CN105450200A - 一种控制相位的方法、阵列天线及系统 - Google Patents

一种控制相位的方法、阵列天线及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105450200A
CN105450200A CN201410413565.2A CN201410413565A CN105450200A CN 105450200 A CN105450200 A CN 105450200A CN 201410413565 A CN201410413565 A CN 201410413565A CN 105450200 A CN105450200 A CN 105450200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase shifter
digital phase
current branch
way current
radio frequency
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.)
Granted
Application number
CN201410413565.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105450200B (zh
Inventor
王强
廖志强
王彬
丁睿明
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.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
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 Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201410413565.2A priority Critical patent/CN105450200B/zh
Priority to EP15180523.1A priority patent/EP2988371A1/en
Priority to US14/830,609 priority patent/US9419833B2/en
Publication of CN105450200A publication Critical patent/CN105450200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105450200B publication Critical patent/CN105450200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H01Q3/38—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters the phase-shifters being digital

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种控制相位的方法、阵列天线及系统。本发明一种控制相位的方法，包括：基站向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号；功率分配器将高频电流分成至少两路电流分支，并将至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；开关控制器根据数字控制流确定馈入数字移相器的至少两路电流分支在数字移相器内的射频通路，并控制驱动电压作用于数字移相器；数字移相器根据驱动电压为至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制至少两路电流分支通过的射频通路的长度的大小，来控制对至少两路电流分支的相位延迟的长短。本发明实施例解决模拟移相器无法实现精确的移相调角的问题。

Description

一种控制相位的方法、阵列天线及系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种控制相位的方法、阵列天线及系统。
背景技术
电调天线是现今基站天线的主流，能通过系统控制辐射波束的方向，便于网路规划和实时调节，得到了如今主流运营商的广泛应用。目前的电调天线系统，主要是由功率分配器、模拟移相器、机械传动装置、带动机械传动装置的电机、能产生辐射的辐射阵列天线及若干电连接传输线组成。模拟移相器在整个移动通信系统里面用于改变相位，业界的所有厂家都是通过外加拉力改变移相器的相位，从而实现移相，外加拉力一般有手工产生拉力和电机产生拉力两种形式。
但是，随着未来更高频谱的使用，模拟移相器无法实现精确的移相调角，必须寻找其他方式。
发明内容
本发明实施例提供一种控制相位的方法、阵列天线及系统，以解决模拟移相器无法实现精确的移相调角的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种控制相位的方法，包括：
基站向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；
所述功率分配器将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述数字移相器根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制实现对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短，包括：
所述数字移相器根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的微机电系统MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；
所述数字移相器通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
第二方面，本发明实施例提供一种相位控制系统，包括：基站、功率分配器、开关控制器以及数字移相器；
所述基站，用于向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；
