CN103229355B - 低成本有源天线阵列 - Google Patents

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Abstract

一种发射器系统包括：双向信令（BDS）网络，具有传送第一和第二载波信号的第一和第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对（ai，bi）；还包括多个可调发射器电路，用于驱动天线阵列，每个可调发射器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：乘法器，具有电连接到该可调发射器电路的第一输入线的第一输入端；相位设置电路，电连接到所述乘法器以控制该可调发射器电路的输出信号的相位；以及振幅设置电路，用于控制该可调发射器电路的输出信号的振幅。

Description

低成本有源天线阵列
本申请要求2010年7月1日提交的美国临时申请No.61/360,737的优先权，通过引用将其全部内容并入于此。
技术领域
本发明的实施例总体上涉及用于智能天线的有源阵列，如相控阵列。
背景技术
天线阵列用于诸如雷达和基于波束的通信系统的应用。例如，见R.Mailloux,"Phased Array Antenna Handbook,"2nd edition,ArtechHouse,2005;D.Parker and D.Zimmermann,"Phased Arrays-Part I:Theory and Architectures,"IEEE Trans.Microwave Theory andTechniques,vol.50,March2002;D.Parker and D.Zimmermann,"Phased Arrays-Part II:Implementations,Applications,and FutureTrends,"IEEE Trans.Microwave Theory and Techniques,vol.50,March2002。使用天线阵列的主要原因是它们的在没有任何机械运动的情况下产生诸如可操纵波束的特殊动态辐射方向图（radiation pattern）的能力。
通常，天线阵列的每个阵列单元包括称为天线单元或天线的无源天线和电路模块。一般来说，将天线单元放置在规则网格上。该网格的间距接近或等于天线阵列工作的波长的一半。阵列单元的电路模块可以在简单的情况下是无源相控移动器（passive phased shifter），或者在复杂的情况下是整个无线电装置，包括放大器、混频器、滤波器、数据转换器以及数字电路。如果天线阵列仅包含无源组件，那么将其称为无源天线阵列。如果天线阵列包含有源组件，那么将其称为有源天线阵列。
天线阵列可以产生许多辐射方向图。例如，它们可以接受来自某些方向的输入信号并阻挡来自其他方向的输入信号，或者可以仅发射窄波束，尽管每个天线单元很宽地辐射。在许多应用中这种辐射方向图非常有用。在使用天线阵列的雷达中，如常规系统中那样，在没有任何天线的物理移动的情况下，所发射的信号集中在特定空间方向上，并且仅有的被接受的信号反射来自同一方向。在无线通信系统中，使用发射和接收的信号的空间信道，通常称为波束操纵的技术显著增大了通信系统容量。
天线阵列产生特殊动态辐射方向图的方式是适当地组合来自接收模式的天线单元的接收信号，并且适当地激发发射模式的天线单元。取决于如何执行这些操作，将天线阵列称为模拟天线阵列或数字天线阵列。在模拟阵列中，由模拟电路形成接收和发射辐射方向图，在数字阵列中，在软件控制下通过数字处理形成接收和发射辐射方向图。
目前，最成功的模拟天线阵列是传统相控阵列。在历史上，首先开发了无源电子操纵阵列(PESA)。这种设计使用称为集体馈送器（corporate feed）的信号分发/组合网络和每个天线单元处的无源可调节移相器。这些组件存在很大的损耗，限制了系统性能。逐单个天线单元的添加性（Adding）接收/发射天线(Rx/Tx)放大器模块有助于解决该问题，得到有源电子操纵阵列或AESA，当前流行的军事雷达架构。对于PESA和EISA，集体馈送器和可编程移相器是高性能的昂贵组件。
集体馈送器是由用多个分离器/组合器互连的多个传输线部件制成的无源树形网络。集体馈送器具有连接到树干的起点的一个输入/输出（I/O）端口，和连接到树的顶端树枝的末端的许多I/O端口。网络在电气上是对称的，使得在树干端口处施加的信号同时到达所有树枝端口处。该网络是可逆的，使得在树枝端口处施加的信号经过相同的时间量到达树干端口处。换句话说，信号从树干端口到任何树枝端口以及从任何树枝端口到树干端口的飞行时间是恒定的。此外，集体馈送器是信号组合网络。当将不同输入信号同时施加到树枝端口时，树干端口处的信号是这些输入信号之和。集体馈送器的实际实现是昂贵的，因为该网络含有许多信号分离/组合操作，并且因为传输线部件的长度必须准确地匹配并且以准确的阻抗电终止。所有这些设计条件都是容易产生错误的。
尽管天线阵列技术领域的一端是传统的PESA/EISA相控阵列，其仅使用模拟方法来产生辐射方向图，但是在该领域的另一端是软件配置的数字系统。通常，这些系统使用分别连接到4－12个独立天线的4－12个独立无线电装置。这些无线电装置或这些天线之间没有物理连接。每个无线电装置含有将接收到的信号从模拟格式转换成数字格式并且将发射信号从数字格式转换成模拟格式的数据转换器。
由数字信号处理器在通常称为“波束成形/操纵”软件的特殊软件的控制下产生和/或处理各个4－12个数字发射信号和4－12个数字接收信号。
软件配置的数字阵列可以用标准硬件容易地构建，并且在可编程性方面极其灵活，但是存在根本性的缺点。第一，这些系统的硬件自然是昂贵的，因为存在许多(4-12)无线电系统。再者，这些无线电装置必须具有非常高的性能，以确保天线信号（它们总是模拟的）的数字表示是正确的。第二，产生信号的软件很大并且实时运行，需要很大的处理电力。第三，每个系统仅具有12个或更少的天线会限制阵列性能。一种通常的折中是仅在方位角（azimuth）（水平方向）上形成动态方向图（例如波束等），其仰角（elevation）（垂直方向）上的方向图固定。在形成波束的情况下，通常，这些波束是细长锥体，跨过窄但是长的区域。与此相对照，具有几百或几千个天线的PESA/EISA模拟相控阵列产生在方位角和仰角上都可操纵的窄圆波束。
在原理上，可以根据系统成本和大小的相应增大，调节软件配置的数字阵列中的天线数量。限制系统的物理尺寸的一种通用方法是将尽可能多的无线电硬件放置在相控阵列面板上。这种具有几十甚至几千个单元的高度紧凑的数字阵列旨在用于成本并不是主要的技术驱动力的应用，如一些军事雷达。
在所有模拟处理或所有数字处理定义的这两种技术极端之间，部分地采用模拟技术并且部分地采用数字技术，还存在实现有源天线阵列的其他已知的可能性。例如，可以将大阵列分割成许多子阵列，每个子阵列被设计成一个模拟系统。但是，可以在数字域中生成往来于每个子阵列的信号。
发明内容
本发明的实施例包括利用在每个天线单元处的振幅和相位控制在有源天线阵列或子阵列中分发和聚集接收和发射信号的方法和系统。本发明的实施例中包括的方法和系统包含以前描述的双向信令网络（BDS网络）中的至少一个。例如，见V.Prodanov and M.Banu"GHzSerial Passive Clock Distribution in VLSI Using Bidirectional Signaling,"Proceedings,2006IEEE Custom Integrated Circuits Conference；和2008年7月21日提交的美国专利申请#12/176,897。
通常，BDS网络包括称为“BDS总线”的一组信号分发树形网络和一组本地处理电路。这些本地处理电路称为到达时间平均客户端（ATAC）电路，并且在美国专利申请#12/176,897的说明书中被定义。一种重要的ATAC电路是称为BDS乘法器的模拟乘法器（analogmultiplier）。在本发明中，我们使用ATAC电路或ATAC电路与电子信号的控制下的可调输出振幅和可调输出相位的组合。我们将这些ATAC电路或这种ATAC电路可调振幅和相位的组合称为ATAC电路或TAPA电路。TAPA电路包括子电路，其可以在电子控制下改变信号的振幅和相位，称为“A/P设置”电路。通常，A/P设置电路可以提供全振幅控制、部分振幅控制或零振幅控制，以及全相位控制、部分相位控制或零相位控制。如果A/P设置电路仅提供振幅控制，那么称为“A设置”，如果A/P设置电路仅提供相位控制，那么称为“P设置”。
根据本发明的一个实施例，提供了一种有源阵列发射器电路，包括具有两个BDS树的BDS总线、多个TAPA电路、多个混频器电路、多个A设置电路和多个天线。BDS总线是用频率合成器或其他外部源提供的本地振荡器信号来激励的。每个TAPA电路具有分别连接到BDS总线的第一和第二BDS树的第一和第二输入信号端子。每个TAPA电路具有连接到混频器电路的第一输入信号端子的输出信号端子。每个混频器电路具有第一和第二输入信号端子和耦接到一个天线的一个输出信号端子。每个混频器电路的第二信号输入端连接到A设置电路的输出端。每个A设置电路具有输入信号端子和输出信号端子。所有A设置电路的输入信号端子连接在一起并且从外部源接收调制中间频率（IF）信号。每个TAPA电路包括具有第一和第二输入端和一个输出端的模拟乘法器，和第一、第二以及第三P设置电路，每个P设置电路具有一个输入端和一个输出端。第一P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第一输入端。第一P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第一输入端。第二P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第二输入端。第二P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第二输入端。第三P设置电路的输入端连接到模拟乘法器的输出端。第三P设置电路的输出端连接到TAPA电路的输出端。有源阵列发射器电路还包括独立控制它包括的所有P设置和A设置电路的设置的装置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种有源阵列发射器电路，包括具有两个BDS树的BDS总线、多个TAPA电路、以及多个天线。