CN103873166A

CN103873166A - 天线系统校准

Info

Publication number: CN103873166A
Application number: CN201310693481.4A
Authority: CN
Inventors: 约西·索弗
Original assignee: Panasonic Avionics Corp
Current assignee: Panasonic Avionics Corp
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-06-18
Also published as: CA2831325A1; JP2014121089A; US8964891B2; EP2747203A1; US20140169509A1; BR102013030355A2

Abstract

一种用于校准天线系统的方法，该天线系统具有电子装置以及用于连接到电子装置的两个或更多个无源天线以及用于与导频信号一起使用的两个或更多个信号接口。该方法包括补偿三个主要误差，以便在确定性的过程中找到校准偏移。这些误差是由天线接口之间的差异、信号接口之间的差异以及主信号与附属（导频）信号之间的频率裕度即频率偏移引起的。在该方法中，在初始时确定计及了由天线和信号接口引起的误差的校准偏移。通过计及由主信号与附属信号之间的频率裕度引起的误差来执行进一步精细化。

Description

天线系统校准

技术领域

本发明涉及天线校准，更具体地，涉及具有多个天线的天线系统的校准。

背景技术

在限定了两个或更多个天线的阵列的天线系统中，各天线之间存在差异。具体地说，传播路径在各天线之间略有差异，从而影响用天线接收和发送的信号的幅度和相位。传统上，通过确定用于天线的校准偏移而计及了所述差异。具体地，由每个天线接收和/或发送已知的信号，并且将从各天线所得到的输出的差异彼此相比较。基于所述差异，限定校准偏移以改善系统的性能。

常规地，校准偏移由迭代过程来确定。该过程一般包括用天线接收和发送信号、测量结果并且作出调整即修改校准偏移。这被重复，直到输出的差异已降低到可接受的水平并且标称的最佳性能得以实现为止。系统通常通过使用附属信号或导频信号来被调谐。然而，最佳性能是主信号、而不是导频信号所期望的。因此，偏移被施加于导频信号，并且对改善的检查用主信号来执行。本领域技术人员将理解，这是反复试验过程，并且可能颇为费时并且劳动密集。

而且，校准偏移倾向于严重依赖于频率。对于需要在大的频率范围内使用的天线系统，前述反复试验过程就完成该过程所必需的时间而言可能变得昂贵。

另外，典型地在天线系统被安装以供使用之前确定校准偏移。在天线系统被安装之后，环境因素可能引起差异在各天线之间改变，使得先前确定的校准偏移远非最佳。

根据本发明的方法或过程的实施例克服了反复试验过程的一些缺点。具体地说，它提供了费时更少并且能够更容易地在宽的频率范围内执行的更自动化的且更确定性的过程。此外，能够在天线系统被安装之后至少部分地执行对校准偏移的确定。

发明内容

在一个方面中，提供了一种用于校准天线系统的方法，该天线系统具有电子装置以及用于连接到电子装置的一对无源天线。当电子装置正被操作时，基于通过一对信号接口被注入到电子装置中的导频信号，修改控制被施加于电子装置。该方法包括：用无源天线接收信号；并且确定所接收到的信号在第一无源天线与第二无源天线之间的幅度和相位差。

该方法还包括：将测试信号注入到信号接口中的一个、然后将测试信号注入到信号接口中的另一个；并且确定测试信号在它被注入到信号接口中的一个时与被注入到信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。在该方法中，这被执行以便确定校准偏移，校准偏移等于从所接收到的信号在各无源天线之间的所确定的幅度和相位差中减去测试信号在它被注入到信号接口中的一个时与被注入到信号接口中的另一个时之间的所确定的幅度和相位差。

通过计及频率裕度来将校准偏移精细化。为了计及频率裕度，该方法包括在没有来自天线的输入的情况下用上面确定的校准偏移操作电子装置。下一个步骤是注入具有第一频率的导频信号并且施加修改控制。其后，存在修改控制的停止、导频信号到相对于第一频率偏移的第二频率的改变以及导频信号从一个信号接口到另一个信号接口的切换。然后，在具有第二频率的导频信号从一个信号接口切换到另一个信号接口时之间确定电子装置的输出处的幅度和相位差。最后，该方法包括将这些差用作校准偏移。

