CN110447146A - 无线通信技术、装置和方法 - Google Patents

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    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16227Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
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    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16235Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a via metallisation of the item
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    • H01L2224/8185Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
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    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/13Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
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    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
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Abstract

描述了与用于无线通信的收发机、接收机和天线结构有关的毫米波(mmWave)技术、装置和方法。各个方面包括并置的毫米波(mmWave)天线和近场通信(NFC)天线、可分级相控阵列无线电收发机架构(SPARTA)、具有MIMO支持和单个同轴缆线上的相位噪声同步的相控阵列分布式通信系统、在分布式相控阵列通信系统中传递缆线上的RF信号(RFoC)、时钟噪声泄漏减少、用于后向和前向兼容性和模块性的IF到RF辅助芯片、封装上匹配网络、5G可分级接收机(Rx)架构等。

Description

无线通信技术、装置和方法
优先权要求
本申请要求以下临时专利申请的优先权的权益:
题为“MILLIMETER WAVE ANTENNA STRUCTURES”并且于2016年12月21日提交的美国临时专利申请序列号No.62/437,385;
题为“MILLIMETER WAVE TECHNOLOGY”并且于2017年5月26日提交的美国临时专利申请序列号No.62/511,398;
题为“ANTENNA CIRCUITS AND TRANSCEIVERS FOR MILLIMETER WAVE(MMWAVE)COMMUNICATIONS”并且于2017年6月30日提交的美国临时专利申请序列号No.62/527,818;和
题为“RADIO FREQUENCY TECHNOLOGIES FOR WIRELESS COMMUNICATIONS”并且于2017年10月11日提交的美国临时专利申请序列号No.62/570,680。
以上提到的每一个临时专利申请通过引用整体合并到本文。
技术领域
本公开的一些方面属于天线和天线结构。本公开的一些方面属于用于毫米波通信的天线和天线结构。本公开的一些方面属于使用天线和天线结构来传递无线信号的无线通信设备(例如,移动设备和基站)。本公开的一些方面涉及根据第5代(5G)无线系统进行操作的设备。本公开的一些方面涉及根据无线吉比特联盟(WiGig)(例如,IEEE 802.11ad)协议进行操作的设备。本公开的一些方面涉及使用多级铜支柱刻蚀。本公开的一些方面涉及并置(co-located)的毫米波(mmWave)天线和近场通信(NFC)天线。本公开的一些方面涉及可分级相控阵列无线电收发机架构(SPARTA)。本公开的一些方面涉及具有单个同轴缆线上的MIMO支持和相位噪声同步的相控阵列分布式通信系统。本公开的一些方面涉及在分布式相控阵列通信系统中传递缆线上的射频(RF)信号(RFoC)。本公开的一些方面涉及时钟噪声泄漏减少。本公开的一些方面涉及用于后向和前向兼容性和模块性的中频(IF)到RF辅助芯片。本公开的一些方面涉及封装上(on-package)匹配网络。本公开的一些方面涉及5G可分级接收机(Rx)架构。
背景技术
用于无线通信的移动设备中的物理空间因包括于这些设备的形数内的功能的量而通常处于奇缺。出于对所辐射的无线电波的空间覆盖的需求,以及随着移动设备移动到不同地方而保持信号强度,或用户可能随着时间而不同地定向移动设备等原因,出现有挑战性的问题。这可能导致在一些方面中需要大数量的天线、所辐射的无线电波在不同时间下不同的极性、辐射方向、不同空间分集,以及有关需求。当设计包括在毫米波(mmWave或mmW)频率下进行操作的天线的封装件时,空间的高效使用可以有助于解决这些问题。
无线通信的普遍性已经继续引起众多有挑战性的问题。具体地说,归因于具有不同需求的设备的多样性和要使用的频谱,挑战已经随着移动通信系统(例如,5G通信系统)的来临而演进。具体地说,最新地归因于合并了授权频段和免授权频段的载波聚合以及即将使用mmWave频段,通信中所使用的频段的范围已经增加。
mmWave无线电前端模块(RFEM)中的挑战是提供完全的或近乎完全的定向覆盖。毫米波系统需要高天线增益以接近链路预算,并且可以使用相控阵列天线来提供波束转向。然而,自身使用相控阵列天线(例如,平面贴片天线阵列)提供有限的角度覆盖。虽然波束转向可以有助于将能量引导朝向预期的接收机(并且在接收机处,在预期的发射机的方向上互易地增加增益),但简单的阵列限制了转向角的覆盖。此外,对于mmWave,射频(RF)信号的偏振是主要问题。在垂直偏振与水平偏振之间存在显著传播差异,并且除此之外,这两种偏振的使用可以用来提供空间分集。考虑到该技术预期应用于移动设备,在天线中提供可选择的偏振将变得重要。
日益关心的另一问题是大气衰减损耗。归因于大气吸收导致的路径损耗高和通过固体材料导致的衰减高,大规模多入多出(MIMO)系统可以用于mmWave频段中的通信。与用于通过无线个域网(WPAN)或无线局域网(WLAN)进行通信的架构相比,使用波束赋形来搜索未受阻的有向空间通道以及视距(LOS)通信与非视距(NLOS)通信之间的差异性可能使得mmWave架构复杂。
附图说明
图1示出根据一些方面的示例性用户设备。
图1A示出根据一些方面的可以结合图1的设备使用的mmWave系统。
图2示出根据一些方面的示例性基站无线电头端。
图3A示出根据一些方面的示例性毫米波通信电路。
图3B示出根据一些方面的图3A所示的示例性发送电路的方面。
图3C示出根据一些方面的图3A所示的示例性发送电路的方面。
图3D示出根据一些方面的图3A所示的示例性射频电路的方面。
图3E示出根据一些方面的图3A所示的示例性接收电路的方面。
图4示出根据一些方面的图3A中的示例性可使用的RF电路。
图5A示出根据一些方面的示例性无线电前端模块(RFEM)的方面。
图5B示出根据一些方面的示例性无线电前端模块的替选方面。
图6示出根据一些方面的图1或图2中可使用的示例性多协议基带处理器。
图7示出根据一些方面的示例性混频信号基带子系统。
图8A示出根据一些方面的示例性数字基带子系统。
图8B示出根据一些方面的示例性基带处理子系统的替选方面。
图9示出根据一些方面的示例性数字信号处理器子系统。
图10A示出根据一些方面的加速器子系统的示例。
图10B示出根据一些方面的替选示例性加速器子系统。
图11A至图11E示出根据一些方面的示例性周期性无线帧结构。
图12A至图12C示出根据一些方面的可以发送或接收的单载波调制方案的星座图设计的示例。
图13A和图13B示出根据一些方面的可以发送和接收的单载波调制方案的替选示例性星座图设计。
图14示出根据一些方面的用于生成多载波基带信号以用于传输的示例性系统。
图15示出根据一些方面的以栅格形式描绘的示例性资源元素。
图16A、图16B、图16C和图16D示出根据一些方面的编码的示例。
图17是根据一些方面的具有金属支柱的示例性半导体管芯的截面图和顶视图。
图18A是根据一些方面的具有形成第一类型的互连结构的金属支柱的示例性半导体管芯的截面图和顶视图。
图18B是根据一些方面的具有形成第二类型的互连结构的金属支柱的示例性半导体管芯的截面图和顶视图。
图18C是根据一些方面的具有形成第三类型的互连结构的金属支柱的示例性半导体管芯的截面图和顶视图。
图19是根据一些方面的具有形成互连结构的金属性支柱的示例性半导体管芯的截面图,其中,支柱附接到封装层叠件。
图20A是以截面说明的根据一些方面的本公开中所描述的示例性用户设备子系统的侧视图。
图20B示出根据一些方面的图20A的层叠结构的示例性基座部分。
图21示出根据一些方面的图20A的层叠结构的腔体内部的示例性RF馈电部。
图22示出根据一些方面的穿过屏蔽笼中的开口的示例性RF馈电迹线。
图23示出根据一些方面的具有并置的毫米波(mmWave)天线和近场通信(NFC)天线的示例性半导体封装件的多个视图。
图24示出根据一些方面的具有相控天线阵列的示例性射频前端模块(RFEM)。
图25示出根据一些方面的移动设备中的示例性RFEM的示例位置。
图26是根据一些方面的示例性RFEM的框图。
图27是根据一些方面的示例性介质接入控制(MAC)/基带(BB)子系统的框图。
图28是根据一些方面的示例性NFC天线实现方式的示图。
图29示出根据一些方面的具有多个印制电路板(PCB)基板上的并置的mmWave天线和近场通信(NFC)天线的示例性半导体封装件的多个视图。
图30是根据一些方面的通过对RF处的信号进行移相并且组合来实现波束赋形的示例性RF相控阵列系统的框图。
图31是根据一些方面的通过对本地振荡器(LO)进行移相并且对IF/基带处的模拟信号进行组合来实现波束赋形的示例性相控阵列系统的框图。
图32是根据一些方面的具有数字移相和组合的示例性相控阵列的框图。
图33是根据一些方面的可以用在可分级相控阵列无线电收发机架构中的示例性收发机小单元(cell)元件的框图。
图34是根据一些方面的使用多个收发机小单元的示例性相控阵列无线电收发机架构的框图。
图35示出根据一些方面的将半导体管芯示例性切割(dicing)为形成相控阵列无线电收发机的各收发机小单元。
图36是根据一些方面的封装有相控阵列天线的示例性相控阵列无线电收发机架构的框图。
图37是根据一些方面的具有通信总线的示例性收发机小单元的框图。
图38是根据一些方面的收发机瓦片(tile)在LO移相操作模式下使用单个模数转换器(ADC)的示例性相控阵列收发机架构的框图。
图39是根据一些方面的收发机瓦片在LO移相操作模式下使用多个ADC的示例性相控阵列收发机架构的框图。
图40是根据一些方面的收发机瓦片在混合操作模式(LO和数字移相和组合)下使用多个ADC来生成多个数字信号的示例性相控阵列收发机架构的框图。
图41是根据一些方面的收发机瓦片在模拟IF/基带移相和组合操作模式下使用单个ADC的示例性相控阵列收发机架构的框图。
图42是根据一些方面的收发机瓦片在模拟IF/基带移相操作模式下使用多个ADC来生成多个数字信号的示例性相控阵列收发机架构的框图。
图43示出根据一些方面的具有收发机瓦片的相控阵列收发机架构的示例性操作模式。
图44A示出根据一些方面的双封装系统的一个封装件的示例性基板的顶视图。
图44B示出根据一些方面的图44A的基板的底视图。
图44C示出根据一些方面的图44A和图44B的双封装系统的第二封装件的示例性基板的底视图。
图44D示出根据一些方面的在叠层封装(package-on-package)实现方式中堆叠的图44A至图44C的第一封装件和第二封装件。
图45A示出根据一些方面的另一双封装系统的一个封装件的另一示例性基板的顶视图。
图45B示出根据一些方面的图45A的基板的底视图。
图45C示出根据一些方面的图45A和图45B的双封装系统的第二封装件的示例性基板的底视图。
图45D示出根据一些方面的在叠层封装实现方式中堆叠的图45A至图45C的第一封装件和第二封装件。
图46A示出根据一些方面的又一双封装系统的一个封装件的示例性基板的顶视图。
图46B示出根据一些方面的图45A的基板的底视图。
图46C示出根据一些方面的图45A和图45B的双封装系统的第二封装件的示例性基板的底视图;
图46D示出根据一些方面的在叠层封装实现方式中堆叠的图46A至图46C的第一封装件和第二封装件。
图47A示出根据一些方面的再一双封装系统的一个封装件的示例性基板的顶视图。
图47B示出根据一些方面的图46A的基板的底视图。
图47C示出根据一些方面的图47A和图47B的双封装系统的第二封装件的示例性基板的底视图。
图47D示出根据一些方面的在叠层封装实现方式中堆叠的图44A至图44C的第一封装件和第二封装件。
图48A示出根据一些方面的双封装并肩(side-by-side)封装系统的两个封装件的顶视图。
图48B示出根据一些方面的图48A的两个封装件的底视图。
图48C示出根据一些方面的并肩实现方式中的图48A和图48B的两个封装件的侧视图。
图49是SD闪存卡的各种大小的示例性说明。
图50示出根据一些方面的内容和功能被改变以改动卡以用于mmWave无线通信操作的的示例性Micro SD卡的三维视图。
图51A示出根据一些方面的示出图2的偶极天线的辐射图案的图50的示例性MicroSD。
图51B示出根据一些方面的具有垂直位于暴露区域中的在Z高度方面受限的垂直偏振单极天线元件的图50的Micro SD卡。
图51C示出根据一些方面的具有对折式偶极天线的图50的Micro SD卡。
图52示出根据一些方面的如上所述修改以提供每主板多个卡的三个示例性MicroSD卡。
图53A是根据一些方面的具有附接的收发机子系统的示例性分开的球栅阵列(BGA)或平面网格阵列(land grid array,LGA)图案封装PCB子系统的侧视图。
图53B是根据一些方面的图53A的子系统的侧视图截面。
图53C是根据一些方面的示出屏蔽体的顶视图并且还示出切除部的图53A的子系统的顶视图。
图53D是根据的一些方面的示出用于使得天线能够辐射出去的切除部并且示出触点的图53A的子系统的顶视图。
图53E示出根据一些方面的用于基本上所有方向上的辐射覆盖的以圆形方式布置在极子周围的示例性子系统的布置。
图53F示出根据一些方面的转角形状的示例性子系统。
图53G示出根据一些方面的图3A的子系统。
图53H示出根据一些方面的示例性天线子系统的侧视图。
图53I示出根据一些方面的双屏蔽体天线子系统的示例性配置的顶视图。
图53J示出根据一些方面的图53I的天线子系统的侧视图。
图54A示出根据一些方面的示例性60GHz相控阵列系统级封装(SIP)。
图54B示出根据一些方面的示例性60GHz相控阵列SIP的侧透视图。
图55示出根据一些方面的放置在自测试器上的60GHz SIP。
图56A示出根据一些方面的用于解决SIP中的不期望的片上或封装上串扰的测试的第一部分的测试设置。
图56B示出根据一些方面的用于解决SIP中的不期望的片上或封装上串扰的测试的第二部分的示例性测试设置。
图57示出根据一些方面的适合于测试60GHz相控阵列SIP的示例性自动化测试装备。
图58示出根据一些方面的要添加到图57的自动化测试装备的示例性组件。
图59示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的示例性RF前端模块(RFEM)。
图60示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的示例性基带子系统(BBS)。
图61示出根据一些方面的具有MIMO支持和耦合到单个RFEM的多个同轴缆线的示例性分布式相控阵列系统。
图62示出根据一些方面的具有MIMO支持的示例性分布式相控阵列系统,其中,每个RFEM收发机耦合到单独的同轴缆线。
图63示出根据一些方面的具有MIMO支持和耦合到单个RFEM的单个同轴缆线的示例性分布式相控阵列系统。
图64示出根据一些方面的图3的单个同轴缆线上传递的各种信号的示例性频谱内容。
图65示出根据一些方面的具有单个BBS和多个RFEM的示例性分布式相控阵列系统,其支持MIMO支持且在BBS与每一个RFEM之间具有单个同轴缆线。
图66示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的示例性RF前端模块(RFEM)。
图67示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的示例性基带子系统(BBS)。
图68示出根据一些方面的RFEM与BBS之间传递的信号的示例性频率图。
图69示出根据一些方面的经由单个同轴缆线耦合到示例性BBS以用于传递RF信号的示例性RFEM。
图70示出根据一些方面的图69的BBS的更详细示图。
图71示出根据一些方面的使用耦合到单个BBS的多个RFEM的示例性大规模天线阵列(MAA)。
图72是根据一些方面的示出用于RF信号以到达膝上型计算机的罩盖的示例性波导的膝上型计算机的分解图。
图73是根据一些方面的从膝上型计算机的无线电子系统开始,途经膝上型设备的罩盖,通过膝上型设备的铰链中的孔进入的一个或多个示例性同轴缆线的说明。
图74是根据一些方面的从膝上型计算机的无线电子系统离开膝上型设备罩盖的铰链中的孔,途经罩盖中的天线或天线阵列的一个或多个示例性同轴缆线的说明。
图75是根据一些方面的用于从膝上型计算机的主板到膝上型设备的罩盖并且到无线电前端模块(RFEM)的信号的示例性传输线的示意图。
图76是根据一些方面的用于从膝上型计算机的主板到膝上型设备的罩盖并且到多个RFEM的信号的示例性传输线的示意图。
图77A和图77B是根据一些方面的示例性基板集成式波导(SIW)的说明。
图78示出根据一些方面的时钟噪声泄漏减少的分布式相控阵列系统的示例性RF前端模块(RFEM)。
图79示出根据一些方面的时钟噪声泄漏减少的分布式相控阵列系统的示例性基带子系统(BBS)。
图80示出根据一些方面的RFEM与BBS之间传递的信号的示例性频率图。
图81示出根据一些方面的可以结合时钟噪声泄漏减少使用的时钟扩频器和解扩器电路。
图82示出根据一些方面的使用时钟噪声泄漏减少在RFEM与BBS之间传递的信号的频率图。
图83示出根据一些方面的具有IF处理的分布式相控阵列系统的示例性RF前端模块(RFEM)。
图84示出根据一些方面的图83的分布式相控阵列系统的示例性基带子系统(BBS)。
图85示出根据一些方面的具有RFEM内的IF处理的示例性多频段分布式相控阵列系统。
图86示出根据一些方面的具有经由单个同轴缆线耦合到BBS的RFEM以用于传递RF信号的示例性分布式相控阵列系统。
图87示出根据一些方面的图86的BBS的更详细示图。
图88示出根据一些方面的使用耦合到单个BBS的多个RFEM支持多个操作频段的示例性分布式相控阵列系统。
图89示出根据一些方面的图88的BBS的更详细示图。
图90示出根据一些方面的包括RFEM、辅助芯片和BBS的示例性分布式相控阵列系统,其中,IF处理卸载到辅助芯片。
图91示出根据一些方面的图90的辅助芯片和BBS的更详细示图。
图92示出根据一些方面的在辅助芯片内进行IF处理的示例性多频段分布式相控阵列系统。
图93示出根据一些方面的双路功率组合器的示例性片上实现方式。
图94示出根据一些方面的大型功率组合器的示例性片上实现方式。
图95示出根据一些方面的阻抗变换网络的示例性片上实现方式。
图96示出根据一些方面的双路功率组合器的示例性封装上实现方式。
图97示出根据一些方面的大型功率组合器的示例性封装上实现方式。
图98示出根据一些方面的阻抗变换网络的示例性封装上实现方式。
图99示出根据一些方面的Doherty功率放大器的示例性封装上实现方式。
图100A是根据一些方面的使用连接器的示例性非模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图100B是根据一些方面的使用连接器的示例性双贴片天线的侧视图。
图100C是根据一些方面的随着天线的体积增加的图100B的双贴片天线的回波损耗的仿真图线。
图101A是根据一些方面的使用屈曲互连部的示例性非模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图101B是根据一些方面的使用屈曲互连部的非模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图,其中,在摄影表示中示出屈曲互连部。
图102是根据一些方面的示例性模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图103是根据一些方面的示例性模制叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图104是根据一些方面的使用重分布层(redistribution layer)的叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图105是根据一些方面的在模制层中具有凹部以在z方向上获得高度的模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图106是根据一些方面的包括嵌入在模具中以用于EMI屏蔽并且用于热量扩散的机械屏蔽体的模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图107是根据一些方面的具有横向放置的天线或天线阵列的封装无线电系统中的示例性堆叠式超薄系统的透视图。
图108A至图108C示出根据一些方面的示例性嵌入式管芯封装。
图109示出根据一些方面使用的示例性堆叠式环形谐振器(SRR)天线封装小单元的侧视图的框图。
图110示出根据一些方面的可以用在图109的天线封装小单元的一个或多个层中的示例性环形谐振器。
图111示出根据一些方面的可以用在图109的天线封装小单元的一个或多个层中的具有使用不同偏振的多个馈线的示例性环形谐振器。
图112示出根据一些方面的图109的SRR天线的E平面中的示例性电场线。
图113是根据一些方面的图109的SRR天线封装小单元的反射系数和视轴已实现增益的示例性图线表示。
图114示出根据一些方面的使用图109的SRR天线封装小单元的示例性天线阵列的框图。
图115示出根据一些方面的构成图109的示例性SRR天线封装小单元的一组示例性层。
图116示出根据一些方面的图109的SRR天线封装小单元的示例性堆叠的框图。
图117示出根据一些方面的可以用作用于图109的SRR天线封装小单元的馈线的多个示例性带线的框图。
图118A示出根据一些方面的使用多个波导天线的示例性移动设备。
图118B示出根据一些方面的具有波导过渡元件的示例性射频前端模块(RFEM)。
图119A和图119B示出根据一些方面的用于在PCB与波导天线之间进行过渡的示例性波导结构的透视图。
图120A、图120B和图120C示出根据一些方面的图119A-图119B的波导过渡结构的各种截面图。
图121A、图121B和图121C示出根据一些方面的包括示例性阻抗匹配空气腔体的图119A-图119B的波导过渡结构的各种透视图。
图122示出根据一些方面的当经由图119A-图119B的波导过渡结构安装PCB和波导时的空气腔体的另一视图。
图123示出根据一些方面的与空气间隙宽度有关的反射系数值的仿真结果的图线表示。
图124示出根据一些方面的示例性双偏振式天线结构。
图125A至图125C示出根据一些方面的多层PCB上所实现的示例性双偏振式天线结构。
图126示出根据一些方面的图125A至图125C所示的天线结构的仿真的S参数。
图127A和图127B示出根据一些方面的图125A至图125C所示的天线结构的示例性仿真的远场辐射图案。
图128A示出根据一些方面的具有在一种配置中钻出的表面波孔的图125A至图125C的天线结构的顶视图。
图128B示出根据一些方面的具有在另一配置中钻出的表面波孔的图125A至图125C的天线结构的顶视图。
图129示出根据一些方面的示例性双偏振式天线结构的替选实现方式。
图130A示出根据一些方面的图129的天线的顶视图。
图130B和图130C是根据一些方面的图129的天线的透视图。
图131A示出根据一些方面的关于图130A至图130C的天线结构的总辐射效率与频率的关系的仿真。
图131B示出根据一些方面的图130A至图130C所示的类型的示例性4x1天线阵列的顶视图。
图131C是根据一些方面的图131B所示的类型的4x1天线阵列的透视图。
图131D和图131E示出根据一些方面的0°定相的图131B和图131C的4x1天线阵列的示例性仿真辐射图案。
图131F和图131G示出根据一些方面的120°定相的图131B和图131C的4x1天线阵列的示例性仿真辐射图案。
图132示出根据一些方面的图131B和图131C的天线阵列的邻近元件之间的最坏情况耦合的示例性仿真。
图133示出根据一些方面的在0°度定相下的图131B和图131C的4x1天线阵列的包络校正。
图134示出根据一些方面的用于下述极化(polar)仿真辐射图案的坐标系。
图135示出根据一些方面的管芯嵌入在主基板内部,且被屏蔽的表面贴装器件安装在主基板之上的示例性无线电子系统。
图136示出根据一些方面的管芯和表面贴装器件放置在主基板之上,在副基板中的腔体内的示例性无线电子系统。
图137示出根据一些方面的管芯嵌入在主基板内部,且表面贴装器件放置在主基板之上,在副基板中的腔体内的示例性无线电系统封装。
图138A是根据一些方面的管芯嵌入在主基板内部,且表面贴装器件放置在主基板之上,在副基板中的腔体内的示例性无线电系统封装的透视剖视图。
图138B是根据一些方面的示出主基板的底侧的图138A的无线电系统的透视图。
图139是根据一些方面的示出副基板的内部的图138A的无线电系统的透视图。
图140A是根据一些方面的示出用于机械连接或电连接的焊接触点的图138A的无线电系统的局部透视顶视图。
图140B是根据一些方面的示出被配置在副基板上的焊接触点以匹配图140A的焊接触点的图138A的无线电系统的局部透视图。
图141A示出根据一方面的包括附接到PCB的表面组件的示例性单元件边射(edge-fire)天线。
图141B示出根据一方面的图141A的单元件天线的放置方式和材料细节。
图141C示出根据一方面的图141A和图141B所示的单元件天线的端视图。
图141D示出根据一方面的包括图141A和图141B所示的类型的天线元件的示例性四天线元件阵列。
图142示出根据一方面的关于延伸式介电体的两个不同长度的图141A和图141B所示的天线的带宽。
图143示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线的频率范围上的总效率。
图144示出根据一方面的大于图143所示的频率范围的频率范围上的图141A和图141B所示的天线的总效率。
图145示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的频率范围上的最大实现增益。
图146示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的另一频率范围上的最大实现增益。
图147示出根据一方面的图141D所示的天线阵列的两个邻近天线元件之间的示例性隔离度。
图148A示出根据一方面的对于第一延伸式介电体长度的图141A和图141B所示的天线元件在给定频率下的示例性三维辐射图案。
图148B示出根据一方面的对于第二延伸式介电体长度的图141A和图141B所示的天线元件在给定频率下的示例性三维辐射图案。
图148C示出根据一方面的图141D所示的四元件天线阵列在给定频率下的示例性三维辐射图案,其中,每个天线元件具有第一延伸式介电体长度。
图148D示出根据一方面的图141D所示的四阵列天线元件在给定频率下的示例性三维辐射图案,其中,每个天线元件具有第二延伸式介电体长度。
图149示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线元件在给定频率下的示例性E平面共面偏振辐射图案。
图150示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线在给定频率下的示例性E平面交叉偏振辐射图案。
图151示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线在给定频率下的示例性H平面共面偏振辐射图案。
图152示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线在给定频率下的示例性H平面交叉偏振辐射图案。
图153A示出根据一方面的与图141A和图141B所示的天线相似的示例性天线元件,其中表面组件的一部分与PCB合并。
图153B示出根据一方面的具有示出垂直偏振和水平偏振馈电点的附加细节的图153A所示的天线元件。
图154A示出根据一方面的在PCB的两侧上包括两个表面组件的与图141A和图141B所示的天线相似的示例性天线元件。
图154B示出根据一方面的包括馈线的特写视图的附加细节的图154A所示的天线元件。
图155A是根据一方面的在将小的表面组件和主PCB焊接在一起之后的图153B的双偏振天线的透视图。
图155B示出根据一方面的探究与主PCB合并的表面组件的图155A所示的天线元件的透明视图。
图155C示出根据一方面的带附加细节的图155A所示的天线元件的前视图。
图155D示出根据一方面的图155A所示的天线元件的侧视图。
图156A示出根据一方面的用于图155A所示的天线元件的双偏振的回波损耗S参数。
图156B示出根据一些方面的具有用于图155A所示的天线元件的垂直馈电的示例性3D辐射图案。
图156C示出根据一些方面的具有用于图155A所示的天线元件的水平馈电的3D辐射图案。
图157A示出根据一方面的用于图155A所示的天线的垂直偏振馈电E平面辐射图案。
图157B示出根据一方面的用于图155A所示的天线元件的水平偏振馈电H平面辐射图案。
图158示出根据一些方面的关于图155A的天线的水平馈电E平面图案的示例性实现增益。
图159A示出根据一些方面的具有正交的垂直和水平激励的示例性天线元件。
图159B示出根据一些方面的具有+45度和-45度激励的示例性天线元件。
图160A示出根据一些方面的通过对于图159B的天线的两个端口使用同相激励获得垂直(V)偏振。
图160B示出根据一些方面的通过在图159B的天线的端口处使用一百八十度异相激励获得水平(H)偏振。
图161A示出根据一些方面的具有垂直和水平激励端口的图159A的天线元件。
图161B示出根据一些方面的关于图161A的天线元件的示例性仿真辐射图案结果。
图162A示出根据一些方面的使用正交激励的天线元件的示例性4x4阵列示意图。
图162B示出根据一些方面的关于具有双偏振天线元件的图162A的4x4阵列的示例性仿真辐射图案结果。
图162C示出根据一些方面的关于用于图162A的阵列的+45度扫描角度激励的示例性仿真辐射图案结果。
图163A示出根据一些方面的反相配置中的示例性双偏振式差分4端口贴片天线。
图163B示出根据一些方面的侧视图中的图163A的天线配置。
图163C示出根据一些方面的包括用于图162A和图162B的天线配置的等级L1-L6的示例性层叠式结构堆叠。
图163D示出根据一些方面的示例性贴片天线极性。
图163E示出根据一些方面的交叉偏振等级的示例性抑制。
图164示出根据一些方面的关于图163A至图163C的4端口天线配置方面的示例性仿真辐射图案结果。
图165A示出根据一些方面的具有从馈电源到四个端口中的每一个的馈线的示例性4端口激励天线拓扑。
图165B示出根据一些方面的具有叠加在馈线上的堆叠式贴片天线的驱动贴片的图165A的4端口配置中的馈线。
图165C示出关于图165B的方面的示例性12等级堆叠。
图166A示出根据一些方面的使用与馈电网络集成的4端口元件的示例性4x4天线阵列示意图。
图166B和图166C示出根据一些方面的关于图166A的4端口天线阵列的示例性仿真辐射图案结果。
图167A示出根据一些方面的使用2端口双偏振式天线元件的示例性阵列配置。
图167B和图167C示出根据一些方面的关于图167A的天线阵列的示例性仿真辐射图案结果。
图168A示出根据一些方面的使用2端口双偏振式天线元件的另一示例性阵列配置。
图168B和图168C示出根据一些方面的关于图168A的辐射图案的示例性仿真结果。
图169示出根据一些方面的具有用于车辆到万物(V2X)通信的多个天线阵列的示例性杆装式(mast-mounted)mmWave天线块。
图170示出根据一些方面的与单个演进节点B(eNB)进行通信的毫米波天线阵列中的示例性波束转向和天线切换。
图171示出根据一些方面的与多个eNB进行通信的毫米波天线阵列中的示例性波束转向和天线切换。
图172示出根据一些方面的使用具有多个天线阵列的天线块与多个设备的示例性同时毫米波通信。
图173示出根据一些方面的可以用于包括多个天线阵列的天线块进行毫米波通信的多个示例性波束。
图174是根据一些方面的使用图169的具有多个天线阵列的天线块的示例性毫米波通信设备的框图。
图175A是根据一些方面的移动电话中所配置的示例性过孔天线阵列的说明。
图175B是根据一些方面的膝上型设备中所配置的示例性过孔天线阵列的说明。
图175C是根据一些方面的主板PCB上所配置的示例性过孔天线阵列的说明。
图176A是根据一些方面的多层PCB中的示例性过孔天线的截面图。
图176B是根据一些方面的示例性过孔天线的透视图。
图177A是根据一些方面的在内部从PCB的顶部看的示例性PCB过孔天线的说明。
图177B是根据一些方面的从PCB的底部看的示例性PCB过孔天线的说明。
图178A是根据一些方面的示例性过孔天线阵列的顶视图。
图178B是根据一些方面的用于过孔天线的示例性垂直馈电部的说明。
图178C是根据一些方面的用于过孔天线的示例性水平馈电部的说明。
图179A是根据一些方面的被配置作为偶极过孔天线的示例性背对背过孔的透视图。
图179B是根据一些方面的示出PCB层叠层的被配置作为偶极过孔天线的示例性背对背过孔的透视图。
图180是根据一些方面的关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的天线回波损耗的图线。
图181A是根据一些方面的使用Ludwig定义在27.5GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的仿真远场共面辐射图案。
图181B是根据一些方面的使用Ludwig定义在28GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的示例性仿真远场共面辐射图案。
图181C是根据一些方面的使用Ludwig定义在29.5GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的示例性仿真远场共面辐射图案。
图182是根据一些方面的关于5G技术用于在28GHZ下操作的示例性双元件过孔天线阵列设计。
图183是根据一些方面的关于图182的双元件过孔天线阵列设计的天线回波损耗的仿真图线。
图184A是根据一些方面的操作在27.5GHz的频率处的图182的双元件过孔阵列的仿真辐射图案。
图184B是根据一些方面的操作在29.5GHz的频率处的图182的双元件过孔阵列的仿真辐射图案。
图185是根据一些方面的PCB中所设计的示例性过孔天线的透视图。
图186A是根据一些方面的图185的过孔天线的地平面的底视图。
图186B示出根据一些方面的图185的过孔天线的侧视图。
图186C是根据一些方面的图185的过孔天线的透视图。
图187是根据一些方面的关于图185的过孔天线的示例性过孔天线回波损耗的仿真图线。
图188是根据一些方面的在PCB中在示例性过孔天线周围钻出以降低表面波传播的空气孔的说明。
图189A至图189C示出根据一些方面的用于3D锥形天线的示例性修正地平面的组件。
图189D示出具有各种有瑕疵的地平面的示例性锥形天线。
图190A至图190C示出根据一些方面的具有不同类型的地平面的锥形形状的单极天线结构的示例性。
图191A和图191B示出根据一些方面的图190A至图190C的天线结构之间的辐射图案比较。
图192A和图192B是根据一些方面的图190A至图190C的天线结构中的一些的更详细说明。
图193A和图193B示出根据一些方面的图190A至图190C的示例性3D天线结构的顶视图和底视图。
图194是根据一些方面的图192A和图192B的天线的回波损耗之间的图线比较。
图195A至图195C示出根据一些方面的关于190A至190C的地结构的E场分布。
图196A至图196C示出根据一些方面的没有以及具有修正地平面的示例性五元件锥形天线阵列。
图197A和图197B示出根据一些方面的没有以及具有修正地平面的交叉偏振辐射图案比较。
图198A和图198B示出根据一些方面的地平面对天线辐射的影响。
图199示出根据一些方面的关于具有修正地平面的示例性天线阵列的回波损耗的比较和隔离度比较。
图200示出根据一些方面的用于示例性无修正的大天线阵列的天线元件之间的回波损耗和隔离度的比较。
图201A至图201C示出根据一些方面的可以用于3D天线的具有槽式修正地平面的示例性PCB。
图202示出在开关模式和分离模式下进行操作的示例性接收机的框图。
图203示出根据一些方面的使用分段式低噪声放大器(LNA)和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图204示出根据一些方面的使用在分离模式下进行操作以处理连续载波聚合信号的分段式低噪声放大器(LNA)和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图205示出根据一些方面的信号在LNA输入处分离的使用开关模式下进行操作的分段式LNA和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图206示出根据一些方面的信号在LNA输入处分离的使用分离模式下进行操作的分段式LNA和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图207示出根据一些方面的示例性本地振荡器(LO)信号生成电路的框图。
图208示出根据一些方面的信号在LNA输出处分离的使用开关模式下进行操作的分段式输出LNA和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图209示出根据一些方面的信号在LNA输出处分离的使用分离模式下进行操作的分段式输出LNA和分段式混频器的示例性接收机的框图。
图210示出根据一些方面的用于在开关模式下进行操作的接收机的示例性LO分配方案。
图211示出根据一些方面的用于在分离模式下进行操作的接收机的示例性LO分配方案。
图212是根据一些方面的使用连接器的非模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图213是根据一些方面的示例性模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图214是根据一些方面的示例性模制叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图215示出根据一些方面的具有RF前端的单机组件的示例性计算平台的截面。
图216示出根据一些方面的具有层叠或基板内的RF前端的集成组件的示例性计算平台的截面。
图217示出根据一些方面的层叠/基板中部分地实现的示例性智能设备或示例性计算机系统或SoC(片上系统)。
图218示出根据一些方面的使用管芯与天线之间配置的超薄组件的示例性模制叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图219是根据一些方面的具有一个堆叠在另一个上的三个封装件的模制堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。
图220是根据一些方面的用于5G和WiGig的示例性mmWave RF架构的高级框图。
图221示出根据一些方面的用于5G和WiGig的示例性mmWave RF架构的频率转换规划。
图221A是根据一些方面的用于5G 40GHz频段的频率分配的示意图。
图221B示出根据一些方面的用于在未使用的5G频段上偏移两个频段流中的第二频段流的示例性综合器源。
图221C示出根据一些方面的作为频率的函数的相位噪声功率。
图222示出根据一些方面的40GHZ频段中的用于5G的示例性发射机上变频频率方案。
图223示出根据一些方面的30GHZ频段中的用于5G的示例性发射机上变频频率方案。
图224A示出根据一些方面的示例性基带集成电路(BBIC)框图的第一区段。
图224B示出根据一些方面的示例性基带集成电路(BBIC)框图的第二区段。
图225是根据一些方面的示例性详细射频集成电路(RFIC)框图。
图226A和图226B是根据一些方面的示例性mmWave和5G通信系统的框图。
图227示出根据一些方面的用于在各个信道选项上进行扫描的射频(RF)、中频(IF)和振荡器(LO)频率的示意性分配。
图228示出根据一些方面的示例性固定LO发射机上变频方案。
图229示出根据一些方面的包括用固定LO进行第一变频,然而用变化LO进行第二变频的示例性无线电系统中的双变频。
图230示出根据一些方面的数字到时间转换器(DTC)结构。
图231示出根据一些方面的开环校准的DTC架构。
图232A示出根据一些方面的用于增加时钟频率的DTC的时间交织;图232B示出根据一些方面的图232A的时钟信号。
图233示出根据一些方面的具有脉冲整形的串行注入锁定振荡器。
图234示出根据一些方面的提供mmWave频率信号的方法。
图235示出根据一些方面的接收机。
图236示出根据一些方面的前馈均衡器(FFE)的基本实现方式。
图237A和图237B示出根据一些方面的FFE。
图238示出根据一些方面的提供模拟信号均衡的方法。
图239A和图239B示出根据一些方面的可重配置的判决反馈均衡器(DFE)的配置。
图240A和图240B示出根据一些方面的可重配置的DFE的选择器/D翻转触发器(DFF)组合配置。
图241是根据一些方面的配置DFE的方法。
图242示出根据一些方面的mmWave架构。
图243示出根据一些方面的发射机混合波束赋形架构。
图244示出根据一些方面的通信速率的仿真。
图245示出根据一些方面的信噪比(SNR)的仿真。
图246示出根据一些方面的传递波束赋形的mmWave信号的方法。
图247A和图247B示出根据一些方面的收发机结构。
图248A和图248B示出根据一些方面的收发机结构。
图249示出根据一些方面的自适应分辨率模数转换器(ADC)功率消耗。
图250示出根据一些方面的误比特率(BER)性能。
图251示出根据一些方面的传递波束赋形的mmWave信号的方法。
图252A和图252B示出根据一些方面的收发机结构。
图253示出根据一些方面的阵列结构。
图254示出根据一些方面的栅瓣(grating lobe)的仿真。
图255示出根据一些方面的最优相位值的仿真。
图256示出根据一些方面的最优相位值的另一仿真。
图257示出根据一些方面的用于移相器的处理。
图258示出根据一些方面的相位值确定。
图259示出根据一些方面的性能比较。
图260示出根据一些方面的另一性能比较。
图261示出根据一些方面的提供通信设备中的波束转向的方法。
图262A和图262B示出根据一些方面的电荷泵的方面。
图263示出根据一些方面的电荷泵的方面。
图264A示出根据一些方面的电荷泵的输出部段的简化方案。图264B示出根据一些方面的电荷泵的信号的定时图。
图265A至图265C示出根据一些方面的电荷泵的操作。
图266A至图266C示出根据一些方面的电荷泵的操作的概要。
图267示出根据一些方面的在电荷泵中注入电荷的方法。
图268示出根据一些方面的接收机架构。
图269示出根据一些方面的接收机的滤波器特性。
图270示出根据一些方面的接收机的BER性能。
图271示出根据一些方面的不同接收机架构。
图272示出根据一些方面的在接收机中补偿干扰源的方法。
图273A和图273B示出根据一些方面的干扰。
图274示出根据一些方面的接收机架构。
图275示出根据一些方面的过采样信号。
图276A和图276B示出根据一些方面的接收机的滤波器特性。
图277示出根据一些方面的波束赋形图案。
图278示出根据一些方面的BER性能。
图279示出根据一些方面的减少接收机中的量化器动态范围的方法。
图280示出根据一些方面的ADC系统(ADCS)。
图281A和图281B示出根据一些方面的ADCS的不同操作模式。
图282示出根据一些方面的核心ADC平均化。
图283示出根据一些方面的平均化系统的分辨率改进。
图284示出根据一些方面的提供灵活ADC架构的方法。
图285示出根据一些方面的接收机架构。
图286示出根据一些方面的空间响应的仿真。
图287示出根据一些方面的BER的仿真。
图288示出根据一些方面的干扰抑制的仿真。
图289示出根据一些方面的减少接收机中的量化器动态范围的方法。
图290是可以在本文中利用的并且在一些方面中使用M个并行低速ADC通道实现高速变频的根据一些方面的时间交织式模数转换器(TI-ADC)的示例的框图。
图291是示出所有通道如何根据示例TI-ADC操作于具有M个均匀间隔的相位的相同采样频率FS(或其倒数TS,示出于图291中)的定时图29100。
图292是示出根据本文公开的示例的具有环回设计的收发机29200的示例的框图。
图293是示出根据本文公开的示例的处理的流程图。
图294是根据一些方面的示例TI-ADC的框图。
图295是根据一些方面的实现高速变频的TI-ADC架构的示例的框图。
图296是示出根据一些方面的所有通道如何操作于具有M个均匀间隔的相位的相同采样频率FS(或其倒数TS,示出于图296中)的定时图。
图297是示出根据一些方面的用于应用增益校正的处理的示例实现方式的流程图。
图298是示出根据一些方面的AM/AM(输入幅度与输出幅度)的PA特性曲线的示例的图线。
图299是示出根据一些方面的AM/PM(输入幅度与输出相位变化)的PA特性曲线的示例的图线。
图300是根据本公开的示例性方面的用于相控阵列发射机的部段的增益模型的示例的框图。
图301是根据本公开的示例性方面的上述发射机模型可以表示的可切换收发机部段的示例的框图。
图302基本上是根据本公开的示例性方面的图301所示的收发机部段的复制收发机部段,但在接收配置中抛掷开关。
图303A和图303B是根据本公开的示例性方面的可以包含收发机部段的总体收发机示例的框图的部分。
图304是示出根据本公开的示例性方面的与外部相控阵列收发机(EPAT)进行通信的相控阵列收发机的框图。
图305是示出根据本公开的示例性方面的可以由收发机使用的处理的示例的流程图。
图306是示出根据本公开的示例性方面的可以由收发机使用的处理的另一示例的流程图。
图307A和图307B是根据一些方面的总体分布式相控阵列收发机系统的示例的框图的部分。
图308是根据一些方面的接收机功率放大器的框图。
图309是根据一些方面的关于给定的自动增益控制(AGC)增益设置绘制EVM与接收功率的关系的图线。
图310是根据一些方面的包括关于多个AGC增益设置的EVM与接收功率关系曲线的图线,其中,AGC增益设置具有彼此重叠的程度。
图311是示出根据一些方面的用于激活特定AGC增益设置的最优阈值的图线。
图312是示出根据一些方面的可以利用以确定最优阈值的示例处理的流程图。
图313是根据一些方面的射频(RF)相控阵列系统的示意性框图。
图314是示出根据一些方面的称为本地振荡器(LO)相控阵列系统的相控阵列无线电收发机的另一拓扑的示意性框图。
图315是示出对于根据一些方面的并且称为数字相控阵列系统的相控阵列无线电收发机设计的第三替选的示意性框图。
图316是根据一些方面的SPARTA阵列的示例小单元元件的框图。
图317是示出根据一些方面的平铺式SPARTA小单元的框图。
图318和图319是根据一些方面的晶圆切割的实物图。
图320是根据一些方面的可以进行晶圆加工并且与天线阵列组合的组合式SPARTA阵列的实物说明。
图321是示出根据一些方面的可以用于数字相位阵列平铺化的SPARTA小单元(其可以是SPARTA小单元的实现方式)的框图。
图322是示出根据一些方面的LO相位组合模式下的相邻小单元之间的LO相控阵列管道化的框图。
图323是根据一些方面的示出使用LO相位阵列的SPARTA小单元平铺化并且示出有源数据转换器ADC的框图。
图324是示出根据一些方面的混合模式下的SPARTA阵列的框图,其中,每个行在LO移相中平铺化并且共享单个ADC。
图325是示出根据一些方面的用于模拟相控阵列组合操作模式的相邻小单元之间的模拟相控阵列组合的管道化的框图。
图326是根据一些方面的用于基于注入锁定(IL)的相位调制电路的组件的示意图,其利用传统锁定振荡器的相移特性。
图327是示出根据一些方面的在仍锁定到注入频率的同时输出相位和幅度如何随着振荡器的中心频率相对于锁定频率改变而改变的图线。
图328是示出根据一些方面的具有通过用作为数据输入的基带调制比特控制cap-DAC生成的相位的两个符号的定时图线。
图329是根据一些方面的用于关于载波频率使用级联式亚谐波注入锁定架构的具有完全360°相位调制的基于IL的相位调制电路的框图。
图330是示出根据一些方面的元件1和2按两个不同偏移馈电相同基带数据信号(“11”、“00”)的基于真实时间延迟的波束赋形的组合图线。
图331是示出根据一些方面的实现将基于谐波IL的相位调制与真实时间延迟波束赋形组合的四元件相控阵列发射机的示例架构的示意性框图。
图332是根据一些方面的示出在载波频率的1/3处进行操作时的注入锁定振荡器的示例的用于基于IL的相位调制电路的框图。
图333是根据一些方面的示出在载波频率的1/2处进行操作时的注入锁定振荡器的示例的用于基于IL的相位调制电路的框图。
图334是根据一些方面的示出具有作为示出可能的I/Q值的星座图映射的图形的正交相移键控(QPSK)(基于PAM2-有线的)调制(每符号两个比特)的实物图。
图335是根据一些方面的示出具有作为示出可能的I/Q值的星座图映射的图形的16-QAM(基于PAM4-有线的)调制(每符号四个比特)的实物图。
图336是根据一些方面的用于PAM2(QPSK)调制的设计的实物图。
图337是根据一些方面的所提供的数据和误差值的表。
图338是示出根据一些方面的使用Z的均衡和第一表的图线。
图339是示出根据一些方面的除了正3值以上和负3值以下之外误差值全是负1的第二构思的表。
图340是根据一些方面的使用第二表的Z函数的图线。
图341是根据一些方面的用于有线的典型波特率CDR环路的示意性框图。
图342是根据一些方面的具有同相(I)和正交(Q)输入二者的新颖无线CDR环路的示意性框图。
图343是根据一些方面的包含可以用于图342的设计中的模式的各种模式值的表。
图344A是根据一些方面的在接收到的信号的幅度在接收机的操作期间变化的情况下可以在接收机处实现的AGC电路的示意性框图。
图344B是根据一些方面的在接收到的信号的幅度在接收机的操作期间变化的情况下可以在接收机处实现的示例AGC处理的流程图。
图345是根据一些方面的示出用于单天线接收机系统中的接收机信号的I/Q分量中的每一个中的具有b=log2(2n)个比特的低分辨率ADC的量化箱(bin)的正交编码的星座图图线。
图346是根据一些方面的用于示出3比特ADC的量化区域的正交编码的星座图图线。
图347是示出根据一些方面的在仅r1和r5单调增加和降低的情况下的条件概率分布的图线。
图348是示出根据一些方面的条件概率分布的导数的图线。
图349是示出根据一些方面的与经典平均功率确定相比的所提出的功率估计算法的估计性能的示例的图线。
图350是示出根据一些方面的新颖算法的时延的图线。
图351是根据一些方面的比较归一化均方差(MSE)的图线。
图352是示出根据一些方面的具有均匀45°相位噪声的均方差(MSE)的图线。
图353是示出根据一些方面的具有数字处理器的MIMO接收机的示例的示意性框图。
图354是示出根据一些方面的具有N个相同收发机片段和N个天线元件的波束赋形电路的示例的框图。
图355是根据一些方面的在当天线阵列增益保持恒定时的情况下绘制天线处的SNDR与输入功率关系的图线。
