一种波束赋形系统收发单元的幅相自校准方法及系统

本发明涉及电子领域和无线通信技术，尤其涉及一种波束赋形系统收发单元的幅相自校准方法及系统。

背景技术：

1、随着移动数据的需求高速增长，无线通信容量亟需增加。利用波束赋形技术，多输入多输出天线阵列可以产生高定向性的波束，并且以高自由度控制波束形状，以此大幅提高天线增益、频谱效率和多流传输能力等性能，从而极大地增加了信道容量。

2、精准的波束赋形依赖于对天线阵列中每个收发单元的精准的幅相控制。然而天线阵列中不可避免地存在收发单元间的幅相偏差。幅相偏差可分为静态偏差和动态偏差。静态偏差由各收发单元之间的非一致性造成，动态偏差则与电路老化和环境变化等因素相关。这些偏差会造成波束畸变乃至恶化系统的通信性能。一些离线校准技术可以在实验室中消除收发单元间偏差，但是一旦天线阵列投入使用，动态偏差会随时间累积，必须周期性地重新校准，然而频繁地将天线阵列拆卸并送返实验室重新校准是低效甚至不可行的。因此，研究无需实验室环境而是依靠波束赋形系统内部电路实现校准的自校准技术是必要的。

3、在波束赋形系统自校准领域中，已经出现了一系列技术成果。然而，就已公开的相关自校准技术而言，仍然存在以下三个问题。

4、1、只能校准一块pcb或一个芯片内的收发单元，然而目前可扩展波束赋形系统和3d波束赋形系统的应用规模正快速扩大，这类系统的收发单元分布在多个pcb或芯片上，仅校准一个pcb或芯片内的收发单元是不够的。

5、2、依赖额外的校准信号发生和测量电路，增加了系统的整体尺寸和成本。

6、3、校准信号传输电路或天线阵列需要严格对称，以避免测试中出现校准信号路径不等引起的偏差，限制了技术的应用范围，并加大了电路布局的困难。

技术实现思路

1、技术问题:为解决上述问题，本发明提供了一种波束赋形系统收发单元的幅相自校准方法及系统，该方法可以实现多块pcb内的所有收发单元相较于同一个参考收发单元的幅相自校准，并且不需要额外的校准信号发生电路或测量电路，也不需要校准信号传输电路或天线阵列具有对称的排布或尺寸。

2、技术方案：本发明的自校准方法，在波束赋形系统中加入若干个由耦合器(1)、吸收式单刀双掷开关(2)和匹配电阻(3)组成的耦合器开关网络；波束赋形系统中的每个收发单元由一个天线(4)和一个收发通道(5)构成；耦合器开关网络的每个耦合器(1)与一个收发单元的天线(4)和收发通道(5)相连；一个耦合器开关网络通过耦合器(1)与2行收发单元连接，共连接2×n个收发单元，n为一行收发单元的数量；耦合器开关网络具有周期性结构，使n的大小不受限制；m个耦合器开关网络可以通过2m-2个级联传输线(6)级联，从而连接多行共2×n×m个收发单元，这些耦合器开关网络可以在一块pcb加工并采用平面传输线级联，也可在多块pcb加工采用电缆级联，从而实现可扩展波束赋形阵列内多块pcb上的收发单元的自校准。

3、在上述的耦合器开关网络的基础上，实现的波束赋形系统收发单元的幅相自校准方法包含如下步骤：

4、(1)测量波束赋形系统中每个耦合器开关网络连接的每两个位于同一行的相邻收发单元(9)和收发单元(10)之间的幅相差异；

5、(2)测量波束赋形系统中每个耦合器开关网络连接的与级联传输线(6)最近的两个收发单元(21)(22)之间的幅相差异；

6、(3)测量波束赋形系统中每两个级联的耦合器开关网络连接的与同一根级联传输线(6)最近的两个收发单元(36)(38)之间的幅相差异；

7、(4)计算波束赋形系统中所有收发单元的幅相偏差，即他们各自相对于参考收发单元的幅相差异。

8、在步骤(1)中，测量每个耦合器开关网络连接的任意两个位于同一行的相邻收发单元(9)和收发单元(10)的幅相差异的方法如下：

9、(1.1)将开关(11)(12)(13)(14)(17)(20)的选通端口分别设置为端口1,1,2,2,2,1；

10、(1.2)将收发单元(9)设置为接收模式，收发单元(7)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(7)之间的传输系数hebc1,eac1|1,2,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(7)之间的传输系数hebc1,eac1|2,2,1,2；