校准偏移大致是频率相关的。因此，该方法包括对多个频率重复前述步骤。对于意图用于从Ku波段卫星接收信号的天线系统来说，该多个频率的范围是从10.70GHz至12.75GHz且包括70GHz和12.75GHz。

该方法的初始步骤，即，用各无源天线接收信号并且确定所接收到的信号在第一无源天线与第二无源天线之间的幅度和相位差，是在没有无源天线连接到电子装置的情况下执行的。它也是在无回声（anechoic）环境下执行的。

上述步骤涉及接收。该方法还包括涉及对天线系统进行发送校准的步骤。用于进行发送校准的该方法的第一个步骤是向各无源天线供应信号并且确定第一天线与第二天线的发送之间的幅度和相位差。该方法包括：使测试信号通过信号接口中的一个、然后使测试信号通过信号接口中的另一个；并且确定测试信号在它通过信号接口中的一个时与通过信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。

其后，确定校准偏移。校准偏移被确定为等于从所述发送在第一天线与第二天线之间的所确定的幅度和相位差中减去测试信号在它通过信号接口中的一个时与通过信号接口中的另一个时之间的幅度和相位差。

在发送中，如在接收中那样，每个无源天线用于连接到电子装置，其中，当电子装置正被操作时，基于被注入到电子装置中并且通过信号接口的导频信号，修改控制被施加于电子装置。因此，该方法计及了导频信号与主信号之间的频率差异。

在这方面，该方法进一步包括在没有来自天线的输入的情况下用上面确定的校准偏移操作电子装置。然后，该方法包括注入具有第一频率的导频信号、施加修改控制、然后停止修改控制。

在修改控制停止之后，该方法提供了将导频信号改变到相对于第一频率偏移的频率。下一个步骤是确定具有第二频率的导频信号通过电子装置和第一信号接口时与通过电子装置和第二信号接口时之间的幅度和相位差。由前述确定幅度和相位差得到的差被用作校准偏移。

导频信号的第一频率与第二频率之间的偏移等于当天线系统正被使用时主信号与导频信号之间的频率偏移。由此，该方法计及了主信号与附属信号（导频信号）之间的频率偏移。具体地，频率偏移大约等于50MHz。

如前所述，校准偏移大致是频率相关的。因此，该方法在发送中进一步包括对多个频率重复前述步骤。当优选实施例的天线系统在从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz的频率范围内进行发送时，该多个频率同样是从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz。

该方法的第一个步骤，即，向各无源天线供应信号并且确定第一天线与第二天线的发送之间的幅度和相位差，是在没有无源天线连接到电子装置的情况下执行的。该步骤也是在无回声环境下执行的。

从结合附图所作的、通过例子说明本发明的原理的以下描述中，将容易明白其它方面和优点。

附图说明

附图不一定按比例绘制并且不代表每个特征，而是使本领域技术人员能够无需过多的实验就能做出并使用本发明并且不限制权利要求的范围的示意图。因此，本领域技术人员通过参考下面的详细描述连同以下附图会理解根据本发明的实施例及优点，在附图中：

图1是示例性天线系统的示意性图示，其用于解释当用该系统接收信号时根据本发明的天线校准方法的优选实施例；

图2是图1的天线系统的示意性图示，其用于解释当用该系统发送信号时根据本发明的天线校准方法的优选实施例；

图3是天线阵列或面板的示意性透视图，其用于图示天线阵列或面板的物理布置；

图4是用于由来自图1的系统的天线进行接收的测试室布置的示意性图示；

图5是用于通过图1的系统的信号接口注入接收导频信号的布置的示意性图示；

图6是用于由来自图2的系统的天线进行发送的测试室布置的示意性图示；以及

图7是用于通过图2的系统的信号接口注入发送导频信号的布置的示意性图示。

具体实施方式

图1是示出了使用根据本发明的过程或方法的优选实施例来校准的示例性天线系统10的示意图。天线系统10包括限定了第一天线12和第二天线14的天线阵列或面板11。优选地，每个天线12和14由按阵列或矩阵布置在面板上的多个更小的元件形成以便呈现低的轮廓。例如在2011年8月9日授予Engel的美国专利第7,994,998号中公开了由更小的元件的阵列形成的天线的例子，该专利通过引用整体并入本文中。另一个例子是2009年12月8日授予Mansour等人的美国专利第7,629,935号，该专利通过引用整体并入本文中。