所述功率分配器，用于将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器，用于根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述数字移相器包括微机电系统MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线；
所述数字移相器，具体用于根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的所述MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和所述微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，还包括：至少两个辐射单元；
所述辐射单元，用于把从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支转化成微波信号并在空间进行传播。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，还包括：
后置功率分配器，用于将从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支馈入所述辐射单元。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述MEMS开关为单刀双掷开关。
第三方面，本发明实施例提供一种阵列天线，所述阵列天线为双极化天线，包括：功率分配器、开关控制器、数字移相器以及至少两个辐射单元；
所述功率分配器，用于将高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器，用于根据数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短；
所述辐射单元，用于把从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支转化成微波信号并在空间进行传播。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述数字移相器包括微机电系统MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线；
所述数字移相器，具体用于根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的所述MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和所述微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，还包括：
后置功率分配器，用于将从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支馈入所述辐射单元。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述MEMS开关为单刀双掷开关。
本发明实施例一种控制相位的方法、阵列天线及系统，用基于数字域的数字移相器代替现有的电调天线中的模拟移相器，用开关控制器代替现有的电调天线中的机械传动装置，相位控制系统中不再需要机械传动，整个相位控制系统可以统一由基站通过数字域控制射频信号进行相位的控制，数字移相器的相位偏差小，可精确调整波束。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明控制相位的方法实施例的流程图；
图2为本发明相位控制系统的一个实施例的结构示意图；
图3为本发明相位控制系统的数字移相器的一个结构示意图；
图4为本发明相位控制系统的移相单元的一个结构示意图；
图5为本发明相位控制系统的另一个实施例的结构示意图；
图6为本发明阵列天线的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明控制相位的方法实施例的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、基站向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；
本实施例适用于基于数字移相器的相位控制系统，该相位控制系统包括基站、功率分配器、开关控制器以及数字移相器，数字移相器包括微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem，简称：MEMS)开关和连接MEMS开关的微带连线。
基站包括射频口和控制口两个对外接口，通过射频口向功率分配器馈入高频电流，通过控制口向开关控制器发送控制信号，高频电流就是数字移相器进行移相的对象，控制信号是基站发出的具体控制如何实现移相的信息，其中包括驱动电压和数字控制流，数字控制流可以是由“0”和“1”组成的二进制数据流。
步骤102、所述功率分配器将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件，馈入功率分配器的高频电流被分配成至少两路电流分支，具体是分配成几路由阵列天线的用途和规模决定，例如，阵列天线需要6路输入电流，则可以配置一分六的功率分配器，通过该功率分配器高频电流被分成6个电流分支，然后将6个电流分支分别馈入数字移相器的6个射频输入口中。
步骤103、所述开关控制器根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器；
开关控制器识别基站发送的数字控制流，即上述二进制数据流，二进制数据流的各个比特位上的0和1的组合，与数字移相器内的射频通路一一对应，例如，二进制数据流有4个比特位，可以对应16个0和1的组合有0000、0001、0010、……、1111，因此开关控制器可以有16种射频通路选择，根据基站发送的四位二进制流，开关控制器即可确定出一路电流分支的射频通路。在上述6个电流分支的示例中，基站向开关控制器发送的控制信息中可以包括6个数字控制流，分别用于确定6个电流分支的射频通路。基于数字控制流开关控制器就可以控制驱动电压作用于数字移相器，即通过驱动电压控制数字移相器中的MEMS开关的连通方向。
步骤104、所述数字移相器根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