11、将收发单元(10)设置为接收模式，收发单元(7)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数hebc2,eac1|1,2,1,2,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,2,1，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数hebc2,eac1|1,2,2,1，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数hebc2,eac1|2,2,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,2,1，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数hebc2,eac1|2,2,2,1；

12、将收发单元(9)设置为接收模式，收发单元(8)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数hebc1,eac2|2,1,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数hebc1,eac2|2,2,1,2,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数hebc1,eac2|2,1,2,1,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,2,1，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数hebc1,eac2|2,2,2,1；

13、将收发单元(10)设置为接收模式，收发单元(8)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(8)之间的传输系数hebc2,eac2|2,1,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(8)之间的传输系数hebc2,eac2|2,2,1,2；

14、(1.3)计算hebc1,eac1|sup,hebc2,eac1|sup，hebc1,eac2|sup，hebc2,eac2|sup：

15、hebc1,eac1|sup＝hebc1,eac1|1,2,1,2-hebc1,eac1|2,2,1,2 (1)

16、hebc2,eac1|sup＝hebc2,eac1|1,2,1,2-hebc2,eac1|2,2,1,2-hebc2,eac1|1,2,2,1+hebc2,eac1|2,2,2,1 (2)

17、hebc1,eac2|sup＝hebc1,eac2|2,1,1,2-hebc1,eac2|2,2,1,2-hebc1,eac2|2,1,2,1+hebc1,eac2|2,2,2,1 (3)

18、hebc2,eac2|sup＝hebc2,eac2|2,1,1,2-hebc2,eac2|2,2,1,2 (4)

19、(1.4)假设收发单元(9)的编号为n，收发单元(10)的编号为n+1，利用式(1)(2)(3)(4)计算接收模式差异系数drn,n+1

20、

21、在式(5)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(9)和收发单元(10)在接收模式下，相位差异prn,n+1和幅度差异mrn,n+1分别为：

22、prn,n+1＝arg(drn,n+1) (6)

23、mrn,n+1＝|drn,n+1| (7)

24、(1.5)将收发单元(9)设置为发射模式，收发单元(7)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc1|1,2,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc1|2,2,1,2；

25、将收发单元(10)设置为发射模式，收发单元(7)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc2|1,2,1,2,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口1,2,2,1，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc2|1,2,2,1，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc2|2,2,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,2,1，测量收发单元(10)和收发单元(7)之间的传输系数heac1,ebc2|2,2,2,1；

26、将收发单元(9)设置为发射模式，收发单元(8)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc1|2,1,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc1|2,2,1,2,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc1|2,1,2,1,，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,2,1，测量收发单元(9)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc1|2,2,2,1；

27、将收发单元(10)设置为发射模式，收发单元(8)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,1,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc2|2,1,1,2，再将开关(15)(16)(18)(19)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(10)和收发单元(8)之间的传输系数heac2,ebc2|2,2,1,2；

28、(1.6)计算heac1,ebc1|sup,heac1,ebc2|sup，heac2,ebc1|sup，heac2,ebc2|sup：

29、heac1,ebc1|sup＝heac1,ebc1|1,2,1,2-heac1,ebc1|2,2,1,2 (8)

30、heac1,ebc2|sup＝heac1,ebc2|1,2,1,2-heac1,ebc2|2,2,1,2-heac1,ebc2|1,2,2,1+heac1,ebc2|2,2,2,1 (9)

31、heac2,ebc1|sup＝heac2,ebc1|2,1,1,2-heac2,ebc1|2,2,1,2-heac2,ebc1|2,1,2,1+heac2,ebc1|2,2,2,1 (10)