具体地，每个天线12和14由多个元件形成。每个元件是宽频带的并且能够在从10.7GHz至14.5GHz且包括10.7GHz和14.5GHz的范围内同时地发送和接收。虽然在图1中示出了天线12和14彼此分开，但是如图3所示在使用中天线12和14彼此覆盖。即，通过将一个天线12或14覆盖在另一个天线12或14上来形成单个面板。更具体地，面板包括上天线12或14，覆盖下天线12或14。上天线12或14收集仅一种类型的极化信号，水平的或竖直的。如果上天线12或14仅收集水平极化信号，则下天线12或14仅收集竖直极化信号。反之亦然。如果上天线12或14仅收集竖直极化信号，则下天线12或14仅收集水平极化信号。

通过将一个天线12或14层叠在另一个天线12或14上而在面板上按阵列形成天线12或14提供了较低的轮廓。较低的轮廓有利于诸如在车辆上的移动使用。具体地，较低的轮廓使得更容易将天线阵列10放置在诸如整流罩或天线罩的空气动力学结构中以在车辆行进通过诸如空气或水的介质时减少摩擦损失。图3示出了天线12和14当从顶上观察时具有矩形几何形状。该图是用于说明性目的的透视示意图，并且天线12和14取决于具体应用而具有其它几何形状。

天线系统10包括电子装置16。第一天线接口18将第一天线12经由波导（未示出）连接到电子装置16的第一端口20。当第一天线12接收信号22时，信号22经由波导传送并且通过端口20输入到电子装置16中。波导被设计和定尺寸为以低损耗传送Ku波段频率范围内的信号。第一天线12与其天线接口18的组合在本文中被称为第一无源天线24。

第二天线接口26将第二天线14连接到电子装置16的第二端口28。具体地，第二天线接口26包括波导。当第二天线14接收信号30时，第二天线接口26的波导将所接收到的信号传送到电子装置16的第二端口28。第二天线14与其天线接口26的组合在本文中被称为第二无源天线31。

电子装置16对从天线接口18和26输入的信号进行组合和处理，并且提供与较低频率处的信号对应的信号并且使得在第三端口34处可获得输出信号32。更具体地，电子装置16包括通常被称为LNB的低噪声块下转换器，用于将较高频率信号转变或转换成L波段范围内的较低频率。功能是提供所接收到的信号从通信卫星到数字调制解调器（未示出）的Ku波段到L波段下转换。调制解调器用于为承载天线系统10的车辆中的乘客提供数据连接性。

采样器或信号测量设备33用于对输出信号32进行测量或采样。基于经采样得到的或测得的输出信号32，修改控制38被施加于电子装置16。具体地，天线系统10包括信号发生器40。信号发生器40产生低电平附属信号或导频信号42。导频信号42相对于主信号即由天线12和14接收的信号22和30有频率偏移。在天线系统10中使用导频信号42来补偿硬件变化。对硬件变化的补偿根据导频信号测量、通过改变电子装置16中的转变功能而连续地执行。更具体地，根据导频信号测量来监视天线系统10。指示了基于导频信号测量的修改控制38的测量被认为也将有益于从卫星接收信号。

在天线系统10中由至少三个因素引起误差。第一，无源天线24和31之间、尤其关于天线接口18和26存在差异。第二，导频信号42所沿着的路径存在差异。第三，导频信号42的频率与从卫星接收的信号的频率之间存在差异。

至少部分地通过提供用于这两个无源天线24和31的校准偏移来执行补偿。根据本发明的过程或方法的第一实施例包括计及无源天线24和31之间的这种差异。

第一个步骤是用天线12和14接收信号并且确定所得输出的幅度和相位差。这是比如在如图4中示意性地示出的测试室布置中、在天线12和14被组装到系统10中之前进行的。具体地，使用了无源天线24和31。更具体地，具有天线接口18和26的天线12和14利用RF组合器35相组合。外部测量设备比如网络分析器37连接到RF组合器35并且被用于测量由天线12和14接收到的信号41和43的幅度和相位差。连接到网络分析器37的喇叭天线39被用于发送信号41和43。能够控制喇叭天线39的极化。水平极化被用于测量信号41或43中的仅一个信号，而这两个信号中的另一个信号将近似为零。竖直极化被用于使另一个信号41或43为零并且测量这两个信号中的另一个信号。以此方式，能够隔离天线接口18和26之间的幅度和相位差。因此，幅度和相位差将基本上仅归因于传播路径差异。由于校准偏移是频率相关的，所以第一个步骤在天线12和14被预期用于的频率范围内执行。

