CN101582527A - 反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器 - Google Patents

反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器 Download PDF

Info

Publication number
CN101582527A
CN101582527A CNA2009101341267A CN200910134126A CN101582527A CN 101582527 A CN101582527 A CN 101582527A CN A2009101341267 A CNA2009101341267 A CN A2009101341267A CN 200910134126 A CN200910134126 A CN 200910134126A CN 101582527 A CN101582527 A CN 101582527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission line
signal
reflection
adjustable
phase shifter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2009101341267A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡明达
纳塔拉加亚让
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MediaTek Inc
International Business Machines Corp
Original Assignee
MediaTek Inc
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MediaTek Inc, International Business Machines Corp filed Critical MediaTek Inc
Publication of CN101582527A publication Critical patent/CN101582527A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/18Phase-shifters

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

一种反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器。其中反射式移相器包含耦合器,具有接收输入信号的输入端,接收输入信号第一部分的直通端,接收输入信号第二部分的耦合端,输出信号的隔离端,输出信号根据直通端的第一反射信号和耦合端的第二反射信号产生;第一反射负载电连接于直通端,反射输入信号的第一部分,以产生第一反射信号至该直通端;第二反射负载电连接于该耦合端,反射输入信号的第二部分,以产生第二反射信号至该耦合端;其中第一反射负载与第二反射负载中至少一者等效于传输线。本发明可简单有效地实现所需相移。

Description

反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器
技术领域
本发明涉及移相器及其相关应用,更具体的,是关于反射式移相器(reflection-type phase shifter)、相位阵列接收器和相位阵列发射器。
背景技术
移相器是多种无线通信应用中的常见元件。例如,相位阵列接收器需要移相器以实现所需的波束形成(beamforming)。请参考图1。图1是现有技术中反射式移相器的示意图。现有技术中反射式移相器100包含正交耦合器(quadrature coupler)102,以及多个电容,例如电容104和电容106。如图1所示,正交耦合器102包含输入端P1,直通端(through port/direct port)P2,耦合端(coupled port)P3,以及隔离端(输出端)P4。正交耦合器102也可称为90度混合耦合器,用于将一路输入信号分为两路相位差为90度的信号。此外,通过现有技术中的正交耦合器102,输入信号的功率也精确地均分为两部分(-3dB)。若将输入信号表示为a1=1∠0°,则直通端P2处的输入信号的第一部分表示为
Figure A20091013412600071
,耦合端P3处的输入信号的第二部分表示为
Figure A20091013412600072
一般而言,对信号b2和b3来说负载是相互匹配的,且两负载具有相同的反射系数Γ,其中,Γ是以极坐标表示的具有幅度分量和相位分量的复数。如图1所示,对信号b2和b3来说,电容104和电容106均可作为反射负载,电容值均为C,而且电容104和电容106具有相同的阻抗
Figure A20091013412600073
从两个负载(电容104和电容106)反射回的信号可以分别表示为
Figure A20091013412600081
Figure A20091013412600082
接着,反射信号a2和a3在输入端P1处异相(out of phase)结合(即
Figure A20091013412600083
),因此输入端P1没有反射信号输出。但是,反射信号a2和a3在隔离端P4处是同相(in phase)结合(即
Figure A20091013412600084
),因此隔离端P4处会产生输出信号b4。所以,通过适当调整电容104和电容106改变反射系数Γ(Γ为复数),反射式移相器100可用来提供所需的相位偏移。例如,若电容104和电容106的电容值从0fF(此时相当于断路,即open)变化至无穷(infinite fF)(此时相当于短路,即short),就可以实现180度的相位偏移。
如上所述,反射负载确定了反射系数Γ,而反射系数Γ则控制反射式移相器产生的输出信号最终的相位偏移。因此,迫切需要一种简单有效的方式来调整反射负载,以改变反射系数至所需值。
发明内容
为解决上述问题,迫切需要一种简单有效的方式来调整反射负载,以改变反射系数至所需值。本发明目的之一在于提供反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器。
本发明提供一种反射式移相器,包括:耦合器,具有用于接收输入信号的输入端,用于接收该输入信号第一部分的直通端,用于接收该输入信号第二部分的耦合端,以及用于输出输出信号的隔离端,该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生;第一反射负载,电连接于该直通端,用于反射该输入信号该第一部分,以产生该第一反射信号至该直通端;以及第二反射负载,电连接于该耦合端,用于反射该输入信号该第二部分,以产生该第二反射信号至该耦合端;其中,该第一反射负载与该第二反射负载中至少一者等效于传输线。
本发明另提供一种反射式移相器,包括:正交耦合器,具有用于接收输入信号的输入端,用于接收该输入信号第一部分的直通端,用于接收该输入信号第二部分的耦合端,以及用于输出输出信号的隔离端,该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生;第一可调传输线(tunable transmission line),电连接于该直通端,用于反射该输入信号该第一部分,以产生该第一反射信号至该直通端;以及第二可调传输线,电连接于该耦合端,用于反射该输入信号该第二部分,以产生该第二反射信号至该耦合端。
