CN107276554B - 一种模拟移相器及射频信号相移方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟移相器及射频信号相移方法，具体涉及一种在具有接近线性相位变化的宽频率范围上控制射频信号相位的模拟移相器。示例性的模拟移相器包括前端高低通滤波器、后端高低通滤波器、以及全通滤波器，所述全通滤波器串联在两个高低通滤波器之间。第一高低通滤波器、第二高低通滤波器和全通滤波器中至少一个为可调谐的，以在宽频率范围上控制输入信号的相位。高低通滤波器包括低通滤波器单元，所述低通滤波器单元作为高通滤波器单元的输入接口或输出接口以改善用于接收或输出射频信号的阻抗匹配。

Description

一种模拟移相器及射频信号相移方法

技术领域

本发明涉及通信设备领域，具体涉及一种模拟移相器及射频信号相移方法。

背景技术

在许多应用中，均希望通过输入控制电压(或电流)在具有接近线性相位变化的宽频率范围上控制信号的相位。其好处是在整个工作频率范围上具有恒定的或者接近恒定的相位调谐灵敏度。这么做非常有用，尤其对于为了在相同的输入激励下获得与频率不相关或者基本不相关的相位调制的宽频率范围上的相位调制信号。此外，还希望实现插入损耗较低且平坦的宽频带相位调制性能。

目前，针对结合有单个或多个全通滤波器(APF)的宽频带模拟移相器进行了多种研究。单个全通滤波器不会通过自身在频率范围上提供平坦响应，而是通过串联多个在不同中心频率调谐的全通滤波器单元，所累加的相移响应曲线导致复合的相频响应，从而可能在某特定的频率范围上提供相对平坦的相位。但是，串联多个集中在不同频率的全通滤波器单元是有缺陷的。由于单个全通滤波器单元的相移范围是有限的，因此在相同(或相似)的中心频率的多个全通滤波器单元可能需要被提供期望的总相移，这将可能导致两倍或更多的插入损耗。

因此，需要一种用于在具有接近线性相位变化的宽频率范围上控制射频信号相位的模拟移相器。

发明内容

本发明涉及通信设备领域，更具体地，涉及用于在具有接近线性相位变化的宽频率范围上控制射频信号相位的系统、设备和方法。

现有技术中，针对结合有单个或多个全通滤波器(APF)的宽频带模拟移相器进行了多种研究。图1为美国专利(专利号：8610477)公开的一种模拟移相器30的电路框图。如图1所示，所述模拟移相器30包括依次串联的低通滤波器32、全通滤波器34和高通滤波器36。所述全通滤波器34设置在低通滤波器32和高通滤波器36之间。低通滤波器32和高通滤波器36均为五阶可调谐滤波器。低通滤波器32优选地设计为具有等于或高于模拟移相器通频带中最高频率的截止频率。高通滤波器36设计为具有等于或低于模拟移相器30的通频带中最低频率的截止频率。全通滤波器34的中心频率可以接近于模拟移相器30的中心频率，且稍微靠近低频段以抵消高通滤波器36的相位频率突变响应，从而随频率的变化提供平坦的相位响应。

美国专利(专利号：8610477)公开的移相器通过引入一级位于低通单元和高通单元之间的全通单元，在中心频率产生了更多的相移，且在宽频率范围上提高了相移的平坦度。该专利的移相器也具有限制其应用的缺陷。原理上，全通滤波器与外部电路的匹配性最差。高通滤波器的匹配性优于全通滤波器，但比低通滤波器差。低通滤波器的匹配性通常最好，因为其具有类似于传输线模型的集总参数模型，正如美国专利(专利号：8610477)所公开的，高通滤波器直接耦合在全通滤波器上会对外部电路形成干扰，这将降低其匹配程度，尤其是在工作频率增高时。不仅如此，该专利的移相器具有非对称散射参数S11和S22，增加了设计的复杂性。

