專利名稱：陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有陣列天線的無線電信號發(fā)送接收裝置。
背景技術(shù)：
以往，廣為人們所熟知的發(fā)送接收裝置是——通過對多個天線元件的發(fā)送接收輸出進(jìn)行電合成，使得天線的定向自適應(yīng)變化的、帶有自適應(yīng)陣列天線的發(fā)送接收裝置(例如，參照日本公開號為9-219615的專利)。
圖1是具有以往的自適應(yīng)陣列天線的發(fā)送接收裝置結(jié)構(gòu)的示意方框圖。
在以往的自適應(yīng)陣列天線發(fā)送接收裝置中，采用將通過配置在一條直線上或者圓周上的多個天線元件501發(fā)送接收的無線電信號與預(yù)先在加權(quán)器502中所設(shè)定的加權(quán)系數(shù)(復(fù)數(shù)加權(quán)系數(shù))相乘的方法，來對該無線電信號的振幅以及相位進(jìn)行加權(quán)(調(diào)制)。發(fā)送信號時，無線電信號從發(fā)送接收部504向合成/分配器503被輸出，在對多個加權(quán)器502經(jīng)過分配并輸出后，在加權(quán)器502中進(jìn)行加權(quán)處理。然后，將經(jīng)過加權(quán)處理的無線電信號輸出到天線元件501之后進(jìn)行發(fā)送。接收信號時，對各個天線元件501所接收到的無線電信號在加權(quán)器502中進(jìn)行加權(quán)處理后，向合成/分配器503進(jìn)行輸出。然后，將從多個加權(quán)器502輸出并匯總到合成/分配器503的無線電信號在合成/分配器503中合成之后，向發(fā)送接收部504輸出，并進(jìn)行解調(diào)處理。
但是，在加權(quán)器502中進(jìn)行過加權(quán)處理的無線電信號，也會出現(xiàn)不一定能顯示人們所期望的天線的定向的情況。這是由于進(jìn)行了加權(quán)處理的無線電信號的相位與預(yù)定的相位發(fā)生了偏離，即由于發(fā)生了相位誤差而出現(xiàn)的現(xiàn)象。
因此，有必要對在加權(quán)器502中發(fā)生的相位誤差進(jìn)行校正。就該校正部件來說，為人們所熟知的有采用具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的無線電發(fā)送單元610的陣列天線發(fā)送裝置的方法以及采用具有如圖3所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的無線電接收單元710的陣列天線接收裝置的部件。
圖2記載陣列天線發(fā)送裝置，具有由天線元件601、衰減器603以及發(fā)送無線電部602所構(gòu)成的多個無線電發(fā)送單元610；與多個無線電發(fā)送單元610相連接的第一選擇器604；相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部605；以及基帶處理部606。
該陣列天線發(fā)送裝置，在基帶處理部606中將發(fā)送基帶信號與預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)相乘，生成定向發(fā)送基帶信號，并將該定向發(fā)送基帶信號向發(fā)送無線電部602進(jìn)行輸出。接著，該陣列天線發(fā)送裝置，在發(fā)送無線電部602中對上述定向發(fā)送基帶信號進(jìn)行正交調(diào)制、頻率上變頻以及放大等處理，將上述定向發(fā)送基帶信號轉(zhuǎn)換成無線電信號。接著，該陣列天線發(fā)送裝置由天線元件601對上述無線電信號進(jìn)行發(fā)送。
同時，該陣列天線發(fā)送裝置，選取與由天線元件601所發(fā)送出來的無線電信號相同的信號作為相位校正用信號，然后再通過衰減器603，向相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部605輸出該相位校正用信號。接著，該陣列天線發(fā)送裝置，在相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部605中，對相位校正用信號進(jìn)行頻率下變頻、正交解調(diào)等處理，進(jìn)而生成相位校正用基準(zhǔn)基帶信號，并將該基準(zhǔn)基帶信號向基帶處理部606進(jìn)行輸出。這里，基帶處理部606由于掌握所有的無線電發(fā)送單元610的加權(quán)系數(shù)，所以也掌握在無線電發(fā)送單元610之間所應(yīng)該產(chǎn)生的相位差(計(jì)算上的相位差)。因此，基帶處理部606，通過測定所有的無線電發(fā)送單元610的基準(zhǔn)基帶信號的相位以及在多個無線電發(fā)送單元610之間實(shí)際產(chǎn)生的相位差，并采用從該實(shí)際的相位差中減去計(jì)算上的相位差的方法，計(jì)算出各個無線電發(fā)送單元610的相位誤差。然后，基帶處理部606根據(jù)該相位誤差，通過按每個無線電發(fā)送單元610對與發(fā)送基帶信號相乘的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，校正在各無線電發(fā)送單元610中所產(chǎn)生的相位誤差。
一方面，圖3記載陣列天線接收裝置，具有由天線元件701、衰減器703以及接收無線電部702所構(gòu)成的多個無線電接收單元710；與多個無線電接收單元710相連接的第二選擇器704；相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部705；以及基帶處理部706。
該陣列天線接收裝置，在接收無線電部702中，對通過天線元件701所接收的無線電信號進(jìn)行放大、頻率下變頻以及正交解調(diào)等處理，將該無線電信號轉(zhuǎn)換成接收基帶信號，并向基帶處理部706輸出該接收基帶信號。