本发明提供一种相位阵列接收器,包括:多个信号接收模块,用于接收无线信号;多个反射式移相器,分别电连接于该多个信号接收模块,该多个反射式移相器的每一者包括:耦合器,具有用于接收输入信号的输入端,用于接收该输入信号第一部分的直通端,用于接收该输入信号第二部分的耦合端,以及用于输出输出信号的隔离端,该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生;第一反射负载,电连接于该直通端,用于反射该输入信号该第一部分,以产生该第一反射信号至该直通端;以及第二反射负载,电连接于该耦合端,用于反射该输入信号该第二部分,以产生该第二反射信号至该耦合端,其中,该第一反射负载与该第二反射负载中至少一者等效于传输线;以及信号组合器,电连接于该反射式移相器,用于组合分别产生自该多个反射式移相器的输出信号,以产生组合信号。
本发明提供一种相位阵列发射器,包括:信号分离器,用于接收输入信号,并根据该输入信号产生多个分离器输出信号;多个反射式移相器,电连接于该信号分离器,该多个反射式移相器分别接收该分离器输出信号,该多个反射式移相器的每一者包括:耦合器,具有用于接收输入信号的输入端,用于接收该输入信号第一部分的直通端,用于接收该输入信号第二部分的耦合端,以及用于输出输出信号的隔离端,该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生;第一反射负载,电连接于该直通端,用于反射该输入信号该第一部分,以产生该第一反射信号至该直通端;以及第二反射负载,电连接于该耦合端,用于反射该输入信号该第二部分,以产生该第二反射信号至该耦合端,其中,该第一反射负载与该第二反射负载中至少一者等效于传输线;以及多个信号发射模块,分别电连接于该多个反射式移相器,该多个信号发射模块分别根据该多个反射式移相器产生的输出信号,发射多个无线信号。
本发明目的之一是提供控制反射式移相器的一种简单方式,以产生具有所需相位偏移的输出信号。根据本发明实施例的反射式移相器容易实现满足应用需求的相位偏移。
附图说明
图1是现有技术中反射式移相器的示意图;
图2是根据本发明一个实施例的反射式移相器的示意图;
图3是根据本发明第一实施例的可调传输线的示意图;
图4是根据本发明第二实施例的可调传输线的示意图;
图5是根据本发明第三实施例的可调传输线的示意图;
图6是根据本发明实施例的相位阵列接收器的示意图;
图7是根据本发明实施例的相位阵列发射器的示意图。
具体实施方式
在说明书及前附的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及前附的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”和“包含”为开放式的用语,故应解释成“包含但不限定于”。以外,“耦接”一词在此为包含任何直接及间接的电连接手段。间接的电连接手段包括通过其它装置进行连接。
图2是根据本发明一个实施例的反射式移相器200的示意图。反射式移相器200可包含耦合器202以及作为反射负载的多个传输线,例如传输线204和传输线206,然本发明不以此为限。耦合器202具有输入端P1、直通端P2、耦合端P3及隔离端P4,其中,输入端P1用于接收输入信号,直通端P2用于接收该输入信号的第一部分,耦合端P3用于接收该输入信号的第二部分,隔离端P4用于输出一输出信号,该输出信号是根据直通端P2的第一反射信号和耦合端P3的第二反射信号而产生。直通端P2和耦合端P3分别连接传输线204和传输线206(即反射负载)。反射式移相器200的第一反射负载电连接于直通端P2,用于反射输入信号的第一部分,以产生第一反射信号至直通端P2;反射式移相器200的第二反射负载电连接于耦合端P3,用于反射输入信号的第二部分,以产生第二反射信号至耦合端P3。请注意,图2所示传输线204和传输线206中的每一条,既可代表一条单一的传输线,也可代表多条传输线的集总等效(lumped equivalent)。在此实施例中,耦合器202是以正交耦合器实现的(即90度混合耦合器);但是,此仅为示意,本发明不以此为限。换言之,任何反射式移相器,只要使用至少一条传输线作为反射负载连接到耦合器,均不违背本发明的精神,即落入本发明的范畴。
具体来说,在此实施例中,耦合器202的反射负载是用可调传输线实现的;也就是说,反射负载的阻抗或传输线的电等效长度是可调的。若使用正交耦合器来实现耦合器202,则图2中反射式移相器200的运作与图1所示现有技术的反射式移相器100是类似的。此实施例中的反射式移相器200与现有技术的反射式移相器100的区别之一是:反射式移相器200用两条可调传输线代替两个电容,来实现正交耦合器的反射负载。
请注意,所述的传输线具有定义完善的特性,不应视为普通导线(conductive wire)。在很多电子电路中,由于特定时间点传输信号在导线各点的电压均可视为相同,因此可以忽略导线的长度。然而,对于高频应用(例如无线通信应用),在与信号沿导线传播所用时间可比的时间间隔内,传输信号的电压是变化的。因此,在高频应用中导线长度就变得重要,必须将导线视为传输线,也就是说,必须将传输线理论纳入考虑。更具体的,当信号具有某些频率分量,这些频率分量对应的波长与导线长度可比或者小于导线长度时,导线长度即是重要的。例如,基于传输线特性,传输线可用具有多个电感和电容的LC梯形网络来建模或实现。换言之,由于传输线具有定义完善的特性,因此不应视为容性元件和/或感性元件的随机组合。更具体的,传输线可以定义为包含分布式线性电子元件,例如,包含分布式串联电感和并联电容。此外,组成传输线的各个基本LC单元具有实质上相同的阻抗。由于传输线的定义及特性为电磁领域普通技术人员周知,此处为简洁起见省略进一步解释。
请参考图3和图2。图3是根据本发明第一实施例的可调传输线的示意图。在一种实现方式中,连接至耦合器202的传输线204和传输线206中的每一个(即实施例中所用的反射负载)均是用图3中的可调传输线300实现的。示例的可调传输线300包含多个串联的物理传输线段(physical transmissionline segment)302a-302d(图示中仅举例标示为302a、302b、302c及302d),以及多个分别电连接至物理传输线段302a-302d的可控开关304a-304d(图示中仅举例标示为304a、304b、304c及304d)。更具体的,物理传输线段302a-302d中的每一段具有第一端N1和第二端N2,而可控开关304a-304d中的每一个经由配置用于将对应的物理传输线段选择性耦接接地电压(如连接到接地端GND)。如图3所示,物理传输线段302a的第一端N1连接至可调传输线300的端点T,端点T用于连接耦合器202的直通端P3或耦合端P4。此外,当反射式移相器用于高频应用,例如毫米波(mmWave)无线通信应用时,可使用开关调节传输线,以达到改变反射相位的目的。在一个例子中,可控开关304a-304d可由微机电(Micro Electro-Mechanical,MEM)工艺制造。在另一例子中,可用金属氧化物半导体(MOS)晶体管来实现图3所示的可控开关304a-304d。
请注意,为简洁起见,图3仅举例示出四个物理传输线段和四个可控开关。实际上,可调传输线300中实现的物理传输线段和可控开关的总数是由实际设计要求决定的。