数字移相器根据驱动电压的作用建立起电流通过的射频通路，具体地，数字移相器根据驱动电压驱动数字移相器中的MEMS开关的连通方向，通过MEMS开关和连接MEMS开关的微带连线为至少两路电流分支分别建立所述射频通路；数字移相器通过控制射频通路的长度的大小，来控制对至少两路电流分支相应的相位延迟的长短。
数字移相器中包括多个MEMS开关，MEMS开关具备单刀双掷的功能，MEMS开关与数字控制流中比特位对应，MEMS开关的两个连通方向分别连接不同长度的微带连线。一个比特位上的0和1分别与一个MEMS开关的两个连通方向对应，因此数字控制流的一个0和1的组合可以与数字移相器中的一个电流分支的射频通路对应。数字移相器通过射频通路的长度实现对至少两路电流分支相应的相位延迟，这是由于输入数字移相器的各个电流分支的波长相同且相位相同，在数字移相器内由于通过的射频通路的长度不同，因此电流分支在输出数字移相器时就会对应不同的相位。
本实施例，基站输出控制信号确定通过数字移相器中的电流分支的射频通路，通过射频通路的长度对电流分支进行相位延迟，实现阵列天线基于数字域的高精度移相。
图2为本发明相位控制系统的一个实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的系统可以包括：基站11、功率分配器12、开关控制器13以及数字移相器14，其中，基站11的射频口与功率分配器12的输入口通过射频传输线电连接，基站11的驱动口与开关控制器13通过控制线路电连接，开关控制器13与数字移相器14电连接，功率分配器12的输出口与数字移相器14的射频输入口通过射频传输线电连接；功率分配器12、数字移相器14、开关控制器13以及射频传输线组成馈电网络。本实施例中的电连接可以直接焊接，金属与金属间直接相连；也可以耦合连接，即金属与金属间还有隔离物，不直接相连，但在射频上信号依然是通的。其中，基站11，用于向功率分配器12馈入高频电流，并向开关控制器13发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；功率分配器12，用于将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器14上对应的射频输入口；开关控制器13，用于根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器14的所述至少两路电流分支在所述数字移相器14内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器14；数字移相器14，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
本实施例中的基站11可以是包括但不限于以下类型的基站：全球移动通信系统(GlobalSystemforMobilecommunication，简称：GSM)基站、码分多址接入(CodeDivisionMultipleAccess，简称：CDMA)基站、CDMA2000基站、时分同步码分多址(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，简称：TD-SCDMA)基站、频分双工长期演进(FrequencyDivisionDuplex-LongTermEvolution，简称：FDD-LTE)基站、时分双工(TimeDivisionDuplex，简称：TDD)-LTE基站。基站11包括基带处理单元(BuildingBasebandUnit，简称：BBU)和射频拉远单元(RadioRemoteUnit，简称：RRU)，提供高频电流，并且控制开关控制器13的驱动电压和数字控制流，基站11可以采用天线接口标准组织(AntennaInterfaceStandardsGroup，简称：AISG)标准口提供的直流48V电压作为驱动电压。
上述数字移相器14可以包括MEMS开关和连接MEMS开关的微带连线。数字移相器14以携带多个无源且导电的相位延迟元件的基板为基底，在该基底上设置多个MEMS开关对相位延迟元件进行耦合选择，再通过微带连线形成多条长度不等的射频通路。
基于上述相位控制系统的结构，相位控制系统的工作原理即为：当基站11提供的高频电流通过射频口馈入功率分配器12后，功率分配器12将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等的输出信号能量，在功率分配器12的输出端口之间应保证一定的隔离度。通常情况下功率分配器对输入信号能量的分配为等值分配，通过确定阻抗变换线的级联方式及隔离电阻的选择，使得功率分配器具有很宽的频带特性。数字移相器14的相位延迟模块包括携带有多个无源、导电的相位延迟元件的基底，MEMS模块包含多个用于在输入和输出之间耦合所选择的相位延迟元件的MEMS开关，连接模块用于将相位延迟模块的相位延迟元件与MEMS模块的MEMS开关电气耦合。功率分配器12、数字移相器14及若干射频传输线组成了馈电网络，将输入至阵列天线的高频电流调整为需要的相位和功率。
本实施例的系统，用基于数字域的数字移相器代替现有的电调天线中的模拟移相器，用开关控制器代替现有的电调天线中的机械传动装置，相位控制系统中不再需要机械传动，整个相位控制系统可以统一由基站通过数字域控制射频信号进行相位的控制，数字移相器的相位偏差小，可精确调整波束。
图3为本发明相位控制系统的数字移相器的一个结构示意图，如图3所示，数字移相器20包括12个移相单元，这12个移相单元分成四组，每组分别包括3个移相单元，其中两组移相单元(211-213)与射频传输线301电连接，另外两组移相单元(221-223)与射频传输线302电连接，相位控制系统通过射频传输线301和302分别向与其电连接的移相单元馈入高频电流。
本实施例的相位控制系统，在301馈入高频电流的通道上，两组移相单元(211-213)组成一个极化，用于对双极化阵列天线的其中一个极化辐射单元组进行高频电流移相后馈电；相应地，在302馈入高频电流的通道上，另外两组移相单元(221-223)组成另外一个极化，用于对双极化阵列天线的另外一个极化辐射单元组进行高频电流移相后馈电，前述辐射单元组包括阵列天线的12个辐射单元。数字移相器20的每个分组内的三个移相单元(211-213)和(221-223)的结构是相同的，只是通过开关闭合的通路不同输出不同的相位。