BDS总线的第一BDS树是用频率合成器或其他外部源提供的本地振荡器信号来激励的。BDS总线的第二BDS树是用调制载波来激励的。第二BDS树的载波的频率与第一BDS树的本地振荡器信号的频率相同。每个TAPA电路具有分别连接到BDS总线的第一和第二BDS树的第一和第二输入信号端子。每个TAPA电路具有耦接到一个天线的输出信号端子。每个TAPA电路包括具有第一和第二输入端和一个输出端的模拟乘法器、具有一个输入端和一个输出端的A/P设置电路、以及第一和第二P设置电路，每个P设置电路具有一个输入端和一个输出端。A/P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第一输入端。A/P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第一输入端。第一P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第二输入端。第一P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第二输入端。第二P设置电路的输入端连接到模拟乘法器的输出端。第三P设置电路的输出端连接到TAPA电路的输出端。有源阵列发射器电路还包括独立控制它包括的所有A/P设置和A设置电路的设置的装置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种有源阵列接收器电路，包括具有两个BDS树的BDS总线、多个TAPA电路、多个混频器电路、多个A设置电路和多个天线。BDS总线是用频率合成器或其他外部源提供的本地振荡器信号来激励的。每个TAPA电路具有分别连接到BDS总线的第一和第二BDS树的第一和第二输入信号端子。每个TAPA电路具有连接到混频器电路的第一输入信号端子的输出信号端子。每个混频器电路具有第一和第二输入信号端子和一个输出信号端子。每个混频器电路的第二输入信号端子通过低噪声放大器或直接耦接到天线。每个混频器电路的输出信号端子连接到A设置电路的输入端。每个A设置电路具有输入信号端子和输出信号端子。所有A设置电路的输出信号端子连接在一起并且将调制中间频率（IF）信号传送到外部电路，如IF无线电接收器级。每个TAPA电路包括具有第一和第二输入端和一个输出端的模拟乘法器，和第一、第二以及第三P设置电路，每个P设置电路具有一个输入端和一个输出端。第一P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第一输入端。第一P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第一输入端。第二P设置电路的输入端连接到TAPA电路的第二输入端。第二P设置电路的输出端连接到模拟乘法器的第二输入端。第三P设置电路的输入端连接到模拟乘法器的输出端。第三P设置电路的输出端连接到TAPA电路的输出端。有源阵列接收器电路还包括独立控制它包括的所有P设置和A设置电路的设置的装置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种有源阵列接收器和发射器中使用的电路，包括具有两个BDS树的BDS总线、附加分发网络以及连接到两个BDS树和附加分发网络的多个TAPA电路。附加分发网络传送的信号与第二BDS树的信号相同，但是与第二BDS树在所有位置处的信号相比相位被移动90度，其中TAPA电路分别连接到BDS树和附加分发网络。每个TAPA电路具有分别连接到BDS总线的第一BDS树、附加分发网络、以及BDS总线的第二BDS树的第一、第二以及第三输入信号端子。每个TAPA电路具有输出信号端子，其提供本实施例的电路的输出。每个TAPA电路包括具有第一和第二输入端和一个输出端的模拟乘法器，以及第一和第二A/P设置电路。模拟乘法器的输出端连接到TAPA电路的输出端。第一A/P设置电路具有分别连接到第一和第二TAPA输入端的第一和第二输入端，和连接到模拟乘法器的第一输入端的输出端。第二A/P设置电路具有连接到TAPA电路的第三信号端子的输入端，和连接到模拟乘法器的第二输入端的输出端。第一A/P设置电路包括对其输入信号的量值进行调节并对它们进行相加的装置。本实施例的电路还包括独立控制它包括的所有A/P设置电路的设置的装置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种有源阵列接收器和发射器中使用的电路，包括具有两个BDS树的BDS总线，和连接到两个BDS树的多个上/下变频电路。每个上/下变频电路具有第一、第二以及第三输入信号端子和提供本实施例的电路的输出的输出信号端子。上/下变频电路的第一输入信号端子连接到第一BDS树，上/下变频电路的第二输入信号端子连接到第二BDS树。每个上/下变频电路包括第一、第二以及第三A/P设置电路、第一和第二混频器以及模拟处理模块。第一A/P设置电路具有连接到上/下变频电路的第一输入信号端子的输入端和连接到第一混频器的第一输入端的输出端。第二A/P设置电路具有连接到上/下变频电路的第二输入信号端子的输入端和连接到第二混频器的第一输入端的输出端。第一混频器具有第一和第二输入端和一个输出端。第一混频器的第二输入端是本实施例的电路的输入端。第一混频器的输出端连接到模拟处理模块的输入端。模拟处理模块具有一个输入端和一个输出端，并提供线性滤波功能。模拟处理模块的输出端连接到第二混频器的第二输入端。第二混频器具有第一和第二输入端和连接到第三A/P设置电路的输入端的一个输出端。第三A/P设置电路具有输入端和连接到上/下变频电路的输出端的输出端。本实施例的电路还包括独立控制它包括的所有A/P设置电路的设置的装置。
总体上，在本发明的一个方面中，提供了一种天线单元阵列的发射器系统，所述发射器系统包括：双向信令（BDS）网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对（ai，bi），每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和多个可调发射器电路，每个可调发射器电路用于驱动所述天线单元阵列的相应不同天线单元，其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线。每个可调发射器电路包括：乘法器，具有电连接到该可调发射器电路的第一输入线的第一输入端；相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到所述乘法器以控制该可调发射器电路的输出信号的相位；以及振幅设置电路，位于所述乘法器之后并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅设置电路用于控制该可调发射器电路的输出信号的振幅。
其他实施例可以包括以下特征中的一个或多个。在每个可调发射器电路内，所述相位设置电路电连接到该可调发射器电路内的乘法器，以实现从包括第一配置和第二配置的组中选择的配置，第一配置使所述相位设置电路位于所述可调发射器电路的第一输入线与所述乘法器的第一输入端之间，并且第二配置使所述相位设置电路位于所述乘法器的输出端与所述可调发射器电路的输出线之间。每个可调发射器电路还包括：功率放大器，具有电连接到该可调发射器电路内的振幅设置电路的输入端，并且用于向所述天线单元阵列的相应天线单元提供驱动信号。
其他实施例还可以包括以下特征中的一个或多个。所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路还包括：上变频混频器，具有用于接收从所述IF发射信号得到的信号的第一输入端、用于从该可调发射器电路中的乘法器的输出端接收信号的第二输入端、以及用于向该可调发射器电路的输出线提供信号的输出端。在所述多个发射器电路的每个可调发射器电路内，该可调发射器电路内的乘法器具有电连接到该可调发射器电路的第二输入端的第二输入端。发射器系统还包括上变频混频器，所述上变频混频器用于将第一载波信号与IF发射信号混合，以生成所述BDS网络的第二网络上的第二载波信号。
其他实施例还可以包括以下附加特征中的一个或多个。在所述多个发射器电路的每个可调发射器电路内，该可调发射器电路内的乘法器具有电连接到该可调发射器电路的第二输入端的第二输入端。所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路还包括：上变频混频器，具有电耦接到该可调发射器电路中的乘法器的输出端的第一输入端、用于接收所述IF发射信号的第二输入端、以及电耦接到该可调发射器电路中的所述振幅设置电路的输出端。所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路（1）还包括具有输出端、第一输入端以及电连接到该可调发射器电路的第二输入线的第二输入端的第二乘法器，（2）其中该可调发射器电路中的所述第一乘法器具有输出端和用于接收所述IF发射信号的第二输入端，以及（3）其中所述第二乘法器的第一输入端电连接到该可调发射器电路中的所述第一乘法器的输出端。
总体上，在本发明的另一方面中，提供了一种天线单元阵列的接收器系统，所述接收器系统包括：双向信令（BDS）网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对（ai，bi），每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和多个可调接收器电路，每个可调接收器电路用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收输入，其中所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路具有输出线，和在所述相位同步位置对中的相应一个相位同步位置对的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线。每个可调接收器电路包括：乘法器，具有电连接到该可调接收器电路的第一输入线的第一输入端并且具有输出端；相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位控制信号用于控制经过所述相位设置电路的信号的相位，所述相位设置电路电连接到所述乘法器；以及混频器，具有用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收信号的第一输入端、用于接收从所述BDS网络获得的本地载波信号的第二输入端以及输出端；以及振幅设置电路，具有输入端、输出端以及用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅控制信号用于控制经过所述振幅设置电路的信号的振幅，所述振幅设置电路连接到该可调接收器电路的混频器和该可调接收器电路的乘法器中的一个。