可调传输线300的总输入阻抗/有效电长度(effective electrical length)可以通过控制可控开关304a-304d的闭合或断开状态来调整。例如,当可控开关304a闭合将物理传输线段302a的第二端N2耦接接地电压(如连接到接地端GND),而其余可控开关断开时,可调传输线300就等效于单一的物理传输线段302a;类似的,当可控开关304b闭合将物理传输线段302b的第二端N2耦接接地电压(如连接到接地端GND),而其余可控开关断开时,可调传输线300就等效于物理传输线段302a与物理传输线段302b的串联组合。通过恰当控制可控开关304a-304d,可设定可调传输线300的总输入阻抗/有效电长度为所需值,以改变反射系数,特别是改变反射相位。以此方式,输出端P4处产生的输出信号即具有满足应用需求的相位偏移。
请参考图4和图2。图4是根据本发明第二实施例的可调传输线的示意图。在一种实现方式中,连接至耦合器202的传输线204和传输线206中的每一个(即实施例中所用的反射负载)均是用图4中的可调传输线400实现的。示例的可调传输线400包含多个并联的传输线组件402a、402b及402c,传输线组件402a-402c中的每一个从可调传输线400的端点T电连接至接地端GND,端点T是用于连接耦合器202的直通端P3或耦合端P4。另外,传输线组件402a-402c中的每一个包含一个物理传输线段和一个可控开关,该可控开关经由配置将该物理传输线段选择性连接至可调传输线400的端点T。例如,传输线组件402a包含物理传输线段404a和可控开关406a,传输线组件402b包含物理传输线段404b和可控开关406b,传输线组件402c包含物理传输线段404c和可控开关406c。请注意,为简洁起见图4仅示出三个传输线组件。但是,可调传输线400中实现的传输线组件的数目是由实际设计需求决定的。另外,依赖于采用反射式移相器的应用需求,可采用半导体工艺或MEM工艺制造可控开关。
在图4的实施例中,物理传输线段404a-404c的长度不同,意味着物理传输线段404a-404c的特性不同。以这种方式,可以控制可控开关406a-406c的闭合/断开状态来调整可调传输线400的总输入阻抗或有效电长度。例如,当可控开关406a闭合,将物理传输线段404a连接至可调传输线400的端点T,而其余可控开关断开时,可调传输线400等效于单一的物理传输线段404a;类似的,当可控开关406b闭合,将物理传输线段404b连接至可调传输线400的端点T,而其余可控开关断开时,可调传输线400等效于单一的物理传输线段404b。通过恰当控制可控开关406a-406c,可设定可调传输线400的总输入阻抗/有效电长度为所需值,以改变反射系数,特别是改变反射相位。以这种方式,输出端P4处产生的输出信号即具有满足应用需求的相位偏移。
请注意,上述实施例仅为示意。实际上,本发明并不限于物理传输线段必须具有不同长度以及仅允许一个可控开关闭合的情况。也就是说,在替代设计中,允许物理传输线段具有相同长度,也允许同时闭合多于一个可控开关。例如,图4中所有物理传输线段可经由配置具有相同长度,也可选择多个可控开关同时闭合,将可调传输线400的总输入阻抗/有效电长度设定为所需值,以改变反射系数,特别是改变反射相位。由此可以达到相同的目的:使输出信号具有满足应用需求的相位偏移。
图3和图4所示可调传输线的实现是基于物理传输线段,这提供了一种简单有效的方式来控制反射式移相器,以产生具有所需相位偏移的输出信号。但是,采用物理传输线段来实现可调传输线仅为示意。例如,本领域普通技术人员了解,传输线也可由具有多个重复的电感及电容的LC梯形网络来近似。
请参考图5和图2。图5是根据本发明第三实施例的可调传输线的示意图。在一种实现方式中,传输线204和传输线206(即实施例中的反射负载)中的每一个是用图5中的可调传输线500来实现。示例可调传输线500可以LC梯形网络实现,LC梯形网络中分布多个感性元件502a、502b及502c和多个容性元件504a、504b、504c及504d。请注意,为简洁起见,图5仅举例示出三个感性元件及四个容性元件。但是,感性元件及四个容性元件的总数是由实际应用的设计需求决定的。
在一种实现方式中,容性元件504a-504d由可调容性元件来实现,例如变容器(varactor)。但也可采用任何可改变电容值的方法实现。例如,可调容性元件也可由开关电容阵列来实现,通过控制开关来配置电容互连,以决定多个可调容性元件的合成电容。因此同样可以达到调节电容值的目的。通过恰当控制可调容性元件,可设定可调传输线500的总输入阻抗/有效电长度为所需值,以改变反射系数,特别是改变反射相位。以这种方式,输出端P4处产生的输出信号即具有满足应用需求的相位偏移。
在另一实现方式中,感性元件502a-502c由可调感性元件来实现。请注意,可采用任何一种可改变电感值的方法实现感性元件。例如,可调感性元件也可由开关电感阵列来实现,通过控制开关来配置电感互连,以决定多个可调感性元件的合成电感。因此同样可以达到调节电感值的目的。通过恰当控制可调感性元件,可设定可调传输线500的总输入阻抗/有效电长度为所需值,以改变反射系数,特别是改变反射相位。以这种方式,输出端P4处产生的输出信号即具有满足应用需求的相位偏移。
在不偏离本发明精神的另一实现方式中,感性元件502a-502c由可调感性元件来实现,同时容性元件504a-504d由可调容性元件来实现,也同样可以达到调节反射系数,特别是改变反射相位的目的。
简而言之,用LC梯形网络对等效传输线建模,可以采用一个或多于一个可调容性元件和/或一个或多于一个可调感性元件来实现。以此方式可实现可调等效传输线,以满足反射相位调整的需求。
上述实施例是使用相同类型的传输线来实现两路反射负载。例如,图2中传输线204和传输线206中的每一条均可由图3所示的可调传输线300来实现。然本发明并不以此为限。例如,在本发明实施例的一种替代设计中,传输线204可由图3所示的可调传输线300实现,而反射负载206可由图4中可调传输线400或图5中可调传输线500来实现;在另一替代设计中,传输线204可由图4中可调传输线400来实现,而传输线206可由图3中可调传输线300或图5中可调传输线500来实现;在又一替代设计中,传输线204可由图5中可调传输线500来实现,而传输线206可由图3中可调传输线300或图4中可调传输线400来实现。上述多种替代设计均符合本发明的精神,仍落入本发明的范围。
总之,本发明目的之一是提供控制反射式移相器的一种简单方式,以产生具有所需相位偏移的输出信号。因此,根据本发明实施例的反射式移相器容易实现满足应用需求的相位偏移,例如波束形成相位阵列应用。
请参考图6和图2。图6是根据本发明实施例的相位阵列接收器600的示意图,相位阵列接收器600包含反射式移相器,每一反射式移相器均具有如图2所示的移相器结构。相位阵列接收器600包含多个信号接收模块602a-602d(602a、602b、602c及602d),多个反射式移相器604a-604d(604a、604b、604c及604d),以及信号组合器606,然本发明不以此为限。请注意,为简单起见,图6仅示出四个信号接收模块及四个反射式移相器。信号接收模块602a-602d用于接收可能具有不同相位的无线信号,之后产生多个接收信号S0、S1、S2及S3。在本实施例中,反射式移相器604a-604d中的每一个均以图2所示的移相器结构实现。此外,通过恰当控制耦接于正交耦合器的可调传输线(即反射负载),反射式移相器604a-604d可以容易的配置为具有所需不同的反射相位,以满足相位阵列接收器600的设计需求。由于前文已详细描述本发明示例反射式移相器的运作及特性,此处为简洁省略进一步描述。