需要说明的是，本实施例以及后续实施例都是以数字移相器包括12个移相单元、阵列天线包括12个辐射单元为例对相位控制系统的结构进行说明，移相单元的个数和辐射单元的个数可以是任意符合相位控制系统需求的数量，此处不作具体限定。
图4为本发明相位控制系统的移相单元的一个结构示意图，图3和图4结合来看，数字移相器20的每个移相单元(例如移相单元221)由8个MEMS开关221a通过微带连线电连接组成，形成至少两条射频通路，图4所示的示例有4条射频通路，这些射频通路通过控制射频通路的长度的大小，来控制高频电流的相位延迟的长短，假设这4条射频通路的长度分别是A、B、C、D，根据交流电的计算公式，不同的射频通路长度对应的传输时长不同，其相位也不同，因此高频电流流经A、B、C、D对应的4条射频通路后，其相位发生了改变；MEMS开关221a用于通过开关的通断选择不同的射频通路，以实现所述数字移相器的移相。
本实施例中，MEMS开关221a可以是单刀双掷(SinglePoleDoubleThrow，简称SPDT)开关，8个SPDT开关之间通过微带连线电连接，再结合8个SPDT开关的通断组合，形成一个4位移相单元221，即本实施例中的移相单元221通过控制SPDT开关的通断来控制高频电流的流通线路，进而选择不同的波程通路达到移相的目的。移相单元221具备4位移相，因此一共可以有24＝16个相位：0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，55，60，65，70，75。进一步的，本实施例中的移相单元221包括8个SPDT开关和微带连线，其在尺寸规格上可以实现：面积<＝40×40mm；厚度<＝5mm；功率容量5-10W(单通道)；相位最大行程75°，最小步进<＝5°；插入损耗(InsertLoss，简称：IL)<＝0.3dB(单个移相单元)，不但减小数字移相器的体积，而且数字移相器的相位偏差小，可实现精确调整波束，另外SPDT开关的通断可以通过数字域控制射频信号对其进行控制，反应时间短，调节方便。
需要说明的是，本实施例中是以移相单元221为例对移相单元的结构进行说明，其它未说明的移相单元的结构与移相单元221的结构相同，此处不再赘述。另外移相单元221包括8个SPDT开关也是举例说明，移相单元中还可以包括其它数量的SPDT开关，而SPDT开关的数量以及连线方式决定了移相单元的移相位数，具体的可根据数字移相器的功能确定，此处不做具体限定。
图5为本发明相位控制系统的另一个实施例的结构示意图，如图5所示，本实施例的装置在图2所示系统结构的基础上，进一步地，还可以包括：12个辐射单元17和6个后置功率分配器16，后置功率分配器16的输入口与数字移相器14通过射频同轴线电连接，每个后置功率分配器16的输出口与两个辐射单元17电连接；后置功率分配器16，用于将从数字移相器14输出的且已经相位延迟后的至少两路电流分支馈入辐射单元17。
图6为本发明阵列天线的一个实施例的结构示意图，如图6所示，阵列天线是双极化天线，包括功率分配器、开关控制器、数字移相器、天线反射板10以及12个辐射单元20；数字移相器和开关控制器集成在同一个高阻基板30上，该高阻基板30可以是印制电路板(PrintedCircuitBoard，简称：PCB)，以便减小数字移相器和开关控制器相互间的连接线路，高阻基板30设置于天线反射板10的背面，以便减小对辐射单元的影响；功率分配器和12个辐射单元20均设置于天线反射板10上；开关控制器与数字移相器电连接，功率分配器的输出口与数字移相器的射频输入口通过射频传输线电连接，数字移相器的射频输出口与辐射单元20通过射频传输线电连接；射频传输线40用于馈入高频电流；阵列天线通过接口50，例如射频连接头(DIN)与基站系统射频口电连接。
可选的，上述实施例中的功率分配器也可以与数字移相器一起集成在高阻基板30上，以减少线路连接。
可选的，在高阻基板30还可以集成后置功率分配器，该后置功率分配器的输入口与数字移相器的一个射频输出口通过射频同轴线电连接，后置功率分配器的输出口与至少一个辐射单元20电连接；后置功率分配器，用于将数字移相器产生的相位改变传递给辐射单元20，以改变阵列天线的辐射方向。
功率分配器，用于将高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；开关控制器，用于根据数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制驱动电压作用于所述数字移相器；数字移相器，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短；辐射单元20，用于把从数字移相器输出的且已经相位延迟后的至少两路电流分支转化成微波信号并在空间进行传播。
上述数字移相器可以包括MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线。
本实施例的结构示意图中未画出数字移相器、开关控制器、功率分配器的结构示意，高阻基板30上集成的数字移相器和开关控制器可以采用图2所示的结构，数字移相器的移相单元可以采用图3所示的结构，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种控制相位的方法，其特征在于，包括：
基站向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；
所述功率分配器将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字移相器根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短，包括：
所述数字移相器根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的微机电系统MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；
所述数字移相器通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
3.一种相位控制系统，其特征在于，包括：基站、功率分配器、开关控制器以及数字移相器；
所述基站，用于向功率分配器馈入高频电流，并向开关控制器发送控制信号，所述控制信号包括驱动电压和数字控制流；