图356是根据一些方面的在当天线阵列增益变化以使得能够进行增益控制时的情况下绘制天线处的SNDR与输入功率关系的图线。
图357是示出根据一些方面的所辐射的功率和相对电流耗尽与天线阵列中的有源元件的数量关系的图线。
图358是根据一些方面的示出关于Rx的操作条件折衷的图线。
图359是根据一些方面的示出关于Tx的操作条件折衷的图线。
图360是根据一些方面的示出可以使用的接收处理的示例的流程图。
图361是根据一些方面的示出可以使用的发送处理的示例的流程图。
图362是根据一些方面的DAC架构的示意图。
图363是根据本文描述的设备的一个实现方式的层级式地结构化的示意图。
图364是根据一些方面的包括示出当发送天线和接收天线对准(即,平行)时的共面偏振和交叉偏振的一对图线的组合实物图表示图。
图365是根据一些方面的包括示出当发送天线和接收天线失准(即,不平行)时的共面偏振和交叉偏振的一对图线的组合实物图表示图。
图366是根据一些方面的使用MSFFPE设计的接收机的示例。
图367是示出传统求和器的电路图。
图368是示出根据一些方面的积分DFE求和器的电路图,其中突出了有关差异。
图369是根据一些方面的提供关于DFE求和器设计的更多细节的示意图。
图370是根据一些方面的示出关于求和放大器输出信号和强臂-1信号的时钟信号的与DFE求和器设计有关的图线。
图371是根据一些示范性方面的RF设备的框图的示意性说明。
图372是根据一些示范性方面的RF设备的框图的示意性说明。
图373是根据一些示范性方面的双向放大器电路的示意性说明。
图374是根据一些示范性方面的双向放大器电路的示意性说明。
图375是根据一些示范性方面的双向放大器电路的示意性说明。
图376是根据一些示范性方面的包括有源双向分离器和组合器(ABDSC)的级联拓扑的收发机的框图的示意性说明。
图377是根据一些示范性方面的ABDSC的共源拓扑的电路图的示意性说明。
图378是根据一些示范性方面的ABDSC的共栅拓扑的示意性说明。
图379是根据一些示范性方面的ABDSC的共栅/共源(CS/CG)拓扑的示意性说明。
图380是根据一些示范性方面的发射机的架构的框图的示意性说明。
图381A是根据一些示范性方面的堆叠式栅极控制放大器的电子电路的示意性说明。
图381B是根据一些示范性方面的堆叠式栅极控制放大器的电子电路的示意性说明。
图382是根据一些示范性方面的包括堆叠式栅极调制数字功率放大器(PA)的发射机的框图的示意性说明。
图383A和图383B是根据一些示范性方面的多等级高速眼图的动态实现的示意性说明。
图384A和图384B描述根据一些示范性方面的与输入串行开关放大器对应的性能改进图线(图384A)和功率减少图线(图384B)。
图385A和图385B描述根据一些示范性方面的与N位数字PA对应的幅度分辨率图线(图385A)和功率效率图线(图385B)。
图386描述根据一些示范性方面的在其之前具有驱动器放大器的堆叠式栅极控制放大器的漏极效率与功率饱和关系。
图387是根据一些示范性方面的发射机的框图的示意性说明。
图388是根据一些示范性方面的可以采用亚四分之一波长(SQWL)巴伦的两级Doherty放大器的框图的示意性说明。
图389是根据一些示范性方面的收发机的框图的示意性说明。
图390是根据一些示范性方面的发射机的框图的示意性说明。
图391是根据一些示范性方面的采用SQWL巴伦作为负载的异相放大器的框图的示意性说明。
图392是根据一些示范性方面的收发机的框图的示意性说明。
图393是根据一些示范性方面的移相电路的电子电路规划的示意性说明。
图394是根据一些示范性方面的星座图点映射的第一象限的示意性说明。
图395是描绘根据一些示范性方面的星座图点与理想移相星座图点关系的增益变化的图线的示意性说明。
图396是根据一些示范性方面的收发机的框图的示意性说明。
图397是根据一些示范性方面的收发机的框图的示意性说明。
图398是根据一些示范性方面的正交本地振荡器(LO)生成器的示意性说明。
图399是根据一些示范性方面的无源正交LO生成器的示意性说明。
图400是根据一些示范性方面的发射机的框图的示意性说明。
图401是根据一些示范性方面的可以实现的与多个信道带宽对应的多个信道的频段规划的示意性说明。
图402是描述根据一些示范性方面的低频段放大器和高频段放大器的增益响应的图线的示意性说明。
图403是根据一些示范性方面的变换器的示意性说明。
图404是根据一些示范性方面的无线通信装置的框图的示意性说明。
图405是根据一些示范性方面的阻抗匹配开关的示意性说明。
图406是根据一些示范性方面的收发机的框图的示意性说明。
图407是根据一些示范性方面的半双工收发机的框图的示意性说明。
图408是根据一些示范性方面的双向混频器的示意性说明。
图409A示出根据本公开的一些方面的相控阵列收发机。
图409B示出根据本公开的一些方面的具有原始减少的覆盖角度的天线阵列。
图409C示出根据本公开的一些方面的结合相控阵列天线使用以偏转所辐射的波束并且扩展覆盖角度的透镜。
图409D示出根据本公开的一些方面的结合相控阵列天线使用以偏转所辐射的波束并且扩展覆盖角度的凹反射器。
图410示出根据本公开的一些方面的结合第一配置中的印制反射器使用的多个相控阵列。
图411示出根据本公开的一些方面的结合第一配置中的Cassegrain天线使用的多个相控阵列。
图412示出根据本公开的一些方面的结合第二配置中的印制反射器使用的多个相控阵列。
图413示出根据本公开的一些方面的结合第二配置中的Cassegrain天线使用的多个相控阵列。
图414示出根据本公开的一些方面的结合第三配置中的印制反射器使用的多个相控阵列。
图415示出根据本公开的一些方面的结合第三配置中的Cassegrain天线使用的多个相控阵列。
图416示出根据本公开的一些方面的源自结合反射天线使用的多个相控阵列的扇区化的顶视图。
图417示出根据本公开的一些方面的扇区化的扫描区域的每个扇区中的扫描。
图418示出根据本公开的一些方面的天线可以嵌入在用户设备内的封装。
图419示出根据本公开的一些方面的图418的封装中实施的1x4偶极阵列的已实现增益的图线。
图420示出根据本公开的一些方面的与图419的图线关联的辐射图案。
图421示出根据本公开的一些方面的作为用于堆叠式贴片天线的天线地平面和反射器的集成电路(IC)屏蔽体的使用。
图422示出根据本公开的一些方面的示出非对称过孔馈电机构的图421所示的单极天线的侧视图。
图422A-图422C示出根据本公开的一些方面的图421所示的单极天线的特定尺寸。
图423示出根据本公开的一些方面的具有移动平台的天线阵列配置中的图421和图422的单极天线的贴片元件。
图424A示出根据本公开的一些方面的具有将偶极天线通过单极过渡到偶极的表面贴装器件(SMD)天线的偶极天线。
图424B是根据本公开的一些方面的图424A的天线的偶极部段的透视图。
图424C示出根据本公开的一些方面的单极天线的组合式偶极。
图424D示出根据本公开的一些方面的图424A的天线的单极部分的透视图。
图424E是根据本公开的一些方面的图424A和图424D的天线的侧视图。
图425示出根据本公开的一些方面的图424A的天线的辐射图案。
图426A示出图424A的天线的辐射图案的仰角切割。
图426B示出根据本公开的一些方面的图424B的天线的辐射图案。
图427A示出根据本公开的一些方面的具有用作反射器的IC屏蔽体的SMD L形偶极的侧视图。
图427B示出根据本公开的一些方面的图427A所示的具有用作反射器的IC屏蔽体的SMD L形偶极的透视图。
图428示出根据一方面的四个SMD L形偶极的阵列的透视图。
图429A示出根据本公开的一些方面的具有场抵消的用于垂直偏振的图428的阵列。
图429B示出根据本公开的一些方面的具有场相加的用于垂直偏振的图428的阵列。
图430A示出根据本公开的一些方面的具有场相加的用于水平偏振的图428的阵列。
图430B示出根据本公开的一些方面的具有场抵消的用于水平偏振的图428的阵列。
图431示出根据本公开的一些方面的用于垂直(theta)偏振的三维辐射图案。
图432示出根据本公开的一些方面的用于水平(phi)偏振的三维辐射图案。
图433示出根据本公开的一些方面的单个SMD单极天线。
图434示出根据本公开的一些方面的三维辐射图案。
图435示出根据本公开的一些方面的单个单极的阻抗绘图。
图436示出根据本公开的一些方面的单个单极随频率的回波损耗。
图437示出根据本公开的一些方面的来自单个单极的X-Z平面中的所实现的垂直偏振(θ)增益。
图438示出根据本公开的一些方面的来自单个单极的按大于端射的15°的频率上的所实现的垂直偏振(θ)增益。
图439示出根据本公开的一些方面的双元件单极和双元件偶极阵列。
图440示出根据本公开的一些方面的60GHz处的图439的双偶极阵列的三维辐射图案。
图441示出根据本公开的一些方面的距图439的双偶极阵列的端射方向上的随频率所实现的水平极性增益。
图442示出根据本公开的一些方面的60GHz处的图439的双单极阵列的三维辐射图案。
图443示出根据本公开的一些方面的所实现的垂直极性(θ)。
图444示出根据本公开的一些方面的单贴片、双馈电、双偏振垂直SMD贴片天线。
图445示出根据本公开的一些方面的堆叠式贴片、单馈电、单偏振垂直SMD贴片天线。
图446示出根据本公开的一些方面的水平SMD贴片天线。
图447示出根据本公开的使用交叉影线图案的垂直SMD贴片天线。
图448示出根据本公开的一些方面的具有圆形偏振的SMD螺旋天线。
图449示出根据本公开的一些方面的SMD内的螺旋天线的实现方式。
图450示出根据本公开的一些方面的将辐射耦合到机壳上的导向器。
图451A是根据本公开的一些方面的形成天线的IC屏蔽体壁切除部的透视图。
图451B是根据本公开的一些方面的包括图451A所示的天线的壁切除部的侧视图。
图451C是根据本公开的一些方面的具有包括天线阵列的天线元件的壁切除部和顶部切除部的IC屏蔽体的透视图。
图451D是根据本公开的一些方面的具有包括天线阵列的天线元件的第一壁切除部和第二壁切除部的IC屏蔽体的透视图。
图452A示出根据本公开的一些方面的包括用于单偏振设计的发送/接收(TR)开关的贴片天线和RF馈线连接。
图452B示出根据本公开的一些方面的包括用于双偏振设计的TR开关的贴片天线和RF馈线连接。
图452C示出根据本公开的一些方面的具有用于与TX馈线匹配点相比稍微偏移到一侧的RX馈线匹配点的天线馈线的单偏振设计中的贴片天线。
图452D示出根据本公开的一些方面的具有关于两种偏振用于与TX馈线匹配点相比稍微偏移到一侧的RX馈线匹配点的天线馈线的双偏振设计中的贴片天线。
图453A示出根据本公开的一些方面的直接连接到天线馈线匹配点的TX馈线和RX馈线的单偏振实现方式。
图453B示出根据本公开的一些方面的直接连接到天线馈线匹配点的水平偏振TX馈线和RX馈线以及垂直偏振TX馈线和RX馈线的双偏振实现方式。
图454A示出根据本公开的一些方面的IC屏蔽体。
图454B示出根据本公开的一些方面的具有凸起部或延伸部以增强天线增益和分集的IC屏蔽体。
图454C示出根据本公开的一些方面的具有IC屏蔽体以改进偶极天线元件的阵列的增益的折叠延伸部的使用。
图454D示出根据本公开的一些方面的因凸起部而产生在屏蔽体结构中的孔。
图454E是根据本公开的一些方面的图454D的凸起部和孔的特写透视图。
图455是根据本公开的一些方面的具有屏蔽体反射器的组合式贴片天线和偶极天线阵列的顶视图。
图456是根据本公开的一些方面的图455的天线阵列的侧视图。
图457是根据本公开的一些方面的用于贴片阵列以旁路用户设备中的大阻碍部的内插器的透视图。
图458A是根据本公开的一些方面的示出IC屏蔽体罩盖的图457的内插器的透视图。
图458B是根据本公开的一些方面的具有按负九十(-90)度示出的端射方向的用于图458A的偶极天线阵列的辐射图案的俯视图。
图459示出根据本公开的一些方面的在各个方向上作为内插器的高度的函数的图457和图458A的贴片天线阵列的已实现增益。
图460A是根据本公开的一些方面的用于双带、双偏振操作的组合式贴片和缝隙天线的透视图。
图460B是根据本公开的一些方面的图460A的组合式贴片和缝隙天线的侧视图。
图461A是根据本公开的一些方面的片上天线(AOC)的分解图。
图461B是根据本公开的一些方面的包括图461A的AOC的天线的底视图。
图461C是根据本公开的一些方面的图461A的AOC的侧视图。
图462是包括用于本公开的一些方面的尺寸的图461A的AOC的另一底视图。
图463是根据本公开的一些方面的关于图461A-图461C和图462的片上天线的辐射图案。
图464A示出根据本公开的一些方面的用于叠层封装实现方式中的嵌入式管芯的AOC的另一视图。
图464B是根据本公开的一些方面的作为硅的高度除以贴片的高度的函数的辐射效率的说明。
图464C是根据本公开的一些方面的作为硅的高度除以贴片的高度的函数的以dBi为单位的已实现增益的说明。
图465是根据本公开的一些方面的象征性地示出芯片概览并且包括芯片上的天线和电路的关系的AOC的另一说明。
图466示出根据本公开的一些方面的可以执行本文所讨论的技术或方法中的任何一种或多种的示例机器的框图。
图467示出根据本公开的一些方面的可以在无线通信设备中实现的协议功能。
图468示出根据本公开的一些方面的可以结合无线通信设备或无线通信系统实现的各种协议实体。
图469示出根据本公开的一些方面的可以用以实现介质接入控制层功能的介质接入控制(MAC)实体。
图470A和图470B示出根据本公开的一些方面的可以由图469的MAC实体编码并且解码的PDU的格式。
图470C、图470D和图470E示出根据本公开的一些方面的可以结合图469的MAC实体使用的各种子头。
图471示出根据本公开的一些方面的无线链路控制(RLC)层实体内包含的功能。
图472A示出根据本公开的一些方面的TMD PDU。
图472B和图472C示出根据本公开的一些方面的UMDPDU。
图472D和图472E示出根据本公开的一些方面的AMDPDU。
图472F示出根据本公开的一些方面的STATUS PDU。
图473示出根据本公开的一些方面的分组数据汇聚协议(PDCP)层实体内可以包含的功能的方面。
图474示出根据本公开的一些方面的可以由PDCP实体发送并且接收的PDCP PDU。
图475示出根据本公开的一些方面的无线资源控制(RRC)层的实例之间的通信的方面。
图476示出根据本公开的一些方面的用户设备(UE)中可以实现的RRC的状态。
具体实施方式
随着基于5G mmWave通信的进展,若干挑战已经演进(例如有限的通信距离、天线系统的方向性、针对大型天线阵列实现期望的方向性和波束赋形、归因于大气衰减损耗和通过固体材料的高衰减导致的信号衰减)。可以结合数字基带电路、发送电路、接收电路、射频电路、协议处理电路和天线阵列使用本文所描述的技术,以解决与基于5G mmWave的通信关联的挑战。
利用例如比如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等的术语的本文的讨论可以指代将计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如电子)量所表示的数据操控和/或变换为计算机的寄存器和/或存储器或可以存储指令以执行操作和/或处理的另外信息存储介质内的物理量所相似地表示的其他数据的计算机、计算平台、计算系统或另外电子计算设备的操作和/或处理。
本文所使用的术语“多个”和“若干”包括例如“许多”或“两个或更多个”。例如,“多个项”包括两个或更多个项。
对“一个方面”、“一方面”、“示例方面”、“一些方面”、“示范性方面”、“各个方面”等的引用指示如此描述的方面可以包括特定特征、结构或特性,但并非每一方面必须包括特定特征、结构或特性。此外,短语“在一个方面中”的重复使用虽然可以指代同一方面,但不一定如此。
如本文使用的那样,除非另外指定,用于描述共同对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等的使用仅指示相同对象的不同实例被指代,不意图暗指所描述的对象必须在排序中时间上、空间上按给定的顺序,或按任何其他方式。
可以结合各种设备和系统(例如用户设备(UE)、移动设备(MD)、无线站(STA)、个人计算机(PC)、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、传感器设备、物联网(IoT)设备、可穿戴设备、手持设备、个人数字助理(PDA)设备、手持PDA设备、板载设备、离板设备、混合设备、车载设备、非车载设备、移动或便携式设备、消费者设备、非移动或非便携式设备、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、有线或无线路由器、有线或无线调制解调器、视频设备、音频设备、音频-视频(A/V)设备、有线或无线网络、无线域网、无线视频域网(WVAN)、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、个域网(PAN)、无线PAN(WPAN)等)使用一些方面。
可以例如结合根据现有IEEE 802.11标准(包括IEEE802.11-2016(IEEE 802.11-2016,IEEE Standard for Information technology--Telecommunications andinformation exchange between systems Local and metropolitan area networks--Specific requirements Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)andPhysical Layer(PHY)Specifications,2016年12月7日);IEEE 802.11ay(P802.11ayStandard for Information Technology--Telecommunications and InformationExchange Between Systems Local and Metropolitan Area Networks--SpecificRequirements Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and PhysicalLayer(PHY)Specifications--Amendment:Enhanced Throughput for Operation inLicense-Exempt Bands Above 45GHz))和/或其未来版本和/或衍生操作的设备和/或网络、和/或根据现有和/或WiFi联盟(WFA)点对点(P2P)规范(包括WiFi P2P technicalspecification,version 1.5,2015年8月4日)和/或其未来版本和/或衍生操作的设备和/或网络、和/或根据现有无线吉比特联盟(WGA)规范(包括Wireless Gigabit Alliance,IncWiGig MAC and PHY Specification Version 1.1,2011年4月,Final specification)和/或其未来版本和/或衍生操作的设备和/或网络、和/或根据现有蜂窝规范和/或协议(例如3rd Generation Partnership Project(3GPP),3GPP Long Term Evolution(LTE))和/或其未来版本和/或衍生操作的设备和/或网络、作为上述网络的部分的单元和/或设备等使用一些方面。
可以结合单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、移动电话、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)设备、包括无线通信设备的PDA设备、移动或便携式全球定位系统(GPS)设备、包括GPS接收机或收发机或芯片的设备、包括RFID元件或芯片的设备、多入多出(MIMO)收发机或设备、单入多出(SIMO)收发机或设备、多入单出(MISO)收发机或设备、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的设备、数字视频广播(DVB)设备或系统、多标准无线电设备或系统、有线或无线手持设备(例如智能电话)、无线应用协议(WAP)设备等使用一些方面。
可以结合一种或多种类型的无线通信信号和/或系统(例如射频(RF)、红外(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、空分多址(SDMA)、FDM时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、多用户MIMO(MU-MIMO)、扩展TDMA(E-TDMA)、通用分组无线电服务(GPRS)、扩展GPRS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 2000、单载波CDMA、多载波CDMA、多载波调制(MDM)、离散多音频(DMT)、蓝牙、全球定位系统(GPS)、Wi-Fi、Wi-Max、ZigBeeTM、超宽带(UWB)、全球移动通信系统(GSM)、2G、2.5G、3G、3.5G、4G、第五代(5G)移动网络、3GPP、长期演进(LTE)、LTE高级、增强数据率GSM演进(EDGE)等)使用一些方面。其他方面可以用在各种其他设备、系统和/或网络中。
本文所使用的术语“无线设备”包括例如有无线通信能力的设备、有无线通信能力的通信设备、有无线通信能力的通信站、有无线通信能力的便携式或非便携式设备等。在一些示范性方面中,无线设备可以是或可以包括与计算机集成的外设或附连到计算机的外设。在一些示范性方面中,术语“无线设备”可以可选地包括无线服务。
本文关于通信信号所使用的术语“传递”包括:发送通信信号和/或接收通信信号。例如,能够传递通信信号的通信单元可以包括用于将通信信号发送到至少一个其他通信单元的发射机和/或用于从至少一个其他通信单元接收通信信号的通信接收机。动词“传递”可以用以指代发送的动作和/或接收的动作。在一个示例中,短语“传递信号”可以指代由第一设备发送信号的动作,并且可以不一定包括由第二设备接收信号的动作。在另一示例中,短语“传递信号”可以指代由第一设备接收信号的动作,并且可以不一定包括由第二设备发送信号的动作。
可以结合WLAN(例如WiFi网络)使用一些示范性方面。可以结合任何其他合适的无线通信网络(例如无线域网、“微微网”、WPAN、WVAN等)使用其他方面。
可以结合通过大于45吉赫兹(GHz)的频段(例如60GHz)进行通信的无线通信网络使用一些示范性方面。然而,可以利用任何其他合适的无线通信频段(例如极高频率(EHF)频段(毫米波(mmWave)频段(例如20GHz至300GHz之间的频段内的频段、大于45GHZ的频段、小于20GHZ的频段(例如Sub 1GHz(S1G)频段、2.4GHz频段、5GHZ频段、WLAN频段、WPAN频段、根据WGA规范的频段等)))实现其他方面。
如本文所使用的那样,术语“电路”可以例如指代以下项、作为其一部分或包括它们:专用集成电路(“ASIC”)、集成电路、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组)和/或存储器(共享的、专用的或群组)、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适的硬件组件。在一些方面中,电路可以包括至少部分地可在硬件中操作的逻辑。在一些方面中,电路可以实现为无线电虚拟机(RVM)的部分和/或形式是无线电虚拟机(RVM),例如,实现为被配置为执行代码以配置一个或多个无线电组件的一个或多个操作和/或功能的无线电处理器(RP)的部分。
术语“逻辑”可以指代例如嵌入在计算装置的电路中的计算逻辑和/或存储在计算装置的存储器中的计算逻辑。例如,逻辑可以由计算装置的处理器可存取,以执行计算逻辑,从而执行计算功能和/或操作。在一个示例中,逻辑可以嵌入在各种类型的存储器和/或固件(例如各种芯片和/或处理器的硅块)中。逻辑可以包括于各种电路(例如无线电电路、接收机电路、控制电路、发射机电路、收发机电路、处理器电路等)中,和/或实现为其部分。在一个示例中,逻辑可以嵌入在易失性存储器和/或非易失性存储器(包括随机存取存储器、只读存储器、可编程存储器、磁存储器、闪存、持久存储器等)中。一个或多个处理器可以使用例如对于执行逻辑必要的耦合到一个或多个处理器的存储器(例如寄存器、缓冲器、堆等)执行逻辑。
本文所使用的术语“天线”可以包括一个或多个天线元件、组件、单元、组装和/或阵列的任何合适的配置、结构和/或布置。在一些方面中,天线可以使用分离的发送和接收天线元件实现发送和接收功能。在一些方面中,天线可以使用公共和/或集成的发送/接收元件实现发送和接收功能。天线可以包括例如相控阵列天线、单元件天线、开关波束天线集合等。
本文所使用的短语“点对点(PTP或P2P)通信”可以与设备之间的无线链路(“点对点链路”)上的设备到设备通信有关。PTP通信可以包括例如WiFi直连(WFD)通信(例如WFD点对点(P2P)通信)、服务质量(QoS)基本服务集(BSS)内的直连链路上的无线通信、隧道式直连链路设置(TDLS)链路、独立基本服务集(IBSS)中的STA到STA通信等。
本文关于WiFi通信描述一些示范性方面。然而,可以关于任何其他通信方案、网络、标准和/或协议实现其他方面。
在一些示范性方面中,无线通信设备可以例如如下所述实现毫米波(mmWave)无线电前端模块(RFEM)。
毫米波可以定义为跨越大约30GHz到大约300GHz的频率范围,并且实际上当前覆盖若干离散授权和免授权频段。
当前可用的免授权mmWave频段处于60GHz的附近。授权频段可能包括28GHz、39GHz、73GHz和120GHz。这些频段的可用性和每个频段的具体频率范围随管制权限而变化,并且在一些情况下(具体地对于授权频段操作),关于一些国家的规章,仍存在显著不确定性。与基于mmWave的蜂窝通信关联的挑战包括有限的距离、距离的天线的方向性、因为使用常规缆线而非迹线导致的信号损耗和关于用于波束赋形而集成多个天线的挑战。这些挑战在根据一些方面的以下所讨论的本专利中得以解决,并且可以包括使用偏振创新、用以避免信号损耗的迹线和其他线路以及改进的用于波束赋形中使用的能力。
图1示出根据一些方面的示例性用户设备。用户设备100可以在一些方面中包括移动设备,并且包括应用处理器105、基带处理器110(又称为基带子系统)、无线电前端模块(RFEM)115、存储器120、连接性子系统125、近场通信(NFC)控制器130、音频驱动器135、相机驱动器140、触摸屏145、显示器驱动器150、传感器155、可移除存储器160、电源管理集成电路(PMIC)165和智能电池170。
在一些方面中,应用处理器105可以包括例如一个或多个中央处理单元(CPU)内核和以下中的一个或多个:缓存存储器、低压差稳压器(LDO)、中断控制器、串行接口(例如SPI)、I2C或通用可编程串行接口子系统、实时时钟(RTC)、包括间隔和监视定时器的定时器-计数器、通用IO、存储器卡控制器(例如SD/MMC等)、USB接口、MIPI接口和/或联合测试存取组(JTAG)测试存取端口。
在一些方面中,基带处理器110可以实现为例如包括一个或多个集成电路的下焊接(solder-down)基板、焊接到主电路板的单封装式集成电路和/或包括两个或更多个集成电路的多芯片模块。
mmWave技术的应用可以包括例如WiGig和未来5G,但mmWave技术可以可应用于各种电信系统。mmWave技术可能对于短距离电信系统是尤其有吸引力的。WiGig设备在免授权60GHz频段中进行操作,而5G mmWave应当初始地在授权28GHz和39GHz频段中进行操作。图1A中示出mmWave系统中的示例基带子系统110和RFEM 115的框图。
图1A示出根据本公开的一些方面的可以结合图1的设备100使用的mmWave系统100A。系统100A包括两个组件:基带子系统110和一个或多个无线电模块(RFEM)115。RFEM115可以通过提供调制中频(IF)信号、DC功率、时钟信号和控制信号的单个同轴缆线190连接到基带子系统110。
虽然并未完整地示出基带子系统110,但图1A却示出模拟前端的实现方式。这包括具有用于变为中频(IF)(在当前实现方式中,10GHz周围)的上变频器173的发射机(TX)区段191A、具有从IF到基带的下变频175的接收机(RX)区段191B、包括用于将发送和接收信号复用/解复用到单个缆线190上的组合器的控制和复用电路177。此外,功率tee电路192(其包括分立式组件)包括于基带电路板上,以提供用于RFEM 115的DC功率。在一些方面中,TX区段和RX区段的组合可以称为收发机,本文所描述的类型的一个或多个天线或天线阵列可以耦合至它。
RFEM 115可以是包括多个印制天线和包含多个无线电链的一个或多个RF设备的小电路板,包括对毫米波频率的上变频/下变频174、功率组合器/分配器176、可编程相移178和功率放大器(PA)180、低噪声放大器(LNA)182以及控制和电源管理电路184A和184B。这种布置可以与通常使得RF和基带功能全都集成到单个单元中并且使得仅天线经由同轴缆线远程地连接的Wi-Fi或蜂窝实现方式不同。
这种架构差别可以因毫米波频率处的同轴缆线中的非常大的功率损耗而受驱动。这些功率损耗可能减少天线处的发送功率并且减少接收灵敏度。为了避免该问题,在一些方面中,PA 180和LNA 182可以移动到具有集成天线的RFEM 115。此外,RFEM 115可以包括上变频/下变频174,从而同轴缆线190上的IF信号可以处于较低频率处。本文以下讨论关于mmWave 5G装置、技术和特征的附加系统上下文。
图2示出根据一些方面的示例性基站或基础架构设备无线电头端。基站无线电头端200可以包括以下中的一个或多个:应用处理器205、基带处理器210、一个或多个无线电前端模块215、存储器220、电源管理集成电路(PMIC)225、功率tee电路230、网络控制器235、网络接口连接器240、卫星导航接收机(例如GPS接收机)245和用户接口250。
在一些方面中,应用处理器205可以包括例如一个或多个CPU内核和以下中的一个或多个:缓存存储器、低压差稳压器(LDO)、中断控制器、串行接口(例如SPI)、I2C或通用可编程串行接口子系统、实时时钟(RTC)、包括间隔和监视定时器的定时器-计数器、通用IO、存储器卡控制器(例如SD/MMC等)、USB接口、MIPI接口和联合测试存取组(JTAG)测试存取端口。
在一些方面中,基带处理器210可以实现为例如包括一个或多个集成电路的下焊接基板、焊接到主电路板的单封装式集成电路或包括两个或更多个集成电路的多芯片子系统。
在一些方面中,存储器220可以包括以下中的一个或多个:包括动态随机存取存储器(DRAM)和/或同步DRAM(SDRAM)的易失性存储器和包括高速电可擦除存储器(通称为闪存)、相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)和/或三维交叉点存储器的非易失性存储器(NVM)。存储器220可以实现为以下中的一个或多个:下焊接封装式集成电路、套接式存储器模块和插入存储器卡。
在一些方面中,电源管理集成电路225可以包括以下中的一个或多个:电压调节器、浪涌保护器、功率告警检测电路和一个或多个备份电源(例如电池或电容器)。功率告警检测电路可以检测熔断(欠电压)和浪涌(过电压)条件中的一个或多个。
在一些方面中,功率tee电路230可以提供从网络缆线抽取的电功率。功率tee电路230可以使用单个缆线对基站无线电头端200既提供功率供应又提供数据连接性。
在一些方面中,网络控制器235可以使用标准网络接口协议(例如以太网)提供对网络的连接性。可以使用作为电(一般称为铜互连)、光或无线之一的物理连接提供网络连接性。
在一些方面中,卫星导航接收机245可以包括用于对一个或多个导航卫星星座(例如全球定位系统(GPS)、Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema(GLONASS)、伽利略和/或北斗)发送的信号进行接收并且解码的电路。接收机245可以向应用处理器205提供可以包括位置数据或时间数据中的一个或多个的数据。时间数据可以由应用处理器205使用,以将操作同步于其他无线电基站或基础架构设备。
在一些方面中,用户接口250可以包括按钮中的一个或多个。按钮可以包括重置按钮。用户接口250可以还包括一个或多个指示器(例如LED)和显示屏。
图3A示出根据一些方面的示例性mmWave通信电路;图3B和图3C示出根据一些方面的图3A所示的发送电路的方面;图3D示出根据一些方面的图3A所示的射频电路的方面;图3E示出根据一些方面的图3A所示的接收电路的方面。图3A所示的毫米波通信电路300可以替代地根据功能而分组。图3A所示的组件提供于此以用于说明性的目的,并且可以包括图3A中未示出的其他组件。
毫米波通信电路300可以包括协议处理电路305(或处理器)或其他用于处理的部件。协议处理电路305可以实现介质接入控制(MAC)、无线链路控制(RLC)、分组数据汇聚协议(PDCP)、无线资源控制(RRC)和非接入层(NAS)功能等中的一个或多个。协议处理电路305可以包括用于执行指令的一个或多个处理内核和用于存储程序和数据信息的一个或多个存储器结构。
毫米波通信电路300可以还包括数字基带电路310。数字基带电路310可以实现包括以下中的一个或多个的物理层(PHY)功能:混合自动重传请求(HARQ)功能、加扰和/或解扰、编码和/或解码、层映射和/或解映射、调制符号映射、接收到的符号和/或比特度量确定、多天线端口预编码和/或解码(其可以包括空间-时间、空间-频率或空间编码中的一个或多个)、基准信号生成和/或检测、前导序列生成和/或解码、同步序列生成和/或检测、控制信道信号盲解码和其他有关功能。
毫米波通信电路300可以还包括发送电路315、接收电路320和/或天线阵列电路330。毫米波通信电路300可以还包括RF电路325。在一些方面中,RF电路325可以包括用于发送和/或接收的一个或多个并行RF链。RF链中的每一个可以连接到天线阵列电路330的一个或多个天线。
在一些方面中,协议处理电路305可以包括控制电路的一个或多个实例。控制电路可以提供用于数字基带电路310、发送电路315、接收电路320和/或RF电路325中的一个或多个的控制功能。
图3B和图3C示出根据一些方面的图3A所示的发送电路的方面。图3B所示的发送电路315可以包括数模转换器(DAC)340、模拟基带电路345、上变频电路350和/或滤波和放大电路355中的一个或多个。DAC 340可以将数字信号转换为模拟信号。模拟基带电路345可以执行以下所指示的多个功能。上变频电路350可以将基带信号从模拟基带电路345上变频为RF频率(例如mmWave频率)。滤波和放大电路355可以对模拟信号进行滤波并且放大。可以在协议处理电路305与DAC 340、模拟基带电路345、上变频电路350和/或滤波和放大电路355中的一个或多个之间提供控制信号。
图3C所示的发送电路315可以包括数字发送电路365和RF电路370。在一些方面中,来自滤波和放大电路355的信号可以提供给数字发送电路365。如上,可以在协议处理电路305与数字发送电路365和RF电路370中的一个或多个之间提供控制信号。
图3D示出根据一些方面的图3A所示的射频电路的方面。射频电路325可以包括无线电链电路372(其在一些方面中可以包括一个或多个滤波器、功率放大器、低噪声放大器、可编程移相器和电源)的一个或多个实例。
射频电路325也可以在一些方面中包括功率组合和分配电路374。在一些方面中,功率组合和分配电路374可以双向地进行操作,从而同一物理电路可以被配置为当设备正进行发送时操作为功率分配器而当设备正进行接收时操作为功率组合器。在一些方面中,功率组合和分配电路374可以包括用于当设备正进行发送时执行功率分配而当设备正进行接收时执行功率组合的一个或多个完全地或部分地分开的电路。在一些方面中,功率组合和分配电路374可以包括包含被布置成树型的一个或多个双路功率分配器/组合器的无源电路。在一些方面中,功率组合和分配电路374可以包括包含放大器电路的有源电路。
在一些方面中,射频电路325可以连接到图3A中的发送电路315和接收电路320。射频电路325可以经由一个或多个无线电链接口376和/或组合式无线电链接口378连接到发送电路315和接收电路320。在一些方面中,一个或多个无线电接口376可以提供均与单个天线结构关联的用于一个或多个接收或发送信号的一个或多个接口。在一些方面中,组合式无线电链接口378可以提供均与天线结构的群组关联的用于一个或多个接收或发送信号的单个接口。
图3E示出根据一些方面的图3A所示的接收电路的方面。接收电路320可以包括并行接收电路382中的一个或多个和/或组合式接收电路384中的一个或多个。在一些方面中,一个或多个并行接收电路382和一个或多个组合式接收电路384可以包括一个或多个中频(IF)下变频电路386、IF处理电路388、基带下变频电路390、基带处理电路392和模数转换器(ADC)电路394。如本文所使用的那样,术语“中频”指代载波频率(或频率信号)在发送、接收和/或信号处理中的中间步骤中偏移到的频率。IF下变频电路386可以将接收到的RF信号变频为IF。IF处理电路388可以例如经由滤波和放大处理IF信号。基带下变频电路390可以将来自IF处理电路388的信号变频到基带。基带处理电路392可以例如经由滤波和放大处理基带信号。ADC电路394可以将所处理的模拟基带信号转换为数字信号。
图4示出根据一些方面的图3A的示例性RF电路。在一方面中,(图4中使用标号425描述的)图3A中的RF电路325可以包括IF接口电路405、滤波电路410、上变频和下变频电路415、综合器电路420、滤波和放大电路424、功率组合和分配电路430和无线电链电路435中的一个或多个。
图5A和图5B示出根据一些方面的图1和图2所示的电路中可使用的无线电前端模块的方面。RFEM 500包括毫米波RFEM 505和一个或多个above-6吉赫兹射频集成电路(RFIC)515和/或一个或多个sub-6吉赫兹RFIC 522。在该方面中,一个或多个above-6吉赫兹RFIC 515和/或一个或多个sub-6吉赫兹RFIC 522可以与毫米波RFEM 505以物理方式分离。RFIC 515和522可以包括对一个或多个天线520的连接。RFEM 505可以包括多个天线510。
图5B示出根据一些方面的无线电前端模块的替选方面。在该方面中,毫米波和sub-6吉赫兹无线电功能都可以实现于同一物理无线电前端模块(RFEM)530中。RFEM 530可以包括毫米波天线535和sub-6吉赫兹天线540二者。
图6示出根据一些方面的图1或图2所示的系统和电路中可使用的多协议基带处理器600。在一方面中,基带处理器可以包含一个或多个数字基带子系统640A、640B、640C、640D,本文中又通称为数字基带子系统640。
在一方面中,一个或多个数字基带子系统640A、640B、640C、640D可以经由互连子系统665耦合到CPU子系统670、音频子系统675和接口子系统680中的一个或多个。在一方面中,一个或多个数字基带子系统640可以经由互连子系统645耦合到数字基带接口660A、660B和混频信号基带子系统635A、635B中的每一个中的一个或多个。
在一方面中,互连子系统665和645可以均包括总线点对点连接和片上网络(network-on-chip,NOC)结构中的每一个中的一个或多个。在一方面中,音频子系统675可以包括数字信号处理电路、缓冲存储器、程序存储器、语音处理加速器电路、数据转换器电路(例如模拟到数字和数字到模拟转换器电路)和包括放大器和滤波器中的一个或多个的模拟电路中的一个或多个。
图7示出根据一些方面的混频信号基带子系统700的示例性。在一方面中,混频信号基带子系统700包括IF接口705、模拟IF子系统710、下变频器和上变频器子系统720、模拟基带子系统730、数据转换器子系统735、综合器725和控制子系统740中的一个或多个。
图8A示出根据一些方面的数字基带处理子系统801。图8B示出根据一些方面的数字基带处理子系统802的替选方面。
在图8A的一方面中,数字基带处理子系统801可以包括数字信号处理器(DSP)子系统805A、805B、……805N、互连子系统835、引导加载器子系统810、共享存储器子系统815、数字I/O子系统820和数字基带接口子系统825中的每一个中的一个或多个。
在图8B的一方面中,数字基带处理子系统802可以包括加速器子系统845A、845B、……845N、缓冲存储器850A、850B、……850N、互连子系统835、共享存储器子系统815、数字I/O子系统820、控制器子系统840和数字基带接口子系统825中的每一个中的一个或多个。
在一方面中,引导加载器子系统810可以包括被配置为执行与一个或多个DSP子系统805中的每一个关联的程序存储器和运行状态的配置的数字逻辑电路。一个或多个DSP子系统805中的每一个的程序存储器的配置可以包括:从数字基带处理子系统801和802外部的存储加载可执行程序代码。与一个或多个DSP子系统805中的每一个关联的运行状态的配置可以包括以下步骤中的一个或多个:将可以合并到一个或多个DSP子系统805中的每一个中的至少一个DSP内核的状态设置为其并未正运行的状态,以及将可以合并到一个或多个DSP子系统805中的每一个中的至少一个DSP内核的状态设置为其开始执行从预定存储器位置开始的程序代码的状态。
在一方面中,共享存储器子系统815可以包括只读存储器(ROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、嵌入式动态随机存取存储器(eDRAM)和/或非易失性随机存取存储器(NVRAM)中的一个或多个。
在一方面中,数字I/O子系统820可以包括串行接口(例如集成电路间(I2C)、串行外围接口(SPI)或其他1、2或3有线串行接口)、并行接口(例如通用输入-输出(GPIO)、寄存器存取接口和直接存储器存取(DMA))中的一个或多个。在一方面中,数字I/O子系统820中所实现的寄存器存取接口可以允许数字基带处理子系统801外部的微处理器内核读取和/或写入控制和数据寄存器和存储器中的一个或多个。在一方面中,数字I/O子系统820中所实现的DMA逻辑电路可以允许在包括数字基带处理子系统801内部和外部的存储器位置的存储器位置之间传送连续数据块。
在一方面中,数字基带接口子系统825可以在基带处理子系统与数字基带处理子系统801外部的混频信号基带或射频电路之间提供数字基带采样的传送。在一方面中,数字基带接口子系统825所传送的数字基带采样可以包括同相和正交(I/Q)采样。
在一方面中,控制器子系统840可以包括控制和状态寄存器和控制状态机中的每一个中的一个或多个。在一方面中,控制和状态寄存器可以经由寄存器接口受存取,并且可以提供以下中的一个或多个:开始并且停止控制状态机的操作,将控制状态机重置为默认状态,配置可选处理特征,和/或配置中断的生成并且报告操作的状态。在一方面中,一个或多个控制状态机中的每一个可以控制一个或多个加速器子系统845中的每一个的操作顺序。同一基带子系统中可以存在图8A和图8B二者的实现方式的示例。
图9示出根据一些方面的数字信号处理器(DSP)子系统900。
在一方面中,DSP子系统900可以包括DSP内核子系统905、本地存储器910、直接存储器存取(DMA)子系统915、加速器子系统920A、920B……920N、外部接口子系统925、电源管理电路930和互连子系统935中的每一个中的一个或多个。
在一方面中,本地存储器910可以包括只读存储器、静态随机存取存储器或嵌入式动态随机存取存储器中的每一个中的一个或多个。
在一方面中,DMA子系统915可以提供适用于在包括DSP子系统900的外部和内部的存储器位置的存储器位置之间传送数据块的寄存器和控制状态机电路。
在一方面中,外部接口子系统925可以提供由DSP子系统900外部的微处理器系统对可以在DSP子系统900中实现的存储器、控制寄存器和状态寄存器中的一个或多个的存取。在一方面中,外部接口子系统925可以提供在DMA子系统915和DSP内核子系统905中的一个或多个的控制下在本地存储器910与DSP子系统900外部的存储之间的数据的传送。
图10A示出根据一些方面的加速器子系统1000的示例。图10B示出根据一些方面的加速器子系统1000的示例。
在一方面中,加速器子系统1000可以包括控制状态机1005、控制寄存器1010、存储器接口1020、便笺(scratchpad)存储器1025、计算引擎1030A……1030N和数据流接口1035A、1035B中的每一个中的一个或多个。
在一方面中,控制寄存器1010可以配置并且控制加速器子系统1000的操作,其可以包括以下中的一个或多个:通过选通寄存器比特启用或禁用操作,通过写入暂停寄存器比特暂停处理中操作,提供用于配置计算操作的参数,提供用于标识一个或多个控制和数据结构的位置的存储器地址信息,配置中断的生成,或其他控制功能。
在一方面中,控制状态机1005可以控制加速器子系统1000的操作顺序。
图11A-图11D示出根据一些方面的帧格式。
图11A示出根据一些方面的周期性无线帧结构1100。无线帧结构1100具有预定持续时间,并且以重复间隔等于预定持续时间的周期性方式重复。无线帧结构1100划分为两个或更多个子帧1105。在一方面中,子帧1105可以是可以不相等的预定持续时间。在替选方面中,子帧1105可以是动态地确定并且在无线帧结构1100的随后重复之间变化的持续时间。
图11B示出根据一些方面的使用频分双工(FDD)的周期性无线帧结构。在FDD的方面中,下行链路无线帧结构1110由基站或基础架构设备发送到一个或多个移动设备,并且上行链路无线帧结构1115由一个或多个移动设备的组合发送到基站。
图11D示出一些方面中可以使用的无线帧结构的另一示例。在该示例中,无线帧1100具有10ms的持续时间。无线帧1100划分为均为持续时间0.1ms并且从0到99编号的时隙1125、1135。附加地,编号2i和2i+1(其中,i为整数)的相邻时隙1125、1135的每个配对称为子帧。
在一些方面中,可以通过Ts的单位表示时间间隔,其中,Ts定义为1/(75,000×2048)秒。在图11D中,无线帧定义为具有持续时间1,536,600xTs,并且时隙定义为具有持续时间15,366xTs
在使用图11D的无线帧格式的一些方面中,每个子帧可以包括下行链路控制信息、下行链路数据信息、上行链路控制信息和/或上行链路数据信息中的一个或多个的组合。可以对于每个子帧独立地选择信息类型和方向的组合。
图11E示出在一些方面中可以使用的无线帧结构的示例,示出下行链路帧1150和上行链路帧1155。根据一些方面,下行链路帧1150和上行链路帧1155可以具有10ms的持续时间,并且上行链路帧1155可以相对于下行链路帧1150以定时提前1160得以发送。
根据一些方面,下行链路帧1150和上行链路帧1155可以均划分为两个或更多个子帧1165,其在持续时间方面可以是1ms。根据一些方面,每个子帧1165可以包括一个或多个时隙1170。
在一些方面中,根据图11D和图11E的示例,可以按Ts的单位表示时间间隔。
根据图11D所示的示例定时一些方面,Ts可以定义为1/(30,720×1000)秒。根据图11D的一些方面,无线帧可以定义为具有持续时间30,720.Ts,并且时隙可以定义为具有持续时间15,360.Ts
根据图11E所示的示例的一些方面,TS可以定义为Ts=1/(Δfmax.Nf),其中,Δfmax=480×103,并且Nf=4,096。
根据图11E所示的示例的一些方面,可以基于可以与对于传输所使用的多载波信号的子载波之间的频率间距有关的参数集(numerology)参数确定时隙的数量。
图12A至图12C示出根据一些方面的可以发送或接收的单载波调制方案的星座图设计的示例。星座点1200示出于分别表示载波频率处的正弦的幅度并且以距彼此达90度的相位分离的正交的同相轴和正交轴上。
图12A表示包括两个点1200的星座,称为二进制相移键控(BPSK)。图12B表示包括四个点1200的星座,称为正交相移键控(QPSK)。图12C表示包括16个点1200的星座,称为具有16点的正交幅度调制(QAM)(16QAM或QAM16)。可以相似地构造包括例如64、256或1024个点的更高阶调制星座。
在图12A-图12C中描述的星座中,使用这样的方案将二进制码1220分配给星座的点1200:最接近的邻近点1200(即,彼此隔开达最小欧几里德距离的点对1200)具有差异达仅一个二进制数字的所分配的二进制码1220。例如,在图12C中,点分配码1000具有最接近的邻近点分配码1001、0000、1100和1010,其中的每一个与1000差异达仅一个比特。
图13A和图13B示出根据一些方面的可以发送并且接收的单载波调制方案的替选星座设计的示例。图13A的星座点1300和1315示出于分别表示载波频率处的正弦的幅度并且以距彼此达90度的相位分离的正交的同相轴和正交轴上。
在一方面中,图13A所示的示例的星座点1300可以被布置在正方形栅格中,并且可以被布置为这样的:在最接近的邻近星座点的每个配对之间的同相和正交平面上存在相等距离。在一方面中,可以选取星座点1300,从而存在距任何所允许的星座点的同相和正交平面的原点的预定最大距离,该最大距离由圆形1310表示。在一方面中,所允许的星座点的集合可以排除将在正方形栅格的转角处落入正方形区域1305内的星座点。
图13B的星座点1300和1315示出于分别表示载波频率处的正弦的幅度并且以距彼此达90度的相位分离的正交的同相轴和正交轴上。在一方面中,星座点1315分组为两个或更多个星座点的集合,每个集合的点被布置为距同相和正交平面的原点具有相等距离,并且位于以原点中心的圆形1320的集合之一上。
图14示出根据一些方面的用于生成多载波基带信号以用于传输的系统的示例。在该方面中,数据1430可以输入到编码器1400,以生成编码的数据1435。编码器1400可以执行检错、纠错、速率匹配和交织中的一个或多个的组合。编码器1400也可以执行加扰的步骤。
在一方面中,编码的数据1435可以输入到调制映射器1405,以生成复值化调制符号1440。调制映射器1405可以根据一个或多个映射表将从编码的数据1435选择的包括一个或多个二进制数字的群组映射为复值化调制符号。
在一方面中,复值化调制符号1440可以输入到层映射器1410,以映射为一个或多个层映射式调制符号流1445。将复值化调制符号1440的流表示为d(i),其中,i表示序列数量索引,并且将层映射的符号的一个或多个流1445表示为x(k)(i),其中,k表示流数量索引,并且i表示序列数量索引,用于单个层的层映射函数可以表述为:
x(0)(i)=d(i)
并且用于两个层的层映射可以表述为:
x(0)(i)=d(2i)
x(1)(i)=d(2i+1)
可以对于多于两个的层相似地表示层映射。
在一方面中,层映射式调制符号流1445中的一个或多个流可以输入到预编码器1415,其生成预编码的符号1450的一个或多个流。将层映射式符号的一个或多个流1445表示为矢量的块:
[x(0)(i)…x(υ-1)(i)]T
其中,i表示范围0到中的序列数量索引,输出表示为矢量的块:
[z(0)(i)…z(P-1)(i)]T
其中,i表示范围0到中的序列数量索引。
预编码操作可以被配置为包括以下之一:使用单个天线端口的直接映射、使用空间-时间块编码的发送分集、或空间复用。
在一方面中,预编码的符号1450的每个流可以输入到资源映射器1420,其生成资源映射式符号1455的流。资源映射器1420可以根据映射(其可以依据映射码而包括连续块映射、随机化映射或稀疏映射)将预编码的符号映射为频域子载波和时域符号。
在一方面中,资源映射式符号1455可以输入到多载波生成器1425,其生成时域基带符号1460。多载波生成器1425可以使用例如普遍实现为快速傅立叶逆变换(FFT)的离散傅立叶逆变换(DFT)或包括一个或多个滤波器的滤波器组生成时域符号。在一方面中,其中,资源映射式符号1455表示为sk(i),其中,k是子载波索引,i是符号数量索引,时域复数基带符号x(t)可以表示为x(t)=∑ksk(i)pT(t-Tsym)exp[j2πfk(t-Tsymk)],其中,pT(t)是原形滤波器函数,Tsym是符号周期的开始时间,τk是子载波依赖性时间偏移,fk是子载波k的频率。
原形函数pT(t)可以是例如矩形时域脉冲、高斯时域脉冲或任何其他合适的函数。
在一些方面中,包括频域中的子载波和时域中的符号间隔的所发送的信号的子分量可以称为资源元素。