反射式移相器604a-604d接收接收信号S0、S1、S2及S3,上述接收信号可作为相应输入端的输入信号,之后产生多个相移信号S0′∠θ0、S1′∠θ1、S2′∠θ2及S3′∠θ3,上述相移信号可作为相应输出端的输出信号。接着,信号组合器606组合相移信号S0′∠θ0、S1′∠θ1、S2′∠θ2及S3′∠θ3(即反射式移相器604a-604d的输出信号)以产生组合信号S_OUT供后续信号处理。例如,在一个示例实现方式中,信号接收模块602a-602d中的每一个包含用于接收无线信号的天线,还包含用于放大欲送入下一级(例如反射式移相器)之输入信号的低噪声放大器;信号组合器606产生的组合信号S_OUT由混频器进行下变频。在另一可能的实现方式中,实施下变频所需的混频器可包含在信号接收模块602a-602d中每一个的内部,因此,信号组合器606所产生的组合信号S_OUT已为基带信号处理做好准备。简而言之,根据本发明实施例的反射式移相器可以应用于任何需实现移相器的相位阵列接收器结构。
请参考图7和图2。图7是根据本发明实施例的相位阵列发射器700的示意图,相位阵列发射器700包含反射式移相器,其中每个反射式移相器均具有图2所示的移相器结构。相位阵列发射器700包含多个信号发射模块702a-702d(702a、702b、702c及702d),多个反射式移相器704a-704d(704a、704b、704c及704d),以及信号分离器706,然本发明不以此为限。请注意,为简单起见,图7仅示出四个信号发射模块及四个反射式移相器。在本实施例中,反射式移相器704a-704d中的每一个均可以图2所示的移相器结构实现。此外,通过恰当控制耦接于正交耦合器的可调传输线(即反射负载),反射式移相器704a-704d可以容易的配置为具有所需不同的反射相位,以满足相位阵列发射器700的设计需求。由于前文已详细描述本发明示例反射式移相器的运作及特性,此处为简洁省略进一步描述。
根据输入信号S_IN,信号分离器706产生多个分离器输出信号S_OUT0、S_OUT1、S_OUT2及S_OUT3,接着将分离器输出信号S_OUT0、S_OUT1、S_OUT2及S_OUT3分别输出到反射式移相器704a-704d。从输入信号S_IN导出的分离器输出信号S_OUT0、S_OUT1、S_OUT2及S_OUT3分别作为反射式移相器704a-704d各输入端接收的进入(incoming)信号,因此反射式移相器704a-704d产生多个相移信号S_OUT0′∠θ0、S_OUT1′∠θ1、S_OUT2′∠θ2及S_OUT3′∠θ3作为相应输出端的输出信号。接着,信号发射模块702a-702d分别处理相移信号S_OUT0′∠θ0、S_OUT1′∠θ1、S_OUT2′∠θ2及S_OUT3′∠θ3(即反射式移相器704a-704d的输出信号),并发射多个输出无线信号。
例如,在一个示例实现方式中,输入信号S_IN是混频器产生的上变频信号,信号发射模块702a-702d中的每一个包含用于放大相移信号的功率放大器和用于发射输出无线信号的天线,其中相移信号由对应的反射式移相器产生,而天线根据对应的功率放大器的输出以发射信号。在另一可能的实现方式中,输入信号S_IN为基带信号,实施上变频所需的混频器可包含在信号发射模块702a-702d中的每一个内部。简而言之,根据本发明实施例的反射式移相器可以应用于任何需实现移相器的相位阵列接收器结构。
请注意,在实现了图6中相位阵列接收器600和图7中相位阵列发射器700的某些应用之中,相位阵列接收器和相位阵列发射器的一些电路元件可以共享,以减小电路面积并降低制造成本。
任何本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。

Claims (22)

1.一种反射式移相器,其特征在于,所述反射式移相器包括:
耦合器,包括输入端、直通端、耦合端以及隔离端,其中,所述输入端用于接收一输入信号,所述直通端用于接收所述输入信号的第一部分,所述耦合端用于接收所述输入信号的第二部分,以及所述隔离端用于输出一输出信号,所述输出信号根据所述直通端的第一反射信号和所述耦合端的第二反射信号而产生;
第一反射负载,电连接于所述直通端,用于反射所述输入信号的所述第一部分,以产生所述第一反射信号至所述直通端;以及
第二反射负载,电连接于所述耦合端,用于反射所述输入信号的所述第二部分,以产生所述第二反射信号至所述耦合端;
其中,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者是等效于传输线。
2.如权利要求1所述的反射式移相器,其特征在于,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者是可调传输线。
3.如权利要求2所述的反射式移相器,其特征在于,所述可调传输线包括:
多个串联的物理传输线段,其中所述多个物理传输线段中的每一者具有第一端和第二端;以及
多个可控开关,分别电连接于所述多个物理传输线段,其中所述多个可控开关中的每一者将对应的物理传输线段选择性耦接接地电压。
4.如权利要求2所述的反射式移相器,其特征在于,所述可调传输线包括:
多个并联的传输线组件,其中,所述多个传输线组件的每一者电连接于所述可调传输线的一端点与接地电压之间,所述多个传输线组件的每一者包括:
物理传输线段;以及
可控开关,用于将所述物理传输线段选择性连接至所述可调传输线的所述端点。
5.如权利要求2所述的反射式移相器,其特征在于,所述可调传输线包括:
LC梯形网络,包括分布式的多个可调感性元件或多个可调容性元件。
6.如权利要求1所述的反射式移相器,其特征在于,所述耦合器是正交耦合器。
7.一种反射式移相器,其特征在于,所述反射式移相器包括:
正交耦合器,包括输入端、直通端、耦合端以及隔离端,其中,所述输入端用于接收一输入信号,所述直通端用于接收所述输入信号的第一部分,所述耦合端用于接收所述输入信号的第二部分,以及所述隔离端用于输出一输出信号,所述输出信号是根据所述直通端的第一反射信号和所述耦合端的第二反射信号而产生;
第一可调传输线,电连接于所述直通端,用于反射所述输入信号的所述第一部分,以产生所述第一反射信号至所述直通端;以及
第二可调传输线,电连接于所述耦合端,用于反射所述输入信号的所述第二部分,以产生所述第二反射信号至所述耦合端。
8.如权利要求7所述的反射式移相器,其特征在于,所述第一可调传输线和所述第二可调传输线中的每一个包括:
多个串联的物理传输线段,其中所述多个物理传输线段中的每一者具有第一端和第二端;以及
多个可控开关,分别电连接于所述多个物理传输线段,其中所述多个可控开关中的每一者将对应的物理传输线段选择性耦接接地电压。
9.如权利要求7所述的反射式移相器,其特征在于,所述第一可调传输线和所述第二可调传输线中的每一个包括:
多个并联的传输线组件,其中,所述多个传输线组件的每一者电连接于所述可调传输线的一端点与接地电压之间,所述多个传输线组件的每一者包括:
物理传输线段;以及
可控开关,用于将所述物理传输线段选择性连接至所述可调传输线的所述端点。
10.如权利要求7所述的反射式移相器,其特征在于,所述第一可调传输线和所述第二可调传输线中的每一个包括:
LC梯形网络,包括分布式的多个可调感性元件或多个可调容性元件。