其他实施例还可以包括以下特征中的一个或多个。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，所述相位设置电路电连接到该可调接收器电路内的乘法器，以实现从包括第一配置和第二配置的组中选择的配置，第一配置使所述相位设置电路位于所述可调接收器电路的第一输入线与所述乘法器的第一输入端之间，并且第二配置使所述相位设置电路电连接到所述乘法器的输出端。所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路还包括：低噪声放大器，具有用于从所述多个天线单元中的相应天线单元接收信号的输入端，和电连接到该可调接收器电路中的混频器的第一输入端的输出端。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路内的乘法器具有电连接到该可调接收器电路的第二输入端的第二输入端。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的混频器的第二输入端电连接到该可调接收器电路的乘法器的输出端。
其他实施例还可以包括以下特征中的一个或多个。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的振幅设置电路的输入端电连接到该可调接收器电路中的混频器的输出端。接收器系统还包括接收信号线，并且其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的振幅设置电路的输出端电连接到所述接收信号线。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
其他实施例还可以包括以下特征中的一个或多个。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的混频器的第二输入端电连接到该可调接收器电路的第二输入线。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的乘法器的第二输入端电连接到该可调接收器电路中的混频器的输出端。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的乘法器的输出端电耦接到该可调接收器电路的振幅设置电路的输入端。在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
总体上，在本发明的另一方面中，提供了一种天线单元阵列的收发器系统，所述收发器系统包括：双向信令（BDS）网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对（ai，bi），每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和多个收发器电路，每个收发器电路连接到所述天线单元阵列的相应不同天线单元。每个收发器电路包括：（1）发射器电路，用于驱动所述天线单元阵列的相应天线单元，所述收发器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括具有电连接到该发射器电路的第一输入线的第一输入端的乘法器；和（2）接收器电路，用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收输入，所述接收器电路具有输出线，和在所述相位同步位置对中的相应一个相位同步位置对的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：（a）乘法器，具有电连接到该接收器电路的第一输入线的第一输入端并且具有输出端；和（b）混频器，具有用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收信号的第一输入端、用于接收从所述BDS网络获得的本地载波信号的第二输入端以及输出端。
其他实施例还可以包括以下特征中的一个或多个。在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，该收发器电路中的接收器电路的输出线电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，所述发射器电路还包括：相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到该发射器电路中的乘法器，以控制该发射器电路的输出信号的相位；和振幅设置电路，位于该发射器电路中的乘法器之后并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅设置电路用于控制该发射器电路的输出信号的振幅。在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，所述接收器电路还包括：相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到该接收器电路中的乘法器，用于控制所述接收器电路的输出信号的相位；振幅设置电路，电连接到该接收器电路中的混频器的输出端，并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端。在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，该收发器电路的接收器电路内的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
以下附图和说明书描述了本发明的一个或多个实施例的详情。根据说明书、附图和权利要求可以显见本发明的其他特征、目的和优点。
附图说明
图1(a)-(c)描述同步系统的示意图，所述同步系统具有由两个独立发生器激励的两个独立树形网络，所述两个独立树形网络具有成对的树枝。
图2描述具有两个普通树形网络的同步系统的示意图，其中检测点被选择成以便形成相位同步对(a1,a2)、(b1,b2)、(c1,c2)…(n1,n2)。
图3示出了典型的无线收发器无线电装置的示意图，包括上变频混合器(上变频器)、下变频混合器(下变频器)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、产生本地振荡器（LO）信号的频率合成器(FrequencySynthesizer)、接收器信道滤波器（信道IF滤波器）、接收器自动增益控制放大器（AGC）、发射器数模数据转换器（DAC）、接收器数模数据转换器（ADC）、以及数字处理硬件（数字BB+MAC）。
图4示出了相控阵列天线系统的无线发射器的示意图，其通过集体馈送器分发PA输出信号，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图5示出了相控阵列天线系统的无线发射器的示意图，其通过集体馈送器分发LO信号，在每个单独的天线处进行中间频率（IF）信号上变频，在每个单独的天线处具有PA，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图6示出了相控阵列天线系统的无线发射器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号，在每个单独的天线处进行IF信号上变频，在每个单独的天线处具有PA，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图7示出了相控阵列天线系统的无线发射器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号和IF信号，在每个单独的天线处具有PA，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图8(a)-(c)示出了A设置、P设置以及A/P设置电路。
图9(a)-(c)示出了A设置和P设置电路的可能实现的示意图。
图10示出了相控阵列天线系统的无线发射器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号，在每个单独的天线处进行IF信号上变频，在每个单独的天线处具有PA，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图11(a)-(d)示出了相控阵列天线系统的各种无线发射器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号和IF信号，在每个单独的天线处具有PA，并且不对天线发射信号进行振幅或相位控制。
图12示出了相控阵列天线系统的无线接收器的示意图，其通过集体馈送器累积LNA输入信号，并且不对天线接收信号进行振幅或相位控制。
图13示出了相控阵列天线系统的无线接收器的示意图，其通过集体馈送器分发LO信号，在每个单独的天线处进行IF信号下变频，在每个单独的天线处具有LNA，并且不对天线接收信号进行振幅或相位控制。
图14示出了相控阵列天线系统的无线接收器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号，在每个单独的天线处进行IF信号下变频，在每个单独的天线处具有LNA，并且不对天线接收信号进行振幅或相位控制。
图15(a)-(b)示出了相控阵列天线系统的无线接收器的示意图，其通过BDS系统分发LO信号，在每个单独的天线处进行IF信号下变频，在每个单独的天线处具有LNA，并且不对天线接收信号进行振幅或相位控制。
图16（a）示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有单个BDS乘法单元和放置在BDS乘法单元（BDSmultiplication）之后的A/P设置电路。