32、heac2,ebc2|sup＝heac2,ebc2|2,1,1,2-heac2,ebc2|2,2,1,2 (11)

33、(1.7)假设收发单元(9)的编号为n，收发单元(10)的编号为n+1，利用式(8)(9)(10)(11)计算发射模式差异系数dtn,n+1

34、

35、在式(12)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(9)和收发单元(10)在发射模式下，相位差异ptn,n+1和幅度差异mtn,n+1分别为：

36、ptn,n+1＝arg(dtn,n+1) (13)

37、mtn,n+1＝|dtn,n+1| (14)

38、步骤(1)中每个耦合器开关网络连接的任意两个位于同一行的相邻收发单元(9)和收发单元(10)的幅相差异测量完成。

39、在步骤(2)中，测量任意一个耦合器开关网络连接的与两根级联传输线(6)最近的两个收发单元(21)(22)之间的幅相差异的方法如下：

40、(2.1)将开关(26)(29)(31)(32)(34)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2,2；

41、(2.2)将收发单元(21)设置为接收模式，收发单元(23)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,1,2,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(23)之间的传输系数hebc1,eac1|2,1,2,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(23)之间的传输系数hebc1,eac1|1,1,1,2,2；

42、将收发单元(22)设置为接收模式，收发单元(23)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,1,2,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数hebc2,eac1|2,1,2,2,2,，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数hebc2,eac1|2,2,2,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数hebc2,eac1|1,1,1,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数hebc2,eac1|1,2,1,2,2；

43、将收发单元(21)设置为接收模式，收发单元(24)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,1,1，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数hebc1,eac2|1,1,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数hebc1,eac2|1,1,1,2,2,，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,1,1，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数hebc1,eac2|1,2,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数hebc1,eac2|1,2,1,2,2；

44、将收发单元(22)设置为接收模式，收发单元(24)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,1,1，测量收发单元(22)和收发单元(24)之间的传输系数hebc2,eac2|1,1,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(24)之间的传输系数hebc2,eac2|1,1,1,2,2；

45、(2.3)计算hebc1,eac1|sup,hebc2,eac1|sup，hebc1,eac2|sup，hebc2,eac2|sup：

46、hebc1,eac1|sup＝hebc1,eac1|2,1,2,2,2-hebc1,eac1|1,1,1,2,2 (15)

47、hebc2,eac1|sup＝hebc2,eac1|2,1,2,2,2-hebc2,eac1|2,2,2,2,2-hebc2,eac1|1,1,1,2,2+hebc2,eac1|1,2,1,2,2 (16)

48、hebc1,eac2|sup＝hebc1,eac2|1,1,1,1,1-hebc1,eac2|1,1,1,2,2-hebc1,eac2|1,2,1,1,1+hebc1,eac2|1,2,1,2,2(17)

49、hebc2,eac2|sup＝hebc2,eac2|1,1,1,1,1-hebc2,eac2|1,1,1,2,2 (18)

50、(2.4)假设收发单元(21)的编号为n，收发单元(22)的编号为n+1，利用式(15)(16)(17)(18)计算接收模式差异系数drn,n+1

51、

52、在式(5)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(21)和收发单元(22)在接收模式下，相位差异prn,n+1和幅度差异mrn,n+1为：

53、prn,n+1＝arg(drn,n+1) (6)

54、mrn,n+1＝|drn,n+1| (7)

55、(2.5)将收发单元(21)设置为发射模式，收发单元(23)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,1,2,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc1|2,1,2,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc1|1,1,1,2,2；

56、将收发单元(22)设置为发射模式，收发单元(23)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,1,2,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc2|2,1,2,2,2,，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc2|2,2,2,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc2|1,1,1,2,2，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(23)之间的传输系数heac1,ebc2|1,2,1,2,2；

57、将收发单元(21)设置为发射模式，收发单元(24)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,1,1，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc1|1,1,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc1|1,1,1,2,2,，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,1,1，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc1|1,2,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,2,1,2,2，测量收发单元(21)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc1|1,2,1,2,2；

