基于软件无线电架构的智能天线幅相校准*

杨 贺，孙 杰

(天津航天中为数据系统科技有限公司，天津 300458)

0 引 言

软件无线电[1]是将模块化、标准化的硬件平台以总线方式连接构成基本平台，并通过软件加载实现各种无线电功能的一种开放式体系架构。宽带模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)尽量靠近天线，工作频段、调制/解调方式、数据格式、加密模式以及通信协议等功能由软件决定，可大大缩短研发周期和成本，并使硬件平台具有更长的使用周期。相控阵也逐渐采用该架构设计系统。值得一提的是，智能天线采用软件无线电技术在数字域实现波束赋形算法[2]。

无论是相控阵还是智能天线系统，成功进行快速跟踪的前提是确保自身系统各个通道间的幅相一致性[3]，文献[4]指出射频通道校准幅度误差1 dB、角度误差20°时,波束赋形技术误码率为10-5时性能损失小于1 dB。波束指向并非目标方向导致链路余量不达标，更严重的情况会使链路中断。文献[5]利用近场扫描法和旋转矢量法进行二次校准实现了大型相控阵的较高准确性校准，但不适用于软件无线电架构下多通道的系统。相控阵系统通常采用时分双工方式(Time Division Duplex,TDD)，是为了充分利用天线和射频等部件的互易性特点，同时传输信号带宽不宜过宽，否则类似频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)系统，频响问题凸显[6]。为了解决宽带波束赋形天线系统中不能兼顾工作频带的低频段和高频段的问题，文献[7]提出了三音校准法拟合全工作带宽内的通道幅相特性曲线。由于智能天线多用于上下行非对称信息通信系统，从避免上行频带利用率低、降低时隙控制复杂度等方面考虑，本文提出的校准方案能够依据需求校准不同频点的幅相特性，兼顾FDD和TDD两种双工方式。……