同時，該陣列天線接收裝置，通過衰減器703，從輸入接收無線電部702之前的無線電信號中選取相位校正用信號，并將選取的相位校正用信號向相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部705進(jìn)行輸出。接著，該陣列天線接收裝置，在相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部705中，對上述相位校正用信號進(jìn)行頻率下變頻、正交解調(diào)等處理，進(jìn)而生成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號，并將該基準(zhǔn)基帶信號向基帶處理部706進(jìn)行輸出。
基帶處理部706，將通過接收無線電部702所輸出的接收基帶信號的相位與通過相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部705所輸出的相位校正用基準(zhǔn)基帶信號的相位進(jìn)行比較，并對所有的無線電接收單元710范圍內(nèi)測定在上述兩個路徑之間所產(chǎn)生的、每個無線電接收單元710的相位誤差。然后，基帶處理部706根據(jù)對所有的無線電接收單元710所測定的兩個途徑之間產(chǎn)生的相位誤差，通過采用對與上述接收基帶信號相乘的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的方法，來校正在各個無線電接收單元710中所產(chǎn)生的相位誤差。
但是，由于以往的陣列天線發(fā)送裝置與以往的陣列天線接收裝置是分立形成的獨(dú)立裝置，因而，當(dāng)將它們共同安裝在通信終端裝置上的時候，就必然會產(chǎn)生影響通信終端裝置小型化、輕量化的問題。尤其是對于移動通信終端裝置來說，它的輕、薄、短、小是與商品的價值直接相關(guān)聯(lián)的，因此，當(dāng)將以往的陣列天線發(fā)送裝置與以往的陣列天線接收裝置共同安裝在移動通信終端裝置上的時候，有必要盡可能地考慮以往的陣列天線發(fā)送裝置的元件和以往的陣列天線接收裝置的元件的通用化。
在這種背景下已經(jīng)在研究開發(fā)出采用天線元件601、701通用化的陣列天線發(fā)送接收裝置。但是，在該陣列天線發(fā)送接收裝置中，由于發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號是在天線的附近使用同一路徑，并從該同一路徑上通過衰減器603、703，各自選取相位校正用信號，因此，就會出現(xiàn)下列問題，即，由天線元件701接收到的無線電信號會混入到相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部605中，或者由發(fā)送無線電部602輸出的無線電信號會混入到對相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部705中，因此，發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號作為噪聲相互干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種陣列天線發(fā)送接收裝置，結(jié)構(gòu)的簡潔、能夠容易實(shí)現(xiàn)小型化以及輕量化，并且能夠從使用同一路徑發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號中，將各自的相位校正用信號清晰地分離、選取出來。
根據(jù)本發(fā)明的一個形態(tài)，陣列天線發(fā)送接收裝置具有多個天線元件；基帶處理部分，對發(fā)送基帶信號進(jìn)行與上述天線元件一一對應(yīng)的加權(quán)處理，來形成定向發(fā)送基帶信號，并對由多個上述天線元件接收到的接收基帶信號進(jìn)行與上述天線元件一一對應(yīng)的加權(quán)處理來形成定向接收基帶信號；多個發(fā)送無線電部分，分別配置在上述基帶處理部分與多個上述天線元件之間，并將上述定向發(fā)送基帶信號轉(zhuǎn)換成無線電信號；多個接收無線電部分，分別配置在上述基帶處理部分與多個上述天線元件之間，并將通過上述天線元件接收到的無線電信號轉(zhuǎn)換成接收基帶信號；相位校正發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分，將由多個上述發(fā)送無線電部分所輸出的上述無線電信號轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號，并向上述基帶處理部分進(jìn)行輸入；相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分，將由多個上述天線元件接收到的上述無線電信號轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號，并向上述基帶處理部分進(jìn)行輸入；多個方向性耦合器，配置在上述天線元件與上述發(fā)送無線電部分以及上述接收無線電部分之間；第一選擇部分，在由上述方向性耦合器衰減并輸出的來自上述發(fā)送無線電部分的多個上述無線電信號中選擇其中之一，并提供給上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分；以及第二選擇部分，在由上述方向性耦合器衰減并輸出的來自上述天線元件的上述無線電信號中選擇其中之一，并提供給上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分。