11.一种相位阵列接收器,其特征在于,所述相位阵列接收器包括:
多个信号接收模块,用于接收无线信号;
多个反射式移相器,分别电连接于所述多个信号接收模块,所述多个反射式移相器的每一者包括耦合器、第一反射负载以及第二反射负载,所述耦合器包括输入端、直通端、耦合端以及隔离端,其中,所述输入端用于接收相应的信号接收模块所产生的一输入信号,所述直通端用于接收所述输入信号的第一部分,所述耦合端用于接收所述输入信号的第二部分,以及所述隔离端用于输出一输出信号,所述输出信号是根据所述直通端的第一反射信号和所述耦合端的第二反射信号而产生;所述第一反射负载电连接于所述直通端,用于反射所述输入信号的所述第一部分,以产生所述第一反射信号至所述直通端;以及所述第二反射负载电连接于所述耦合端,用于反射所述输入信号的所述第二部分,以产生所述第二反射信号至所述耦合端,其中,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者等效于传输线;以及
信号组合器,电连接于所述反射式移相器,用于组合分别产生自所述多个反射式移相器的输出信号,以产生组合信号。
12.如权利要求11所述的相位阵列接收器,其特征在于,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者是可调传输线。
13.如权利要求12所述的相位阵列接收器,其特征在于所述可调传输线包括:
多个串联的物理传输线段,其中所述多个物理传输线段中的每一者具有第一端和第二端;以及
多个可控开关,分别电连接于所述物理传输线段,其中,所述多个可控开关中的每一者将对应的物理传输线段选择性耦接接地电压。
14.如权利要求12所述的相位阵列接收器,其特征在于,所述可调传输线包括:
多个并联的传输线组件,其中,所述多个传输线组件的每一者电连接于所述可调传输线的一端点与接地电压之间,所述多个传输线组件的每一者包括:
物理传输线段;以及
可控开关,用于将所述物理传输线段选择性连接至所述可调传输线的所述端点。
15.如权利要求12所述的相位阵列接收器,其特征在于,所述可调传输线包括:
LC梯形网络,包括分布式的多个可调感性元件或多个可调容性元件。
16.如权利要求11所述的相位阵列接收器,其特征在于,所述耦合器是正交耦合器。
17.一种相位阵列发射器,其特征在于,所述相位阵列发射器包括:
信号分离器,用于接收一输入信号,并根据所述输入信号产生多个分离器输出信号;
多个反射式移相器,电连接于所述信号分离器,所述多个反射式移相器分别接收所述多个分离器输出信号,所述多个反射式移相器的每一者包括耦合器、第一反射负载以及第二反射负载,所述耦合器包括输入端、直通端、耦合端以及隔离端,其中,所述输入端用于接收所述信号分离器产生的一进入信号,所述直通端用于接收所述输入端所接收的所述进入信号的第一部分,所述耦合端用于接收所述输入端所接收的所述进入信号的第二部分,以及所述隔离端用于输出一输出信号,所述输出信号是根据所述直通端的第一反射信号和所述耦合端的第二反射信号而产生;所述第一反射负载电连接于所述直通端,用于反射所述进入信号的所述第一部分,以产生所述第一反射信号至所述直通端;以及所述第二反射负载电连接于所述耦合端,用于反射所述进入信号的所述第二部分,以产生所述第二反射信号至所述耦合端,其中,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者等效于传输线;以及
多个信号发射模块,分别电连接于所述多个反射式移相器,所述多个信号发射模块分别根据所述多个反射式移相器产生的所述输出信号以发射多个无线信号。
18.如权利要求17所述的相位阵列发射器,其特征在于,所述第一反射负载与所述第二反射负载中至少一者是可调传输线。
19.如权利要求18所述的相位阵列发射器,其特征在于所述可调传输线包括:
多个串联的物理传输线段,其中,所述多个物理传输线段中的每一者具有第一端和第二端;以及
多个可控开关,分别电连接于所述多个物理传输线段,其中,所述多个可控开关中的每一者将对应的物理传输线段选择性耦接接地电压。
20.如权利要求18所述的相位阵列发射器,其特征在于,所述可调传输线包括:
多个并联的传输线组件,其中,所述多个传输线组件的每一者电连接于所述可调传输线的一端点与接地电压之间,所述多个传输线组件的每一者包括:
物理传输线段;以及
可控开关,用于将所述物理传输线段选择性连接至所述可调传输线的所述端点。
21.如权利要求18所述的相位阵列发射器,其特征在于,所述可调传输线包括:
LC梯形网络,包括分布式的多个可调感性元件或多个可调容性元件。
22.如权利要求17所述的相位阵列发射器,其特征在于,所述耦合器是正交耦合器。
CNA2009101341267A 2008-05-12 2009-04-24 反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器 Pending CN101582527A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5261108P 2008-05-12 2008-05-12
US61/052,611 2008-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101582527A true CN101582527A (zh) 2009-11-18

Family

ID=41266362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2009101341267A Pending CN101582527A (zh) 2008-05-12 2009-04-24 反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8248302B2 (zh)
JP (1) JP2009278618A (zh)
CN (1) CN101582527A (zh)
TW (1) TW200947796A (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170277A (zh) * 2011-01-20 2011-08-31 中国科学院半导体研究所 基于移相相与获取皮秒精度窄脉宽ttl信号的方法
CN102790627A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 联发科技股份有限公司 相位阵列式收发器与收发电路
CN102820868A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 上海贝尔股份有限公司 用于大功率信号放大电路的相位调节器以及相位调节方法
CN103296997A (zh) * 2012-02-21 2013-09-11 德克萨斯仪器股份有限公司 传输线脉冲发送
CN104104351A (zh) * 2013-04-08 2014-10-15 京信通信系统(中国)有限公司 射频信号移相电路
US8970427B2 (en) 2011-05-18 2015-03-03 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Phase-arrayed device and method for calibrating the phase-arrayed device
