本发明涉及一种用于确定通过所述有源天线接收到的信号的数值和相位的方法和测量装置。从下面的方法步骤的组中：ST1：通过所述至少一个发射天线唯一地发出发射信号，并且检测通过所述有源天线接收到的发射信号的功率值；ST2：通过所述参考天线唯一地发出发射信号，并且检测通过所述有源天线接收到的发射信号的功率值；ST3：经由所述至少一个发射天线和参考天线同时发出发射信号以产生叠加的发射信号，并且检测通过所述有源天线接收到的叠加的发射信号的功率值；至少三个方法步骤的序列以任意顺序并且以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。
1.一种用于确定通过有源天线(3)接收到的信号的功率值以便因此能够确定数值和相位的方法，具有下述方法步骤：-使用至少一个发射天线(6)和参考天线(2)，其中，所述参考天线(2)相对于所述有源天线(3)以预设的位置和预设的间距设置；
-使用信号发生器(7)以产生发射信号，其中，所述信号发生器(7)与所述至少一个发射天线(6)和参考天线(2)连接；
其中，从下面的方法步骤ST1、ST2、ST3的组中：
ST1：通过所述至少一个发射天线(6)唯一地发出S1发射信号，并且检测S1_1通过所述有源天线(3)接收到的发射信号的功率值；
ST2：通过所述参考天线(2)唯一地发出S2发射信号，并且检测S2_1通过所述有源天线(3)接收到的发射信号的功率值；
ST3：经由所述至少一个发射天线(6)和参考天线(2)同时发出S3发射信号以产生叠加的发射信号，并且检测S3_1通过所述有源天线(3)接收到的叠加的发射信号的功率值；
至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序并且以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了检测至少三个功率值并进而为了确定数值和相位，在所述有源天线(3)和参考天线(2)相对于所述至少一个发射天线(6)的定向和位置相同的情况下实施下面三个序列中的至少一个序列a)或b)或c)：a)：
-重复S4A方法步骤ST3，直至检测到总计至少三个功率值；
-重复S4C方法步骤ST3，直至总计检测到至少三个功率值。
通过下述方法步骤详细描述所述序列a)或b)或c)：
-使用移相器(10)和/或幅度调节器(9)，所述移相器和/或幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间；
-实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的相位改变S5A，和/或实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度改变；
-重复S4A方法步骤ST3和“相位改变S5A”和/或“幅度改变”的方法步骤，直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少两个不同的相位值和/或直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少两个不同的幅度值，分别检测到至少一个功率值；
-根据所述至少三个功率值计算S6A在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的相位差，以及通过：i)当实施方法步骤ST1并且所述至少一个发射天线(6)已独自发出发射信号时的测量结果、即在方法步骤ST1中的功率值，或者ii)当实施方法步骤ST2并且所述参考天线(2)已独自发出发射信号时的所述至少三个功率值，确定由所述至少一个发射天线(6)发出的且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值；
-根据所述至少三个功率值计算S6B在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的相位差，并且当仅所述至少一个发射天线(6)已发出所述发射信号时利用方法步骤ST1中的功率值，确定由所述至少一个发射天线(6)发出的且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值，或者c):
-使用移相器(10)和/或幅度调节器(9)，所述移相器和/或幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，和/或实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度改变；
-实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的相位改变S5C，和/或实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度改变；
-重复S4C方法步骤ST3和“相位改变S5C”和/或“幅度改变”的方法步骤，直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少三个不同的相位值和/或对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少三个不同的幅度值，分别检测到至少一个功率值；
-计算S6C在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的相位差，以及根据所述至少三个功率值计算由所述至少一个发射天线(6)发出的且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在“重复S4A、S4C”的方法步骤中，多次依次地执行方法步骤ST3和“相位改变S5A、S5C”和/或“幅度改变”的方法步骤，直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少三个或至少四个不同的相位值和/或直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少三个或至少四个不同的幅度值，分别检测到至少一个功率值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在多次实施相位改变S5A、S5C的方法步骤时，依次进行在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的0°、Δ°、2·Δ°和3·Δ°的四个相位改变，其中，Δ°在80°和100°的范围中。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在多次实施相位改变S5A、S5C的方法步骤时，依次进行在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的0°、Δ°、2·Δ°和3·Δ°的四个相位改变，其中，Δ°等于90°。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述移相器(10)对于立体角依次设定的各个相位值以α°彼此间隔开，其中，
8.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：-由一个单元构成的有源天线(3)和参考天线(2)相对于所述至少一个发射天线(6)相对共同转动和/或调节S7，使得能够测量不同的接收方向；
-实施S8方法步骤ST1和/或ST2和/或ST3或者实施序列a)或b)或c)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在“转动和/或调节S7”的方法步骤内，将由有源天线(3)和参考天线(2)构成的所述单元在其方位角 和/或其仰角(θ)方面共同相对于所述至少一个发射天线(6)转动和/或调节。
10.根据权利要求8所述方法，其特征在于下述另外的方法步骤：
-重新执行S“9 转动S7和实施S8”的步骤，直至对于所期望的立体角 或对于所有立体角 获知所述有源天线的数值和相位。
11.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：-使用幅度调节器(9)，所述幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间；
-设定S10在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的20倍。
-设定S10在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的10倍。
-设定S10在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的5倍。
-设定S10在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的2倍。