如前面所述，天线12和14被设计成对来自在Ku波段内工作的通信卫星的信号进行发送和接收。具体地，在从10.70GHz至12.75GHz且包括10.70GHz和12.75的频率范围内接收信号。优选地在该频率范围内以约5MHz的增量确定幅度和相位差。

测试室优选地提供被隔离的环境比如无回声室以使可能引起干扰的反射和无关的外部信号最小化。当天线系统10意图用于从地球到卫星的通信时，以对从远距离比如从地球同步轨道中的卫星到达完全在地球大气层内的位置例如到达地面车辆的信号进行模拟的方式将测试信号朝着天线12和14引导。用于在紧凑范围内对从远距离到达的信号进行模拟的技术是将测试信号从具有宽抛物面的结构朝着天线12和14反射。结果是产生到达天线12和14的位置处的几乎平坦的波前。可替选地，可以使用远场范围。

该过程或方法的第二个步骤是确定导频信号差异。这是比如在图5中所示的布置中、在无源天线24和31连接之前进行的。具体地，该布置包括信号接口44和46、开关48、网络分析器37以及波导适配器或夹具（jig）49。不使用端口20和28以及电子装置16。网络分析器37被用于测量信号接口44和46之间的差异。更具体地，除了当系统10被完全组装时和当电子装置16的低噪声块下转换器（LNB）不连接到天线12和14时之外，都进行测量。

在图5的布置中，网络分析器37被用于将测试信号51通过开关48注入到信号接口44或46中的一个。信号51经由线缆通过夹具49的端口53或55中的一个发送回网络分析器37。该测量被用作随后的测量的参考电平。在随后的测量中，开关48被改变到另一个信号接口44或46并且线缆连接到夹具49的另一个端口53或55。随后的测量与先前的测量（参考电平）相比较，并且差被存储为信号接口44和46之间的差异。它在同一频率范围内、作为该过程的第一部分、使用同一频率增量来执行。

如前面所述，导频信号相对于由天线12和14接收的信号有频率偏移。优选地，相对于由天线12和14接收的信号的频率的偏移约为50MHz。更优选地，相对于由天线12和14接收的信号的频率的偏移是向下的。

其后，该方法确定校准偏移。校准偏移等于从无源天线24和31之间的所确定的幅度和相位差中减去信号接口44和46之间的所确定的幅度和相位差。校准偏移是在意图由天线系统10使用的接收频率范围内、使用上述频率增量确定的。即，校准偏移是在所意图的频率范围内以约50MHz的增量确定的。如上所述，天线被设计成发送和接收Ku波段内即从10.70GHz至12.75GHz且包括10.70GHz和12.75的信号。因此，在10.725GHz、10.775GHz、10.825GHz等等直到达到12.725GHz为止中的每一个处确定校准偏移。具体地，在从10.70GHz至10.75GHz、10.75GHz至10.80GHz、10.80至10.85GHz等等的范围内确定校准隙。针对每个隙的中心频率（10.725GHz、10.775GHz、10.825GHz等等直到达到12.725GHz为止）确定校准偏移。

可以认为该方法的开始点是确定天线接口18和26以及信号接口44和46之间的差异。在确定了所述差异后，该方法包括允许系统10收敛于主信号频率处，同时根据导频信号测量来补偿误差。具体地，电子装置16被操作成使得它在没有来自天线12和14的输入的情况下使用先前确定的校准偏移。仅导频信号42被注入而没有频率偏移。在该收敛完成时，进行向无源模式的切换。即，对误差没有更多的补偿并且因此电子装置16保持恒定。该方法的下一个步骤是将导频信号频率改变成其普通值，典型地比主信号低50MHz。最后的部分是测量通过此修改即切换到无源模式并且改变频率而获得的导频信号之间的差、并且将这些差存储为其后待使用的校准偏移。在没有来自天线12和14的接收信号的情况下注入导频信号42。

如前面所述，确定无源天线24和31之间的差异或误差。另外，确定导频信号接口44和46之间的差异或误差。从前者中减去后者被用作初始校准偏移并且被存储。由于差异或误差是频率相关的，所以在意图使用的频率范围内的初始校准偏移被建立。