图16（b）示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有单个BDS乘法单元和放置在BDS乘法单元之前的A/P设置电路。
图16（c）示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有单个BDS乘法单元和放置在BDS乘法单元之前的A/P设置电路以及放置在BDS乘法单元之后的另一A/P设置电路。
图16（d）示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有单个BDS乘法单元和放置在BDS乘法单元之前的两个A/P设置电路以及放置在BDS乘法单元之后的一个A/P设置电路。
图17示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有两个乘法单元，具有放置在乘法单元之前的两个A/P设置电路以及放置在乘法单元之后的一个A/P设置电路。
图18(a)示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有一个BDS乘法单元，并具有放置在BDS乘法单元之前的A/P设置电路，该A/P设置电路接收两个相等的但是被移相的输入信号。
图18(b)示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有一个BDS乘法单元，并具有放置在BDS乘法单元之前的两个A/P设置电路，一个A/P设置电路接收两个相等的但是被移相的输入信号。
图18(c)示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有一个BDS乘法单元，具有放置在BDS乘法单元之前的两个A/P设置电路，一个A/P设置电路接收两个相等的但是被移相的输入信号，并且具有放置在BDS乘法单元之后的一个A/P设置电路。
图19示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有两个乘法单元，并具有放置在乘法单元之前的A/P设置电路，该A/P设置电路接收两个相等的但是被移相的输入信号。
图20示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有两个BDS乘法单元并且具有放置在BDS乘法单元之后的A/P设置电路，每个BDS乘法单元接收独立的BDS信号对。
图21示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有一个BDS乘法单元，具有放置在BDS乘法单元之前的两个A/P设置电路，所述A/P设置电路接收多个BDS信号对以及多个相等的但是被移相的信号，并且该TAPA电路具有放置在BDS乘法单元之后的一个A/P设置电路。
图22示出了可在相控阵列天线系统中使用的TAPA电路的示意图，其具有两个BDS乘法单元，具有放置在BDS乘法单元之前的两个A/P设置电路，所述A/P设置电路接收多个BDS信号对以及多个相等的但是被移相的信号，并且该TAPA电路具有放置在BDS乘法单元之后的一个A/P设置电路。
图23示出了在假设直接变频（direct conversion）的情况下图14、15(a)-(b)中的接收器的频率计划（frequency plan）。
图24（a）示出了使用BDS总线传送BDS信号并聚集和传送IF信号的接收器。
图24（b）示出了使用BDS总线传送BDS信号并传送发射器IF信号的发射器。
图25示出了图23中的具有调制BDS信令的频率计划。
图26示出了使用BDS总线传送调制BDS信号并聚集和传送IF信号的TDD收发器。
图27示出了使用第一BDS总线传送调制BDS信号并使用第二BDS总线聚集和传送接收器IF信号的FDD收发器。
在此使用的标题仅用于组织目的，并不是要限制说明书或权利要求的范围。如本申请全文中使用的那样，以允许的含义使用词语“可（以）”（即，有可能的含义），而不是强制性的含义（即，意味着必须）。类似地，词语“包括”意味着包括但是并不限于。为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记表示各个附图所共有的相同元件。
具体实施方式
在详细描述本发明各种实施例之前，首先理解将用于这些各种实施例的双向信号分发概念的操作是有用的。
图1（a）描述两个独立的树形网络的示意图，每个树形网络由树干1和树枝2组成。我们以下一般将其称为BDS（双向信令）总线。每个树形网络的树干和树枝恰当地端接信号传输线路(为了简洁起见，图1（a）中未示出端接电路)，比如微带电线、光波导、声波导或简单的电迹线。树干1和树枝2之间的差别不是实质上的，而只是名义上的差别，以信号传输线路(TL)相对于树形网络输入端口的相对位置为基础。树干1被定义为直接与输入端口连接的信号传输线路。树枝2通过无源或有源电路3与树干1耦接。通过这些耦接电路的信号延迟被假定为或者对所有耦接电路来说都相等，或者彼此成已知的关系。
关于图1（a）描述的树形网络是本说明书中称为TL树形网络的一大类树形网络的特殊情况。通常，TL树形网络具有树干和许多树枝，所述树干是与TL树输入端耦接的TL，所述树枝是或者与树干或者与其它树枝耦接的TL。TL树形网络的层级是在TL树输入端施加的信号所通过的树枝的最大数目加1(把树干视为一个树枝)。例如，图1中的TL树为两层树(输入信号通过一个树干和一个树枝)。
图1（a）中的两个树形网络具有彼此靠近的平行的树干，它们的树枝被配对，以致所有各对树枝4都具有实质相同的物理结构。每对树枝连接到平行树干的位置并不重要。每对中的两根树枝彼此接近（例如，彼此平行或一致（conforming））。
两个发生器5向图1（a）中的树形网络施加输入信号。发生器信号可以是频率f的调制或非调制的载波。因此，例如，生成的信号可以是频率f的非调制载波，其他生成的信号可以是频率f的调制载波。载波是当不存在调制(零调制)时的任何周期性信号，载频是当不存在调制时载波的频率。当存在调制，比如相位调制或频率调制时，载波通常不是周期性信号。
此外，注意，如果在BDS总线的两侧仅传送非调制载波信号，那么可以使用一个发生器而不是两个发生器。在此情况下，将发生器连接到一个树的输入端，并将该树的末端连接到第二个树的输入端。
图1（b）所示的信号分发系统包括附接到网络的多个实质相同的电路块，所述电路块称为“取到达时间平均值客户端”或ATAC电路。块6代表图1a中的ATAC电路之一。图1a中的其它ATAC电路标记为A、B、D、Z、AA和AF。
每个ATAC电路具有两个输入端和一个输出端。ATAC电路输入端均在同一位置连接到树枝对的不同树枝。一些ATAC电路可不同于其它ATAC电路，按照相反的顺序被连接。例如，如果“正常的”连接顺序被定义为使ATAC电路的第一输入端与第一树形网络连接，ATAC电路的第二输入端与第二树形网络连接，那么可通过使一些ATAC电路的第一输入端连接到第二树形网络，使其第二输入端连接到第一树形网络而连接所述一些ATAC电路。
ATAC电路被认为不会以任何显著的方式加重形成树枝的传输线路的负载。换句话说，认为在每棵树上传播的信号不会因ATAC电路的存在而受到干扰。作为进一步的澄清，如果图1（b）中的系统是纯粹的电气系统，那么相对于传输线路的特性阻抗来说，认为ATAC电路的输入阻抗较大，以致ATAC电路只感测树枝上的电压或电流，对树信号没有任何显著影响。如果ATAC电路的数目并不过大，那么这种假定实际上是合理的。
当发生器信号是周期脉冲(零调制)时，这些脉冲在不同的时间到达两个ATAC电路输入端。在这两个输入脉冲之间的时段的中间，ATAC电路产生输出脉冲，因此命名该电路。换句话说，ATAC电路输出脉冲被放在输入脉冲的到达时间之间的平均时间。在Wayne D.Grover“Method and Apparatus for Clock Distribution and forDistributed Clock Synchronization”美国专利No.5361277，1994年11月1日；Michael Farmwald和Mark Horowitz，“Apparatus forSynchronously Generating Clock signals in a Data Processing System”美国专利No.5243703，1993年9月7日；和Charles D.Miller“SignalsDistribution System”美国专利No.5712882，1998年1月27日中更详细地以时钟提取电路的形式描述了ATAC电路关于周期脉冲情况的功能，这些专利的公开内容在此整体引为参考。实际的实现包括PLL和DLL电路。
图1（b）的系统中的ATAC电路的输出具有相位同步载波。从以下分析可以更充分认识到的确如此。为了简洁起见，考虑周期性的无任何调制的发生器信号的情况。图1（b）还表示了具体示出的不同的信号传播路径和时间。标记为A、B、C、Z、AA、AF的ATAC电路将被称为客户端A、B、C等。
参照图1（b），从树输入端到客户端B的信号传播时间为TB1和TB2。我们把称为“同步飞行时间”或者说SFT的参数定义为TB1与TB2之和：
SFT=TB1+TB2
图1（c）表示到客户端D的信号路径和相关的信号传播时间TD1和TD2。这两个参量可如下用TB1和TB2表示：
TD1=TB1-ΔT1
TD2=TB2+ΔT1
参量ΔT1是在客户端B和D的位置之间的树枝上的信号传播时间。把以上两个关系式相加，我们得到：
TD1+TD2=SFT
注意，该关系式是在没有关于客户端D在其树枝对上的位置的任何特定假设的情况下得到的。于是，对于所考虑的树枝对，SFT是恒量。依据类似的论证，可以看到所有树枝对都具有恒定的SFT。此外，我们能够证实所有树枝对的SFT具有相同的值，于是，SFT是系统常数。
因此，可以断定对于图1（a）中的分配系统（例如，彼此靠近的平行线），置于树枝对上的任意位置处的所有客户端(ATAC电路)检测从其相应的发生器开始的组合总传播时间为恒量(SFT)的信号。平均脉冲到达时间是等于SFT值的一半的绝对时刻(假定时间零被定义为当发生器产生脉冲时的时刻)。于是，所有客户端输出处于精确的相位同步。这种性质与脉冲发生时间无关。
尽管图1（a）的系统中的客户端被布置在不同的空间坐标处，不过如果输入是周期信号，即，未调制的载波，那么它们的输出的相位精确对准。其带宽相对于载波较小的角调制的添加不会以任何明显的方式改变实际的系统行为。
