具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例公开了一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正方法，具体实施时，该阻抗失配修正方法可应用于如图1所示的天线测量系统101，该天线测量系统101包括：第一天线测量子系统1011、第二天线测量子系统1012和第三天线测量子系统1013。如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤201，分别获取所述天线测量系统中每个天线测量子系统的相位函数，所述相位函数为相应天线测量子系统中所包含天线的相位函数之和、天线测量子系统自身相位函数以及距离相位函数计算所得。

示例性地，天线测量系统由待测天线c和两个辅助天线a、b构成，其中天线a、b、c三个天线的工作频段相同，天线测量系统的三个天线测量子系统如表1所示，由此可知，辅助天线a与接收天线b组成第一天线测量子系统；辅助天线a与待测天线c组成第二天线测量子系统；辅助天线b与待测天线c组成第三天线测量子系统。本实施例对天线测量系统的子系统天线组成方式、发射端以及接收端的选择不作限定，本领域技术人员可以根据实际需要确定。

表1天线测量系统

每个天线测量子系统的相位函数可以通过矢量网络分析仪(VNA)测量接收端、发射端的相位函数来获得，以第一天线测量子系统中a发射、b接收为例，相位函数测量方程如公式(1)所示：

φ_AB＝φ_ab+φ_d+φ₀ (1)

其中，为VNA测得的接收端和发射端的相位函数；为a、b天线的相位函数之和；为天线测量子系统自身相位函数，可以通过将第一天线测量子系统接收端和发射端用转接头直接相连测量得到(直通测量)；为与测量距离相关的相位函数：

φ_d＝-kd (2)

其中，d为收、发天线口面间距离，k为波数：

同理可得，第二天线测量子系统的相位函数为：φ_AC＝φ_ac+φ_d+φ₀，第三天线测量子系统的相位函数为φ_BC＝φ_bc+φ_d+φ₀。

步骤202，基于所述每个天线测量子系统的相位函数分别计算得到每个天线测量子系统的群时延。

示例性地，天线群时延的定义式为：

其中，GD(Group Delay)为群时延，单位为秒，f为频率，单位为赫兹，为相位，单位为度。

在实际工程应用中，为了便于计算，经常利用相位差与频率差的比值来代替导数从而近似得到GD，如公式(2)所示：

由公式(1)和公式(5)可得，第一天线测量子系统的群时延为：

GD_AB＝GD_ab+GD₀+GD_d (6)

同理可得，第二天线测量子系统的群时延为：GD_AC＝GD_ac+GD₀+GD_d，第三天线测量子系统的群时延为：GD_BC＝GD_bc+GD₀+GD_d。

其中，GD_AB、GD_ab、GD₀以及GD_d分别为以及所对应的群时延，且：

GD_ab＝GD_a+GD_b (7)

其中，GD_a和GD_b分别为天线a、b各自群时延。根据公式(6)可得第一天线测量子系统中天线a、b群时延之和为：

GD_ab＝GD_AB-GD₀-GD_d (8)

同理可得，第二天线测量子系统和第三天线测量子系统的群时延为：

GD_ac＝GD_AC-GD₀-GD_d (9)

GD_bc＝GD_BC-GD₀-GD_d (10)

步骤203，基于所述每个天线测量子系统的群时延生成整个天线测量系统的群时延测量方程组：

步骤204，获取所述每个天线测量子系统中接收端的第一相位变化值、发射端的第二相位变化值和天线测量子系统自身的第三相位变化值。

示例性地，接收端的第一相位变化值根据如图3所示的等效网络模型确定，图3中Γ_RA所标记的一侧代表接收天线，Γ_RA为接收天线反射系数；Γ_RP所标记的一侧代表接收端电缆，Γ_RP为接收端的反射系数，二者直接相连。接收天线输出的信号为E，接收端接收到的信号为b+a，利用微波S参数理论分析图3网络模型可以得到以下关系式：

