一种高信噪比校准网络 |
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| 申请号 | CN202410163808.5 | 申请日 | 2024-02-02 | 公开(公告)号 | CN118018127A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 思诺威科技(无锡)有限公司; | 发明人 | 李治; 诸小胜; 王镇; 黄家乐; 胡建飞; 矣咏燃; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高 信噪比 校准网络，包括多个 耦合器 、多个收发通道、一个与收发公共端口连接的公共收发通道、 开关 网络和一端与校准端口连接的标定链路；对于任意一个收发通道，其一端与公共收发通道连接，另一端与一耦合器连接，多个耦合器通过开关网络连接标定链路的另一端；标定链路依次由可调 衰减器 、第一标定增益补偿 放大器 、 移相器 和第二标定增益补偿放大器构成；所述可调衰减器基于一次性可编程 电路 对收发通道的增益进行标定；所述移相器基于一次性可编程电路对收发通道的 相位 进行标定；所述一次性可编程电路为存储有每个芯片对应的增益和相位值的存储结构。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高信噪比校准网络，其特征在于：包括多个耦合器、多个收发通道、一个与收发公共端口连接的公共收发通道、开关网络和一端与校准端口连接的标定链路； |
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| 说明书全文 | 一种高信噪比校准网络技术领域背景技术[0002] 相控阵(Phased Array)射频芯片是一种连接阵列天线的射频芯片。它通过控制阵列中与各个天线相连的射频通道相位和功率，可以快速控制信号的方向和强度，从而实现快速扫描和高效传输数据。 [0003] 通过校准来实现通道间增益和相位一致，可以优化相控阵的波束对准性能，抗干扰性能以及波束成形的精度。 [0004] 图1示出了当前的校准网络架构，在传统相控阵校准网络中，包含耦合器、开关网络和信号走线。在校准时，信号通过收发公共端口，经过耦合器、开关网络和信号走线，到达校准端口，在校准时，每颗芯片均会测量从收发公共端口到校准端口的增益Gain_CHx和相位Phase_CHx，由于校准网络本身基于每个通道到校准端口的信号路径相同和走线等长，因此测得的增益Gain_CHx在通道间差异，和相位Phase_CHx在通道间的差异，可以认为是收发通道自身的差异。因此可以基于Gain_CHx在通道间差异和相位Phase_CHx在通道间的差异，来进行收发通道的校准。 [0005] 以上校准端口到信号有两个显著的痛点： [0006] (1)在校准不同芯片间收发通道的增益/相位差异时，由于校准网络在芯片间依然会有批次间的增益/相位差异，引入了通道校准的误差； [0007] (2)校准网络由耦合器、开关网络和信号走线构成，均为无源器件，总损耗较大，会损失通道校准时的信噪比，恶化通道校准的效果。 发明内容[0009] 技术方案：一种高信噪比校准网络，包括多个耦合器、多个收发通道、一个与收发公共端口连接的公共收发通道、开关网络和一端与校准端口连接的标定链路； [0010] 对于任意一个收发通道，其一端与公共收发通道连接，另一端与一耦合器连接，多个耦合器通过开关网络连接标定链路的另一端； [0011] 所述标定链路依次由可调衰减器、第一标定增益补偿放大器、移相器和第二标定增益补偿放大器构成；所述可调衰减器基于一次性可编程电路对收发通道的增益进行标定；所述移相器基于一次性可编程电路对收发通道的相位进行标定；所述一次性可编程电路为存储有每个芯片对应的增益和相位值的存储结构。 [0012] 进一步的，对于发射芯片的收发通道的校准，第一标定增益补偿放大器和第二标定增益补偿放大器为发射放大器。 [0013] 进一步的，对于接收芯片的收发通道的校准，第一标定增益补偿放大器和第二标定增益补偿放大器为接收放大器。 [0014] 进一步的，对于发射和接收一体的芯片的收发通道的校准，第一标定增益补偿放大器和第二标定增益补偿放大器为双向放大器。 [0015] 进一步的，所述开关网络结构包括一级单刀双掷开关和二级单刀双掷开关，每个所述二级单刀双掷开关连接两个耦合器，所述一级单刀双掷开关连接两个二级单刀双掷开关；该一级单刀双掷开关与标定链路的另一端连接。 [0016] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点： [0017] (1)本发明在校准网络中加入增益补偿放大器，通过增益补偿放大器提升校准网络的增益，可以提供校准时更高的信噪比； [0018] (2)本发明解决了校准网络在芯片间增益和相位不一致的问题，通过一次性可编程电路存储了校准网络在芯片间的增益和相位差信息，并通过可调衰减器和移相器完成调整，消除了芯片间校准通道的性能差异，获得更好的收发链路校准效果。附图说明 [0019] 图1为传统相控阵校准网络示意图； [0020] 图2为一种高信噪比校准网络结构示意图。 具体实施方式[0021] 现结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明。 [0022] 如图2所示，本实施例公开了一种高信噪比校准网络，包括耦合器、收发通道、公共收发通道、开关网络和标定链路；耦合器的数量为多个，收发通道的数量为多个，一个耦合器连接一个收发通道，每个收发通道均与公共收发通道连接，在公共收发通道上连接一收发公共端口。开关网络结构包括一级单刀双掷开关和二级单刀双掷开关，每个二级单刀双掷开关连接两个耦合器，一级单刀双掷开关连接两个二级单刀双掷开关；一级单刀双掷开关通过标定链路连接至校准端口。在校准时，信号通过收发公共端口，经过公共收发通道、收发通道、耦合器、开关网络和信号走线，到达校准端口。 [0023] 图2所示，本实施例提出的标定链路依次由可调衰减器、第一标定增益补偿放大器、移相器和第二标定增益补偿放大器构成，本实施例的标定链路还包括存储有每个芯片对应的增益和相位值的一次性可编程电路(OTP：One Time Programmable)，在标定链路中，可调衰减器基于一次性可编程电路进行标定，移相器基于一次性可编程电路进行调节，从而实现收发通道的校准。 [0024] 在标定链路中，第一标定增益补偿放大器和第二标定增益补偿放大器用作高信噪比校准网络的增益补偿，由于校准网络中加入了标定增益补偿放大器，不仅有无源器件，还增加了有源放大器，能够将校准网络增益提高，增益显著提升，可以提供校准时更高的信噪比。具体地，对于发射芯片的校准，标定增益补偿放大器使用发射放大器；对于接收芯片的校准，标定增益补偿放大器使用接收放大器；对于发射/接收一体的芯片，标定增益补偿放大器使用双向放大器。 [0025] 在一次性可编程电路(OTP：One Time Programmable)中存储的每个芯片对应的增益和相位值是按照以下过程得到的： [0026] 在芯片的出厂测试过程中，每个芯片都对校准网络进行增益和相位的测量，并且都标定到一个固定的增益和相位值，并将达到该增益和相位值的配置，存储在一次性可编程电路(OTP：One Time Programmable)中，并通过可调衰减器，以及移相器来实现增益和相位的标定效果。例如，芯片a对应的增益标准值和相位标准值存储在OTP中，芯片b对应的增益标准值和相位标准值存储在OTP中；在实际使用中，根据不同的芯片，在OTP中找出其对应的增益标准值和相位标准值，然后可调衰减器、移相器根据增益标准值和相位标准值进行调整，使其达到增益标准值和相位标准值。 [0027] 本实施例通过标定增益补偿放大器实现了增益提升，获得高信噪比；又通过一次性可编程电路以及可调衰减器，移相器，完成了校准网络的增益相位标定，可消除芯片间校准通道的性能差异，获得更好的收发链路校准效果。 |
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