图15示出根据一些方面的以栅格形式描述的资源元素1505。在一些方面中,资源元素可以分组为包括频域中的多个子载波(例如12个子载波)和时域中的一个时隙中所包含的数量P的符号的矩形块。数量P可以是6、7或任何其他合适数量的符号。在图15的描述中,资源块1500内的每个资源元素1505可以索引为(k,l),其中,k是范围0至NxM-1中的子载波的索引编号,其中,N是资源块中的子载波的数量,并且M是资源块的数量。
图16A、图16B、图16C和图16D示出根据一些方面的编码的示例。图16A示出在一些方面中可以使用的编码处理1600的示例。编码处理1600可以包括一个或多个物理编码处理1605,其可以用以提供用于可以对数据或控制信息进行编码的物理信道的编码。编码处理1600可以还包括复用和交织1635,其通过组合可以包括数据信息和控制信息中的一个或多个并且可以已经由一个或多个物理编码处理1605编码的来自一个或多个源的信息生成组合的编码信息。组合的编码信息可以输入到加扰器1640,其可以生成加扰的编码信息。
物理编码处理1605可以包括CRC附接块1610、码块分段1615、信道编码1620、速率匹配1625和码块串接1630中的一个或多个。CRC附接块1610可以从表示{a0,a1,…aA-1}的输入比特计算表示{p0,p1,…,pL-1}的奇偶比特,以生成输出比特序列{b0,b1,…,bA+L-1},从而使用输出序列比特作为系数的变量D中的有限字段GF(2)上的多项式(即多项式b0DA+L-1+b1DA +L-2+…+bA+L-2D1+bA+L-1))当除以阶L的预定生成器多项式g(D)时具有预定余数。在一方面中,预定余数可以是零,L可以是24,并且预定多项式g(D)可以是D24+D23+D18+D17+D14+D11+D10+D7+D6+D5+D4+D3+D+1。
在一些方面中,码块分段1615的处理可以生成一个或多个分段式码块,每个码块包括输入到码分段1615的数据的一部分。码块分段1615可以具有根据所选择的信道编码方案确定的最小和最大块大小约束作为参数。码块分段1615可以将填充比特添加到一个或多个输出分段式码块,以确保满足最小块大小约束。码块分段1615可以将输入到处理的数据划分为块,以确保满足最大块大小约束。在一些方面中,码块分段1615可以将奇偶比特附缀到每个分段式码块。可以基于所选择的编码方案和待生成的分段式码块的数量是否大于1中的一个或多个确定奇偶比特的这种附缀。
在一些方面中,信道编码1620的处理可以根据多个编码方案中的一个或多个从分段式码块生成码字。作为示例,信道编码1620可以使用卷积编码、咬尾卷积编码、并行级联卷积编码和极化编码中的一个或多个。
图16B使用根据一些方面的可以用以根据卷积码和咬尾卷积码之一对数据进行编码的编码器1620。
根据一些方面,输入数据1645可以相继由两个或更多个延迟元件1650中的每一个延迟,生成包括包含当前输入数据和当前输入数据的两个或更多个副本的元素的数据字,每个副本分别延迟达不同数量的时间单元。根据一些方面,编码器1620可以生成一个或多个输出1660、1665和1670,每个输出是通过计算通过组合输入数据1645和两个或更多个延迟元件1650的输出生成的数据字的元素的线性组合而生成的。
根据一些方面,输入数据可以是二进制数据,并且线性组合可以使用一个或多个异或函数1655得以计算。根据一些方面,可以使用处理器上运行的软件实现编码器1620,并且可以通过将输入数据1645存储在存储器中实现延迟元件1650。
根据一些方面,可以通过使用卷积编码器1620并且将延迟元件1650初始化为预定值(其可以是全零或任何其他合适的值)生成卷积码。根据一些方面,可以通过使用卷积编码器1620并且将延迟元件1650初始化为数据块的最后N个比特(其中,N是延迟元件1650的数量)生成咬尾卷积码。
图16C中示出根据一些方面的可以用以根据可以称为turbo码的并行级联卷积码(PCCC)对数据进行编码的编码器16C100。
根据一些方面,编码器16C100可以包括交织器16C110、上分量编码器16C115和下分量编码器16C117。根据一些方面,上分量编码器16C115可以从输入数据16C105生成一个或多个编码数据流16C140和16C145。根据一些方面,交织器16C110可以从输入数据16C105生成交织的输入数据16C119。根据一些方面,下分量编码器16C117可以从交织的输入数据16C105生成一个或多个编码数据流16C150和16C155。
根据一些方面,交织器16C110可以输出具有与输入数据16C105中所包含的数据的一对一关系但具有以不同时间顺序布置的数据的已交织输出数据16C119。根据一些方面,交织器16C110可以是块交织器,其将可以表示为{c0,c1,…,cK-1}的输入数据16C105的一个或多个块取作输入(其中,每个ci是输入数据比特,并且K是每个块中的比特的数量),并且生成可以表示为{cΠ(1),cΠ(2),…,cΠ(K-1)}的与一个或多个这些输入块中的每一个对应的输出。Π(i)是置换(permutation)函数,其可以是二次形式,并且其可以表示为Π(i)=(f1i+f2i2)mod K,其中,f1和f2是可以取决于块大小的值K的常数。
根据一些方面,上分量编码器16C115和下分量编码器16C117中的每一个可以包括输入比特选择器16C118,其可以生成可以从在格栅终止阶段期间的所存储的比特的线性组合和在数据编码阶段期间的编码器输入比特流之一选择的所选择的输入比特流16C119。根据一些方面,上分量编码器16C115和下分量编码器16C117中的每一个可以将比特存储在被布置为运作为移位寄存器的两个或更多个延迟元件16C120中,对移位寄存器的输入包括来自所选择的输入比特流16C119的比特和先前所存储的比特的线性组合,所存储的比特在编码阶段之前初始化为预定值,并且在格栅终止阶段的结束时具有预定值。根据一些方面,上分量编码器16C115和下分量编码器16C117中的每一个可以生成一个或多个输出16C140和16C145,其中的每一个可以是所存储的比特的线性组合和所选择的输入比特流16C119之一。
根据一些方面,上分量编码器16C115和下分量编码器16C117中的每一个可以在编码阶段期间具有传递函数,其可以表示为
根据一些方面,编码器16C100可以与用于存储对交织器16C110的数据输入和上分量编码器16C115和下分量编码器16C117中的每一个的所存储的比特的存储器组合实现为处理器上运行的软件指令。
图16D中示出根据一些方面的可以用以根据低密度奇偶校验(LDPC)码对数据比特进行编码的编码器16D200。
根据一些方面,输入到编码器16D200的数据比特16D230可以存储在数据仓16D210中,所存储的数据比特可以输入到奇偶比特生成器16D220,并且编码的比特16D240可以由奇偶比特生成器16D220输出。
根据一些方面,输入到LDPC编码器16D200的数据比特可以表示为c={c0,c1,…,cK-1},编码的数据比特16D240可以表示为d={c0,c1,…,cK-1,p0,p1,…,pD-K-1},并且可以选择奇偶比特pi,从而H.dT=0,其中,H是奇偶校验矩阵,K是待编码的块中的比特的数量,D是编码的比特的数量,并且D-K是奇偶校验比特的数量。
根据一方面,奇偶校验矩阵H可以表示为:
其中,是零矩阵或通过将列循环移位向右达ai,j从Z×Z单位矩阵获得的循环置换矩阵之一,Z是构成置换矩阵的大小,编码的比特的数量D等于ZM,并且块中待编码的比特的数量K等于ZN。
数字极坐标发射机(DTx)(其输入可以是幅度和相位)可以是用于通过下一代系统进行通信的设备中使用的集成互补金属氧化物半导体(CMOS)无线电的有前景的架构,因为这些设备提供例如关于较高效率和片上系统(SoC)集成的潜能。DTx可以使用输出信号的幅度变化和相位变化以提供数据。然而,类似于其他发射机,DTx因在下一代系统中所使用的mmWave频率处实现宽带相位调制器以及以mmWave速度实现DTx的挑战而被限制于较低频率(典型地<6GHz)。用于下一代系统的信道带宽可以处于100MHz-GHz的量级中,并且采用基于单载波和正交频分复用(OFDM)的调制之一或二者。也就是说,虽然可以在各种信道频率上产生基频振荡,但在较高频率处调整幅度和相位是顾虑。
附加地,在使用mmWave频率的情况下,DTx的功率效率可能因mmWave频率信号与较低频率信号之间的幅度变化和对应峰值功率效率的差异而在这些频率处显著减少。OFDM可能对DTx产生的相位调制信号施加附加频谱限制。为了在较高mmWave频率处在较高传播损耗的情况下满足链路预算,这些链路可以依赖于相控阵列和多用户多入多出(MIMO)以优化遍及多个用户的空间信道的使用。实际上,相控阵列的使用可以意味着多个发送和接收链用在每个设备上,除了遭遇以上功率低效之外还进一步增加所使用的发送功率。因此,改进mmWave频率处的DTx效率可以是有用的。
在一方面中,为了有助于改善这些问题,提供可以适合于基于单载波和OFDM的mmWave DTx二者的宽带相位调制器架构。宽带相位调制器架构可以包含用于相控阵列和MIMO/MU-MIMO的多个并行传输链。相位调制器可以包括用于实现相控阵列的相移。
在一方面中,DTx可以使用支持宽带宽RF信号的低运算符-求和表示(operator-sum representation,OSR)极坐标分解的相位和幅度提取。对于实际顾虑(可行性、定时裕量、功率耗散等),可以使用在低GHz频段中时钟化的基于数字到时间转换器(DTC)的相位调制器。可以在多个DTC之间使用时间交织,以将时钟频率增加到上至大约10GHz。此外,进入mmWave LC振荡器中的子谐波串行注入可以用以将调制上变频到RF频率。
RF通信系统常常利用半导体管芯上形成的子系统(例如压控振荡器(VCO)、功率放大器)。更具体地说,这些子系统的各种电子元件(例如电容器和电感器)印制在半导体管芯上。然而,半导体管芯的硅固有的电阻显著地减少管芯上印制的电感器的品质(Q)因数(电感除以电阻的比率)。
图17是根据一些方面的具有金属性支柱的示例性半导体管芯的截面图1702和顶视图1704。参照图17,半导体管芯1706包括多个支柱1708。半导体管芯1706可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但半导体管芯1706不限于此。
在一方面中,支柱1708可以是铜支柱,其可以用于对管芯的RF连接。更具体地说,铜支柱可以用作金属性结构,以将半导体管芯1706连接到半导体管芯封装(未示出)。在一些方面中,其他金属性结构可以用作支柱1708(例如基于焊料的凸起(bump)和球)。铜支柱1708可以经由金属化触点焊盘(或触点)1710附接到半导体管芯106。在一些方面中,可以在一个连续刻蚀工艺中生成铜支柱1708,其中,不想要的铜被刻蚀掉,仅留下附接到管芯金属化触点1710的铜支柱1708。
图18A提供根据一些方面的具有形成第一类型的互连结构的金属性支柱1808的半导体管芯1806的截面图1802A和顶视图1804A。参照截面图1802A,可以根据多阶段堆建(build up)和刻蚀工艺形成金属性支柱1808。更具体地说,可以在管芯金属化触点1810上在各阶段中堆建并且刻蚀金属性支柱1808,其中,在每个堆建和刻蚀阶段期间生成分离的金属化层。在图18A中可见,在第一刻蚀阶段期间,生成金属化层1812。在附加堆建和刻蚀阶段期间,可以在支柱中的至少2个之间生成互连结构。例如,在生成金属化层1814的刻蚀阶段期间,对于层1814所使用的金属化材料可以形成互连结构1822A。在刻蚀阶段期间,在支柱中的至少两个之间并不刻蚀用于1814的金属化材料,使得连接所述至少两个支柱的层1814形成互连结构。
在随后堆建和刻蚀阶段期间,金属化层1816设置在层1814的顶部上(金属化互连结构与层1816不关联)。在生成金属化层1818的随后堆建和刻蚀阶段期间,对于层1818所使用的金属化材料可以形成互连结构1824A。在最终刻蚀阶段期间,金属化层1820设置在层1818的顶部上,其中,金属化互连结构与层1820不关联。
在一些方面中,互连结构1822A和1824A可以充当直接连接到半导体管芯1806触点的高品质(Q)因数电感元件,并且可以服务于RF电路,其可以受益于这些高Q电感器。示例RF电路可以包括可以部分地或完全地集成在半导体管芯1806内的振荡器、功率放大器、低噪声放大器和其他电路。
在一些方面中,互连结构1822A可以位于远离互连结构1824A且与之分开的位置1832处。在另一示例中,互连结构1822A可以定位成并排和/或部分地重叠,如位置1830处可见。在一些方面中,选择互连结构处于位置1830或1832处可以基于与互连结构122A和1824A关联的所得耦合和互感。在此情况下,当两个互连部定位成并排和/或部分地重叠时,在互连结构之间生成耦合区带1826。该耦合区带可以用在设计与金属性支柱1808关联的互连结构至少部分地实现的高Q电感元件中。
在一些方面中,当使用相同支柱层(或刻蚀阶段)生成互连结构(例如1824A和1822A)或使用不同支柱层生成互连结构时,可以实现横向并行耦合(例如1826)。
在一些方面中,可以使用与支柱1808关联的层1812至1820中的一个或多个形成多于两个的互连结构。附加地,互连结构可以通过空气间隙分离,如图18A所示。更具体地说,互连结构1822A通过空气间隙1807与半导体管芯1806分离。互连结构1822A也通过层1816内所形成的另一间隙1809与互连结构1824A分离。
在一些方面中,可以使用支柱1808的最后层1820形成互连结构。于此,当互连结构设置在最后层1820上时,互连结构将与附接管芯的封装层叠件(其在图19中示出为1902)直接接触,或互连结构可以与叠层隔离并且可以直接在管芯上闭合电路。
图18B是根据一些方面的具有形成第二类型的互连结构的金属性支柱1808的半导体管芯1806的截面图1802B和顶视图1804B。除了互连结构1822B和1824B与互连结构1822A和1824A相比可以在半导体管芯1806上具有不同形状和位置之外,生成图18B所示的金属化支柱的工艺可以与参照图18A所描述的相同。
参照图18B,互连结构1822B和1824B可以形成类似绕组的电感元件,其可以用于包括变压器实现方式的各种电感实现方式。在一些方面中,互连结构1824B和1822B可以是变压器的主和/或副绕组内的元件。附加地,互连结构1822B和1824B可以部分地或完全地重叠,使得生成耦合区带1834。
图18C是根据一些方面的具有形成第三类型的互连结构1822C和1824C的金属性支柱的半导体管芯1806的截面图1802C和顶视图1804C。更具体地说,互连结构1822C和1824C可以分别部署在与图18A所示相同的层1814和1818上。然而,互连结构1822C和1824C可以交叉通过彼此。
图19是根据一些方面的具有形成互连结构的金属性支柱的半导体管芯的截面图1900,其中,支柱附接到封装层叠件。更具体地说,半导体管芯1906可以包括层1912、1914、1916、1918和1920形成的金属性支柱1908。半导体管芯1906可以包括如图18A所示形成的互连结构1822A和1824A。金属性支柱1908可以使用连接路径1910附接到半导体管芯1906。附加地,金属性支柱1808可以使用连接器焊盘1904附接到封装层叠件1902。
用于无线通信的移动设备中的物理空间因为这些设备的形数内所包括的功能的量而奇缺。有挑战的问题出现,在其他原因当中,因为需要提供所辐射的无线电波的空间覆盖,并且随着移动设备移动到不同地方而保持信号强度,并且还因为用户可能随着时间而不同地定向移动设备,导致在一些方面中需要在变化的时间变化所辐射的无线电波的极性并且变化空间分集。
当设计包括操作在毫米波(mmWave)频率处的天线的封装时,高效使用空间可以有助于解决例如所需要的天线的数量、其辐射的方向、其偏振和相似的需要之类的问题。通过在层叠结构内部包括腔体以用于放置RFIC收发机管芯并且或许用于放置设备的分立式组件,可以有效地使用无线通信移动设备的机壳内的多层层叠结构(例如PCB)的高效使用。在一些方面中,管芯可以是倒装芯片(FC)管芯。层叠结构可以包括子系统,其中,天线可以嵌入在层结构中并且可以实现于子系统的顶部上、底部上和侧上以用于更大空间覆盖。
图20A是根据一些方面的本公开中所描述的用户设备子系统的截面侧视图。用户设备子系统标识为2000。用户设备子系统2000可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325和天线阵列电路330中,但用户设备子系统2000不限于此。
在一些方面中,层叠结构2001包括腔体2003。通过在具有FC管芯和分立组件的其他层叠层的顶部上堆叠具有窗口开孔的层叠的层,直到到达FC管芯和分立组件之上的期望的高度净空,可以形成RFIC和辅助组件可以驻留的腔体。然后,可以通过一个或多个完整层覆盖它,以闭合腔体,让腔体成为“顶盖”。本文相对于附图的定向使用方向性术语(例如“顶部”、“底部”、“侧”和“顶盖”)。腔体可以足够大,以在也考虑制造设计规则(例如组装精度)的同时使得FC管芯和任何分立式组件能够配合在腔体内部。每个组装外壳可以具有不同的设计规则,其也可以是所涉及的实际材料的函数。例如,关于双马来酰亚胺三嗪(BT)层叠材料的规则可能非常不同于FR4层叠材料的规则。
在一些方面中,RFIC管芯2006实现于腔体2003内,并且在一些方面中,通过焊料凸起2005(其在一些方面中可以是回流焊料凸起)紧固到腔体的基底。可以使用其他类型的凸起(例如热超声、热压缩和粘接键合凸起)。在一些方面中,它们还充当RFIC管芯2006对层叠印制电路的电接口。在一些方面中,面向上引线键合也可以用以将RFIC电连接到层叠中的印制电路。如果对于实现方式适当,则分立式组件2007也可以包括于腔体内。
在一些方面中,包围管芯和分立式组件的是以下附加地详细描述的地笼(groundcage)2008,其可以用作屏蔽以保护电路不受射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)。放置在腔体中的RFIC将借助于金属化地层、地平面和层之间行进的过孔被包封于所描述的地笼中,以保护不受RFI/EMI。典型地,对于满足管制要求的观点,RF芯片和电路需要受屏蔽不受RFI/EMI。在此,实现方式利用这样的事实:RF电路嵌入在可以适当地使用层叠设备的层和过孔通过金属化被包围的腔体内,因此构成法拉第笼(其为屏蔽)。
在组件嵌入在受屏蔽的腔体内的情况下,可以如下所述在屏蔽的封闭体的外部周围实现天线,并且由此利用这样的事实:这些天线可以从多个侧嵌入/印制或组装于PCB上或其内,以使得天线的更大空间覆盖成为可能。从天线观点来看,层叠结构中的屏蔽笼可以充当天线地或反射器,以增加天线增益并且生成更有向的辐射图案。此外,腔体充当RFIC自身以及腔体内部的任何其他电路的物理保护。
根据一些方面,天线元件2011A至2011G实现于子系统内。天线可以是各种类型的。例如,贴片天线可以实现于结构的顶部和底部上,分别相对于例如在2011G处的侧上的偶极天线面向上和下。其他天线类型是可能的。在一些方面中,由于所暴露的电触点可以处于一侧上,因此侧天线将实现于三个侧上,如以下进一步讨论的那样。
在一些方面中,天线元件2011A-2011C实现成面“向下”。天线元件2011D-2011F放置在结构的顶部处面“向上”。天线2011A-2011G中的每一个可以是多个天线元件。例如,在一些方面中,2011A1至2011AN可以用以将天线元件2011A指定为N个天线元件(其可以是阵列)。换言之,在一些方面中,示为例如2011A的天线也可以是N元件天线阵列(例如2011A-1、……、2011AN)。此外,可以存在阵列2011D1-2011DN。又进而,这些阵列中的天线元件可以按不同形态(例如,天线元件2011C1-2011CN和2011E1-2011EN中的一些处于单个阵列中)分布在层叠结构2001的顶部和底部表面二者上。
在一些方面中,天线元件2011G可以侧向地放置,并且可以被配置用于边射或端射辐射。命名法2011G1-2011GN可以用以指示可以存在可以成阵列的N个天线元件2011G(看“入”页面或出页面,因截面化而隐藏)。传输线2009A-2009G可以是提供从RFIC管芯去往/来自天线的RF连接的迹线。在一些方面中,如果受馈电的天线实际上是天线阵列(例如2011A1-2011AN),则对阵列进行馈电的RF迹线可以是可以指定为2009A1、……2009AN的RF迹线的阵列。来自RFIC的RF迹线可以横向地沿着给定层通过层结构或通过用于到达其他层的过孔对各种天线元件进行馈电。RF迹线可以是微带、带线或其他合适的导体。在一些方面中,去往天线的RF迹线可以通过所屏蔽的腔体2003中的开孔。在一些方面中,这些RF馈电的一些区段可以处于腔体内部,而一些处于外部。虽然在此示出为在腔体外部行进,但替选方面可以使得RF迹线甚至垂直地首先在腔体2003内部行进,并且然后在顶部(或侧)处穿透通过屏蔽笼中的开孔(过孔孔洞或横向迹线)以到达天线元件。以下关于图20B和图21附加地详细讨论该情况。
根据一些方面,多层层叠结构的层2013可以实现将RFIC电连接到腔体外部的系统的适当部分的电触点的层。以下结合图20B讨论这些触点。在该实例中,电触点(图20A的2013处未示出)将进入页面或离开页面(例如,隐藏在截面图背后)。
图20B示出根据一些方面的图20A的层叠结构的底座部分。图20B示出以上简要地讨论的底座2021。参照图20B所示的截面20A-20A取得图20A的截面说明。在一些方面中,图20B中所见的电触点2023与图20A中的层2013处实现的所讨论的电触点相同。对于该实现方式可以使用其他层。
腔体2003以消隐线示为设置于层叠结构(示出为配置于底座2021内)内。底座可以充当用于电触点的表面,并且用作对层叠结构可以连接到的主板(MB)的附接方法。电触点2023也可以充当从子系统到MB的热导管。根据一些方面,MB将具有相对于图20A的层2013(作为一个示例)如上所讨论的那样放置的适当互补触点,从而子系统可以容易地附接到MB并且既以电方式又以热方式构成对MB的适当接口。将插入适当插孔中的电触点在一些方面中是从RFIC管芯到MB的仅机械连接。替代地,它们可以直接是通过适当互补触点附接到MB的焊料。通常,在一些方面中,热量需要良好的金属以进行传导,并且这些所暴露的电触点2023也可以在很多情况下使用多层结构的地层充当沿着路途的金属化从腔体内部的管芯拉取热量的热沉路径。虽然存在也通过PCB材料传导的特定量的热量,但对于热量传送,这种类型的热量交换不如金属化触点那样高效。
如以上简要地讨论的那样,对天线进行馈电的RF迹线可以通过所屏蔽的腔体2003中的开孔。这些RF馈电的一些区段可以处于腔体内部,而一些处于外部。根据一些方面,虽然在此示为在腔体外部行进,但替选方面可以使得RF迹线甚至垂直地首先在腔体2003内部行进,并且然后在顶部(或侧)处穿透通过屏蔽笼中的开孔(过孔孔洞或横向迹线)以到达天线元件。该情况可见于图21和图22中。图21示出根据一些方面的图20A的层叠结构的腔体内部的RF馈电。腔体2103与图20A的层叠结构中的腔体2003相似。可以将屏蔽2108接地的地平面层2113是附图所示的结构的顶部上的地层,其与垂直过孔(为了清楚未示出)进行接触。以点线示出地层2108以指示其在所示层叠结构中的存在性。
在一些方面中,垂直地过孔2110位于腔体2103的外围周围,并且可以是以上所讨论的Faraday笼的部分。RF迹线2109A、2109B、2109C、2109D和2109E被配置在电连接到RFIC管芯2106上,其可以处于腔体2103内部的另一层上的地平面之下。RF迹线包括用于被配置在图20A的层叠结构2001上或其内部的天线的RF馈电。根据一些方面,RF迹线2009A、2009B和2009C可以在腔体2003内部行进,并且在过孔之间横向地脱离开(图20A中描述的)地笼,以对天线元件2011A、2011B和2011C进行馈电。
天线元件2011A、2011B和2011C可以是边射天线元件,在一个示例中示出为偶极。根据一些方面,RF迹线2109D和2109E通过使用过孔2112D和2112E穿透通过地屏蔽。图22中更清楚地可见该情况。图22示出根据一些方面的垂直地过渡通过地平面层的RF馈电迹线。RF迹线2209D和2209E通过金属化中的孔洞或开孔2212D2、2212E2穿透通过地平面层,以允许信号过孔经过以(在一些方面中通过过孔2212D1和2212E1)分别从管芯2206到达天线或天线元件2211D和2211E。根据一些方面,以点线示出天线或天线元件2211D和2211E以指示它们可以处于层叠结构2001的适当层级处。虽然天线或天线元件2211D或2211E示为贴片天线,但可以是任何适当的天线或天线元件。过孔2212D1、2212E1示为过大的,以指示每个可以连接到层叠结构2001的适当层级,以要么直接地要么在一些方面中经由将过孔连接到天线的附加RF迹线对天线2211D和2211E进行馈电。
RF通信系统时常利用半导体管芯上形成的子系统(例如压控振荡器(VCO)、功率放大器、收发机、调制解调器等)。时常,尤其是在当多种类型的信号通信系统实现于单个芯片上时的实例中,封装的芯片已经限制用于定位天线元件的空间。
图23示出根据一些方面的具有共同定位的mmWave天线和近场通信(NFC)天线的示例性半导体封装2300的多个视图。半导体封装2300可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但半导体封装2300不限于此。
参照图23,半导体封装2300可以实现于PCB基板2302上。PCB基板可以包括组件侧2302A和印制侧2302B。在一些方面中,组件侧2302A可以包括执行信号处理功能的一个或多个电路(或子系统)。例如,组件侧2302A可以包括RF前端模块(RFEM)2310和基带子系统(BBS)2312。图26和图27分别更详细地示出RFEM 2310和BBS 2312。在一些方面中,PCB基板可以还包括近场通信(NFC)子系统2318,其可以被配置为接收并且发送NFC信号。
在一些方面中,RFEM 2310可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以被配置为处理BBS 2312所生成的一个或多个中频(IF)信号以用于使用相控天线阵列的传输。RFEM 2310可以被配置为经由相控天线阵列接收一个或多个RF信号,并且将RF信号变频为IF信号,以用于由BBS 2312进一步处理。
在一些方面中,RFEM 2310可以被配置为处理一个或多个mmWave频段中的mmWave信号。附加地,相控天线阵列(或相控天线阵列的子集)可以实现为PCB基板2302的印制侧2302B上的天线阵列2316。即使四个贴片天线示出为相控天线阵列2316,本公开也不限于此,并且其他类型(和不同数量)的天线可以用作相控天线阵列2316。附加地,相控天线阵列2316可以用以发送并且接收mmWave信号或其他类型的无线信号。
在一些方面中,相控天线阵列2316可以与近场通信(NFC)天线2314共同定位。在图23中可见,NFC天线2314可以实现为PCB基板2302的印制侧2302B上的部署在相控天线阵列2316周围的电感器元件。在一些方面中,NFC天线2314可以包括可以与相控天线阵列2316共同定位的多个电感器元件(例如多层电感器)。
在一些方面中,RFEM 2310和BBS 2312可以用于在一个或多个通信网络中结合一个或多个无线标准或协议处理无线信号。示例通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如互联网)、移动电话网络(例如蜂窝网络)、普通旧式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如称为的电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准族、称为的IEEE 802.16标准族)、IEEE802.15.4标准族、长期演进(LTE)标准族、5G无线通信标准或协议(包括28GHz、37GHz和39GHz通信频段中的通信)、全球移动通信系统(UMTS)标准族、点对点(P2P)网络等。
图24示出根据一些方面的具有相控天线阵列的射频前端模块(RFEM)。参照图24,示出使用PCB基板2302的两侧上实现的示例相控天线阵列的RFEM 2310。更具体地说,相控天线阵列2400可以包括第一多个天线2402-2408、第二多个天线2410-2414、第三多个天线2416-2422、第四多个天线2424-2428、第五多个天线2432和第六多个天线2434。
在一些方面中,天线2402至2428和2432可以部署在PCB基板2302的一个侧上。第六多个天线2434可以部署在PCB基板2302的相对侧上(例如,与图23所示的天线阵列2316相似)。在一些方面中,可以沿着PCB基板2302的四个对应边缘部署第一、第二、第三和第四多个天线2402-2428(见于图24中)。第五多个天线2432可以部署在距PCB基板2302的边缘远离的区块处。PCB基板2302可以还包括连接端子2430,其可以用作用于相控天线阵列2400的馈线。于此,包括天线2402-2428、2432和2434的相控天线阵列可以在相对于PCB基板2302的北、南、西、东、向上和向下方向上提供信号覆盖。
在一些方面中,包括天线2402-2428、2432和2434的相控天线阵列可以包括不同类型的天线(例如偶极天线和贴片天线)。在一些方面中,同样可以使用其他类型的天线实现相控天线阵列。在一些方面中,相控天线阵列2400的天线中的一个或多个可以实现为RFEM2310的部分。附加地,PCB基板2302可以包括可以与相控天线阵列2400的天线中的一个或多个共同定位的NFC天线(图24中未示出)。例如,NFC天线可以与天线2434共同定位在PCB基板2302的同一侧上。
图25示出根据一些方面的移动设备中的RFEM的示例性位置。参照图25,示出包括多个RFEM 2502的移动设备2500。每个RFEM2502可以包括例如如图23所示的共同定位的NFC天线和mmWave相控阵列天线。如图25可见,每个RFEM 2502可以远离屏幕区块(例如,在边框区块中),从而在当人手覆盖一个RFEM时的实例中,可以从另一RFEM提供天线覆盖。
图26是根据一些方面的示例性RFEM的框图。参照图26,RFEM 2310经由同轴缆线2612耦合到BBS 2612。RFEM 2610可以包括相控天线阵列2602、RF接收机2604、RF发射机2606、LO生成器2608、三工器2610和开关2603。RF接收机2604可以包括多个功率放大器2616、多个移相器2618、加法器2620、放大器2622、放大器2626、乘法器2624。RF发射机2606可以包括乘法器2638、放大器2636和2640、加法器2634、多个移相器2632和多个放大器2630。RFEM 2310可以还包括中频(IF)放大器2627和2641。
在示例接收操作中,开关2603可以激活接收机链处理。相控天线阵列2602可以用于接收多个信号2614。接收信号2614可以由放大器2616放大,并且相位可以通过对应移相器2618受调整。移相器2618中的每一个可以从控制电路接收分离的相位调整信号(图26中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列2602接收的信号时的期望的信号方向性。移相器2618的输出处的相位调整的信号可以由加法器2620求和,并且然后由放大器2622放大。LO生成器2608可以生成LO信号,其可以由放大器2626放大并且然后使用乘法器2624乘以放大器2622的输出,以生成IF输出信号。IF输出信号可以由放大器2627放大,并且它们经由三工器2610和同轴缆线2612传递到BBS 2312。
在示例发送操作中,开关2603可以激活发射机链处理。RFEM 2310可以经由同轴缆线2612和三工器2610从BBS 2312接收IAF信号。IAF信号可以由放大器2641放大,并且然后传递到乘法器2638。乘法器2638可以从LO生成器2608和放大器2640接收上变频LO信号。放大的LO信号可以由乘法器2638乘以接收到的IF信号。相乘的信号然后由放大器2636放大,并且传递到加法器2634。加法器2634生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器2632。多个移相器2632可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器2630放大。多个放大器2630生成多个信号2628,以用于相控天线阵列2602进行的传输。
在一些方面中,可以在由RFEM 2310处理mmWave无线信号(或其他类型的信号)与由NFC子系统2318处理NFC信号之间共享LO生成器2608。例如,NFC子系统2318可以根据需要(在划分该LO生成信号之后)在LO生成器2608的输出处使用它,以用于上变频或下变频。在另一示例中,NFC子系统2318可以通过使用LO信号(例如,通过将LO信号乘以NFC数据)使用LO生成信号,以用于NFC数据的直接生成。
在一些方面中,可以与NFC子系统2318共享RFEM 2310或BBS 2312内的其他电路/子系统。例如,RFEM 2310或BBS 2312可以包括可以与NFC子系统2318共享的电源管理单元(PMU)(未示出)。在一些方面中,PMU可以包括可以与NFC子系统2318共享的DC到DC子系统(例如DC调节器)、电压调节器、带隙电压基准和电流源等。
即使RF接收机2604和RF发射机2606示出为分别输出并且接收中频(IF)信号,本公开也不限于此。更具体地说,RF接收机2604和RF发射机2606可以被配置为分别输出并且接收RF信号(例如超外差或直接变频架构)。
图27是根据一些方面的介质接入控制(MAC)/基带(BB)子系统的框图。参照图27,BBS 2312可以包括三工器2702、IF接收机2704、调制解调器2724、晶体振荡器2730、综合器2728和除法器2726。综合器2728可以使用来自晶体振荡器2730的信号,以生成时钟信号,其可以由除法器2726相除,以生成输出时钟信号,以用于传递到RFEM 2310。在一些方面中,生成的时钟信号可以具有1.32GHz的频率。
IF接收机2704可以包括放大器2708、混频器2710、滤波器2712和ADC块2714。IF发射机2706可以包括DAC块2722、低通滤波器2720、混频器2718和IF放大器2716。
在示例接收操作中,IF信号经由三工器2702从RFEM 2310得以接收,并且由放大器2708放大。放大的IF信号可以由混频器2710下变频为基带信号,然后由低通滤波器2712滤波,并且由ADC块2714变频为数字信号,然后由调制解调器2724处理。
在示例发送操作中,调制解调器2724输出的数字信号可以由DAC块2722转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器2720滤波,并且然后由混频器2718将其上变频为IF信号。IF信号然后由IF放大器2716放大,并且然后经由三工器2702和同轴缆线2612发送到RFEM 2310。
在一些方面中,同轴缆线可以用以传递IF信号或RF信号(例如共轴上的RF(RFoC)通信)。于此,用于处理IF或RF信号的一个或多个其他子系统可以部署在RFEM 2310与BBS2312之间,以用于附加信号处理。
在一些方面中,可以在同一封装内定位RFEM 2310、BBS2312、NFC子系统2318、相控天线阵列2316和NFC天线2314,或可以使用可以在分离的封装上实现一个或多个子系统的分布式方法。
图28是根据一些方面的示例性NFC天线实现方式的示图。参照图23和图28,实现为具有共同定位的天线阵列2316和NFC天线2314的RFEM 2310可以还包括信号屏蔽封盖2802。在一些方面中,NFC天线2314可以部署在信号屏蔽封盖2802上。在图28中可见,NFC天线2314可以实现为电感线圈2808。更具体地说,以下堆叠可以应用于信号屏蔽封盖2802:聚酯纤维带2814、磁性片材2812、和粘接带2810、电感线圈2808、基膜2806和粘接带2804。即使图28示出包括线圈2808的特定带堆叠,本公开也不限于此,并且与毫米波相控天线阵列共同定位的NFC天线的其他方面也是可能的,并且也可以使用其他类型的层/片材和层排序代替图28所示的层和排序。
图29示出根据一些方面的具有多个PCB基板上的共同定位的mmWave天线和近场通信(NFC)天线的半导体封装的多个视图。参照图29,半导体封装2902可以包括多个PCB基板。例如,半导体封装2902可以包括第一基板2904和第二基板2906。第一基板2904可以包括第一侧2904A(例如印制侧)和第二侧2904B(例如组件侧)。组件侧2904B可以包括一个或多个组件2908(例如RFEM(例如2310)、BBS(例如2312)和NFC子系统(例如2318))。印制侧2904A可以包括相控天线阵列2910。例如,相控天线阵列2910可以由组件侧2904B上实现的RFEM使用。在一些方面中,印制侧2904A可以包括共同定位的NFC天线2914。NFC天线2914可以实现为(相控天线阵列2910旁边的)NFC天线2914A或相控天线阵列2910周围部署的NFC天线2914B。
在一些方面中,基板2904上实现的RFEM所使用的相控天线阵列的子集可以部署在第二基板2906上。例如,在图29中可见,基板2906可以包括相控天线阵列2912。相控天线阵列2910和相位天线阵列2912二者可以包括具有水平和/或垂直偏振的天线。在一些方面中,第二基板2906可以包括共同定位的NFC天线2914C,其可以部署在相控天线阵列2912旁边。替代地,NFC天线可以实现为天线2914D,其为部署在相控天线阵列2912周围的电感器。
在一些方面中,第一基板2904可以包括焊料球2916,其可以用于第一基板2904与第二基板2906之间的耦合。
相控阵列无线电收发机可以用在毫米波无线电通信电路中,以增加天线增益,从而解决与在这些频率处的较小天线孔径关联的显著路径损耗。然而,相控阵列无线电收发机利用所有相控阵列接收机(或发射机)信号之和组合在一起的重新组合点。鉴于性能和复杂度,这种组合节点一般是相控阵列接收机中的瓶颈。附加地,在期望不同大小的相控阵列的应用中,可能需要重新设计组合节点,这样显著增加设计复杂度并且是对相控阵列的可分级性的阻碍。
图30是根据一些方面的通过对RF处的信号进行相移并且组合实现波束赋形的RF相控阵列系统的框图。所示的RF相控阵列系统可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但RF相控阵列系统不限于此。
参照图30,示出相控阵列无线电收发机3000。收发机通过以所发送(或接收到)的信号形成于若干(在幅度方面)较弱的信号的相干矢量之和的这种方式修改每个接收到的元素的增益和相位进行操作。收发机3000操作为RF相控阵列系统。更具体地说,收发机3000包括N数量的接收机/发射机链,其包括天线3002_1-3002_N、放大器3004_1-3004_N、移相器3006_1-3006_N、可变增益放大器3008_1-3008_N、加法器(或组合器)3010、混频器3012、滤波器3016和模数转换器(ADC)3018。在当信号受处理以用于发送时的实例中,块3018可以是数模转换器。
在操作中,移相器3006_1-3006_N以及可变增益放大器3008_1-3008_N用以调整每个发送的或接收到的信号。由于可以需要仅一个混频器和基带链,因此图30中的RF相控阵列系统的优点是简单性。图30中的RF相控阵列系统的缺点可以包括:可分级性的缺少(在RF频率处添加若干路径形成带宽瓶颈)、接收机中的所加入的噪声指数(因为有噪声的相控阵列和可变增益放大器添加到天线附近)以及所加入的功耗(相位和增益调整块操作在毫米波频率处并且可能加入额外信号损耗)。
图31是根据一些方面的通过对本地振荡器(LO)进行相移并且组合IF/基带处的模拟信号实现波束赋形的相控阵列系统的框图。参照图31,示出相控阵列无线电收发机3100,其被配置作为本地振荡器(LO)相移相控阵列系统。收发机3100包括天线3102_1-3102_N、放大器3104_1-3104_N、可变增益放大器3106_1-3106_N、混频器3108_1-3108_N、移相器3110_1-3110_N、加法器(或组合器)3114、滤波器3116和ADC 3118。在图31中可见,LO相控阵列系统3100在信号路径中使用可变增益放大器,然而,移相器3110用在本地振荡器路径内,以偏移LO信号3112的相位。该拓扑优于图30的RF相控阵列系统的优点是减少的噪声曲线。然而,LO相控阵列系统3100使用更多的混频器。附加地,对在毫米波频率处进行操作的LO信号进行选路可能是有挑战的。
在一些方面中,LO相控阵列系统3100可以被配置为使用全数字PLL(ADPLL)执行相移,并且相移可以通过数字方式完成于ADPLL环路内。这样可以消除对于RF移相器(其鉴于功耗而是昂贵的并且在信号路径中引入失真和插损)的需要。ADPLL内的相移还消除对于LO信号路径上所加入的显式移相器的需要。
图32是根据一些方面的具有数字相移和组合的相控阵列的框图。参照图32,示出数字相控阵列系统3200。收发机3200可以包括天线3202A-3202N、放大器3204A-3204N、可变增益放大器3206A-3206N、混频器3208A-3208N、滤波器3212A-3212N、ADC3214A-3214N和加法器3216。
在图32中可见,整个收发机链关于每个天线而重复,包括数据转换器3214A-3214N。可以对加法器3216之后的数字信号输出3218执行信号相位调整和信号组合。然而,在数字域中执行相控阵列组合可能导致增加的复杂度和功耗。数字相控阵列系统3200的益处是其用于通过生成均以不同波束赋形系数集合(增益和相位二者)生成的分离数字流同时支持多用户的能力,其中,每个用户利用全部天线阵列增益。
在图30-图32所示的示例收发机中,使用所有相控阵列接收机(或发射机)信号之和通过不同幅度权重和/或相移组合在一起的重新组合点。鉴于性能和复杂度,这种组合节点一般可能是相控阵列接收机中的瓶颈。附加地,如果期望不同大小的相控阵列,则可以重新设计组合节点,这样可能显著增加收发机的设计复杂度并且实质上限制阵列可分级性。
在一些方面中,可以使用可分级相控阵列无线电收发机架构,如本文所讨论的那样,这样减缓与图30-图32所示的收发机关联的可分级性和复杂度问题。可分级相控阵列无线电收发机架构可以使用多个收发机瓦片(或小单元),这样有助于该架构对于多个应用和产品的可重用性并且减少上市时间。附加地,所提出的可分级相控阵列无线电收发机架构是可自配置的,使得收发机设备的可编程性容易。可分级相控阵列无线电收发机架构可以支持使得关于具体使用情况优化的更好的相控阵列增益或低功耗成为可能的多种操作模式,如本文以下所讨论的那样。
图33是根据一些方面的可以用在可分级相控阵列无线电收发机架构中的收发机小单元元件的框图。参照图33,收发机小单元(TRX)3300可以包括发射机(TX)电路3302、接收机(RX)电路3304、本地振荡器(LO)电路3306、数字电路(DIG)3308、输入/输出(I/O)电路3310和相位调整电路3312。在一些方面中,复用器和解复用器的集合可以平铺在收发机小单元3300的四个边缘3320-3326上,以允许与相邻小单元的通信。收发机小单元3300的四个边缘可以指定为北(N)边缘3320、东(E)边缘3322、南(S)边缘3324和西(W)边缘3326。I/O电路3310可以包括将收发机小单元3300连接到邻居小单元的模拟和数字并行总线二者,这样允许将小单元平铺到收发机阵列中。在一些方面中,TX电路3302和RX电路3304可以分别具有单个或多个发射机和接收机,允许多个接收机和发射机链共享单个本地振荡器信号以节省功耗。在一些方面中,可以用以在每个收发机小单元内生成本地振荡器信号的晶体振荡器信号可以受缓冲并且共享于多个收发机小单元之间。在一些方面中,环回可以用以测量并且校准去掉每个收发机小单元中的晶体振荡器缓冲器引入的延迟。收发机小单元3300可以还包括控制电路(图33中未示出),其可以用以处理将收发机小单元3300连接到其他邻居小单元的控制信号以及静态的全局控制信号。在一些方面中,控制电路可以被包括作为数字电路3308的部分。
在一些方面中,TX电路3302和RX电路3304可以包括放大器、可变增益放大器、混频器、基带滤波器、模数转换器、数模转换器和其他信号处理电路。在一些方面中,数字电路3308可以包括执行数字信号处理、滤波以及数字信号组合和相位调整的电路。在一些方面中,相位调整和信号组合可以由相位调整电路3312皆在模拟或数字域中执行。
图34是根据一些方面的使用多个收发机小单元的相控阵列无线电收发机架构的框图。参照图34,收发机阵列3400可以包括在阵列中平铺在一起的多个收发机小单元。更具体地说,收发机小单元3402-3412中的每一个可以是彼此的精确副本,并且收发机小单元3402-3412中的每一个可以包括参照图33描述的功能块。单独收发机小单元3402-3412之间的通信可以包括模拟和数字总线。在一些方面中,总线的宽度可以等于相控阵列系统可以支持的同时用户的数量,如本文以下进一步解释的那样。在图34中可见,每个收发机小单元可以连接到仅相邻收发机小单元,这样确保使用多个收发机瓦片的收发机架构的可分级性。
在一些方面中,使用多个收发机瓦片的收发机架构可以实现于单个半导体管芯上,这样可以使得半导体晶圆能够切分为不同形状和阵列大小以用于不同应用,如图35所示。
图35示出根据一些方面的半导体管芯切分为形成相控阵列无线电收发机的单独收发机小单元。参照图35,示出半导体晶圆3500和3502。晶圆3500和3502可以制造为包括在制造工艺期间连接到彼此的多个收发机瓦片(或小单元)。结合晶圆3500,可以从晶圆3500切分出不同相控阵列无线电收发机以用于不同应用。例如,10x3阵列3510、多个1x2阵列3512、单个3x18阵列3514、多个3x3阵列3516、多个3x9阵列3518、多个1x4阵列3520和单个2x10阵列3522可以从半导体晶圆3500得以切分出并且用于具有变化的系统级要求的不同低功率应用。
在一些方面中,在高性能系统(例如基站应用)中,可以切分单个半导体管芯3502,从而获得单个收发机阵列3530。于此,同一半导体晶圆可以填充有相同收发机小单元(例如3300)的多个副本,并且于是半导体晶圆可以受切分以获得具有不同形数的收发机阵列。
图36是根据一些方面的封装有相控阵列天线的相控阵列无线电收发机架构的框图。参照图36,相控阵列无线电收发机架构封装3600可以包括具有部署在半导体管芯3602上的平铺式收发机小单元的收发机阵列3610。收发机阵列3610可以与天线阵列3612中的天线的天线层3604组合,天线阵列3612可以与收发机阵列3610集成以形成相控阵列无线电收发机架构封装3600。在一些方面中,收发机阵列3610内的单独收发机小单元的间距可以等于天线阵列3612中的单独天线的间距。
在一些方面中,包括多个相同收发机小单元的可配置相控阵列收发机系统(例如具有多个收发机小单元(例如小单元3300)的收发机阵列3400)可以包括用于执行自配置的自意识可配置结构。更具体地说,与收发机阵列3400关联的处理器电路(例如单独收发机小单元3300中的一个或多个内的处理电路)可以在上电时执行自配置。例如,可以例如通过ID分配算法在上电时确定用于收发机阵列3400内的收发机小单元中的每一个的标识号(ID)。通过具有用于每个收发机小单元的关联ID号,收发机阵列3400可以提供指示收发机阵列3400内激活的单独收发机小单元的数量和/或位置的配置信息,从而关于控制和配置可以单独地寻址每个相同小单元。
收发机阵列芯片的四个侧可以称为北(N)、南(S)、西(W)和东(E)。在上电时,ID#1可以分配给NW转角小单元(例如收发机小单元3402)。收发机阵列3400的NW转角可以由可以检测端口相对于另一端口是开路还是短路的位置连接端口确定。
例如,处理器电路可以确定收发机小单元3402的N和W端口二者是开路,并且因此,初始ID#1分配给该小单元。收发机小单元3402可以然后发起编号序列,其中,ID号可以增加达1并且向东传递到邻居收发机小单元。如果当前小单元没有E端口连接(例如小单元3406)并且其从西小单元接收了其ID号,则其将ID号传递到南小单元。如果当前小单元没有E端口连接并且其从北小单元接收了其ID号,则其将ID号传递到西小单元(如果连接,否则,其也将ID号传递到南小单元)。相似的处理可以用于阵列的西边界。该操作继续,直到到达SE或SW转角小单元。此时,ID编号完成。附加地,当分配小单元的ID号时,小单元可以经历发送和接收幅度和相位值二者的本地幅度和相位校准。一旦自校准处理完成并且收发机阵列内的每个收发机小单元具有分配的ID号,ID号就可以用以进一步配置阵列以用于处理与不同数量的用户关联的信号。在图34中的示例阵列3400中,ID分配/编号可以开始于小单元3402处,然后依次继续向右直到小单元3406,然后向下并且继续向左直到小单元3408,然后向下继续向右,依此类推。
在一些方面中,可分级相控阵列无线电收发机架构(例如收发机阵列3400)可以支持多种操作模式。操作模式的示例包括LO相控阵列(或波束赋形)操作模式、数字相控阵列(或波束赋形)操作模式、模拟相控阵列(或波束赋形)操作模式和混合相控阵列(或波束赋形)操作模式。可以使用以上所讨论的收发机小单元(例如3402或3300)实现操作模式中的每一个,允许阵列3400的大小可分级操作和配置。
图37是根据一些方面的具有通信总线的收发机小单元的框图。参照图37,收发机小单元3700可以与以上参照图33讨论的收发机小单元3300相同。
在示例数字波束赋形操作模式期间,可以使用收发机小单元3700内的收发机有关元件。例如,在接收模式下,接收信号可以转换为数字信号,然后,矢量在收发机小单元3700内与从具有先前ID号的邻居收发机小单元接收到的数字信号求和。为了保持可分级性,每个阶段之间的求和可以流水线化,以限制数据总线线路上的加载。附加地,为了支持总共K个用户(或等同地,用于相控阵列的K个独立波束),可以使用K数量的总线线路,一个总线线路用于每个用户。
在一些方面中,总线线路的数量在硬件中可以是固定的,并且每个收发机小单元可以因此随硬件设计为在数字相控阵列操作期间支持最大数量的用户(或波束)。由于数据线路受流水线化,因此可以保持深度ND的内部流水线寄存器。流水线化深度ND可以限制最大收发机阵列大小,其中,关于数字相控阵列操作模式而连接单独收发机小单元。较大的阵列大小(或相同收发机小单元的数量)需要较大的流水线寄存器深度ND
图37中可见,收发机小单元3700被配置用于使用K个数字总线的数字波束赋形操作模式,以与邻居小单元进行通信。例如,K数量的数字总线3702、3704、3706和3708可以用以与分别定位到西、北、东和南的收发机小单元进行通信。收发机小单元3700可以包括发射机块3722和接收机块3724。发射机块3722和接收机块3724可以经由可以用于选择来自特定邻居收发机小单元的数字输入的数字复用器3710-3712、3714-3716和3718-3720耦合到K数量的数字总线。来自邻居小单元的接收数字信号可以相加并且然后以流水线化方式传递到随后邻居小单元。
图38是根据一些方面的具有使用单个模数转换器(ADC)的LO相移操作模式下的收发机瓦片的相控阵列收发机架构的框图。参照图38,相控阵列收发机3800可以包括多个收发机小单元3802-3818。收发机小单元3802-3818可以与图33所示的收发机小单元3300相同。
在示例LO相控阵列操作模式下,每个收发机小单元3802-3818可以从中央控制单元(图38中未示出)接收相移信号。中央控制单元可以是收发机阵列3800所使用的处理器,或其可以是单独收发机小单元内的一个或多个处理器。在接收路径中,相移信号可以施加到本地振荡器信号,以生成受相移的LO信号。所有混频器级的输出可以在模拟域中求和,旁路任何模数转换。更具体地说,在使用受相移的LO信号对接收到的无线信号进行下变频之后,所得信号可以与从邻居小单元(例如沿着西边缘的收发机小单元)接收到的信号求和,并且然后传递到另一邻居收发机小单元(例如沿着东边缘的收发机小单元)。
参照图38中的收发机阵列3800,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元3806。收发机小单元3806内的模数转换器3820可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路3822。于此,仅单个ADC将取得所有收发机小单元3802-3818的组合的模拟信号输出,并且将组合的模拟信号输出转译为数字信号。可以通过在相邻收发机小单元之间进行接口的模拟总线线路执行来自收发机小单元3802-3818中的每一个的多个模拟信号的组合。由于ADC是相移式阵列系统中的最大功率消耗块之一,因此通过在收发机阵列3800内使用单个ADC,可以实现显著功率减少。