58、将收发单元(22)设置为发射模式，收发单元(24)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,1,1，测量收发单元(22)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc2|1,1,1,1,1，再将开关(25)(27)(28)(30)(33)的选通端口分别设置为端口1,1,1,2,2，测量收发单元(22)和收发单元(24)之间的传输系数heac2,ebc2|1,1,1,2,2；

59、(2.6)计算heac1,ebc1|sup,heac1,ebc2|sup，heac2,ebc1|sup，heac2,ebc2|sup：

60、heac1,ebc1|sup＝heac1,ebc1|2,1,2,2,2-heac1,ebc11,1,1,2,2 (19)

61、heac1,ebc2|sup＝heac1,ebc2|2,1,2,2,2-heac1,ebc2|2,2,2,2,2-heac1,ebc2|1,1,1,2,2+heac1,ebc2|1,2,1,2,2(20)

62、heac2,ebc1|sup＝heac2,ebc1|1,1,1,1,1-heac2,ebc1|1,1,1,2,2-heac2,ebc1|1,2,1,1,1+heac2,ebc1|1,2,1,2,2(21)

63、heac2,ebc2|sup＝heac2,ebc2|1,1,1,1,1-heac2,ebc2|1,1,1,2,2 (22)

64、(2.7)假设收发单元(21)的编号为n，收发单元(22)的编号为n+1，利用式(19)(20)(21)(22)计算发射模式差异系数dtn,n+1

65、

66、在式(12)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(21)和收发单元(22)在发射模式下，相位差异ptn,n+1和幅度差异mtn,n+1分别为：

67、ptn,n+1＝arg(dtn,n+1) (13)

68、mtn,n+1＝|dtn,n+1| (14)

69、步骤(2)中任意耦合器开关网络连接的与两根级联传输线(6)最近的两个收发单元(21)(22)的幅相差异测量完成。

70、在步骤(3)中，测量任意的两个级联的耦合器开关网络连接的与同一根级联传输线(6)最近的两个收发单元(36)和(38)之间的幅相差异的方法如下：

71、(3.1)将开关(39)(40)(43)(44)(45)(48)的选通端口分别设置为端口1,1,2,1,1,2；

72、(3.2)将收发单元(36)设置为接收模式，收发单元(35)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(35)之间的传输系数hebc1,eac1|1,1,2,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(35)之间的传输系数hebc1,eac1|2,1,2,1；

73、将收发单元(38)设置为接收模式，收发单元(35)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数hebc2,eac1|1,1,2,1,，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,2,2,2，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数hebc2,eac1|1,2,2,2，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数hebc2,eac1|2,1,2,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数hebc2,eac1|2,2,2,2；

74、将收发单元(36)设置为接收模式，收发单元(37)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,1,1，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数hebc1,eac2|2,1,1,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数hebc1,eac2|2,1,2,1,，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数hebc1,eac2|2,2,1,2，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数hebc1,eac2|2,2,2,2；

75、将收发单元(38)设置为接收模式，收发单元(37)设置为发射模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,1,1，测量收发单元(38)和收发单元(37)之间的传输系数hebc2,eac2|2,1,1,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(37)之间的传输系数hebc2,eac2|2,1,2,1；

76、(3.3)计算hebc1,eac1|sup,hebc2,eac1|sup，hebc1,eac2|sup，hebc2,eac2|sup：

77、hebc1,eac1|sup＝hebc1,eac1|1,1,2,1-hebc1,eac1|2,1,2,1 (23)

78、hebc2,eac1|sup＝hebc2,eac1|1,1,2,1-hebc2,eac1|1,2,2,2-hebc2,eac1|2,1,2,1+hebc2,eac1|2,2,2,2 (24)

79、hebc1,eac2|sup＝hebc1,eac2|2,1,1,1-hebc1,eac2|2,1,2，1-hebc1,eac2|2,2,1,2+hebc1,eac2|2,2,2,2 (25)

80、hebc2,eac2|sup＝hebc2,eac2|2,1,1,1-hebc2,eac2|2,1,2,1 (26)