由于SFT是系统不变量，因此SFT的任何函数也是不变量。为此，通常可以使用产生作为SFT的函数的输出的任何客户端电路来获得全局相位同步。为了清楚起见，这里术语“函数”指的不是任何具体公式，而是联系固定集合的每个元素(例如，数字)的单一值的一般数学概念。
实现SFT的函数的电路被称为同步客户端或者“S客户端”。ATAC电路是所有可能的S客户端的特殊情况。简单的S客户端(它不是ATAC电路)应是锁定在偏离平均脉冲到达时间的恒定时间偏移处的DLL(延迟锁定环)。可从越过两个网络的脉冲串的周期得到恒定时间延迟ΔT。关于当使用正弦载波信号时的情况的S客户端的其它例子有模拟乘法器，在NARO，A Proposal for a Very Large ArrayRadio Telescope，Vol.II，National Radio Astronomy Observatory，Green Bank，West Virginia，Ch.14，1967；和Richard R Goulette“Technique for Distributing Common Phase Clock Signals”美国专利No.6531358B1，2003年5月13日中可找到其示例，上述文献的内容在此整体引为参考。其它例子包括具有相位偏移的模拟乘法器。
为了理解为什么乘法器对于生成BDS总线上的两个载波信号的同步时间来说很有用，考虑以下描述。乘法器以第一条线上的点X处的第一载波信号和第二条线上的同样在点X处的第二载波信号作为其两个输入。相对于双总线内的基准点，第一载波信号在相位上移位了量第二载波信号在相位上移位了量即，可以将这两个载波信号表示为和因此，乘法器产生这两个信号之积作为其输出，如下所示：
换句话说，在与中点相隔相等电距离（长度）处的两个点处的两个非调制载波信号的简单相乘会得到DC项和发射信号频率的两倍频率的相位不变量项通过AC耦合可以容易地消除DC项，剩余的项提供了相对于基准相位存在精确的相位关系的同步信号。
再次参照图1（a），所示出的系统的第一种普遍化形式是树干形状被扭曲的系统。从图1(a)中的初始系统开始，可扭曲树干，而对客户端输出的载波同步没有任何影响，只要树干具有相同的区段长度。改变树干长度或者甚至扭曲树干的物理形状(只要两个树干都具有相同的区段长度)的一个效果是全局定时基准偏移。类似地，如果在长度和形状方面扭曲所有树枝，同时仍然保持两个位置之间的相同长度的区段，那么同样如此。
还一种普遍化形式是如下的系统：其中存在形状或尺寸不相等的两棵树，每棵树具有一个树干和按照任意数量层级连接的任意数量的树枝，发生器激励每个树干，如图2所示。可以选择各对树点，以致每对包含出自第一棵树的一个点和出自第二棵树的一个点。这些树点对被称为相位同步对。每个相位同步对具有唯一的SFT。通常，能够识别出具有相同SFT的许多相位同步点。例如，能够任意选择分别位于一棵树上并形成第一对的两个点。
对于该特定第一点对，存在作为从发生器#1到该对中的第一个树点的信号传播时间与从发生器#2到该对中的第二个树点的信号传播时间之和计算的SFT。接下来，可以离开第一棵树上的发生器#1，走向第二棵树上的发生器#2，找出具有相同SFT的其它点对。此外，可以搜索其它树枝，找出具有相同SFT的其它点对。显然，对于任何双树网络，存在许多可能的SFT和相关的多组树点对。具有相同SFT的一组同步对被称为同步对集合。图2图解说明了三个相位同步对(a1,a2)、(b1,b2)和(c1,c2)的集合。
图2中的更一般的系统可用于仅基于点的一个子集生成具有相位同步载波的信号。实际上，一般来说，同一网络配置能够生成许多组载波同步输出，每个组使用相位同步对的一个特定集合。图1（a）的网络是一个特殊情况，其中彼此相邻布置的树枝上的所有相邻点形成相位同步对的一个集合。
现在描述如何使用双向信令（bidirectional signaling）概念来实现与天线阵列一起使用以产生方向性可操纵波束方向图（beam pattern）的收发器。
基于集体馈送信号分发的有源阵列发射器
图3示出了使用单个天线102的典型无线收发器无线电装置100的示意图。发射器部件包括数模（DAC）转换器104、上变频器混频器(上变频器)106以及功率放大器(PA)108。频率合成器(FrequencySynthesizer)110生成上变频器混频器106使用的本地振荡器（LO）信号112。发射信号由基带（BB）和媒体访问控制（MAC）处理器114在数字域中生成，并由DAC104转换成模拟格式。DAC104的输出处模拟信号是中间频率（IF）信号，其为IF载波的调制信号。通常，IF载波频率比天线102发射的载波频率低得多。这一限制是由DAC的操作施加的。不是特别昂贵的通常的DAC不能在非常高的载波频率下生成。上变频器混频器106将载波频率从IF向上转换到天线载波频率，其称为射频或RF。
在零或非常低的IF的情况下，发射器将包括两个DAC和两个上变频器混合器（图3未示出）。这两个DAC从数字处理器接收两个独立信号，通常称为同相（I）信号和正交相位（Q）信号。在从IF分别上变频到RF之后，RF处的I和Q信号将被相加并作为单个组合信号施加给功率放大器。在零或低IF的情况下使用I和Q信号的原因是要生成单边带（single-side band）发射信号，如大部分现代无线通信系统所要求的那样。当IF足够高时（例如，大于发射信号带宽），不必进行I/Q处理并且单个IF信号就足够了。图3所示的系统表示DAC104生成频率足够高的IF信号以避免进行I/Q处理的必要的情况。在实际中，可以选择足够低的这种IF，从而不需要非常昂贵的DAC。
需要强调的是，无论IF值如何（零IF、低IF、中间IF或甚至非常高的IF），本说明书中的所有考虑通常都是有效的。仅仅为了简洁的原因，在发射器情况和接收器情况下（见以下各节），我们给出没有I/Q处理的系统（IF频率大于信号带宽），但是对于具有I/Q处理的情况，同样的方案和架构也是有效的。对于本领域普通技术人员显而易见的是，I/Q情况是一种简单的扩展。
图3示出了通过双工器或天线开关118将发射信号从功率放大器108的输出端耦接到天线102。当将发射器和接收器均电连接到天线时使用这些装置。通常，当发射和接收RF不同时，在频分复用（FDD）系统中使用双工器。双工器是将发射和接收路径相互隔离的无源滤波器，同时将天线始终电连接到发射和接收电路。通常，在使用同样的接收和发射RF的时分复用（TDM）系统中使用天线开关。在发射模式下，将天线仅电连接到发射器，在接收模式下，将天线仅电连接到接收器。
（注意，在本文所有描述中，当说将一个元件连接或电连接到另一元件时，除非特别指出，否则可以通过中间元件进行这种连接或电连接。换句话说，除非明确说明，否则并不意味着仅仅是直接连接。）
如果代替将发射信号施加到单个天线，我们将发射信号施加到多个天线（例如天线阵列），我们可以使用图4所示的发射器系统，其通常用于经典的相控阵列。由于该情况仅示出了一个发射器，因此不必包括双工器或天线开关。如果将接收器添加到该图，那么会存在这些装置。
集体馈送器122将功率放大器输出信号分发到天线阵列120的每个天线单元。此前在通用术语中描述了集体馈送器。图4所示的特定集体馈送器具有二元树架构。如图所示，集体馈送器122首先将功率放大器108的输出信号分成两个理论上相同的信号，然后它将每个所得信号再次分成两个理论上相同的信号，如此继续，直到所有天线接收到相同的信号。制造集体馈送器的主要的实际挑战是信号分割和通过所有树枝的信号传输的精度，使得施加到天线的信号以非常小的相位和量值误差实际上相同。集体馈送器有严格的几何限制，因为对输出信号精度的主要贡献因素是多级几何对称性。
如图4中的二元树架构的集体馈送器是最简单的这种组件，并且在线性阵列中很有用。如果阵列是二维的（例如，平面的），那么需要更复杂的集体馈送器，如基于H树的集体馈送器。在此情况下，在每个节点处信号分成四个相同的分量，这在实际上产生了严重的挑战。
另一种描述通过集体馈送器分发RF信号的方式是将其称为“并行同步分发”。从集体馈送器的根部（连接到图4中的功率放大器108的输出端）开始的信号波的前沿（front）朝着天线传播，接连地分成许多波前沿，这些波前沿一起“并行地”传播，同时或者同步地到达天线，尽管这些天线位于空间中的不同位置处。串行分发（如将RF信号从第一天线发送到第二天线，再发送到第三天线，如此继续）不会得到同步天线阵列操作，因为会存在添加到每个单个天线信号的显著的延迟。当这些延迟与调制发射器信号中包含的符号（这些符号携带有要发射的信息）的持续时间相比较大时，这些延迟是很大的。一旦将发射器信号上变频到RF，符号持续时间会变得与由于RF信号分发导致的延迟相当。
图5示出了与图4的用于实现相同发射器功能的一种不同方法。在该图中，使用集体馈送器122分发LO信号，而不是调制RF信号。每个天线单元102的相应上变频器混频器106分开地将模拟发射IF信号上变频到RF。在此情况下不必使用集体馈送器来分发IF信号的原因是由于经过系统的电磁波传播而导致的信号延迟与IF处的符号持续时间相比较小。
基于BDS信号分发的有源阵列发射器
通过使用上述BDS分发，可以取消集体馈送器。在此情况下，通过BDS方法自动补偿由于串行连接性导致的大延迟。图6示出了与图5所示的方案对应的方案，但是该方案具有用于分发LO信号的BDS总线130和BDS乘法器132。在此情况下，BDS乘法器132生成同步LO信号，并且与每个天线单元122相关联的上变频器混频器106将模拟IF发射信号变频成供每个天线单元102之用的RF。因此，在此示例中，BDS乘法器132和上变频器混频器106的数量相同。
如应当显见的，图6的系统在混频器/乘法器电路使用方面是有冗余的，因为BDS乘法器中包括了上变频混频器的功能。图7示出了消除这种冗余性的较简单的配置，其中在通过两个BDS树中的一个来分发之前，将IF信号上变频到半RF仅一次。更具体来说，存在一个上变频器混频器106，其接收LO信号并生成被提供给BDS总线130的另一树的RF信号。因此，BDS总线的一个树传送LO信号，BDS总线的树枝传送RF信号。BDS乘法器132将这两个分发信号相乘，以生成实际上同步的RF分发。（注意，BDS树可以仅仅是BDS线路或BDS树干而没有树枝。换句话说，本文中的词语“树”的使用并不意味着BDS树要如图3所示的那样复杂，这对于本文的其余部分也是如此。）
电子控制下的振幅和相位设置