为了克服上述缺陷，本发明通过下述技术方案实现：一种模拟移相器，包括：第一高低通滤波器，所述第一高低通滤波器包括第一低通滤波器单元、第二低通滤波器单元、以及第一高通滤波器单元，所述第一高通滤波器单元串联在第一低通滤波器单元和第二低通滤波器单元之间；第一低通滤波器单元用于接收射频输入信号，第二低通滤波器单元用于输出第一高低通滤波器的输出信号；全通滤波器，所述全通滤波器耦合用于接收第一高低通滤波器的输出信号，并输出全通滤波输出信号；第二高低通滤波器，所述第二高低通滤波器包括第三低通滤波器单元、第四低通滤波器单元、以及第二高通滤波器单元，第二高通滤波器单元串联在第三低通滤波器单元和第四低通滤波器单元之间；第三低通滤波器单元用于接收全通滤波输出信号，第四低通滤波器用于输出射频输出信号。

进一步地，第一低通滤波器单元和第四低通滤波器单元关于全通滤波器对称，第二低通滤波器单元和第三低通滤波器单元关于全通滤波器对称。

进一步地，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器均包括多级低通滤波器单元和高通滤波器单元，所述低通滤波器单元和高通滤波器单元交替串联。

进一步地，第二低通滤波器单元和第三低通滤波器单元为高阶低通滤波器。

进一步地，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器关于全通滤波器对称。

进一步地，第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器均连接至一个共用直流电源以接收共用直流调谐信号用于滤波器调谐。

进一步地，第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器各自连接至一个独立的直流电源以接收单独直流调谐信号用于滤波器调谐。

进一步地，第一高低通滤波器、全通滤波器和第二高低通滤波器均通过偏置电阻、以及与偏置电阻串联的电感耦合至直流电源以单独接收各自的直流调谐信号。

一种射频信号相移方法，包括：

(a)第一高低通滤波器接收射频输入信号，所述第一高低通滤波器包括依次串联的第一低通滤波器单元、第一高通滤波器单元、以及第二低通滤波器单元，所述第一低通滤波器单元改善第一高低通滤波器的阻抗匹配以接收射频输入信号；

(b)全通滤波器从第二低通滤波器单元接收第一高低通滤波器的输出信号；

(c)第二高低通滤波器接收全通滤波器的输出信号，第二高低通滤波器包括依次串联的第三低通滤波器、第二高通滤波器、以及第四低通滤波器，所述第三低通滤波器单元改善第二高通滤波器和全通滤波器之间的匹配；及

(d)从第二高低通滤波器的第四低通滤波器输出射频输出信号。

进一步地，第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器是可调节的，且均连接至一个共用直流电源以接收共用直流调谐信号用于滤波器调谐。

在部分实施例中，本发明的特征为一种模拟移相器，所述模拟移相器包括用于接收射频输入信号的第一高低通滤波器(HLP)，用于输出射频输出信号的第二高低通滤波器，以及串联在第一高低通滤波器和第二高低通滤波器之间的全通滤波器(APF)。本发明示例性的模拟移相器能够被调谐从而在宽频率范围上控制信号的相位。第一高低通滤波器和第二高低通滤波器用于避免全通滤波器与外部电路直接相连。第一高低通滤波器和第二高低通滤波器具有一系列串联结构，该串联结构包括第一低通滤波器(LPF)单元、第二低通滤波器单元、以及耦合在两者之间的高通滤波器(HPF)单元。进一步地，全通滤波器直接耦合在第一高低通滤波器的低通滤波器单元和第二高低通滤波器的低通滤波器单元之间。这种连接方式同样是为了避免全通滤波器同第一高低通滤波器和第二高低通滤波器的高通滤波器单元之间形成干扰。