CN105514539A (zh) * 2016-01-27 2016-04-20 南京米乐为微电子科技有限公司 基于容性负载的超宽带定值移相器
CN105917580A (zh) * 2014-01-21 2016-08-31 高通股份有限公司 基于无源开关的移相器
CN102820868B (zh) * 2011-06-07 2016-12-14 上海贝尔股份有限公司 用于大功率信号放大电路的相位调节器以及相位调节方法
CN106537792A (zh) * 2014-05-29 2017-03-22 天工方案公司 用于宽带多模多频前端模块中的耦合器的自适应负载
CN106771628A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 环旭电子股份有限公司 负载测试装置及负载测试方法
WO2020082627A1 (zh) * 2018-10-25 2020-04-30 湖南时变通讯科技有限公司 一种射频移相器
CN111742504A (zh) * 2017-12-19 2020-10-02 诺基亚通信公司 数字控制移相器和方法
US20210167746A1 (en) * 2018-04-19 2021-06-03 Asmita Dani Distributed varactor network with expanded tuning range
WO2021135410A1 (zh) * 2019-12-29 2021-07-08 南京米乐为微电子科技有限公司 加载扇形线反射负载的超宽带可调移相单元
CN114127873A (zh) * 2019-08-30 2022-03-01 华为技术有限公司 可变电容、反射型移相器和半导体设备
CN114171862A (zh) * 2021-10-28 2022-03-11 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种基于波导插入微结构的太赫兹动态相位调制器
WO2023226503A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 华为技术有限公司 移相器及通信设备

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5652185B2 (ja) * 2010-12-13 2015-01-14 日本電気株式会社 群遅延時間調整回路および電力分配合成回路
EP2500977B1 (en) * 2011-03-16 2015-09-16 Alcatel Lucent Phase shifting device
TWI518993B (zh) 2012-11-20 2016-01-21 財團法人工業技術研究院 具可調式相移陣列的多路徑切換系統
US9577600B2 (en) 2013-01-11 2017-02-21 International Business Machines Corporation Variable load for reflection-type phase shifters
US9337991B2 (en) * 2013-04-19 2016-05-10 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Wireless communication unit, radio frequency module and method therefor
CN103338016B (zh) * 2013-06-06 2016-03-02 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种集总参数的具有谐波抑制功能90度正交耦合器
US9755670B2 (en) 2014-05-29 2017-09-05 Skyworks Solutions, Inc. Adaptive load for coupler in broadband multimode multiband front end module
US9748627B2 (en) 2014-06-12 2017-08-29 Skyworks Solutions, Inc. Devices and methods related to directional couplers
US9553617B2 (en) 2014-07-24 2017-01-24 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for reconfigurable directional couplers in an RF transceiver with controllable capacitive coupling
US9692103B2 (en) * 2014-12-10 2017-06-27 Skyworks Solutions, Inc. RF coupler with switch between coupler port and adjustable termination impedance circuit
TWI720014B (zh) 2015-09-10 2021-03-01 美商西凱渥資訊處理科技公司 用於多頻功率偵測之電磁耦合器及具有電磁耦合器之系統
US10972075B2 (en) 2015-12-11 2021-04-06 GM Global Technology Operations LLC Active quadrature circuits for high frequency applications
US10840889B2 (en) * 2016-01-05 2020-11-17 Psemi Corporation Low loss reflective passive phase shifter using time delay element with double resolution
WO2017136631A1 (en) 2016-02-05 2017-08-10 Skyworks Solutions, Inc. Electromagnetic couplers with multi-band filtering
WO2017151321A1 (en) 2016-02-29 2017-09-08 Skyworks Solutions, Inc. Integrated filter and directional coupler assemblies
WO2017172575A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 Skyworks Solutions, Inc. Tunable active silicon for coupler linearity improvement and reconfiguration
CN109314299B (zh) 2016-04-29 2021-09-21 天工方案公司 可调谐电磁耦合器和使用其的模块和装置
WO2017189824A1 (en) 2016-04-29 2017-11-02 Skyworks Solutions, Inc. Compensated electromagnetic coupler
TW201740608A (zh) 2016-05-09 2017-11-16 天工方案公司 具有自動頻率偵測的自動調整電磁耦合器