在上述陣列天線發(fā)送接收裝置中，優(yōu)選為上述方向性耦合器具有與上述天線元件相連接的第一連接接頭；與上述發(fā)送無線電部分以及上述接收無線電部分相連接的第二連接接頭；與上述第一連接接頭之間形成方向性，并且與上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分相連接的第三連接接頭；以及與上述第二連接接頭之間形成方向性，并且與上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分相連接的第四連接接頭。
在上述陣列天線發(fā)送接收裝置中，優(yōu)選為在上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分與上述第三連接接頭之間具有將上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換方部分或者終端與上述第三連接接頭相連接的第一開關(guān)；并且在上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分與上述第四連接接頭之間具有將上述相位校正發(fā)送用信號轉(zhuǎn)換部分或者終端與上述第四連接接頭相連接的第二開關(guān)。
在上述陣列天線發(fā)送接收裝置中，優(yōu)選為在上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分與上述第三連接接頭之間具有選擇由上述天線元件接收到的上述無線電信號，并使之通過的第一帶通濾波器；并且在上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分與上述第四連接接頭之間具有選擇由上述發(fā)送無線電部分輸出的上述無線電信號，并使之通過的第二帶通濾波器。
在上述陣列天線發(fā)送接收裝置中，優(yōu)選為具有天線共用器，與上述發(fā)送無線電部分和上述接收無線電部分以及上述方向性耦合器的第二連接接頭相連接，并且將由上述發(fā)送無線電部分所輸出的上述無線電信號向上述第二連接接頭進(jìn)行輸出；以及將由上述第二連接接頭所輸出的上述無線電信號向上述接收無線電部分進(jìn)行輸出。


圖1是以往的自適應(yīng)陣發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是以往的陣列天線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是以往的陣列天線接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式1的陣列發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是有關(guān)本發(fā)明的陣列天線發(fā)送接收裝置所具有的方向性耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式2的陣列天線發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；以及圖7是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式3的陣列天線發(fā)送接收用裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心內(nèi)容，是使方向性耦合器介于天線共用器與天線元件之間，所述天線共用器連接在發(fā)送無線電部以及接收無線電部，并且對于該方向性耦合器的連接接頭，對與連接到天線共用器的連接接頭之間形成方向性的連接接頭連接相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部，而對與連接到天線元件的連接接頭之間形成方向性的連接接頭連接相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部，其中，所述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部生成用于測定由發(fā)送無線電部產(chǎn)生的相位誤差的基準(zhǔn)基帶信號，而所述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部生成用于測定接收無線電部所產(chǎn)生的相位誤差的基準(zhǔn)基帶信號。
下面，將就本發(fā)明的實(shí)施方式，參考相關(guān)圖面作詳細(xì)的說明。
(實(shí)施方式1)圖4是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式1的陣列天線發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，具有多個無線電單元106、第一選擇器109、第二選擇器108、相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110、相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111以及基帶處理部107。同時，無線電單元106具有天線元件101、方向性耦合器102、天線共用器103、發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105。
天線元件101在發(fā)送來自于基帶處理部107，通過發(fā)送無線電部104、天線共用器103以及方向性耦合器102輸出的無線電信號的同時，接收無線電信號并向方向性耦合器102進(jìn)行輸出。
方向性耦合器102，具有與天線元件101相連接的第一連接接頭201；與天線共用器103相連接的第二連接接頭202；與第一連接接頭201之間形成方向性、且與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接的第三連接接頭203；以及與第二連接接頭202及方向性、且與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110相連接的第四連接接頭204。有關(guān)方向性耦合器102的功能以及操作將在以后敘述。