其后，针对天线系统10正在工作于的具体频率，即，根据主信号频率，存储和重新调用校准偏移。当天线系统10正在工作时，开关48将导频信号42从一个导频信号接口44切换到另一个导频信号接口46并且测量来自电子装置16的端口34处的相位和幅度的差。然而，在操作中，导频信号相对于主信号频率有偏移。因此，对初始时确定的校准偏移进行精细化。第一，天线系统10在没有来自无源天线24和31的信号的情况下如通常那样工作并且被允许根据导频信号42的频率重新调用和使用初始时确定的校准偏移。即，电子装置16处于有源模式。其后，该模式被改变成无源模式，并且导频信号42根据其通常的偏移而被改变到第二频率（在此情况下比导频信号42的第一频率或者主信号频率低50MHz）。在开关48在信号接口44和46之间切换具有其通常的偏移（第二频率）的导频信号时之间在端口34（电子装置输出）处其后所得到的相位和幅度差其后被存储为最终的校准偏移。

总括地说，用于校准的方法计及了天线系统10中的三类误差。第一，该方法计及了比如在天线接口18和26以及天线12和14中的无源天线24和31之间的差异或误差。第二，该方法计及了导频信号接口44和46之间的误差或差异。第三，该方法计及了因导频信号42相对于由卫星发送的信号有频率偏移而引起的误差。

关于图1的先前描述描述了关于由天线12和14进行的接收来校准天线系统10。图2对比地示出了关于由天线12和14进行的发送的用于校准的优选实施例或方法。图2中所示的很多部件与图1中的相同，并且在图2中使用了与图1中的相同的附图标记以表示相同的或者基本上相同的部件。然而，图1和图2之间存在一些差异。

在这方面，图2示出了具有天线阵列或面板11的天线系统10。如前面所述，天线面板11限定了第一天线12和第二天线14，并且天线系统10包括电子装置16。除了上述的低噪声块下转换器，电子装置16还包括块上转换器。块上转换器常常被缩写为BUC。天线系统10中的块上转换器将来自L波段范围的较低频率信号变换或转换成Ku波段内的较高频率信号以便从天线12和14发送。

当天线系统10在用于发送时，用于由天线12和14发送的信号50被供应到电子装置16。信号50是L波段内的信号并且例如从数字调制解调器输入。天线12和14中的每一个根据每个天线12和14经由其各自的天线接口18和26接收的信号50来分别发送信号54和56。

基于导频信号测量来施加修改控制38。具体地，信号发生器40向电子装置16以频率偏移供应导频信号52。导频信号52由电子装置16上转换并且在端口20和28处分别输出到信号接口44和46。开关48被用于在信号58和60之间切换以向信号测量设备33提供经采样得到的信号。基于导频信号测量，施加修改控制38。虽然开关48被示意性地示出为具有机械外观，但是开关48是电子的并且在毫秒量级上切换信号。

用于发送校准的方法的第一个步骤优选地在如图6中示意性地示出的测试室布置中执行。无源天线24和31连接到RF组合器35。RF组合器35连接到网络分析器37，网络分析器37供应Ku波段范围中的信号64以便由天线12和14发送。每个天线12和14根据来自网络分析器37的信号64发送信号66和68。来自天线12和14的信号66和68由喇叭天线39接收。基于所接收到的信号，喇叭天线39提供去往网络分析器37的输入。因此，幅度和相位差将基本上仅归因于传播路径差异。由于校准偏移是频率相关的，所以该第一个步骤在天线12和14被预期用于发送的频率范围内（即，从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz）执行。

确定第一天线12和第二天线14的所发送的信号66和68之间的幅度和相位差是在被隔离的环境下比如在如前所述的无回声室中执行的。在紧凑范围内，在用喇叭天线39进行接收之前，信号66和68首先从如前所述的大的抛物面反射器反射。该反射模拟了从远距离比如地球同步轨道中的卫星处到达完全在地球大气层内的飞行器即到达地面车辆的信号。可替选地，可以使用远场范围。

下一个步骤是确定导频信号差异。这是在无源天线24和31连接之前、比如在图7中所示的布置中执行的。该布置包括信号接口44和46、开关48、网络分析器37以及波导适配器或夹具49。网络分析器37被用于测量信号接口44和46之间的差异。更具体地，除了当系统10被完全组装时和当电子装置16不连接到天线12和14时之外，都进行测量。