所述功率分配器，用于将所述高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器，用于根据所述数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制所述驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数字移相器包括微机电系统MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线；
所述数字移相器，具体用于根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的所述MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和所述微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，还包括：至少两个辐射单元；
所述辐射单元，用于把从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支转化成微波信号并在空间进行传播。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
后置功率分配器，用于将从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支馈入所述辐射单元。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述MEMS开关为单刀双掷开关。
8.一种阵列天线，其特征在于，所述阵列天线为双极化天线，包括：功率分配器、开关控制器、数字移相器以及至少两个辐射单元；
所述功率分配器，用于将高频电流分成至少两路电流分支，并将所述至少两路电流分支分别馈入数字移相器上对应的射频输入口；
所述开关控制器，用于根据数字控制流确定馈入所述数字移相器的所述至少两路电流分支在所述数字移相器内的射频通路，并控制驱动电压作用于所述数字移相器；
所述数字移相器，用于根据所述驱动电压为所述至少两路电流分支分别建立电流通过的射频通路，并通过控制所述至少两路电流分支通过的所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短；
所述辐射单元，用于把从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支转化成微波信号并在空间进行传播。
9.根据权利要求8所述的阵列天线，其特征在于，所述数字移相器包括微机电系统MEMS开关和连接所述MEMS开关的微带连线；
所述数字移相器，具体用于根据所述驱动电压驱动所述数字移相器中的所述MEMS开关的连通方向，通过所述MEMS开关和所述微带连线为所述至少两路电流分支分别建立所述射频通路；通过控制所述射频通路的长度的大小，来控制对所述至少两路电流分支的相位延迟的长短。
10.根据权利要求8或9所述的阵列天线，其特征在于，还包括：
后置功率分配器，用于将从所述数字移相器输出的且已经相位延迟后的所述至少两路电流分支馈入所述辐射单元。
11.根据权利要求9所述的阵列天线，其特征在于，所述MEMS开关为单刀双掷开关。
CN201410413565.2A 2014-08-20 2014-08-20 一种控制相位的方法、阵列天线及系统 Active CN105450200B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410413565.2A CN105450200B (zh) 2014-08-20 2014-08-20 一种控制相位的方法、阵列天线及系统
EP15180523.1A EP2988371A1 (en) 2014-08-20 2015-08-11 Phase control method, array antenna, and system
US14/830,609 US9419833B2 (en) 2014-08-20 2015-08-19 Phase control method, array antenna, and system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410413565.2A CN105450200B (zh) 2014-08-20 2014-08-20 一种控制相位的方法、阵列天线及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105450200A true CN105450200A (zh) 2016-03-30
CN105450200B CN105450200B (zh) 2019-06-11

Family

ID=54064128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410413565.2A Active CN105450200B (zh) 2014-08-20 2014-08-20 一种控制相位的方法、阵列天线及系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9419833B2 (zh)
EP (1) EP2988371A1 (zh)
CN (1) CN105450200B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110011074A (zh) * 2019-04-01 2019-07-12 广东博纬通信科技有限公司 一种倾角可电调的天线阵列
CN112702078A (zh) * 2020-12-28 2021-04-23 电子科技大学 八通道mr-ept相控阵射频线圈输入射频信号程控系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015135109A1 (zh) 2014-03-10 2015-09-17 华为技术有限公司 电调天线的管理方法、电调单元及基站
WO2015135111A1 (zh) * 2014-03-10 2015-09-17 华为技术有限公司 电调天线管理装置、远程控制器、基站、系统及方法
US11217890B2 (en) * 2017-09-20 2022-01-04 Kymeta Corporation DC offset correction in an antenna aperture