图39是根据一些方面的具有使用多个ADC的LO相移操作模式下的收发机瓦片的相控阵列收发机架构的框图。参照图39,收发机阵列3900可以包括多个收发机小单元3902-3918。收发机小单元3902-3918可以与图33所示的收发机小单元3300相同。在具有多个子阵列的示例LO相控阵列操作模式下,每个收发机小单元3902-3918可以从中央控制单元(图39中未示出)接收相移信号。中央控制单元可以是收发机阵列3900所使用的处理器,或其可以是单独收发机小单元内的一个或多个处理器。
在图39中可见,收发机阵列3900的行内的多个邻居收发机小单元可以形成子阵列。例如,收发机小单元3902-3906可以形成收发机子阵列。收发机小单元3908-3912和3914-3918可以形成相似子阵列。在用于子阵列中的每一个的接收路径中,相移信号可以施加到本地振荡器信号,以生成受相移的LO信号。子阵列内的所有混频器级的输出可以在模拟域中求和,旁路模数转换并且然后传递到与子阵列关联的单个ADC。更具体地说,在使用受相移的LO信号对接收到的无线信号进行下变频之后,所得信号可以与从小单元3902-3906的子阵列内的邻居小单元(例如沿着西边缘的收发机小单元)接收到的信号求和,并且然后传递到子阵列内的另一邻居收发机小单元(例如沿着东边缘的收发机小单元)。
参照小单元3902-3906的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元3906。收发机小单元3906内的模数转换器3920可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路3926。
参照小单元3908-3912的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元3912。收发机小单元3912内的模数转换器3922可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路3928。
参照小单元3914-3918的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元3918。收发机小单元3918内的模数转换器3924可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路3930。
与阵列内的所有收发机小单元元件用以生成模拟信号并且阵列内的单个ADC用以生成输出数字信号的图38的收发机阵列3800相比,图39中的收发机阵列3900使用每子阵列一个ADC,这样允许生成服务多个用户的多个数字信号(例如,如果收发机阵列3900划分为均具有其自身的数字信号输出的M个子阵列,则M个用户可以受服务)。然而,每个用户将正使用仅总阵列孔径的分数(1/M)。
图40是根据一些方面的具有使用多个ADC以生成多个数字信号的混合操作模式(LO和数字相移和组合)下的收发机瓦片的相控阵列收发机架构的框图。参照图40,相控阵列收发机4000可以包括多个收发机小单元4002-4018。收发机小单元4002-4018可以与图33所示的收发机小单元3300相同。在示例混合操作模式下,收发机小单元4002-4018中的每一个可以从中央控制单元(图40中未示出)接收相移信号。中央控制单元可以是收发机阵列4000所使用的处理器,或其可以是单独收发机小单元内的一个或多个处理器。
在图40中可见,阵列4000的行内的多个邻居收发机小单元可以形成子阵列。例如,收发机小单元4002-4006可以形成收发机子阵列。收发机小单元4008-4012和4014-4018可以形成相似子阵列。在用于子阵列中的每一个的接收路径中,相移信号可以施加到本地振荡器信号,以生成受相移的LO信号。子阵列内的所有混频器级的输出可以在模拟域中求和,旁路模数转换并且然后传递到与子阵列关联的单个ADC。更具体地说,在使用受相移的LO信号对接收到的无线信号进行下变频之后,所得信号可以与从小单元4002-1106的子阵列内的邻居小单元(例如沿着西边缘的收发机小单元)接收到的信号求和,并且然后传递到子阵列内的另一邻居收发机小单元(例如沿着东边缘的收发机小单元)。参照小单元4002-4006的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元4006。收发机小单元4006内的模数转换器(ADC)电路4020可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路4026。
参照小单元4008-4012的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元4012。收发机小单元4012内的模数转换器4022可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路4028。
参照小单元4014-4018的收发机子阵列,模拟下变频后的信号随着它们在邻居小单元之间经过而求和,并且最终求和的模拟信号传递到收发机小单元4018。收发机小单元4018内的模数转换器(ADC)电路4024可以用以将模拟信号转换为数字信号,数字信号可以然后关于处理而传递到基带电路4030。
在示例混合操作模式下,基带电路4026、4028和4030中的每一个可以应用一个或多个权重值(或系数),目的是生成波束赋形信号。更具体地说,系数H1、H2、……、HN可以与期望波束4037关联。相似地,系数W1、W2、……、WN可以与期望波束4033关联。基带电路4026、4028和4030可以将系数H1、H2、……、HN应用于从ADC电路4020、4022和4024接收到的数字信号。加权信号可以由加法器4036求和以生成期望波束4037。
相似地,基带电路4026、4028和4030可以将系数W1、W2、……、WN应用于从ADC电路4020、4022和4024接收到的数字信号。加权信号可以由加法器4032求和以生成期望波束4033。波束4037和4032可以分别由基带电路4038和4034进一步处理。
即使图40示出在数字域中使用两个加法器生成两个波束,但本公开不限于此。在一些方面中,仅单个权重集合可以应用于ADC电路的数字输出,并且仅单个加法器可以用以生成用于单个用户的单个波束。
图41是根据一些方面的具有使用单个ADC的模拟/IF/基带相移和组合操作模式下的收发机瓦片的相控阵列收发机架构的框图。参照图41,收发机阵列4100可以被配置为操作在模拟相移(波束赋形)操作模式下。在图41中可见,收发机小单元4102A、4102B、4102C和4102D中的每一个包括本地振荡器4106、混频器4104和移相器4108。在接收到的无线信号由混频器4104下变频之后,移相器4108可以施加可以由收发机阵列4100内的控制电路指定的相移。受相移的模拟信号可以传递到邻居收发机小单元,在此它们可以求和,产生最终组合信号4110。组合的受相移的基带模拟信号可以由收发机阵列4100内的单个ADC转换为数字信号。例如,组合的信号4110可以传递到收发机小单元4102B内的ADC 4112B,其可以生成数字信号4114以用于由基带电路4116进行的进一步处理。
图42是根据一些方面的具有使用多个ADC以生成多个数字信号的模拟IF/基带相移操作模式下的收发机瓦片的相控阵列收发机架构的框图。参照图42,收发机阵列4200可以包括收发机小单元4202A、4202B、4202C和4202D。收发机小单元4202中的每一个可以包括对应混频器4204(4204A-4204D)和本地振荡器生成器4206(4206A-4206D)。
在一些方面中,混频器4204的输出处的模拟基带信号可以用以生成多个输出信号。更具体地说,模拟系数集合可以使用模拟乘法器和每个混频器的输出应用于生成来自每个收发机小单元的加权信号,其可以求和并且由ADC子系统转换为数字信号。在图42中可见,第一模拟系数集合A1(S)(4208A-4208D)可以分别应用于混频器4204A-4204D的输出处。加权信号可以求和以生成组合的信号4214,其可以传递到收发机小单元4202B内的ADC4212B。ADC 4212B可以生成输出数字信号4216,以用于数字基带电路4218进行的随后处理。
相似地,第二模拟系数集合A2(S)(4210A-4210D)可以分别应用于混频器4204A-4204D的输出处。加权信号可以求和以生成组合的信号4220,其可以传递到收发机小单元4202D内的ADC 4212D。ADC 4212D可以生成输出数字信号4222,以用于数字基带电路4224进行的随后处理。于此,通过将两个分离的并行模拟系数集合应用于收发机小单元混频器的每个输出,与两个分离的波束对应的两个分离的数字输出信号可以用于两个分离的用户。即使图42中示出仅两个输出数字信号,本公开也不限于此,并且同样可以使用不同数量的并行模拟系数集合。
图43示出根据一些方面的具有收发机瓦片的相控阵列收发机架构的示例操作模式。参照图43,表4300提供并行模拟系数集合的数量、数据收敛性和并行数字系数集合的摘要,其可以用于使用本文所描述的多个收发机小单元的可分级相控阵列无线电收发机架构的各种操作模式。
参照表4300中的第一行,完整孔径(例如完整阵列大小)可以用于收发机阵列中的LO波束赋形操作模式。该模式见于图38中,其中,使用整个阵列(完整孔径),不使用模拟系数集合(因为相移是通过LO相移实现的,并且在混频器之后不处于模拟基带信号中),并且单个ADC用以生成对于随后处理所使用的没有任何并行数字系数集合的单个数字输出信号。
参照表4300中的第二行,完整收发机阵列可以用于数字波束赋形操作模式。每个收发机小单元的模拟输出可以求和,并且阵列内的N数量的数字变频器可以用以在不使用任何并行模拟系数集合的情况下生成N个数字信号。数据变频器的N个数字输出可以用于M数量的并行数字系数集合,以生成服务M个用户的最终M数量的输出波束。图40中示出数字系数集合的应用,其中,两个数字系数集合用于N个数字变频器的输出,以生成服务两个用户的两个最终输出波束。
参照表4300中的第三行,收发机阵列孔径的1/M用以服务M个用户。图39中示出该示例,其中,子阵列处理用于M数量的模数转换器(假设阵列3900具有M行)。可以使用上至M数量的并行数字系数集合随后处理(例如,见于图40中)来自模数转换器的M个数字输出。
参照表4300中的第四行,收发机阵列的完整孔径可以用于模拟相控阵列操作模式。例如并且见于图42中,并且M数量的并行模拟系数集合可以连同M数量的数字变频器一起用以生成M数量的输出信号。参照图42,M等于2,从而每收发机小单元使用两个并行模拟系数集合,其中,两个数字变频器生成两个输出波束信号。上至M个并行数字系数集合可以随后用于数据变频器的波束信号输出。
先前无线用户设备天线阵列设计已经引起至少三个问题。一个问题是先前设计包括了对天线阵列进行馈电的受屏蔽的硅管芯,其中,屏蔽是分立金属屏蔽体,并且其中,阵列可以处于包括受屏蔽的硅管芯的基板的一个或多个等级或一个或多个侧上。这需要相对大面积基板以用于基板的一个或多个等级上或一个或多个侧上的受屏蔽的管芯、分立式电路和天线阵列。需要大面积基板的设计暗示更昂贵的基板。在以上类型的设计中,基板接近如对天线阵列进行馈电的硅管芯的两倍那样昂贵是并非寻常的。在一些方面中,基板可以是层叠结构。虽然本文将描述层叠结构,但在其他方面中也可以使用其他基板。
以上类型的设计中遭遇的第二问题是因为所涉及的大面积所以将长馈线从管芯选路到天线元件中的一些。这样导致在对天线元件中的一些进行馈电中在一些实例中如3dB损耗或近乎一半功率的损耗那样多的功率损耗。
第三,虽然这些设计可以在基板的一些面积中提供良好的相控阵列辐射,但在其他面积中,因为覆盖管芯和分立组件以保护它们不受射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)的屏蔽,所以来自天线元件或来自整个天线阵列的辐射可能受阻挡。
因此,期望寻找对于以上三个问题的解决方案。一种解决方案涉及使用多个封装(例如基板或层叠结构)的设计。根据一些方面,本文描述的是叠层封装(POP)实现方式中使用图44A至图44D中所描述的两个封装的解决方案。
图44A示出根据一些方面的双封装系统的一个封装的顶视图。通常在4400处并且具体地在4401处指示的一个封装可以是在一些方面中具有带有金属化顶部层和金属化底部层的并行金属化层的基板。封装4400可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325和天线阵列电路330中,但封装4400不限于此。在一些方面中,金属化层中的一个或多个中的部分或全部可以根据需要受处理为无金属化。
在一些方面中,基板4401包括六个贴片天线4403、4404的阵列。标号4403表示具有单个小圆点指示的单个匹配点并且可以是单个贴片天线的贴片天线。标号4404表示具有两个小圆点指示的两个匹配点并且可以是双堆叠式贴片天线元件的贴片元件。该设计不过是可以使用的并且表示仅一些方面的多个配置和类型的天线元件之一。根据一些方面,在基板4501的外围周围是六个天线元件4505。根据一些方面,它们可以是关于端射操作而坐落的印制天线元件。虽然在4505处示出偶极天线元件,但可以使用其他类型的天线元件。在本文的描述中,天线阵列中的一些或全部可以称为智能天线阵列。
术语“智能天线”或“智能天线阵列”以天线或天线阵列受控的方式寻找意义。在一些方面中,天线阵列可以实现有各种类型的极性(例如垂直、水平和圆形偏振)。作为示例,当关于垂直极性和水平极性实现天线阵列时,可以基于无线用户设备处以最大强度的接收到的信号的极性的指示以算法方式控制在给定时间所发送的极性并且因此哪个天线或阵列在给定时间正发射,因此是智能的。在一些方面中,该信息可以从用户设备连续地反馈到无线发射机(例如小单元塔收发机)。该操作可以于是得以实现以达到匹配用户设备(其可以是移动电话)的接收机处的偏振的所发送的偏振。在一些方面中,也以算法方式控制用户设备天线。在一些方面中,对于空间分集,相似的算法控制行得通。
图44B示出根据一些方面的图44A的基板4401的底视图。在图44B中,结构总体上示出于4402处,并且包括硅管芯4409和分立式组件(其之一指定为4411)。在一些方面中,分立式组件可以是电容器、电阻器和/或电感器。包围管芯的是触点4407,其在一些方面中可以是焊料球。
图44B示出根据一些方面的图44A的基板的底视图。图44C示出根据一些方面的图44A和图44B的双封装系统的第二封装的基板的底视图。根据一些方面,图44C的结构4419可以是基板(例如PCB板),图44A的基板4401可以亦同。结构4419是长度L的,其实质上是图44B的触点4407的线路的相同长度,以下讨论所述触点。结构4419上所示的是四个天线元件4421,其在此示出为均具有每个天线元件上的两个小圆点指示的两个匹配点的双堆叠式贴片天线。至于基板4401,基板4401上或其内的天线的设计是可以使用的并且表示仅一些方面的多个配置和类型的天线元件之一。
根据一些方面,图44D示出贴装到彼此的图44A和图44C的封装。作为叠层封装实现方式,第一封装4401和第二封装4419一个贴装或堆叠在另一个上。可以使用各种贴装工艺完成贴装。通过POP方面4406可见,天线元件4421处于POP方面的“顶部基板”上的基板4419上或其内或是POP方面的“顶部封装”,并且正指向“朝上”。根据一些方面,天线4403、4404处于POP方面的基板4401的“底部”上或其内,或是POP方面的“底部封装”,并且正指向“朝下”。连接器4417和组件4413可以通过模制或包封4414被紧固并且使得鲁棒,如以下讨论。等级4423包括金属化层,其在一些方面中可以是对于天线并且对于馈线所使用的多个金属化层。
通常而言,POP的概念涉及垂直地堆叠先前方面中不能受堆叠的封装,并且涵盖天线、管芯和组件在封装中的3维(3D)堆叠。3-D堆叠中要考虑的一些因素包括天线体积和天线大小。先前设计是平坦的,这样产生受屏蔽的管芯设计,其中,X维度和Y维度(例如宽度和长度)是导致以上所讨论的大基板面积的维度,具有基板成本、馈线功率损耗和可用空间的损失以及辐射受屏蔽体和其他分立组件的阻挡的问题。先前设计主要基于这样的假设:因为体积的Z高度维度的重要性,所以封装的体积比封装的X维度和Y维度更重要,对于用户设备封装存在特定Z高度或“净空”限制。但这种假设为了降低Z维度而导致越来越大的X-Y面积,带来以上问题。然而,已经发现,堆叠叠层封装可以导致解决这些问题,产生较不昂贵的基板、通过馈线的选路的功率损耗的减少(例如,在5G mmWave操作中,非常重要)和更少的辐射阻挡。本文描述的方面关注于体积,与关注于面积相反。换言之,通过堆叠已经发现,降低的X维度和Y维度是重要的,并且Z高度比先前所认为的稍微更不关键。
各方面可以初始地显现为稍微增加Z高度,因为所述方面可以实际上将更多组件一个堆叠在另一个的顶部上。但结果是X维度和Y维度的很大的减少,带来解决或减少基板成本、通过长馈线损耗的功率和受屏蔽体以及其他设备阻碍物阻挡的辐射的以上问题的不利效果。
此外,据信,POP堆叠的Z高度将实际上满足当前和未来无线用户设备的需求。又进而,根据一些方面,与先前设计相比,图44A和图44C中的顶视图和图44D中的侧视图中可见的用于智能天线阵列(例如天线元件4403、4404和4405)的硅之下或之上的净面积占据显著更少的空间,并且需要更少的总体馈线选路。换言之,在图44D的方面中,天线4403、4404处于管芯4409“之下”而且紧密接近它,并且天线4421处于管芯“之上”而且紧密接近它。紧密性是这样的:发送信号的馈线已经穿越非常小的距离,这意味着更少的(并且在一些方面中,显著更少的)归因于先前设计中的长馈线的选路带来的功率损耗。
此外,天线馈电处理中并不需要的并且可以对于天线横向地放置的一些分立组件(其中之一枚举为4413和连接器4417)(其在图44B和图44D的方面中离开去往天线和管芯的左边),从而在整个POP实现方式的情况下,将管芯连接到封装的顶部和底部上的天线的馈线穿越更短距离到达天线。基板4401示出为与图44B的触点4407的长度是同延的,目的是示出天线元件,但在图44D中可见,基板4401在整个组件和连接器上延伸。
如上所述,在先前设计中,管芯和分立组件放置在金属屏蔽体之下,从而分立式组件将与分立式组件和管芯的顶部上的金属屏蔽体共同定位在管芯处。归因于在叠层封装中,较大分立组件(例如4413)可以在一些方面中距管芯偏移并且还因为在先前设计中是无用的Z维度的体积中的一些变为可使用的空间,所以该组合比本文所公开的POP方面实际上更高。该情况见于图44D中的可使用的空间4425,其现在对于智能天线或智能天线阵列(例如天线4421和它们形成部分的天线阵列)的放置是可用的。
如上所述,包围管芯的是图44B中和图44D中的触点4407,其在一些方面中可以是焊料球。这些触点(例如所提及的焊料球)接触基板4401的至少一个金属化层。该情况见于图44B和图44D。在图44D的切面中,焊料球4407可见还正接触基板4401的金属化层和基板4419的金属化层。因此,在一些方面中,如果包围管芯的焊料球以高密度间隔,则焊料球与顶部和底部的这两个金属化层的组合充当Faraday笼,变为用于管芯4409的屏蔽,而无需先前设计中所使用的分立金属屏蔽体的体量和高度。在一些方面中,触点可以是金属化过孔,并且如果以高密度间隔,则也可以接触上和下金属化层而充当Faraday笼。
在一些方面中,过孔可以垂直于基板。在一些方面中,过孔可以相对于基板处于节距(pitched)方向上。在任一情况下,触点(例如过孔)的间隔的密度或触点之间的节距的密度近似为λ/20或更小,其中,λ是操作频率的波长。鉴于所描述的Faraday笼,先前设计的机械屏蔽体可能在所描述的方面中是缺少的,使得Z高度又更小。
此外,封装4401和4419的天线元件4403、4404和天线元件4421分别无需处于同一收发机中。堆叠式封装的重要优点是允许多个无线电和多个系统在彼此的顶部上或沿着彼此堆叠。在一些方面中,天线4403、4404可以耦合到操作在Wi-Fi频段内的Wi-Fi系统中的无线电,并且天线4421可以耦合到mmWave无线吉比特(WiGig)系统中的无线电,其中,在一些方面中,管芯4409具有Wi-Fi系统配置和mmWave WiGig系统配置。
在一些方面中,管芯4409可以实际上包括多个管芯(例如连接到天线群组(例如4403、4404)的被配置用于Wi-Fi操作的一个管芯和连接到另一天线群组(例如4421)的被配置用于mmWaveWiGig操作的又一管芯)。此外,在一些方面中,如果天线阵列(例如贴片元件4403、4404和4421)因为例如图44D的POP配置中的天线元件的铺盖所以彼此在电方面是相反的,并且如果天线受控以一起发射,则辐射可以侧向地处于例如通常在图44D中的4420处所指示的边射操作中。
又进而,在一些方面中,天线阵列在封装的相对侧上的发射可以通过算法方式受控以甚至以一百八十度(180°)角度相反性在相反方向上发射;并且在一些方面中,天线阵列在封装的相对侧上的发射可以处于同一方向上。
在图45A至图45D和图46A至图46D中可见,在一些方面中,归因于堆叠,天线的数量可以在不同方面中变化。在先前设计中,归因于分立金属屏蔽体占据的空间,天线放置受限于封装的仅特定地方。然而,因为归因于本文描述的堆叠技术带来的改进,所以通常不存在这种限制。此外,如上所述,先前设计的金属屏蔽体产生辐射阻挡,附加地限制天线的放置。在POP设计中极大地消除这种限制。因此,在一些方面中,可以根据特定封装将被包括的设备的需求而定制天线的数量以及天线阵列的大小和形状。
图45A至图45D所示的方面示出图44A至图44D的方面的变型,其中,相似标号在这两组附图中指代相似绘图项。图45A示出根据一些方面的另一双封装系统的一个封装的基板的顶视图。图44B示出根据一些方面的图44A的基板的底视图。图44C示出根据一些方面的图44A和图44B的双封装系统的第二封装的基板的底视图。
图45A示出包括基板4501和天线(其之一标识为4504)的封装4500。天线由通过每个天线元件上的两个小圆点指示的两个匹配点示出为双贴片天线。在顶视图中示出基板4501。图45B是图45A所示的基板4501的底部侧。图45B所示的是RFIC管芯4509和分立组件(其之一指示为4511)。触点4507(其在一些方面中是焊料球)包围管芯和分立组件的外围,并且接触基板4501的至少一个层。在一些方面中,封装4504的水平维度L2是实质上与形成Faraday笼的触点4507相同的水平长度。
在图45A至图45D中,天线(例如可以构成基板4501上的天线阵列的贴片天线4504和可以构成基板4519上的阵列天线的贴片天线4521)可以对称地并且垂直地放置得彼此相对,如在一些方面中可以期望的那样。这样将使得天线元件能够受控以一起发射并且由包括天线元件4521的阵列在垂直于基板4519的并且由包括天线元件4504的阵列在垂直于基板4501的一个或多个期望方向上提供辐射(例如,在相对方向上提供辐射)。在一些情况下,取决于发射序列,两个前述阵列的辐射可以侧向地处于边射操作中,如在4520所示。
图45D示出根据一些方面的在叠层封装实现方式中堆叠的图45A至图45C的第一封装和第二封装。图45D的方面4506与图44D的方面十分相同。类似于图44D中,堆叠不仅对于Z高度改进是有利的,在能够使用X-Y面积以提供更好的天线辐射方面存在优点。这些优点在以上所解释的一些先前设计中并非可用的。
图46A至图46D所示的方面示出图44A至图44D的方面的另一变型,其中,相似标号在这两组附图中指代相似绘图项。图46C的封装3604的水平维度L3如在图45C中那样是与形成Faraday笼的部分以屏蔽管芯4609的密集地封装的触点4607的水平长度实质上相同的水平长度。在一些方面中,分立组件4611已经横向地放置得与管芯4609分离并且受图46D的叠层封装配置中的包封4614保护。以下关于图47D更详细地解释封装内或叠层封装方面中的包封的使用。
图47A至图47D示出根据一些方面的包封式POP实现方式的示例。图47A示出根据一些方面的又一双封装系统的一个封装的基板的顶视图。图47B示出根据一些方面的图46A的基板的底视图。除了存在八个天线元件4704和四个天线元件4721之外,天线元件4704、4721(其在一些方面中是贴片天线)实质上与图44A至图44D中的是相同类型的天线元件。天线元件的数量和类型并非关键的,因为可以根据手边的封装的需求和规范来使用若干类型和数量的天线元件。
在一些方面中,根据一些方面,天线元件4704和4721可以在各个封装上以不同放置方式形成两个阵列,如图47A和图47C中所指示的那样。图47C示出根据一些方面的图47A和图47B的双封装系统的第二封装的基板的底视图。值得注意的是这样的事实:天线元件4721距先前附图中它们的位置横向地定位,再次示出堆叠式封装技术给予的天线放置的多样性,所述多样性在具有干扰天线元件的放置和辐射的分立金属屏蔽体的先前设计中并非可用的。图47D示出根据一些方面的在叠层封装实现方式中堆叠的图44A至图44C的第一封装和第二封装。
图47D中值得注意的是覆盖管芯4709和分立组件4711的包封或模具4724。包封可以是模具、树脂、粘接剂等。通孔模具过孔4715将基板4701的天线元件和基板4719的天线元件连接到管芯4709,并且在一些方面中例如通过带线4712、4714的方式运作为天线馈电部。通孔模具过孔可以是各种类型的(例如铜支柱、焊料球、以导电环氧物电镀的过孔孔洞或任何其他合适的导体)。包封可以是完全可定义的材料(例如可以是激光机械可钻探材料的环氧物)。替代地,根据一些方面,模具可以是实际上在支柱周围铸模的流体材料。作为示例,通孔模具过孔可以是垂直的类似支柱的柱或支柱,并且包封可以是流动的,从而其可以包络所有柱(或支柱)。因此,可以首先放置支柱类型通孔模具过孔,并且然后在此之后添加包封。替代地,可以首先添加包封,并且可以通过这样的方式添加通孔模具过孔:钻探通过包封,并且在钻探通过包封之后添加导电过孔。包封的优点在于,虽然天线元件如以上所讨论的那样保持靠近管芯,但模具给出对管芯的显著附加保护,加入增加的可靠性和鲁棒性,而除了归因于可以是关于手边的封装解决方案的需求的部分的天线的放置导致的增加的距离之外并不显著增加从天线元件到管芯的距离。
移动设备中的X和Y空间以及还有Z高度二者的附加显著用途是连接器(一般是按扣连接器)的用途。因此,保持从电子到外部世界的所需电连接但同时消除对于连接器的需要将在用于移动设备的封装中节省实质的并且有价值的X-Y地盘和Z高度。有人已经考虑焊接柔性同轴缆线或其他技术缆线,其提供电连接,并且由此避免使用连接器。在一些方面中,柔性缆线可以受焊接到位并且铸模到封装中,与如上所述通过使用包封对组件进行铸模十分相同的方式。在一些方面中,图47D的同轴缆线4722可以例如在4720处焊接到适当连接点,并且在一些方面中还由包封4724紧固。包封(例如模具、环氧物或其他包封)允许同轴缆线连接到基板作为密封式解决方案,其可以然后受某种类型的导电材料溅射以使得整个组合受屏蔽。以此方式焊接并且铸模的同轴缆线应具有足够的强度以保持电连接,而无需普通连接器,包封使得同轴缆线连接在封装中足够鲁棒以提供对于需要从封装的内部到外部世界的电连接的解决方案,而无需实际连接器。在一些方面中,可以无需在4720处的焊接,并且包封对于所需的鲁棒性将是足够的。这样产生以上简要地讨论的实质的XYZ空间节省。在一些方面中,通过使用板到板连接器,柔性缆线可以提供所需的连接。
在一些方面中,需要在包括管芯的基板的顶部和底部二者上使得天线,并且还需要既减少封装的Z高度又减少Y维度。提供以上需求的解决方案侧接侧地使用两个封装。图48A示出根据一些方面的双封装侧接侧封装系统的两个封装的顶视图。图48A示出根据一些方面的侧接侧配置中的两个不同封装4800、4802。总体上见于图48A中的封装4800包括基板4801。在封装4801的顶视图(“TOP”)中看见的是条目4808,其为覆盖RFIC管芯4809和有关组件以用于RFI/EMI保护的金属屏蔽体的局部顶视图。对屏蔽体4808的任一侧的偏移是无需屏蔽的类型的分立组件(其之一指定于4811处)和触点(例如焊料球4810)。图48B示出根据一些方面的图48A的双封装的底视图。封装4800的基板4801的底部侧上是示出为双贴片天线的天线元件,其之一指定为4804。还示出的是端射天线(例如偶极4805)。虽然当前方面示出贴片天线和偶极天线,但取决于所需的解决方案,其他方面可以使用不同天线类型。
第二封装总体上示出于图48A的4802处。示出的是根据一些方面的封装4819的顶视图(“TOP”)。封装4819包括:触点4810',其在一些方面中是焊料球;分立组件,其之一指定为4813;和焊接的和/或包封的缆线4817,以下进一步详细讨论。根据一些方面,图48B所示的封装4819的底视图(“BOTTOM”)包括布置在阵列中的双贴片天线元件,其之一指定于4821处。根据一些方面,印制偶极天线(其之一指定为4820)被配置用于端射操作。
图48C示出侧接侧配置的封装4800、4802。包封4824对封装4802的缆线4817和分立组件4813进行包封。包封4814还对分立组件(一个在4811处)和屏蔽体4808(为了节省空间,附图中未示出)和管芯4809进行包封。值得注意这样的事实:封装4800已经“倒装”。换言之,虽然封装4802通过其顶部(“TOP”)处于图48C的顶部处并且其底部(“BOTTOM”)处于图48C的底部处而驻留,但封装4800与封装4802并置,其中,封装4800通过其顶部(“TOP”)处于图48C的底部并且其底部(“BOTTOM”)处于图48C的顶部而驻留。两个封装由键合在一起的触点(例如4810-4810'处的焊料球)紧固。这样产生面对向下的天线4821(其处于封装4819的BOTTOM侧上)和实际上面对向上的天线4804(其处于封装4819的BOTTOM侧上),以提供所需的解决方案,即,减少封装的Z高度并且减少Y维度,如上所述。
Z高度的减少可见于这样的事实:侧接侧设计并不使用按以上POP设计的方式的垂直堆叠。Y维度的减少可见于图48C和图48D。在这两幅附图中,天线4804和4821的维度是极度地小的。此外,在图48A中,管芯的维度也是极度地小的。在一些方面中,这两个因素带来更小的Y维度,使得设计能够放置得靠近用户设备的边缘(Y维度),留下附加X-Y空间以用于移动用户设备的显示器以几乎在Y维度中触及移动设备的边缘。两个天线集合4821、4804由管芯4809馈电。因为天线4804对管芯的接近度,所以这些天线将具有期望的距管芯4809极度短的馈线。归因于为了配合在移动设备的特定机械设计中而在该情况下是可接受的偏移,天线4821将具有稍微更长的馈线,在该示例中在移动设备的显示屏与罩盖的端部之间的非常窄的空间中降低Y和Z维度。
在一些方面中,可以通过关于无线通信用户设备(例如移动设备)改动标准MicroSD形数卡以包括mmWave天线和收发机设备或其他管芯满足关于在变化的时间变化所辐射的无线电波的极性并且变化空间分集的以上描述的需求中的至少一些。这种改动的优点在于,该形数可以用在移动设备中。因为Micro SD格式是适当的大小以包括从一个到少数的数量的mmWave天线,并且用于待放置到已经存在的形数中的RIFIC,所以无需设计新的形数。此外,这种存在的形数的识别可以快速地实现手持/电话解决方案中接受的解决方案,提供巨大的成本节省和可能的操作优点。此外,Micro SD形数卡可插入用户设备中的事实提供形数市场化优点,因为其可以按意愿安装或禁止安装,如对于一方面适当的那样。
Micro SD形数卡可以使得能够针对可互换的频率范围根据需要布居/解除布居天线和无线电技术以支持不同的地形。例如,从管制的观点来看,不同的地形可以使得不同频段对于用户是可用的。如果Micro SD卡是所定义的频段,则它们可以根据需要调换进入并且调换离开用户设备,以操作在适合于特定的地形的期望频段中。
因为这些形数卡可以容易地放置在移动平台尽头附近,所以天线正面对向外。形数卡已经具有RF暴露的并且不受经常在基板上发现的套接口金属化覆盖的面积。这种暴露的面积可以用于待嵌入卡内的天线或小阵列。给定操作在mmWave频率处的超小大小的天线,配合在这些面积中的小天线和/或小天线阵列是十分有效的。
在一些方面中,该卡的多个实例可以被布置为形成大规模天线阵列(MAA)。此外,(放置在卡的RF暴露面积的外部的)多个套接口也可以使得能够支持不同频率范围子系统。天线在一些方面中可以是端射类型天线,但套接口金属结构的外部的暴露区段可以使得在其他方向上进行辐射的其他类型的天线成为可能。换言之,并且如以下关于图50将讨论的那样,Micro SD卡具有不受与Micro SD卡插入的套接口关联的金属化覆盖的暴露面积。不同类型的天线可以放置在该面积中,以使得不同方向上的辐射成为可能。在一些方面中,因为端射辐射图案方向相对于Micro SD卡定向将处于横向,所以可以使用端射天线。但也可以使用具有其他辐射图案覆盖的其他天线类型。
如本公开中所使用的那样,相对于附图的定向而使用例如“前”、“后”、“上”、“下”、“侧”等的术语。图49是SD闪速存储器卡的各种大小的说明。SD闪速存储器卡可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的发送电路315、接收电路320、RF电路325和天线阵列电路330中,但SD闪速存储器卡不限于此。SD形数的各种大小总体上可见于4900处。在前视图4901A和后视图4901B中可见标准SD形数卡。在4903处可见电触点。以毫米为单位示出标准SD形数的维度。迷你SD形数可见于4905处,在前后视图中也具有以毫米为单位指示的维度。也在前后视图中在4907处可见Micro SD形数及其维度。
在一些方面中,通过内容和功能的改变以将卡适配于无线通信设备中的mmWave操作,对于mmWave通信可以有效地使用Micro SD形数卡。关于此的一个原因是,如以上简要地讨论的那样,Micro SD卡格式的大小使得其能够用于mmWave操作,特别是由于无线通信设备中的空间处于稀缺并且Micro SD格式的大小在空间紧缺的情况下对于移动设备中的使用提供空间优点。此外,给定MicroSD卡在“后”面积4909处具有电触点,“前”面积4911A、4911B是暴露的并且不受Micro SD卡插入的套接口的金属化覆盖的Micro SD卡的区段。这样使得其对于具有天线的毫米波频率子系统是有吸引力的,因为天线可以处于暴露区域中,而其他部分(例如收发机)可以受充当屏蔽的金属化覆盖。在一些方面中,天线在4911A和4911B处放置在卡的内部区域中,以下更详细地讨论。天线需要非金属化区域,在此它们可以辐射离开无线子系统。因为是非金属化的,4911A和4911B的内部区域对于天线的放置是理想的。
图50示出根据一些方面的具有受改变以改动卡以用于mmWave无线通信操作的内容和功能的Micro SD卡的三维视图。Micro SD卡形数卡包括三维视图中可见的卡5001,其在完整视图中具有卡的前部5001。在隐藏视图中示出卡的背部上的电触点5003。作为以上暗指的内容和功能的改变的部分,RFIC 5005示出于Micro SD卡内,因此也示出于隐藏视图中。根据一些方面,卡的内部部分如果沿着截面XX-XX观看则示出天线,其在附图中示出为偶极天线5107A、5107B,并且也在隐藏视图中,因为它们处于5009处的卡的前部的内部。换言之,天线需要暴露以从放置它们的平台向外辐射。
用于这些类型的SD卡的金属化连接器处于背部5003处留下Micro SD卡5001的厚截面5009,而没有覆盖它的金属,从而厚截面对于天线放置是理想的。因为如此小,所以卡还良好地适合于mmWave频率,因为天线将比可用面积更小,并且因此多于一个的天线可以被包括以形成阵列,和/或天线分集可以被包括。这种事实提供附加优点:天线可以用于多入多出(MIMO)操作。换言之,多个天线可以通过不同方式用在无线电系统中。它们可以简单地组合,它们可以用以通过电方式对波束进行转向,并且它们可以用以支持MIMO,由此不同天线在解决方案中支持可以用以独立于其他天线作为分离的信息流发送/接收的分离的无线电链,并且附加功能可以同样得以实现。
根据一些方面,作为MIMO操作的示例,天线5107A可以用以支持一个MIMO流,并且天线5107B可以用以支持第二MIMO流。也可以使用不同偏振的天线实现该目的。RFIC 5005将设计为支持这些配置和流的数量。在该方面中,示出两个天线5107A和5107B,但该方案不限于仅两个。
根据一些方面,RFIC 5005和天线5107A、5107B可以在5009处受刻蚀、印制或另外被配置在子系统内部的PCB上或其内,其可以过度铸模为期望的Micro SD卡形状。截面5009的厚度可以在一些方面中用以还包括更高的天线结构(例如垂直偏振天线所需的天线结构)。PCB的底部将在对Micro SD套接口中的弹簧触点进行接触的底部处具有边缘卡触点。在5107A、5107B处示出的天线如上所述是偶极天线,并且可以辐射出半球形图案,而其他类型的天线可以在图案方面是更像扇形的。偶极天线可以是所考虑的边射,因为即使它们也上下辐射,它们也在与PCB和Micro SD卡相同的平面上辐射出去。由于卡5001的暴露部分5009处于边缘处,因此边射天线更有可能用在该形数中,如在图52中可见,如以下所讨论。该形数也与其可以集成到的平台的类型(例如电话)一致。换言之,Micro SD卡已经是用于电话的当前标准存储器模块形数,因为它们相对小,但具有用于还支持高容量存储器存储的能力。
此外,当以具有这些Micro SD卡的多个实例的阵列形式布置时,于是更多选项起作用,并且可以使用在不同方向上进行辐射的不同天线类型。成为十分小的卡意味着,卡可以支持等同于mmWave范围中的频率的大小的量值的相同量级的天线。仅作为示例,因为该大小更大并且可以支持与WiFi频率范围(厘米波)的频率范围一致的更大天线,所以在迷你SD卡形数中存在WiFi无线解决方案。Micro SD为较小的可以支持在mmWave频率处可使用的更小天线或少数这些天线,这意味着,天线可以用以当距彼此以适当距离放置时形成阵列,所述距离是频率的函数。
图51A示出根据一些方面的示出用于图50的偶极天线的辐射图案的图50的MicroSD卡。偶极5107A、5107B的向外辐射是某种半环形,其横向地辐射但也上下辐射。辐射图案的另一半可能受电话/手持设备或Micro SD套接口的金属化阻挡。图51B示出根据一些方面的具有在Z高度方面受限的暴露面积5109B中垂直地站立的垂直偏振单极天线元件的图50的Micro SD卡。也可以使用垂直偏振式元件周围的其他半缠绕。也可以使用折叠式偶极。图51C示出根据一些方面的具有对折式偶极天线5107AC、5107BC的图50的Micro SD卡。图51A、图51B和图51C示出既单个地又成阵列地可以用在各个方面中的各种类型的天线元件中的仅一些。
图52示出根据一些方面的如以上所讨论的修改为提供这种卡的多个实例的三个Micro SD卡,其中的每一个可以具有每卡多个天线。图52中总体上可见的是具有附接至其的三个Micro SD卡5203、5205、5207的主板5201的组合,所述卡是从普通闪速存储器功能修改的,如以上所讨论的那样。在一些方面中,天线在每个卡中可以是偶极天线5107A、5107B,如以上所讨论的那样,并且在从每个卡前行的箭头所示的端射方向上辐射。如本文其他附图所示并且如关于本文其他附图所讨论的那样,不同类型的天线可以在一些方面中用以实现根据手边的解决方案满足各种需求的天线。虽然示出三个阵列,但其可以通过沿着X轴添加附加卡而在任一方向上延伸,以增加阵列大小。实际上,取决于可用的体积,其也可以在Z方向上堆叠,以在X和Z维度二者中扩展阵列,如图50的坐标系所示。通过以正确的天线到天线距离和可用体积在彼此旁边或堆叠在彼此顶部添加很多Micro SD卡,可以配置大规模天线阵列(MAA)。取决于操作频率并且因此波长λ,每个卡上的天线的数量在每个卡上可以是从一个天线到多个天线。
用于无线通信的移动设备中的空间通常因为这些设备的形数内所包括的功能的量而奇缺。在其他原因当中,因为对于所辐射的无线电波的空间覆盖的需求,并且因为随着移动设备移动到不同地方而保持信号强度,或因为用户可能随着时间而不同地定向移动设备,所以有挑战性的问题出现。这样可能导致在一些方面中对于在变化的时间变化所辐射的无线电波的极性并且变化空间分集的需求。当设计包括操作在毫米波(mmWave)频率处的天线的封装时,高效使用空间可以有助于解决例如所需要的天线的数量、其辐射的方向、其偏振和相似的需要之类的问题。这些需求中的至少一些可以由具有特殊地清空的球或LGA焊盘的面积的球栅阵列(BGA)或面栅阵列(LGA)PCB满足,视情况而定,以在一些方面中使得天线元件能够从具有附接的毫米波(mmWave)收发机的PCB的各个侧辐射出去。
图53A是根据一些方面的具有附接的收发机子系统的分离式BGA或LGA图案封装PCB的侧视图。分离式BGA或LGA图案封装PCB可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但分离式BGA或LGA图案封装PCB不限于此。BGA或LGAPCB具有实质上并行的普通层。典型地,BGA和LGA封装遍及整个子系统以相对均匀的伸展而布居球和焊盘,以将子系统附接到主板(MB)上。示出BGA球5305、5306。有意地生成没有球和/或LGA焊盘的面积5303,从而该自由面积可以用于天线区段,其中,如果在PCB 5301附接到的MB上制作适当开孔,则天线元件可以向外辐射。换言之,面积5303(有时称为“间隙”)应是“无触点的”,从而放置天线元件以使得天线能够自由地辐射出去。换言之,BGA/LGA附接点中的间隙5303使得天线元件能够放置在间隙中并且通过间隙或如果天线元件是边射类型的则横向地辐射出去。
如本专利中所使用的那样,术语“顶部”、“底部”、“向上”、“向下”、“侧向”是参照附图的定向而使用的,而非意图限制可以定向在任何方向上的当在移动或其他设备中实现封装时的辐射的方向。因此,本文所描述的辐射实际上处于向外方向上,而无论用户设备中的封装的定向如何。
在一个方面中,在此示出为贴片天线的向下(向外)面对的天线元件5315、5316、5319和5321(其在一些方面中可以是贴片天线或其他天线的阵列)向下辐射。通过波图案5316、5318、5320和5322在附图中示出该情况。在一些方面中,RFIC收发机5307可以附缀到子系统的顶部并且受屏蔽体5309保护不受射频辐射(RFI)和电磁干扰(EMI)。在附图中向上面对的天线元件5311、5313可以分别在向上(向下)方向5312、5314上进行辐射。用于从平台辐射出多个方向的能力提供优点。
例如,在相反方向上示出辐射,但所示贴片天线可以通过侧向地进行辐射的其他天线类型(例如端射或边射天线)代替,并且可以放置在子系统的边缘处。因此,所描述的子系统可以使用具有包括辐射和偏振的方向的不同类型的优点的不同类型的天线。
作为一个示例,所示的贴片天线具有这样的优点:每个可以具有两个正交馈电点以生成两个偏振,但它们的辐射实质上是宽边的,因此它们将在所示的配置中良好地工作。在一些方面中,模块上所布置的很多天线元件可以用于阵列中的波束转向。此外,该类型的子系统布置可以在多入多出(MIMO)天线阵列和被配置用于空间分集的阵列中找到用途。可以通过具有带有不同方向上的辐射图案的天线实现空间分集。例如,顶部上的贴片天线向上辐射,并且底部上的贴片向下辐射。可以引入其他天线类型以侧向地辐射(例如边射天线类型),因此在一些方面中实现空间分集。
虽然侧视图中示出为图53A中的天线元件5311、5313,但图53C将示出可以存在多个这些天线(例如5330、5331和5332、5333),如以下所讨论的那样。虽然描述特定数量的天线,但本领域技术人员应理解,天线元件的数量可以随着方面而变化。操作频率和天线大小确定有多少天线可以实际上配合在给定面积/空间中以在阵列中成为有效的。此外,类型(单极或堆叠式贴片天线、偶极天线和其他类型)及其例如在阵列中的布置也可以变化。此外,在很多小形数设备中,因为面积/空间如此珍贵,所以如上所述在多个方向上进行辐射的子系统将具有带有大的(在一些方面中,或者或许最大的)覆盖的面积/空间的高的有效使用。
图53B是根据一些方面的图53A的子系统的侧视图截面。图53B示出具有实现为使得天线元件5315、5317、5319、5321能够向外暴露以用于辐射的切除部5304的MB 5323。换言之,封装中的分离式图案5303使得天线能够从mmWave天线和收发机子系统的附接侧辐射出去。因为该面积中的切除部,所以天线元件5315、5317、5319和5321可以在实质上没有东西阻挡它们的情况下自由地辐射,并且这样在解决方案的有限面积/体积中使得另一方向的辐射成为可能。在一些方面中,天线元件5315、5317、5319和5321处于与BGA/LGA 5301附接侧(BGA/LGA附接到MB的侧)相同的侧上。在一些方面中,切除部实现为由沿着PCB轮廓行进的途径制成的轮廓化的加工的切除部。
还示出的是子系统的顶部侧上的天线5311和5313。在一些方面中,需要Z高度的分立式电子组件可以配合在PCB中的切除部5304中。在一些方面中,受屏蔽的RFIC自身可以在无触点面积处放置在切除部中以用于操作,并且节省解决方案的总体Z高度。换言之,集成电路芯片(例如RFIC)典型地伴随有互补芯片的一些分立式组件(例如解耦电容器)以及还有其他功能。在一些方面中,这些组件可以放置在间隙5304中,而非天线元件处于间隙中。然而,如果组件是位于间隙中的无线电收发机电路的部分,则应实现适当RFI/EMI屏蔽,如上所述。
图53C是示出屏蔽体5309的顶视图并且还示出切除部或间隙5304的子系统5301的顶视图。可见,并且如以上简要地讨论的那样,向上面对的天线5330、5331和5332、5333在一些方面中均是两个天线元件的两个阵列。根据给定设计由本领域技术人员实现对于给定情形的需求适当的解决方案,天线元件的其他配置是可能的。
虽然以上描述讨论移动设备中的子系统的使用,但子系统也可以用在基站中,尽管基站实现方式可能并非受益于具有两个或多个方向上的辐射。虽然基站阵列大小可能受限于一个轴上,但模块性可以有助于将子系统布置在期望方向上,包括环形地布置在杆柱周围。图53E示出根据一些方面的用于实质上所有方向上的辐射覆盖的以圆形方式布置在杆柱周围的子系统的布置。子系统5341、5342、5343、5344、5345、5346、5347、5348附接到杆柱5341。每个子系统可以如图53A所示,其中,BGA/LGA层叠5301附接到主板5323。辐射的方向将于是由所有或实质上所有方向上的箭头指示。
虽然示出矩形形状的子系统,但其他形状是可能的(例如比如正方形或转角形状)。图53D示出根据一些方面的用于使得天线能够通过切除部辐射出去的PCB中的U形切除部。在一些方面中是金焊盘的焊盘5324、5326的阵列是用于对子系统发信号的电触点,并且当子系统焊接到它们上时还充当机械附接方式。
图53F示出根据一些方面的转角形状的子系统。顶视图所示的是具有四个天线元件5351的子系统5350。以虚线示出四个天线元件之一,目的是示出在子系统的两侧上可以存在天线元件。子系统5350在所示方面中示出为在大小方面是λxλ,因为如果天线元件自身是λ/2(如以下进一步讨论的那样),则在在元件周围全部的头顶和接地的情况下,具有2x2天线阵列的子系统的真实大小如所示将近似为λxλ。底视图示出坐落在间隙5304E中的受屏蔽的RFIC,其中,为了说明的清楚性,以完整线路视图示出屏蔽体5356和RFIC 5355。在5354处示出BGA球或LGA球。天线元件5351示出为垂射元件(例如贴片天线),但在一些方面中可以通过用于端射覆盖的端射元件(例如偶极)替代。
图53G示出放置在主板5323的转角中的图53A的子系统,其中,隐藏视图中的5361是RFIC屏蔽体,并且天线元件是5362,其中,在附图中为了节省空间仅对一个天线元件进行编号。图53H示出通过BGA球5306附接到主板5323的子系统5364的侧视图,在看入页面的侧视图中示出天线元件5362、5263,并且具有分立组件的受屏蔽的RFIC 5367也处于屏蔽体5368内。
图53I是根据一些方面的具有用于转角中使用的形状的双屏蔽子系统5370的配置的顶视图。子系统5370示出具有切除的转角边缘5376。四个垂射天线元件5371放置得与屏蔽RFIC或其他集成电路5375的屏蔽体5374的侧相邻,其以实线示出目的是说明,但实际上处于屏蔽体5374内。端射天线元件5372放置在子系统的外围周围。与天线元件5371相似地并且参照其关于天线元件5377示出维度。图53J示出根据一些方面的图531A的子系统的滑动视图。所示的是具有集成电路5382的顶部屏蔽体5383和具有集成电路5385的底部屏蔽体5384。天线元件5386、5387和535388、5389显现在子系统5300的相对侧上。子系统如所示那样通过焊接或其他合适的附接方式附接到MB 5323。
因为当子系统焊接到MB时无需额外支撑,所以在布置的两个端处的BGA球(或LGA焊盘)在组装期间具有附加优点。观测到这样的情况:子系统焊接或另外附接在PCB的转角处,如在图3C和图4B那样,在球或LGA焊盘沿着转角“L”得以焊接的同时,在空间中没有东西实际上保持住子系统。子系统在工艺期间将因其自身重量而掉落。然而,通过在远端处具有球或LGA焊盘的矩形子系统,例如在图53B处,无需担忧子系统将掉落在除了其因为重力所以应当处于的地方之外的任何地方。
在PCB组装工艺中,PCB可以放置在传送带上。其可以于是受焊料粘接并且然后通过拾放(或手动地),组件放置在焊料粘接的焊盘上的它们的位置中。然后,PCB经过炉,并且焊料在组件之下熔化,在将它们焊接到PCB。PCB然后受冷却并且清理,产生组装的PCB。在一些情况下,因为一些组件在焊接工艺之前还受胶接,所以它们不移动。然而,在转角的情况下,这样可能并非显著地有帮助,因为重力可能在子系统得以焊接之前将其拉脱PCB。在这些情况下,应添加特殊机构以支撑可能“掉落离开”的部分,并且将其保持到位。
对于60GHz或5G技术的广泛部署,60GHz封装中系统SIP生产测试很可能是非常昂贵的或可能地负担不起的。信号将关于一些方面在毫米波(mmWave)频率范围(例如60GHz)处受辐射并且接收,但对于其他方面,28GHz、73GHz或其他mmWave频段也是可用的。一般而言,归因于SIP和任何关联组装的复杂度,测试应包括天线测试。因此,测试将是辐射性的测试。片上“内建自测试”(BIST)可以用以帮助该测试,但BIST将很可能不包括天线元件测试。
典型地,因为待测试设备(在此,SIP)包括相控天线阵列,所以将需要测试多个天线和收发机元件。由于传统测试器的操作频率远低于mmWave频率,并且典型地这些测试不包括辐射性测试,因此这些要求致使它们是不合适的。反之,典型地使用导电或接触测试(例如探测)。然而,60GHz系统对于甚至非常小的非理想性是极度敏感的。例如,如果60GHz探测器用以测试放大器的增益,则沉陷(landing)的可重复性和探测器的老化可能引入很多dB的增益变化,使得基于探测器的60GHz生产测试是非常困难的。
此外,60GHz系统典型地在包括SIP的射频集成电路(RFIC)的封装上集成60GHz天线。这样消除在60GHz处将是十分高的缆线损耗,并且允许方便地实现达到期望覆盖的相控阵列。这些封装配置也将必须受测试,这是昂贵的主张。此外,大批量制造(HVM)测试需要理解天线和组装故障模式(例如天线基板的错误处理或基板上的RFIC的瑕疵组装)。实验已经示出,与2.5GHz-6GHz系统相比,60GHz系统对于组装瑕疵远更敏感。出于这些原因,期望在60GHz HVM测试中包括天线。因此,通常认为在测试器上将需要添加近乎无法承受地昂贵的60GHz装备以执行60GHz测试。
所公开的是用于凭借通过使用环回测试解决上述问题来进行60GHz系统的HVM生产自测试的实际方式。环回测试指代电子信号、数字数据流或条目的流从它们的源选路通过系统并且回到它们的源而无需有意的处理或修改。这主要是测试SIP的传输或运输基础架构的方式。
存在各种示例。作为一个示例,可以测试具有仅一个通信端点的通信信道。该信道所发送的任何消息立即地并且理想地仅由同一信道接收。在电信中,环回设备执行来自服务交换中心的接入线路的传输测试,这通常无需受服务的终端处的人员的协助。在电信中,环回或环路是将接收到的信号或数据从发送方馈电回到发送方的硬件或软件方法。其在调试物理连接问题中用作辅助。作为测试,很多数据通信设备可以被配置为在接口上发送特定图案(例如全1)并且可以在同一端口上检测该信号的接收。这称为环回测试,并且可以通过将其输出连接到其自身的输入而在调制解调器或收发机内得以执行。可以通过在一个位置中在电路上施加测试信号并且使得另一位置处的网络设备通过电路将信号发送回来而测试不同位置中的两个点之间的电路。如果该设备接收回其自身的信号,则这指示电路正运作。
