一种天线轴校准装置及方法_3

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件的多边形都是可以的:
[0088] 条件1,边的数量大于或等于4 ;
[0089] 条件2,有两对或两对以上的边相互平行;
[0090] 条件3,对于每对相互平行的边,他们的垂直平分线之间的距离应小于这对边长度 和的一半。
[0091] 下面将通过具体的示例详细描述本发明上述实施例所述的天线轴校准装置的实 现方式。
[0092] 示例 1 :
[0093] 在本例中,天线轴校准装置将包括上述校准天线阵301、DSP302和天线阵调整控 制单元303。且上述校准天线阵301中的N个天线阵子3011排列为两个UCA,假设作为发 射天线的UCA当前使用的0ΑΜ模式为0。
[0094] 在本示例的轴校准过程中,上述校准天线阵301将不断平移,实时将各个天线 阵子接收到的模拟信号进行放大以及进行模拟到数字转换的处理,并将数字信号发送给 DSP302。
[0095] DSP302在收到来自上述校准天线阵301中N个ADC的数字信号后,实时对上述数 字信号进行处理,得到N个天线阵子当前所处位置的电场强度,并将上述N个天线阵子当前 所处位置的电场强度输出到上述天线阵调整控制单元303。
[0096] 天线阵调整控制单元303根据上述N个天线阵子当前所处位置的电场强度实时计 算两个UCA平移的方向以及平移的位移,并控制校准天线阵301的平移。
[0097] 具体而言,上述天线阵调整控制单元303的内部结构如图4所示,包括如下模块:
[0098] 初始化模块3031,用于在进行轴校准之前初始化平移步长δ,例如,设置为S = r ;
[0099] 平移方向确定模块3032,用于在轴校准过程中,对校准天线阵301中的两个UCA分 别执行如下操作:根据DSP上传的某个UCA上各个天线阵子当前所处位置的电场强度确定 该UCA上电场强度最大的天线阵子的位置,并确定该UCA的平移方向为该UCA的圆心到该 UCA上电场强度最大的天线阵子的方向;
[0100] 平移步长调整模块3033,用于在轴校准过程中,对校准天线阵301中的两个UCA分 别执行如下操作:针对一个UCA计算本次平移方向和上次平移方向的夹角,如果该夹角超 过90度,则减小该UCA对应的平移步长,例如令δ = Sq,其中,〇<q< 1;否则,保持该 UCA对应的平移步长不变;
[0101] 平移模块3034,用于在轴校准过程中,对校准天线阵301中的两个UCA分别执行 如下操作:判断某个UCA对应的平移步长是否小于预先确定的校准精度,如果是,则对于该 UCA的平移终止;如果该UCA对应的平移步长大于或等于预先确定的校准精度,则控制该 UCA按照本次平移方向平移,平移的位移为该UCA对应的平移步长。然后,由平移方向确定 模块3032继续开始下一次的平移过程,直至两个UCA的平移都终止。
[0102] 在本例中,当两个UCA的平移都终止了,上述轴向确定单元304则可以确定作为发 射天线的UCA的轴向与上述校准天线阵301中两个UCA的圆心01和02所确定的直线重合。
[0103] 对应上述天线轴校准装置,本发明的实施例还提供了天线轴校准方法,主要包括 分别控制校准天线阵中两个UCA平移的过程。如图5所示,该控制UCA平移的过程包括:
[0104] 步骤501,根据一个UCA上各个天线阵子的接收信号确定UCA上各个天线阵子当前 所处位置的电场强度;
[0105] 步骤502,根据UCA上各个天线阵子当前所处位置的电场强度确定该UCA上电场强 度最大的天线阵子的位置;
[0106] 步骤503,确定UCA的平移方向为该UCA的圆心到该UCA上电场强度最大的天线阵 子的方向;
[0107] 步骤504,计算本次平移方向和上次平移方向的夹角,如果该夹角超过90度,则减 小该UCA对应的平移步长δ,例如令δ = δ q,其中,〇 < q < 1 ;否则,保持平该UCA对应 的平移步长不变;
[0108] 步骤505,判断该UCA对应的平移步长是否小于预先确定的校准精度,如果是,则 对于该UCA的平移终止;如果该UCA对应的平移步长大于或等于预先确定的校准精度,则控 制该UCA按照本次平移方向平移,平移的位移为上述平移步长,然后,返回步骤501,继续执 行轴校准过程。
[0109] 在本例中,当两个UCA的平移都终止了,则可以确定作为发射天线的UCA的轴向与 上述校准天线阵301中两个UCA的圆心01和02所确定的直线重合。