在部分实施例中，与全通滤波器直接耦合的第一高低通滤波器的低通滤波器单元和第二高低通滤波器的低通滤波器单元均为包括了一个电感和一个电容的二阶滤波器。在部分实施例中，与全通滤波器直接耦合的第一高低通滤波器的低通滤波器单元和第二高低通滤波器的低通滤波器单元均为包括了三个电感和两个电容的五阶滤波器。相比于采用二阶低通滤波器单元，采用五阶低通滤波器单元可能会产生额外的相移范围和更宽的频率范围，但是其代价是产生了额外的插入损耗。

在一些实施例中，全通滤波器(APF)、第一高低通滤波器和第二高低通滤波器均包括一个或多个可变电容，可变电容用于调整射频输入信号的相位。每个可变电容均包括变容二极管，或者采用变容二极管作为可变电容。所述变容二极管的电容值可通过各自耦合的偏置电阻由共用的直流调谐信号进行调谐。

在一些实施例中，全通滤波器(APF)、第一高低通滤波器和第二高低通滤波器包括一个或多个用于调制射频输入信号相位的可变电容。可变电容包括变容二极管，所述变容二极管的电容值可通过各自耦合的偏置电阻由共用的直流调制信号进行调制。在部分实施例中，各偏置电阻上均串联有隔直电感Lc，隔直电感Lc用于提供增强的直流与射频信号隔离。

在部分实施例中，全通滤波器的可变电容，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器耦合各自的直流电源，使得上述各滤波器都能被单独地调谐。各直流电源设置为具有不同的电压电平以满足各自的调谐需求，以及提高移相器整体IP3(三阶交调点，用于衡量通信系统或设备的线性度的指标)。进一步地，与各自的直流电压VDC节点耦合的隔直电感Lc和偏置电阻Rbias同样可具有不同的值，从而为每个滤波器提供优化的直流与射频信号隔离性能。

在部分实施例中，连接在射频输入端口或射频输出端口的键合线电感为高低通滤波器的一部分，更具体地，所述键合线电感为高低通滤波器的低通滤波器单元的一部分以辅助输入或输出匹配。上述配置在将单片式微波集成电路芯片装配至表贴封装时增加了滤波器的实用性。

在部分实施例中，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器为级联滤波器，所述级联滤波器包括多个交替串联的高通滤波器单元和低通滤波器单元，且首尾两端均为低通滤波器单元。这种配置提供了选择低通滤波器单元和高通滤波器单元的滤波器阶数的灵活性。通常情况下，滤波器的阶数越大，带来的带宽更宽、相移范围更大，但会产生额外的插入损耗。同样地，高低通滤波器具有的高通滤波器单元或低通滤波器单元越多，其带宽和相移范围更多，但也会导致插入损耗增加。进一步地，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器相同且围绕全通滤波器(APF)对称，且其低通滤波器单元与外部电路耦合，从而该移相器可具有改进的匹配和对称的S11/S22，使得电路设计更加容易。

本领域技术人员应当认识到，高低通滤波器和全通滤波器可以组合形成不同结构。本领域技术人员可以进一步的认识到第一高低通滤波器，第二高低通滤波器和全通滤波器可以集成在同一个半导体芯片上，或由多个不同的半导体芯片组成。所有的上述组合都应当落入本发明的保护范围当中。

附图说明

附图中示出了本发明的示例性实施例以供参考，附图的作用在于说明而非限制本发明。虽然本发明大致记载于实施例中，但如此做的目的不是将本发明的保护范围限制为所描述实施例的具体技术特征，附图中：

图1为现有技术中一种模拟移相器的电路框图；

图2为本发明实施例1中的模拟移相器的电路框图；

图3为本发明实施例2中的模拟移相器的电路框图；

图4为本发明实施例3中的模拟移相器的电路框图；

图5为本发明实施例4中的模拟移相器的电路框图。

本领域技术人员应当认识到，根据说明书能够实施本发明的多种实施方式和实施例。所有这些实施方式和实施例均应包含在本发明的保护范围之内。

具体实施方式

在下文的描述中，为了解释本发明，将陈述本发明的具体细节以方便理解，但本发明可能不通过部分或者全部所述的具体细节亦可实施。下文所述的本发明的实施例可能被包含在许多不同的电子器件、电路、设备和系统中。附图的电路框图中所示的系统和设备用以说明本发明的示例性实施例，并且不作为用于模糊本发明宽泛指导的托辞。附图中所示的元件之间的连接关系不限于直接连接，而是能够被修改、重构或者通过中间组件来改变的。