使用60GHz装备作为对以上60GHz系统测试的替选可以要么使用昂贵的设备(例如矢量网络分析器(VNA))得以良好表征/是稳定的,要么是具有第三方组件的进行定制的子系统。鉴于成本、测量的稳定性和/或进行定制的子系统的老化,这两种方法具有限制。所公开的自含式自测试解决方案使用60GHz系统以测试自身。这样避免对于昂贵的/灵敏的60GHz装备的需要。其自然也在测试中包括天线,这对于60GHz封装中系统是关键的,并且还解决不可避免的片上和封装上串扰问题。测试器上的反射器使得包括天线的基带到基带环回成为可能。环回自测试方案有时用以在较低频率处测试RFIC,但不测试天线。根据一些方面,所公开的系统将环回扩展为包括作为60GHz系统的组件的天线。
图54A示出根据一些方面的60GHz相控阵列封装中系统(SIP)的顶视图。SIP 5400可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但SIP 5400不限于此。根据一些方面,SIP5400在可以是低温共烧陶瓷(LTCC)的基板5405上或其内包括天线阵列5401和60GHz RFIC 5403。RFIC 5403经由连接器5406接收输入信号。天线阵列5401包括在5402更详细地可见的542元件阵列。根据一些方面,阵列由RFIC 5403经由一系列微带馈线进行馈电。根据一些方面,在5407可见的阵列的一个天线元件由馈线5409进行馈电。在5407'可见的阵列的第二天线元件由馈线5409'进行馈电。以此方式对馈线5409'进行结构化,从而减慢来自RFIC的RF信号。换言之,馈线长度是匹配的,从而对天线的群RF信号延迟是匹配的。这样有助于波束赋形校准(例如更小的静态失配、校准对于信道频率的减少的灵敏度)。根据一些方面,当芯片倒装在封装上时,一系列球5413是用于对封装的信号连接的凸起部。虽然示出542天线阵列,但在一些方面中,可以使用多于542个天线或少于542个天线。
图54B示出根据一些方面的图54B的SIP的侧透视图。图54B示出根据一些方面的包括三个类似台阶的等级5408、5410、5412的台阶式平台5404。因为天线通常需要附加基板层以用于正确操作,所以天线5412处于最高等级上。包括RFIC 5403的等级5410不包括过孔,这样可能对于mmWave信号并非是有帮助的。因此,在一些方面中,馈线直接选路在顶部层5412上。在其他方面中,馈线进入介质“内部”,以在等级5410处到达天线。等级5408是更薄的,以提供用于连接器5406的空间。
图55示出根据一些方面的放置在自测试器上的60GHz SIP。测试器上放置的SIP总体上可见于5500处。对于测试有用的测试器(例如本文描述的测试器)通常包括至少一个计算机、功率、软件、包括当由计算机执行时根据预定测试来测试待测试系统的计算机指令的计算机可读硬件存储和包括用于接收并且紧固待测试系统的测试台的坞接能力。SIP 5400可以是包括基板5405上的542个天线(其之一枚举为5401)和RFIC 5403的图54A的5400处所示的类型的SIP。RFIC5403可以包括被配置为驱动SIP 5400的天线的功率放大器5416和被配置为从SIP 5400的天线进行接收的低噪声放大器5420。可以根据需要包括移相器5414、5418以协助波束赋形。相控阵列的天线元件T之一设置于发送模式下。发送(TX)天线5422发送60GHz信号。反射器5502配合在测试器上,并且将60GHz信号反射回到SIP,其中,其受控于接收(RX)天线5424。反射器在一些方面中将处于正测试的IC的顶部上,因此处于以上所讨论的并且以下进一步详细讨论的测试器的顶部上。一些当前测试器具有带有mmWave喇叭天线和下变频器/上变频器的臂,以接收或发送用于校准的基准信号。在所公开的系统中,当前测试器的臂的端部处的基准无线电将由简单反射器5502替代。这应允许对于如今的测试器(其典型地是对于小于60GHz而设计的测试电路)的容易配合,以适用于mmWave测试。
在一些方面中,在RFIC中放大并且下变频接收天线5424的信号。图55的布置在整个60GHz系统周围建立环回,其可以用以测量特定关键性能度量(例如增益),确定部分是良好的还是应丢弃,和/或针对制造变化(例如以下更详细地讨论的失配)而校准部分。该布置解决60GHz HVM测试的两个重要问题:
1.其在测试器上建立基带到基带环回。因此,测试器无需昂贵的60GHz升级。在一些方面中,可以仅需要廉价的反射器(例如金属夹具)以配合在测试器上。
2.环回包括60GHz天线。环回测试可以因此瞄准天线有关问题(例如基板错误处理)或组装瑕疵。因为天线处于环回测试中,所以存在完整系统测试,而不仅RFIC测试。
图56A示出根据一些方面的关于用于解决SIP中的不期望的片上或封装上串扰的测试的第一部分的测试设置。图在56A中,5600指示用于解决串扰的第一设置。在一些方面中,元件是与图54A和图54B所示的元件相同的元件,并且为了清楚将使用相同标号。
RFIC 5403包括功率放大器5601和低噪声放大器5603,其中的每一个分别耦合到天线5407、5407'。在5605、5607处指示串扰。待测试系统5600处于图55所示的测试器上,但其中,移除反射器,在一些方面中,可以通过机电移除/添加机构自动地完成该操作。根据一些方面,在图56B中,5602示出用于解决SIP中的不期望的片上或封装上串扰的第二测试设置。在一些方面中,除了反射器5502已经添加回来之外(在一些方面中也可以通过机电移除/添加机构自动地完成该操作),图56B的元件与图56A所示的元件相同。
图57示出根据一些方面的适合于测试60GHz相控阵列SIP的自动化测试装备。5700处所示的是图55至图56C的测试设置可以附接到的自动化测试装备。所示的是CassiniTM16TM自动化测试器5701,其当如本文所描述的那样修改时是可以编程以实现所讨论的测试的系统的示例。本领域技术人员应理解,所描述的测试器模型是可以测试小于60GHz并且可以对于本文所描述的60GHz测试而修改的多个测试器之一。根据一些方面,测试器5701包括mmWave端口架构5703、生产波导互连部5705和mmWave测试仪器模块5707。可以通过添加上述测试方面修改测试器。
图58示出根据一些方面的可以添加到图57的自动化测试装备的反射器。在5800处概念性地示出,反射器5502附接在测试台5801之上。可以是用于将待测试系统5803贴装到图57的测试器的适当系统测试台的测试台5801可以包括或接口于自动化机电设备,以将系统放置在测试台上以用于测试,并且在测试之后移除系统,如在HVM中通常进行的那样。反射器5502在待讨论的方面中由机械臂5805概念性地连接到测试器。本领域技术人员应理解,虽然由机械臂5805概念性地示出附接方式,但实际上,在一些方面中,附接方式可以是通过用于本文所描述的串扰测试中使用的机电移除/添加机构。例如,在一些方面中,在测试器的侧上存在臂,反射器将附接到所述臂。如果适当,则也可以存在关联电机以对于反射器提供倾斜。
很多60GHz系统是相当不对称的,也就是说,它们旨在主要地成为高速率信号的信源(例如蓝光播放器)或成为高速率信号的信宿(例如HD TV)。如此说来,很多60GHz系统仍包括TX和RX路径二者。例如,一个示例产品解决方案具有以下参数:
60GHz的# 60GHz的#
信源(蓝光) 32 4
信宿(TV) 8 32
在例如以上的情况下,环回接收机可以是待测试系统的已经可用的接收机之一,关于图55的方案产生最小开销。因为待测试系统的RFIC在一些方面中是相控阵列收发机,所以存在多个RX和TX。因此,在TX(一个TX或具有波束赋形的所有TX)正受测试的同时,这些RX之一可以专用作基准接收机。换言之,因为在一些方面中可以使用RFIC自身上的mmWave接收机,所以无需额外mmWave接收机。然而,如果期望,则也可以使用专用测试接收机。因为60GHz电路归因于高操作频率而通常是小的,所以甚至专用接收机将是小成本开销。
根据一些方面,图55的环回测试可以用以执行众多重要60GHz测试。测试可以包括:
1.打开TX元件并且经由TX天线发送无线电信号,以及一个接一个地打开RX元件并且经由RX天线接收无线电信号,其中,无线电信号由反射器反射到RX天线,并且测量经由反射器环回到RX天线的接收到的无线电信号。基带信号可以用于无线电信号。如果环回测量之一低于其余的,则这将指示不良TX路径(例如不良组装)。根据一些方面,可以禁用缺陷路径,并且部分可以潜在地销售为良好部分(因为相控阵列具有大冗余,所以对于链路预算的目的,少一个元件很可能是可接受的)。该测试是对于确保所有TX具有相同功率等级并且良好地匹配的尝试。根据一些方面,环回信号可以是用于协助测量TX损伤的已知信号,例如,甚至是其上无数据的简单连续波mmWave信号(例如信号频调)。
2.比较环回基带信号强度与其期望值。根据一些方面,如果环回信号是正确的,则这指示整个系统(TX RFIC)-(TX天线)-(RX天线)-(RX RFIC)是可接受的。
3.检查功能并且使用环回信号测量移相器的特性。根据一些方面,如果移相器特性是已知的,则可以通过适当的查找表(LUT)映射来校正任何移相器瑕疵。该测试允许调整每个天线元件的相位,从而波束(RX或TX)可以在期望方向上转向。如在此使用的那样,移相器的特性表示针对实际实现的相移的移相器控制码。根据一些方面,也可以遍及不同频率或RF信道进行该测试。作为示例,根据一些方面,一个RX可以选作基准RX,并且于是可以打开仅一个TX,并且通过TX移相器(例如图55的移相器5414)变化TX信号的相位。可以通过查看基带信号的相位在RX处测量所得TX相位(因为解调后的基带信号具有I和Q分量,所以可以测量相位)。因为相位测量总是相对的,所以例如TX移相器可以设置为零,RX处的基准相位可以受测量,并且于是扫描TX相位而且测量相对于基准值的新相位。以此方式,可以测量鉴于针对相移的控制的该TX移相器的特性。一旦测量针对TX的相移的真实控制码,上述查找表就可以用以实质上将每一特定相移映射为控制码。
4.一个接一个地打开TX元件并且测量(例如归因于制造变化(RFIC、封装、组装)导致的)路径之间的幅度和相位失配。对于幅度和移相器中的相同设置,所有TX信号应具有相同幅度和相位。然而,归因于工艺失配、天线的变化或封装上的选路,情况可能并非如此。因此,通过比较所有TX测量,可以提取所有TX元件之间的失配。通过鉴于幅度和相位测量接收到的基带信号,TX信号之一可以用作其他TX信号相比的基准。
对于精确的波束赋形,可能需要精确的失配测量。可见,图55中的反射器位置的公差可能因改变波行进的距离而使得失配测量失真。然而,根据一些方面,仔细的分析已经示出,只要关注于波束赋形,反射器位置公差误差实质上就是不要紧的。
根据一些方面,所有TX元件可以同时打开,并且环回测量可以用以估计对于60GHz阵列是关键参数的阵列增益。如果所有TX元件以相同功率处于打开并且所有相位对准,则测试器在RX处应接收20*log(N)更高的功率,其中,N是TX元件的数量。10*log10(N)的阵列增益来自波束赋形;10*log(N)的附加阵列增益来自事实:同时存在打开的N个TX元件(因此N倍更高的TX功率)。
已经通过对TX测试的强调描述以上测试中的很多。相似测试可以用于RX测试。例如,根据一些方面,系统的TX或专用TX之一可以用以发送用于环回的信号。测试对于TX实质上是相同的,其中,对于天线元件中的每一个,基准RX与基准TX交换,并且TX与RX交换。可设想图55中的RX测试元件是有缺陷的。根据一些方面,因为很多实际60GHz系统已经包括多于一个的RX,所以不同RX上的测量可以用以消除该风险。
以上测试表示通过发送并且接收无线电信号进行操作的可以用于测试SIP或其他系统的一系列测试。本领域技术人员应理解,这一系列测试运行的数字顺序并非先决条件,并且测试可以取决于待测试的系统的需求而以任何各种顺序运行。此外,再次取决于待测试的系统的需求,可以运行除了所描述的测试之外的附加测试。实际上,一系列测试可以编程到计算机可读硬件存储中作为指令,其当由计算机执行时使得计算机控制一系列测试的执行。
根据一些方面,TX与RX(片上与封装上)之间的不期望的串扰建立并不经过天线的寄生环回路径,如图56A中的箭头5605、5607指示的那样。该寄生环回路径可能使得环回测试失真。在图55的提议方案中,根据一些方面,可以如下解决该问题:
步骤1-图56A:移除反射器5502。采取环回测量。该所得项表示片上或封装上串扰。
步骤2-图56B:添加反射器5502。再次采取环回测量。根据一些方面,从该步骤2的所得项减去步骤-1的复数,以消除串扰。
因为每个测试通常操作不同数量的元件,所以以上串扰移除过程可以合并到以上测试中的每一个中。
分布式相控阵列系统(例如WiGig和5G蜂窝系统)当前用在膝上型设备、平板、智能电话、坞接站和其他应用中。对于WiGig和5G通信使用的当前分布式相控阵列系统要么是超外差(双变频)系统,要么是滑动IF系统。在这些系统中,MAC-PHY基带子系统接收或发送中频(IF)信号,这必须使用IF放大级、RF-IF混频器、高选择性带通滤波器和对于在电路之间传递IF信号以及IF信号的上变频和下变频必要的其他电路。用于IF信号处理的附加电路产生更大的前端模块、关于分布式相控阵列系统的更高的成本和更低的系统性能。附加地,在当通信系统提供MIMO支持时的实例中,可能需要附加同轴缆线(均用于每个MIMO秩)和信号乘法。然而,当将信号相乘时,两个MIMO流之间的相位同步是更难以实现并且确保的,这样可能使得MIMO性能降级。
图59示出根据一些方面的分布式相控阵列系统5900的示例性RF前端模块(RFEM)。分布式相控阵列系统5900可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的数字基带电路310、发送电路315和接收电路320中,但分布式相控阵列系统5900不限于此。
参照图59,RFEM 5902经由单个同轴缆线5906耦合到基带子系统(BBS)5904。RFEM5902可以包括相控天线阵列5908、RF接收机5910、RF发射机5912、本地振荡器(LO)生成器5944、三工器5948和发送(TX)/接收(RX)开关5940。RF接收机5910可以包括多个功率放大器5916、多个移相器5918、组合器5920、RF放大器5922、LO放大器5926和混频器5924。RF接收机5910也可以包括IF放大器5942。
RF发射机5912可以包括混频器5938、LO放大器5940、RF放大器5936、分离器5934、多个移相器5932和多个放大器5930。RF发射机5912也可以包括IF放大器5946。
在示例接收操作中,开关5940可以激活接收机链处理。天线阵列5908可以用于接收多个信号5914。接收到的信号5914可以由放大器5916放大,并且其相位可以由对应移相器5918调整。移相器5918中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 5904内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图59中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列5908接收的信号时的期望的信号方向性。移相器5918的输出处的相位调整的信号可以由组合器5920求和,并且然后由RF放大器5922放大。LO生成器5944可以使用经由同轴缆线5906从BBS 5904接收到的时钟频率信号5943生成LO信号。LO信号可以由放大器5926放大,并且然后使用混频器5924与放大器5922的输出相乘,以生成IF输入信号5945。IF输入信号5945可以由放大器5942放大,并且然后经由三工器5948和同轴缆线5906传递到BBS 5904。在一些方面中,IF输入信号5945可以在10.56GHz信号周围居中。
在示例发送操作中,开关5940可以激活发射机链处理。RFEM 5902可以经由同轴缆线5906和三工器5948从BBS 5904接收IF信号5947。IF信号5947可以由IF放大器5946放大,并且然后传递到混频器5938。混频器5938可以从LO生成器5944和LO放大器5940接收上变频LO信号。放大的LO信号由混频器5938乘以放大的接收到的IF信号,以生成RF信号。RF信号由放大器5936放大,并且传递到分离器5934。分离器5934生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器5932。多个移相器5932可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器5930放大。多个放大器5930生成多个信号5928,以用于相控天线阵列5908进行的传输。
图60示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的基带子系统(BBS)。参照图60,BBS 5904可以包括三工器6002、IF接收机6004、IF发射机6006、调制解调器6024、晶体振荡器6030、综合器6028和除法器6026。综合器6028可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器6030的信号以生成时钟信号。生成的时钟信号可以由除法器6026相除,以生成输出时钟信号,以用于传递到RFEM 5902。在一些方面中,生成的时钟信号可以具有1.32GHz的频率。
IF接收机6304可以包括IF放大器6008、混频器6010、滤波器6012和模数转换(ADC)块6014。IF发射机6006可以包括数模转换(DAC)块6022、滤波器6020、混频器6018和IF放大器6016。
在示例接收操作中,IF信号(例如5945)经由三工器6002从RFEM 5902得以接收,并且由IF放大器6008放大。放大的IF信号可以由混频器6010下变频为基带信号,然后由低通滤波器6012滤波,并且由ADC块6014变频为数字信号,然后由调制解调器6024处理。
在示例发送操作中,调制解调器6024输出的数字信号可以由DAC块6022转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器6020滤波,并且然后由混频器6018上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器6016放大,并且然后经由三工器6302和单个同轴缆线5906传递到RFEM5902。
在一些方面中,分布式相控阵列系统5900内的相控天线阵列5908可以包括多个天线,其可以被配置用于MIMO操作。更具体地说,相控天线阵列5908内的天线可以被配置用于水平和垂直偏振发送或接收。于此,可以结合MIMO操作方案在相控天线阵列5908内使用水平和垂直偏振处理至少两个分离的数据流。参照图61和图62示出被配置为在MIMO模式下进行通信的示例分布式相控阵列系统。
图61示出根据一些方面的具有MIMO支持和耦合到单个RFEM的多个同轴缆线的示例性分布式相控阵列系统。参照图61,分布式相控阵列系统6100可以包括RFEM 6102和BBS6104。RFEM6102可以与图59中的RFEM 5902相似。在一些方面中,分布式相控阵列系统6100可以包括用于处理用于MIMO操作的两个分离的流的两个分离的收发机。更具体地说,第一收发机可以用以处理用于经由第一相控天线阵列6108(使用第一类型的天线偏振)的发送或接收的第一数据流,并且第二收发机可以用以处理经由第二相控天线阵列6112(或使用同一天线阵列的不同偏振输入)的发送或接收的第二数据流。
第一收发机可以包括BBS 6104内的第一部分6122和RFEM 6102内的第二部分6106。相似地,第二收发机可以包括BBS6104内的第一部分6124和RFEM 6102内的第二部分6110。BBS 6104内的第一收发机部分6122和6124可以包括用于以下操作的电路:对数据信号进行数字化,对数字信号进行滤波,并且对滤波的信号进行上变频以用于传递到RFEM6102,用于由相控天线阵列6108和6112进行的进一步处理和随后传输。
BBS 6104内的第一收发机部分6122和6124可以还包括用于以下操作的电路:处理经由相控天线阵列6108和6112接收到的并且由RFEM处理的中频或射频信号,并且将这些信号变频为基带和数字信号以用于处理。在一些方面中,第一收发机部分6122和6124可以包括图60中的接收机块6004和发射机块6006内的电路中的一个或多个。BBS 6104可以还包括LO生成器6126,其可以被配置为生成LO信号6128。LO信号6128可以由第一收发机部分6122和6124用于上变频基带信号以用于传递到RFEM 6102,或用于将从RFEM 6102接收到的IF或RF信号下变频为基带信号。
RFEM 6102内的第二收发机部分6106和6110可以包括用于以下操作的电路:放大从BBS 6104接收到的IF或RF信号,上变频放大的信号,复制信号,执行信号的相位和/或幅度调整然后经由相控天线阵列6108或6112传输。RFEM 6102内的第二收发机部分6106和6110可以还包括用于以下操作的电路:处理经由相控天线阵列6108和6112接收到的射频信号,对信号进行相位和/或幅度调整,将信号下变频为IF信号并且将IF信号(或在当分布式相控阵列系统6100未执行IF处理时的实例中,RF信号)传递到BBS 6104以用于处理。在一些方面中,第二收发机部分6106和6110可以包括图59中的接收机块5910和发射机块5912内的电路中的一个或多个。RFEM 6102可以还包括LO生成器6114,其可以被配置为生成LO信号6116。LO信号6116可以由第二收发机部分6106和6110用于下变频RF信号以用于传递到BBS6104,或用于将从BBS 6104接收到的信号上变频为RF信号以用于传输。
在一些方面中,分布式相控阵列系统6100可以被配置用于MIMO操作,从而经由同轴缆线6130以及三工器6120和6118传递第一数据流,以用于经由使用第一类型的偏振的相控天线阵列6108的发送或接收。可以经由同轴缆线6132以及三工器6120和6118传递第二数据流,以用于经由使用第二类型的偏振的第二相控天线阵列6112的发送或接收。于此,分布式相控阵列系统6100在BBS 6104与RFEM6102之间使用同轴缆线6130和6132二者传递两个独立数据流(例如,以用于使用垂直和水平天线偏振的发送或接收)。
图62示出根据一些方面的具有MIMO支持的示例性分布式相控阵列系统,其中,每个RFEM收发机耦合到分离的同轴缆线。参照图62,除了第二收发机部分均位于分离的RFEM中之外,分布式相控阵列系统6200与分布式相控阵列系统6100相似。在当RFEM作为分离的模块而成为可用的(例如,每个RFEM处于单个芯片上)时的实例中,可以使用图62中的分离的收发机部分配置。
分布式相控阵列系统6200可以包括RFEM 6202、RFEM6204和BBS 6226。RFEM 6202和6204可以与图59中的RFEM 5902相似。在一些方面中,分布式相控阵列系统6200可以包括用于处理用于MIMO操作的两个分离的流的两个分离的收发机。更具体地说,第一收发机可以用以处理用于经由第一相控阵列6208(使用第一类型的天线偏振)的发送或接收的第一数据流,并且第二收发机可以用以处理用于经由第二相控阵列6222(使用第二类型的天线偏振)的发送或接收的第二数据流。
第一收发机可以包括BBS 6226内的第一部分6230和RFEM 6202内的第二部分6206。相似地,第二收发机可以包括BBS6226内的第一部分6232和RFEM 6204内的第二部分6220。第一收发机部分6230和6232可以具有与第一收发机部分6122和6124的功能相似的功能。附加地,第二收发机部分部分6206和6220可以具有与第二收发机部分6106和6110的功能相似的功能。
BBS 6226可以包括LO生成器6234,其可以被配置为生成LO信号6236。LO信号6236可以由第一收发机部分6230和6232用于上变频基带信号以用于传递到RFEM 6202和6204,或用于将从RFEM 6202和6204接收到的IF或RF信号下变频为基带信号。
RFEM 6202可以包括LO生成器6210,其可以被配置为生成LO信号6212。LO信号6212可以由第二收发机部分和6206用于下变频RF信号以用于传递到BBS 6226,或用于将从BBS6226接收到的信号上变频为RF信号以用于经由阵列6208的传输。
RFEM 6204可以包括LO生成器6216,其可以被配置为生成LO信号6218。LO信号6218可以由第二收发机部分和6220用于下变频RF信号以用于传递到BBS 6226,或用于将从BBS6226接收到的信号上变频为RF信号以用于经由阵列6222的传输。
在示例MIMO操作期间,可以经由三工器6228和6214以及同轴缆线6238在BBS 6226与RFEM 6202之间传递第一数据流。可以经由可以包括垂直偏振式天线的相控天线阵列6208发送第一数据流。可以经由三工器6228和6224以及同轴缆线6240在BBS 6226与RFEM6204之间传递第二数据流。可以经由可以包括水平偏振式天线的相控天线阵列6222发送第二数据流。在一些方面中,相控天线阵列6208可以包括水平偏振式天线,并且相控天线阵列6222可以包括垂直偏振式天线。
在图61和图62中可见,在被配置用于MIMO操作的一些分布式相控阵列通信系统中,分离的同轴缆线用于BBS与RFEM之间所传递的每个MIMO流。附加地,并且在图62中可见,为了改进MIMO系统的操作,可能需要相位噪声同步(可以经由LO同步信号对LO生成器6210和6216进行同步,在图62中可见)。然而,归因于实现方式的有限空间和加入的成本,使用多个同轴缆线可能在移动设备中是有挑战性的。
在一些方面中,分布式相控阵列通信系统可以被配置用于MIMO操作,其中,可以通过耦合BBS和RFEM的单个同轴缆线传递独立MIMO数据流。更具体地说,因为可以配置两个分离的MIMO数据流,所以它们处于不重叠的频率处。例如,BBS内的LO生成器可以生成一个或多个LO信号,其可以用于将两个分离的数据流上变频为不同RF频率。LO生成器也可以生成附加LO信号,其可以用于在RFEM处将两个分离的数据流变频为期望频率。两个分离的数据流可以经由单个同轴缆线(例如,作为具有不重叠的频率的RF信号)与附加LO信号一起传递,其中,附加LO信号可以用以将MIMO流中的一个或多个上变频或下变频为期望的发送或接收频率。通过使用单个LO生成器以生成用以处理两个MIMO流的LO信号以及经由单个同轴缆线与MIMO流一起传递的LO信号,实现MIMO流之间的相位噪声的同步以及相位噪声相关。相位噪声相关可以是当信号处于初始LO频率处或LO频率的倍频或分频值处时。
图63示出根据一些方面的具有MIMO支持和耦合到单个RFEM的单个同轴缆线的示例性分布式相控阵列系统。参照图63,分布式相控阵列系统6300可以包括RFEM 6302和BBS6304。RFEM6302和BBS 6322可以与图59-图60中的RFEM 5902和BBS 5904相似。
在一些方面中,分布式相控阵列系统6300可以包括用于处理用于MIMO操作的两个分离的流的两个分离的收发机。更具体地说,第一收发机可以用以处理用于经由第一相控天线阵列6306(使用第一类型的天线偏振)的发送或接收的第一数据流,并且第二收发机可以用以处理用于经由第二相控阵列6310(使用第二类型的天线偏振)的发送或接收的第二数据流。
第一收发机可以包括BBS 6322内的第一部分6326和RFEM 6302内的第二部分6304。相似地,第二收发机可以包括BBS6322内的第一部分6328和RFEM 6302内的第二部分6308。BBS 6322内的第一收发机部分6326和6328可以包括用于以下操作的电路:对数据信号进行数字化,对数字信号进行滤波,并且对滤波的信号进行上变频以用于传递到RFEM6302,用于由相控天线阵列6306和6310进行的进一步处理和随后传输。BBS 6322内的第一收发机部分6326和6328可以还包括用于以下操作的电路:处理经由相控天线阵列6306和6310接收到的并且由RFEM 6302处理的中频或射频信号,并且将这些信号变频为基带和数字信号以用于处理。在一些方面中,第一收发机部分6326和6328可以包括图60中的接收机块6004和发射机块6006内的电路中的一个或多个。
BBS 6322可以还包括LO生成器6330,其可以被配置为生成LO信号6332、6334和6320。LO信号6332和6334可以由第一收发机部分6326和6328分别用于将基带信号上变频(为IF或RF信号)以用于传递到RFEM 6302,或用于将从RFEM 6302接收到的IF或RF信号下变频为基带信号。
RFEM 6302内的第二收发机部分6304和6308可以包括用于以下操作的电路:放大从BBS 6322接收到的IF或RF信号,上变频放大的信号,复制信号,执行信号的相位和/或幅度调整然后经由相控天线阵列6306和6310传输。
RFEM 6302内的第二收发机部分6304和6308可以还包括用于以下操作的电路:(1)处理经由相控天线阵列6306和6310接收到的射频信号,(2)对信号进行相位和/或幅度调整,和/或(3)将信号下变频为IF信号并且将IF信号(或在当通信系统6300未执行IF处理时的实例中,RF信号)传递到BBS 6322以用于处理。在一些方面中,第二收发机部分6304和6308可以包括图59中的接收机块5910和发射机块5912内的电路中的一个或多个。
RFEM 6302可以还包括LO生成器6312,其可以被配置为生成第二收发机部分6304和6308用于上变频或下变频信号的LO信号。在一些方面中,LO生成器6312可以包括频率操控电路(例如频率除法器和乘法器),可以被配置为使用LO生成器6330生成的并且经由三工器6324、6314和单个同轴缆线6336从BBS 6322接收到的LO信号生成另一LO信号。
在一些方面中,分布式相控阵列通信系统6300可以被配置用于MIMO操作,其中,经由三工器6324、6314和同轴缆线6336同时传递两个数据流。更具体地说,可以在BBS 6322处在基带频率处生成两个独立数据流。LO生成器6330可以包括通信系统6300内的单个频率源,并且被配置为生成用于分别由第一收发机部分6326和6328执行的两个独特上变频方案的LO频率。对于这两个方案中的每一个,一个LO频率用于在BBS 6322内将基带流上变频为期望的IF频率。
例如,LO生成器6330可以生成第一LO信号6332,其可以由第一收发机部分6326用以将第一MIMO流6316上变频为期望频率f1(例如传输频率)。LO生成器6330可以生成第二LO信号6334,其可以由第一收发机报告6328用以将第二MIMO流6318上变频为第二频率f2。LO生成器6330附加地生成第三LO信号6320,其可以(要么直接地,要么通过简单操控)用以将MIMO数据流之一或二者上变频为期望的RF频率。在图63所示的示例中,第一MIMO流6316已经是未变频的,并且在BBS 6322内处于期望频率f1处。于此,第三LO信号6320可以经由单个同轴缆线6336传递到RFEM 6302,并且由第二收发机部分6308用以将第二MIMO流6318上变频为期望频率f1然后由相控天线阵列6310传输。
在一些方面中,两个MIMO流6316和6318可以在IF或RF频率处得以生成,并且可以连同第三LO信号6320一起经由单个同轴缆线6336传递到RFEM 6302。于此,缆线上的RF(RFoC)通信技术可以用以在通信系统6300的BBS与RFEM之间经由单个同轴缆线连同LO信号一起传递两个MIMO流。可以设计用于生成MIMO流6316和6318的两个上变频方案,从而与两个MIMO流6316、6318以及LO信号6332和6334的频率关联的四个信号频率将不重叠。在一些方面中,(例如,生成MIMO流6316的)两个上变频方案之一可以是直接变频方案,从而无需LO信号以生成对应MIMO流(例如6316)。
在图63中可见,经由同轴缆线6336以及三工器6324和6314(在期望频率f1处)传递第一MIMO数据流6316,以用于经由使用第一类型的偏振的相控天线阵列6306的发送或接收。经由同轴缆线6336以及三工器6324和6314(在频率f2处)传递第二MIMO数据流6318,以用于经由使用第二类型的偏振的第二相控天线阵列6310的发送或接收。
附加地,LO生成器6312经由同轴缆线6336连同两个MIMO流一起接收第三LO信号6320,并且将LO信号6320传递到第二收发机部分6308(或通过LO信号6320的频率操控生成另一LO信号)。由于第二MIMO流6318处于频率f2(其并非期望频率f1)处,因此第二收发机部分6308可以使用从LO生成器6312接收到的LO信号以上变频或下变频第二MIMO流6318,从而其在相控天线阵列6310进行的传输之前也处于期望频率f1处。
于此,分布式相控阵列系统6300使用同轴缆线6130和6132以在BBS 6322与RFEM6302之间传递两个独立数据流和至少一个LO信号(例如,以用于使用垂直和水平天线偏振的发送或接收)。
在一些方面中,可以在不重叠的而且并非期望频率的频率处生成第一MIMO流6316和第二MIMO流6318。在此情况下,LO生成器6330可以生成两个分离的LO信号,其可以连同MIMO流6316和6318一起经由单个同轴缆线6336传递到RFEM 6302。两个分离的LO信号可以用在RFEM 6302内,以用于将两个MIMO流6316和6318变频为期望的发送频率。
在一些方面中,可以在不重叠的而且并非期望频率的频率处生成第一MIMO流6316和第二MIMO流6318。在此情况下,LO生成器6330可以生成一个分离的LO信号,其可以连同MIMO流6316和6318一起经由单个同轴缆线6336传递到RFEM 6302。一个分离的LO信号可以用在RFEM 6302内,以用于将两个MIMO流之一变频为期望的发送频率。LO生成器6312可以使用一个分离的LO信号以(例如,通过频率操控)生成另一LO信号,其可以用以将其余MIMO流变频为期望的发送频率。在此情况下,两个MIMO流经由单个同轴缆线6336在BBS 6322与RFEM 6302之间随单个LO信号而传递。
在示例中并且如图63中可见,在期望频率f1处生成MIMO流之一(例如6316)。在可以高于或低于f1的不同的(不重叠的)频率f2处生成第二MIMO流6318。可以连同第三LO信号6320一起经由单个同轴缆线6336传递两个MIMO流6316和6318。第三LO信号6320可以处于作为分别与MIMO流6316和6318关联的频率f1与f2之间的差的频率处。
由于从系统6300内的单个频率综合器源(例如LO生成器6330)生成各种频率信号,并且由于利用仅简单频率操控(例如分频或倍频)以在RFEM 6302内操控LO信号,因此可以保持所得RF流(例如6316和6318)之间的相位关系,而无论所使用的RFEM的数量或RFEM位置如何。换言之,通过使用相同的两个上变频方案以生成IF或RF MIMO流并且通过单个共轴将它们与一个或多个LO信号进行发送,即使由远程RFEM接收流以用于处理,也可以保持MIMO流之间的相位关系(图65中示出多个RFEM处理情形)。
即使图63示出BBS 6322处的MIMO流的生成和然后传递以用于RFEM 6302进行的处理以及传输,公开技术也可以用于由相控天线阵列6306和6310接收的并且然后传递到BBS6322以用于处理的MIMO流。
图64示出根据一些方面的图63的单个同轴缆线上传递的各种信号的谱内容。参照图64,信号图6402示出通过单个同轴缆线6336传递的谱内容的频率。更具体地说,信号图6402示出第一MIMO流6402、第二MIMO流6406和LO信号6408的频率。在一些方面中,第一MIMO流6404可以处于期望频率f1处,并且第二MIMO流6406可以处于作为频率f1的分数的频率f2处(例如,f2是M/K倍频率f1,其中,M和K是大于1的整数)。LO信号6408的频率可以低于第二MIMO流6406的频率,并且可以基于与第二MIMO流6406关联的同一分数得以确定。例如,LO信号6408的频率可以指定为fLO,并且可以基于公式得以确定。于此,具有频率f2的第二MIMO流6406可以通过将其与频率fLO处的LO信号进行混频而变频为期望频率f1。
参照图64,信号图6410示出第一MIMO流6412、第二MIMO流6416和LO信号6414的频率。在一些方面中,第一MIMO流6412可以处于期望频率f1处,并且LO信号6414可以处于作为频率f1的分数的频率f2处(例如,f2是M/K倍频率f1,其中,M和K是大于1的整数)。第二MIMO流6416的频率可以低于LO信号6414的频率,并且可以基于与LO信号6414关联的同一分数得以确定。例如,LO信号6414的频率可以是第二MIMO流6416的频率可以指定为f2,并且可以基于公式得以确定。
参照图64,信号图6418示出通过单个同轴缆线6336传递的谱内容的频率。更具体地说,信号图6418示出第一MIMO流6420、第二MIMO流6422和LO信号6424的频率。在一些方面中,第一MIMO流6420可以处于28GHz的期望频率处,并且第二MIMO流6422可以处于作为28GHz的分数(例如28GHz的2/3)的频率18.66GHz处。LO信号6424的频率可以低于第二MIMO流6422的频率,并且可以基于与第二MIMO流6406关联的同一分数得以确定(例如,fLO可以是9.33GHz,其为28GHz的1/3)。
图65示出根据一些方面的具有MIMO支持和BBS与RFEM中的每一个之间的单个同轴缆线的具有单个BBS和多个RFEM的示例性分布式相控阵列系统。参照图65,分布式相控阵列系统6500可以包括RFEM 6502、6504和BBS 6506。RFEM 6502和6504以及BBS6506可以与图63中的RFEM 6302和BBS 6322相似。在一些方面中,分布式相控阵列系统6500可以包括用于处理用于MIMO操作的四个分离的流的四个分离的收发机。更具体地说,第一收发机可以用以处理用于经由第一相控阵列6548(使用第一类型的天线偏振)的发送或接收的第一数据流,并且第二收发机可以用以处理用于经由第二相控阵列6550(使用第二类型的天线偏振)的发送或接收的第二数据流。第三收发机可以用以处理用于经由第三相控阵列6560(使用第一类型的天线偏振)的发送或接收的第三数据流,并且第四收发机可以用以处理用于经由第四相控阵列6562(使用第二类型的天线偏振)的发送或接收的第四数据流。
第一收发机可以包括BBS 6506内的第一部分6508和RFEM 6502内的第二部分6540。第二收发机可以包括BBS 6506内的第一部分6510和RFEM 6502内的第二部分6542。第三收发机可以包括BBS 6506内的第一部分6516和RFEM 6504内的第二部分6552。第四收发机可以包括BBS 6506内的第一部分6518和RFEM 6504内的第二部分6554。
BBS 6506内的第一收发机部分6508、6510、6516和6518可以包括用于以下操作的电路:对数据信号进行数字化,对数字信号进行滤波,并且对滤波的信号进行上变频以用于传递到RFEM 6502和6504,用于由相控天线阵列6548、6550、6560和6562进行的进一步处理和随后传输。BBS 6506内的第一收发机部分6508、6510、6516和6518可以还包括用于以下操作的电路:处理经由相控天线阵列6548、6550、6560和6562接收到的并且由RFEM 6502、6504处理的中频(IF)或RF信号,并且将这些信号变频为基带和数字信号以用于处理。
BBS 6506可以还包括LO生成器6514,其可以被配置为生成LO信号6522、6524和6526。LO信号6522和6524可以由第一收发机部分6508、6510、6516和6518用于将基带信号上变频(为IF或RF信号)以生成MIMO流6528、6530、6532和6534以用于传递到RFEM 6502和6504,或将从RFEM 6502和6504接收到的IF或RF信号下变频为基带信号。
(RFEM 6502内的)第二收发机部分6540和6542以及(RFEM 6504内的)6552和6554可以包括用于以下操作的电路:放大从BBS 6506接收到的IF或RF信号,上变频放大的信号,复制信号,执行信号的相位和/或幅度调整然后经由相控天线阵列6548、6550、6560和6562传输。(RFEM 6502内的)第二收发机部分6540和6542以及(RFEM 6504内的)6552和6554可以还包括用于以下操作的电路:处理经由相控天线阵列6548、6550、6560和6562接收到的射频信号,对信号进行相位和/或幅度调整,将信号下变频为IF信号并且将IF信号(或在当分布式相控阵列系统6500未执行IF处理时的实例中,RF信号)传递到BBS 6506以用于处理。在一些方面中,(RFEM6502内的)第二收发机部分6540和6542以及(RFEM 6504内的)6552和6554可以包括图59中的接收机块5910和发射机块5912内的电路中的一个或多个。
RFEM 6502可以包括LO生成器6544,其可以被配置为生成第二收发机部分6540和6542用于上变频或下变频信号的LO信号。在一些方面中,LO生成器6544可以包括频率操控电路(例如频率除法器、加法器和乘法器),并且可以被配置为使用LO生成器6514生成的并且经由三工器6512、6546和单个同轴缆线6536从BBS 6506接收到的LO信号生成另一LO信号。
RFEM 6504可以包括LO生成器6556,其可以被配置为生成第二收发机部分6552和6554用于上变频或下变频信号的LO信号。在一些方面中,LO生成器6556可以包括频率操控电路(例如频率除法器、加法器和乘法器),并且可以被配置为使用LO生成器6514生成的并且经由三工器6520、6558和单个同轴缆线6538从BBS 6506接收到的LO信号生成另一LO信号。
在一些方面中,分布式相控阵列系统6500可以关于MIMO操作而被配置有经由三工器6512、6520、6546、6558以及同轴缆线6536和6538同时传递的四个数据流。更具体地说,可以在BBS 6506处在基带频率处生成四个独立数据流。LO生成器6514可以包括分布式相控阵列系统6500内的单个频率源,并且被配置为生成用于第一收发机部分6508、6510、6516和6518执行的两个独特上变频方案的LO频率(例如6522和6524)。对于这两个方案中的每一个,一个LO频率用于在BBS 6506内将基带流上变频为期望的IF(或RF)频率。
如图65中可见,LO信号6522和6524可以用以生成MIMO流6528和6530(以用于RFEM6502进行的处理)以及MIMO流6532和6534(以用于RFEM 6504进行的处理)。可以在期望频率f1(例如期望发送频率)处生成MIMO流6528和6532。可以在高于或低于f1的不同频率f2处生成MIMO流6530和6534。
LO信号6522、6524和6526的信号频率以及四个所生成的MIMO流的频率f1和f2可以都是不重叠的频率。于此,可以经由通信介质(例如单个同轴缆线)传递LO信号和MIMO流的组合,而没有相互信号干扰。可以沿着同轴缆线6536连同MIMO流6528和6530一起传递第三LO信号6526,以用于RFEM 6502进行的处理。更具体地说,因为第一MIMO流6528已经处于期望频率f1处,所以在相控天线阵列6548进行的传输之前可以无需另一上变频。LO生成器6544可以接收第三LO信号6526,并且可以将该信号转发到第二收发机部分6542,以用于将第二MIMO流6530上变频或下变频为期望频率f1。在一些方面中,可以使用从BBS 6506接收到的LO信号6526,或LO生成器6544可以执行频率操控以生成新的LO信号,其可以用于将第二MIMO流6530变频为期望频率f1然后由相控天线阵列6550传输。
相似地,可以沿着同轴缆线6538连同MIMO流6532和6534一起传递第三LO信号6526,以用于RFEM 6504进行的处理。更具体地说,因为第三MIMO流6532已经处于期望频率f1处,所以在相控天线阵列6560进行的传输之前可以无需另一上变频。LO生成器6556可以接收第三LO信号6526,并且可以将该信号转发到第二收发机部分6554,以用于将第四MIMO流6534上变频或下变频为期望频率f1。在一些方面中,可以使用从BBS 6506接收到的LO信号6526,或LO生成器6556可以执行频率操控以生成新的LO信号,其可以用于将第四MIMO流6534变频为期望频率f1然后由相控天线阵列6562传输。
即使图63和图65公开使用单个同轴缆线以将BBS与RFEM连接以用于多个数据流的发送和接收,本公开也不限于此,并且同样可以使用其他类型的连接。例如,可以使用另一类型的毫米波连接或缆线,而非单个同轴缆线。可以使用的其他类型的连接包括半刚性缆线、柔性基板的柔性缆线、PCB上的印制RF传输线、刚性屈曲板等。
分布式相控阵列系统(例如WiGig和5G蜂窝系统)当前用在膝上型设备、平板、智能电话、坞接站和其他应用中。对于WiGig和5G通信使用的当前分布式相控阵列系统要么是超外差(双变频)系统,要么是滑动IF系统。在这些系统中,MAC-PHY基带子系统接收或发送中频(IF)信号,这必须使用IF放大级、RF-IF混频器、高选择性带通滤波器和对于在电路之间传递IF信号以及IF信号的上变频和下变频必要的其他电路。用于IF信号处理的附加电路产生更大的前端模块、关于分布式相控阵列系统的更高的成本和更低的系统性能。
图66示出根据一些方面的分布式相控阵列系统6600的示例性RF前端模块(RFEM)。分布式相控阵列系统6600可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的数字基带电路310、发送电路315和接收电路320中,但分布式相控阵列系统6600不限于此。
参照图66,RFEM 6602经由单个同轴缆线6606耦合到基带子系统(BBS)6604。RFEM6602可以包括相控天线阵列6608、RF接收机6610、RF发射机6612、本地振荡器(LO)生成器6644、三工器6648和发送(TX)/接收(RX)开关6640。RF接收机6610可以包括多个功率放大器6616、多个移相器6618和加法器6620、RF放大器6622、LO放大器6626和乘法器6624。RF接收机6610也可以包括IF放大器6642。在一些方面中,IF放大器6642可以是接收机6610的部分,或其可以实现于接收机6610的外部。
RF发射机6612可以包括乘法器6638、LO放大器6640、RF放大器6636、加法器6634、多个移相器6632和多个放大器6630。RF发射机6612也可以包括IF放大器6646。在一些方面中,IF放大器6646可以是发射机6612的部分,或其可以实现于发射机6612的外部。
在示例接收操作中,开关6640可以激活接收机链处理。天线阵列6608可以用于接收多个信号6614。接收到的信号6614可以由放大器6616放大,并且其相位可以由对应移相器6618调整。移相器6618中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 6604内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图66中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列6608接收的信号时的期望的信号方向性。移相器6618的输出处的相位调整的信号可以由加法器6620求和,并且然后由RF放大器6622放大。LO生成器6644可以使用经由同轴缆线6606从BBS 6604接收到的时钟频率信号6643生成LO信号。LO信号可以由放大器6626放大,并且然后使用乘法器6624与放大器6622的输出相乘,以生成IF输入信号6645。IF输入信号6645可以由放大器6642放大,并且然后经由三工器6648和同轴缆线6606传递到BBS 6604。在一些方面中,IF输入信号6645可以是10.56GHz信号。
在示例发送操作中,开关6640可以激活发射机链处理。RFEM 6602可以经由同轴缆线6606和三工器6648从BBS 6604接收IF信号6647。IF信号6647可以由IF放大器6646放大,并且然后传递到乘法器6638。乘法器6638可以从LO生成器6644和LO放大器6640接收上变频LO信号。放大的LO信号由乘法器6638乘以放大的接收到的IF信号,以生成RF信号。RF信号然后由放大器6636放大,并且传递到加法器6634。加法器6634生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器6632。多个移相器6632可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器6630放大。多个放大器6630生成多个信号6628,以用于相控天线阵列6608进行的传输。
图67示出根据一些方面的分布式相控阵列系统的基带子系统(BBS)。参照图67,BBS 6604可以包括三工器6702、IF接收机6704、IF发射机6706、调制解调器6724、晶体振荡器6730、综合器6728和除法器6726。综合器6728可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器6730的信号以生成时钟信号。所生成的时钟信号可以由除法器6726分频,以生成输出时钟信号,以用于传递到RFEM 6602。在一些方面中,所生成的时钟信号可以具有1.32GHz的频率。
IF接收机7004可以包括IF放大器6708、混频器6710、滤波器6712和模数转换(ADC)块6714。IF发射机6706可以包括数模转换(DAC)块6722、滤波器6720、混频器6718和IF放大器6716。
在示例接收操作中,IF信号(例如6645)经由三工器6702从RFEM 6602得以接收,并且由IF放大器6708放大。放大的IF信号可以由混频器6710下变频为基带信号,然后由低通滤波器6712滤波,并且由ADC块6714转换为数字信号,然后由调制解调器6724处理。
在示例发送操作中,调制解调器6724输出的数字信号可以由DAC块6722转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器6720滤波,并且然后由混频器6718上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器6716放大,并且然后经由三工器6702和单个同轴缆线6606传递到RFEM6602。
图68示出根据一些方面的RFEM与BBS之间传递的信号的频率图。参照图68,频率图6800示出可以经由单个同轴缆线6606在RFEM 6602与BBS 6604之间传递的各种信号。例如,BBS 6604可以传递DC功率信号6802、控制信号6804和时钟信号6806。附加地,可以在BBS6604与RFEM 6602之间传递数据信号6810。例如,IF数据信号6645可以从RFEM 6602传递到BBS 6604,并且IF数据信号6647可以从BBS 6604传递到RFEM 6602。时钟信号6806可以与RFEM 6602从BBS 6604接收到的LO生成时钟信号6643相同。在一些方面中,时钟信号6806可以是1.32GHz信号。在一些方面中,控制信号6804可以从BBS 6604传递到RFEM 6602,并且可以指示用于由移相器6618和移相器6632使用的相位调整值。控制信号6804可以对RFEM6602指示其他控制功能(例如上电、下电、发送功率的增加或降低等)。
如图68中可见,RFEM 6602与BBS 6604之间传递的信号的信号谱可能包括一些不期望的信号(例如时钟谐波6808以及控制信号6804的谐波)。附加地,通过将IF处理电路包括在RFEM 6602和BBS 6604内,分布式相控阵列系统6600内的其他缺点出现,如本文以下描述的那样。
归因于RFEM供电电压的电压跳变导致的信号频率稳定性
RFEM 6602包括LO生成器(例如6644),其可以包括频率综合器、频率乘法器和除法器。这些电路生成的频率信号用于驱动上变频混频器6638或下变频混频器6624。然而,LO生成器6644可能对于供电电压稳定性是敏感的。通过同轴缆线6606以及关联连接器和RF扼流圈(图66中未示出)对RFEM 6602供电电压(例如6802)进行馈电。因此,供电电压受这些组件的电阻和流过同轴缆线6606的电流影响。于此,通过共轴6606的电流的瞬时改变(例如RX到TX过渡,改变相控阵列有效通道的数量、RFEM中的数字活动/处理等)将生成LO生成电路的瞬时改变,这将产生瞬时频率改变。
RFEM高功耗
分布式相控阵列系统6600使用LO生成器6644(综合器、乘法器、除法器等)、上和下变频混频器(例如6624、6638)、IF放大级(例如6642、6646)和复杂的三工器(例如6648)。在本公开的一方面中,可以在RFEM 6602与BBS 6604之间传递仅RF信号。于此,可以移除RFEM6602内的IF有关电路,降低RFEM 6602的功耗和发热。
RFEM成本