因此：

于是可得第一相位变化值为：

第一天线测量子系统发射端的第二相位变化值根据如图4所示的等效网络模型确定，图4中Γ_G所标记的一侧代表信号源，Γ_G为信号源的反射系数；Γ_TA所标记的一侧代表发射天线，Γ_TA为发射天线的反射系数；Γ_G和Γ_TA所标记中间的三端口网络代表定向耦合器(含输出端电缆)，Γ_D代表的是定向耦合器耦合端所接电缆的端口反射系数。

信号源是一个有源设备，其工作状态下真实的反射系数很难直接测量，但如果将定向耦合器与信号源看作一个整体(等效信号源)，则可以得到定向耦合器输出端口处(电缆端口)的等效源反射系数Γ_TP，从而简化分析过程，此时的等效网络模型如图5所示，利用微波S参数理论可得Γ_TP表达式如下，其中的S参数为定向耦合器各端口之间的S参数，

通过分析上述等效网络模型可得：

其中，E’为等效源的输出信号，它是通过定向耦合器耦合端口的输出信号计算得到的，a₂+b₂是发射天线上获得的信号。

因此第二相位变化值为：

第一天线测量子系统自身的第三相位变化值，测量之前都要使用同轴“阴-阴”转接头将发射端电缆与接收端电缆直接相连，转接头处的等效网络模型如图6所示，图6中Γ_TP所标记的一侧代表发射端电缆，Γ_RP所标记的一侧代表接收端电缆，中间的二端口网络代表转接头。

发射端(等效信号源)馈入的信号为E’，接收端接收到的信号为b₂+a₂，

利用微波S参数理论分析上述网络模型可以得到以下关系式：

经过整理可得：

由于：

a₂＝b₂Γ_RP (25)

因此：

因此：

因此：

因此第三相位变化值为：

步骤205，基于所述第一相位变化值、第二相位变化值和第三相位变化值计算得到相应的第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差。

示例性地，由上述步骤204得出的第一相位变化值、第二相位变化值和第三相位变化值，根据公式(5)和公式(16)、公式(22)以及公式(29)可得：

第一天线测量子系统的第一群时延测量误差：

其中，ΔGD_Rb、ΔΦ_Rb分别表示b天线为接收天线时的ΔGD_R以及ΔΦ_R。

第一天线测量子系统的第二群时延测量误差：

其中，ΔGD_Ta、ΔΦ_Ta分别表示a天线为发射天线时的ΔGD_T以及ΔΦ_T。

第一天线测量子系统的第三群时延测量误差：

同理可得到第二天线测量子系统的第一群时延测量误差：第二群时延测量误差：第三群时延测量误差：

同理可得到第三天线测量子系统的第一群时延测量误差：第二群时延测量误差：第三群时延测量误差：

步骤206，基于所述整个天线测量系统的群时延测量方程组和所述第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差，得到总失配修正因子。

示例性地，步骤201中测得的相位函数又等于测得的接收端相位函数与测得的发射端相位函数之差，如公式(33)所示：

Φ_AB＝Φ_R-ΔΦ_R-[Φ_T-ΔΦ_T]＝φ_ab+φ_d+[φ₀-Δφ_Thru] (33)

其中，Φ_R-ΔΦ_R为系统失配修正后的接收端第一相位函数，Φ_T-ΔΦ_T为系统失配修正后的发射端第二相位函数，φ₀-Δφ_Thru为失配修正后的第一天线测量子系统自身的相位函数，整理得：

Φ_R-Φ_T-ΔΦ_R+ΔΦ_T＝φ_ab+φ_d+φ₀-Δφ_Thru (34)

将公式(34)代入公式(5)可得所对应的群时延测量方程为：

GD_AB-ΔGD_Rb+ΔGD_Ta＝GD_ab+GD_d+GD₀-ΔGD_Thru (35)

上式即为考虑失配修正后的第一天线测量子系统的群时延测量方程，将其进行移项变换可得：

其中：

GD_ab′＝GD_AB-GD_d-GD₀ (37)

根据公式(8)，其代表没有考虑失配修正时天线a、b的群时延之和。

C₁＝-ΔGD_Rb+ΔGD_Ta+ΔGD_Thru (38)

同理可得：

GD_ac＝GD_ac′+C₂

GD_bc＝GD_bc′+C₃ (39)