当在说明书中提到“一个实施例”或者“某个实施例”时，所表达的含义是与该实施例有关的具体特性、结构、特征或功能包含在本发明的至少一个所预期的实施例中。因此，说明书中不同位置所出现的短语“在一个实施例中”不构成对本发明单个实施例的多次引用。

本发明的各个实施例适用于将模拟移相器用于控制宽带射频信号的相位，受控相位具有接近线性的移相变化。模拟移相器包含一个或多个滤波器模块或单元耦合在一起提供移相功能。这些滤波器模块或单元可以集成在单个衬底上或由不同分离器件组成。进一步的，本发明所公开的模拟移相器可以同其他器件单元集成在同一个芯片衬底上，或集成在多个不同的芯片衬底上。

实施例1：

图2示出了本发明一个实施例中的模拟移相器200。所述模拟移相器200包括第一高低通滤波器210、第二高低通滤波器220、以及全通滤波器230，所述全通滤波器230串联在第一高低通滤波器210和第二高低通滤波器220之间，全通滤波器230用于辅助调谐相移。第一高低通滤波器210从输入端202接收射频输入信号RF_in，并输出第一高低通滤波器输出信号218。全通滤波器230接收所述第一高低通滤波器输出信号218，并输出全通滤波输出信号238。第二高低通滤波器220接收所述全通滤波输出信号238，并通过输出端204输出射频输出信号RF_out。所述射频输出信号RF_out在射频输入信号RF_in的基础上具有可控可调的相对相移。第一高低通滤波器210和输入端202之间设置有固定电容Cb，用于直流隔离。同样是为了直流隔离，在第二高低通滤波器220和输出端204之间也设置有固定电容Cb。优选的，第一高低通滤波器210和第二高低通滤波器220关于全通滤波器230对称，使得模拟移相器具有改进的匹配和对称的S11/S22，方便电路的设计和用户的使用。

第一高低通滤波器210，也被称作前端滤波器，包括第一低通滤波器单元212、第二低通滤波器单元214、以及串联在第一低通滤波器单元和第二低通滤波器单元之间的第一高通滤波器单元216。第一低通滤波器单元212，也被称为前端输入接口，用于促进第一高低通滤波器210(前端滤波器)的阻抗匹配以接收射频输入信号。在部分实施例中，第一低通滤波器单元212为二阶低通滤波器，其包括一个电感L1a和一个电容D1a，所述电容D1a可以是可变电容，例如变容二极管，用于调谐滤波器的参数；第二低通滤波器单元214，也被称作前端输出接口，同样是二阶低通滤波器，其包括电感L3a和电容D4a，所述电容D4a可以是可变电容，例如变容二极管，用于调谐滤波器的参数。第一高通滤波器单元216包括两个串联在射频信号通路上的可变电容元件D2a和D3a，还包括与射频信号通路耦合的旁路电感元件L2a。

同样地，第二高低通滤波器220，也被称作后端滤波器，包括第三低通滤波器单元222(也被称作后端输入接口)、第四低通滤波器单元224、以及串联在第三低通滤波器和第四低通滤波器之间的第二高通滤波器单元226。第四低通滤波器224，也被称作后端输出接口，用于促进第二高低通滤波器220(后端滤波器)和外部电路(未在附图中示出)之间的阻抗匹配以输出射频输出信号。在部分实施例中，第三低通滤波器222单元为二阶低通滤波器，其包括一个电感L3b和一个电容D4b，所述电容D4b可以是可变电容，例如变容二极管，用于调谐滤波器的参数；第四低通滤波器单元224也是二阶低通滤波器，其包括一个电感L1b和一个电容D1b，所述电容D1b可以是变感电容器，例如变容二极管，用于调谐滤波器的参数。第二高通滤波器单元226包括两个串联在射频信号通路上的可变电容元件D2b和D3b，还包括与射频信号通路耦合的旁路电感元件L2b。