至此为止所考虑的有源阵列发射器具有同步天线信号，但是没有改变各个天线信号的相对相位或振幅的机构。该能力对于产生各种辐射方向图来说是必要的，并且是通过使用图8(a)-(c)所示的称为A设置、P设置或A/P设置电路的附加电路来实现的。
A设置电路等效于可变增益放大器，如图9（a）所示。输出信号振幅与输入信号振幅之比是可编程的，并且是通过电子控制来设置的。通常，该控制是模拟或数字（优选）控制，改变诸如偏压条件、反馈电阻器比等的电路参数。
P设置电路具有在电子控制下在相位（或时间）上移动输入信号的基本能力。图9（b）和9（c）示出了P设置电路的可能实际实现。在图9（b）中，使用多个延迟单元140将输入信号延迟固定量，并且在电子控制下的多入/单出开关（或复用器）142用于将输入的所需延迟版本连接到输出端。
图9(c)示出了一种不同类型的P设置电路。该电路利用向量求和的原理。首先通过与常数相乘在振幅方面对正交信号（I和Q）进行加权（作为替换方案，可以使用A设置电路来实现这一处理），然后将相乘后的信号相加。根据权重值（即，振幅变化），输出信号的相位移动良好控制的值。
A/P设置电路可以在电子控制下设置输出振幅和输出相位。在原理上，A/P设置电路是A设置和P设置电路的串联组合，如图8（c）所示。除了作为P设置电路以外，可以使用图9（c）的I/Q向量求和电路作为A/P设置电路。（注意，在此描述的电路中，使用A/P设置电路意味着它可以控制振幅和相位两者，也可以仅控制相位，或者仅控制振幅。）
带有BDS分发和振幅/相位控制的有源阵列发射器
图10中的天线阵列发射器是从图6中的电路通过在网络中的各个点处附加A设置和P设置电路而得到的。该拓扑仅仅是为图6的基本发射器赋予独立控制各个天线信号的振幅和相位值的能力的许多可能性中的一个。数字控制是优选的，但是模拟控制也是可以的。
有用的是具有与每个BDS乘法器相关联的至少一个P设置电路，要么位于BDS乘法器的输入端之一处，要么位于BDS乘法器的输出端处。所示的电路包括位于相对于BDS乘法器的两个位置处的P设置电路。
类似的是，有用的是具有与每个上变频器混频器106相关联的至少一个A设置电路，要么位于上变频器混频器的输入端之一处，要么位于上变频器混频器的输出端处。所示的电路包括位于相对于上变频器混频器的两个位置处的A设置电路。
图11（a）示出了从图7的电路得到的天线阵列发射器，其中对传送到BDS的树之一的信号执行上变频。更具体来说，上变频器混频器106对IF发射信号进行上变频，将它传送到BDS树之一，使得一个BDS树传送LO信号并且其他BDS树传送调制LO信号。
有用的是包括与每个BDS乘法器132相关联的P设置电路。在所描述的实施例中，P设置电路在到BDS乘法器的输入线上，更具体来说，在从BDS总线接收分发的非调制LO信号的输入线上。P设置电路可以位于其他位置上（例如，其他输入线或输出线上）。但是，与控制调制信号的相位相比，控制非调制信号的相位较容易。
类似的是，有用的是包括与每个BDS乘法器132相关联的至少一个A设置电路，要么位于BDS乘法器的输入端之一处，要么位于BDS乘法器混频器的输出端处。图11（a）所示的系统包括位于每个BDS乘法器的输入和输出两者处的A设置电路，但是应当明白，对非调制信号更容易进行振幅的设置。图11（b）示出了一种替换方式，其中A设置电路位于BDS乘法器的具有P设置电路的同一输入端上，以及位于每个BDS乘法器的输出端处。图11（c）示出了还一方式，其中，A设置电路位于BDS乘法器的没有P设置电路的输入端上，以及位于每个BDS乘法器的输出端处。图11（d）示出了还一方式，其中，A设置电路仅位于每个BDS乘法器的输出端上。
基于集合馈送信号聚集的有源阵列接收器
使用单个天线的图3的典型无线收发器中的接收器子系统包括低噪声放大器(LNA)150、下变频混频器(下变频器)152、信道IF滤波器154、自动增益控制器(AGC)156、模数转换器(ADC)158以及基带数字处理115。接收器下变频器混频器152使用频率合成器110生成的LO信号。通常，低噪声放大器150从天线102接收到非常小的所需信号和其他很大的无用干扰信号。下变频器混频器152将该组合信号移动到IF，在IF上，滤波器去除无用干扰。自动增益控制器156将所需信号放大到模数转换器158能够以合适的分辨率对其进行数字化的水平。在数字化之后，对接收的信号进行进一步处理，使得可以提取它携带的数字信息。
与发射器情况类似，利用集体馈送器，可以使用天线阵列来代替单个天线。图12示出了这种使用供线性阵列120之用的二元拓扑集体馈送器122的系统。在此情况下，天线信号沿着与发射器信号相比相反的方向传播，并且它们在朝着低噪声放大器150的输入端移动的时候聚集起来。平面阵列需要更复杂的集体馈送器，如基于H树的配置。
图13示出了使用集体馈送器122进行LO信号分发并且使用供每个天线信号之用的下变频混频器152的接收器。更具体来说，它具有供每个天线单元102之用的下变频混频器152。来自每个天线单元102的接收信号被相关的低噪声放大器150放大并提供给下变频混频器152的一侧。集体馈送器122将来自频率合成器110的LO信号分发到每个下变频混频器152，下变频混频器152接着使用该信号将放大信号下变频成模拟IF接收信号。通过将所有IF信号一起简单地系到同一条线上，来在IF上实现信号聚集。如在发射器情况中那样，与符号持续时间相比，IF上的信号延迟较小。
基于BDS LO信号分发的有源阵列接收器
如果用BDS LO分发替代图13中的集体馈送器LO分发122，我们将获得图14所示的接收器。如在其他示例中那样，通过BDS总线130实现BDS LO分发，该BDS总线130具有在该总线上的各个位置处连接的BDS乘法器170，每个上变频混频器152/天线单元102一个BDS乘法器170。
该方案的一个变形例使用BDS总线不仅进行LO分发，而且还进行IF信号的聚集。换句话说，代替如图14中那样具有用于连接来自各个天线的IF信号的分开的IF线，BDS树之一将用于此目的。这在原理上是可行的，因为LO和IF信号的频率相隔很宽。需要简单的滤波器来分开这两种信号。例如，图14中的BDS总线与BDS乘法器之间的连接将包含高通滤波器，允许LO信号进入BDS乘法器170，但是阻挡IF信号。使用阻挡LO信号的低通滤波器会从BDS总线提取聚集的IF接收信号。
带有BDS LO分发和振幅/相位控制的有源阵列接收器
如在发射器情况中那样，我们可以修改图14的接收器，以增加对各个天线信号的振幅和/或相位控制的能力。如先前描述的发射器的情况那样，这使得我们能够电子地控制天线阵列的波束方向图的形状和方向。图15(a)示出了使用P设置和A设置电路的这种修改。如所示的，将P设置电路附加到每个BDS乘法器170的一个输入端，将A设置电路附加到每个下变频混频器152的输出端。
图15（b）示出了另一方式。在此示例中，在信号传递到相应的下变频混频器152之前，也在BDS乘法器170的每个输出端附加P设置电路。还存在在网络中的各种其他点处放置A/P设置、A设置或P设置电路的其他布置，与结合发射器先前描述的情况类似。
具有两个输入端子的TAPA电路
此前，分开地讨论了发射器和接收器。在此使用的术语“收发器”是指单独的发射器或单独的接收器或包括发射器和接收器两者的系统。以上讨论的使用BDS总线的有源阵列收发器包含具有两个输入端子的TAPA电路（可调振幅和相位ATAC电路），每个输入端子耦接到BDS总线的两个树中的相应一个。接下来，给出这种TAPA电路的一般情况。
图16(a)-(d)示出了具有两个输入端的第一类TAPA电路。该类TAPA电路包括单个BDS乘法器（或混频器）180和连接到至少一个BDS乘法器（或混频器）端子的至少一个A/P设置电路，以允许来自BDS总线130的所有信号都朝着输出端传播。在这些示例中，在电子控制下，A/P设置电路能够调制经过它们的信号的振幅、相位或振幅和相位两者。
这些TAPA电路提供与连接到相同输入单的虚拟BDS乘法器的输出相干的输出信号，这些输出信号的振幅和相位值由电子控制电路（例如，编程数字处理器）来控制。BDS总线的每个树传送频率f上的调制或非调制载波，一个树传送一个方向（例如向下方向）上的信号，另一树传送相反方向（例如向上方向）上的信号。如果一个树传送调制载波信号，那么另一树传送非调制信号。
图17示出了具有两个输入端的第二类TAPA电路。该类TAPA电路包括两个BDS乘法器（或混频器）190a和190b，和连接到至少一个BDS乘法器（或混频器）端子的至少一个A/P设置电路，以允许来自BDS总线的所有信号都朝着输出端传播。对来自BDS乘法器（或混频器）190a的信号执行附加处理（例如滤波），以去除BDS乘法器（或混频器）190a产生的无用频带。注意，如果在发射器内使用该实现，那么到乘法器（或混频器）190a的输入是IF信号，整个电路的输出是RF信号。另一方面，如果在接收器内使用该实现，那么到乘法器（或混频器）190a的输入是RF信号，整个电路的输出是IF信号。
图17中的特定实施例包含如图所示的三个A/P设置电路。该类TAPA电路可以提供信号同步、振幅/相位控制以及变频（上或下变频）。与第一类TAPA电路相比增加的变频功能是由于使用两个乘法器或混频器的结果。这类似于图10的发射器或图15(a)-(b)的接收器，其每个天线电路包含两个乘法器或混频器。
带有三个输入端子的TAPA电路
在原理上，需要在BDS总线中使用至少两个分发树网络，以能够基于BDS原理在整个系统上实现信号同步。然而，通过使用带有三个分发树网络而不是两个分发树网络的BDS总线，其他收发器电路也是可能的。这些其他收发器电路的拓扑与之前讨论的拓扑（见图6、7、10以及11（a）-（d））以及它们的变形相似。使用两个以上树分发网络的主要原因是要方便更好的TAPA电路的设计，其可以利用信号分发冗余性的优点。
图18（a）示出了具有三个分发树网络的BDS总线200（如在其他图中那样，仅示出了树网络的局部部分）。两个网络202(a)和202(b)是沿相反方向传播信号的通常的BDS网络。一般来说，我们将一个方向称为“向上”，将另一方向称为“向下”。第三分发树202（c）也传送向上传播的信号。该信号的载波与向上传播的其他信号的载波相同，只是它的相位相对于所述信号被移动固定量。例如，在网络202（b）上向上传播的信号之一具有载波相位PI，在网络202（c）上向上传播的其他信号具有载波相位P2。