15.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：将所述参考天线(2)设置在所述有源天线(3)处，使得在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于100cm。
16.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：将所述参考天线(2)设置在所述有源天线(3)处，使得在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于50cm。
17.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：将所述参考天线(2)设置在所述有源天线(3)处，使得在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于25cm。
18.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于下述另外的方法步骤：将所述参考天线(2)设置在所述有源天线(3)处，使得在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于10cm。
19.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个发射天线(6)和/或所述参考天线(2)发出经调制的或未经调制的发射信号。
20.一种用于确定通过有源天线(3)接收到的信号的功率值以计算数值和相位的测量装置(1)，具有下述特征：-至少一个发射天线(6)和参考天线(2)，其中，所述参考天线(2)相对于所述有源天线(3)以预设的位置和预设的间距设置；
-用于产生发射信号的信号发生器(7)，其中，所述信号发生器(7)与所述至少一个发射天线(6)和参考天线(2)连接；
-控制单元(11)，所述控制单元在所述有源天线(3)和所述参考天线(2)相对于所述至少一个发射天线(6)的定向和位置相同的情况下这样构成并且与所述有源天线(3)和所述信号发生器(7)连接，使得能够执行下述所述方法步骤：ST1：通过所述至少一个发射天线(6)唯一地发出S1发射信号，并且检测S1_1通过所述有源天线(3)接收到的发射信号的功率值；
ST2：通过所述参考天线(2)唯一地发出S2发射信号，并且检测S2_1通过所述有源天线(3)接收到的发射信号的功率值；
ST3：经由所述至少一个发射天线(6)和参考天线(2)同时发出S3发射信号以产生叠加的发射信号，并且检测S3_1通过所述有源天线(3)接收到的叠加的发射信号的功率值；
其中，所述控制单元(11)还为此构成为，使得至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序并且以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。
21.根据权利要求20所述的测量装置，其特征在于，所述控制单元(11)还构成为：-使得为了检测所述至少三个功率值并进而为了确定数值和相位，在所述有源天线(3)和所述参考天线(2)相对于所述至少一个发射天线(6)的定向和位置相同的情况下实施下述三个序列中的至少一个序列a)或b)或c)：a)：
-重复S4A方法步骤ST3，直至检测到总计至少三个功率值；
-重复S4C方法步骤ST3，直至总计检测到至少三个功率值。
22.根据权利要求21所述的测量装置，其特征在于，通过下述特征详细描述序列a)或b)或c)：a)：
-所述测量装置(1)具有移相器(10)和/或幅度调节器(9)，所述移相器和/或幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述移相器和/或幅度调节器能够通过所述控制单元控制；
-实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的相位改变S5A，和/或实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度改变；
-重复S4A方法步骤ST3和“相位改变S5A”和/或“幅度改变”的方法步骤，直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少两个不同的相位值和/或直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少两个不同的幅度值，分别检测到至少一个功率值；
-根据所述至少三个功率值计算S6A在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的相位差，以及i)通过当实施方法步骤ST1并且所述至少一个发射天线(6)已独自发出发射信号时的测量结果、即在方法步骤ST1中的功率值，或者ii)通过当实施方法步骤ST2并且所述参考天线(2)已独自发出发射信号时的所述至少三个功率值，确定由所述至少一个发射天线(6)发出的且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值；
-根据所述至少三个功率值计算S6B在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的相位差，并且当仅所述至少一个发射天线(6)发出发射信号时利用方法步骤ST1中的功率值，确定由所述至少一个发射天线(6)发出的且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值；
-所述测量装置(1)具有移相器(10)和/或幅度调节器(9)，所述移相器和/或幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述移相器和/或所述幅度调节器能够通过所述控制单元控制；
-实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的相位改变S5C和/或实施在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度改变；
-重复S4C方法步骤ST3和“相位改变S5C”和/或“幅度改变”的方法步骤，直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少三个不同的相位值，和/或直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少三个不同的幅度值，分别检测到至少一个功率值；
-计算S6C在由所述至少一个发射天线(6)发出的发射信号和由所述参考天线(2)发出的发射信号之间的在所述有源天线(3)处的所述相位差，以及根据所述至少三个功率值计算由所述至少一个发射天线(6)发出的并且由所述有源天线(3)接收到的发射信号的数值。
23.根据权利要求22所述的测量装置，其特征在于，所述移相器(10)构成为并且能够由所述控制单元(11)操控，使得对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的至少三个或至少四个不同的相位值，和/或直至对于在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的至少三个或至少四个不同的幅度值，能够检测功率值。
24.根据权利要求22或23所述的测量装置，其特征在于，所述控制单元(11)构成为，为了操控所述移相器(10)，使得通过所述移相器能够依次设定在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的0°、Δ°、2·Δ°和3·Δ°的四个相位改变，其中，Δ°在80°和100°的范围中。
25.根据权利要求22或23所述的测量装置，其特征在于，所述控制单元(11)构成为，为了操控所述移相器(10)，使得通过所述移相器能够依次设定在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号和在所述参考天线(2)处的发射信号之间的0°、Δ°、2·Δ°和3·Δ°的四个相位改变，其中，Δ°等于90°。
26.根据权利要求22或23所述的测量装置，其特征在于，所述移相器(10)对于立体角设定的各个相位值以α°彼此间隔开，其中，
27.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述控制单元(11)构成为，使得由一个单元构成的有源天线(3)和发射天线(6)能够相对于所述至少一个发射天线(6)相对共同转动和/或调节，使得能够测量不同的接收方向、即立体角
28.根据权利要求27所述的测量装置，其特征在于，由有源天线(3)和参考天线(2)构成的所述单元在其方位角 和/或其仰角(θ)方面共同相对于所述至少一个发射天线(6)转动和/或调节。
29.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置(1)具有幅度调节器(9)，所述幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述控制单元(11)构成为，为了操控所述幅度调节器(9)，使得在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度能够设定为，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的20倍。
