一种通道校准方法及电子设备的制造方法_3

文档序号:9765137阅读:来源:国知局
通道、第=通道的移相值分别设置为cl、c2、c3 时,校准信号通过第一通道、第二通道、第=通道后合成信号C;将第一通道、第二通道、第= 通道的移相值分别设置为dl、d2、d3时,校准信号通过第一通道、第二通道、第=通道后合成 信号D;将第一通道、第二通道、第=通道的移相值分别设置为el、e2、e3时,校准信号通过第 一通道、第二通道、第=通道后合成信号E。进而,在M为4时,可从信号A、信号B、信号C、信号 D、信号E中随机选取4个信号作为用于拟合的样本信号。
[0081] 为了获得更为精确的校准结果,在采集样本信号采用上述第二种方式时,在步骤: 获得L个样本信号后,所述方法还包括:
[0082] 基于所述L个样本信号,确定K组样本信号,所述K组样本信号中每组样本信号均包 含M个样本信号,每组包含的M个样本信号为从所述L个样本信号随机选取的样本信号,K为 大于1的整数;
[0083] 依次取t为1至K,W所述预设策略对第t组样本信号中的M个样本信号进行拟合,获 得与所述N个通道中各通道的信号幅相偏移值对应的第t组参数值;在t为即寸,获得K组参数 值;
[0084] 从所述K组参数值中确定出N个值,所述N个值对应所述N个通道中各通道的信号幅 相偏移值。
[0085] 具体的,在本实施例中,由于在采集样本信号的过程中,在调节个通道的移相器的 值时,可能会存在偏差,比如:设定调节的通道移相器的值为2度,但实际移相器调节的值为 2.5度。因此,可W采用对多组样本信号进行拟合后得到最终的个各通道的信号幅相偏移值 的方式来减少移相器的误差对校准精度的影响,使校准数据更加真实准确。比如:需要校准 的通道为第一通道、第二通道、第=通道,共计3个通道,采集的与运3个通道对应的样本信 号有4、8、(:、0、6立共6个样本信号,当需要用4个样本信号进行拟合3次时,可从4、8、(:、0、6少 运6个样本信号种随机选择4个进行拟合,假设第1次选取的样本信号为A、B、C、D,通过对A、 B、C、D拟合得到与第一通道、第二通道、第=通道对应的信号幅相偏移值为(11、(12、(13。进一 步,假设第2次选取的样本信号为A、B、C、E,通过对A、B、C、E拟合得到与第一通道、第二通道、 第=通道对应的信号幅相偏移值为rl、r2、r3;假设第3次选取的样本信号为A、C、E、F,通过 对A、C、E、F拟合得到与第一通道、第二通道、第=通道对应的信号幅相偏移值为tl、t2、t3。
[0086] 进而,通过3次拟合得到关于第一通道的信号幅相偏移值为(11^1、*1,可选取(11、 rl、tl中的中值来作为第一通道的信号幅相偏移值,如:当dKrKtl时,选取rl作为第一通 道的信号幅相偏移值。同理,通过3次拟合得到关于第二通道的信号幅相偏移值为d2、r2、 t2,可选取d2、r2、t2中的中值来作为第二通道的信号幅相偏移值,如:当d2<t2<r2时,选取 t2作为第二通道的信号幅相偏移值。同理,通过3次拟合得到关于第=通道的信号幅相偏移 值为d3、r3、t3,可选取d3、r3、t3中的中值来作为第=通道的信号幅相偏移值,如:当t3<d3< r3时,选取d3作为第=通道的信号幅相偏移值。所W,最终确定出来的与第一通道、第二通 道、第=通道对应的信号幅相偏移值为rl、t2、d3。
[0087]当然,在具体实施过程中,从多次拟合得到的关于通道的多个通道的信号幅相偏 移值的拟合结果中确定出最终的信号幅相偏移值的方式不限于上述示例中的选取中值的 方式,还可W采用采用将多个拟合结果的平均值作为最终信号幅相偏移值的方式,或者,选 取多个拟合结果中均方差最小的值作为最终信号幅相偏移值的方式等等,在此,本申请不 作限定。通过运样的方式,电子设备在采集到多个关于通道的样本信号时,可W选择多组样 本进行拟合,进而通过得到的多个拟合结果来确定多个通道中各个通道的信号幅相偏移 值,能够在移相器存在误差的情况下,获得精确各通道的信号幅相偏移值,确保了通道校准 的准确性。
[008引实施例二