天線共用器103與方向性耦合器102、發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105相連接，并將由發(fā)送無線電部104輸出的無線電信號向方向性耦合部102進(jìn)行輸出，同時，將由方向性耦合器102所輸出的無線電信號向接收無線電部105進(jìn)行輸出。作為天線共用器103來說，在TDD(Time Division Duplex，時分復(fù)用)方式的陣列天線發(fā)送接收裝置中有SPDT(Single-Pole Double-Throw，單刀雙擲)的半導(dǎo)體開關(guān)的例子，而在FDD(Frequency Division Duplex，頻分復(fù)用)方式的陣列天線發(fā)送接收裝置中有電介質(zhì)濾波器的共用器的例子。作為同時具有SPDT的半導(dǎo)體開關(guān)以及電介質(zhì)濾波器的天線共用器，有松下公司制造的“層疊天線開關(guān)濾波器(L系列)”的例子。
發(fā)送無線電部104具有正交調(diào)制器、頻率上變頻器以及功率放大器等部件(不作圖示)，并將由基帶處理部107所輸出的定向發(fā)送基帶信號，在經(jīng)過上述各部件處理后，再向天線共用器103進(jìn)行輸出。
接收無線電部105具有LNA(Low Noise Amplifier，低噪放大器)、頻率下變頻器以及正交解調(diào)器等的部件(不作圖示)，將由天線共用器103所輸出的無線電信號經(jīng)過上述各部件處理來轉(zhuǎn)換成基帶信號后向基帶處理部107進(jìn)行輸出。
基帶處理部107與多個發(fā)送無線電部104、多個接收無線電部105、相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110以及相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接?；鶐幚聿?07的功能以及操作將在以后敘述。
第二選擇器108是由SPDT或者SP8T等半導(dǎo)體開關(guān)所構(gòu)成，與多個無線電單元106所具有的各方向性耦合器102的第三連接接頭203、相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接。同時，第二選擇器108在與預(yù)先設(shè)定的每個周期進(jìn)行相連接的無線電單元106的切換和選擇。
同樣，第一選擇器109是由SPDT或者SP8T等半導(dǎo)體開關(guān)所構(gòu)成，與多個無線電單元106所具有的各方向性耦合器102的第四連接接頭204、相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110相連接。同時，選擇器109在與預(yù)先設(shè)定的每個周期進(jìn)行相連接的無線電單元106的切換和選擇。
相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110，具有頻率下變頻器以及正交解調(diào)器等(不作圖示)的各部件，由第一選擇器109所輸出的相位校正用信號，在經(jīng)過上述各部件的處理并轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)基帶信號之后，再將該基準(zhǔn)基帶信號向基帶處理部107進(jìn)行輸出。
同樣，相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111具有頻率下變頻器以及正交解調(diào)器(不作圖示)等各部件，由第二選擇器108所輸出的相位校正用信號，在經(jīng)過上述各部件的處理并轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)基帶信號之后，再將該基準(zhǔn)基帶信號向基帶處理部107進(jìn)行輸出。
圖5所示的是方向性耦合器102的結(jié)構(gòu)。
方向性耦合器102共具有第一至第四的四個連接接頭，在第一連接接頭201上連接天線元件101；在第二連接接頭202上連接天線共用器103；在第三連接接頭203上連接第二選擇器108；在第四連接接頭204上連接第一選擇器109。同時，在本發(fā)明中所提到的所謂“連接”一詞，不僅包括與各部件直接連接的情況，也包括間接連接的情況在內(nèi)。也就是說，例如在“發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105與方向性耦合器102的第二連接接頭202相連接”的情況下，也包括了在“方向性耦合器102的第二連接接頭202‘通過天線共用器103’與發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105相連接”的情況在內(nèi)。
方向性耦合器102具有與輸入無線電信號的連接接頭之間形成方向性的其他連接接頭，對于第一連接接頭201來說，由第三連接接頭203來形成方向性；對于第二連接接頭202來說，由第四連接接頭204來形成方向性。在這里，所謂的“形成方向性”，例如假設(shè)是耦合度為20dB、插入損失為0.5dB的方向性耦合器102，則意味著由第一連接接頭201所輸入的無線電信號，從第三連接接頭203衰減20dB地被選取。此時，從第二連接接頭202輸出衰減了0.5dB的無線電信號，而從第四連接接頭204則不能選取無線電信號。同樣，由第二連接接頭202所輸入的無線電信號從第四連接接頭204衰減20dB地被選取，從第二連接接頭202輸出衰減了0.5dB的無線電信號，而從第三連接接頭203則不能選取無線電信號。