US10164681B2 (en) 2016-06-06 2018-12-25 Skyworks Solutions, Inc. Isolating noise sources and coupling fields in RF chips
TWI720213B (zh) 2016-06-22 2021-03-01 美商天工方案公司 用於多頻功率偵測之電磁耦合器配置及包括其之裝置
US10742189B2 (en) 2017-06-06 2020-08-11 Skyworks Solutions, Inc. Switched multi-coupler apparatus and modules and devices using same
CN110311192B (zh) * 2018-03-27 2021-12-07 松下电器产业株式会社 移相器和无线通信装置
US10848197B2 (en) * 2018-05-04 2020-11-24 Psemi Corporation Hybrid coupler based T/R switch
CN109672424A (zh) * 2019-02-17 2019-04-23 平湖市奥特模星电子有限公司 一种反射型移相器
US11322839B2 (en) * 2020-05-30 2022-05-03 Mixcomm, Inc. Method and apparatus for implementing reflection type phase shifters (RTPS) in a communication system
DE102021214143A1 (de) * 2020-12-23 2022-06-23 Skyworks Solutions, Inc. Phasenschieber mit geschalteten übertragungsleitungslasten
US11791800B2 (en) 2020-12-23 2023-10-17 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for phase shifting
US11923904B2 (en) 2021-08-20 2024-03-05 Apple Inc. Electronic devices with high frequency reflective antenna arrays
CN113659339B (zh) * 2021-08-23 2023-07-25 深圳市塞防科技有限公司 车载毫米波雷达及其发射天线与接收天线系统、天线系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3882431A (en) * 1973-08-10 1975-05-06 Us Navy Digital phase shifter
JPS58145211A (ja) * 1982-02-22 1983-08-30 Elmec Corp 可変遅延線
JPS5962226A (ja) * 1982-10-01 1984-04-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電力切替器
US4859972A (en) * 1988-11-01 1989-08-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Continuous phase shifter for a phased array hyperthermia system
US5038113A (en) * 1989-12-01 1991-08-06 General Electric Company Nonlinearity generator using FET source-to-drain conductive path
JPH0897602A (ja) 1994-09-22 1996-04-12 Fujitsu Ltd 移相器
JPH09326625A (ja) 1996-06-03 1997-12-16 Toyo Commun Equip Co Ltd フェーズドアレーアンテナ装置
US6320480B1 (en) * 1999-10-26 2001-11-20 Trw Inc. Wideband low-loss variable delay line and phase shifter
US6741207B1 (en) * 2000-06-30 2004-05-25 Raytheon Company Multi-bit phase shifters using MEM RF switches
US6806792B2 (en) * 2001-04-30 2004-10-19 The Johns Hopkins University Broadband, four-bit, MMIC phase shifter
KR100538822B1 (ko) * 2003-05-27 2005-12-23 한국전자통신연구원 결합 선로와 병렬 개방/단락 스터브들을 이용한 광대역위상 천이기
JP2005033604A (ja) 2003-07-08 2005-02-03 Taiyo Yuden Co Ltd 移相器
JP2007532060A (ja) * 2004-03-31 2007-11-08 エックスコム ワイアレス インコーポレイテッド 電子制御されたデジタル/アナログ混載移相器
JP4373954B2 (ja) * 2005-04-11 2009-11-25 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 90度ハイブリッド回路

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170277A (zh) * 2011-01-20 2011-08-31 中国科学院半导体研究所 基于移相相与获取皮秒精度窄脉宽ttl信号的方法
US9473195B2 (en) 2011-05-18 2016-10-18 Mediatek Inc. Phase-arrayed transceiver
US8970427B2 (en) 2011-05-18 2015-03-03 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Phase-arrayed device and method for calibrating the phase-arrayed device
CN102790627B (zh) * 2011-05-18 2016-01-20 联发科技股份有限公司 相位阵列式收发器与收发电路
CN102790627A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 联发科技股份有限公司 相位阵列式收发器与收发电路
CN102820868A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 上海贝尔股份有限公司 用于大功率信号放大电路的相位调节器以及相位调节方法
CN102820868B (zh) * 2011-06-07 2016-12-14 上海贝尔股份有限公司 用于大功率信号放大电路的相位调节器以及相位调节方法