[0089] 本实施例W天线接收通道远场校准为例,对本申请的通道校准方法的实施细节进 行详细说明。
[0090] 图2给出了有源相控阵天线接收通道远场校准框图,其硬件组成主要包括天线单 元、TR组件、和差网络、移相器、接收机及信号源,本实施例中的通道校准方法在该框架下进 行样本信号的采集。具体来说,信号源放置在接收天线的0°方向,当信号源产生校准信号X, 由于信号源在接收天线0°方向,则馈送给每个接收通道的信号X幅度相位相同。校准信号经 每个接收通道和移相器产生不同程度的幅度衰减和相移,设a(i)为第i个通道的幅相偏移, c(i)为第i个通道的移相器值,则第i个通道的输出信号为:
[0091] s(i) =c(i) ? a(i) ? X (I)
[0092] 其中c(i)、a(i)、x和s(i)均为复信号,包含信号的幅度和相位信息。"?"表示复数 的乘法,s(i)为第i个通道输出信号。整个校准工作需要估计各通道的信号幅相偏移值a (i)。由于只关屯、各通道幅相偏移的相对值,也可W直接估计a(i) ? X作为校准依据,为了表 述方便用b(i)替代a(i) ? X,则第i个通道的输出信号表示为:
[0093] s(i)=c(i) ? b(i) (2)
[0094] 各接收通道信号送至和差网络,和通道输出即为各接收通道信号的合成,再经接 收机检测得到和通道信号y,有:
(3)
[0096]其中N为有源相控阵天线的通道个数。把公式(2)代入公式(3)有:
(4)
[0098]上式中c(i)为第i接收通道的移相器的值,y为接收机检测得到的和通道信号,均 为已知值。y随c(i)的调整发生变化,在本实施例中,通过反复调整各通道的移相器值c(i), 并记录相应的合成信号y,获得多个样本信号。具体来说,记c^i)为第j次调整第i路通道的 移相器值,yj为j次检测信号值,则定义一个N+1维的向量Pj = ^j(I),cj(2),...,Cj(N),yj] 为第j个样本。为表述方便,假设一共采集了M个样本点,记为(61。
[0099] 进一步,利用超平面拟合样本点,如果把c(i)看作自变量,y看作因变量,则上述式 (4)为一个超平面方程,b(i)为超平面的参数。又由于b(i)为各接收通道的信号幅相偏移 值,固定不变,因此可W采用线性回归算法对多个样本进行拟合,估计得到超平面的参数b (i),i = l,2,. . . ,No
[0100] 设Y=[yi,y2, . . .,yM]T、B=[b(l),b(2), . . .,b(N)]T、cj = [Cj(l),Cj(2), . . .,cj (N)]t,C=[ci,C2, . . .,cm]t,并根据式(4)可得:
[0101] Y = CB (5)
[0102] 综合考虑计算效率和拟合精度,本实施例中采用最小均方误差方法估计超平面参 数B,具有如下闭式解:
[0103] 6=(化)-仍 (6)
[0104] 当样本数量M远大于通道数量N时,满足矩阵Ck可逆。
[0105] 进一步,基于超平面参数计算校准值,由于每个接收通道的移相器均具有一定移 相误差,各通道的误差累计将导致合成信号Y产生误差,实际的合成信号表示如下:
[0106] Y = CB+e (7)
[0107] 其中e为所有通道累计的误差值。如果直接采用最小均方误差方法拟合样本则易 受到噪声干扰,鲁棒性较差。因此本实施例中需要进一步对拟合得到的参数进行处理,具体 步骤如下:
[0108] 1)采集L个样本,并满足1>1,初始化变量k = 0,K,其中K为拟合的次数;
[0109] 2)从L个样本中随机选取M个样本,并满足M>N,k = k+l;
[0110] 3)利用最小均方误差方法拟合选取的M个样本,估计得到第k个粗略超平面参数 Bk;
[011U 4)判断k<K条件是否满足,如果满足则返回第2步执行,否则执行第5步;
[0112] 5)根据K个粗略超平面参数己,按照如下方式计算精确超平面参数Bf:
[0113] Bf(i)二median{Bi(i),B2(i),? ? ?,BkQ)} (8)
[0114]
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