作為方向性耦合器102，其具體的結(jié)構(gòu)并沒有特殊的限定，但是，如果舉例的話，則有對于第一連接接頭201與第二連接接頭202相連接的第一路徑、以及第三連接接頭203與第四連接接頭204相連接的第二路徑中，在第一路徑與第二路徑之間，以無線電信號波長λ的1/4的間隔配置2個耦合孔的結(jié)構(gòu)例子。另外，作為方向性耦合器102，也有耦合孔的個數(shù)不一致或者采用長隙縫等情況。
接著，將對本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置的操作以及功能進(jìn)行說明。
首先，就該陣列天線發(fā)送接收裝置在發(fā)送無線電信號時的裝置操作進(jìn)行詳細(xì)的說明。
在基帶處理部107中，采用將發(fā)送基帶信號與在該輸出地址的每個無線電單元106所預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)相乘的方法，以生成對該相位進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制之后的定向發(fā)送基帶信號。該定向發(fā)送基帶信號，在輸入發(fā)送無線電部104之后進(jìn)行正交調(diào)制、頻率上變頻以及放大處理，并轉(zhuǎn)換成無線電信號。該無線電信號通過天線共用器103向方向性耦合器102的第二連接接頭202進(jìn)行輸出。
接著，該無線電信號在方向性耦合器102中，由其第一連接接頭201衰減0.5dB地被輸出。該第一連接接頭201所輸出的無線電信號通過天線元件101進(jìn)行發(fā)送。
另外，在方向性耦合器102中，該無線電信號衰減20dB、作為相位校正用信號由第四連接接頭204選取之后向第一選擇器109進(jìn)行輸出。
第一選擇器109，按照預(yù)先設(shè)定的每個周期，從多個無線電單元106中選擇與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110相連接的方向性耦合器102。因此，相位校正用信號按照第一選擇器109所選擇的每個周期，向相位校正的發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110進(jìn)行輸出。
接著，相位校正用信號在相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110中，進(jìn)行頻率下變頻以及正交解調(diào)處理等，轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號。
該基準(zhǔn)基帶信號立即向基帶處理部進(jìn)行輸出。在基帶處理部107中，針對所有的無線電單元106進(jìn)行該基準(zhǔn)基帶信號的相位測定。
這樣，由基帶處理部107所輸出的定向發(fā)送基帶信號，通過發(fā)送無線電部104、天線共用器103、方向性耦合器102、第一選擇器109以及相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110，并在它們之間進(jìn)行各種各樣的處理，最終作為相位校正用基準(zhǔn)基帶信號重返基帶處理部107。
由基帶處理部107輸出的定向發(fā)送基帶信號，由于需要進(jìn)行上述各種處理，因而，由于進(jìn)行上述各種處理的裝置個體上存在著差異等原因，也可能出現(xiàn)意料之外的相位變化的情況。如果對該預(yù)料之外的相位變化置之不理的話，則由多個無線電單元106中的天線元件101所發(fā)送的無線電信號中不出現(xiàn)預(yù)計(jì)的干擾，因而，無線電信號的天線定向便會產(chǎn)生失誤。
因此，基帶處理部107，針對所有的無線電單元106，對重返基準(zhǔn)基帶信號的相位進(jìn)行測定，并從該測定結(jié)果的無線電單元106之間實(shí)際產(chǎn)生的相位差中減去以預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)為基礎(chǔ)的、每個無線電單元所應(yīng)該產(chǎn)生的相位差(計(jì)算上的相位差)，調(diào)查是否多個無線電單元106中的任何單元產(chǎn)生相位誤差。并且，在尋找出了該相位誤差的時候，基帶處理部107為了消除相位誤差，對相應(yīng)的無線電單元106的上述加權(quán)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
下面，將就該陣列天線發(fā)送接收裝置接收無線電信號時的裝置操作情況進(jìn)行詳細(xì)的說明。
天線元件101所接收到的無線電信號，向方向性耦合器102的第一連接接頭201進(jìn)行輸出。該無線電信號在方向性耦合器102的第二連接接頭202衰減0.5dB地被輸出。由該第二連接接頭所輸出的無線電信號，通過天線共用器103向接收無線電部105進(jìn)行輸出。
接著，該無線電信號在接收無線電部105中進(jìn)行放大、頻率下變頻以及正交解調(diào)等的處理來轉(zhuǎn)換成接收基帶信號，向基帶處理部107進(jìn)行輸出。在基帶處理部107中，針對所有的無線電單元106進(jìn)行接收基帶信號的相位測定。
另外，在方向性耦合器102中，由天線元件101所輸出的無線電信號的第三連接接頭203衰減20dB、作為相位校正用信號選取并向第二選擇器108進(jìn)行輸出。第二選擇器108，按照預(yù)先所設(shè)定的每個周期，從多個無線電單元106中選擇與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接的方向性耦合器102。因此，相位校正用信號采用第二選擇器108，在方向性耦合器102與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接的每個周期中，向相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111進(jìn)行輸出。