在分布式相控阵列系统(例如6600)中,RFEM成本可能是显著的(例如,在一些实例中,上至整个系统成本的50%)。虽然可以通过工艺迁移实现BBS成本减少(因为多数BBS芯片处理是数字的),但这种成本减少因为大部分模拟处理包括于RFEM中所以对于RFEM可能是有挑战性的。通过仅执行RF处理并且经由单个同轴缆线6606在RFEM 6602与BBS 6604之间传递RF信号,可以实现RFEM实现方式成本减少。
RFEM形数(FF)
由于RFEM 6602包括天线阵列(108),因此其位于通信设备的边界处,以允许相控阵列天线的良好辐射。通过仅使用RF处理并且从RFEM 6602移除IF变频级和处理,RFEM形数得以减少,这对于RFEM设备放置和实现方式是有益的。
与其他标准(WiFi、蓝牙、LTE等)共同运行
通过同轴缆线6606传递的IF频率信号(例如6645和6647)携带宽带(例如WiGig或5G)信号,并且对于同一平台/设备中的其他通信系统的谐波是脆弱的。例如,从RFEM传递到BBS的IF频率信号(6645)或RFEM从BBS接收到的IF信号(6647)可以是10.56GHz信号。然而,10.66GHzIF信号可以处于与Wi-Fi频段的一个或多个谐波相同的范围中。
共轴上的CLK信号的FCC/ETSI管制违规
在分布式系统中,COAX缆线上的信号(CLK、IF数据)从COAX(缆线和连接器)并且从PCB互连部泄漏。这种泄漏将导致FCC/ETSI管制违规。为了降低泄漏功率,我们需要使用高质量RF屏蔽、高度隔离的COAX,并且在一些情况下甚至降低CAOX上的信号的等级(这可能影响系统性能)。
在一些方面中,RFEM 6602可以被配置为处理RF信号并且将其经由同轴缆线6606传递到BBS 6604,以用于处理和下变频。相似地,BBS 6604可以将数据信号上变频为RF信号,并且经由共轴线缆6606将RF信号传递到RFEM 6602。于此,通过移除RFEM 6602内的IF处理,可以移除与分布式相控阵列通信系统内的IF处理关联的以上列出的缺点。
图69示出根据一些方面的经由单个同轴缆线耦合到BBS以用于传递RF信号的RFEM。参照图69,分布式相控阵列通信系统6900可以包括经由单个同轴缆线6906耦合到基带子系统(BBS)6904的RFEM 6902。RFEM 6902可以包括相控天线阵列6908、RF接收机6910、RF发射机6912、双工器6936和发送(TX)/接收(RX)开关6934。RF接收机6910可以包括多个功率放大器6916、多个移相器6918、加法器6920和RF放大器6922。RF发射机6912可以包括RF放大器6932、加法器6930、多个移相器6928和多个放大器6926。
在示例接收操作中,开关6934可以激活接收机链处理。相控天线阵列6908可以用于接收多个信号6914。接收到的信号6914可以由放大器6916放大,并且其相位可以由对应移相器6918调整。移相器6918中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 6904内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图69中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列6908接收的信号时的期望的信号方向性。移相器6918的输出处的相位调整的信号可以由加法器6920求和,并且然后由RF放大器6922放大,以生成RF输入信号6923。RF输入信号6923可以经由双工器6936和同轴缆线6906传递到BBS 6904。在一些方面中,RF输入信号6923可以是60GHz信号或包括5G通信频段的毫米波频段中的另一信号。
在示例发送操作中,开关6934可以激活发射机链处理。RFEM 6902可以经由同轴缆线6906和双工器6936从BBS 6904接收RF输出信号6931。RF信号6931可以由RF放大器6932放大,并且然后传递到加法器6930。加法器6930生成放大的RF信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器6928。多个移相器6928可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器6926放大。多个放大器6926生成多个信号6924,以用于相控天线阵列6908进行的传输。
图70示出根据一些方面的图69的BBS 6904的更详细示图。参照图69,BBS 6904可以包括双工器7002、RF接收机7004、RF发射机7006、调制解调器7024、晶体振荡器7030、综合器7028和除法器7026。综合器7028可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器7030的信号以生成时钟信号(例如信号7032)。所生成的时钟信号7032可以由RF接收机7004用以使用混频器7010对接收到的信号进行下变频。所生成的时钟信号7032也可以由RF发射机7006用以使用混频器7018对接收到的信号进行上变频。时钟信号7032也可以由除法器7026分频以生成第二时钟信号7034。所生成的第二时钟信号7034可以由RF接收机7004用以使用混频器7010对接收到的信号进行下变频。所生成的第二时钟信号7034也可以由RF发射机7006用以使用混频器7018对接收到的信号进行上变频。如图70中可见,综合器7028和除法器7026可以生成两个分离的时钟信号7034和7032。两个时钟信号7034和7032之一或二者可以用于使用一个或多个中间IF级将RF信号下变频为基带,或在一些实例中无需中间IF级变频而从RF变频为基带。相似地,时钟信号7034和7032之一或二者可以用于使用一个或多个中间IF级将基带信号上变频为RF信号,或在一些实例中无需中间IF级变频而从基带变频为RF。
RF接收机7004可以包括RF放大器7008、混频器7010、滤波器7012和模数转换(ADC)块7014。RF发射机7006可以包括数模转换(DAC)块7022、滤波器7020、混频器7018和RF放大器7016。
在示例接收操作中,RF信号(例如6923)经由单个共轴6906和双工器7002从RFEM6902得以接收,并且由RF放大器7008放大。放大的RF信号可以由混频器7010下变频为基带信号,然后由低通滤波器7012滤波,并且由ADC块7014转换为数字信号,然后由调制解调器7024处理。
在示例发送操作中,调制解调器7024输出的数字信号可以由DAC块7022转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器7020滤波,并且然后由混频器7018上变频为RF信号。RF信号可以由RF放大器7016放大,并且然后经由双工器7002和单个同轴缆线6906传递到RFEM6902。
在一些方面中,同轴缆线6906可以用于传递DC功率信号(例如,从BBS 6904到RFEM6902)、控制信号和相控天线阵列6908接收到的或发送的RF数据信号。控制信号可以包括相位调整信号、上电信号、下电信号和从BBS 6904传递到RFEM 6902的其他控制信号。在一些方面中,控制信号可以包括相位调整请求信号或从RFEM6902传递到BBS 6904的其他数据请求信号。于此,可以结合分布式相控阵列系统使用直接变频方案,其中,经由单个同轴缆线耦合RFEM和BBS。
在一些方面中,控制信号可以用于控制RFEM操作(例如,控制输出功率等级、AGC、ON/OFF等)。附加地,RFEM与BBS之间的控制链路可以是双向的,并且可以用于BBS到RFEM命令以及用于RFEM到BBS遥测传送(例如PA功率检测器读数、控制命令接收之后的ACK、温度检测器读数等)。
在一些方面中,可以结合通过共轴传递RF的分布式相控阵列通信系统使用不同类型的同轴缆线(6906)。例如,高质量同轴缆线、半刚性缆线或柔性半刚性缆线可以用作缆线6906,这样将允许具有合理损耗的RF信号的高频率通信。
在另一示例中,更低成本同轴缆线可以用作共轴6906,这样可能导致关于高RF频率通信的匹配(S11)和高损耗(S21)。可以经由系统设计改变(例如自适应缆线匹配改进、鲁棒RX和TX线路组(line-up)以及RX和TX非线性失真消除)来改进这些缺点。
自适应缆线匹配改进
缆线上的RF信号通信可能与高损耗和匹配问题关联。归因于与RF缆线通信关联的高频率,缆线匹配的变化可能是高的并且不期望的,这样影响缆线与负载之间的功率损耗。在示例中,并且为了克服这些缺点,在RFEM 6902和BBS 6904中可以使用自适应阻抗匹配电路(例如6938和7036),如图69-图70中可见。
鲁棒RX和TX线路组
在一些方面中,可以通过(例如在缆线6906和RFEM 6902内的自适应匹配6938之前)添加附加增益放大/调整级(附图中未示出)解决与同轴缆线关联的较高信号损耗,这样可以确保同轴缆线的潜在高信号损耗将不使得所传递的RF信号的SNR降级。
RX和TX非线性失真消除
在一些方面中,RX和TX线路组中的附加增益级可能导致非线性失真。然而,可以经由数字机构(例如TX路径中的预失真调整电路或RX路径中的后失真调整电路(附图中未示出))补偿这些信号失真。
图71示出根据一些方面的使用耦合到单个BBS的多个RFEM的示例性大规模天线阵列(MAA)。参照图71,分布式相控阵列通信系统7100可以用以实现大规模天线阵列。更具体地说,多个RFEM(7102、7138……、7140)可以用于单个BBS(7104),其中,每个RFEM包括相控天线阵列。RFEM 7102、7138、……、7140可以经由对应单个同轴缆线7106、7144、……、7146耦合到BBS 7104。
在一些方面中,单个LO源(例如毫米波综合器)可以位于BBS 7104内,并且分别用于TX和RX信号上变频和下变频。以此方式,在MAA 7100中所使用的所有RFEM中可以确保共同LO信号相位(例如TX或RX信号的同步的相位)。与之相比,每次RFEM上电或操作频率改变,位于不同RFEM中的共轴上的IF分布式相控阵列系统、综合器和频率除法器可能具有不同步的相位。不同步的相位因此可能必须执行新的波束赋形过程,这可能是使得总体链路吞吐量和质量降级的耗时操作。
参照图71,分布式相控阵列通信系统7100可以包括经由单个同轴缆线7106耦合到BBS 7104的RFEM 7102。RFEM 7102可以包括相控天线阵列7108、RF接收机7110、RF发射机7112、双工器7136和发送(TX)/接收(RX)开关7134。RF接收机7110可以包括多个功率放大器7116、多个移相器7118、加法器7120和RF放大器7122。RF发射机7112可以包括RF放大器7132、加法器7130、多个移相器7128和多个放大器7126。
在示例接收操作中,开关7134可以激活接收机链处理。天线阵列7108可以用于接收多个信号7114。接收到的信号7114可以由放大器7116放大,并且其相位可以由对应移相器7118调整。移相器7118中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 7104内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图71中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列7108接收的信号时的期望的信号方向性。移相器7118的输出处的相位调整的信号可以由加法器7120求和,并且然后由RF放大器7122放大,以生成RF输入信号7123。RF输入信号7123可以经由双工器7136和同轴缆线7106传递到BBS 7104。在一些方面中,RF输入信号7123可以是60GHz信号或包括5G通信频段的毫米波频段中的另一信号。
在示例发送操作中,开关7134可以激活发射机链处理。RFEM 7102可以经由同轴缆线7106和双工器7136从BBS 7104接收RF输出信号7131。RF信号7131可以由RF放大器7132放大,并且然后传递到加法器7130。加法器7130生成放大的RF信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器7128。多个移相器7128可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器7126放大。多个放大器7126生成多个信号7124,以用于相控天线阵列7108进行的传输。在一些方面中,RFEM 7138-7140可以与RFEM7102相同。
即使图71未提供BBS 7104的细节,BBS 7104也可以与BBS 6904相同,并且可以包括图70所示的块。如图70中可见,单个综合器7028用在BBS 6904内。通过使用包括RFEM之间共享的LO生成器(例如可以包括RF综合器、IF综合器等的综合器7028)的单个BBS(例如7104),在单个BBS内的LO生成器所生成的LO频率与多个RFEM的相控天线阵列所传递的外出RF信号之间存在相位相关。于此,RFEM 7102、7138、……、7140的相控天线阵列所发送的所有信号将具有相同相位。
即使图69、图70和图71公开使用单个同轴缆线以将BBS与RFEM连接,本公开也不限于此,并且同样可以使用其他类型的连接。例如,可以使用另一类型的毫米波连接或缆线,而非单个同轴缆线。可以使用的其他类型的连接包括半刚性缆线、柔性基板的柔性缆线、PCB上的印制RF传输线、刚性屈曲板等。例如,并且参照图71,可以使用刚性屈曲板代替同轴缆线7106、7144和7146,其中,可以经由使用连接板的柔性部段在不同位置中从主BBS 7104传播到RFEM的RF线路(例如刚性屈曲板的屈曲部段上的RF)对多个RFEM进行馈电。以此方式,RFEM可以在基于PC/移动形数的系统中或在基站机壳中的不同面积中折叠起来并且弯曲起来。
同轴(共轴)缆线已经用作用于将RF信号从膝上型设备的主板发送到膝上型设备的铰接罩盖的传输线,信号可以从此经由共轴发送到膝上型设备罩盖中的天线或相控天线阵列。缆线将从通常位于键盘之下的主板上的包括射频集成电路(RFIC)的收发机前进通过铰链中的孔洞或管去往罩盖,并且然后去往罩盖内的天线或天线阵列上。然而,这种配置已经尤其是因随着时间的缆线降级而遭受信号损耗。随着操作频率增加,这种信号损耗将变得加重。在一些应用中,膝上型设备可以同时具有多于一个的频率范围(例如Wi-Fi、WiGig和5G),要求多于一个的缆线经过铰链,这是已经密集的环境。因此,在特定地随着操作频率而因缆线招致的功率损耗显著增加的情况下,对于使得通过铰链的一个或多个缆线的前述问题简易的需求已经出现。
在一些方面中,取决于RF信号频率的数量而将一个或多个波导用作传输线是用于将RF信号从主板通过铰链传递到罩盖的有效方式。在一些方面中,可以使用光纤,其可以实质上处理任何RF频率范围。此外,光纤可以一次发送多个频率范围。附加优点是光纤与同轴缆线相比将遭受更少的随着时间的降级。使用波导或光纤作为传输线将使得前述问题减少或最小化。在一些方面中,以上解决方案也可以用以将RF信号从平板或电话的主板传递到平板或电话的机壳。
在任何以上情况(膝上型设备、平板、电话)下,一旦RF信号从密集设备的RFIC传递,待解决的重要第二问题就是如何在膝上型设备的密集罩盖或平板或电话的机壳内传递RF信号。通过使用金属性机壳中实现的波导,在一些方面中,可以解决如何在密集罩盖或机壳上或其内传递RF信号的问题。在一些方面中,波导可以实现为标准空管波导或PCB上的基板集成式波导(SIW)。同时,通过以上传输线的方式可能存在信号功率的损耗,而无论它们是同轴缆线、波导还是光纤。
包括放大的无线电前端模块(RFEM)可以在一个或多个天线之前耦合到波导或光纤的端部,以解决这些问题。RF信号可以于是发送到可以处于罩盖内的天线元件或相控天线阵列。在经由光纤线路分发信号的一些方面中,RF信号可以变频为光学信号,以使得从RFIC通过光纤线路的传输成为可能。从光学信号变频回到RF信号使得通过RFEM去往天线或天线阵列上的传输成为可能。
图72是根据一些方面的示出用于RF信号以到达膝上型计算机的罩盖的波导的膝上型计算机的分解图。RF信号波导可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但RF信号波导不限于此。分解图7200示出膝上型设备7201,其中,在7203处以符号示出键盘(但未示出),并且在7205处以符号示出罩盖。罩盖7205A的分解图是膝上型设备罩盖中的波导传输线的示意图。RF信号从膝上型设备的主板上的RFIC中的介质接入控制(MAC)层/基带(MAC BB)子系统前进。波导通过铰链7207中的孔洞或管前进,或制成为铰链7207的部分,其中,波导7207A于是在罩盖内部前进到除法器/组合器7209,以对于从波导出口7219、7221、7223、7225外置的位于罩盖中的各个天线或天线阵列将RF信号提供给多个波导7211、7213、7215、7217。实际上,可以仅存在RFIC(例如,通过使用一个或多个LO信号)生成的单个频段,或可以存在多个频段。例如,根据一些方面,可以生成用于Wi-Fi、WiGig或5MmmWave技术的频段。
图73是根据一些方面的从膝上型计算机的RFIC前进并且通过膝上型设备的铰链中的孔洞进入的一个或多个同轴缆线途经去往膝上型设备的罩盖的说明。在该说明中,膝上型设备具有罩盖封盖,并且键盘封盖被移除。在一些方面中,RFIC可以位于从同轴缆线7301外置的主板上。同轴缆线7301从RFIC前进到点7301A,在此,它们穿过铰链孔洞(或管)7303途经去往膝上型设备罩盖。在说明中,根据一些方面,关于生成两个频段的情况示出两个缆线7301。在一些示例中,一个共轴可以来自Wi-Fi频段RFIC,其在一些实现方式中可以具有用于多入多出(MIMO)天线模式的上至三个同轴缆线。待讨论的方面中的第二频段可以处于WiGig频率处。
图74是根据一些方面的从膝上型计算机的无线电子系统退出膝上型设备罩盖的铰链中的孔洞的一个同轴缆线途经去往罩盖中的天线或天线阵列的说明。说明7400示出铰接到膝上型设备的膝上型设备罩盖。根据一些方面,同轴缆线7401已经通过铰链7403A中的孔洞7403前进,途经去往膝上型设备的罩盖中的天线或天线阵列,所述天线阵列处于点7401A的外面。在7405处示出屏幕的后侧,其中,螺丝7405A处于后侧7405可以紧固到膝上型设备的机壳的一个点处。所使用的天线与操作的频段有关。在一些方面中,在Wi-Fi或长期演进(LTE)的情况下,天线可以是无源单独天线。在WiGig或5G频段的情况下,同轴缆线可以耦合到单独RFEM实例,其在其他方面中耦合到一个或多个天线,如以下附加地详细地讨论的那样。
图75是根据一些方面的用于从膝上型计算机的主板到膝上型设备的罩盖和无线电前端模块(RFEM)的传输线的示意图。在7500处所示的是键盘之下的膝上型设备机壳7502和通常在7504处指示的罩盖。罩盖7504通过铰链7505、7507铰接到机壳7502。RFIC 7501连接到传输线7503。传输线7503可以是波导或光纤。
传输线7503可以前进通过铰链7505,退出铰链。在波导是传输线的方面中,波导可以是铰链的部分。因为波导可能是有损的,所以随着信号沿着波导或光纤7509前进,将存在特定量的信号衰减。在传输线7509是光纤的情况下,光学信号到RF信号变频器将放置在7511A处,从而RF信号将对于RFEM 7511是可用的。根据一些方面,RFEM 7511可以包括功率放大器,并且可以用以放大信号以考虑信号衰减。
根据一些方面,在RFIC侧上,如果传输线7503是光纤线路,则在来自RFIC 7501的出口上,RF信号到光学信号变频器可以包括于7501A处。在一些方面中,激光器可以用于这种RF信号到光学信号变频。当光学信号接近RFEM 7511A时,光学信号应在7310处变频回到RF信号。在一些方面中,PIN二极管或雪崩PIN二极管可以放置在7511A处,并且用于这种光学信号到RF信号变频。
用于RF信号到光学信号变频的另一实现方式是光纤上的RF(有时称为光纤上的无线电)。光纤上的无线电(RoF)或光纤上的RF(RFoF)指代光受射频信号调制并且在光纤链路上发送的技术。与全电信号传输相比,使用光纤链路的主要技术优点是更低的传输损耗以及减少的对噪声和电磁干扰的灵敏度。在一些方面中,光学信号可以在包括Wi-Fi、LTE、5G和WiGig等的实质上所有频率处传递数据。
在一些方面中,可以通过可以放置在图75的7511A处或图76的7610'和7612处的PIN二极管或雪崩PIN二极管实现从光学信号到RF信号的变频。如果对于在图75的7501A处的RF信号到光学信号变频使用了激光器,则来自7511A处的PIN二极管或雪崩PIN二极管的变频后的输出RF信号可以是数字比特。因此,非常快速的光学接口可以将数字比特传递到REFM。因此,RFEM的收发机可以受数字电比特馈电,并且RFEM将操作为放大数字比特以用于天线进行的最终辐射作为RF信号。
替代地,如果对于7501A处的RF信号到光学变频使用RFoF,则RF信号到光学信号变频产生受RF信号调制的光学信号。在此情况下,图75的7511A处(或图76的7610'和7612处,视情况而定)的PIN二极管或雪崩PIN二极管可以于是也从RF调制光学信号生成初始RF信号,并且可以将RF信号传递到RFEM 7511以用于处理。
图76是根据一些方面的用于从膝上型计算机的主板到膝上型设备的罩盖和多个RFEM 7611和7613的信号的传输线的示意图。除了使用两个RFEM之外,图76的示意图与图75的示意图相似。根据一些方面,例如以上讨论的光学信号到RF信号变频器可以用在两个地方7610'和7612中,其中,传输线是光纤。
根据一些方面,如果两个RFEM 7611和7613正工作在同一频段上但仅它们之一是每次是有效的(这与5G和WiGig实现方式都是有关的),则仅需要可以放置在7610'处的一个光学信号到RF信号变频器。在此情况下,因为两个RFEM 7611、7613正工作在同一频率处,所以将无需(7610、7612处的)两个光学信号到RF信号变频器。这是将提供更好的空间覆盖的选项,因为提供更好的二者的覆盖的RFEM将是有效的。根据一些方面,可以通过以下操作完成该目的:基于来自接收设备或系统的反馈信息而以算法方式控制RFEM,以确定哪个RFEM在给定时间提供更好的覆盖。
另一方面,如果两个RFEM 7611、7613正操作在不同频段中(例如,一个在5G处,一个在WiGig处),则两个RFEM将同时工作。在此情况下,在一些方面中,将存在分别放置在7610'和7612处的以上讨论的两个光学信号到RF信号变频器。
图77A和图77B是根据一些方面的基板集成式波导(SIW)的说明。根据一些方面,在图77A中,7700是具有连接到作为RF信号源的SIW的共面传输线的SIW的透视图。SIW自身可以制成于PCB(例如FR4或其他合适的PCB)。SIW 7700具有顶部7701和底部7703以及过孔的两个线路,它们之一开始于过孔7705,并且另一个开始于过孔7707。根据一些方面,过孔的线路是足够密集的,以有效地运作为在期望方向上引导RF信号的PCB的侧。共面波导7701A在一个方面中包括RF信号的源,并且信号传输在待讨论的方面中处于箭头的方向上。
图77B是根据一些方面的作为具有对SIW进行馈电的微带的SIW的说明。SIW 7702具有顶部7704和底部(未示出)以及过孔的两个线路。根据一些方面,过孔的线路之一开始于过孔7706,并且另一个开始于过孔7708,其中,过孔的线路是足够密集的,以有效地运作为在期望方向上引导RF信号的PCB的侧。指部(finger)实现于7708处,并且微带线路7704匹配指部而且在一些方面中包括RF信号的源。信号传输在待讨论的方面中处于箭头的方向上。本领域技术人员应理解,以上两个附图仅是示例,并且可以使用其他形式的SIW。
分布式相控阵列系统(例如WiGig和5G蜂窝系统)当前用在膝上型设备、平板、智能电话、坞接站和其他应用中。对于WiGig和5G通信使用的当前分布式相控阵列系统要么是超外差(双变频)系统,要么是滑动IF系统。在这些系统中,MAC-PHY基带子系统接收或发送中频(IF)信号,这必须使用IF放大级、RF-IF混频器、高选择性带通滤波器和对于在电路之间传递IF信号以及IF信号的上变频和下变频必要的其他电路。
数据信号时常通过直流(DC)功率信号传递到前端模块。数据信号中的一些归因于信号中的低频分量的存在性而可以受调制在基带附近,RF扼流电路用在前端电路处以产生干净的DC功率信号。然而,RF扼流电路可能是昂贵的并且庞大的。附加地,当时钟信号传递到前端模块时,时钟信号分量可能从通信介质泄漏,其可以是通信系统中的显著噪声源。
图78示出根据一些方面的具有时钟噪声泄漏减少的分布式相控阵列系统7800的示例RF前端模块(RFEM)。分布式相控阵列系统7800可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的数字基带电路310、发送电路315和接收电路320中,但分布式相控阵列系统7800不限于此。
参照图78,RFEM 7802经由单个同轴缆线7806耦合到基带子系统(BBS)7804。RFEM7802可以包括相控天线阵列7808、RF接收机7810、RF发射机7812、本地振荡器(LO)生成器7844、时钟扩频器7852、三工器7848和发送(TX)/接收(RX)开关7840。RF接收机7810可以包括多个功率放大器7816、多个移相器7818、组合器7820、RF放大器7822、LO放大器7826和乘法器(或混频器)7824。RF接收机7810也可以包括IF放大器7842。在一些方面中,IF放大器7842可以是接收机7810的部分,或其可以实现于接收机7810的外部。
RF发射机7812可以包括乘法器(或混频器)7838、LO放大器7840、RF放大器7836、分离器7834、多个移相器7832和多个放大器7830。RF发射机7812也可以包括IF放大器7846。在一些方面中,IF放大器7846可以是发射机7812的部分,或其可以实现于发射机7812的外部。
BBS 7804可以被配置为生成一个或多个控制信号以用于传递到RFEM 7802。示例控制信号包括功率ON/OFF信号、发送(TX)模式激活、接收(RX)模式激活、信号功率UP或DOWN、系统唤醒信号、低功率激活信号、相位或增益调整信号等。由于控制信号受调制在基带附近然后传递到RFEM,因此这样可以在信号信道产生大的低频率分量。大的低频率分量进而在RFEM处产生大的RF扼流分量,以产生干净的DC功率信号(其与控制信号一起传递)。即使附图示出从BBS传递到RFEM的控制信号,本公开也不限于此,并且控制信号可以从RFEM传递到BBS。例如,RFEM可以向BBS发送控制信号(例如功率读数信号、温度读数信号、命令确认信号等)。
在一些方面中,可以通过以下方式减少来自连接BBS 7804和RFEM 7802的同轴缆线7806的基准时钟信号泄漏:(例如,使用时钟扩频器7850)使用时钟信号调制控制信号,并且然后(从BBS到RFEM)传递调制信号替代时钟信号。RFEM可以包括时钟解扩器7852,其可以用以恢复控制信号和时钟信号。通过传递调制信号(代替分离的控制信号和时钟信号),可以改进RF扼流组件需求(例如,在RF扼流圈中使用更小的电感器或铁氧体磁珠),因为所得的调制信号更远离DC并且不包括如基带调制控制信号那样多的低频率分量。
在示例接收操作中,开关7840可以激活接收机链处理。天线阵列7808可以用于接收多个信号7814。接收到的信号7814可以由放大器7816放大,并且其相位可以由对应移相器7818调整。移相器7818中的每一个可以通过从控制电路(例如,从BBS 7804内的调制解调器)发源的控制信号(例如当对接收到的调制信号7854进行解扩时由时钟解扩器7852生成的控制信号7860)的形式接收分离的相位调整信号(图78中未示出)。
单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列7808接收的信号时的期望的信号方向性。移相器7818的输出处的相位调整的信号可以由组合器7820组合,并且然后由RF放大器7822放大。LO生成器7844可以使用时钟解扩器7852使用经由同轴缆线7806从BBS 7804接收到的调制信号7854生成的时钟基准信号7858来生成LO信号。LO信号可以由放大器7826放大,并且然后使用乘法器7824与放大器7822的输出相乘,以生成IF输入信号7845。IF输入信号7845可以由放大器7842放大,并且然后经由三工器7848和同轴缆线7806传递到BBS 7804作为数据信号7856。在一些方面中,IF输入信号7845可以在10.56GHz信号周围居中。
在示例发送操作中,开关7840可以激活发射机链处理。BBS 7804可以使用时钟扩频器7850将控制信号7860调制在时钟基准信号7858上,以生成调制信号7854。调制信号7854和IF数据信号7856可以经由同轴缆线7806传递到RFEM 7802。数据信号7856可以包括用于传输的IF信号7847。RFEM 7802可以经由同轴缆线7806和三工器7848接收IF信号7847。IF信号7847可以由IF放大器7846放大,并且然后传递到乘法器7838。乘法器7838可以从LO生成器7844和LO放大器7840接收上变频LO信号。放大的LO信号由乘法器7838乘以放大的接收到的IF信号,以生成RF信号。RF信号然后由放大器7836放大,并且传递到分离器7834。分离器7834生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器7832。多个移相器7832可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器7830放大。多个放大器7830生成多个信号7828,以用于相控天线阵列7808进行的传输。
在一些方面中,附图所示的三工器可以还包括发送/接收开关,其可以用以确定待由三工器复用的信号。
图79示出根据一些方面的具有时钟噪声泄漏减少的分布式相控阵列系统的基带子系统(BBS)。参照图79,BBS 7804可以包括三工器7902、IF接收机7904、IF发射机7906、调制解调器7924、晶体振荡器7930、综合器7928、除法器7926和时钟扩频器7850。综合器7928可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器7930的信号以生成时钟信号。所生成的时钟信号可以由除法器7926相除,以生成输出时钟基准信号7858。输出时钟基准信号7858可以连同控制信号7860一起传递到时钟扩频器7850。控制信号7860可以由调制解调器7924生成,并且可以用以控制通信系统7800的一个或多个功能(例如RFEM 7802的功能)。
可以使用控制信号7860控制的示例功能包括激活发送模式、激活接收模式、上电、下电、激活低功率模式、电路唤醒、波束改变信号、相位和/或增益调整等。时钟扩频器7850可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以被配置为将控制信号7860调制在时钟基准信号7858上,以生成受调制的信号7854,以用于经由同轴缆线7806传输到RFEM7802。在一些方面中,所生成的时钟信号可以在1.32GHz的频率周围居中。
IF接收机8204可以包括IF放大器7908、混频器7910、滤波器7912和模数转换(ADC)块7914。IF发射机7906可以包括数模转换(DAC)块7922、滤波器7920、混频器7918和IF放大器7916。
在示例接收操作中,IF信号(例如作为数据信号7856接收到的7845)经由三工器7902从RFEM 7802得以接收,并且由IF放大器7908放大。放大的IF信号可以由混频器7910下变频为基带信号,然后由低通滤波器7912滤波,并且由ADC块7914转换为数字信号,然后由调制解调器7924处理。
在示例发送操作中,调制解调器7924输出的数字信号可以由DAC块7922转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器7920滤波,并且然后由混频器7918上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器7916放大,并且然后连同受调制的信号7854一起作为数据信号7856经由三工器7848和单个同轴缆线7806传递到RFEM 7802。在一些方面中,BBS 7804也可以将DC功率信号连同数据信号7856和受调制的信号7854一起传递到RFEM 7802。
图80示出根据一些方面的RFEM与BBS之间传递的信号的频率图。参照图80,频率图8000示出可以经由单个同轴缆线7806在RFEM 7802与BBS 7804之间传递的各种信号。例如,BBS 7804可以传递DC功率信号8002、控制信号8004和时钟信号8006。附加地,可以在BBS7804与RFEM 7802之间传递数据信号8010。
例如,IF数据信号7845可以从RFEM 7802传递到BBS7804,并且IF数据信号7847可以从BBS 7804传递到RFEM 7802。时钟信号8006可以与RFEM 7802从BBS 7804接收到的LO生成时钟基准信号7858相同。在一些方面中,时钟信号8006可以在1.32GHz信号周围居中。在一些方面中,控制信号8004可以从BBS 7804传递到RFEM 7802,并且可以指示用于由移相器7818和移相器7832使用的相位调整值。控制信号8004可以向RFEM 7802指示其他控制功能(例如上电、下电、增加或降低发送功率、增益调整和本文以上提及的其他功能)。
如图80中可见,RFEM 7802与BBS 7804之间传递的信号的信号谱可能包括一些不期望的信号(例如时钟谐波8008以及控制信号8004的谐波)。由于控制信号8004受调制在基带附近然后传递到RFEM,因此这样可以在信号中产生大的低频率分量。大的低频率分量进而在RFEM处产生大的RF扼流分量,以产生干净的DC功率信号8002(其与控制信号一起传递)。附加地,基准时钟信号8006(以及关联谐波8008)可能从同轴缆线连接7806泄漏,并且可以是平台中的噪声源。在一些方面中,时钟扩频器电路7850和时钟解扩器电路7852可以分别用在BBS 7804和RFEM 7802处,以解决与同轴缆线7806上传递分离的控制和时钟信号关联的上述缺点。
图81示出根据一些方面的可以结合时钟噪声泄漏减少使用的时钟扩展器和解扩器电路。参照图81,示出包括BBS 7804和RFEM 7802的通信系统7800的另一视图。更具体地说,图81示出时钟扩频器7850和时钟解扩器7852的更详细视图。
如图81中可见,BBS 7804可以包括收发机8120和时钟扩频器7850。收发机8120可以包括除了时钟扩频器7850之外的图79所示的所有块。相似地,RFEM 7802可以包括时钟解扩器7852、LO生成器7844、开关8132和收发机8130。收发机8130可以包括例如图78所示的接收机7810、发射机7812、放大器7842和7846以及三工器7848。
时钟扩频器7850可以包括脉冲整形器8106和调制器电路8102。脉冲整形器电路8106可以被配置为接收控制信号7860并且生成带限控制信号7861。在一些方面中,脉冲整形器8106可以衰减与控制信号7860关联的谐波中的一个或多个,以生成带限控制信号7861。调制器8102可以包括乘法器8104,其可以用以接收带限控制信号7861以及时钟基准信号7858并且将它们相乘以生成受调制的信号7854。
在一些方面中,调制器8102可以是相移键控(BPSK)调制器、差分相移键控(DPSK)调制器、正交相移键控(QPSK)调制器、高斯频移键控(GFSK)调制器或另一类型的调制器之一。在一些方面中,调制器8102可以被配置为使用伪随机序列对时钟基准信号7858进行扩频以生成受调制的信号7854。
受调制的信号7854可以经由同轴缆线连接7806(例如,连同DC功率信号和IF数据信号一起)传递到RFEM 7802。RFEM 7802内的时钟解扩器7852可以包括时钟恢复电路8134和解调器8136。受调制的信号7854可以传递到时钟恢复电路8134和解调器8136二者。时钟恢复电路8134可以包括乘法器8138和除法器8140。时钟恢复电路8134可以使用受调制的信号7854以恢复时钟基准信号7858。恢复的时钟基准信号可以传递到开关8132以及解调器8136。解调器8136可以接收受调制的信号7854并且使用时钟基准信号7858以解调并且恢复控制信号7860。控制信号7860可以传递到开关8132。开关8132可以被配置为将控制信号7860和基准时钟信号7858传递到收发机8130,并且将时钟信号7858传递到LO生成器7844以用于生成上变频或下变频LO基准信号。
图82示出根据一些方面的使用时钟噪声泄漏减少在RFEM与BBS之间传递的信号的频率图。参照图82,示出说明当禁用或激活时钟噪声泄漏减少时的所传递的信号的频率图8202和8210。更具体地说,图8202(其与图80的信号图8000相似)示出当时钟噪声泄漏减少并非有效的时可以在通信系统7800内传递的信号。如图8202中可见,当并未激活时钟噪声泄漏减少(例如,并未正使用时钟扩频器7850和时钟解扩器7852)时,DC功率信号8203、控制信号8204、时钟信号8206以及控制信号8204的谐波8208可以从BBS传递到RFEM。
在当激活时钟噪声泄漏减少并且正使用时钟扩频器7850和时钟解扩器7852时的示例中,在图8210中示出所传递的信号。更具体地说,控制信号8204受调制在时钟信号8206上,以生成受调制的信号8212,其(与谐波8214)从BBS传递到RFEM,代替分离的信号8204和8206。如图8210中可见,受调制的信号8212更远离DC信号8203,这可以用以减缓RFEM处的RF扼流要求(例如,RF扼流圈可以包括更小的电感器或铁氧体磁珠)。由于传递受调制的信号8212而非单个正弦波时钟信号8206,这样减少沿着同轴缆线7806的噪声泄漏,隐藏还实现附加益处。
分布式相控阵列系统(例如WiGig和5G蜂窝系统)当前用在膝上型设备、平板、智能电话、坞接站和其他应用中。对于WiGig和5G通信使用的当前分布式相控阵列系统要么是超外差(双变频)系统,要么是滑动IF系统。在这些系统中,MAC-PHY基带子系统接收或发送中频(IF)信号,这必须使用IF放大级、RF-IF混频器、高选择性带通滤波器和对于在电路之间传递IF信号以及IF信号的上变频和下变频必要的其他电路。
用于IF信号处理的附加电路产生更大的前端模块、关于分布式相控阵列系统的更高的成本和更低的系统性能。附加地,对于一些系统卖家,基带子系统中执行的一些mmWave和IF频率处理可能不是期望的。此外,IF电路(尤其频率源)与高功率放大器之间的交互可能产生使得系统性能降级的多种干扰。
图83示出根据一些方面的具有IF处理的分布式相控阵列系统的示例性RF前端模块(RFEM)。分布式相控阵列系统可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的数字基带电路310、发送电路315和接收电路320中,但分布式相控阵列系统不限于此。
参照图83,RFEM 8302经由单个同轴缆线8306耦合到基带子系统(BBS)8304。RFEM8302可以包括相控天线阵列8308、RF接收机8310、RF发射机8312、本地振荡器(LO)生成器8344、三工器8348和发送(TX)/接收(RX)开关8340。RF接收机8310可以包括多个功率放大器8316、多个移相器8318、组合器8320、RF放大器8322、LO放大器8326和混频器8324。RF接收机8310也可以包括IF放大器8342。
RF发射机8312可以包括混频器8338、LO放大器8340、RF放大器8336、分离器8334、多个移相器8332和多个放大器8330。RF发射机8312也可以包括IF放大器8346。
在示例接收操作中,开关8340可以激活接收机链处理。天线阵列8308可以用于接收多个信号8314。接收到的信号8314可以由放大器8316放大,并且其相位可以由对应移相器8318调整。移相器8318中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 8304内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图83中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列8308接收的信号时的期望的信号方向性。移相器8318的输出处的相位调整的信号可以由组合器8320组合,并且然后由RF放大器8322放大。LO生成器8344可以使用经由同轴缆线8306从BBS 8304接收到的时钟频率信号8343生成LO信号。LO信号可以由放大器8326放大,并且然后使用混频器8324与放大器8322的输出相乘,以生成IF输入信号8345。IF输入信号8345可以由放大器8342放大,并且然后经由三工器8348和同轴缆线8306传递到BBS 8304。在一些方面中,IF输入信号8345可以在10.56GHz信号周围居中。
在示例发送操作中,开关8340可以激活发射机链处理。RFEM 8302可以经由同轴缆线8306和三工器8348从BBS 8304接收IF信号8347。IF信号8347可以由IF放大器8346放大,并且然后传递到混频器8338。混频器8338可以从LO生成器8344和LO放大器8340接收上变频LO信号。放大的LO信号由混频器8338乘以放大的接收到的IF信号,以生成RF信号。RF信号由放大器8336放大,并且传递到分离器8334。分离器8334生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器8332。多个移相器8332可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器8330放大。多个放大器8330生成多个信号8328,以用于相控天线阵列8308进行的传输。
图84示出根据一些方面的图83的分布式相控阵列系统的基带子系统(BBS)。参照图84,BBS 8304可以包括三工器8402、IF接收机8404、IF发射机8406、调制解调器8424、晶体振荡器8430、综合器8428和除法器8426。综合器8428可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器8430的信号以生成时钟信号。所生成的时钟信号可以由除法器8426相除,以生成输出时钟基准信号8432,以用于传递到RFEM 8302。在一些方面中,所生成的时钟基准信号8432可以在1.32GHz的频率周围居中。
IF接收机8404可以包括IF放大器8408、混频器8410、滤波器(例如低通滤波器)8412和模数转换(ADC)块8414。IF发射机8406可以包括数模转换(DAC)块8422、滤波器8420、混频器8418和IF放大器8416。
在示例接收操作中,IF信号(例如8345)经由三工器8402从RFEM 8302得以接收,并且由IF放大器8408放大。放大的IF信号可以由混频器8410下变频为基带信号,然后由低通滤波器8412滤波,并且由ADC块8414转换为数字信号,然后由调制解调器8424处理。
在示例发送操作中,调制解调器8424输出的数字信号可以由DAC块8422转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器8420滤波,并且然后由混频器8418上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器8416放大,并且然后经由三工器8402和单个同轴缆线8306传递到RFEM8302。
图85示出根据一些方面的具有RFEM内的IF处理的多带分布式相控阵列系统。参照图85,RFEM 8502、……、8504经由对应连接(例如,分别地,同轴缆线8552、……、8554)耦合到基带子系统(BBS)8506。在一些方面中,RFEM 8502、……、8504中的每一个可以被配置用于在特定频段(例如28GHz频段、39GHz频段、60GHzISM频段(例如WiGig或5G通信频段))中接收并且发送无线信号。即使以下提供RFEM 8502的功能的描述,也可以通过相似方式配置附加RFEM(例如RFEM 8504)。
RFEM 8502可以包括相控天线阵列8508、RF接收机8510、RF发射机8512、本地振荡器(LO)生成器8542、三工器8350和发送(TX)/接收(RX)开关8548。RF接收机8510可以包括多个功率放大器8516、多个移相器8518、组合器8520、RF放大器8522、LO放大器8526和混频器8524。RF接收机8510也可以包括IF放大器8544。
RF发射机8512可以包括混频器8538、LO放大器8540、RF放大器8536、分离器8534、多个移相器8532和多个放大器8530。RF发射机8312也可以包括IF放大器8546。
在示例接收操作中,开关8548可以激活接收机链处理。天线阵列8508可以用于接收多个信号8514。接收到的信号8514可以由放大器8516放大,并且其相位可以由对应移相器8518调整。移相器8518中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 8506内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图85中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列8508接收的信号时的期望的信号方向性。移相器8518的输出处的相位调整的信号可以由组合器8520组合,并且然后由RF放大器8522放大。LO生成器8542可以使用经由同轴缆线8552从BBS 8506接收到的时钟频率信号生成LO信号。LO信号可以由放大器8526放大,并且然后使用混频器8524与放大器8522的输出相乘,以生成IF输入信号。IF输入信号可以由放大器8544放大,并且然后经由三工器8550和同轴缆线8552传递到BBS 8506。在一些方面中,IF输入信号可以是10.56GHz信号。
在示例发送操作中,开关8548可以激活发射机链处理。RFEM 8502可以经由同轴缆线8552和三工器8550从BBS 8506接收IF信号。IF信号可以由IF放大器8546放大,并且然后传递到混频器8538。混频器8538可以从LO生成器8542和LO放大器8540接收上变频LO信号。放大的LO信号由混频器8538乘以放大的接收到的IF信号,以生成RF信号。RF信号由放大器8536放大,并且传递到分离器8534。分离器8534生成放大的信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器8532。多个移相器8532可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器8530放大。多个放大器8530生成多个信号8528,以用于相控天线阵列8508进行的传输。
图86示出根据一些方面的具有经由单个同轴缆线耦合到BBS的RFEM以用于传递RF信号的分布式相控阵列系统。参照图86,分布式相控阵列通信系统8600可以包括经由单个同轴缆线8606耦合到基带子系统(BBS)8604的RFEM 8602。RFEM 8602可以包括相控天线阵列8608、RF接收机8610、RF发射机8612、双工器8636和发送(TX)/接收(RX)开关8634。RF接收机8610可以包括多个功率放大器8616、多个移相器8618、组合器8620和RF放大器8622。RF发射机8612可以包括RF放大器8632、分离器8630、多个移相器8628和多个放大器8626。
在示例接收操作中,开关8634可以激活接收机链处理。天线阵列8608可以用于接收多个信号8614。接收到的信号8614可以由放大器8616放大,并且其相位可以由对应移相器8618调整。移相器8618中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 8604内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图86中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列8608接收的信号时的期望的信号方向性。移相器8618的输出处的相位调整的信号可以由组合器8620组合,并且然后由RF放大器8622放大,以生成RF输入信号8623。RF输入信号8623可以经由双工器8636和同轴缆线8606传递到BBS 8604。在一些方面中,RF输入信号8623可以是60GHz信号或包括5G通信频段的毫米波频段中的另一信号。在一些方面中,RFEM 8602可以包括自适应匹配块8638,以用于在经由同轴缆线8606传递信号之前的阻抗匹配,如本文以下解释的那样。
在示例发送操作中,开关8634可以激活发射机链处理。RFEM 8602可以经由同轴缆线8606和双工器8636从BBS 8604接收RF输出信号8631。RF信号8631可以由RF放大器8632放大,并且然后传递到分离器8630。分离器8630可以生成放大的RF信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器8628。多个移相器8628可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器8626放大。多个放大器8626生成多个信号8624,以用于相控天线阵列8608进行的传输。
图87示出根据一些方面的图86的BBS的更详细示图。参照图87,BBS 8604可以包括双工器8702、RF接收机8704、RF发射机8706、调制解调器8724、晶体振荡器8730、综合器8728和除法器8726。综合器8728可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器8730的信号以生成时钟信号(例如信号8732)。所生成的时钟信号8732可以由RF接收机8704用以使用混频器8710对接收到的信号进行下变频。所生成的时钟信号8732也可以由RF发射机8706用以使用混频器8718对接收到的信号进行上变频。
时钟信号8732也可以由除法器8726相除,以生成第二时钟信号8734。所生成的时钟信号8734可以由RF接收机8704用以使用混频器8710对接收到的信号进行下变频。所生成的时钟信号8734也可以由RF发射机8706用以使用混频器8718对接收到的信号进行上变频。如图87中可见,在一些方面中,如果必要,则两个分离的时钟信号8734和8732可以由综合器8728和除法器8726生成,目的是执行多个下变频或上变频方案。
两个时钟信号8734和8732之一或二者可以用于使用一个或多个中间IF级将RF信号下变频为基带,或在一些实例中无需中间IF级变频而从RF变频为基带。相似地,两个时钟信号8734和8732之一或二者可以用于使用一个或多个中间IF级将基带信号上变频为RF信号,或在一些实例中无需中间IF级变频而从基带变频为RF。
RF接收机8704可以包括RF放大器8708、混频器8710、滤波器8712和模数转换(ADC)块8714。RF发射机8706可以包括数模转换(DAC)块8722、滤波器8720、混频器8718和RF放大器8716。
在示例接收操作中,RF信号(例如8623)经由单个共轴8606和双工器8702从RFEM8602得以接收,并且由RF放大器8708放大。放大的RF信号可以由混频器8710下变频为基带信号,然后由低通滤波器8712滤波,并且由ADC块8714转换为数字信号,然后由调制解调器8724处理。
在示例发送操作中,调制解调器8724输出的数字信号可以由DAC块8722转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器8720滤波,并且然后由混频器8718上变频为RF信号。RF信号可以由RF放大器8716放大,并且然后经由双工器8702和单个同轴缆线8606传递到RFEM8602(例如,作为信号8631)。
在一些方面中,同轴缆线8606可以用于传递DC功率信号(例如,从BBS 8604到RFEM8602)、控制信号和相控天线阵列元件8608接收到的或发送的RF数据信号。控制信号可以包括相位调整信号、上电信号、下电信号和从BBS 8604传递到RFEM 8602的其他控制信号。在一些方面中,控制信号可以包括相位调整请求信号或从RFEM 8602传递到BBS 8604的其他数据请求信号。于此,可以结合分布式相控阵列系统使用直接变频方案,其中,经由单个同轴缆线耦合RFEM和BBS。