30.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置(1)具有幅度调节器(9)，所述幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述控制单元(11)构成为，为了操控所述幅度调节器(9)，使得在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度能够设定为，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的10倍。
31.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置(1)具有幅度调节器(9)，所述幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述控制单元(11)构成为，为了操控所述幅度调节器(9)，使得在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度能够设定为，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的5倍。
32.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置(1)具有幅度调节器(9)，所述幅度调节器连接在所述信号发生器(7)和所述至少一个发射天线(6)之间和/或连接在所述信号发生器(7)和所述参考天线(2)之间，并且所述控制单元(11)构成为，为了操控所述幅度调节器(9)，使得在所述至少一个发射天线(6)处的发射信号的和/或在所述参考天线(2)处的发射信号的幅度能够设定为，使得在所述有源天线(3)的位置上一个发射信号的功率的大小少于另一发射信号的功率的2倍。
33.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于100cm。
34.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于50cm。
35.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于25cm。
36.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，在所述参考天线(2)和所述有源天线(3)之间的间距小于10cm。
37.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，在所述控制单元(11)和所述有源天线(3)之间附加地连接有接口设备(12)。
38.根据权利要求20至23之一所述的测量装置，其特征在于，所述至少一个发射天线(6)和/或所述参考天线(2)发出经调制的或未经调制的发射信号。
有源天线系统的近场测量
技术领域
[0001] 本发明涉及用于根据所测量到的功率值来确定通过待检查的有源天线接收到的信号的数值和相位的一种方法和一种测量装置。然后根据所检测到的数值和相位能够获知天线远场方向图。
背景技术
[0002] 为此提供不同的方法。天线远场方向图例如能够经由远场测量直接获知。但是，这样的远场测量在实践中是较不实用的，因为该远场测量会被多个不同的设备破坏。另一种方案在于使用紧凑型测量室(英文为compact range chamber)，为了测量而能够借助于馈电喇叭和反射镜产生平面波。但是，这种结构在尺寸方面是非常大的并且该测量室整体上是非常昂贵的，使得这样的方法在实践中也是较不实用的。
[0003] 因此主要实施近场测量，因为近场测量以相对小的室尺寸就足矣了。当使用被屏蔽的测量室时，测量则能够与外部的RF服务和干扰源完全无关地实施。在这样的近场测量中，在测量室中待检查的天线在近场中被测量。当检测到在整个立体角上或在选定的区域上的数值和相位时，能够据此利用数学获知所寻求的天线近场方向图。这借助于近场-远场变换发生。
[0004] 但是，这样的近场测量在有源天线系统(AAS)中是有问题的，对于有源天线系统，在天线和无线电装置之间的RF连接通常是不可接入的。在此，所需要的数据必须在常用的数字接口处取出或馈入。在该接口处通常仅提供发射或接收信号的功率。而相位信息不能或者仅能非常困难地被提取。为此大多数情况下需要与有源天线系统的制造商合作。但是，如果没有相位信息，近场-远场变换是不能实施的。
[0005] 但是，在有源天线系统中测量由天线和无线电电子装置构成的组合。在此，发射方向和接收方向必须分开测量，因为所述发射方向和接收方向涉及不同的电子构件。
[0006] 在3GPP标准化组织内部，该问题已经在R4-145044“Near Field Measurement Setups for AAS BS OTA testing:3GPP TSG-RAN4-Meating#72”中讨论。在该文中提出一种方法，即：通过转动装置使参考天线与待检查的有源天线系统一起运动，由此能够设定不同的相对于发射天线的立体角。当有源天线系统用作为发射器时，能够通过对参考天线和在该情况下用作为接收器的发射天线的RF信号的相位进行直接比较而获知所需要的相位信息。
[0007] 但是下述问题没有解决：应如何沿接收方向进行，即有源天线系统何时用作为接收器。此外还有问题的是，在测量的整个持续期间应如何在所有立体角上确保不离开相位，这由于有源天线系统的电子装置的温度波动而不能确保。附加地还需要有源天线系统的分开的发射器和接收器之间的同步。
发明内容
[0008] 因此本发明的目的是，提供一种方法和一种测量装置，借助所述方法和所述测量装置能够获知有源天线系统的数值和相位，其中有源天线系统用作为接收器。
[0009] 关于用于确定通过有源天线接收到的信号的功率值以便因此能够确定数值和相位的方法的目的能够通过如权利要求1所述的特征得以实现。此外，关于用于确定通过有源天线接收到的信号的功率值以便计算数值和相位的测量装置的目的通过如权利要求13所述的特征得以实现。在各从属权利要求中给出根据本发明的方法以及根据本发明的测量装置的有利改进方案。
[0010] 根据本发明的用于确定通过有源天线接收到的信号的功率值以便能够因此确定数值和相位的方法提出，除了至少一个发射天线以外还使用参考天线，其中，所述参考天线以相对于有源天线预设的间距设置；并且附加地使用信号发生器，所述信号发生器与所述至少一个发射天线和参考天线连接并且产生发射信号。在该方法内，在下述方法步骤组中：
[0011] ST1：通过所述至少一个发射天线唯一地发出发射信号并且检测通过有源天线接收到的发射信号的功率值；
[0012] ST2：通过参考天线唯一地发出发射信号并且检测通过有源天线接收到的发射信号的功率值；
[0013] ST3：经由所述至少一个发射天线和参考天线同时发出发射信号以产生叠加的发射信号并且检测通过有源天线接收到的叠加的发射信号的功率值；
[0014] 至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序并进而以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。由于执行方法步骤ST3至少一次，所以根据至少三个测量到的功率值能够获知相位。所寻求的数值能够直接在执行ST1时获知或者当不执行ST1时根据三个测量到的功率值获知。
[0015] 根据本发明的用于确定通过有源天线接收到的信号的功率值以计算数值和相位的测量装置也包括已经提及的特征。除了至少一个发射天线以外，这样的测量装置也能够包括参考天线，其中，参考天线(如已经阐述的那样)以相对于有源天线固定的、不变的间距和方向设置。该测量装置还包括能够产生发射信号的信号发生器。在此，信号发生器优选既与所述至少一个发射天线、也与参考天线连接。此外，该测量装置具有控制单元，所述控制单元构成为使得其能够执行下述方法步骤：
[0016] ST1：通过所述至少一个发射天线唯一地发出所述发射信号并且检测通过有源天线接收到的发射信号的功率值；
[0017] ST2：通过参考天线唯一地发出发射信号并且检测通过有源天线接收到的发射信号的功率值；
[0018] ST3：同时经由所述至少一个发射天线和参考天线发出发射信号以产生叠加的发射信号并且检测通过有源天线接收到的叠加的发射信号的功率值。
[0019] 控制单元还构成为，使得至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序并进而以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。
[0020] 此外，根据本发明的方法和根据本发明的测量装置具体实施下述序列：对于每个示例性描述的序列a)、b)、c)，以任意顺序执行对应的下述方法步骤。在序列a)内，实施方法步骤ST1或ST2。也执行方法步骤ST3，多次重复该方法步骤直至检测到至少三个功率值。在序列b)内，实施方法步骤ST1、ST2、ST3。在序列c)内，多次实施方法步骤ST3直至检测到至少三个功率值。各序列a)、b)、c)允许以其相应的方法步骤计算功率值，借助所述功率值能够以非常简单的方式获知所寻求的数值和所寻求的相位。
[0021] 根据本发明的方法和根据本发明的测量装置此外还更详细地描述序列a)、b)和c)。在序列a)中，此外还有利地使用移相器和/或幅度调节器，或者测量装置有利地还具有这样的移相器和/或幅度调节器。在实施方法步骤ST3之后，实施在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的相位改变，和/或实施在所述至少一个发射天线处的发射信号和/或在参考天线处的发射信号的幅度改变。之后重新执行方法步骤ST3和相位改变和/或幅度改变，直至对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的至少两个不同的相位值而言和/或对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和/或在参考天线处的发射信号的至少两个不同的幅度值而言，分别检测到至少一个功率值。因此连同从方法步骤ST1或ST2中检测到的功率值存在三个功率值。借助于所述至少三个功率值能够计算出在有源天线处在由所述至少一个发射天线发出的发射信号和由参考天线发出的发射信号之间的相位差。也能够容易地获知由所述至少一个发射天线发出且由有源天线接收到的发射信号的数值。要么在实施方法步骤ST1时从方法步骤ST1中取得该直接测量到的功率值；要么从所述至少三个功率值计算出该功率值，所述至少三个功率值中的至少两个功率值由叠加的发射信号中获知。
[0022] 在序列b)中还仅说明的是，从所述至少三个功率值中计算出相位，并且从在方法步骤ST1中测量到的功率中获知数值。
[0023] 在序列c)中同样有利地还使用移相器和/或幅度调节器，或者测量装置有利地具有这样的移相器和/或幅度调节器。在实施方法步骤ST3之后，实施在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的相位改变，和/或实施在所述至少一个发射天线处的发射信号和/或在参考天线处的发射信号的幅度改变。之后重新执行方法步骤ST3和相位改变和/或幅度改变，直至对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的至少三个不同的相位值而言和/或对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和/或在参考天线处的发射信号的至少三个不同的幅度值而言，分别检测到至少一个功率值。借助于所述至少三个功率值获知所寻求的相位和所寻求的数值。
[0024] 根据本发明的优点还在于，在所述方法中和在所述测量装置中多次依次执行功率检测和相位改变和/或幅度改变，直至对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的至少三个或至少四个不同的相位值而言和/或直至对于在所述至少一个发射天线处的发射信号和/或在参考天线处的发射信号的至少三个或至少四个不同的幅度值而言，分别检测到至少一个功率值。这即使对于两个发射信号的幅度具有明显不同大小的情况也允许可靠地获知相位。
[0025] 此外特别有利的是，所述方法和所述测量装置能够将由有源天线和参考天线形成的单元共同相对于所述至少一个发射天线转动和/或调节。在该情况下能够测量不同的接收方向、即不同的立体角。在此重要的是，参考天线和有源天线不相对于彼此转动和/或调节。此外，所述方法和所述测量装置重复前面的方法步骤，使得对于另一立体角获知数值和相位。在此特别有利的是，由有源天线和参考天线形成的单元的方位角和仰角相对于所述至少一个发射天线转动和/或调节。在该情况下能够测量有源天线的所有立体角。因此，有源天线能够以两个转动轴线枢转。
[0026] 然后所述方法和所述测量装置能够使有源天线连同参考天线一起转动，直至对于所有立体角获知数值和相位或者直至唯一地对于所期望的立体角获知数值和相位。
[0027] 在所述测量装置中和在所述方法中特别有利的是，依次接通在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的0°、Δ°、2·Δ°和3·Δ°的四个相位改变，其中，Δ°在80°和100°的范围中，优选等于90°。接通总是90°的另一相位差能够特别简单地借助于混合器、换流器或转换开关实现。在此要注意的是，根据所使用的从RF发生器到所述至少一个发射天线和到参考天线的线缆有多长，从开始就存在在两个发射信号之间的相移。因此移相器不设定在所述至少一个发射天线处的发射信号和在参考天线处的发射信号之间的在有源天线位置处的例如精确地为90°的相移，而是仅将可能存在的相位偏移再提高90°。
[0028] 此外存在下述优点：当在所述方法内和在所述测量装置内使用幅度调节器时，所述幅度调节器连接在信号发生器和所述至少一个发射天线之间和/或在信号发生器和参考天线之间。借助于幅度调节器能够将在所述至少一个发射天线处的发射信号的幅度和/或在参考天线处的发射信号的幅度设定为，使得在有源天线处所述至少一个发射天线的发射信号的功率大致等于在有源天线处参考天线的发射信号的功率。优选地，在有源天线处的两个发射信号的功率因此是同样高的。当然足够的是，一个发射信号的功率少于另一发射信号的功率的20倍、优选少于其10倍、或者更优选少于其5倍、或者更优选少于其2倍。在该情况下，特别精确地计算立体角的相位。
[0029] 此外在根据本发明的方法和根据本发明的测量装置中有利的是，所述至少一个发射天线和/或参考天线发出经调制的和未调制的发射信号。这允许也能够仅对以经调制的信号工作的有源天线进行测量。
[0030] 最终，在根据本发明的方法和根据本发明的测量装置中有利的是，参考天线特别接近有源天线设置，间距尤其小于100cm、优选小于50cm、更优选小于25cm并且更优选小于10cm。
附图说明
[0031] 下面参考附图示例性地描述本发明的不同的实施例。同样的物体具有相同的附图标记。附图中的各图详细示出：
[0032] 图1示出测量装置的简化图，其图解出参考天线在有源天线处的设置；
[0033] 图2A示出测量装置的简化图，其图解出不同组件例如信号发生器、至少一个发射天线、移相器和控制单元连同有源天线和参考天线一起的共同作用；
[0034] 图2B示出测量装置的另一简化图，其图解出不同组件例如信号发生器、至少一个发射天线、移相器和控制单元连同有源天线和参考天线和接口设备一起的共同作用；
[0035] 图3示出图解出通过有源天线接收到的叠加的发射信号的视图，其中，叠加的发射信号一次具有相同的幅度并且一次不具有相同的幅度；
[0036] 图4示出表明不同地再现的叠加的发射信号并且图解出如何对于每个再现的发射信号获知相位差的视图；
[0037] 图5示出详细阐述方法步骤ST1、ST2和ST3的多个流程图；
[0038] 图6A示出用于根据序列a)确定通过有源天线接收到的信号的功率值的流程图；
[0039] 图6B示出用于根据序列b)确定通过有源天线接收到的信号的功率值的另一流程图；
[0040] 图6C示出用于根据序列c)确定通过有源天线接收到的信号功率值的另一流程图；
[0041] 图7A示出用于根据序列a)确定通过有源天线接收到的信号的功率值以及数值和相位的另一流程图；
[0042] 图7B示出用于根据序列b)确定通过有源天线接收到的信号的功率值以及数值和相位的另一流程图；
[0043] 图7C示出用于根据序列c)确定通过有源天线接收到的信号的功率值以及数值和相位的另一流程图；
[0044] 图8示出另一流程图，其阐述方位角和仰角的变化，以便对于不同的立体角检测通过有源天线接收到的信号的数值和相位；
[0045] 图9示出另一流程图，其阐述如何对于所有立体角获知数值和相位，以便能够确定天线远场方向图；以及
[0046] 图10示出另一流程图，其描述至少一个发射天线的发射信号的幅度与参考天线的发射信号的幅度的适配；
具体实施方式
[0047] 图1示出测量装置1的简化图，其图解出参考天线2在有源天线3处的设置。参考天线2和有源天线3都设置在转动单元4上。转动单元4允许参考天线2和有源天线3能够共同转动和/或调节。该转动和/或调节在此能够以两个转动轴线 实现。这允许有源天线3和参考天线2能够关于其相对于在图1中未示出的发射天线6的方位角 和/或仰角θ转动和/或调节，有源天线3和参考天线2就其可能的运动而言能够作为整体单元。
[0048] 参考天线2和有源天线3固定在天线保持装置5上。所述天线保持装置5与转动单元4相应地机械连接或者夹紧到所述转动单元中。优选的是，参考天线2尽可能靠近有源天线3设置。在参考天线2和有源天线3之间的间距小于100cm，优选小于50cm，更优选小于25cm，并且更优选小于10cm。参考天线2的主放射方向应指向有源天线3的方向。
[0049] 参考天线2和有源天线3始终是相同地、即刚性地朝向彼此定向。这意味着：借助转动单元4不能使参考天线2相对于有源天线3转动或者反之亦然。转动单元4仅允许由参考天线2和有源天线3构成的单元能够相对于也包括发射天线6的周围环境转动和/或调节。
[0050] 转动单元4例如包含步进马达。由于由参考天线2和有源天线3构成的单元的方位角 和仰角θ能够改变，所以能够对于有源天线3的所有立体角 测量数值和相位。
[0051] 有源天线是不必在实际天线和无线电装置之间接入RF连接的天线。所接收到的数据必须在通常的数字接口处取出或馈入。在这样的有源天线系统3中，在所述接口处通常仅提供发射或接收信号的功率。而相位信息不能或仅能非常困难地、即借助于有源天线3的制造商提取。但是如已经阐述的那样，如果没有相位信息，近场-远场变换是不可行的。有源天线3恰恰不具有可逆性，因为在发射和接收路径内使用不同的滤波器和电子构件。因此必须如已经阐述的那样除了发射方向以外还单独测量接收方向。
[0052] 参考天线2和有源天线3经由天线保持装置5机械地相互耦联。在参考天线2和有源天线3之间的间距能够通过解除固定连接、例如在参考天线2处和/或在有源天线3处的夹紧连接来改变。参考天线2和/或有源天线3能够在已解除固定连接的情况下在天线保持装置5上来回移动。但是在所有立体角 上测量数值和相位期间实现所述固定连接，使得参考天线2和有源天线3相互间的相对位置不能改变。
[0053] 图2A示出测量装置1和其基本结构的另一简化图。如已经阐述的那样，测量装置1由转动单元4以及参考天线2和待检查的有源天线3构成。测量装置1此外还包括发射天线6，所述发射天线与有源天线3和参考天线2间隔开地设置。参考天线2和有源天线3能够如图2A中的箭头表示的那样相对于发射天线6转动和/或调节。参考天线2和/或有源天线3相互间在此始终具有相同的定向。附加地或替选地还可行的是，发射天线6相对于由参考天线2和有源天线3构成的单元转动和/或调节。例如能够改变发射天线6的偏振。发射天线6(例如以对数周期天线的形式)为此能够转动90°。参考天线2通常比发射天线6更靠近有源天线3设置。
[0054] 此外，测量装置1具有信号发生器7。该信号发生器能够产生发射信号，该发射信号例如能够为单倍正弦信号。该信号发生器7优选与功率分配器8(英语为splitter)连接。功率分配器8将其从信号发生器7获得的输入信号例如分为两个等高的输出信号。功率分配器的一个输出端与发射天线6连接。功率分配器8的第二输出端与参考天线2连接。
[0055] 在图2A的实施例中，在功率分配器8的第二输出端和参考天线2之间的信号路径中还设置有幅度调节器9和移相器10。优选的是，功率分配器8的第二输出端与幅度调节器9的输入端连接。幅度调节器9的输出端与移相器10的输入端连接，其中，移相器10的输出端与参考天线2连接。幅度调节器9和移相器10的设置也能够相反实现。
[0056] 幅度调节器9和移相器10能够也设置在功率分配器8的第一输出端和发射天线6之间的信号路径中。还可行的是，幅度调节器9和移相器10既设置在功率分配器8的第一输出端和发射天线6之间的第一信号路径中，也设置在功率分配器8的第二输出端与参考天线2之间的第二信号路径中。即，幅度调节器9和移相器10也能够分配到两个信号路径上。
[0057] 幅度调节器9允许能够提高和/或降低输送给其的发射信号的幅度。为此，幅度调节器9具有相应的衰减器和/或相应的增强元件。但幅度调节器9有利地不是强制必需的并且因此也能够被完全省去。
[0058] 移相器10用于将在输入端处输送给其的发射信号延迟地在其输出端输出。移相器10优选构成为，使得在输入端处输送给其的发射信号不延迟地输出，即，其输出端处的发射信号与其输入端处的发射信号相比具有0°的相位差。但是，移相器10也能够使其输出端处的发射信号与其输入端处的发射信号相比具有Δ°、2·Δ°和3·Δ°的相位差，其中，Δ优选等于90°。这意味着移相器10能够将施加在其输入端处的发射信号移动0°、90°、180°和
270°。这样的移相器10能够以模拟RF技术构成并且例如包含混合器、换流器和转换开关。在此移相器能够非常简单和精确地制造。移相器10也能够构造有延迟线。因此可行的是，能够调节Δ°的相位差，其例如能够在80°至100°的范围中或者能够具有任意值。
[0059] 测量装置1的核心点是控制单元11。所述控制单元11既与信号发生器7连接，也与幅度调节器9、移相器10、转动单元4和有源天线3连接。
[0060] 控制单元11在此构成为，使得其能够操控信号发生器7，使得所述信号发生器产生和输出具有特定频率和特定幅度的发射信号。
[0061] 控制单元11同样与有源天线3连接并且能够从所述有源天线调用所接收到的发射信号的所测量到的功率值。如已经阐述的那样，控制单元11不必强制性地能够从有源天线3调用所测量到的相位值，因为这通常不能在没有有源天线系统的制造商合作的情况下实现。
[0062] 控制单元11也与转动单元4连接并且能够告知所述转动单元待设定的立体角[0063] 控制单元11此外还与幅度调节器9连接。控制单元11能够告知幅度调节器9：所述幅度调节器是否应提高或降低在其输入端处输送给其的发射信号的幅度。控制单元11优选调节幅度调节器9，使得发射天线6在有源天线3的位置上的发射信号的功率少于参考天线2在有源天线3的位置上的发射信号的功率的20倍、优选少于其10倍、更优选少于其5倍、更优选少于其2倍。幅度调节器9也能够将幅度设定为，使得参考天线2在有源天线3的位置上的发射信号的功率少于发射天线6在有源天线3的位置上的发射信号的功率的20倍、优选少于其10倍、更优选少于其5倍、更优选少于其2倍。这意味着在有源天线3的位置上的两个发射信号的功率相差小于20倍、优选小于10倍、更优选小于5倍、更优选小于2倍、更优选小于1.2倍。
[0064] 这例如通过下述方式实现：控制单元11唯一地经由发射天线6发出发射信号并且调用由有源天线3测量到的功率。在下一步骤中，控制单元11能够唯一地由参考天线2发出发射信号并且同样调用由有源天线3测量到的功率。在此之后，控制单元操控幅度调节器9，使得在有源天线3的位置上的这两个发射信号的功率大致一样高，所述幅度调节器设置在功率分配器8和参考天线2之间的信号路径中和/或设置在功率分配器8和发射天线6之间的信号路径中。
[0065] 控制单元11同样能够操控移相器10。控制单元11能够为移相器10预设：所述移相器应将移相器在其输入端输送给其的信号和移相器在其输出端输出的信号之间的相位改变多少度。特别简单地能够实现0°、90°、180°和270°的相位改变。
[0066] 如之后还将阐述的那样，特别有帮助的是，可完全切断在参考天线2处的发射信号，即发射天线6能够作为唯一天线发出发射信号。
[0067] 同样可行的是，信号发生器7、功率分配器8(RF-Splitter)、幅度调节器9和移相器10集成在一个共同的设备中。在此，幅度调节器9和/或移相器10的函数也能够已经在基带的数字部分中执行。重要的是，发射信号在这两个路径上、即在到发射天线6的路径上和在到参考天线2的路径上的相对相位位置在立体角 上的所有立体角扫描期间不移开，而是除了保持相同的偏移值以外，所设定的相位值是恒定的。
[0068] 为了能够获知有源天线3的所寻求的数值和所寻求的相位，存在不同的序列。控制单元11在有源天线3和参考天线2相对于发射天线6的定向和位置相同的情况下构成为并且与有源天线3和信号发生器7连接，使得可执行下述方法步骤：
[0069] ST1：通过所述发射天线6唯一地发出S1所述发射信号并且检测S1_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值；
[0070] ST2：通过所述参考天线2唯一地发出S2所述发射信号并且检测S2_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值；
[0071] ST3：经由所述发射天线6和所述参考天线2同时发出S3所述发射信号以产生叠加的发射信号并且检测S3_1通过所述有源天线3接收到的叠加的发射信号的功率值。
[0072] 控制单元11还构成为，使得至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序并进而以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。
[0073] 下面在此示例性地提出三个不同的序列a)、b)和c)，所述序列从上面的组合中得出。在下面还将更详细地描述的序列内阐述：如何获知由其计算出所寻求的数值和所寻求的相位的功率。也能够存在在此没有提及的序列。此外，在根据本发明的方法中和在根据本发明的测量装置1中有利的是，在序列a)和/或c)中代替或附加于移相器10调节幅度调节器9，其中，幅度调节器9连接在信号发生器7和至少一个发射天线6之间和/或在信号发生器7和参考天线2之间。
[0074] 第一序列a)提出，在测量内开始时仅发射天线6或仅参考天线2发出发射信号，所述发射信号由有源天线3接收。有源天线3将所接收到的信号的功率值传输给控制单元11。这意味着：要么执行方法步骤ST1，要么执行方法步骤ST2。当仅发射天线6发出所述发射信号时，在此涉及有源天线3的所寻求的数值。如果仅参考天线2发出发射信号，那么能够获知所寻求的数值连同下述测量结果、即下述功率值。
[0075] 此外，功率值能够如下获知：例如实施数据传输率测量。数据传输率的大小在此与功率相关联。因此如果在该说明书内谈及功率的获知或检测，那么这也能够经由数据传输率测量的“迂回路径”或由有源天线制造商提供的其它值来进行。
[0076] 此外发射天线6和参考天线2都分别发出发射信号。有源天线3接收两个发射信号的相干叠加并且将所测量到的功率值提供给控制单元11。这种情况在方法步骤ST3中概括。
[0077] 这样的测量例如为了不同地设定移相器10和/或幅度调节器9而进行。例如，移相器10通过控制单元11操控，使得在移相器输入端处的信号相对于在其输出端处的信号不具有相位偏移。对于特定的立体角 有源天线3将叠加的发射信号的功率值输出给控制单元11。在此之后，控制单元11操控移相器10，使得所述移相器将关于在其输入端处的信号和在其输出端处的信号的相位改变Δ°。叠加的发射信号的至少一个所测量到的功率值再次从有源天线3传输给控制单元11。因此多次执行方法步骤ST3。这种情况一直发生，直至控制单元对于每个立体角 获得至少两个功率测量值以便进行移相器10和/或幅度调节器9的两个不同的设定。
[0078] 幅度调节器9能够用于：由此使在有源天线3的位置处的这两个发射信号的功率相互间是大致一样高的，即相差小于20倍、优选小于10倍、更优选小于5倍、更优选小于2倍、更优选小于1.2倍。替选地，幅度调节器9能够用于有针对性地改变在发射天线6处的发射信号的和/或在参考天线2处的发射信号的功率。
[0079] 为了获得更精确的测量，优选在方法步骤ST3中获知功率的三个测量值，其中，这为了进行移相器10和/或幅度调节器9的三个不同设定而进行。
[0080] 借助至少三个已知的测量值能够确定在经过发射天线6的路径和经过参考天线2的路径之间的相位差。但是优选地，在四个不同的相位偏移中分别测量有源天线3的接收器的至少一个功率值，即，移相器10被操控为使得其例如设定其他附加的相位偏移并进而例如设定0°、90°、180°和270°的四个相位值。由此得出对于相应设定的立体角 的所寻求的相位差。这同样也适用于幅度调节器9的使用。所述幅度调节器也能够为在发射天线6和/或参考天线2处的发射信号设定三个或四个不同的幅度。
[0081] 对于仅参考天线2在开始时独自发出所述发射信号的情况，借助该发射信号的所测量到的功率和叠加的发射信号的至少两个另外的测量到的功率值、即借助总计三个测量到的功率值，也能够计算出由发射天线6发出的发射信号的数值。
[0082] 在此之后，控制单元11操控转动单元4，使得得出新的待测量的立体角 对于该立体角同样获知有源天线3的数值和相位。
[0083] 移相器10当然也能够设定其它相位值。重要的仅是，在至少两个、更好地为三个、优选四个或更多个不同的相位值的情况下测量不同的功率值。当然各个相位值相互间隔开地越远，就能够越精确地获知相位。
[0084] 下面阐述如何借助于所测量到的数值、即所测量到的功率值计算所寻求的相位值。对于在有源天线3处的由发射天线6发出的信号适用：
[0085]
[0086] 其中， 和 代表对于近场-远场变换所需的所寻求的幅度和相位值。ω＝2πf,其中，f＝频率，γAAS(t)＝有源天线3的相位漂移，所述相位漂移例如能够由于构件的变热或跳动而调节。
[0087] 对于由有源天线3接收到的并且由参考天线2发射的信号适用：
[0088]
[0089] 其大小尽可能等于发射天线6的发射信号的幅度 的大小，其中，γi(i＝1,2,3,4)对应于移相器10的设定。γi的值能够在下面的等式中得出。γ0是常数，但是其已经能够包含相位偏移。在该值中例如包括线缆长度。此外，移相器10关于值γ0不设定(γ1)或+90°(γ2),+180°(γ3)和+270°(γ4)的附加相移，值γ0尤其不必为0°。
[0090] γ1＝γ0，γ2＝γ0+π/2，γ2＝γ0+π，γ４＝γ0+3/2π
[0091] 对于在有源天线3处的这两个接收到的发射信号的相干叠加适用：
[0092]
[0093] 有源天线3测量下述功率，其中，值γAAS(t)利用数学计算得出，这直接是明显的，因为仅一个功率被测量并且其对于相位如何“跑掉”是无所谓的，因为所述值不在有源天线3的输出端处被测量。
[0094]
[0095] 通过成对组合得出
[0096] 和
[0097]
[0098] 最终对于近场-远场变换的所寻求的相位值适用：
[0099]
[0100] 如已经阐述的那样，可以实施近场-远场变换，其方式为除了发射天线6以外仅使用参考天线2，其中，在该情况下从有源天线3仅必须获得功率值。有源天线3在此不必输出相位值。这简化了源自陌生制造商的对有源天线3的测量。
[0101] 发射天线6和参考天线2既能够发出经调制的信号，也能够发出未经调制的发射信号。一些有源天线3例如能够仅处理经调制的发射信号。对于例如使用根据UMTS标准的在500MHz之上的(优选在1GHz之上)的频带中具有5MHz带宽的信号的情况，能够不经改变地应用根据本发明的方法，其中，对于近场-远场变换有利地使用在5MHz频带中的发射频率的平均值。对于GSM并且也对于LTE而言，在适宜地选择所使用的LTE资源块(RB)时，带宽比在UMTS的情况下明显更小，这引起所描述的方法能够用于所有在移动无线电中常见的频率。
[0102] 移相器10设定的相位值尽可能均匀地分布到360°上。例如，移相器10能够依次设定立体角 的相位值，各相位值以α°彼此间隔开，其中，
[0103] 第二序列b)提出，发射信号独自通过发射天线6发出，其中，控制单元11从有源天线3调用通过有源天线3接收到的发射信号的功率值。在此涉及方法步骤ST1。在此之后，参考天线2独自发出所述发射信号，其中，也在此控制单元11又从有源天线3接收通过有源天线3接收到的发射信号的功率值。在此涉及方法步骤ST2。在此之后，两个天线2、6同时发出所述发射信号，其中这两个发射信号叠加。在此通过控制单元11从有源天线3调用接收到的、叠加的发射信号的功率值。在此涉及方法步骤ST3。这允许计算在由发射天线6发出的发射信号和由参考天线2发出的发射信号之间的相位差。由发射天线6发出的发射信号的数值根据所测量到的功率值从方法步骤ST1中获知。
[0104] 第三序列c)提出，发射信号既由发射天线6发出也由参考天线2发出，其中这两个发射信号叠加。其后，通过控制单元11从有源天线3调用所接收到的、叠加的发射信号的功率值。在此涉及方法步骤ST3。借助于移相器10有利地实施在发射天线6处的发射信号和在参考天线2处的发射信号之间的相位改变，并且在此测量功率值。替选地或附加地，借助幅度调节器9改变发射天线6的发射信号的功率和/或参考天线2的信号的功率。所描述的对移相器10和/或幅度调节器9的调节和所描述的对功率值的获知再次重复，直至检测到至少三个功率值，这些功率值通过对移相器10和/或幅度调节器9的三个不同设定而获知。在此足够的是，移相器10和幅度调节器9总计三次调节发射信号。这意味着例如移相器10的两个不同设定和幅度调节器9的改变设定是足够的。根据三个所测量到的功率值计算数值和相位。
[0105] 与图2A不同，图2B示出又一接口设备12，该接口设备连接在有源天线3和控制单元11之间。接口设备12例如能够将控制单元11与有源天线3的专属输出端连接。接口设备12也能够直接集成到控制单元11中。
[0106] 经由接口设备12可行的是，例如将有源天线3的接收器关于启动软件和设定匹配频带方面来配置。所需的功率测量值的确定同样能够经由接口设备12设定，其中也可设想到作为所接收到的功率的镜像的间接测量值(例如数据传输率测量)的确定同样能够经由接口设备12设定。
[0107] 接口设备12必须精确地根据待检查的有源天线3的制造商定制。通常情况下可从制造商获得这样的接口设备12，所述接口设备能够与有源天线3通信。通常情况下，所述接口设备能够传送测量值，所述测量值直接表示所测量到的接收功率或者从所述测量值中能够间接推断出该接收功率。
[0108] 图3示出图解出发射信号的叠加的视图，其中，叠加的发射信号一次具有相同的幅度并且一次不具有相同的幅度。在横坐标上绘出的是这两个接收到的发射信号的相位差，并且在纵坐标上绘出的是通过有源天线3接收到的功率。以实线示出在有源天线3的位置上具有相同幅度的两个叠加的发射信号。可见的是，在有源天线3的位置上的这两个发射信号的180°相位差使这两个发射信号消失，并且有源天线3没有接收到功率。而在0°相移的情况下，这两个发射信号相加并且有源天线3测量到双倍的功率。成问题的是下述情况：在有源天线3的位置上的这两个发射信号具有极度不同的幅度。在图3中的虚线示出下述情况：这两个功率相差因数9。在该情况下，即使在180°相位差的情况下仍通过有源天线3接收到显著的功率。对于在有源天线3的位置上的两个发射信号具有极度不同的幅度的情况，能够在计算相位差时减小精度。在此，控制单元11应始终尝试操控幅度调节器9，使得在有源天线3的位置上发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号尽可能具有大致相同的幅度。