图18（a）的TAPA电路包含两个输入端连接到信号向上传播的树（即，树202（b）和树202（c））的A/P设置电路。电路的其余部分与图16（b）中的电路相同。该TAPA电路的A/P设置电路可以基于图9（c）所示的向量求和原理高效地实现。优选地，两个相位P1和P2应当差别90度（即，向上传播的两个信号应当正交），但是也可以接受许多其他相位移位。图18（b）和（c）示出了该电路的各种扩展。图19中的电路类似于图17所示的电路。
图20示出了具有三个分发树网络的BDS总线的不同使用。该TAPA电路使用两个BDS乘法器310提取相位关系固定的两个信号，如正交信号（如果P1和P2相差90度的话）。跟随的A/P设置电路可以使用图9（c）的向量求和方法。
带有多个输入端子的TAPA电路
图21和22示出了以上针对带有三个输入端子的TAPA电路引入的概念的推广。通常，我们使用BDS总线310，其具有向上传送不同相位的信号的多个分发树和向下传送不同相位的信号的多个分发树。可以将带有多个输入端的TAPA电路设计成利用向上和向下方向的信号分发冗余性，以获得高度精确的相位和量值调节功能。
例如，图21中的TAPA电路是图18（c）中的TAPA电路的推广。不是使用图18（c）中的组合经典同相（I）和正交（Q）信号，图21的TAPA电路使用组合多个相位信号的A/P设置电路。例如，A/P设置电路以来自向上传送信号的树之一的信号作为其输入之一，并以来自其他树中的任何一个的信号作为其输入中的其他输入。这允许得到所需输出效果的最优信号组合的更多可能性（例如，产生相位移位和/或振幅调节）。当A/P设置功能最容易实现时，定义了这种最优条件。
图22中的TAPA电路是图19中的TAPA电路的推广。与之前的讨论类似，该推广的主要好处是使用多个相位控制来获得最优（容易的）A/P设置电路。
使用BDS总线进行IF接收器信号聚集和传输
在以上讨论的接收器电路中（例如图14、15(a)-(b)），在独立的IF总线上聚集和传输接收器IF信号。IF总线的导线的最小数量是两条，因为存在同相（I）和正交（Q）IF信号，当然假设使用同相和正交信号。在典型的实际实现中，IF总线包含四条导线，因为差分设计是优选的。两条导线用于聚集和传送同相（I）差分IF信号，两条导线用于聚集和传送正交（Q）差分IF信号。
根据本发明的一个方面，阵列中的每个接收器都连接到BDS总线和IF总线。假设非差分（也称为单端（single-ended））设计，那么BDS总线的最小导线数量是两条（沿相反方向传播的两个信号）。然而，在大部分实际情况下，差分设计的使用需要至少四条导线（两条导线用于沿一个方向传播的差分BDS信号，两条导线用于沿相反方向传播的差分BDS信号）。因此，在非差分设计中，每个接收器将连接到至少四条导线（两条用于BDS总线，两条用于IF总线），在差分设计中，每个接收器将连接到8条导线（四条用于BDS总线，四条用于IF总线）。尽管在系统组装的通常能力内在板上布线8条导线没有问题，但是出于成本的原因，最小化导线数量仍然是所期望的。接下来，我们表明可以在单个总线上传输BDS信号和IF信号，其具有用于差分设计的四条导线和用于非差分设计的两条导线。
图23示出了假设直接变频（零IF），即，假设来自天线的RF信号在一个步骤中被变频到基带的情况下的前述接收器（例如，图14、15(a)-(b)）的典型频谱。自然，直接变频需要I/Q处理。换句话说，存在两个实IF信号（I和Q）。通常将I/Q信号对称为“复IF”信号。图14、15(a)-(b)通常涉及复IF信号。
图23所示的BDS信号的频率是f，来自天线的RF信号的频率是2f。在直接变频之后，复IF信号是DC的（零频率）。因此，显然，该接收器系统中的各个信号的频率分离得很宽。因此，可以在同一发射装置上组合它们（假设线性系统），而不会产生相互干扰，并且容易通过频率选择性滤波器分离它们。
图24（a）说明了用于复IF信号聚集和传输的BDS总线的使用。简单地将I和Q IF信号转储（dump）到提供频率f的向上和向下非调制载波信号的同一BDS总线。BDS乘法器170'生成经过A/P设置电路的同步载波信号。由于BDS总线包含低频率低IF信号，因此BDS乘法器170'必须能够排除这些信号。该功能能够通过在BDS乘法器输入端（图中未示出）中简单地使用高通滤波器来实现。作为替换方式，可以在BDS乘法器的输出端处使用滤波器。使用90度移相器330来实现复IF信号的生成，尽管复IF生成的其他方法也是可用的。移相器330处理A/P设置电路的输出，以生成相位与同步载波信号偏离90度的波形信号。使用这两个载波信号，两个接收器混频器332对接收到的信号进行下变频以生成同相接收器中间频率(IF)信号和正交中间频率(IF)信号。然后，在将I和Q信号转储到BDS总线130中的两个网络中的相应一个上之前，通过相应的电子控制的A设置电路来处理I和Q信号中的每一个。
假设直接变频和使用复IF信号，图23中的频率计划也可以与图6中的发射器相联系地使用。类似于接收器情况，可以使用BDS总线130来传送发射器复IF信号，如图24（b）所示。这样，BDS总线130的一个网络（例如，向上传送信号的网络）传送非调制载波信号和发射器IF同相信号；并且另一网络（例如，向下传送信号的网络）传送非调制载波信号和发射器IF正交信号。在将IF I/Q信号应用到上变频混频器336之前，需要附加的滤波器334来去除BDS载波。如在接收器情况中那样，可以利用A设置电路执行IF信号量值调节。
可以同时使用图24（a）中的接收器和图24（b）中的发射器。在此情况下，一种显而易见的变形是在接收器BDS总线上传送发射器IF复信号并且在发射器BDS总线上传送接收器IF复信号。
图23示出了在频率f处有充足的空间来放置调制信号，在频率上距离任一信号都仍然非常远。这表明图24的方案可以与图11(a)-(e)中的上变频方案相组合。例如，图25示出了将发射器调制信号放置在BDS线之一上。图26示出了相应的收发器电路400。这是以TDD（时分复用）模式操作的收发器，即，发射器和接收器部分在不同时间（不同时）操作。在发射模式下，电路如图11中的电路那样操作，而在接收器模式下，电路如图24中的电路那样操作。
在收发器400中，BDS总线130具有：第一网络或树，其中频率f的非调制载波信号“向下”传播；和第二网络或树，其中在Tx模式期间调制载波信号（IF信号）“向上”传播，在Rx模式期间频率f的非调制载波“向上”传播。电路的接收器侧可以如图15和24所示的那样构成。它包括：BDS乘法器170'，用于生成同步载波信号；和下变频I/Q混频器对332'，用于生成中间频率(IF)I/Q信号对，具有转储到“向上”网络的I信号和转储到“向下”网络的Q信号（或者与此相反）。如结合图24所示的电路说明的那样，BDS乘法器170'包括滤波以阻挡也在BDS总线上传送的IF信号。此外，注意，在BDS乘法器170'的输出端处放置A/P设置电路，尽管如应当从先前的描述显见的那样，根据性能要求，可以在多个其它位置中放置A设置、P设置和/或A/P设置电路。
图27示出了与图26中的收发器等效的FDD（频分复用）。在此情况下，发射器和接收器同时操作，但是接收器RF频率与发射器RF频率不同。这样，存在两个BDS总线430和432，一个供在频率f1上操作的接收器之用（BDS总线432），一个供在频率f2上操作的发射器之用（BDS总线430）。对于直接上变频和直接下变频设计（一步频率转换），f1在半接收器RF，f2在半发射器RF。图27所示的电路的结构的描述与图26所示的电路的描述基本上相同，只是使用了两个BDS总线，一个用于发射器侧，另一个用于接收器侧。
可以将图26中的收发器视为图27中的收发器的“退化”形式，其中两个BDS总线合并成一个。我们观察到图26中的收发器可以在FDD系统中使用，如果在电路内使用附加的滤波器的话。这在理论上是可行的，因为在图27中在两个BDS总线上传播的各个信号在频率上不交叠，并且可以用频率选择性滤波器来分离。
其它实施例在以下权利要求中。

Claims (27)

1.一种天线单元阵列的发射器系统，所述发射器系统包括：
双向信令BDS网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对(ai，bi)，每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和
多个可调发射器电路，每个可调发射器电路用于驱动所述天线单元阵列的相应不同天线单元，其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：
第一乘法器，具有电连接到该可调发射器电路的第一输入线的第一输入端；
相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到所述第一乘法器以控制该可调发射器电路的输出信号的相位；以及
振幅设置电路，位于所述第一乘法器之后并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅设置电路用于控制该可调发射器电路的输出信号的振幅。
2.根据权利要求1所述的发射器系统，其中在每个可调发射器电路内，所述相位设置电路电连接到该可调发射器电路内的第一乘法器，以实现从包括第一配置和第二配置的组中选择的配置，第一配置使所述相位设置电路位于所述可调发射器电路的第一输入线与所述第一乘法器的第一输入端之间，并且第二配置使所述相位设置电路位于所述第一乘法器的输出端与所述可调发射器电路的输出线之间。
3.根据权利要求1所述的发射器系统，其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路还包括：功率放大器，具有电连接到该可调发射器电路内的振幅设置电路的输入端，并且用于向所述天线单元阵列的相应天线单元提供驱动信号。
4.根据权利要求1所述的发射器系统，用于处理IF发射信号，并且其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路还包括：上变频混频器，具有用于接收从所述IF发射信号得到的信号的第一输入端、用于从该可调发射器电路中的第一乘法器的输出端接收信号的第二输入端、以及用于向该可调发射器电路的输出线提供信号的输出端。
5.根据权利要求4所述的发射器系统，其中在所述多个发射器电路的每个可调发射器电路内，该可调发射器电路内的第一乘法器具有电连接到该可调发射器电路的第二输入端的第二输入端。
6.根据权利要求1所述的发射器系统，还包括上变频混频器，所述上变频混频器用于将第一载波信号与IF发射信号混合，以生成所述BDS网络的第二网络上的第二载波信号。