在一些方面中,控制信号可以用于控制RFEM操作(例如,控制输出功率等级、AGC、ON/OFF等)。附加地,RFEM与BBS之间的控制链路可以是双向的,并且可以用于BBS到RFEM命令以及用于RFEM到BBS遥测传送(例如PA功率检测器读数、控制命令接收之后的ACK、温度检测器读数等)。
在一些方面中,可以结合通过共轴传递RF的分布式相控阵列通信系统使用不同类型的同轴缆线(例如8606)。例如,高质量同轴缆线、半刚性缆线或柔性半刚性缆线可以用作缆线8606,这样将允许具有合理损耗的RF信号的高频率通信。
在另一示例中,更低成本同轴缆线可以用作同轴8606,这样可能导致关于高RF频率通信的匹配(S11)和高损耗(S21)。可以经由系统设计改变(例如自适应缆线匹配改进、鲁棒RX和TX线路组(line-up)以及RX和TX非线性失真消除)来改进这些缺点。
缆线上的RF信号通信可能与高损耗和匹配问题关联。归因于与RF缆线通信关联的高频率,缆线匹配的变化可能是高的并且不期望的,这样影响缆线与负载之间的功率损耗。在示例中,并且为了克服这些缺点,在RFEM 8602和BBS 8604中可以使用自适应阻抗匹配电路(例如8638和8736),如图86-图87中可见。
在一些方面中,可以通过(例如在缆线8606和RFEM 8602内的自适应匹配8638之前)添加附加增益放大/调整级(附图中未示出)解决与同轴缆线关联的较高信号损耗,这样可以确保同轴缆线的潜在高信号损耗将不使得所传递的RF信号的SNR降级。
在一些方面中,RX和TX线路组中的附加增益级可能导致非线性失真。然而,可以经由数字机构(例如TX路径中的预失真调整电路或RX路径中的后失真调整电路(附图中未示出))补偿这些信号失真。
图88示出根据一些方面的使用耦合到单个BBS的多个RFEM支持多个通信频段的示例性分布式相控阵列系统。参照图88,分布式相控阵列通信系统8800可以用以实现多频段系统。更具体地说,多个RFEM(8802、……、8840)可以用于单个BBS(8604),其中,每个RFEM包括用于处理特定通信频段中的无线信号的相控天线阵列。RFEM 8802、……、8840可以经由对应单个同轴缆线8806、……、8807耦合到BBS 8804。
参照图88,分布式相控阵列通信系统8800可以包括经由单个同轴缆线8806耦合到BBS 8804的RFEM 8802。RFEM 8802可以包括相控天线阵列8808、RF接收机8810、RF发射机8812、双工器8836和发送(TX)/接收(RX)开关8834。RF接收机8810可以包括多个功率放大器8816、多个移相器8818、组合器8820和RF放大器8822。RF发射机8812可以包括RF放大器8832、分离器8830、多个移相器8828和多个放大器8826。
在示例接收操作中,开关8834可以激活接收机链处理。天线阵列8808可以用于接收多个信号8814。接收信号8814可以由放大器8816放大,并且其相位可以由对应移相器8818调整。移相器8818中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 8804内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图88中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列8808接收的信号时的期望的信号方向性。移相器8818的输出处的相位调整的信号可以由组合器8820组合,并且然后由RF放大器8822放大,以生成RF输入信号8823。RF输入信号8823可以经由双工器8836和同轴缆线8806传递到BBS8804。在一些方面中,RF输入信号8823可以是60GHz信号或包括5G通信频段的毫米波频段中的另一信号。
在示例发送操作中,开关8834可以激活发射机链处理。RFEM 8802可以经由同轴缆线8806和双工器8836从BBS 8804接收RF输出信号8831。RF信号8831可以由RF放大器8832放大,并且然后传递到分离器8830。分离器8830可以生成放大的RF信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器8828。多个移相器8828可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器8826放大。多个放大器8826可以生成多个信号8824,以用于相控天线阵列8808进行的传输。在一些方面中,系统8800内的其余RFEM可以与RFEM8802相同。
即使图86、图87和图88公开使用单个同轴缆线以将BBS与RFEM连接,本公开也不限于此,并且同样可以使用其他类型的连接。例如,可以使用另一类型的毫米波连接或缆线,而非单个同轴缆线。可以使用的其他类型的连接包括半刚性缆线、柔性基板的柔性缆线、PCB上的印制RF传输线、刚性屈曲板等。例如,并且参照图88,可以使用刚性屈曲板代替同轴缆线8806、……、8807,其中,可以经由使用连接板的柔性部段在不同位置中从主BBS 8804传播到RFEM的RF线路(例如刚性屈曲板的屈曲部段上的RF)对多个RFEM进行馈电。以此方式,RFEM可以在基于PC/移动形数的系统中或在基站机壳中的不同面积中折叠起来并且弯曲起来。
图89示出根据一些方面的图88的BBS的更详细示图。参照图89,BBS 8804可以包括接收机8904、发射机8908、三工器8902和8906、调制解调器8934、综合器8948、8950和8952、下变频块8936和上变频块8942。在一些方面中,混频器8910和放大器8912可以形成可以与接收机8904分离的下变频块(例如8936)。在一些方面中,混频器8924和放大器8922可以形成可以与发射机8908分离的上变频块(例如8942)。下变频块8936和上变频块8942可以用于处理与RFEM 8840关联的接收或发送信号。附加上变频或下变频块可以用在BBS 8804内,以处理与附加RFEM关联的信号。
综合器8950、8952和8948可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器8948的信号以生成时钟信号。在一些方面中,第一综合器8952可以生成LO信号,以将第一频段中的RF信号(例如从RFEM 8802接收到的毫米波频段中的RF信号)下变频为IF信号。在一些方面中,第二综合器8948可以生成LO信号,以将第二频段中的RF信号(例如从RFEM 8840接收到的毫米波频段中的RF信号)下变频为与综合器8952的IF频率关联的相同IF频率处的IF信号。在一些方面中,综合器8950可以被配置为生成LO信号,其可以由混频器8916用以将IF信号下变频为基带或由混频器8928用以将基带信号上变频为IF信号。
接收机8904可以包括混频器8910、LO放大器8912、IF放大器8914、混频器8916、滤波器(例如低通滤波器)8918和模数转换(ADC)块8920。发射机8908可以包括数模转换(DAC)块8932、滤波器8930、混频器8928、IF放大器8926、混频器8924和LO放大器8922。用于第二RFEM的下变频块8936可以包括混频器8938和LO放大器8940。用于第二RFEM的上变频块8942可以包括混频器8946和LO放大器8944。
在与RFEM 8802关联的示例接收操作中,经由三工器8902从RFEM 8802接收RF信号。接收到的RF信号由混频器8910使用综合器8952所生成的LO信号下变频为IF信号。IF信号由IF放大器8914放大。放大的IF信号可以由混频器8916使用综合器8950所生成的LO信号下变频为基带信号。基带信号然后由低通滤波器8918滤波,并且由ADC块8920转换为数字信号,然后由调制解调器8934处理。
在与RFEM 8802关联的示例发送操作中,调制解调器8934输出的数字信号可以由DAC块8932转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器8930滤波,并且然后由混频器8928使用综合器8950所生成的LO信号上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器8926放大,并且然后使用混频器8924以及综合器8952所生成的LO信号上变频为RF信号。RF信号然后经由三工器8902和单个同轴缆线8806传递到RFEM 8802。
在与RFEM 8840关联的示例接收操作中,经由三工器8906从RFEM 8840接收RF信号。接收到的RF信号由混频器8938使用综合器8948所生成的LO信号下变频为IF信号。IF信号由IF放大器8914放大。放大的IF信号可以由混频器8916使用综合器8950所生成的LO信号下变频为基带信号。基带信号然后由低通滤波器8918滤波,并且由ADC块8920转换为数字信号,然后由调制解调器8934处理。
在与RFEM 8840关联的示例发送操作中,调制解调器8934输出的数字信号可以由DAC块8932转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器8930滤波,并且然后由混频器8928使用综合器8950所生成的LO信号上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器8926放大,并且然后使用混频器8946以及综合器8948所生成的LO信号上变频为RF信号。RF信号然后经由三工器8906和单个同轴缆线8807传递到RFEM 8840。
即使在图89中示出为仅具有与RFEM8802和8840关联的两个三工器和两个分离的上变频和下变频链,本公开也不限于此。更具体地说,BBS 8804可以包括用于处理附加RFEM所服务的其他无线频段中的信号的附加上变频和下变频链。
如本文所解释的那样,结合图83-图85所描述的通信架构解决方案使用同轴缆线上传递的IF信号,这样让自身是模块化的,但可能需要RFEM上的附加电路(综合器电路、基准生成和恢复、IF放大器、混频器和归因于更严格的频率规划导致的更复杂的三工器)以及更高数量的信号(例如用于综合器的基准频率和控制信号)。由于在小平台(尤其是移动电话平台)中,平台附近的面积和体积可能是昂贵的(尤其是当平台正变得越来越薄时,关于有限体积的很多有竞争的天线和协议),这种添加的内容可能导致关于实现方式和处理效率的难度。
结合图86-图89描述的通信架构解决方案是用于减少电路复杂度的替选解决方案。更具体地说,并且如图86-图89中可见,从RFEM移除IF和综合器内容,由此显著减少天线周围的硅面积和解决方案体积。然而,图86-图89的解决方案可能具有与模块化连接的一些缺点。例如,对于需要支持的任何频段,可能需要新的BBS芯片(以用于特定RF和IF频率)。这可能是缺点,因为一些BBS可能包括一些系统卖家无需的无线频段处理,或其不包括其他卖家所需的特定频段处理功能。
在一些方面中,可以在分布式相控阵列通信系统内引入并且实现辅助芯片解决方案。参照图90-图92在本文中示出辅助芯片解决方案。更具体地说,RFEM基于RFoC处理(与图86-图89中的RFEM相似),并且BBS被配置用于处理IF信号,这样可以在不同分布式相控阵列通信系统中将BBS保持为相同的。辅助芯片被引入作为RFEM与BBS之间的链路,并且可以被配置用于与特定无线频段关联的RF到IF信号处理。于此,平台边缘处的面积和体积减少,并且BBS可以对于多个通信系统保持相同(其中,基于处理频段需求而在不同通信系统中引入不同辅助芯片)。通过使用辅助芯片,可以实现平台边缘处的模块化和最小体积。
如本文所使用的那样,“辅助芯片”与术语补充中频子系统(SIFS)可互换地使用。
图90示出根据一些方面的具有卸载到辅助芯片的IF处理的包括RFEM、辅助芯片和BBS的示例性分布式相控阵列系统。参照图90,分布式相控阵列通信系统9000可以包括RFEM9002、辅助芯片9040和基带子系统(BBS)9004。RFEM 9002经由单个同轴缆线9042耦合到辅助芯片9040。辅助芯片9040经由连接9006与BBS 9004耦合。在一些方面中,连接9006可以是PCB连接迹线(例如,如图91中通过9122和9124所指示的那样)。
RFEM 9002可以包括相控天线阵列9008、RF接收机9010、RF发射机9012、双工器9036和发送(TX)/接收(RX)开关9034。RF接收机9010可以包括多个功率放大器9016、多个移相器9018、组合器9020和RF放大器9022。RF发射机9012可以包括RF放大器9032、分离器9030、多个移相器9028和多个放大器9026。
在示例接收操作中,开关9034可以激活接收机链处理。天线阵列9008可以用于接收多个信号9014。接收信号9014可以由放大器9016放大,并且其相位可以由对应移相器9018调整。移相器9018中的每一个可以从控制电路(例如,从BBS 9004内的调制解调器)接收分离的相位调整信号(图90中未示出),其中,单独相位调整信号可以基于当处理经由相控天线阵列9008接收的信号时的期望的信号方向性。
移相器9018的输出处的相位调整的信号可以由组合器9020组合,并且然后由RF放大器9022放大,以生成RF输入信号9023。RF输入信号9023可以经由双工器9036和同轴缆线9042传递到辅助芯片9040。在一些方面中,RF输入信号9023可以是60GHz信号或包括5G通信频段的毫米波频段中的另一信号。在一些方面中,RFEM9002可以包括自适应匹配块9038,以用于在经由同轴缆线9042传递信号之前的阻抗匹配,如本文以下解释的那样。
在示例发送操作中,开关9034可以激活发射机链处理。BBS 9004可以生成基带信号,其可以在BBS 9004内变频为IF信号。IF信号可以经由连接9006传递到辅助芯片9040,在此其可以变频为RF输出信号9031。RFEM 9002可以经由同轴缆线9042和双工器9036从辅助芯片9040接收RF输出信号9031。
RF输出信号9031可以由RF放大器9032放大,并且然后传递到分离器9030。分离器9030可以生成放大的RF信号的多个副本,并且将信号副本传递到多个移相器9028。多个移相器9028可以应用不同相位调整信号以生成多个相位调整的信号,其可以由多个放大器9026放大。多个放大器9026生成多个信号9024,以用于相控天线阵列9008进行的传输。
图91示出根据一些方面的图90的辅助芯片和BBS的更详细示图。参照图91,辅助芯片9040可以包括双工器9102、接收机9104、发射机9106和LO综合器9108。接收机9104可以包括混频器9110、LO放大器9112和IF放大器9104。发射机9106可以包括混频器9118、LO放大器9116和IF放大器9120。
BBS 9004可以包括RF接收机9126、RF发射机9128、调制解调器9130、晶体振荡器9136、综合器9134和除法器9132。综合器9134可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器9136的信号以生成时钟信号(例如信号9135)。所生成的时钟信号9135可以由RF接收机9126用以使用混频器9140对(从辅助芯片9040)接收到的IF信号进行下变频。所生成的时钟信号9135也可以由RF发射机9128用以使用混频器9148将基带信号上变频为IF信号。
在一些方面中,LO信号9135可以由除法器9132相除,以生成时钟基准信号9133。时钟基准信号9133可以传递到辅助芯片9040,并且由综合器9108用以生成对于将RF信号(例如9023)下变频为IF信号或对于将IF信号上变频为RF信号(例如9031)所使用的LO信号9154。
RF接收机9126可以包括IF放大器9138、混频器9140、滤波器9142和模数转换(ADC)块9144。RF发射机9128可以包括数模转换(DAC)块9152、滤波器9150、混频器9148和IF放大器9146。
在示例接收操作中,RF信号(例如9023)由辅助芯片9040经由单个同轴9042和双工器9102从RFEM 9002接收。RF信号9023由接收机9104下变频,以生成IF信号9156。更具体地说,RF信号9023由混频器9110使用放大器9112所放大的LO基准信号9154下变频。下变频的信号由放大器9114放大,以生成IF信号9156。IF信号9156经由连接9006(例如板迹线9122)传递到BBS 9004,以用于接收机9126进行的附加处理。初始地,IF信号9156由IF放大器9138放大。放大的IF信号可以由混频器9140下变频为基带信号,然后由低通滤波器9142滤波,并且由ADC块9144转换为数字信号,然后由调制解调器9130处理。在一些方面中,在辅助芯片9040和BBS 9004的输入/输出侧二者处可以包括TX/RX开关,从而单个信号(例如组合的信号)可以在子系统9040与9004之间传递。在此情况下,可以使用单个板迹线集合(例如,仅9122),而非多个集合。
在示例发送操作中,调制解调器9130输出的数字信号可以由DAC块9152转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器9150滤波,并且由混频器9148上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器9146放大,以生成IF信号9158。IF信号9158经由连接9006(例如板迹线9124)传递到辅助芯片9040。在辅助芯片9040处,IF信号9158初始地由发射机9106内的放大器9120放大,并且然后由混频器9118使用放大器9116所放大的LO信号9154上变频。混频器9118生成RF输出信号9031,其经由双工器9102和同轴缆线9042传递到RFEM9002。
在一些方面中,同轴缆线9042可以用于传递DC功率信号(例如,从BBS 9004到RFEM9002)、控制信号和相控天线阵列元件9008接收到的或发送的RF数据信号。控制信号可以包括相位调整信号、上电信号、下电信号和从BBS 9004传递到RFEM 9002和/或辅助芯片9040的其他控制信号。在一些方面中,控制信号可以包括相位调整请求信号或经由辅助芯片9040从RFEM 9002传递到BBS 9004的其他数据请求信号。于此,可以结合分布式相控阵列系统使用直接变频方案,其中,经由单个同轴缆线耦合RFEM和BBS。
在一些方面中,控制信号可以用于控制RFEM操作(例如,控制输出功率等级、AGC、ON/OFF等)。附加地,RFEM与BBS之间的控制链路可以是双向的,并且可以用于BBS到RFEM命令以及用于RFEM到BBS遥测传送(例如PA功率检测器读数、控制命令接收之后的ACK、温度检测器读数等)。
图92示出根据一些方面的具有辅助芯片内的IF处理的多带分布式相控阵列系统。参照图92,分布式相控阵列通信系统9200可以用以实现多频段系统。更具体地说,多个RFEM(9202、……、9204)可以用于单个辅助芯片9206和单个BBS 9208,其中,每个RFEM包括用于处理特定通信频段中的无线信号的相控天线阵列。RFEM9202、……、9204可以经由对应单个同轴缆线9210、……、9212耦合到辅助芯片9206。
参照图92,辅助芯片9206可以包括多个处理链,每个链与分离的RFEM关联。更具体地说,辅助芯片9206内的第一处理链可以与RFEM 9202关联,并且可以包括双工器9216、IF接收机9218、LO生成器9222和IF发射机9220。辅助芯片9206内的第二处理链可以与RFEM9204关联,并且可以包括双工器9236、IF接收机9238、LO生成器9242和IF发射机9240。
BBS 9208可以包括接收机9260、发射机9262、调制解调器9264、振荡器9270、综合器9268和除法器9266。综合器9268可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以使用来自晶体振荡器9270的信号以生成时钟信号。在一些方面中,综合器9268可以生成由混频器9274用以下变频IF信号9258或由混频器9282用以将基带信号上变频为IF信号以用于由放大器9280进行的放大的LO信号。在一些方面中,综合器9268可以生成LO信号,其可以由除法器9266相除以生成时钟基准信号9267。时钟基准信号可以经由板迹线9214传递到辅助芯片9206,以用于由综合器9222和9242在生成对应LO信号9223和9243中使用。
接收机9260可以包括IF放大器9272、混频器9274、滤波器(例如低通滤波器)9276和模数转换(ADC)块9278。发射机9262可以包括数模转换(DAC)块9286、滤波器9284、混频器9282和IF放大器9280。
在与RFEM 9202关联的示例接收操作中,经由同轴缆线9210和双工器9216从RFEM9202在辅助芯片9206处接收RF信号。接收到的RF信号由混频器9224使用综合器9222所生成的LO信号9223下变频为IF信号。IF信号由IF放大器9228放大。放大的IF信号9258经由板迹线9214发送到BBS 9208,以用于接收机9260进行的进一步处理。在接收机9260处,IF信号9258初始地由放大器9272放大,并且由混频器9274使用综合器9268所生成的LO信号下变频为基带信号。基带信号然后由低通滤波器9276滤波,并且由ADC块9278转换为数字信号,然后由调制解调器9264处理。
在与RFEM 9202关联的示例发送操作中,调制解调器9264输出的数字信号可以由DAC块9286转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器9284滤波,并且然后由混频器9282使用综合器9268所生成的LO信号上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器8926放大,以生成放大的IF信号9256。IF信号9256经由板迹线9214传递到辅助芯片9206,以用于IF发射机9220进行的进一步处理。在发射机9220内,IF信号9256由放大器9234放大,并且由混频器9232使用放大器9230所放大的LO信号9223上变频为RF信号。RF信号经由双工器9216和同轴缆线9210传递到RFEM 9202,以用于RFEM天线阵列进行的进一步处理和传输。在一些方面中,TX/RX开关可以用在辅助芯片9206和BBS 9208二者中,从而单个板迹线集合可以用以在任何给定时间传递单个信号(其可以是组合的信号)。
在与RFEM 9204关联的示例接收操作中,经由同轴缆线9212和双工器9236从RFEM9204在辅助芯片9206处接收RF信号。接收到的RF信号由混频器9244使用综合器9242所生成的LO信号9243下变频为IF信号。IF信号由IF放大器9248放大。放大的IF信号9258经由板迹线9214发送到BBS 9208,以用于接收机9260进行的进一步处理。在接收机9260处,IF信号9258初始地由放大器9272放大,并且由混频器9274使用综合器9268所生成的LO信号下变频为基带信号。基带信号然后由低通滤波器9276滤波,并且由ADC块9278转换为数字信号,然后由调制解调器9264处理。
在与RFEM 9202关联的示例发送操作中,调制解调器9264输出的数字信号可以由DAC块9286转换为模拟信号。模拟信号然后由低通滤波器9284滤波,并且然后由混频器9282使用综合器9268所生成的LO信号上变频为IF信号。IF信号可以由IF放大器8926放大,以生成放大的IF信号9256。IF信号9256经由板迹线9214传递到辅助芯片9206,以用于IF发射机9240进行的进一步处理。在发射机9240内,IF信号9256由放大器9254放大,并且由混频器9252使用放大器9250所放大的LO信号9243上变频为RF信号。RF信号经由双工器9236和同轴缆线9212传递到RFEM 9204,以用于RFEM天线阵列进行的进一步处理和传输。
即使辅助芯片9206在图92中示出为与RFEM 9202和9204关联的两个双工器和两个分离的处理链(具有每个处理链中的接收机和发射机),但本公开不限于此。更具体地说,辅助芯片9206可以包括用于处理附加RFEM所服务的其他无线频段中的信号的附加处理链。
即使图91-图92讨论子系统9108、9134、9222、9242和9268作为LO生成器,这些子系统也可以包括其他类型的频率源(例如频率乘法器等)。
即使图83-图92示出三工器(或双工器)与接收机和/或发射机和/或频率源之间的直接连接,本公开也不限于此,并且可以使用对应TX/RX开关,从而一个仅组合的信号可以传递到三工器(或双工器)。例如,并且参照图83,在三工器8348与LO生成器(或频率源)8344之间可以存在TX/RX开关,允许经由三工器8348在任何单个时间传递仅TX或RX信号。可以结合三工器/双工器8402、8550、8636、8702、8836、8902、8906、9036、9102、9216和9236使用相似的TX/RX开关。
RF通信系统时常利用半导体管芯上形成的子系统(例如压控振荡器(VCO)、功率放大器、收发机、调制解调器等)。然而,片上集成器件可以包括金属堆叠,并且与任何工艺节点(尤其是先进工艺节点)关联的金属堆叠具有与其无源元件关联的不良品质因数。于此,总体功率组合效率(尤其是对于芯片上所实现的大型功率组合器)可能是低的。
图93示出根据一些方面的双路功率组合器的示例性片上实现方式。参照图93,示出双路功率组合器9300,其可以包括耦合到电阻器9306的功率放大器9302和9304。双路功率组合器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但双路功率组合器9300不限于此。附加地,功率放大器9302耦合到传输线9308,并且功率放大器9304耦合到传输线9310。传输线9308和9310可以是四分之一波长传输线。传输线9308和9310二者的输出可以组合在一起并且端接在天线9312处。如图93中可见,双路功率组合器9300可以完整地实现于半导体管芯或芯片9320内。芯片9320可以与PCB基板9330一起受封装。例如,天线9312可以实现于PCB基板9330上,并且可以包括相控天线阵列。
图94示出根据一些方面的大型功率组合器的示例性片上实现方式。参照图94,示出耦合到多个功率放大器9406、9408、……、9410的功率组合器9412。功率放大器输出可以耦合到功率组合器9412的输入。功率组合器9412可以耦合到多于两个的功率放大器,并且因此可以称为大型功率组合器。
功率组合器9412可以包括多个组合级中的传输线和电阻的级联连接,具有降低的数量的输出(最后组合级具有单个输出)。例如,功率放大器9406和9408可以分别耦合到传输线9414和9416。功率放大器9406和9408的输出可以通过电阻9436耦合。传输线9414和9416的输出组合为单个输出9422,其传递到随后组合级。相似地,功率放大器9410和邻近功率放大器(图94中未示出)耦合到传输线9418和9420以及电阻9438。传输线9418和9420的输出组合为单个输出9424,其传递到随后组合级。
组合先前级的输出并且生成对随后组合级的降低的数量的输入的这种工艺继续,直到最后两个传输线9426和9428。对传输线9426和9428的输入经由电阻9440耦合,并且传输线9426和9428的输出组合为功率组合器9412的单个输出9430。功率组合器9412的输出信号9430经由连接端子9432传递到天线9434。如图94中可见,功率放大器9406-9410和功率组合器9412实现于半导体管芯或芯片9402内。芯片9402可以与PCB基板9404一起受封装。在一些方面中,连接端子9432可以是用以将芯片9402与PCB基板9404连接的多个焊料球之一。
图95示出根据一些方面的阻抗变换网络的示例性片上实现方式。参照图95,示出经由阻抗变换网络9508耦合到天线9512的功率放大器9506。阻抗变换网络9508可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以被配置为将功率放大器9506的输出处的阻抗与天线9512输入处的阻抗进行匹配。阻抗变换网络9508可以经由连接端子9510耦合到天线9512。
在一些方面中,连接端子9510可以用于将测试或测量装备耦合到功率放大器9506。测试或测量装备可以与50欧姆电阻关联,这对于功率放大器9506可能是过高的。阻抗变换网络9508可以用以在连接端子9510处耦合功率放大器9506和测试装备,并且相应地调整阻抗。如图95中可见,功率放大器9506和阻抗变换网络9508实现于半导体管芯或芯片9502内。芯片9502可以与PCB基板9504一起受封装。在一些方面中,连接端子9510可以是用以将芯片9502与PCB基板9504连接的多个焊料球之一。
如图93、图94和图95中可见,功率放大器、功率组合器和阻抗变换网络实现于芯片上。然而,归因于无源的或有损的硅基板的不良质量,片上功率组合和阻抗变换可能是有损的,使得总体传输效率降级。这些损耗可能随着更高等级的组合和/或陡峭阻抗变换而快速地增加。对于具有不良硅金属化的先进技术节点,有损的功率组合和阻抗变换可能进一步加重。在一些方面中,可以通过在与半导体管芯关联的PCB基板上实现功率组合阻抗变换网络来改进有损的功率组合和阻抗变换。于此,封装上损耗可以对于功率组合显著地降低。这样可以提供显著的效率增强,并且可以良好地适合于大型功率组合,尤其对于使用四分之一波传输线或多个传输线的架构。以下参照图96、图97、图98和图99在本文中示出阻抗变换网络和功率组合实现于PCB基板上的示例方面。
图96示出根据一些方面的双路功率组合器的示例性封装上实现方式。参照图96,示出双路功率组合器9600,其可以包括耦合到电阻器9606的功率放大器9602和9604。附加地,功率放大器9602耦合到传输线9608,并且功率放大器9604耦合到传输线9610。传输线9608和9610可以是四分之一波长传输线。传输线9608和9610二者的输出可以组合在一起并且端接在天线9612处。
如图96中可见,功率放大器9602和9604可以实现于半导体管芯或芯片9620内。芯片9620可以与PCB基板9630一起受封装。电阻器9606、传输线9608和9610以及天线9312可以实现于PCB基板9630上。传输线9608和9610以及电阻器9606可以经由连接端子9614和9616耦合到功率放大器9602和9604。在一些方面中,连接端子9614和9616可以是用以将芯片9620与PCB基板9630连接的多个焊料球之一。
图97示出根据一些方面的大型功率组合器的示例性封装上实现方式。参照图97,示出耦合到多个功率放大器9706、9708、……、9710的功率组合器9712。功率放大器输出可以耦合到功率组合器9712的输入。功率组合器9712可以耦合到多于两个的功率放大器,并且因此可以称为大型功率组合器。在一些方面中,功率组合器9712可以是N:1RF功率组合器。
功率组合器9712可以包括多个组合级中的传输线和电阻的级联连接,具有降低的数量的输出(最后组合级具有单个输出)。例如,功率放大器9706和9708可以分别耦合到传输线9714和9716。功率放大器9706和9708的输出可以通过电阻9740耦合。传输线9714和9716的输出组合为单个输出9722,其传递到随后组合级。相似地,功率放大器9710和邻近功率放大器(图97中未示出)耦合到传输线9718和9720以及电阻9742。传输线9718和9720的输出组合为单个输出9724,其传递到随后组合级。
组合先前级的输出并且生成对随后组合级的降低的数量的输入的这种工艺继续,直到最后两个传输线9726和9728。对传输线9726和9728的输入经由电阻9744耦合,并且传输线9726和9728的输出组合为功率组合器9712的单个输出9730。功率组合器9712的输出信号9730传递到天线9732。
如图94中可见,功率放大器9706-9710实现于半导体管芯或芯片9702内。芯片9702可以与PCB基板9704一起受封装。功率放大器9706-9710的输出可以经由连接端子9734、9736、……、9738耦合到功率组合器9712的对应传输线。在一些方面中,连接端子9734-9738可以是用以将芯片9702与PCB基板9704连接的多个焊料球。
在一些方面中,功率组合器9712、功率放大器9706-9710和/或天线9732可以是无线收发机的部分。无线收发机可以用以接收并且发送与一个或多个无线协议(例如无线吉比特联盟(WiGig)协议或5G协议)顺应的信号。
图98示出根据一些方面的阻抗变换网络的示例性封装上实现方式。参照图98,示出经由阻抗变换网络9808耦合到天线9812的功率放大器9806。阻抗变换网络9808可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以被配置为将功率放大器9806的输出处的阻抗与天线9812输入处的阻抗进行匹配。阻抗变换网络9808可以经由连接端子9810耦合到功率放大器9806。在一些方面中,连接端子9810可以用于将测试或测量装备耦合到功率放大器9806。测试或测量装备可以与50欧姆电阻关联,这对于功率放大器9806可能是过高的。阻抗变换网络9808可以用以在连接端子9810处耦合功率放大器9806和测试装备,并且相应地调整阻抗。
如图98中可见,功率放大器9806实现于半导体管芯或芯片9802内。芯片9802可以与PCB基板9804一起受封装。阻抗变换网络9808和天线9812可以实现于PCB基板9804内。在一些方面中,连接端子9810可以是用以将芯片9802与PCB基板9804连接的多个焊料球之一。
图99示出根据一些方面的Doherty功率放大器的示例性封装上实现方式。参照图99,Doherty功率放大器9900可以包括载波功率放大器9906和峰值功率放大器9908。信号输入端子9922可以直接耦合到载波功率放大器9906的输入。信号输入端子9922也可以经由四分之一波长传输线9910耦合到峰值功率放大器9908的输入。载波功率放大器9906的输出可以经由偏移传输线9912以及四分之一波长传输线9916和9918耦合到天线9920。峰值放大器9908的输出可以经由偏移传输线9914和四分之一波长传输线9918耦合到天线9920。传输线9918的输出处的组合的输出信号9924可以传递到天线9920以用于传输。
如图99中可见,载波功率放大器9906、峰值功率放大器9908和四分之一波长传输线9910可以实现于半导体管芯或芯片9902内。芯片9902可以与PCB基板9904一起受封装。传输线9912、9914、9916和9918以及天线9920可以实现于PCB基板9904内。于此,通过在PCB基板9904上实现多个长的传输线,可以改进Doherty功率放大器9900的效率。
操作在mmWave频率范围中的微波天线子系统在微米范围中是极度小的。因此,在空间因为机壳大小要求并且因为组件和天线的密集封装所以处于稀缺的情况下,发现用于减少用于移动设备中使用的天线和无线电子系统的大小(具体地说,厚度)的方式是重要的。同时,应解决并且减少热、电和机械贴面(overlay)问题。成本改进也是主要考虑因素。组件、天线和天线子系统在彼此的顶部上的贴面将减少子系统的大小和厚度二者。使用具有外模(overmold)中的互连部的外模是将允许天线位于子系统的侧上并且提供优于竞争技术的热和机械改进的另一概念。
图100A是根据一些方面的使用连接器的脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。嵌入式管芯无线电系统可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但嵌入式管芯无线电系统不限于此。该方面包括脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯10000,其包括脱模封装10005和封装10007。封装10005可以包括层叠式结构(例如PCB),RFIC 10006嵌入其内。如该上下文中所使用的那样,“脱模”表示管芯10006并未包络在模具或包封中。关于封装的各个部分的z高度所示的维度仅是为了示例目的,并且服务于示出当封装寻求使用的移动设备的体积是非常受约束的时一起工作的极度小的维度。
此外,PCB 10005的顶部和底部处的前几微米可以是预浸渍(PrePreg)层,其可以处于嵌入RFIC的PCB的内核之前。由于PrePreg的非常薄的厚度,因此可以使用它。PrePreg可以是非常薄的(例如25um或30um)。PrePreg可以是环氧材料,但其也可以是层叠材料(例如覆铜层叠(Copper Clad Laminate,CCL))。该技术不限于基于有机聚合物的层叠,而还是基于陶瓷的无机层。
如天线基板工业中所使用的那样,“内核”可以表示比基板的其他面积(例如PrePreg)更厚的并且可以比之更刚性的基板的内部部分。封装10005是脱模的,因为其为没有封装内的包封的层叠型基板(例如PCB)。屏蔽体10001处于封装10005的顶部上,以屏蔽组件10003不受RFI/EMI。连接器10023可以将封装中的一个或多个连接到外部世界。在一些方面中,连接器10023提供中频(IF)信号,以用于系统进行的传输。根据一些方面,封装10005包括RFIC管芯10006,其适当地通过迹线或过孔的方式如以下所讨论的那样对于各个天线和天线阵列提供馈电。
虽然示出一个RFIC管芯10006,但本领域技术人员应理解,可以提供多于一个的RFIC管芯,以操作在一个或多个频段中。换言之,在各方面中可以存在至少一个RFIC管芯。
根据一些方面,所示的封装可以包括很多不同配置、操作频率和带宽的天线和天线阵列。在图100A中,示出天线结构10009、10011、10013、10015和10019。看入附图的页面中,它们可以是侧视图中的单个天线或天线阵列(例如1xN、2xN、……、NxN元件阵列)。在一个示例中,天线10009可以是具有贴片天线元件10010与10012之间的距离d2(在该方面中,10065微米)和贴片天线元件10010与地之间的另一维度d1的双贴片天线。取决于距离d1和d2,天线的带宽将因为贴片天线的变化的体积而变化。在图100B中可以更清楚地看见标号d1和d2。
图100B是根据一些方面的双贴片天线的侧视图。在该图中,P1是双贴片天线的第一元件,并且P2是双贴片天线的第二或受驱动的元件。可见,d2是P1与P2之间的距离,并且d1是P1与地平面GND之间的距离。对于P1与GND之间的给定距离d1,变化P1与P2之间的距离d2增加天线的体积。
在一些方面中,带宽基于在该方面中是变化的距离d2的函数的天线的体积的变化而变化。图100C中可见该情况。图100C是根据一些方面的随着天线的体积增加的图100B的双贴片天线的回波损耗的仿真图线,并且示出随着天线的体积变化的带宽的变化。在该方面中,通过变化d2测量带宽。对于P1与GND之间的给定d1维度,在图100C的仿真中示出为-10dB的宽度回波损耗图线的带宽随着d2增加而增加。
如以下将讨论的那样,PCB 10005具有在该方面中示出为等级L1至L6的层叠型结构。因为各种等级,所以天线元件(例如10010、10012)可以按各种距离d2放置在双贴片天线元件之间,并且因为等级的多样性,所以贴片天线元件10010与GND之间的距离d1也可以按各种距离设置,产生对于给定的设计可能需要的带宽的选取。换言之,因为可用的密集封装式层叠等级,所以双贴片天线元件10010与10012之间的距离不限于10065微米,而可以按任何若干距离设置。对于双贴片天线元件10010与地平面10014之间的距离,情况是相同的,设置用于测量带宽的能力,如图100C所示。然而,等级L1-L6仅是很多方面之一。其他方面可以具有远多于所示的六个层L1-L6的远更多的非常密集地封装的层,并且这些非常密集地封装的层可以根据需要而用于各种功能。
继续于图100A的描述,10024在在一些方面中可以是天线或天线阵列(例如以上简述的1xN、2xN、……、NxN元件阵列)。在一些方面中,10024可以是通过表面贴装器件(SMD)(其有时称为表面贴装技术(SMT))所配置的自固定天线。在一些方面中,如果不存在足够的高度以用于PCB 10005内的所需天线或天线阵列,则根据一些方面,天线或天线阵列10010、10012可以被配置有放置在PCB 10005的顶部上的天线元件10012,例如,以提供所需的体积。
在另一示例中,双贴片天线元件10012可以放置在表面贴装器件10024的顶部上而非PCB 10005的顶部上,以对天线或天线阵列提供附加高度,这在一些方面中将提供增加的体积和改进的带宽,如上所述。
另一示例可见于天线10015处。在该示例中,天线(或天线阵列,如上所述)10015包括基板10005(其如上所述可以是复杂的并且非常密集地封装的基板)内的天线贴片10018,并且双贴片元件10017可以处于第二天线板10007上。在一些方面中,天线板10007可以是介电体、陶瓷、PCB等,其也可以是非常类似PCB 10005的密集封装式层叠型基板。因此,天线功能也可以分摊在多于一个的天线板之间或当中,产生叠层封装配置。因此,如果一个介质上不存在足够的z高度,则天线的部分可以实现于第二介质(例如10007)上,以提供期望的z高度,从而获得体积,以提供期望的参数(例如,在一些方面中,带宽、更低的损耗等)。换言之,给定在一些实例中归因于关于mmWave频率处的操作的形数要求而导致的基板的厚度的极度小的维度,天线元件(和分立组件)可以放置在一个或多个附加介质上,其在一些方面中可以放置在PCB 10005的顶部和/或底部上、PCB 10005的侧上以及各种附加配置中,根据需要产生附加的基板厚度和增加的带宽。
相似地,天线功能可以类似地在可以看作主介质的不同天线板(例如PCB 10005)和可以看作副介质的天线板10007之间或当中划分。此外,基板之上或之下或其侧中的这些介质可以用于各种功能(例如接地、屏蔽、馈电等)。
此外,在PCB 10005的顶部上可以存在多于一个的介质10024。在PCB 10005的顶部上可以存在均提供如上所述的部分或所有天线或天线阵列的多个天线介质。PCB 10005的侧之下或其上的天线介质的放置亦同。此外,副介质可以用于寄生元件,以根据需要改进增益或使得天线的图案成形。
天线10011、10013、10015和10019可以是天线板10007上所配置的并且从RFIC管芯10006馈电的其他天线或天线阵列。还示出的是过孔10020、10022。在一些方面中,可以存在很多过孔。通常,基板10005越厚,过孔10020、10022的直径就越大。在需要超薄基板的一些方面中,过孔可以是远更小的直径,如以下关于其他方面所讨论的那样。过孔(例如10028)可以通过焊料连接(例如10027)连接到RFIC管芯10006。可以通过一个或多个水平层10030连接过孔,以用于对无线电子系统内的其他地方的组件的连接,其中,水平层10030视为看入页面。
图101A是根据一些方面的使用屈曲互连部的脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的说明。图101B是根据一些方面的使用屈曲互连部的脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图,其中,在摄影表示中示出屈曲互连部。图101A实质上与图100A相同,其中,差别在于图101A中不存在连接器10023。另外,屈曲互连部10026用以将一个PCB连接到第二PCB,其中,第二PCB可以具有对PCB外部的连接器。屈曲连接器10026可以通过PCB10005的适当内部迹线或通过适当内部迹线和一个或多个过孔连接到RFIC管芯10006。屈曲互连部可以通过焊接、通过弯卷或通过其他工艺连接到PCT,并且在一些方面中可以相似地连接到第二PCB。
图102是根据一些方面的铸模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。在图102中,根据一些方面,封装10200包括包含等级10201(例如天线板(例如PCB))、等级10203(其为模具或包封)和等级10205(其包括天线板(例如PCB))的基板。等级10201可以包括导电等级10207(例如迹线);等级10203可以包括一般称为“通孔模具过孔”的导电等级(例如10209)和过孔(例如10219、10219A);并且等级10205可以包括通过对导电等级10209的焊料连接所连接的导电等级10211。
在一些方面中,封装10200的导电等级和过孔可配置为从管芯10206、10208对各种天线和其他组件进行馈电。根据各个方面,虽然导电等级10207和10211在图102中示出为短的水平层,但实际上它们可以是更长的导电层(例如图103中的10309、10311)或处于各种层配置(例如图103的10307、10311A)中,或实质上完全横跨基板(例如图105的基板10501中的10502或基板10505中的10511处所示)。
在一些方面中,可以使用重新分布层(RDL)制成导电等级10207、10211,如以下关于图104讨论的那样。可以通过铜支柱、通过激光穿透模具或其他层以及导电墨水或其他手段制成过孔(或铸模的封装中的通孔模具过孔)。
通过使用过孔、导电层和/或RDL,管芯能够非常快速地连接到封装的任何侧上的天线和天线阵列(其在一些方面中可以是SMD 10216、10218、10220上或其内所嵌入的天线)。因为密集封装式过孔和密集封装式水平层,所以管芯可以通过馈电结构的少量的或实质上没有的分散(fan-out)而连接到基板10201、10205上的天线或天线阵列。
此外,在一些方面中,通孔模具过孔(例如10219、10219A)可以被配置在连接到一个或多个管芯周围的金属化层(在此仅示出层10209,但过孔(例如10219或10219A)的顶部可以连接到过孔顶上的金属化层(未示出))的密集封装式过孔的沟槽中,以形成Faraday笼以屏蔽管芯和其他组件不受RFI和EMI。过孔可以是非常小的过孔(例如单个柱)。当使用具有封装(例如10219、10219A)之间的高密度互连部(通孔模具过孔)的叠层封装时,我们可以分离地构建封装,并且使用对于底部管芯针对其顶部上或之下的另一管芯所调适的全异材料。由于单独管芯可以在堆叠它们之前在其各个封装中受测试,因此这也改进良率。
理解可以根据需要而完全地消除模具也是重要的,并且我们可以通过连接到顶部封装而且充当垂直互连部的焊料球代替通孔模具过孔。在图102的方面中,两个或更多个管芯10206、10208可以包括于基板内并且由可以是铜填充物、焊接触点(例如10210)或可以是LGA/VGA焊盘或在一些方面中甚至封装的触点(例如焊料凸起部)附缀。
在一些方面中,还示出的是分立元件10212、10214。管芯10206、10208可以是任何类型的管芯(例如倒装芯片管芯、晶圆级芯片尺寸封装(CSP)、可引线键合的管芯等)。
替代地,可以使用单个管芯。在一些方面中,SMD天线(例如10216、10218、10220)可以被配置在基板的第一侧上,而SMD天线10216A、10218A、10220A可以被配置在基板的相对侧上。在其他方面中,天线可以被配置在基板上,而非SMD上或其内。前述天线可以与关于图100A所描述的天线是相同类型的天线,并且在一些方面中可以处于SMD上或其内。此外,天线10216、10218、10220可以被配置作为天线阵列。此外,天线(例如任何或所有前述天线)可以实施在例如关于图100A的天线(或天线阵列)10024所讨论的SMD上或其内。
还被配置在一个或两个侧(例如封装10200的10201、10205)上的可以是分立组件10222、10224和10222A、10224A。此外,在一些方面中,系统10221、10221A(有时称为封装中系统(SIP)或封装)预计可以被配置在封装10200的顶部(例如顶上10201)上和/或底部上(例如10205的底部处)和/或侧上,提供叠层封装配置。SIP 10221、10221A可以是更类似包括SIP 10221、10221A被配置在上面的等级10201、10203、10205的封装的系统。SIP 10221、10221A可以通过若干方式堆叠在封装上并且以物理方式连接到封装。
此外,在一些方面中,管芯10206、10208可以通过10226处所示的合适的触点连接到基板10203。这些合适的触点可以包括铜填充物、焊料凸起部或甚至封装。触点10226可以是叠层封装方面的主体内的非常小的连接。这些系统配置示出叠层封装配置。
此外,因为所描述的封装内的密度是如此高,所以每个封装的一个或多个管芯被配置为操作在相同频率或不同频率处,例如,一个管芯操作在5G频率处,并且第二管芯操作在WiGig频率处。
此外,例如,因为移动设备的定向,所以可以根据需要,叠层封装方面的天线/天线阵列可以在任何数量的方向上或实质上在每一方向上进行辐射。换言之,根据一些方面,通过根据期望将封装10221、10221A堆叠或以物理方式连接在封装10200的顶部、底部和侧上或其组合并且根据期望在封装10221、10221A上或其内的天线和天线阵列配置中,天线和天线阵列可以全部放置在封装10200上面,意味着在封装的实质上每一期望方向上。
根据一些方面,除了前述情况之外,封装10200还可以通过焊料球10213、10215(其示出为比焊料球或触点10226更大,因为虽然焊料球10226处于叠层封装方面内,并且可以是非常小的并且非常紧密地间隔的,但焊料球10213、10215是“对外部世界”的连接)焊接到又一板(未示出)上。
例如,根据一些方面,封装10200通过焊料球10213、10215的方式进一步焊接到的板可以是用于电话、平板、移动设备或其他端用户设备的主机板。图100A与图102之间的主要差别在于,图102的管芯由保护并且加强基板内的管芯的配置的模具包络。
铸模方面的优点在于,图100A的脱模基板中的嵌入式管芯难以按高批量制造。由于单独管芯可以在堆叠它们之前在其各个封装中受测试,因此归因于如上所述改进的良率,铸模基板配置对于高批量制造是更兼容的。
附加地,在铸模配置组件中,例如10212、10214可以容易地被配置在铸模基板内。根据一些方面,图100A的所实施的管芯一般具体用于嵌入仅单个管芯。
此外,铸模配置允许比脱模配置远更密集的层。在图100A的嵌入式管芯中,每一组件作为一个系统而连接。如果一个部分(例如一个过孔)出故障,则基板内的整个系统出故障。
另一方面,在图102的铸模配置中,可以分离地制成基板自身,可以分离地连接对管芯进行连接的层,并且系统直到最终步骤才连接在一起,其中,最终步骤可以是:将所有部分焊接在一起。在图100A的方面中,在内部不存在焊接,系统包括多数或全部可以同时组装的铜过孔。换言之,构建铸模堆叠式封装的工艺非常不同于构建脱模封装。
支柱放置或电镀在顶部封装的底部层上,并且它们可以电镀为高的宽高比和非常小的直径。然后,使用焊料或热机械压缩连接顶部和底部封装。外模(overmold)可以是液体,受注入并且然后流动而且覆盖间隙。这是比脱模封装更高的密度而且更高的出产工艺。
图103是根据一些方面的示出附加细节的铸模叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。在一些方面中,等级A至G包括表1中所指示的单独组件技术。
表1
在图103中,元件10326可以是封装的信号源的连接器。还示出的是天线元件或天线阵列10324,视情况而定,其可以是表面贴装器件天线或阵列。天线元件包括过孔10322,其由管芯10306通过所示的水平基板导电层中的适当的层(例如10329)的方式进行馈电。管芯和以下讨论的过孔可以由模具10332包封。迹线或水平层10329可以连接到管芯10306(未示出连接),目的是对天线或天线阵列10324进行馈电,也如以下附加地详细讨论的那样。
如上所述,根据一些方面,SMD可以是看入附图的页面中的天线元件(例如10322)的阵列的部分。在一些方面中,以下所讨论的水平导电等级和垂直过孔的密度使得能够有效地将管芯连接到过孔10322,使得表面贴装器件10324实质上成为垂直贴片天线。包括SMD10324内的部分的过孔10322一起提供期望的长度,目的是谐振。在一些方面中,过孔10322可以是操作频率所需的天线长度的分数,并且其余的所需长度可以是SMD 10324的顶部上所配置的迹线(未示出)。在一些方面中,可以使用焊料实现所需的触点。因此,以下讨论的天线10322并且还有10318、10320示出封装的z高度有利地用作天线或天线阵列的部分。
对于制造的容易实现方式是SMD上或其内的垂直单极或偶极。另一实现方式可以是电镀在SMD和以上已经讨论的模具的边缘上的贴片天线。根据一些方面,等级B和E中示出的这些密集水平导电层和过孔的可用性(导电层可以既对于附图是水平的又还进入附图的绘图的页面)给出既是水平的又是垂直的(在一些方面中例如通过过孔而垂直)多个互连部的灵活性,并且提供用于配置垂直贴片天线、垂直蜿蜒天线、垂直螺旋天线和相似天线的能力。