US11489255B2 (en) 2019-06-26 2022-11-01 Analog Devices International Unlimited Company Phase shifters using switch-based feed line splitters
WO2022141307A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 华为技术有限公司 基站天线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022798A (ja) * 1995-12-21 1998-01-23 He Holdings Inc Dba Hughes Electron デジタル周波数分割器位相シフタ
JPH10285093A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Mitsubishi Electric Corp ダイバーシチ装置及びこの装置を使用した携帯無線機
US6281838B1 (en) * 1999-04-30 2001-08-28 Rockwell Science Center, Llc Base-3 switched-line phase shifter using micro electro mechanical (MEMS) technology
CN1883079A (zh) * 2003-09-29 2006-12-20 洛克威尔科学许可有限公司 基于mems的低损耗rf移相器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022798A (ja) * 1995-12-21 1998-01-23 He Holdings Inc Dba Hughes Electron デジタル周波数分割器位相シフタ
JPH10285093A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Mitsubishi Electric Corp ダイバーシチ装置及びこの装置を使用した携帯無線機
US6281838B1 (en) * 1999-04-30 2001-08-28 Rockwell Science Center, Llc Base-3 switched-line phase shifter using micro electro mechanical (MEMS) technology
CN1883079A (zh) * 2003-09-29 2006-12-20 洛克威尔科学许可有限公司 基于mems的低损耗rf移相器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110011074A (zh) * 2019-04-01 2019-07-12 广东博纬通信科技有限公司 一种倾角可电调的天线阵列
CN112702078A (zh) * 2020-12-28 2021-04-23 电子科技大学 八通道mr-ept相控阵射频线圈输入射频信号程控系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2988371A1 (en) 2016-02-24
US20160056982A1 (en) 2016-02-25
US9419833B2 (en) 2016-08-16
CN105450200B (zh) 2019-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105450200A (zh) 一种控制相位的方法、阵列天线及系统
US11552385B2 (en) Feed network of base station antenna, base station antenna, and base station
US10044109B2 (en) Multi-polarization substrate integrated waveguide antenna
CN109755765B (zh) 基于均匀圆形阵列的多模态可重构轨道角动量天线
CN106684561B (zh) 一种天线结构及设计方法
EP3553885B1 (en) Array antenna and network apparatus
KR101772206B1 (ko) 스위칭 네트워크를 이용하여 빔형성 개수를 확장한 버틀러 매트릭스
TWI429137B (zh) 用於智慧型天線之饋入裝置
JP6374019B2 (ja) アンテナのモジュール化の実現方法及び装置、アンテナモジュール
EP2984708B1 (en) Improved antenna arrangement
CN103715522A (zh) 一种支持多制式的多天线阵列
CN113675551B (zh) 液晶移相器和液晶天线
CN105098362A (zh) 一种多波束天线馈电网络以及多波束天线阵列
CN103700943A (zh) 一种支持多频段波束赋型的装置
CN108199131A (zh) 一种天线系统及一种通信终端
JP5933871B1 (ja) アンテナ装置およびアレーアンテナ装置
CN106207449B (zh) 天线装置及移动终端
CN108808228A (zh) 一种天线系统及电子设备
CN107615678A (zh) 一种双频相控阵
CN105680178A (zh) 二维电子扫描天线
CN104380527A (zh) 双环形天线及具有该双环形天线的移动终端
WO2017091944A1 (zh) 微带开关型移相器及应用其的移相模块
WO2021183253A1 (en) Methods of identifying electrical connections between a radio frequency circuit and a radio, and related radio frequency circuits
CN107204520A (zh) 多频基站天线及其射频信号切换开关
CN107611609B (zh) 一种小型化微组装可变相位有源天线振子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant