High-Accuracy, Fast Calibration of Large-Scale Phased Antenna Arrays via Novel Constellation Modeling Method
Notice bibliographique
Résumé
This article presents a novel constellation modeling method for fast and accurate calibration of beamforming integrated circuits (BFICs) and radio frequency (RF) chains in large-scale phased antenna arrays. The proposed method efficiently models the gain and phase response of BFIC channels and RF chains as functions of control indices through a set of closed-form equations. To construct the model and characterize nonidealities and coupled gain-phase errors with the minimum number of measurements, a deterministic strategy is also introduced to optimally select a subset of constellation states that effectively captures the response across the entire control space. This enables the generation of calibrated look-up tables with the desired tuning resolution and comparable accuracy to the exhaustive search method while reducing the required number of measurements by orders of magnitude. Building upon the proposed modeling method, open-loop and closed-loop calibration routines are developed to offer different tradeoffs between speed and accuracy for the calibration of phased antenna arrays. The open-loop routine relies solely on model predictions to minimize measurement overhead, while the closed-loop routine incorporates adaptive verification to ensure accuracy. Furthermore, a taper-aware calibration method is proposed to enhance effective isotropic radiated power in scenarios requiring tapering. This is achieved by leveraging the proposed constellation modeling method to calculate the gain-tapering mask by explicitly accounting for intrinsic performance variations across array elements. Experimental validation using two commercial BFICs and two <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$4\times 4$</tex-math> </inline-formula> phased antenna arrays demonstrates that the proposed method achieves a phase and gain root-mean-square error of 0.45° and 0.03dB, nearly matching the exhaustive search method performance while reducing the number of required measurements by over a thousand times. Radiation pattern measurements further confirm the practical effectiveness of the proposed method by delivering superior scalability, measurement efficiency, and calibration accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».