在部分实施例中，第一低通滤波器单元212和第四低通滤波器单元224对称或者互为镜像结构。第二低通滤波器单元214和第三低通滤波器单元222对称或者互为镜像。上述配置确保了模拟移相器200的对称的S11/S12。进一步地，第一低通滤波器单元212和第二低通滤波器单元214可以被配置为关于第一高通滤波器单元216对称的结构；第三低通滤波器单元222和第四低通滤波器单元224可以被配置为关于第二高通滤波器单元226对称的结构。

在部分实施例中，第一低通滤波器单元212具有第一低通截止频率(当第一低通滤波器单元使输入信号功率衰弱至一半或至3dB时的频率)，该第一低通截止频率高于射频输入信号的频率范围。第二低频滤波器单元214具有第二低通截止频率，所述第二低通截止频率同样高于射频输入信号的频率范围。第二低通截止频率可以与第一低通截止频率相同，也可以不相同。第一高通滤波器单元216具有低于射频输入信号频率范围的第一高通截止频率；第二高通滤波器单元226具有也低于射频输入信号频率范围的第二高通截止频率。上述设置确保射频输入信号具有在高通截止频率和低通截止频率之间的某一频率或者某一频率范围。进一步地，第二高通截止频率既可以与第一高通截止频率相同，也可以不同。第三低通滤波器单元222具有第三低通截止频率，该第三低通截止频率可与第二低通滤波器单元214的第二低通截止频率相同。第四低通滤波器单元224具有第四低通截止频率，该第四低通截止频率可与第一低通滤波器单元212的第一低通截止频率相同。这种配置能够确保模拟移相器200不仅具有对称结构，还具有对称的工作参数。

进一步地，全通滤波器230具有覆盖射频输入信号频率范围的工作频率范围。全通滤波器230的工作频率范围可以与低通滤波器单元的低通频率范围和高通滤波器单元的高通频率范围重叠，也可以不重叠。在一个实施例中，全通滤波器230具有与射频输入信号的频率相匹配的中心频率(例如，对数中心频率)。例如，当射频输入信号的频率为2GHz时，全通滤波器的中心频率也设置为2GHz。又如，当射频输入信号的频率位于2GHz和3GHz之间时，全通滤波器230的中心频率设置为2.45GHz(2GHz和3GHz间的对数中心值)，并且其频率范围覆盖了2GHz至3GHz。前文所述的模拟移相器200中的低通滤波器单元、高通滤波器单元以及全通滤波器的截止频率也适用于模拟移相器300、模拟移相器400或模拟移相器500。

如图2所示，全通滤波器230包括两个固定电感器L4a、L4b和两个可变电容D5a、D5b，所述固定电感器L4a、L4b与可变电容D5a、D5b并联。旁路可变电容D6从固定电感器L4a和固定电感器L4b间的连接点耦合接地。优选地，可变电容D5a、D5b的电容相等，且大致等于旁路可变电容D6的电容值的一半。并联的偏置电阻Rbias 237耦合在可变电容D5a、D5b的连接点与接地端可变电容之间，用于为可变电容D5a、D5b提供直流接地路径。全通滤波器230连接在第一高低通滤波器210的第二低通滤波器单元214和第二高低通滤波器220的低通滤波器222之间，以阻止全通滤波器230连接至外部电路，也避免了全通滤波器与第一高通滤波器单元216、第二高通滤波器单元226直接连接。