接著，相位校正用信號在相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111中進(jìn)行頻率下變頻以及正交解調(diào)處理等來轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號之后，向基帶處理部107進(jìn)行輸出。
在基帶處理部107中，針對所有的無線電單元106進(jìn)行相位校正用接收基帶信號的相位測定。
在基帶處理部107中，將通過接收無線電部105所輸出的接收基帶信號的相位與通過相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111所輸出的基準(zhǔn)基帶信號的相位進(jìn)行比較，并針對所有的無線電單元106，對在這兩個基帶信號之間所觀測到的相位誤差進(jìn)行測定。
基帶處理部107，采用以相位校正用基準(zhǔn)基帶信號的相位為基準(zhǔn)對與上述接收基帶信號相乘的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的方法，以使接收基帶信號的相位與基準(zhǔn)基帶信號的相位達(dá)到同步，并校正在這當(dāng)中所觀測到的相位誤差。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，由于采用了天線共用器103，就沒有必要將天線元件101以及衰減器603、703分別設(shè)置成發(fā)送用與接收用，因此，能夠進(jìn)一步簡化陣列天線發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其小型化以及輕量化的目的。同時，根據(jù)本實(shí)施方式，由于在天線元件101與發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105之間配置了方向性耦合器102，所以，能夠在天線元件101附近通過同一路徑發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號中，清晰地分離選取各自相位校正用信號。
同時，根據(jù)本實(shí)施方式，由于通過天線共用器102能夠阻止接收到的無線電信號向發(fā)送無線電部104進(jìn)行輸入以及發(fā)送的無線電信號向接收無線電部105進(jìn)行輸入，因此能夠有效地減輕對基帶處理部107的噪音的混入。
同時，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，在天線元件101與天線共用器103之間配置了方向性耦合器102，并且，在方向性耦合器102中，由于發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號是從各自不同的連接接頭輸入、并從分別形成方向性的其他連接接頭上能夠得到各自相位校正用信號，所以，能夠準(zhǔn)確測定產(chǎn)生于天線共用器103與發(fā)送無線電部104的相位誤差以及產(chǎn)生于天線共用器103與接收無線電部105的相位誤差。
同時，也可以對本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置進(jìn)行下列變形或應(yīng)用。
在本實(shí)施方式中，對作為天線共用器103使用SPDT的半導(dǎo)體開關(guān)、電介質(zhì)濾波器的情況下進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明不僅僅限定于這種情況，例如，即使不使用天線共用器103，在FDD方式的陣列天線發(fā)送接收裝置中也可以在發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105上配置能夠使各自不同頻率的無線電信號通過的帶通濾波器。同時，在TDD方式的陣列天線發(fā)送接收裝置中，也可以在發(fā)送無線電部104以及接收無線電部105上分別配置自動判斷發(fā)送時或者接收時、并與方向性耦合器102相連接的連接開關(guān)。
這里順便說一下，在本發(fā)明的陣列天線發(fā)送接收裝置中，也包括了自適應(yīng)陣列天線發(fā)送接收裝置。
(實(shí)施方式2)圖6是本發(fā)明實(shí)施方式2的陣列天線發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)示意方框圖。
下面，將在參照相應(yīng)圖例的同時，就本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置進(jìn)行說明，但是，對發(fā)揮與實(shí)施方式1中所示結(jié)構(gòu)元件相同功能的結(jié)構(gòu)元件賦予同樣的參考標(biāo)號，并省略其說明。
本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，在實(shí)施方式1所述的陣列天線發(fā)送接收裝置中，在第一選擇器109與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110之間配置第二開關(guān)301；同時，在第二選擇器108與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111之間配置第一開關(guān)303。
第二開關(guān)301為SPDT開關(guān)，相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110與電阻終端302當(dāng)中選擇其中之一并與第一選擇器109相連接。