[0110] 需要说明的是,上述示例(天线轴校准装置和天线轴校准方法)均是以0ΑΜ模式 为〇为例进行说明的,而对于0ΑΜ模式非零的情况,上述装置以及方法也同样适用,区别仅 在于平移方向确定模块3032在确定平移方向时以及在步骤402和403中,将根据DSP上传 的该UCA上各个天线阵子当前所处位置的电场强度确定该UCA上电场强度最小的天线阵子 的位置,并确定该UCA的平移方向为该UCA的圆心到该UCA上电场强度最小的天线阵子的 方向。
[0111] 示例 2 :
[0112] 在本例中,天线轴校准装置将包括上述校准天线阵301、DSP302和天线阵调整控 制单元303。上述校准天线阵301中的N个天线阵子3011排列为一个UCA,且假设作为发 射天线的UCA当前的0ΑΜ模式为0。
[0113] 在轴校准过程中,上述校准天线阵301将进行平移和旋转,并实时将各个天线阵 子接收到的模拟信号进行放大以及模拟到数字转换的处理,并将数字信号发送给DSP302。
[0114] DSP302在收到来自上述校准天线阵301中N个ADC的数字信号后,实时对上述数 字信号进行处理,得到N个天线阵子当前所处位置的电场强度,并将上述N个天线阵子当前 所处位置的电场强度输出到上述天线阵调整控制单元303。
[0115] 天线阵调整控制单元303根据上述N个天线阵子当前所处位置的电场强度实时计 算该UCA平移的方向以及平移的位移,并控制校准天线阵301的平移。平移完成后,天线阵 调整控制单元303还将进一步根据上述N个天线阵子当前所处位置的电场强度实时控制校 准天线阵301的旋转。
[0116] 在本例中,天线阵调整控制单元303的内部结构如图6所示。具体而言,为了完成 校准天线阵301的平移,天线阵调整控制单元303也将包括示例1中的初始化模块3031、平 移方向确定模块3032、平移步长调整模块3033以及平移模块3034。其各个模块的操作也 基本相同,只是在本例中是对一个UCA上的天线阵子进行测量和平移控制。当该UCA的平 移终止后,天线阵调整控制单元303将进一步控制校准天线阵301进行旋转。具体而言,上 述天线阵调整控制单元303将进一步包括:
[0117] 平面内旋转模块3035,用于找到该UCA上电场强度最小的天线阵子&,并控制该 UCA在其平面内以该UCA的轴向为轴心旋转,使得上述电场强度最小的天线阵子&在当前 位置上的电场强度达到最小值;以及
[0118] 平面旋转模块3036,用于以该UCA的圆心0和上述天线阵子六丨所确定的直线ΟΑι 为轴控制UCA旋转,直至该UCA上各天线阵子的电场强度中的最大值与各天线阵子的电场 强度中的最小值之差达到最小。
[0119] 需要说明的是,在上述平面内旋转和平面旋转的过程中,可以以预先确定的旋转 角度步长来进行各次旋转。例如,假设预先确定的旋转角度步长为Θ,则平面内旋转模块 3035首先控制该UCA按照某个方向(例如顺时针)旋转Θ度,若天线阵子&处的电场强 度变大,则该旋转方向不正确,需要换个方向(例如逆时针)作为平面内旋转的方向;相反, 若天线阵子4处的电场强度变小,则该旋转方向正确,该方向即作为平面内旋转的方向。在 确定了平面内旋转的方向之后,可以在每次旋转Θ度后监测天线阵子&处的电场强度是 否持续减小,当发现天线阵子4处的电场强度变大时,即可确定天线阵子4在当前位置上 的电场强度已达到最小值,从而完成平面内旋转。类似地,平面旋转模块3036可以首先控 制该UCA按照某个方向旋转Θ度,若该UCA上各天线阵子的电场强度中的最大值与各天线 阵子的电场强度中的最小值之差变大,则该旋转方向不正确,需要换个方向作为平面旋转 的方向;相反,若该UCA上各天线阵子的电场强度中的最大值与各天线阵子的电场强度中 的最小值之差变小,则该旋转方向正确,该方向即作为平面旋转的方向。在确定了平面旋转 的方向之后,可以在每次旋转Θ度后监测该UCA上各天线阵子的电场强度中的最大值与 各天线阵子的电场强度中的最小值之差是否持续减小,当发现该UCA上各天线阵子的电场 强度中的最大值与各天线阵子的电场强度中的最小值之差为〇或近似为〇时,即可确定该 UCA上各天线阵子的电场强度中的最大值与各天线阵子的电场强度中的最小值之差已达到 最小,从而完成平面旋转。
[0120] 经过上述平面内旋转和平面旋转后,则上述轴向确定单元304可以确定作为发射 天线的
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