7.根据权利要求6所述的发射器系统，其中在所述多个发射器电路的每个可调发射器电路内，该可调发射器电路内的第一乘法器具有电连接到该可调发射器电路的第二输入端的第二输入端。
8.根据权利要求1所述的发射器系统，用于处理IF发射信号，并且其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路还包括：上变频混频器，具有电耦接到该可调发射器电路中的第一乘法器的输出端的第一输入端、用于接收所述IF发射信号的第二输入端、以及电耦接到该可调发射器电路中的所述振幅设置电路的输出端。
9.根据权利要求1所述的发射器系统，用于处理IF发射信号，并且其中所述多个可调发射器电路的每个可调发射器电路(1)还包括具有输出端、第一输入端以及电连接到该可调发射器电路的第二输入线的第二输入端的第二乘法器，(2)其中该可调发射器电路中的所述第一乘法器具有输出端和用于接收所述IF发射信号的第二输入端，以及(3)其中所述第二乘法器的第一输入端电连接到该可调发射器电路中的所述第一乘法器的输出端。
10.一种天线单元阵列的接收器系统，所述接收器系统包括：
双向信令BDS网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对(ai，bi)，每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和
多个可调接收器电路，每个可调接收器电路用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收输入，其中所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路具有输出线，和在所述相位同步位置对中的相应一个相位同步位置对的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：
乘法器，具有电连接到该可调接收器电路的第一输入线的第一输入端并且具有输出端；
相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位控制信号用于控制经过所述相位设置电路的信号的相位，所述相位设置电路电连接到所述乘法器；以及
混频器，具有用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收信号的第一输入端、用于接收从所述BDS网络获得的本地载波信号的第二输入端以及输出端；以及
振幅设置电路，具有输入端、输出端以及用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅控制信号用于控制经过所述振幅设置电路的信号的振幅，所述振幅设置电路连接到该可调接收器电路的混频器和该可调接收器电路的乘法器中的一个。
11.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，所述相位设置电路电连接到该可调接收器电路内的乘法器，以实现从包括第一配置和第二配置的组中选择的配置，第一配置使所述相位设置电路位于所述可调接收器电路的第一输入线与所述乘法器的第一输入端之间，并且第二配置使所述相位设置电路电连接到所述乘法器的输出端。
12.根据权利要求10所述的接收器系统，其中所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路还包括：低噪声放大器，具有用于从所述多个天线单元中的相应天线单元接收信号的输入端，和电连接到该可调接收器电路中的混频器的第一输入端的输出端。
13.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路内的乘法器具有电连接到该可调接收器电路的第二输入端的第二输入端。
14.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的混频器的第二输入端电连接到该可调接收器电路的乘法器的输出端。
15.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的振幅设置电路的输入端电连接到该可调接收器电路中的混频器的输出端。
16.根据权利要求15所述的接收器系统，还包括接收信号线，并且其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的振幅设置电路的输出端电连接到所述接收信号线。
17.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
18.根据权利要求10所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的混频器的第二输入端电连接到该可调接收器电路的第二输入线。
19.根据权利要求18所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路中的乘法器的第二输入端电连接到该可调接收器电路中的混频器的输出端。
20.根据权利要求19所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的乘法器的输出端电耦接到该可调接收器电路的振幅设置电路的输入端。
21.根据权利要求20所述的接收器系统，其中在所述多个可调接收器电路的每个可调接收器电路内，该可调接收器电路的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
22.一种天线单元阵列的收发器系统，所述收发器系统包括：
双向信令BDS网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对(ai，bi)，每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；
上变频混频器，用于将第一载波信号与IF发射信号混合，以生成所述BDS网络的第二网络上的第二载波信号；以及
多个收发器电路，每个收发器电路连接到所述天线单元阵列的相应不同天线单元，并且每个收发器电路包括：
(1)发射器电路，用于驱动所述天线单元阵列的相应天线单元，所述收发器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括具有电连接到该发射器电路的第一输入线的第一输入端的乘法器；和
(2)接收器电路，用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收输入，所述接收器电路具有输出线，和在所述相位同步位置对中的相应一个相位同步位置对的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：
(a)乘法器，具有电连接到该接收器电路的第一输入线的第一输入端并且具有输出端；和
(b)混频器，具有用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收信号的第一输入端、用于接收从所述BDS网络获得的本地载波信号的第二输入端以及输出端。
23.根据权利要求22所述的收发器系统，其中在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，该收发器电路中的接收器电路的输出线电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
24.根据权利要求22所述的收发器系统，其中在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，所述发射器电路还包括：
相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到该发射器电路中的乘法器，以控制该发射器电路的输出信号的相位；和
振幅设置电路，位于该发射器电路中的乘法器之后并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端，所述振幅设置电路用于控制该发射器电路的输出信号的振幅。
25.根据权利要求22所述的收发器系统，其中在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，所述接收器电路还包括：
相位设置电路，具有用于接收相位控制信号的控制输入端，所述相位设置电路电连接到该接收器电路中的乘法器，用于控制所述接收器电路的输出信号的相位；
振幅设置电路，电连接到该接收器电路中的混频器的输出端，并且具有用于接收振幅控制信号的控制输入端。
26.根据权利要求25所述的收发器系统，其中在所述多个收发器电路的每个收发器电路内，该收发器电路的接收器电路内的振幅设置电路的输出端电连接到所述BDS网络的第一和第二网络中的一个。
27.一种天线单元阵列的收发器系统，所述收发器系统包括：
双向信令BDS网络，包括传送第一载波信号的第一网络和传送第二载波信号的第二网络，并且具有一组n个相位同步位置对(ai，bi)，每个相位同步位置对对应于第一网络上的位置ai和第二网络上的位置bi；和
多个收发器电路，每个收发器电路连接到所述天线单元阵列的相应不同天线单元，并且每个收发器电路包括：
(1)发射器电路，用于驱动所述天线单元阵列的相应天线单元，所述收发器电路具有用于传送输出信号的输出线，和在所述一组相位同步位置对中的相应一个的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括具有电连接到该发射器电路的第一输入线的第一输入端的乘法器；和
(2)接收器电路，用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收输入，所述接收器电路具有电连接到BDS网络的第一和第二网络中的一个的输出线，和在所述相位同步位置对中的相应一个相位同步位置对的位置处电连接到BDS网络的第一和第二网络的第一和第二输入线，并且包括：
(a)乘法器，具有电连接到该接收器电路的第一输入线的第一输入端并且具有输出端；和
(b)混频器，具有用于从所述天线单元阵列的相应天线单元接收信号的第一输入端、用于接收从所述BDS网络获得的本地载波信号的第二输入端以及输出端。
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