在部分实施例中，第一高低通滤波器210、第二高低通滤波器220和全通滤波器230耦合至共用的直流偏压电源VDC以进行调谐。具体地，共用直流偏压电源VDC通过偏置电阻219与第一低通滤波器单元212和第一高通滤波器单元216的连接点连接；共用直流偏压电源VDC通过偏置电阻229与第四低通滤波器单元224和第二高通滤波器单元226之间的连接点连接；共用直流偏压电源VDC还通过偏置电阻239与全通滤波器230的可变电容D6连接。为了实现单独地调谐，偏置电阻219、229和239的电阻值可以相同，也可以不同。

实施例2：

图3示出了本发明第二个实施例的模拟移相器300，所述模拟移相器300包括第一高低通滤波器310、第二高低通滤波器320和全通滤波器330。模拟移相器300与图2所示的模拟移相器200类似，除了以下区别点。第一高低通滤波器310包括第一低通滤波器单元312、第二低通滤波器单元314、以及串联在第一低通滤波器单元312和第二低通滤波器单元314之间的第一高通滤波器单元316。第二高低通滤波器320包括第三低通滤波器单元322、第四低通滤波器单元324、以及串联在第三低通滤波器单元322和第四低通滤波器单元324之间的第二高通滤波器单元326。与图2示出的第二低通滤波器单元214和第三低通滤波器单元222不同，第二低通滤波器单元314和第三低通滤波器单元322为五阶低通滤波器单元，而不是二阶低通滤波器单元。与二阶低通滤波器单元相比，采用五阶低通滤波器单元314、322能够产生额外的相移范围和更宽的频率范围，但其缺陷是产生额外的插入损耗。

如图3所示，全通滤波器330与图2中的全通滤波器230相类似，也为五阶全通滤波器。全通滤波器330包括两个固定电感器L6a、L6b和两个可变电容D6a、D6b，且固定电感器L6a、L6b与可变电容D6a、D6b并联。旁路可变电容D6从固定电感器L6a和固定电感器L6b的连接点耦合接地。优选地，可变电容D6a和可变电容D6b的电容值相等，且大致为可变电容D6电容值的一半。还包括支路，该支路包括串联的旁路偏置电阻Rbias 337和电感器Lc336，该支路连接在接地端与可变电容D6a和可变电容D6b的连接点之间，用于为可变电容D6a、D6b提供直流接地路径。全通滤波器330耦合在第一高低通滤波器310的第二低通滤波器单元314和第二高低通滤波器320的低通滤波器单元322之间，从而避免全通滤波器330与外部电路连接，还避免了全通滤波器330直接耦合在第一高通滤波器316、第二高通滤波器326上。

进一步地，第一高低通滤波器310、第二高低通滤波器320和全通滤波器330通过各自的偏置电阻Rbias、以及增加的与偏置电阻Rbias串联的隔直电感Lc分别连接在共用的直流偏压电源VDC上，所增加的隔直电感Lc用于提供增强的直流与射频信号隔离。

模拟移相器300保持对称结构，其第一高低通滤波器310和第二高低通滤波器320关于全通滤波器330对称。因此，模拟移相器300也具有对称的S11/S22参数。但是，第一高低通滤波器310和第二高低通滤波器320自身并不是对称的，因为第一低通滤波器单元312与第二低通滤波器单元314不相同，且第四低通滤波器单元324和第三低通滤波器单元322也不相同。

实施例3：

图4为本发明第三个实施例的模拟移相器400，所述模拟移相器400包含有键合线电感Lw，所述键合线电感Lw为低通滤波器单元的一部分，用于促进输入或输出匹配。类似于图2中所示的模拟移相器200，模拟移相器400也包括第一高低通滤波器410、第二高低通滤波器420、以及耦合在第一高低通滤波器410和第二高低通滤波器420之间的全通滤波器430。所述第一高低通滤波器410包括第一低通滤波器单元412(也被称作前端输入接口)，第一低通滤波器单元412通过输入端VRF402接收射频输入信号；还包括第二低通滤波器单元414、以及串联在第一低通滤波器单元412和第二低通滤波器单元414之间的第一高通滤波器单元416。第二高低通滤波器420包括第三低通滤波器单元422，第四低通滤波器单元424(也被称作后端输出接口)，所述第四低通滤波器单元424用于通过输出端VRF404输出射频输出信号，第二高低通滤波器420还包括第二高通滤波器单元426，所述第二高通滤波器单元426串联在第三低通滤波器单元422和第四低通滤波器单元424之间。