在图7的布置中，网络分析器37被用于经由线缆通过夹具49的端口53或55中的一个注入测试信号72。信号72被路由通过信号接口45或46中的一个并且通过开关48返回到网络分析器37。网络分析器37测量所接收到的信号。具体地，该测量被用作随后的测量的参考电平。在随后的测量中，开关48被改变到另一个信号接口44或46并且线缆连接到夹具49的另一个端口53或55。随后的测量与先前的测量（参考电平）相比较，并且差被存储为信号接口44和46之间的差异。这是在天线系统10用于发送发送的频率范围内（即，从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz）执行的。

其后，该方法确定校准偏移。校准偏移等于从无源天线24和31之间的所确定的幅度和相位差中减去信号接口44和46之间的所确定的幅度和相位差。校准偏移是在意图由天线系统10使用的频率范围内、使用上述频率增量确定的。即，校准偏移是在所意图的频率范围内以约50MHz的增量确定的。如上所述，天线被设计成发送Ku波段内即从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz的信号。因此，在14.025GHz、14.075GHz、14.125GHz等等直到达到14.475GHz为止中的每一个处确定校准偏移。具体地，限定了十个校准频率隙，范围从14.00GHz至14.05GHz、14.05GHz至14.15GHz、14.10GHz至14.15GHz等等。这些隙的中心频率如上面那样，即，从14.025GHz、14.075GHz、14.125GHz等等直到达到14.475GHz为止。

如前所述，导频信号相对于由天线12和14发送的信号有频率偏移。优选地，相对于由天线12和14发送的信号的频率的偏移约为50MHz。更优选地，相对于由天线12和14发送的信号的频率的偏移是向下的。

该过程进一步包括对校准偏移进行精细化以计及导频信号频率偏移。进一步地，对校准偏移进行精细化包括使用如上所述那样确定的校准偏移。具体地，将电子装置16操作成使得它在没有来自天线12和14的输入的情况下使用先前确定的校准偏移。即，允许系统10收敛于主信号频率处，同时根据导频信号测量来补偿误差。即，在意图由无源天线24和31使用的频率范围内注入导频信号42。在收敛完成时，进行向无源模式的切换。即，对误差没有更多的补偿并且因此电子装置16保持恒定。该方法的下一个步骤是将导频信号频率改变成其普通值，典型地比主信号低50MHz。最后的部分是测量通过此修改即注入没有频率偏移的导频信号以及具有频率偏移的导频信号而获得的导频信号之间的差、并且将这些差存储为其后待使用的校准偏移。

参考图2，在导频信号42已被切换到具有偏移的频率（第二频率）后，开关48将去往信号测量设备33中的输入从一个信号接口44切换到另一个信号接口46。具有第二频率的导频信号52在它从一个信号接口44被切换到另一个信号接口46时之间的相位和幅度差随后被存储并且被用作校准偏移。

与接收一样，用于发送的校准偏移是频率相关的。因此，在意图用于天线的频率范围内重复前述方法或过程。更优选地，在从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz的频率范围内来发送。幅度和相位差优选地在Ku波段内的前述频率范围内以约5MHz的增量确定。

该过程或方法计及了当用于发送时天线系统10中的三种类型的误差。第一，该方法计及了比如在天线接口18和26以及天线12和14中的无源天线24和31之间的差异或误差。第二，该方法计及了由比如信号接口44和46注入导频信号导致的误差。第三，该方法计及了由导频信号52中的频率偏移引起的误差。

前述过程或方法的优点是：一些部分能够在天线系统10的安装之后、在它将被使用的地方比如在车辆上执行。初始部分优选地在被隔离的环境下比如在无回声室中执行。由导频信号的频率偏移导致的差异可以在天线系统10的安装之后被计及。在安装之后计及所述差异的优点是：对于该方法的此部分将在确定校准偏移时计及具体安装的环境因素。

另一个优点是：它不依赖于反复试验。校准偏移是基于幅度和相位差而确定的。因此，它是不需要迭代过程来到达校准偏移并且因此能够被容易地自动化的确定性的方法。

本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对所描述的实施例作出各种改变和修改。例如，虽然描述了示出具有两个天线的系统的实施例，但是它可被扩展到具有更多个天线的系统。天线12和14可以被设计成在例如Ka波段和/或C波段的其它波段内工作。天线12和14被描述为彼此覆盖。在其它实施例中，天线可具有其它配置，例如，代替覆盖而并排地形成。代替基于相位和幅度来确定校准偏移，可基于时间和斜率的差来确定校准偏移。由于能够如上所述那样作出改变，所以当前的例子和实施例应被视为说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文中给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等价物内进行修改。