[0109] 图4示出一个视图，其示出作为设定移相器的函数的、不同的叠加的发射信号，并且图解出如何对于每个叠加的发射信号获知相位差。在图4中示出三个叠加的发射信号，如何能够测量在有源天线3的位置上的这三个叠加的发射信号。当有源天线3以立体角θ1和定向时，接收到第一叠加的发射信号。该叠加的发射信号以实线示出。另一叠加的发射信号在立体角θ2和 的情况下被接收。该另一叠加的发射信号以虚线示出。第三叠加的发射信号以点划线示出。
[0110] 为了能够为每个所述立体角确定所寻求的相位差γ，分别测量四个功率值。当移相器10没有在其输入端处和在其输出端处的信号之间设定附加相移时，测量第一功率值。当移相器10设定附加的90°相移时，为每个所述叠加的发射信号测量第二功率值。当移相器
10设定附加的180°相位偏移时，获知第三功率值。当移相器10设定附加的270°的相位偏移时，为每个所述叠加的发射信号获知第四和最后的功率值。所述测量值以圆形、三角形或方形在图4内重点显示。根据所述测量值和下述事实：所寻求的发射信号具有余弦曲线，能够计算出所寻求的相位值γ。由于轻微的测量不准确性，有利的数学计算方法在于，余弦信号近似所测量到的功率值，使得所述余弦信号在所有点上都具有最小的间距。这例如通过数学方法“平方差之和的最小值”实现。
[0111] 可识别的是，具有立体角θ1和 的第一叠加的发射信号相对于余弦函数具有30°的相位偏差。由此能够推断出，发射天线6的由有源天线3接收到的发射信号相对于参考天线2的由有源天线3接收到的发射信号移动30°，并且其刚好是在立体角θ1和 的情况下所寻求的相移。但是，由参考天线2发射的信号不允许相对于由发射天线6发射的信号改变，而是必须对于所有设定的相位值是相同的，这意味着：在测量步骤期间的立体角不允许被改变，并且被发送到发射天线6和发送到参考天线2的两个RF信号的相对相位关系也必须精确地等于所设定的相位飘移。
[0112] 具有立体角θ2和 的第二叠加的发射信号具有100°的相位偏差。具有立体角θ3和的第三叠加的发射信号具有240°的相位偏差。
[0113] 在获知相位偏差之后，控制单元11操控转动单元4以便设定另一立体角。接着为该立体角同样获知数值和相位偏差。然后这些值用于近场-远场变换。
[0114] 图5示出多个流程图，这些流程图详细阐述方法步骤ST1、ST2和ST3。所述方法步骤ST1、ST2和ST3是能够用来获知有源天线3的所寻求的数值和所寻求的相位的基石。在此，所述方法步骤ST1、ST2和ST3的不同组合是可行的，这些组合也称为序列。在方法步骤ST1内，通过发射天线6唯一地发出S1发射信号并且检测S1_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值。在方法步骤ST2内，通过所述参考天线2唯一地发出S2发射信号，并且检测S2_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值。而在方法步骤ST3内，经由所述发射天线6和所述参考天线2同时发出S3所述发射信号以产生叠加的发射信号，并且检测S3_1通过所述有源天线3接收到的叠加的发射信号的功率值。
[0115] 在此重要的是，这三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列以任意顺序和以任意组合、也以多次实施至少一个方法步骤ST1、ST2、ST3的方式实施，其中，所述至少三个方法步骤ST1、ST2、ST3的序列始终包括至少一次方法步骤ST3。方法步骤ST1和ST2不必在序列中强制性执行。
[0116] 图6A示出用于根据序列a)确定通过有源天线接收到的信号的功率值的流程图。在开始时，方法步骤ST1或方法步骤ST2执行一次。在这之前或者之后，执行方法步骤ST3。在执行方法步骤ST3之后，执行方法步骤S4A。在方法步骤S4A内，方法步骤ST3多次重复直至存在至少三个功率值。为此必须执行方法步骤ST3至少两次。
[0117] 图6B示出用于根据序列b)确定通过有源天线接收到的信号的功率值的流程图。方法步骤ST1、ST2和ST3以任意顺序执行至少一次。
[0118] 图6C示出用于根据序列c)确定通过有源天线接收到的信号的功率值的流程图。仅执行方法步骤ST3。在执行方法步骤ST3之后，执行方法步骤S4C。在方法步骤S4C内，多次重复方法步骤ST3直至存在至少三个功率值。为此必须执行方法步骤ST3至少三次。
[0119] 图7A示出用于借助于序列a)确定用于计算通过有源天线3接收到的发射信号的数值和相位的功率值的流程图。在第一方法步骤S1或S2中，发射信号仅通过发射天线6或仅通过参考天线2发射。发射信号例如能够是正弦或余弦信号。
[0120] 在另一方法步骤S1_1或S2_1中，由发射天线6或参考天线2发出的信号通过有源天线3检测。所述方法步骤S1和S1_1或者S2和S2_1通过方法步骤ST1或ST2构成。有源天线3将所接收到的发射信号的功率值进而数值传输给控制单元11。功率值被直接或间接地检测。在间接检测功率时例如能够检测数据传输率，所述数据传输率又与所接收到的功率相关联，使得能够从中计算出所述功率。
[0121] 在方法步骤S3中，发射天线6和参考天线2同时发出发射信号，所述发射信号在有源天线3的位置上作为叠加的发射信号存在。
[0122] 在方法步骤S3_1内，通过有源天线3检测叠加的发射信号的功率并且将其输出给控制单元11。
[0123] 这两个方法步骤S3和S3_1是方法步骤ST3的一部分。
[0124] 在另外的方法步骤S5A中，移相器10改变在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的相位。替选地或附加地也可行的是，幅度调节器9改变在发射天线6处的发射信号的和在参考天线2处的发射信号的幅度。
[0125] 在此之后，执行方法步骤S4A。在方法步骤S4A内，之前的方法步骤ST3和相位改变S5A和/或幅度改变被多次依次执行，直至对于在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的至少两个不同的相位值和/或直至对于在发射天线6处的发射信号和/或在参考天线2处的发射信号的至少两个不同的幅度值分别检测到至少一个功率值。这意味着：移相器10必须改变在其输入端处的信号和在其输出端处的信号之间的相位至少一次，因此输出总计至少两个信号，这些信号具有不同的相位。同样的内容适用于幅度调节器9。然而优选地，多次执行方法步骤S4A，直至对于至少三个、更好地为四个或更多个不同的相位值和/或幅度值分别测量到至少一个功率值。
[0126] 在此之后，执行方法步骤S6A。在方法步骤S6A内，根据所测量到的至少三个功率值计算在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的所寻求的相位差，其中，由有源天线3接收所述两个发射信号。在此，在方法步骤ST1或ST2中获知第一功率值。在至少两次对于不同的相位设定执行的方法步骤ST3中确定两个另外的功率值。
[0127] 该情况例如非常好地在图4中和以更上面示出的数学关系示出。当仅执行方法步骤ST1并且因此发射天线6发出所述信号时，所述功率值对应于所寻求的数值。当代替于此执行方法步骤ST2并且因此参考天线2发出所述信号时，那么能够从至少三个所描述的功率值中计算所寻求的数值。
[0128] 显然，也能够以方法步骤ST3开始。方法步骤ST1或ST2例如也能够在方法步骤S4A之后执行。这意味着：包括测量发射信号的所有步骤能够彼此交换地执行。这适用于发出发射信号或者发出多个发射信号以及同时测量所述发射信号或所述多个发射信号的功率。最后，当例如仅参考天线2独自发射时，即在对于立体角 发出发射信号并且测量功率值之后，随后计算相位或数值。这适用于所有序列a)、b)和c)。
[0129] 图7B示出用于借助于序列b)确定用于计算通过有源天线3接收到的发射信号的数值和相位的功率值的另一流程图。在第一方法步骤S1中仅通过发射天线6发出发射信号。
[0130] 在另一方法步骤S1_1中，检测通过有源天线3接收到的发射信号的数值。
[0131] 这两个方法步骤S1和S1_1构成方法步骤ST1。
[0132] 在方法步骤S2中，发射信号仅通过参考天线2发射。
[0133] 此外，执行方法步骤S2_1并且重新检测通过有源天线3接收到的发射信号的数值。
[0134] 这两个方法步骤S2和S2_1是方法步骤ST2的一部分。
[0135] 在方法步骤S3中，通过发射天线6和通过参考天线2同时发出发射信号，这引起叠加的发射信号。
[0136] 在方法步骤S3_1中，实施对通过有源天线3接收到的叠加的发射信号的功率检测。
[0137] 这两个方法步骤S3和S3_1是方法步骤ST3的一部分。
[0138] 在此之后，在方法步骤S6B中计算在由发射天线6发出的发射信号和由参考天线2发出的发射信号之间的在有源天线3处的相位差。根据方法步骤ST1中的功率值获知数值。
[0139] 显然，方法步骤ST1、ST2和ST3能够以任意顺序交换。在此不需要移相器10，但是所述移相器仍然用于改进精度。这同样适用于幅度调节器9的使用。
[0140] 图7C示出用于借助于序列c)确定用于计算通过有源天线3接收到的发射信号的数值和相位的功率值的另一流程图。在第一方法步骤S3中，发射信号同时通过发射天线6和参考天线2发出。
[0141] 在另一方法步骤S3_1中，实施对通过有源天线3接收到的叠加的发射信号的功率检测。