不同于图2所示的模拟移相器200和图3所示的模拟移相器300，第一低通滤波器单元412和第四低通滤波器单元424均结合有键合线电感Lw作为各自的一部分以辅助输入/输出匹配。这种结合在将单片式微波集成电路芯片装配至表贴封装时增加了滤波器的实用性。进一步地，上述将键合线电感作为第一低通滤波器单元412和第四低通滤波器424的一部分的结合增加了第一低通滤波器单元412和第四低通滤波器424的相移范围，从而提升了模拟移相器的整体性能。

模拟移相器400与模拟移相器300、模拟移相器200的区别点还在于：第一高低通滤波器410、第二高低通滤波器420和全通滤波器430分别耦合各自的直流电源(VDC1，VDC2或者VDC3)，而不是耦合在共用的直流电源上。这种配置确保了每个滤波器均能被单独地调谐。各直流电源可以被设置为具有不同的电压电平以满足分别调谐的要求，并且提升模拟移相器的整体IP3(三阶交调点，用于测量通信系统或设备的线性度)。进一步地，第一高低通滤波器410、第二高低通滤波器420和全通滤波器430通过各自的偏置电阻和额外的同偏置电阻串联的隔直电感耦合在各自的直流电源上。各偏置电阻(Rbias1、Rbias2或Rbias3)以及各隔直电感(Lc1、Lc2或Lc3)都具有不同的值以向与其相连的滤波器提供单独优化的直流和射频信号隔离性能。模拟移相器400也可以对称配置，只要第一高低通滤波器410和第二高低通滤波器420关于全通滤波器430对称。因此，模拟移相器400可能仍然具有对称的S11/S22参数。

本领域技术人员也应当认识到，图4所示的实施例的各种修改也是可适用的。例如，尽管如图4所示，第一高低通滤波器410和第二高低通滤波器420自身并不是对称结构，但模拟移相器400可以修改以使得第一高低通滤波器410和第二高低通滤波器420依旧具有关于各自的高通滤波器单元(分别为第一高通滤波器单元416和第二高通滤波器单元426)对称的结构或者近似对称的结构。示例性的修改可以是使第二低通滤波器单元414和第三低通滤波器单元422具有与第一低通滤波器单元412和第四低通滤波器单元424相同的阶数。模拟移相器400也可以被修改为使第一高低通滤波器410、第二高低通滤波器420和全通滤波器430耦合在相同的直流电源上。上述种种修改均落入本发明的保护范围中。

实施例4：

图5为本发明第四个实施例中的模拟移相器500的电路框图，所述模拟移相器500包括第一多级高低通滤波器510、第二多级高低通滤波器520和串联于两者之间的全通滤波器530。第一高低通滤波器510和第二高低通滤波器520均为级联滤波器，该级联滤波器包括多级交替串联的高通滤波器单元和低通滤波器单元，且首尾两端均为低通滤波器单元。这种配置提供了选择低通滤波器单元和高通滤波器单元的阶数的灵活性。通常情况下，滤波器的阶数越大，能够产生的带宽和相移范围更多，但会产生额外的插入损耗。同样地，高低通滤波器具有的高通滤波器单元或低通滤波器单元越多，其带宽和相移范围更多，但也会导致插入损耗增加。进一步地，第一高低通滤波器和第二高低通滤波器相同且围绕全通滤波器对称，且其低通滤波器单元与外部电路相连，从而该模拟移相器可能具有改进的匹配和对称的S11/S22，使得电路设计和用户的使用更加容易。

