[发明专利]基于相位扫描的多通道有源天线快速诊断方法及系统

说明书

本公开公开了基于相位扫描的多通道有源天线快速诊断方法及系统，尤其适用于移相状态较少的状况，通过设置控制被测发射天线发射状态的相位控制矩阵，同时改变多通道有源天线发射时各通道的相位状态，有效降低测量次数、减少测量时间，通过固定点接收天线进行测量的系统，大幅提升有源多通道天线的通道移相器故障诊断效率。

技术领域

本公开涉及移动通信领域，具体的说，是涉及基于相位扫描的多通道有源天线快速诊断方法及系统。

背景技术

多通道有源天线的研发及生产过程的测试对于5G通信基站是十分必要的，基站天线的质量直接决定着用户速率体验。多通道有源天线的测试包括对整体阵面的增益、天线方向性、副瓣零深等指标的测试。多通道有源天线在波束成形之前，需要对每个接收和发射通道做幅度、相位校准，使得多路收、发通道之间可以实现同步。多通道有源天线的测试与传统天线测试不同的是通道幅相一致性的测量，由于此类天线包含多个前端辐射单元与多个后端通道，同时每个辐射单元之后还连接通道幅相控制组件例如通道移相器，用于对多通道幅相一致性的控制。单独的后端通道可以利用自校准或传导方式进行测量，但连接前端辐射单元后的测量一直是通道幅相一致性测量的难题，而且随着天线集成度的提升，多数多通道有源天线难以分离前端辐射单元与后端通道，传统的机械扫描法进行检测无法满足生产需求。

传统的有源多通道有源天线的通道诊断方法主要包括：近场扫描法、远场测量法，按每个通道控制的相位扫描方法等，这些方法有的需要通过扫描架进行机械扫描，有的需要的测试距离较远，因此这些方法要么测量时间长，要么对测试场地要求高。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于相位扫描的多通道有源天线快速诊断方法及系统，尤其适用于移相状态较少的状况，通过设置控制被测发射天线发射状态的相位控制矩阵，同时改变多通道有源天线发射时各通道的相位状态，有效降低测量次数、减少测量时间，通过固定点接收天线进行测量的系统，大幅提升有源多通道天线的通道移相器故障诊断效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

基于相位扫描的多通道有源天线快速诊断方法，包括如下步骤：

1)测量用于发射信号的待测多通道有源天线与用于接收待测多通道有源天线发射信号的接收天线之间的空间关系与接收天线的尺寸、增益，获取辐射系数c_n；

2)通过离散沃尔什函数获得控制被测发射天线发射状态的相位控制矩阵；

3)根据相位控制矩阵控制被测发射天线发射状态，接收被测发射天线发射的信号，获得接收信号，分析接收信号获得每个通道在每个相位切换状态信号的幅相状态w'_nl；

4)通过沃尔什变换求解每个通道在每个相位切换状态的幅相状态，得到每个通道在每个相位切换状态的幅相状态的计算值w_nl；

5)比较步骤3)中分析接收信号获得每个通道在每个相位切换状态信号的幅相状态w'_nl与步骤4)中对应通道在每个相位切换状态的信号的幅相状态计算值w_nl，如果符合先验信息表，诊断结果移相器工作正常；否则，判定对应通道的通道移相器故障。

进一步的，通过离散沃尔什函数获得控制被测发射天线发射状态的相位控制矩阵具体为:

式中为第n个通道第t次测量时的状态,Wal()为离散沃尔什函数,L为通道移相器的状态数。

进一步的，所述步骤4)的方法具体为：

4-1)将接收信号与通道幅相状态关系公式进行沃尔什变换；

4-2)通过最小二乘法求解沃尔什变换后的公式，得到获得各通道的幅相状态；