同時，第一開關(guān)303也是SPDT開關(guān)，相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111與電阻終端304當(dāng)中選擇其中之一并與第二選擇器108相連接。
本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置適合于TDD方式通信。在TDD方式通信中，發(fā)送的無線電信號和接收的無線電信號使用相同頻率的載波，按照時間順序交替進(jìn)行發(fā)送與接收。
因此，第二開關(guān)301在發(fā)送的過程中，為了使相位校正用信號能夠輸入到相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110，而將第一選擇器109與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110相連接。此時，第一開關(guān)303為了阻止從第二選擇器108向相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111輸入相位校正用信號，而將第二選擇器108與電阻終端304相連接。
同時，第二開關(guān)301在接收的過程中，為了阻止向相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110輸入相位校正用信號，而將第一選擇器109與電阻終端302相連接。此時，第一開關(guān)303為了讓第二選擇器108向相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111輸入相位校正用信號，而將第二選擇器108與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111相連接。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，在無線電信號發(fā)送時或者接收時，由于第二開關(guān)301或者第一開關(guān)303能夠進(jìn)行自適應(yīng)地與電阻終端312、314相連接，所以，能夠有效地抑制噪音進(jìn)入相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110或者相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，能夠提高相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111的分離效率。
(實(shí)施方式3)圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的陣列天線發(fā)送接收裝置的結(jié)構(gòu)示意方框圖。
下面，將在參照相關(guān)圖例的同時，就本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置進(jìn)行說明，但是，對發(fā)揮與實(shí)施方式1中所示結(jié)構(gòu)元件相同功能的結(jié)構(gòu)元件賦予同樣的參考標(biāo)號，并省略其說明。
本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，在與實(shí)施方式1所述的陣列天線發(fā)送接收裝置中，在第一選擇器109與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110之間配置了第二帶通濾波器401；同時，在第二選擇器108與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111之間配置了第一帶通濾波器402。
本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，是適合于FDD方式通信。在FDD方式通信中，發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號分別使用頻率不同的載波，因此，天線共用器103還是優(yōu)選為使用配備電介質(zhì)濾波器的產(chǎn)品。
第二帶通濾波器401選擇適當(dāng)?shù)念l率，以使切斷來自于接收到的無線電信號的、由方向性耦合器102泄漏出來的相位校正用的信號，來選擇性地僅讓來自于發(fā)送的無線電信號的相位校正用信號通過。
同樣，第一帶通濾波器402也選擇適當(dāng)?shù)念l率，以使切斷來自于發(fā)送的無線電信號、由方向性耦合器102泄漏出來的相位校正用的信號，來選擇性地僅讓來自于接收的無線電信號的相位校正用信號通過。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，在FDD方式通信中，由于第二帶通濾波器401以及第一帶通濾波器402能夠切斷預(yù)先設(shè)定的頻率之外的無線電信號的通過，所以，能夠有效地抑制噪音進(jìn)入相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110以及相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的陣列天線發(fā)送接收裝置，便能夠改善相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111的分離效率，能夠減小來自于分離劣化的相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部110以及相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部111的輸出的衰減量的變動及相位的變動。
本說明書依據(jù)2003年4月15日申請的日本第2003-110640號專利，其內(nèi)容全部包含于此作為參考。
產(chǎn)業(yè)方面利用的可能性本發(fā)明能夠適用于移動通信系統(tǒng)的基站裝置等。