CN103296997A (zh) * 2012-02-21 2013-09-11 德克萨斯仪器股份有限公司 传输线脉冲发送
CN103296997B (zh) * 2012-02-21 2018-07-13 德克萨斯仪器股份有限公司 传输线脉冲发送
CN104104351B (zh) * 2013-04-08 2017-06-16 京信通信系统(中国)有限公司 射频信号移相电路
CN104104351A (zh) * 2013-04-08 2014-10-15 京信通信系统(中国)有限公司 射频信号移相电路
CN105917580A (zh) * 2014-01-21 2016-08-31 高通股份有限公司 基于无源开关的移相器
CN105917580B (zh) * 2014-01-21 2018-09-25 高通股份有限公司 基于无源开关的移相器
CN106537792B (zh) * 2014-05-29 2019-03-12 天工方案公司 用于宽带多模多频前端模块中的耦合器的自适应负载
CN106537792A (zh) * 2014-05-29 2017-03-22 天工方案公司 用于宽带多模多频前端模块中的耦合器的自适应负载
CN105514539A (zh) * 2016-01-27 2016-04-20 南京米乐为微电子科技有限公司 基于容性负载的超宽带定值移相器
CN106771628A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 环旭电子股份有限公司 负载测试装置及负载测试方法
CN106771628B (zh) * 2016-12-13 2019-11-15 环旭电子股份有限公司 负载测试装置及负载测试方法
CN111742504A (zh) * 2017-12-19 2020-10-02 诺基亚通信公司 数字控制移相器和方法
CN111742504B (zh) * 2017-12-19 2022-09-06 诺基亚通信公司 数字控制移相器和方法
US20210167746A1 (en) * 2018-04-19 2021-06-03 Asmita Dani Distributed varactor network with expanded tuning range
WO2020082627A1 (zh) * 2018-10-25 2020-04-30 湖南时变通讯科技有限公司 一种射频移相器
US11616278B2 (en) 2018-10-25 2023-03-28 Time Varying Transmission Co., Ltd. RF phase shifter comprising a plurality of sections that include first and second transmission lines coupled to mixers configured to output signals with changeable phase gradients responsive to signals of different frequencies
CN114127873A (zh) * 2019-08-30 2022-03-01 华为技术有限公司 可变电容、反射型移相器和半导体设备
CN114127873B (zh) * 2019-08-30 2022-09-23 华为技术有限公司 可变电容、反射型移相器和半导体设备
WO2021135410A1 (zh) * 2019-12-29 2021-07-08 南京米乐为微电子科技有限公司 加载扇形线反射负载的超宽带可调移相单元
CN114171862A (zh) * 2021-10-28 2022-03-11 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种基于波导插入微结构的太赫兹动态相位调制器
WO2023226503A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 华为技术有限公司 移相器及通信设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009278618A (ja) 2009-11-26
US8248302B2 (en) 2012-08-21
TW200947796A (en) 2009-11-16
US20090278624A1 (en) 2009-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101582527A (zh) 反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器
CN108292911B (zh) 低相移高频衰减器
CN1848676B (zh) 正交混合电路
KR100975607B1 (ko) 정합 회로
US7724107B2 (en) Phase shifter having switchable signal paths where one signal path includes no shunt capacitor and inductor
CN101795115B (zh) 多频带匹配电路以及多频带功率放大器
EP2478585B1 (en) Simultaneous phase and amplitude control using triple stub topology and its implementation using rf mems technology
CN101194420A (zh) 移相器装置
CN111525220B (zh) 耦合装置及天线
CN101438459A (zh) 可调谐阻抗匹配网络和可调谐双工器匹配系统
CN111668603A (zh) 一种馈电结构和用于移相器的馈电方法
US7498903B2 (en) Digital phase shifter
CN103563165A (zh) 高频开关
Voisin et al. A 25-50 GHz Digitally Controlled Phase-Shifter
CN109964368B (zh) 用于多模式有源电子扫描阵列的系统和方法
KR101263927B1 (ko) 스위치-라인 형태의 반사부하를 이용한 반사형 위상변환기
KR101548980B1 (ko) 고집적 필터형 위상 천이기
CN112202413B (zh) 多波束相控阵小型化非对称功率合成网络结构及校准方法
CN110112515B (zh) 一种基于mems开关的混合移相器
US6556096B1 (en) Artificial line
KR101988901B1 (ko) 위상 천이기
US8610502B2 (en) Re-configurable amplifier
EP4138209A1 (en) Switchable combiner and/or splitter circuit comprising wilkinson elements
WO2008032311A2 (en) Switched bands phase shifter
CN117749129A (zh) 电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20091118