE[18]这些发射场分量可分解为右手圆极化(RHCP)和左手圆极化(LHCP)分量e′RHCP=12(e′TM+je′TE)=ex2(τTMcosα-jτTEsinα)+ey2(τTMsinα+jτTEcosα)----[19]]]>e′LHCP=12(je′TM+e′TE)=ex2(jτTMcosα-τTEsinα)+ey2(jτTMsinα+τTEcosα)----[20]]]>为了发射纯RHCP，求解e′LHCP＝0exey=jτTMsinα+τTEcosατTEsinα+jτTEcosα----[21]]]>用于复数比ex/ey的前述方程式定义去极化补偿设备产生的、在两正交天线端口的激发，以补偿天线屏蔽器去极化，并且发射纯粹的RHCP波。
作为检查，如果天线屏蔽器有零去极化(τTM＝τTE)，这变成eyex=-j----[22]]]>即，两天线端口按照期望通过在相位正交中的相等的振幅激发馈送。
由于在TM和TE天线屏蔽器传输系数的振幅和/或相位间的不平衡，当天线屏蔽器去极化变成有限时，激发比ex/ey从以上结果发散(diverge)，对以上结果既在振幅又在相位上进行调整。
值得注意的是，对照补偿线性极化，对其在天线屏蔽器传输系数间的振幅和相位不平衡经由去极化补偿设备可分别需要相位和振幅调整，对天线屏蔽器传输系数间的振幅或相位不平衡的圆极化补偿，必需振幅和相位调整。
用于补偿接收信号的去极化的设备的示例性实施例在图8中由参考标号750总指示。来自天线馈送端口(未显示)的正交信号通过低噪声放大器754、可变衰减器758、移相器762和正交混合766。在衰减器758和移相器762前，放大器754建立系统噪声系数(figure)，以便阻止来自衰减器758和移相器762中的任何损失的系统G/T(增益/温度)降级。衰减器758和移相器762调整信号的极化移相器762调整相位并且衰减器758调整振幅。在天线屏蔽器去极化是零的情形，通过设置φV＝φH和AV＝AH，在端口770处得到纯粹RHCP。在本实施例中正交混合766的第二端口774被端接。在另一实施例中，端口774可能发送LHCP信号。
参考标号800在图9中总地指示用于补偿发送信号的去极化的设备的实施例。低电平发送信号进入具有终结端口812的正交混合808的端口804。一对信号从混合端口816和820发送并且通过移相器824和衰减器828。经由对适合的温度、频率和动态范围在振幅和相位上校准或匹配的高功率放大器832，放大信号。对于低水平的天线屏蔽器去极化，放大器832工作在大致同样的电平。
在图9中显示的实施例中，由移相器824和衰减器828输出的信号输入到放大器832。在替代实施例(未显示)中，倒转移相器824、衰减器828和放大器832的位置，使得由放大器832输出的信号输入到移相器824和衰减器828。在这样的实施例中，移相器824和衰减器828是高功率部件，并且比较经由图9中显示的实施例可用的功率，发送功率可以更低。然而，在另一实施例中，T形分裂器可用于代替正交混合808，因此移相器可用于有比图9中显示的移相器824更宽的相位范围的移相器。
参考标号900在图10中总地指示用于补偿发送信号的去极化的设备的另一实施例。低电平发送信号通过高功率放大器904以及由功率分割器908、移相器912和3分贝(3dB)混合916形成的可变功率放大器906。可变功率分割器906以作为如在图9中显示的衰减器828的衰减器的同样或类似的方式执行。在移相器912间调整差分相移调整在3dB混合916的输出端口918处的功率分割比率。一对移相器920调整两个信号间的相差。通过调整可变功率分割器906的设置，能补偿通过移相器920的任何改变损失。
前述方法和设备的实施例能用在操作的发送和接收模式中的天线屏蔽器去极化补偿。在一些实施例中，在天线系统中现有的硬件能用在实施天线屏蔽器去极化补偿中。由现有天线屏蔽器感应的信号去极化可减少或消除而不用重新设计复杂的高成本的天线屏蔽器。
本发明的描述实际上仅仅是示例性，因此没有脱离本发明的要点的各种变化视为在本发明的范围内。这样的变化不视为违背本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种减少经过天线屏蔽器的无线信号的去极化方法，该方法包括确定关于天线屏蔽器的信号的入射角；通过所述确定的入射角，确定对能归因于天线屏蔽器的信号去极化的至少一个偏移；以及将偏移施加到信号以减少信号的去极化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加基于天线的至少一个指向角。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括基于信号的希望极化角，将偏移施加到信号。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述至少一个偏移存储在存储器中；以及根据天线的至少一个指向角，从存储器取得所述至少一个偏移。
5.根据权利要求1所述的方法，其中施加偏移包括在多个偏移中内插。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定至少一个偏移是关于选择的信号频率执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定至少一个偏移包括使用信号的入射角确定天线屏蔽器传输系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定至少一个偏移包括依据下面公式最小化交叉极化辨别率(XPD) 这里τTE和τTM是天线屏蔽器传输系数，α是入射角而Ψ是希望极化角。