Claims

1.一种用于校准天线系统的方法，所述天线系统具有电子装置以及用于连接到所述电子装置的一对无源天线，其中，当所述电子装置正被操作时，基于通过一对信号接口被注入到所述电子装置中的导频信号，修改控制被施加于所述电子装置，所述方法包括：

用所述无源天线接收信号，并且确定所接收到的所述信号在第一无源天线与第二无源天线之间的幅度和相位差；

将测试信号注入到所述信号接口中的一个、然后将测试信号注入到所述信号接口中的另一个，并且确定所述测试信号在它被注入到所述信号接口中的所述一个时与被注入到所述信号接口中的所述另一个时之间的幅度和相位差；以及

确定校准偏移，所述校准偏移等于从所接收到的所述信号在所述无源天线之间的所确定的幅度和相位差中减去所述测试信号在它被注入到所述信号接口中的所述一个时与被注入到所述信号接口中的所述另一个时之间的所确定的幅度和相位差。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在没有来自所述天线的输入的情况下用在所述确定校准偏移中确定的所述校准偏移操作所述电子装置；

注入具有第一频率的导频信号；

施加修改控制；

停止修改控制；

将所述导频信号改变到相对于所述第一频率偏移的第二频率，并且将所述导频信号从一个信号接口切换到另一个信号接口；

在具有所述第二频率的所述导频信号从所述一个信号接口切换到所述另一个信号接口时之间确定所述电子装置的输出处的幅度和相位差；以及

将由所述确定幅度和相位差得到的这些差用作所述校准偏移。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：对多个频率重复所述接收信号、所述供应导频信号以及所述确定校准偏移。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个频率的范围是从10.70GHz至12.75GHz且包括10.70GHz和12.75GHz。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电子装置包括有源模式和无源模式，并且所述切换所述导频信号是在所述无源模式下执行的。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述信号是在从10.70GHz至12.75GHz且包括10.70GHz和12.75GHz的频率范围内接收到的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收信号是在没有所述无源天线连接到所述电子装置的情况下、在无回声环境下用所述无源天线执行的。

8.一种用于校准天线系统的方法，所述天线系统具有第一无源天线和第二无源天线以及第一信号接口和第二信号接口，所述方法包括：

向所述无源天线供应信号并且确定所述第一天线与所述第二天线的发送之间的幅度和相位差；

使测试信号通过所述信号接口中的一个、然后使测试信号通过所述信号接口中的另一个，并且确定所述测试信号在它通过所述信号接口中的所述一个时与通过所述信号接口中的所述另一个时之间的幅度和相位差；

确定校准偏移，所述校准偏移等于从所述发送在所述第一天线与所述第二天线之间的所确定的幅度和相位差中减去所述测试信号在它通过所述信号接口中的所述一个时与通过所述信号接口中的所述另一个时之间的所确定的幅度和相位差。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个无源天线用于连接到电子装置，其中，当所述电子装置正被操作时，基于被注入到所述电子装置中并且通过所述信号接口的导频信号，修改控制被施加于所述电子装置，所述方法进一步包括：

注入具有第一频率的导频信号；

施加修改控制；

停止修改控制；

将所述导频信号改变到相对于所述第一频率偏移的频率；

确定具有所述第二频率的所述导频信号通过所述电子装置和所述第一信号接口时与通过所述电子装置和所述第二信号接口时之间的幅度和相位差；以及

将由所述确定幅度和相位差得到的所述差用作所述校准偏移。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：对多个频率重复所述供应信号、所述使测试信号通过以及所述确定校准偏移。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个频率的范围是从14GHz至14.5GHz且包括14GHz和14.5GHz。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电子装置包括有源模式和无源模式，并且所述切换所述导频信号是在所述无源模式下执行的。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述偏移大约是50MHz。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二频率相对于所述第一频率向下偏移。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述供应信号是在无回声环境下执行的。

16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述确定幅度和相位差包括将去往信号测量设备中的输入从一个信号接口切换到另一个信号接口。