图2至图4所示的示例性配置，例如共享一个共用直流电源、耦合各自的直流电源、结合有键合线电感、为所选择的高通滤波器单元或低通滤波器单元结合高阶的滤波器结构等等，这些配置同样适用于模拟移相器500以获得额外的优点和灵活性。

本发明的上述描述用于清楚和理解本发明，而不是用于将本发明限制在所公开的精确形式中，在所公开的内容上做出的各种修改也同样有可能落入本发明权力要求书的保护范围中。

本领域技术人员应当理解的是前文所述的示例和实施例是示例性的，而不是用于限制本发明的保护范围的。所有根据阅读本发明说明书及研究本发明附图后所作出的对于本领域技术人员来说显而易见的置换、增强、等同、结合和改进都应落入本发明的精神和保护范围中。

还应当注意的是，各权利要求中所提及的元件之间可以进行不同的布置，包括具有多种依赖关系、结构及组合。例如，在某些实施例中，各权利要求的主要内容可以相互结合。

Claims (10)

1.一种模拟移相器，其特征在于，包括：

第一高低通滤波器，所述第一高低通滤波器包括第一低通滤波器单元、第二低通滤波器单元、以及第一高通滤波器单元，所述第一高通滤波器单元串联在第一低通滤波器单元和第二低通滤波器单元之间；第一低通滤波器单元用于接收射频输入信号，第二低通滤波器单元用于输出第一高低通滤波器的输出信号；

全通滤波器，所述全通滤波器耦合用于接收第一高低通滤波器的输出信号，并输出全通滤波输出信号；

第二高低通滤波器，所述第二高低通滤波器包括第三低通滤波器单元、第四低通滤波器单元、以及第二高通滤波器单元，所述第二高通滤波器单元串联在第三低通滤波器单元和第四低通滤波器单元之间；第三低通滤波器单元用于接收全通滤波输出信号，第四低通滤波器用于输出射频输出信号。

2.根据权利要求1所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一低通滤波器单元和第四低通滤波器单元关于全通滤波器对称，第二低通滤波器单元和第三低通滤波器单元关于全通滤波器对称。

3.根据权利要求1所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一高低通滤波器和第二高低通滤波器均包括多级低通滤波器单元和高通滤波器单元，所述低通滤波器单元和高通滤波器单元交替串联。

4.根据权利要求1所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第二低通滤波器单元和第三低通滤波器单元为高阶低通滤波器。

5.根据权利要求1所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一高低通滤波器和第二高低通滤波器关于全通滤波器对称。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器均连接至一个共用直流电源以接收共用直流调谐信号用于滤波器调谐。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器各自连接至一个独立的直流电源以接收单独直流调谐信号用于滤波器调谐。

8.根据权利要求7所述的一种模拟移相器，其特征在于，所述第一高低通滤波器、全通滤波器和第二高低通滤波器均通过偏置电阻、以及与偏置电阻串联的电感耦合至直流电源以单独接收各自的直流调谐信号。

9.一种射频信号相移方法，包括：

(a)第一高低通滤波器接收射频输入信号，所述第一高低通滤波器包括依次串联的第一低通滤波器单元、第一高通滤波器单元、以及第二低通滤波器单元，所述第一低通滤波器单元改善第一高低通滤波器的阻抗匹配以接收射频输入信号；

(b)全通滤波器从第二低通滤波器单元接收第一高低通滤波器的输出信号；

(c)第二高低通滤波器接收全通滤波器的输出信号，第二高低通滤波器包括依次串联的第三低通滤波器、第二高通滤波器、以及第四低通滤波器，所述第三低通滤波器单元改善第二高通滤波器和全通滤波器之间的匹配；及

(d)从第二高低通滤波器的第四低通滤波器输出射频输出信号。

10.根据权利要求9所述的一种射频信号相移方法，其特征在于，所述第一高低通滤波器、全通滤波器、以及第二高低通滤波器是可调节的，且均连接至一个共用直流电源以接收共用直流调谐信号用于滤波器调谐。

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