81、(3.4)假设收发单元(36)的编号为n，收发单元(38)的编号为n+1，利用式(23)(24)(25)(26)计算接收模式差异系数drn,n+1

82、

83、在式(5)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(36)和收发单元(38)在接收模式下，相位差异prn,n+1和幅度差异mrn,n+1分别为：

84、prn,n+1＝arg(drn,n+1) (6)

85、mrn,n+1＝|drn,n+1| (7)

86、(3.5)将收发单元(36)设置为发射模式，收发单元(35)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc1|1,1,2,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc1|2,1,2,1；

87、将收发单元(38)设置为发射模式，收发单元(35)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc2|1,1,2,1,，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口1,2,2,2，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc2|1,2,2,2，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc2|2,1,2,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2，测量收发单元(38)和收发单元(35)之间的传输系数heac1,ebc2|2,2,2,2；

88、将收发单元(36)设置为发射模式，收发单元(37)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,1,1，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc1|2,1,1,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc1|2,1,2,1,，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,1,2，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc1|2,2,1,2，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,2,2,2，测量收发单元(36)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc1|2,2,2,2；

89、将收发单元(38)设置为发射模式，收发单元(37)设置为接收模式，其他收发单元静默，开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,1,1，测量收发单元(38)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc2|2,1,1,1，再将开关(41)(42)(46)(47)的选通端口分别设置为端口2,1,2,1，测量收发单元(38)和收发单元(37)之间的传输系数heac2,ebc2|2,1,2,1；

90、(3.6)计算heac1,ebc1|sup,heac1,ebc2|sup，heac2,ebc1|sup，heac2,ebc2|sup：

91、heac1,ebc1|sup＝heac1,ebc1|1,1,2,1-heac1,ebc1|2,1,2,1 (27)

92、heac1,ebc2|sup＝heac1,ebc2|1,1,2,1-heac1,ebc2|1,2,2,2-heac1,ebc2|2,1,2,1+heac1,ebc2|2,2,2,2 (28)

93、heac2,ebc1|sup＝heac2,ebc1|2,1,1,1-heac2,ebc1|2,1,2，1-heac2,ebc1|2,2,1,2+heac2,ebc1|2,2,2,2 (29)

94、heac2,ebc2|sup＝heac2,ebc2|2,1,1,1-heac2,ebc2|2,1,2,1 (30)

95、(3.7)假设收发单元(36)的编号为n，收发单元(38)的编号为n+1，利用式(27)(28)(29)(30)计算发射模式差异系数dtn,n+1

96、

97、在式(12)中，校准信号传输电路和天线阵列中可能存在的不对称排布和尺寸所造成的影响被大幅抵消。收发单元(36)和收发单元(38)在发射模式下，相位差异ptn,n+1和幅度差异mtn,n+1分别为：

98、ptn,n+1＝arg(dtn,n+1) (13)

99、mtn,n+1＝|dtn,n+1| (14)

100、步骤(3)中任意的两个级联的耦合器开关网络连接的与同一根级联传输线(6)最近的两个收发单元(36)和(38)之间的幅相差异测量完成。

101、在步骤(4)中，计算波束赋形系统中所有收发单元与参考收发单元的幅相偏差的方法如下：

102、假定参考收发单元的编号为1，基于已测量的任意编号为n和n+1的两个收发单元在接收模式下的相位差异prn,n+1和幅度差异mrn,n+1，任意编号为n的收发单元和参考收发单元在接收模式下的相位偏差pr1,n和幅度偏差mr1,n分别为

103、

104、

105、基于已测量的编号为n和n+1的两个收发单元在发射模式下的相位差异ptn,n+1和幅度差异mtn,n+1，编号为n的收发单元和参考收发单元在发射模式下的相位偏差pt1,n和幅度偏差mt1,n分别为

106、

107、

108、至此完成所有收发单元的幅相自校准过程。

109、有益效果：采用本发明提供的波束赋形系统收发单元的幅相自校准方法，可以实现多块pcb内的所有收发单元相较于同一个参考收发单元的幅相自校准，并且不需要额外的校准信号发生电路或测量电路，也不需要校准信号传输电路或天线阵列具有对称的排布或尺寸。