其中：

将GD_ab、GD_ac以及GD_bc带入到公式(11)中，即可得到考虑失配修正之后待测天线c的群时延测量结果GD_c：

其中：

GD_c’为不考虑失配修正时所得到的待测天线群时延。

C为总失配修正因子。

步骤207，基于所述总失配修正因子对待测天线的群时延进行阻抗失配修正。示例性地，根据计算得到的总失配修正因子，对所测得的群时延进行数值的修正。

本发明提供的一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正方法，该方法应用于天线测量系统，包括：分别获取天线测量系统中每个天线测量子系统的相位函数；基于相位函数分别计算得到每个天线测量子系统的群时延；基于群时延生成整个天线测量系统的群时延测量方程组；获取每个天线测量子系统中接收端的第一相位变化值、发射端的第二相位变化值和天线测量子系统自身的第三相位变化值；基于第一相位变化值、第二相位变化值和第三相位变化值计算得到相应的第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差；基于整个天线测量系统的群时延测量方程组和第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差，得到总失配修正因子；基于总失配修正因子对待测天线的群时延进行阻抗失配修正。本发明实施例中通过建立天线群时延测量系统，测量、计算得到天线群时延的测量误差，并根据测量误差对待测天线进行阻抗失配修正，得到正确的群时延测量值，从而对天线的性能进行准确的描述。

作为本发明一个可选实施方式，所述步骤204中的第一相位变化值的过程，包括：基于所述每个天线测量子系统的接收端的等效网络模型，分别获取所述每个天线测量子系统接收天线输出的第一信号、接收端接收的第二信号；分别基于所述每个天线测量子系统的所述第一信号、第二信号计算得到所述第一相位变化值。示例性地，详细内容见上述步骤204中接收端的第一相位变化值的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，通过以下公式计算所述第一相位变化值：

其中，a+b为接收端接收的第二信号，E为接收天线输出的第一信号，Γ_RA为接收天线反射系数，Γ_RP为接收端的反射系数；

通过以下公式计算所述第一群时延测量误差：

其中，Δf为频率差。示例性地，详细内容见上述步骤204中接收端的第一相位变化值的相关内容和步骤205中第一群时延测量误差的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，在所述天线测量系统的信号源与发射天线之间设置有定向耦合器，所述步骤204中第二相位变化值的过程，包括：基于所述每个天线测量子系统的发射端的等效网络模型，分别获取所述每个天线测量子系统发射端输出的第一信号、接收的第二信号；其中所述第一信号为定向耦合器的输出端输出信号；分别基于所述每个天线测量子系统的所述第一信号、第二信号计算得到所述第二相位变化值。示例性地，详细内容见上述步骤204中发射端的第二相位变化值的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，通过以下公式计算所述第二相位变化值：

其中，a₂+b₂为接收的第二信号，E’为发射端(等效信号源)输出的第一信号，Γ_TP为所述等效网络模型中发射端(等效信号源)的反射系数，Γ_TA为发射天线的反射系数，b₃为定向耦合器3端口输出信号，S₂₁、S₂₂、S₂₃、S₃₁和S₃₃为定向耦合器各端口之间的S参数；

通过以下公式计算所述第一群时延测量误差：

其中，Δf为频率差。示例性地，详细内容见上述步骤204中接收端的第二相位变化值的相关内容和步骤205中第二群时延测量误差的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述步骤204中第三相位变化值的过程，包括：基于所述每个天线测量子系统的直通测量等效网络模型，分别获取所述每个天线测量子系统发射端输出的第一信号、接收端接收的第二信号；分别基于所述每个天线测量子系统的所述第一信号、第二信号计算得到所述第三相位变化值。示例性地，详细内容见上述步骤204中发射端的第三相位变化值的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，通过以下公式计算所述第三相位变化值：

其中，a₂+b₂为接收端接收的第二信号，E’为发射端(等效信号源)输出的第一信号，Γ_TP为所述等效网络模型中发射端(等效信号源)的反射系数，S₁₂为反向传输系数，S₂₁为正向传输系数，S₁₁为输入反射系数，S₂₂为输出反射系数，Γ_RP为接收端的反射系数；