9.根据权利要求1所述的方法，其中确定至少一个偏移包括确定振幅偏移和相位偏移的至少一个。
10.根据权利要求1所述的方法，其中施加偏移包括将振幅偏移和相位偏移的至少一个与信号结合。
11.根据权利要求1所述的方法，其中确定至少一个偏移包括将信号的辐射场分量分解为RHCP和LHCP分量。12.根据权利要求11所述的方法，其中确定至少一个偏移还包括确定ex和ey在天线的端口的激发，依据exey=jτTMsinα+τTEcosατTEsinα+jτTEcosα]]>这里τTE和τTM是天线屏蔽器传输系数而α是入射角。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括使用下转换器和上转换器之一在信号的射频和中频间转换。
14.一种补偿经过天线屏蔽器的信号的去极化的方法，该方法包括将信号分成多个极化信号；以及向至少一个极化信号施加预定补偿能归因于天线屏蔽器的去极化的至少一个偏移。
15.根据权利要求14所述的方法，其中极化信号包括至少一个圆极化信号。
16.根据权利要求14所述的方法，其中施加至少一个偏移包括确定对极化信号间的差分振幅和极化信号间的差分相位之一的偏移。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括使用天线屏蔽器的传输系数确定偏移。
18.根据权利要求14所述的方法，其中施加在天线移动期间周期地进行。
19.根据权利要求14所述的方法，其中施加至少一个偏移包括在多个预定的振幅偏移中内插以确定所述至少一个偏移。
20.根据权利要求14所述的方法，其中施加至少一个偏移包括在多个预定的相位偏移中内插以确定所述至少一个偏移。
21.根据权利要求14所述的方法，其中在天线屏蔽器的一侧上执行所述施加以补偿天线屏蔽器另一侧上的去极化。
22.根据权利要求14所述的方法，其中在天线屏蔽器的一侧上执行所述施加以补偿天线屏蔽器的同一侧上的去极化。
23.根据权利要求14所述的方法，还包括确定在天线屏蔽处用于信号的入射角和频率的天线屏蔽器的传输系数。
24.根据权利要求14所述的方法，还包括使用在存储器中存储的至少一个偏移值以确定差分振幅和相位。
25.一种用于补偿无线信号的去极化的设备，该去极化能归因于通过天线屏蔽器的信号通过，该信号进入该设备作为多个相反极化的信号，该设备包括处理器，被配置以确定对极化信号的至少一个偏移，其补偿能归因于天线屏蔽器的去极化；以及施加器电路，被配置以施加所述偏移于至少一个极化信号。
26.根据权利要求25所述的设备，其中还配置所述处理器基于天线屏蔽器的至少一个传输系数来确定所述偏移。
27.根据权利要求25所述的设备，其中还配置所述处理器使用无线信号的希望的极化面来确定所述偏移。
28.根据权利要求25所述的设备，其中施加器电路包括至少一个移相器和与移相器串联的至少一个衰减器。
29.根据权利要求25所述的设备，其中施加器电路包括至少一对移相器和与移相器连接的至少一个可变功率分割器。
30.根据权利要求29所述的设备，其中可变功率分割器包括三分贝混合、与混合连接的第二对移相器，以及与第二对移相器连接的功率分割器。
31.一种天线系统包括天线屏蔽器，配置无线信号通过它；极化器电路，被配置以将无线信号分成相反极化的信号；处理器，被配置以确定对极化信号的至少一个偏移，其补偿能归因于天线屏蔽器的去极化；以及施加器电路，被配置以施加所述偏移于至少一个极化信号。
32.根据权利要求31所述的天线系统，其中还配置所述处理器基于天线屏蔽器的至少一个传输系数来确定所述偏移。
33.根据权利要求31所述的天线系统，其中还配置所述处理器使用无线信号的希望的极化面来确定所述偏移。
34.根据权利要求31所述的天线系统，其中施加器电路包括至少一个移相器和与移相器串联的至少一个衰减器。
35.根据权利要求31所述的天线系统，还被配置以发送无线信号。
36.根据权利要求31所述的天线系统，还被配置以接收无线信号。
37.一种用于控制经过具有天线屏蔽器的天线的无线信号的极化的极化控制器，该控制器包括将信号分成相反极化的信号的信号分割器、依据希望的线性极化面方向角、将可变差分相移施加于信号的调整电路，以及至少一个处理器，配置该处理器确定关于天线屏蔽器的信号的入射角；通过所确定的入射角，确定对能归因于天线屏蔽器的信号去极化的至少一个偏移；以及控制调整电路，以便将偏移施加于信号。
全文摘要
一种减少经过天线屏蔽器的无线信号的去极化方法。确定关于天线屏蔽器的信号的入射角。通过所确定的入射角，确定对能归因于天线屏蔽器的信号去极化的至少一个偏移。将偏移施加到信号以减少信号的去极化。当执行前述方法时，在发送和/或接收模式能基本上减少或消除天线屏蔽器去极化的效应。
文档编号H01Q1/27GK1577969SQ200410054540
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月23日 优先权日2003年7月23日
发明者安东尼·D·蒙克 申请人:波音公司