權(quán)利要求
1.一種陣列天線發(fā)送接收裝置，其特征在于，具有多個天線元件；基帶處理部分，對發(fā)送基帶信號進(jìn)行與上述天線元件一一對應(yīng)的加權(quán)處理來形成定向發(fā)送基帶信號，并對由多個上述天線元件接收到的接收基帶信號進(jìn)行與上述天線元件一一對應(yīng)的加權(quán)處理來形成定向接收基帶信號；多個發(fā)送無線電部分，分別配置在上述基帶處理部分與多個上述天線元件之間，并將上述定向發(fā)送基帶信號轉(zhuǎn)換成無線電信號；多個接收無線電部分，分別配置在上述基帶處理部分與多個上述天線元件之間，并將通過上述天線元件接收到的無線電信號轉(zhuǎn)換成接收基帶信號；相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分，將由多個上述發(fā)送無線電部分所輸出的上述無線電信號轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號，并向上述基帶處理部分進(jìn)行輸入；相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分，將由多個上述天線元件接收到的上述無線電信號轉(zhuǎn)換成相位校正用的基準(zhǔn)基帶信號，并向上述基帶處理部分進(jìn)行輸入；多個方向性耦合器，配置在上述天線元件與上述發(fā)送無線電部分以及上述接收無線電部分之間；第一選擇部分，在由上述方向性耦合器衰減并輸出的來自上述發(fā)送無線電部分的多個上述無線電信號中選擇其中之一，并提供給上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分；以及第二選擇部分，在由上述方向性耦合器衰減并輸出的來自上述天線元件的上述無線電信號中的部分信號中選擇其中之一，并提供給上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列天線發(fā)送接收裝置，其特征在于上述方向性耦合器具有第一連接接頭，與上述天線元件相連接；第二連接接頭，與上述發(fā)送無線電部分以及上述接收無線電部分相連接；第三連接接頭，與上述第一連接接頭之間形成方向性，并且與上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分相連接；以及第四連接接頭，與上述第二連接接頭之間形成方向性，并且與上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的陣列天線發(fā)送接收裝置，其特征在于在上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分與上述第三連接接頭之間，具有將上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分或者終端與上述第三連接接頭相連接的第一開關(guān)；并且在上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分與上述第四連接接頭之間，具有將上述相位校正發(fā)送用信號轉(zhuǎn)換部分或者終端與上述第四連接接頭相連接的第二開關(guān)。
4.如權(quán)利要求2所述的陣列天線發(fā)送接收裝置，其特征在于在上述相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部分與上述第三連接接頭之間，具有選擇由上述天線元件接收到的上述無線電信號，并使之通過的第一帶通濾波器；并且在上述相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部分與上述第四連接接頭之間，具有選擇由上述發(fā)送無線電部分輸出的上述無線電信號，并使之通過的第二帶通濾波器。
5.如權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的陣列天線發(fā)送接收裝置，其特征在于，具有天線共用器，與上述發(fā)送無線電部分、上述接收無線電部分以及上述方向性耦合器的上述第二連接接頭相連接，并且將由上述發(fā)送無線電部分所輸出的上述無線電信號向上述第二連接接頭進(jìn)行輸出，以及將由上述第二連接接頭所輸出的上述無線電信號向上述接收無線電部分進(jìn)行輸出。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)簡潔、能夠容易實(shí)現(xiàn)小型化以及輕量化，并且能夠從經(jīng)由同一路徑發(fā)送的無線電信號與接收的無線電信號中，將各自的相位校正用信號清晰地分離、選取出來的陣列天線發(fā)送接收裝置。方向性耦合器(102)具有與天線元件(101)相連接的第一連接接頭(201)；與天線共用器(103)相連接的第二連接接頭(202)；與第一連接接頭(201)之間形成方向性，并且與相位校正用接收信號轉(zhuǎn)換部(111)相連接的第三連接接頭(203)；與第二接頭(202)之間形成方向性，并且與相位校正用發(fā)送信號轉(zhuǎn)換部(110)相連接的第四連接接頭(204)。天線共用器(103)與方向性耦合器(102)、發(fā)送無線電部(104)以及接收無線電部(105)相連接，并將由發(fā)送無線電部(104)所輸出的無線電信號向方向性耦合器(102)進(jìn)行輸出，同時，將由方向性耦合器(102)所輸出的無線電信號向接收無線電部(105)進(jìn)行輸出。
文檔編號H04B7/08GK1795583SQ200480014268
公開日2006年6月28日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者泉貴志, 池田和彥, 榎貴志, 佐佐木亮 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社