通过以下公式计算所述第一群时延测量误差：

其中，Δf为频率差。示例性地，详细内容见上述步骤204中接收端的第三相位变化值的相关内容和步骤205中第三群时延测量误差的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述步骤206，包括：分别获取每个天线测量子系统失配修正后的接收端第一相位函数和失配修正后的发射端第二相位函数；基于所述失配修正后的第一相位函数、第二相位函数和第三相位函数，得到每个天线测量子系统失配修正后的相位函数方程；基于所述相位函数方程得到所述每个子系统失配修正后的群时延测量方程；基于所述每个测量子系统失配修正后的群时延测量方程，联立方程组得到所述总失配修正因子。示例性地，详细内容见上述步骤206的相关内容，此处不再赘述。

作为本发明一个可选实施方式，所述天线测量系统中的每个天线测量子系统的天线工作频段相同。示例性地，根据公式(5)可知，每个天线测量子系统保持工作频段的相同时，在计算相位变化时，只需要考虑相应相位变化的值，不需要考虑频率差，从而简化了失配因子的求解方法。

本发明实施例还公开了一种天线群时延阻抗失配修正装置，如图7所示，该装置包括：

第一获取模块701，用于分别获取所述天线测量系统中每个天线测量子系统的相位函数，所述相位函数为相应天线测量子系统中所包含天线的相位函数之和、天线测量子系统自身相位函数以及距离相位函数计算所得。示例性地，详细内容见上述步骤201，此处不再赘述。

第一计算模块702，用于基于所述每个天线测量子系统的相位函数分别计算得到每个天线测量子系统的群时延。示例性地，详细内容见上述步骤202，此处不再赘述。

测量方程生成模块703，用于所述每个天线测量子系统的群时延生成整个天线测量系统的群时延测量方程组。示例性地，详细内容见上述步骤203，此处不再赘述。

第二获取模块704，用于获取所述每个天线测量子系统中接收端的第一相位变化值、发射端的第二相位变化值和天线测量子系统自身的第三相位变化值；示例性地，详细内容见上述步骤204，此处不再赘述。

第二计算模块705，用于基于所述第一相位变化值、第二相位变化值和第三相位变化值计算得到相应的第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差。示例性地，详细内容见上述步骤205，此处不再赘述。

第三计算模块706，用于基于所述整个天线测量系统的群时延测量方程组和所述第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差，得到总失配修正因子。示例性地，详细内容见上述步骤206，此处不再赘述。

修正模块707，用于基于所述总失配修正因子对待测天线的群时延进行阻抗失配修正。示例性地，详细内容见上述步骤207，此处不再赘述。

本发明提供的一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正装置，该装置应用于天线测量系统，包括：第一获取模块，用于分别获取天线测量系统中每个天线测量子系统的相位函数；第一计算模块，用于基于相位函数分别计算得到每个天线测量子系统的群时延；测量方程组生成模块，用于基于群时延生成整个天线测量系统的群时延测量方程组；第二获取模块，用于获取每个天线测量子系统中接收端的第一相位变化值、发射端的第二相位变化值和天线测量子系统自身的第三相位变化值；第二计算模块，用于基于第一相位变化值、第二相位变化值和第三相位变化值计算得到相应的第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差；第三计算模块，用于基于整个天线测量系统的群时延测量方程组和第一群时延测量误差、第二群时延测量误差和第三群时延测量误差，得到总失配修正因子；修正模块，用于基于总失配修正因子对待测天线的群时延进行阻抗失配修正。本发明实施例中通过建立天线群时延测量系统，测量、计算得到天线群时延的测量误差，并根据测量误差对待测天线进行阻抗失配修正，得到正确的群时延测量值，从而对天线的性能进行准确的描述。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，该电子设备可以包括处理器801和存储器802，其中处理器801和存储器802可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

处理器801可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器801还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器802作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正方法对应的程序指令/模块。处理器801通过运行存储在存储器802中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正方法。

存储器802可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器801所创建的数据等。此外，存储器802可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器802可选包括相对于处理器801远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器801。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器802中，当被所述处理器801执行时，执行如图1-图6所示实施例中的一种针对天线群时延测量的阻抗失配修正方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1-图6所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。