[0142] 这两个方法步骤S3和S3_1是方法步骤ST3的一部分。
[0143] 在另外的方法步骤S5C中，移相器10改变在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的相位。替选地或附加地也可行的是，幅度调节器9改变在发射天线6处的发射信号的幅度和/或在参考天线2处的发射信号的幅度。
[0144] 在此之后，执行方法步骤S4C。在所述方法步骤S4C内，多次执行之前的方法步骤ST3和相位改变S5C和/或幅度改变，直至对于在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的至少三个不同的相位值和/或直至对于在发射天线6处的发射信号和/或在参考天线2处的发射信号的至少三个不同的幅度值分别检测到至少一个功率值。这意味着：移相器10必须至少两次改变在其输入端处的信号和在其输出端处的信号之间的相位，因此输出总计至少三个信号，这些信号具有不同的相位。同样的内容也适用于幅度调节器。然而优选地，多次执行方法步骤S4C，直至对于至少四个或更多个不同的相位值和/或幅度值分别测量到至少一个功率值。
[0145] 在此之后，执行方法步骤S6C。在方法步骤S6C内，根据所测量到的至少三个功率值计算所寻求的在发射天线6的发射信号和参考天线2的发射信号之间的相位差，其中所述两个发射信号由有源天线3接收。同样的内容也适用于计算由发射天线6发出的发射信号的数值。
[0146] 但是图7B和7C中的方法的精度不像图7A的方法那么高。因此，在这些方法中可额外实施另一测量，在那里仅发射天线6或仅参考天线2或两个天线2、6共同以改变的相位设定发出发射信号。此外能够有利的是，发射功率通过幅度调节器9在各个测量之间改变，使得在发射天线6和/或参考天线2的不同发射功率的情况下对于立体角 确定数值和相位，其中在发射功率方面的改变的大小必须是已知的。
[0147] 精度也能够如下提高：将对于不同的立体角获知的数值和相位的值相互比较。这通过下述方式实现：利用在立体角 仅发生小的改变时计算出的、数值和相位的值的连续性。
[0148] 对于根据序列a)、b)或c)之一对于立体角 测量幅度和相位的情况，也足够的是，对于另外的立体角 仅实施对叠加的发射信号的两次测量，即对于每个新的立体角仅发射天线6和参考天线2共同发出发射信号，其中移相器10必须改变相位一次。通过完全测量第一立体角 知晓直接由参考天线2耦入到有源天线3中的功率的值。在该功率下没有任何改变并且参考天线2关于有源天线3的定向也不改变。替选于此同样可行的是，在对于另外的立体角 的测量中，对于每个另外的立体角 仅发射天线6独自发出发射信号并且发射天线6和参考天线2共同发出发射信号一次。但是测量在此是更不精确的。然而测量时间缩短。
[0149] 图8示出另一流程图，该流程图阐述方位角 和仰角θ的改变，以便能够对于多个立体角检测通过有源天线3接收到的信号的数值和相位。在对于立体角 计算出数值和相位之后，执行方法步骤S7。在方法步骤S7内，控制单元11操控转动单元4，所述转动单元将形成一个单元的参考天线2和有源天线3共同相对于静止的、位置固定地构造的发射天线6转动和/或调节。在此，转动单元4能够既改变方位角 也改变仰角θ。在设定新的立体角之后，执行方法步骤S8。在方法步骤S8内，重新执行之前的方法步骤ST1和/或ST2和/或ST3或序列a)、b)或c)之一。
[0150] 图9示出另一流程图，该流程图阐述如何获知对于计算天线远场方向图所需的另外的数值和相位。在方法步骤S9内，多次执行方法步骤S7和S8，直至获知对于所期望的立体角 的或对于所有立体角 的数值和相位的值。之后能够实施用于有源天线3的立体角的一部分的或者用于有源天线3的整个立体角的近场-远场变换。所期望的立体角例如能够是下述立体角，有源天线3以所述立体角特别好地放射，即例如有源天线3以所述立体角位于主瓣中。更优选地，也能够计算用于立体角 的天线远程方向图，其中构成具有最高强度的旁瓣。
[0151] 图10示出另一流程图，该流程图描述发射天线6的发射信号的幅度与参考天线2的发射信号的幅度的匹配。为此执行方法步骤S10。在方法步骤S10内，控制单元11操控幅度调节器9，使得输送给幅度调节器9的输入端的信号在其幅度方面要么增强要么衰减地输出给其输出端。幅度调节器9既能够在功率分配器8的第二输出端和参考天线2之间的信号路径中引入，也能够在功率分配器8的第一输出端和发射天线6之间的信号路径中引入。在此的目的是，由发射天线6发出的发射信号的幅度和由参考天线2发出的发射信号的幅度在有源天线3的位置处大致是同样大小的。
[0152] 因此在方法步骤S10内，优选交替地仅通过发射天线6发射信号并且通过有源天线3检测其功率。接着，仅通过参考天线2发出信号并且再次通过有源天线3检测其功率。在此之后，通过发射天线6和/或通过参考天线2发出的发射信号的幅度的大小被提高和/或降低，使得在有源天线3的位置处叠加的两个发射信号是大致一样大小的。术语“大致一样大小”理解为下述偏差：两个功率相差小于20倍、优选小于10倍、更优选小于5倍、更优选小于2倍、更优选小于1.2倍。
[0153] 方法步骤S10例如能够在执行方法步骤ST1或ST2或ST3之前执行一次。但是方法步骤S10也可在每次转动和/或调节形成一个单元的参考天线2和有源天线3之后执行，即在方法步骤S7之后执行。
[0154] 有源天线3和参考天线2形成的、术语“单元”理解为：参考天线2在测量对于立体角的数值和相位的测量过程期间不能相对于有源天线3移动和/或转动，两个天线2、3彼此位置固定地、即彼此机械牢固地设置。术语“单元”不以下述方式解释：两个天线也必须相互电连接和彼此交互。
[0155] 每当在检测功率值时要说明的是，其优选是检测平均功率值。这意味着：更多个、优选多于100个、更优选多于1000个功率值为了测量设定(即在方法步骤ST1、ST2或ST3中)在非常短的时间中被测量并且由这些功率值计算平均功率值。也能够是，有源天线3已经输出平均功率。因此在该情况下刚好达到这一个所传输的值。“测量设定”理解为，在测量设定内立体角 或幅度或相位是不变的并且在发出所述发射信号的天线2、6中不改变其位置或定向。
[0156] 同样描述所述方法的可能性通过下述方式实现：
[0157] 用于由通过有源天线3接收到的信号的功率值确定数值和相位的方法，具有下述方法步骤：
[0158] -使用发射天线6和参考天线2，其中，参考天线2相对于有源天线3以预设的位置和预设的间距设置；
[0159] -使用信号发生器7以产生发射信号，其中，信号发生器7与发射天线6和参考天线2连接；
[0160] 其中，还以任意顺序执行下述另外的方法步骤：
[0161] -通过所述发射天线6唯一地发出S1所述发射信号并且检测S1_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值；和/或
[0162] -通过所述参考天线2唯一地发出S2所述发射信号，并且检测S2_1通过所述有源天线3接收到的发射信号的功率值；和/或
[0163] -经由所述发射天线6和所述参考天线2同时发出S3所述发射信号以产生叠加的发射信号，并且检测S3_1通过所述有源天线3接收到的叠加的发射信号的功率值；
[0164] -如果总计仍没有检测到至少三个功率值，那么重复“通过所述发射天线6唯一地发出S1并且检测S1_1”和/或“通过所述参考天线2唯一地发出S2并且检测S2_1”和/或“同时发出S3并且检测S3_1”的方法步骤S4A、S4C，直至总计检测到至少三个功率值，其中，“同时发出S3并且检测S3_1”的方法步骤执行至少一次；
[0165] 其中，随后执行下述方法步骤：
[0166] -根据至少三个功率值计算S6A、S6B、S6C在由发射天线6发出的发射信号和由参考天线2发出的发射信号之间的在有源天线3处的相位差，以及确定由发射天线6发出的发射信号的和由有源天线3接收到的发射信号的数值。
[0167] 在后续的方法步骤内和在之前的方法步骤内，为了确定至少三个功率值，“通过所述发射天线6唯一地发出S1并且检测S1_1”和/或“通过所述参考天线2唯一地发出S2并且检测S2_1”的方法步骤优选执行最多一次。这意味着：也在序列a)或b)或c)中，方法步骤ST1和ST2优选仅执行一次。更优选地，当幅度调节器9提高或降低其幅度时，两次或更多次地执行所述方法步骤ST1和ST2。
[0168] 此外基本上可行的是，也使用多于一个发射天线6。也能够使用天线阵列。在使用多个发射天线6时，各发射天线优选相对于彼此位置固定地设置。多个发射天线6能够共同或依次发射。在此，多个发射天线6优选以不同的频率发射，其中，参考天线2以所有这些频率优选同时发射。有源天线3以所有频率优选同时测量功率。方法步骤ST1能够对于第一发射天线6和对于每个另外的发射天线6实施。这同样也适用于方法步骤ST3。也在此，除了参考天线2以外，还可以多个发射天线6同时发出发射信号。也可行的而是，发射天线6优选径向围绕参考天线2和有源天线3运动。使用多个参考天线2原理上也是可行的。
[0169] 本发明不局限于所描述的实施例。在本发明的范围中，所有已说明的和/或绘出的特征能够相互任意组合。