在一些方面中,天线元件(或看入绘图的页面中的天线阵列)10318、10320可以被配置在SMD 10324上或其内,并且包括通孔模具过孔10322。绘图中示出若干这些通孔模具过孔,仅枚举其中的一些(在此为10325)。在图103中,元件10325可以是焊料球或模具在配置周围填充的其他导电元件(例如电镀的支柱)。过孔10325可以是天线元件的部分(例如所连接的过孔10321、10323、10325、10327),其中,过孔10321处于SMD 10320内,并且可以在一些方面中取决于用于谐振目的的附加天线长度的需求而具有实质上垂直于过孔10321、10323、10325、10327的迹线。
天线可以通过水平导电层10331连接到管芯10306(连接未示出,但实际上10331可以是对管芯10306的连接)。在一些方面中,分立元件10328可以被包括,并且可以由屏蔽体10330屏蔽不受RFI/EMI。天线或天线阵列10318与10320处所示的相似或相同,并且可以通过与对于10320所讨论的方式相似的方式连接到管芯。相似地,条目10318A、10320A是与10318、10320相似的SMD天线,并且可以由管芯10306以与SMD天线10318、10320相似的方式进行馈电。在一些方面中,看入附图的页面,条目10318、10320、10324可以被配置在天线板(未示出)上作为天线阵列。相同情况可以应用于SMD 10318A、10320A。因此,图103的组合等级B、C和E以及配置10318、10320、10324的天线板根据待讨论的方面包括叠层封装配置。在一些方面中,以上天线元件可以前进通过天线板中的有关天线板进入或通过SMD 10318、10320、10324或10318'、10320'、10324',视情况而定。
图104是根据一些方面的使用重新分布层的叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。基板10400包括按字母排序的等级A至F,其中的每一个可以包括以下表2中所指示的材料和/或组件,其中的一些或全部可以在各个方面中根据手边的设计。
表2
在一些方面中,基板10400包括等级D中的至少一个嵌入式管芯10406,其可以是晶圆级封装,具有非常薄的导电层以将信号从管芯重新分布到多个封装。对于重新分布所使用的这些非常薄的导电层可以称为重新分布层(RDL)。此外,例如,在基板10419的顶部上,一个或多个天线可以处于一个或多个表面贴装器件(例如10416)上或其内,并且通过如上所述的基板中可用的互连部10421、10423、10425和过孔(未示出)以及在一些方面中可以与这些过孔连接的RDL从管芯10406受馈电。
管芯10406可以由模具10418例如通过上述流动工艺包封。各种天线可以处于等级A内,如以上关于其他附图讨论的那样。根据一些方面,等级A也可以用于SIP,以产生叠层封装系统。此外,在一些方面中,分立组件10428可以处于等级A上或其内,并且可以视期望而定由屏蔽体10430屏蔽不受RFI/EMI。其他组件(例如10432)可以无需屏蔽,并且可以处于在一方面中可以提供的任何屏蔽体的外部。
附加地,使得连接在不同层处可用的重新分布层(RDL)可见于附图中。在一些方面中,RDL中的两个示出于10407、10409处,但如表2指示的那样,它们可以处于层D的顶部和底部处并且根据期望而是多个。在一些方面中,水平层(例如10415)可见于具有非常高密度的模具等级D中,并且如上所述,可以提供层之间的附加连接性和与管芯10406的连接性。
此外,RLD可以提供10413-10413'处的水平层之间的垂直连接性,其中,10413是RDL的垂直连接。于此,该方面使得能够将导电水平层(例如10413')以非常高密度放置在模具中。
RDL在一些方面中可以直接印制在例如10410处所示的硅管芯上,这样使得它们成为超高密度的,以用于将信号从管芯10306重新分布到天线阵列上的天线。在所描述的RDL配置中,无需焊料球过孔的凸起部(例如图103的10325)。管芯10406如实留下,并且RDL用于信号分布,这样提供主要优点。
可以使用聚合物和彼此的顶部上旋转涂敷的并且非常薄的材料制成重新分布层。这样允许非常精细的间距过孔和非常精细的过孔直径。在一些方面中,RDL(例如10407、10409)可以经由焊料LGA/VGA焊盘或其他焊接触点10440、10442、……、10440焊接到天线板10412。天线板10412可以是另一基板的部分,并且堆叠在叠层封装配置中的基板10400上而且以物理方式连接至其。虽然天线板10412上未示出天线,但这些天线可以与图100A的封装10007上的天线和图102的天线10216'、10218'、10220'和其他附图的天线相似。
图105是根据一些方面的具有用于对z方向上的高度进行增益的铸模层中的凹入的铸模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。图105的基板10500与图102的封装10200相似。
在一些方面中,材料10501、10503、10505可以与图102中的材料10201、10203、10205相同或相似。天线10516、10516'、10516”和分立组件10528、10528'可以被配置在可以是基板层的层10501的第一并行层上或其内。相似地,天线和分立组件可以被配置在可以是基板层的第三并行层10505上或其内。在一些方面中,SIP 10521可以物理接触于并且连接到等级10505,等级10501、10503、10505和SIP10521的组合包括叠层封装配置。
密集封装式导电水平层(其中的两个枚举为10510、10512)可以被配置在层10501、10505中。然而,与图102不同,根据一些方面,在模具层10503中可以不存在或存在少数导电水平层。图105示出在一些方面中可能需要的在一些方面中可以放置在材料10501中的凹入10527中以调整z高度的连接器10526。图105示出根据待讨论的方面的单个管芯10506而非图102的多个管芯10206、10208。本领域技术人员应理解,图102和图105的一些或所有组件可以根据期望的解决方案的要求而出现在任何给定方面中,并且一些方面可以包括多个嵌入式管芯。模具10524可以包封管芯10506和过孔10514。没有或少数水平互连层处于模具中。互连可以通过RDL(图105中未示出,但在一些方面中如图103所示)。
图106是铸模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。如上所述,过孔(例如10606)可以作为沟槽包围管芯,并且提供Faraday笼屏蔽。根据一些方面,如果期望附加屏蔽,或如果过孔可能不可用在足够密集的形式中,则可以包括机械屏蔽体10602,以用于RFI/EMI屏蔽并且用于热量扩散。图106的铸模基板10600包括模具10624和与图105的材料10501、10503、10505相似或相同的材料10601、10603、10605。根据一些方面,机械屏蔽体10602可以焊接到封装。焊接的屏蔽体示出用于将最终包封在模具中的基板的内核内的焊接的能力,焊接功能是难以在脱模屏蔽体中大规模制造的功能。根据一些方面,管芯10606通过焊料球10608焊接到将最终由模具材料包封的体积10603的“顶盖”表面。
图107是根据一些方面的具有横向放置的天线或天线阵列的封装无线电系统中的堆叠式超薄系统的透视图。对于一些方面,图107的系统的一个方面的所估计的参数可见于以下表3中。
表3
在图107中,封装10700包括超薄应用,其包括由基板10701、10703、10705(有时称为无内核基板)之下的机械屏蔽体10709所屏蔽的受屏蔽管芯10706。在一些方面中,无内核基板仅使用作为在制造期间的牺牲材料上的层叠的PrePreg。因此,因为刚性牺牲材料,所以刚度出现。在上述基于内核的基板上,(并非牺牲的)内核提供刚度,并且因此是更厚的。
如该上下文中使用的那样,“无内核”表示非常薄的基板,与(包括远更厚的基板的)内核不同。材料10701、10703、10705可以形成无内核或基于内核的基板的层。因为天线关于性能而需要更多体积,所以材料10704是更厚的。在一些方面中,材料10701、10703、10705根据一些方面可以是超薄PrePreg。
封装10700也可以包括连接器10707和在一些方面中由机械屏蔽体10708屏蔽的组件10710。基板的顶部和底部上的元件占据多数Z维度和X维度,从而在待讨论的方面中,存在用于放置天线的很少空间。因此,天线可以根据一些方面如在10702处通过使用天线板10704、10704'(其根据一些方面可以是表面贴装器件)横向地定位在基板的两侧上。
天线可以是包括基板之上的SMD 10704上所配置的天线元件10714-10714'、10716-10716'和10718-10718'的天线阵列,并且天线可以是包括基板之下的SMD 10704'上所配置的天线元件10722-10722'、10724-10724'和10726-10726'的天线阵列。将天线放置在超薄基板附近对于X-Y和Z维度提供附加空间,这样增加体积,带来更好的带宽和增益以及更少的损耗,如上所述。
虽然示出2x4阵列,但本领域技术人员应理解,根据期望的解决方案,NxM阵列可以被配置在基板的顶部、底部或侧上。在一些方面中,当天线阵列位于SMD的顶部、底部上并且沿着其侧时,辐射方向可以取决于天线发射和天线极性的算法控制而在任何数量的方向上受控。
超薄应用的示例可以是非常薄的区域(例如GOOGLETMGLASSTM)、薄的头戴式耳机、非常薄的平板等所需的天线,其中,可用的地盘可以是薄的,从而对于天线将使用可用的地盘可能是非常不可能的。在这种环境中,天线可以放置在封装附近,如上所述,并且不仅归因于天线类型或放置,而且还因为天线的发射的顺序,可以产生全向天线。
天线和阵列将由管芯10706馈电,并且超薄无内核基板的附加优点在于,对于更薄的材料,可以使用更高密度线路和过孔(归因于空间限制而未示出),如以上示出并且讨论的那样。例如,厚的材料通常因为必须穿越的厚度所以需要较大的过孔,通过图100A的过孔10020和10022以及图102的过孔10219、10219'可见。另一方面,因为过孔需要穿越的远更短的距离,所以在超薄无内核基板中可以实施近乎发丝大小直径过孔。
图108A至图108C示出根据一些方面的嵌入式管芯封装。当工作在Wi-Fi频率(例如2.4GHz、3.6GHz、4.9GHz、5GHz和5.9GHz频段)处时,管芯、馈线和天线的维度将比当操作在上述六十GHz或其他WiGig范围中的WiGig或5G mmWave频段处时远更大。维度所承受的功率损耗或Wi-Fi频率处的馈线变得非常实质性地更大,并且在一些方面中当操作在WiGig或5GmmWave频率处时实质上不可容忍。
因此,通过主要仅将定位得非常靠近减少的功能管芯的小群组的“专用”天线阵列所需的电子功能合并到管芯中来减少管芯的大小可以产生非常短的馈线互连部并且因此更小的功率损耗。换言之,管芯的大小和形状将主要按管芯服务的专用天线的数量和电子信号要求而设置。在一些方面中,在其他信号参数当中,电子信号要求可以包括处于一个或多个极性的信号、一个或多个频率范围中的信号、一个或多个幅度的信号或给定功率的信号。
如所述,这种减少的功能使得能够减少管芯的大小,这样进而使得管芯能够放置得非常非常靠近使用这些电子信号的专用天线或天线群组。这样产生更短的馈线选路和相当地更低的功率损耗。在一些方面中,大的管芯减少为一系列非常小的管芯,其中的每一个于是对基板的顶部和/或底部上的专用天线或专用天线阵列进行馈电,产生非常靠近的并且因此非常短的而且低损耗互连部。在一些方面中,可以通过在物理上非常靠近使用管芯的有限电子功能的天线阵列的基板的位置处将管芯嵌入基板中来完成该操作。
根据一些方面,一个这样的方面可见于图108A中,其中,多个管芯在使用特定管芯的各个功能的天线之上以及之下嵌入基板中。在图108A中,根据一些方面,管芯10809和例如10810处的关联分立组件嵌入封装10801中。天线10803和10811被配置在基板10801的顶部和底部处,因为天线需要取决于封装驻留的移动设备的定向而在适当方向上进行发送。
因为管芯和天线的接近度,所以非常短的馈电机构(该附图中未示出)互连管芯和天线10803和10811。此外,如果空间条件需要,则一个管芯可以被配置为对基板的一个侧上的天线(或天线阵列)进行馈电,而第二管芯可以被配置为对基板的另一侧上的第二天线(或天线阵列)进行馈电,并且天线或天线阵列的两个集合可以由适当控制应用以算法方式驱动。
例如,在图108A中,管芯10809可以驱动天线10803,而管芯10809'可以在以算法方式受控的程序中驱动天线10811',据此,天线10803和10811'按期望的顺序、或偏振、或方向进行发射。换言之,一个大管芯可以被配置成为若干较小的管芯,以控制紧密连接到受编程以按任何期望顺序发射以满足手边的设计的要求的若干较小管芯的天线。
条目10813、10813'可以是触点(例如焊料球、过孔、段塞(slug)或例如上述的密集地间隔的并且被配置为形成用于管芯的RFI/EMI屏蔽的其他触点)。也可以使用其他形式的屏蔽(例如过孔或甚至已经电镀有导电材料以提供全部在管芯和关联组件周围的屏蔽的沟槽)。
基板10801内嵌入的受屏蔽的管芯和关联组件以及专用天线10803、10819的这种组合包括嵌入式管芯专用天线组合10801-1。可以存在若干这些嵌入式管芯专用天线组合10801-1、10801-2、10801-3、……、10801-N。
在图108A中,N等于4,但任何适当数量的这些组合可以实现于封装中,以形成多嵌入式管芯子系统10800,其在一些方面中包括仅单个封装。在其他方面中,多个封装可以如以上关于叠层封装方面所讨论的那样堆叠。视情况而定,管芯中的每一个将经由算法控制与彼此进行通信,以取决于移动设备的定向和期望的偏振或分集而确定哪个天线或天线阵列在给定时间进行发射。在其他方面中,减少的大小、减少的功能、天线受限的管芯(在服务定位得非常靠近管芯的专用天线或天线的意义上,天线受限)不限于例如在此所讨论的嵌入式管芯,而是也可以在各方面中使用上述类型的堆叠式封装得以实现。
图108B总体上在10802处示出根据一些方面的图108A的封装10801的顶部上所配置的N个专用天线阵列10801'-1、10801'-2、10801'-3、10801'-N的顶视图,其中,N=4。天线阵列10803A-19803B包括专用天线阵列10802-1,其示出可以是图108A的嵌入式管芯专用天线组合10801-1的部分的天线阵列。图108C总体上在10804处示出根据一些方面的图108A的表面10819的底部上所配置的N个专用2x4天线阵列的底视图。
虽然已经示出并且描述其中具有两个天线或天线阵列的嵌入式管芯专用天线组合(例如10801-1)的方面,但在其他方面中可以实现其他组合。例如,单个管芯可以对多于两个的专用天线或天线阵列进行馈电,并且管芯将于是相应地以电子方式被配置。在这些情况下,专用管芯将仍保持合理地尽可能紧密接近专用天线,以使得能够通过非常短的馈线对天线进行馈电。
此外,理解管芯的接收机的低噪声放大器(LNA)之前或管芯的发射机的功率放大器(PA)之后的功率损耗是重要的。为了针对该情况进行保护,对天线的连接通常保持得非常短。换言之,管芯内的损耗没有如在RF链离开管芯的收发机的PA之后或在RF链由管芯的收发机的LNA放大之前的损耗那样多的对系统的影响,因为这些后者情况(在PA之后以及在LNA之前)下的损耗可以对整个系统的信噪比具有严重负面影响。因此,管芯与天线之间的非常短的互连部是关键的,带来本文所描述的嵌入式管芯专用天线方面。因此,所描述的方面将管芯的空间位置提供得紧密接近天线。
堆叠式封装或在彼此的顶部上堆叠组件的重要优点是允许在彼此的顶部上堆叠多个无线电和多个系统。在一些方面中,天线可以耦合到操作在Wi-Fi频段内的Wi-Fi系统中的无线电,并且堆叠式封装配置的相同或不同封装中的其他天线可以耦合到mmWave无线吉比特(WiGig)系统中的无线电,其中,在一些方面中,同一管芯具有Wi-Fi系统配置和mmWave WiGig系统配置。
在一些方面中,管芯可以实际上包括多个管芯(例如连接到第一天线群组的对于Wi-Fi操作所配置的第一管芯和连接到第二天线群组的对于mmWave WiGig操作所配置的第二管芯)。如上所述,管芯可以处于叠层封装配置的相同封装中或叠层封装配置中的不同封装中。此外,如果天线阵列(例如贴片元件)因为叠层封装配置中的天线元件的贴面所以是彼此相对的,并且如果天线受控以一起发射,则辐射可以侧向地处于边射操作中。又进而,在一些方面中,天线阵列在封装的相对侧上的发射可以通过算法方式受控以甚至以一百八十度(180°)角度相反性在相反方向上发射;并且在一些方面中,天线阵列在封装的相对侧上的发射可以是可以通过算法方式受控以在同一方向上发射。
mmWave频段中可用的大带宽对于需要每秒吉比特数据率的应用(例如无线回程)是特别有利的。联邦通讯委员会(FCC)近来已经对于5G使用情况开放64GHz至71GHz谱,因此允许使用上至均具有2.16GHz带宽的六个频率信道。因此,将无线电前端接口到空中接口的天线必须操作在大频率带宽上。
为了解决设计具有宽带宽的印制天线阵列中存在的挑战,可以与堆叠式谐振器组合使用更厚的基板,以加宽特定印制天线的带宽。在一些方面中,堆叠式贴片天线可以用以增强天线带宽。更具体地说,两个垂直地堆叠的贴片天线(或贴片)可以充当耦合式谐振器,其中,两个谐振器之间的耦合可以受控以调整天线的阻抗带宽。
可以通过使用各种基板厚度控制耦合,以控制作为磁性本质的耦合。具体地说,堆叠式贴片之间的高度的增加(其等同于基板厚度的增加)可以产生更宽的带宽。即使堆叠式谐振器之间的更厚的基板通常可以产生天线元件的更宽的有效带宽,基板厚度的增加也可能导致扫描印制相控阵列的视场中的空白。本文所描述的方法解决这些挑战,并且包括具有三个或更多个电容性耦合式谐振器的堆叠式环形谐振器(SRR)天线,以增加天线带宽。
图109示出根据一些方面使用的示例性堆叠式环形谐振器(SRR)天线封装小单元的侧视图的框图。天线封装小单元可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但天线封装小单元不限于此。
参照图109,示出可以实现于多层PCB上的SRR天线封装10900。SRR天线封装10900可以包括可以形成地平面10902的第一金属化层。SRR天线封装10900可以还包括可以形成单个环形谐振器10906的第二金属化层。第三金属化层可以形成附加环形谐振器(例如环形谐振器10910和10912)。即使图109示出第三金属化层中的两个环形谐振器,本公开也不限于此,并且可以使用环形谐振器的另一配置。例如,在第三层中可以使用四个环形谐振器,如图111所示。
在一些方面中,地平面层10902通过一个或多个PCB层10904与单个谐振器10906分离,并且单个谐振器10906通过一个或多个附加PCB层10908与环形谐振器10910和10912分离。在一些方面中,单个环形谐振器10906可以通过电容方式耦合到环形谐振器10910和10912,并且环形谐振器10910和10912可以通过电容方式耦合到彼此。于此,SRR天线封装10900的带宽可以受控,通过调整PCB层10904和10908的厚度以及通过调整共面环形谐振器10910和10912之间的距离来改变谐振器环之间的电容性耦合。
在一些方面中,多个天线封装(例如SRR天线封装10900)可以用作天线阵列(例如如图114所示的大型毫米波相控天线阵列)中的天线小单元。
图110示出根据一些方面的可以用在图109的天线封装小单元的一个或多个层中的示例性环形谐振器。本文所公开的环形谐振器可以是天线封装小单元的部分,其中,谐振器占据天线封装的一个或多个层,对正经由天线封装小单元接收或发送的信号进行放大和/或谐振。参照图110,示出SRR天线封装10900的第二金属化层的单个环形谐振器10906以及来自SRR天线封装10900的第三金属化层的共面电容性耦合式环形谐振器10910和10912。在一些方面中,SRR天线封装10900可以在天线端口11000处使用单个馈线,其可以耦合到单个环形谐振器10906以生成单个线性偏振。
图111示出根据一些方面的可以用在图109的天线封装小单元的一个或多个层中的具有使用不同偏振的多个馈线的示例性环形谐振器。参照图111,示出可以用在SRR天线封装10900的第二金属化层中的单个环形谐振器11102。在一些方面中,SRR天线封装10900的第三金属化层可以包括多个共面耦合式环形谐振器11104。更具体地说,多个谐振器11104可以包括环形谐振器11106、11108、11110和11112,其可以通过电容方式耦合到彼此以及单个环形谐振器11102。
在一些方面中,SRR天线封装10900可以在单个环形谐振器11102处使用对天线端口11114和11116进行馈电的双馈线,以生成两个线性正交偏振。如图111中可见,天线端口11114可以用于水平信号偏振,并且天线端口11116可以用于垂直信号偏振。
图112示出根据一些方面的图109的SRR天线的E平面中的电场线11200。参照图112,示出SRR天线封装10900的第一、第二与第三金属化层之间所形成的电力线11200。更具体地说,电场线11200归因于地平面11202、(第二金属化层上的)单个环形谐振器11204与两个共面环形谐振器11206和11208之间的电容性耦合而得以形成。图112还示出单个环形谐振器11204上的天线馈电端口11210。
图113是根据一些方面的图109的SRR天线封装小单元的反射系数和视轴已实现增益的图线表示。更具体地说,图113基于图111的SRR天线拓扑的仿真性能示出反射系数图线11302(指示回波损耗)和视轴已实现增益图线11304。如图113中可见,10dB回波损耗带宽从55GHz扩展到74GHz(或19GHz带宽)。
附加地,3dB视轴已实现增益带宽从54GHz扩展到69GHz(或15GHz带宽)。如图113中可见,在70GHz之上,视轴增益开始快速地下降,此时元件不再具有垂射类型辐射行为。因此可以在以垂射进行辐射的同时在55GHz至69GHz的有效带宽内利用SRR天线封装(例如10900)。垂射图案在相控阵列应用中可以是有利的,以在顶部半球中生成方向性波束。此外,取决于应用,SRR天线封装(例如10900)可以在频率方面增大或缩小,以覆盖更多特定频段。
图114示出根据一些方面的使用图109的SRR天线封装小单元的示例性天线阵列的框图。参照图114,天线阵列11400是包括与图109的SRR天线封装10900相似的多个天线封装小单元的大型毫米波相控阵列天线。在一些方面中,天线阵列11400包括被布置成平铺式配置的SRR天线封装小单元的布置,其包括任何数量的多个SRR天线封装小单元(例如4x4、8x8和16x16)。与天线阵列11400(以及与每个SRR天线封装小单元(例如SRR天线封装10900))关联的是(图114所示的)特定电场(E场)矢量和(图114未示出的)特定磁场(M场)矢量。
可以使用SRR天线封装(例如SRR天线封装10900)形成天线阵列11400。图114示出天线阵列11400中的第二金属化层11402和第三金属化层11408。第二金属化层11402包括多个单个环形谐振器11404。单个环形谐振器11404中的每一个具有第三金属化层11408内的环形谐振器11410(例如四个共面电容性耦合式环形谐振器)的对应集合。
在一些方面中,层11402和11408内的环形谐振器的元件间的间隔可以设置为0.5λ,但可以基于天线阵列11400的扫描范围要求而改变。
在一些方面中,为了均衡堆建封装上的金属密度,可以在相邻谐振器元件之间添加无谐振偶极(或虚假金属条带)11406和11412。在天线阵列11400中,可以从单个天线端口对SRR天线谐振器中的每一个(例如11404)进行馈电,形成一个单个线性偏振(在一些示例中,可以另外使用双偏振)。如图114中可见,无谐振偶极11406和11412与E场矢量是正交的,以减少辐射元件与无谐振偶极之间的耦合。
图116示出根据一些方面的图109的SRR天线封装小单元的堆高的框图。可以使用分别指代为11604-11622的十个基板层(M1-M10)形成SRR天线封装小单元11600。SRR天线封装小单元11600包括部署在顶部基板层11622上的共面环形谐振器11636、部署在基板层11618中的单个环形谐振器11634、部署在基板层11614中的天线地平面11632、部署在基板层11612中的天线馈电部11630、部署在基板层11616、11618、11620和11622上的无谐振偶极11638和部署在基板层11604与11614之间的阻抗变换器(例如同轴阻抗变换器11640)。
SRR天线封装小单元11600包括十个基板层,以提供信号选路,但方面不限于此,并且天线封装小单元11600可以包括不同数量的基板层。在一些方面中,天线封装小单元11600的基板层(例如11604-11612)提供堆高对称性,以缓解天线封装小单元11600的翘曲。SRR天线封装小单元11600可以实现于表面(例如PCB)上。
在一些方面中,SRR天线封装小单元11600是作为天线阵列(例如图114中可见的相控天线阵列)的子阵列的部分的子阵列元件。在特定方面中,SRR天线封装小单元11600通过同轴阻抗变换器11640耦合到集成电路(例如射频集成电路(RFIC)11602)的多个端口当中的一个。然而,各方面不限于此,并且SRR天线封装小单元11600也可以是更大或更小的子阵列的子阵列元件,并且可以通过其他方法耦合到RFIC。此外,每个子阵列可以在一些方面中被布置为构造相控阵列天线(例如用于大型mmWave通信的相控阵列天线)。
天线馈电部11630在特定方面中部署在与基板层11614上的地平面相邻的基板层11612上。此外,天线馈电部11630在一些方面中耦合到阻抗变换器11640。通过耦合到阻抗变换器11640,天线馈电部11630可以接收RF信号以用于SRR天线封装小单元11600进行的传输,或向天线馈电部11630发送RF信号(例如SRR天线封装小单元11600接收到的RF信号)。在一些方面中,阻抗变换器包括部署在多个基板层(例如基板层11604-11612)内的多个过孔。这些过孔可以通过基板层(例如基板层11604-11612)将RFIC 11602(例如,经由RFIC凸起部11603)耦合到天线馈电部11630。具体地说,阻抗变换器11640的过孔可以包括将RFIC11602耦合到天线馈电部11630的一个过孔。
在一些方面中,可以从25Ω带线中所设计的等相馈电分配网络对SRR天线封装小单元11600的天线馈电部11603进行馈电。阻抗系统可以选择为25Ω,以与传统50Ω带线相比减少进入带线的欧姆损耗。
在一些方面中,SRR天线封装小单元11600还包括部署在基板层(例如层11616-11622中的一个或多个)上的多个无谐振偶极11638。在一些方面中,无谐振偶极11638可以增加SRR天线封装小单元11600的金属密度,这也可以缓解翘曲(warpage)。附加地,无谐振偶极11638可以与SRR天线封装小单元11600的电场正交地部署在基板层11616-11622中的一个或多个上,以确保无谐振。
在一些方面中,RFIC 11602被配置为从环形谐振器11636和11634、天线馈电部11630以及阻抗变换器11640接收用于SRR天线封装小单元11600的RF信号。附加地,在一些方面中,RFIC 11602被配置为通过阻抗变换器11640、天线馈电部11630以及环形谐振器11634和11636从SRR天线封装小单元11600发送RF信号。在一些方面中,RFIC 11602通过倒装芯片附接方式而附接到SRR天线封装小单元11600,但各方面不限于此。RFIC 11602可以是(例如,无线通信设备内的)SRR天线封装小单元11600的部分,或可以与SRR天线封装小单元11600分离并且可操作地耦合到SRR天线封装小单元11600。此外,在特定方面中,RFIC11602可以可操作地耦合到控制和基带电路,以接收控制信号和基带信号,以用于处理从SRR天线封装小单元11600发送并且由SRR天线封装小单元11600接收的通信信号。
图115示出根据一些方面的构成示例性SRR天线封装小单元(例如11600)的层11500的集合。更具体地说,所示的基板层11502-11520对应于图116的基板层11604-11622。如图115中可见,共面环形谐振器11528定位在顶部基板层11520中,而单个环形谐振器11526定位在基板层11516中,形成堆叠式环形谐振器集合。单个环形谐振器11526包括天线端口11524,其耦合到位于基板层11510处的天线馈电部11522。
在一些方面中,SRR天线封装小单元11600还包括部署在基板层11514-11520上的多个无谐振偶极11530。与图116相似,无谐振偶极11530可以用以通过增加基板层11514-11520之间的金属密度缓解SRR天线封装小单元11600的翘曲。无谐振偶极11530可以与SRR天线封装小单元11600的电场正交地部署,以确保无谐振。
图117示出根据一些方面的可以用作用于图109的SRR天线封装小单元的馈线的多个带线的框图。参照图117,示出部署在地平面层之间的基板层M5(例如图115中的11510)的馈线的另一视图11700。更具体地说,层M5可以包括部署在地平面层M4(11508)与M6(11512)之间的多个带线(例如11702)。例如,图117示出地平面层之一(例如M4或11508)的金属化表面11708。带线11702位于非金属化面积11710内,并且可以受多个地过孔11704屏蔽。在一些方面中,每个带线11702可以是25Ω带线。即使标号11702仅连接到图117中的两个带线,图117所示的其余带线也通过标号11702指代(相似地,在图117中,11704指代所有所示地过孔,11706指代所有带线弯曲部,并且11710指代所有非金属化面积)。
SRR天线封装小单元11600的馈电网络可以是RFIC 11602与mmWave频率体制中的辐射元件(例如11634和11636)之间的损耗的源。在一些方面中,用于天线阵列(例如使用多个SRR天线封装小单元的图114所示的阵列)内的每个SRR天线封装小单元的每个25Ω带线11702可以是相同的长度,以对于阵列中的所有天线元件确保相同的插入相位。附加地,用于天线阵列内的每个SRR天线封装小单元的每个25Ω带线11702可以受地过孔11704屏蔽(例如,以防止出模(overmoding))。此外,用于天线阵列内的每个SRR天线封装小单元的每个25Ω带线11702可以在具有平滑弯曲部(例如,弯曲部11706不包括任何锐角弯曲部)的PCB封装上选路,以对于天线阵列的所有馈线确保关于频率的平坦插入相位响应。
RF通信系统时常利用半导体管芯上形成的子系统(例如压控振荡器(VCO)、功率放大器、收发机、调制解调器、天线子系统等)。应用于便携式设备的增加的数量的无线通信标准可能产生关于天线的主要设计挑战。天线表示可以在便携式设备中与其他组件根本地不同的组件的类别。例如,天线可以被配置为在自由空间中高效地进行辐射,而其他组件可以与它们的周围隔离。
操作在毫米波(mmWave)频率处(以用于高数据率短距离链路)的天线预期赢得流行性。可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或码-波频率的操作处的通信系统的一个示例称为操作在60GHz频段处的无线吉比特联盟(WiGig)。此外,利用mmWave无线电系统旨在对于标准(例如5G蜂窝无线电)起到主要作用。典型地,这些短距离mm波无线电系统需要发射机与接收天线之间的无阻挡的视线(LOS)。针对LOS要求,发送和接收天线的定向可能需要它们的各个主瓣彼此面对,以用于最大无线电链路。用于移动设备(例如膝上型计算机、平板、智能电话等)的特定天线设计在覆盖方面受限,并且在mmWave操作频率处招致高损耗。附加地,可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或码波通信系统可以时常使用天线系统内的波导。然而,使用可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或码波信号的用于通信的波导与可能是昂贵的精准微加工组件关联。
本文所描述的波导结构可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但波导结构不限于此。图118A示出根据一些方面的使用多个波导天线的示例移动设备。参照图118A,移动设备11800可以包括无线电前端模块(RFEM)11802,其可以用以经由波导11808以无线方式发送或接收信号。在一些方面中,波导11808可以用以在设备11800内部以及有向地在设备11800外部传递无线信号(例如毫米波无线电信号(例如WiGig或5G蜂窝信号))。如图118A中可见,四个分离的波导11808可以用作天线,在设备11800外部的不同天线瓣中转向信号。
图118B示出根据一些方面的具有波导过渡元件的示例性射频前端模块(RFEM)。参照图118B,RFEM 11802包括收发机子系统11804、过渡结构11806和波导11808。在一些方面中,无线信号可以经由过渡结构11806在收发机11804与波导11808之间传递。过渡结构11806可以用于在将无线信号传递出/入收发机11804的带线与波导11808之间进行过渡。
波导11808可以由涂敷有导电材料的低损耗塑料材料(例如金属涂敷的聚四氟乙烯材料或其他材料)制成。过渡结构11806可以使用具有接地连接器机壳内部的馈电探测器的微加工连接器或适配器。可以使用的信号馈电技术包括波导内部所放置的微带贴片天线的近场耦合。然而,归因于微加工连接器或适配器,过渡结构11806对于制造可能是昂贵的
在一些方面中,(本文参照图119A-图123所公开的)不同类型的波导过渡结构可以用于将无线信号(例如mmWave无线电信号)从PCB(或另一基板)上的传输线馈电到波导。过渡结构可以包括具有对多层PCB的平面式传输线的连接的馈电探测器(例如电或磁场馈电探测器)。波导过渡结构的较大部分可以包括PCB与波导之间的地连接以及可以通过贴装到PCB上的金属适配器实现的对波导的机械贴装和机械支撑。适配器可以要么焊接要么使用螺钉(如附图中可见)贴装到PCB。由于过渡结构的最小部分(例如馈电探测器)实现于PCB中,因此所提出的波导过渡结构设计可以无需利用对于机器将是困难并且昂贵的小的并且公差敏感的部分。
图119A和图119B示出根据一些方面的用于在PCB与波导天线之间进行过渡的波导结构的透视图。参照图119A,示出对于在PCB 11902与波导11906之间进行过渡所使用的适配器11904的分解图11900。PCB 11902可以包括地层11910A与11910B之间的多个层11908。传输线11918可以部署在PCB 11902的一个侧上(例如,层11910A上),并且可以用以在波导11906与收发机子系统(例如11804)之间传送毫米波无线信号。传输线11918可以是平面式传输线,其可以包括微带线路、带线或共面波导传输线。在一些方面中,传输线11918可以是地背面(ground-backed)共面波导(CPW)传输线。在一些方面中,传输线11918可以是非平面式类型的(例如同轴或另一波导)。附加地,传输线11918可以包括通过基板层11908的DL电层与地平面(例如层11910A)分离的导电组件。传输线11918可以包括用于将信号传递去往以及来自波导11906的馈电探测器(例如,如图120A-图120B所示)。
PCB 11902还包括切除部11912,其可以用于当经由适配器11904贴装PCB 11902和波导11906时容纳波导11906。适配器11904可以经由螺钉11914或经由其他部件贴装到PCB11902(例如,适配器11904可以经由其他部件胶合或附接到PCB 11902)。
波导11906可以由低损耗材料(例如聚四氟乙烯)制成,并且可以受金属化(或金属性)层11916覆盖。适配器11904可以由金属制造,从而当经由适配器11904耦合PCB 11902和波导11906时,金属化层11916可以耦合到PCB 11902的地层(例如11910A和11910B)。图119B示出PCB 11902、适配器11904和波导11906的组装图11920。
图120A、图120B和图120C示出根据一些方面的图119A-图119B的波导过渡结构的各种截面图。参照图120A,示出附接到PCB11902和波导11906的适配器11904的截面图12000。在一些方面中,PCB 11902可以包括形成地过孔围栏12010的多个过孔。地过孔围栏12010的至少一个部段可以耦合地平面层11910A和11910B。
图120B和图120C示出包括使用螺钉11914贴装到PCB11902和波导11906的适配器11904的波导结构的附加视图12002和12004。如视图12002中可见,适配器11904可以包括开孔12016,以用于当适配器11904贴装在PCB 11902上时容纳传输线11918。在一些方面中,PCB 11902可以还包括电镀通过PCB 11902和传输线11918以形成馈电探测器12012的一个或多个过孔。馈电探测器12012可以用于在馈线11918与波导11906之间传递无线信号。于此,传输线11918的地部段可以经由金属适配器11904和地过孔围栏12010耦合到波导的地部段(例如金属化层11916)(例如,电触点形成于地平面层11910A、11910B、地过孔围栏12010、金属适配器11904与波导11906的金属化层11916之间)。
在一些方面中,当PCB 11902和波导11906贴装到适配器11904时,PCB传输线到波导过渡适配器11904可以还包括PCB 11902的边缘(例如靠近馈电探测器12012的位置的PCB的边缘)与波导11906的边缘之间所形成的空气间隙12014。空气间隙12014可以具有可配置的维度(例如宽度、高度和/或深度),目的是阻抗匹配。
图121A、图121B和图121C示出根据一些方面的包括阻抗匹配空气腔体的图119A-图119B的波导过渡结构的各种透视图。参照图121A、图121B和图121C,示出包括PCB 11902、适配器11904和波导11906的波导过渡结构的附加视图12100、12102和12104。更具体地说,视图12102和12104示出空气间隙12014相对于地过孔围栏12010和馈电探测器12012的位置。
图122示出根据一些方面的当经由图119A-图119B的波导过渡结构贴装PCB和波导时的空气腔体的另一视图。参照图122,示图12200示出PCB 11902、空气间隙(或腔体)12014和聚四氟乙烯波导11906的相对介电常数(Er)。更具体地说,相对介电常数Er=1与空气间隙12014内的空气关联,并且相对介电常数Er=3与PCB11902和波导11906关联。如图122中可见,接口边界处(例如,PCB11902与空气间隙12014之间的边界和空气间隙12014与波导11906之间的边界处)的反射信号12202和12204可以看作两个信号波在PCB11902与波导11906之间传播的阻抗。因此,通过调整空气间隙12014的维度,阻抗可以变化,目的是阻抗匹配。
图123示出根据一些方面的与空气间隙宽度有关的反射系数值的仿真结果的图线表示。更具体地说,图线示图12300示出说明与空气间隙12014的宽度有关的反射系数S11的值的示例仿真结果。如图123中可见,空气间隙12014可以用于使用适配器11904优化过渡结构的阻抗匹配。在一些方面中,除了宽度之外的空气间隙维度或空气间隙形状可以变化,目的是阻抗匹配。
偏振多入多出(MIMO)天线结构和偏振分集规划为用于未来5GmmWave无线电系统的极度高数据率的关键促成因素之一。这样产生对于关于mmWave无线通信系统中的使用适当的双偏振式天线和天线阵列的需求。
先前解决方案包括具有复杂的或相对复杂的用于生成双偏振式辐射响应的馈电网络或天线图案形状的各种类型的平面式微带和印制偶极天线。为了对于5G和WIGIG偏振MIMO系统提供优化的或改进的特性,天线应展现具有信号馈电端口之间的高隔离度的近乎纯净的双偏振式响应。此外,天线应在大小方面是小的,易于集成到PCB/硅中并且可用作天线阵列中的单个天线元件。第二问题是防止PCB/基板集成天线中产生的有害的并且有损的基板波的激励。先前解决方案包括具有复杂的或相对复杂的用于生成双偏振式辐射响应的馈电网络或天线图案形状的各种类型的平面式微带和印制偶极天线。
根据一些方面,对于以上需求的一种解决方案是使用具有共享偶极臂的两个90度折叠式偶极天线。这些恰当地定位的偶极的天线结构产生正交偏振式天线配对。当偶极的信号馈电部良好地平衡时,在天线之间存在弱耦合。在天线结构集成到多层PCB或基板中的一方面中,可以实现上述天线。此外,可以通过对于所描述天线结构的平面式偶极臂条带和对于天线面积处的PCB介电体恰当地设计定位的PCB孔洞来防止或实质上降低基板波激励。在一些方面中,可以实现表4的仿真设计参数。
表4
下述天线结构提供对关于以上需求的当前已知的解决方案的改进,在于:共享天线臂使得能够通过非常紧凑的天线结构实现双偏振式响应,偶极的平衡性质提供天线之间的低相互耦合而没有额外努力和复杂度,并且双偏振式响应得以实现而无需复杂的馈电和阻抗匹配网络。所公开的天线结构的其他改进是:其非常易于集成到PCB或其他类型的多层基板。此外,将孔洞放置到天线的平面式部分的简单技术可以用于抑制有害的基板波。这些孔洞也减少天线结构内的介电体损耗。此外,所公开的天线结构易于用作紧凑天线阵列的构建块。本领域技术人员应理解,可以在一个或多个方面中实现前述改进,并且本文所描述的天线结构的各种方面可以取决于手边的设计问题而提供所有或一些前述改进。
图124示出根据一些方面的双偏振式天线结构。天线结构12400包括两个90度折叠式偶极天线12401、12403。天线结构12400可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但波导结构不限于此。折叠式偶极12401包括平面式臂12402和垂直臂12410。折叠式偶极12403包括平面式臂12406和垂直臂12410。折叠式偶极12401、12403放置得侧接侧。侧接侧放置方式产生正交偏振式天线配对。
每个偶极12401、12403具有其自身的“天线臂”12410以及12404、12408处以标号示出的单独馈电部。天线臂12410对于两个偶极是共用的。换言之,根据一些方面,臂12410是两个折叠式偶极的共享天线臂。如图124所示,每个折叠式偶极将产生倾斜45度的线性偏振。侧接侧的两个这种偶极将产生正交偏振式天线配对,如以下附加地详细讨论的那样。此外,如果两个天线良好地平衡,则天线之间将存在非常少的耦合。
图125A至图125C示出根据一些方面的多层PCB上所实现的图124的双偏振式天线结构。在一方面中,所示偶极设计为操作在近似29GHz的频率处。在图125A至图125C中,PCB12503包括近似20x10mm的地平面,并且是天线结构12511集成到的部分。根据待讨论的方面,通过在长度方面近似2mm的平面式PCB铜条带实现图125C中枚举的但图125A至图125C中的每一个中示出对于每个天线特定的偶极臂12502、12506。通过PCB上贴装的近似2.5长垂直金属条实现与两个天线共享的垂直偶极臂12510。平面式偶极臂12502、12506上的PCB中的孔洞12507用于防止或减少有害的基板波的激励。PCB 12503和延伸部12509实体上是同一PCB。换言之,延伸部12509仅是PCB轮廓的形状。
图126示出根据一些方面的图125A至图125C所示的天线结构的仿真的S参数。使用CST MICROWAVE STUDIOTM(CSTTMMWSTM)电磁仿真软件(SW)对图125A的枚举为12511但在图125A至图125C中的每一个中示出的天线结构进行仿真。对于关于该特定方面所描述的仿真,该示例中的PCB 12503材料是FR4(εr=4.4),并且所有导体的材料是铜。仿真的S参数呈现于图126中。结果示出(例如图124的12401、12403标号的并且图125A至图125C中的12501、12503图示的)两个天线在29GHz频段处良好地阻抗匹配,并且天线之间的耦合是低的。
图127A和图127B示出根据一些方面的图125A至图125C所示的天线结构的仿真的远场辐射图案。根据一些方面,偶极的辐射通过比主偏振分量更低10至30dB的交叉偏振分量正交地偏振。在该PCB实现方式中,两个偶极12501、12503具有近似4dBi的最大方向性和近似3dBi的最大增益。仿真结果指示天线结构12511按意图的方式工作。
对不期望的和有害的表面或基板波模式的功率泄漏在mmWave电路中可能是问题。实际上,这说明RF功率泄漏到基板中,产生附加介电体损耗并且毁坏天线的辐射图案和偏振。在该天线结构12511中,通过在天线面积上将孔洞钻探到PCB防止或减少表面和基板波的激励。图128A示出根据一些方面的具有在偶极臂的平面式臂中钻探的表面波孔洞的图125A至图125C的天线结构的顶视图。图128B示出根据一些方面的另一配置中钻探的具有表面波孔洞的图125A至图125C的天线结构的顶视图。图128A示出孔洞(其之一枚举为12807并且在一些方面中在直径方面是0.2mm)以它们近似地位于电场最大值的面积处的这种方式定位到平面式偶极臂12802、12806的技术。
图128B示出替选实现方式,其中,在12812、12814、12816处离开天线的PCB中存在附加孔洞,以进一步抑制表面和基板波激励。在偶极结构中,电场最大位置典型地处于偶极臂的开端附近。然而,在该方面中,孔洞也放置到天线的其他较不关键的区域,因为这通常对于移除尽可能多的靠近天线的有损的材料通常是有益的。有损的材料包括基板,并且在一些方面中,基板是阻燃剂4(FR4)。
图129示出根据一些方面的双偏振式天线结构的替选实现方式。图130A示出根据一些方面的图129的天线的顶视图,而图130B和图130C是根据一些方面的图129的天线的透视图。在图129中,以分别用于每个天线的靠近地分离的单独偶极臂12906、12908替换图125A至图125C所示的公共偶极臂12510。如图125A至图125C中,每个天线包括单独馈电部12903、12905,并且产生倾斜45度的线性偏振。介电体基板13003可以是εr=4.3和损耗正切=0.02@29GHz的介电体。根据一些方面,图130A的天线包括双垂直元件13010、13011和平面式偶极臂13002、13006。两个平面式臂上的孔洞13015在一方面中有助于防止或减少PCB13003上的表面或基板波。附加孔洞13012、13014、13016可以如所指示的那样放置,以也有助于防止或减少速率表面或基板波。馈电部13005、13007可以连接到基板13003内的信号源(例如射频集成电路(RFIC))。典型地,将通过微带或带线传输线进行连接。归因于过孔可能产生的可能阻抗匹配问题,在mmWave电路中通常避免过孔。有时,可能需要使用过孔(例如,如果RFIC位于PCB的相对侧而非馈电部上)。所示维度用于仿真目的,但本领域技术人员应理解,根据手边的设计问题,可以使用其他维度。
图130B和图130C是根据一些方面的图129的天线的透视图。图130B的切去部示出13011处的两个垂直臂之一,而图130C示出两个垂直臂13010、13011。
图131A示出根据一些方面的关于图130A至图130C的天线结构的总辐射效率针对频率的仿真。在此所使用的术语“总辐射效率”表示天线所辐射的功率对于来自源(例如50欧姆信号生成器(例如RF收发机))的最大可用功率的比率(以dB为单位)。总辐射效率考虑阻抗失配损耗和天线结构中的损耗二者(在RF能量变为热量的情况下,介电体和欧姆损耗)。图131A绘制图130C的天线之一的效率(因为其具有对称的两个正交天线,所以这两个天线的效率将是相同的)。
图131B示出根据一些方面的图130A至图130C所示的类型的4x1天线阵列的顶视图。图131C是根据一些方面的图131B所示的类型的天线的4x1阵列的透视图。根据一些方面,4x1双偏振式天线阵列包括均为图130A至图130C所示的类型的四个双偏振式天线元件13121、13123、13125、13127。天线元件中的每一个包括两个垂直偶极臂13110、13111和两个平面式偶极(diode)臂13102、13106。阵列为了仿真的目的而是所指示的维度,并且经由结构13109附接到主PCB 13103。天线元件使得能够形成对于PCB 13103的边缘紧凑的天线阵列,这样使得其对于空间处于稀缺的移动无线电设备中的实现方式是有吸引力的。
图131D和图131E是根据一些方面的按0°定相的图131B和图131C的4x1天线阵列的所示仿真辐射图案13100D和13100E。图131F和图131G是根据一些方面的按120°定相的图131B和图131C的4x1天线阵列的所示仿真辐射图案13100F和13100G。每个仿真图案指示+45°阵列或-45°阵列,如仿真图案附图中所指示的那样。这些附图的结果来自图131C的结构,其中,“+45”指代分别对于其他偶极+45度倾斜偶极和-45度所形成的天线阵列。图131D和图131E用于以相同相位的输入信号激励所有单独天线馈电部的情况。图131F和图131G用于当每个馈电部的相位距其旁边的元件移动120度的情况。这样使得阵列的图案的主瓣距中心偏移。定相用以将天线主瓣转向到想要的方向上。
图132的图线示出根据一些方面的图132的天线阵列的邻近天线之间的最坏情况耦合的仿真。图132的天线阵列包括基板13203上的天线。天线开始于13209处,并且包括邻近天线13202。作为示例,仿真图线指示邻近天线(例如图132的13202处所指示的两个天线)之间的耦合。S44和S55是两个邻近天线13202的输入匹配(“回波损耗”),并且S45是这两个天线之间的耦合。从图案可见,根据一些方面,天线之间的耦合示出为在所有兴趣频率处小于-10dB,这对于MIMO性能是足够的隔离度。
图133示出根据一些方面的用于按0°度定向的图131B和图131C的4x1天线阵列的包络相关性。图133是图131B和图131C的两个天线阵列(“+45阵列”和“-45阵列”)之间的仿真的包络相关性。包络相关性用以量化两个天线之间的相关性。如果包络相关性是1,则两个天线接收确切相同的信号,并且因此对于MIMO或分集接收是无用的。在理想情况下,包络相关性将是零。通常,小于0.4的包络相关性认为对于MIMO性能是非常良好的。
图134示出根据一些方面的用于下述极型(polar)仿真辐射图案的坐标系。
当前已经建议用于WiGig子系统的两种实现方式,即嵌入式管芯无线电子系统和叠层封装无线电子系统。在一些方面中,管芯可以是硅收发机,并且可以连接到天线。在嵌入式管芯实现方式中,存在在一些方面中无线电系统的主基板的内部嵌入有的管芯和主基板之上的表面贴装器件(其具有覆盖二者的保形屏蔽)。在一些情况下,在屏蔽之下存在选择性模具。此外,天线可以提供于主基板的底部侧上,并且天线连接器可以提供于屏蔽体附近。这样具有小XY形数的优点,但具有辐射仅来自底部侧处的天线的缺点。
第二实现方式包括叠层封装无线电子系统,其具有管芯和放置在主基板的顶部侧中的表面贴装器件(其可以由具有用于表面贴装器件和用于管芯的腔体的另一基板覆盖)。在一些实现方式中,天线可以放置在顶部和底部侧上、主基板之下以及叠层封装子系统之上。再次,在主基板上的叠层封装模块附近可以存在信号连接器。该实现方式具有存在来自封装的两个侧的辐射的优点,但存在这样的缺点:存在大的XY形数,这可能归因于长馈线而导致功率损耗。
在本文所公开的方面中,可以描述给定数量的元件(例如天线或其他组件)。本领域技术人员应理解,所描述的数量的天线和其他组件用于说明,并且其他数量的天线和其他组件可以关于手边的解决方案而根据需要而在其他方面中被配置。
图135示出根据一些方面的具有嵌入在主基板内部的管芯和主基板之上的受屏蔽表面贴装器件的无线电子系统封装。本文所描述的无线电系统封装可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325和天线阵列电路330中,但无线电系统封装不限于此。
图135中示出无线电子系统13500。子系统的主基板见于13502处。连接到主基板的是用于针对射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)进行屏蔽的机械屏蔽体13516。在屏蔽体的内部13518中的是表面贴装器件,其可以是电感器、电阻器、电容器等。管芯13504嵌入在主基板13502内,而天线13506、13508、13510、13512和天线连接器13520附接到主基板并且连接到管芯13504。在一些方面中,天线在主基板的底部上被配置有其他天线,以形成天线阵列。通常,因为天线不能辐射通过屏蔽体,所以天线不放置在该面积中。因此,虽然XY形数在一些实现方式中可以是小的,但存在仅来自实现方式的底部的辐射。
图136示出根据一些方面的具有副基板中的腔体内的主基板之上放置的管芯和表面贴装器件的无线电子系统。图136中示出无线电子系统13600。子系统包括主基板13602,其在其底部处具有天线13606、13608、13610、13612,天线13606、13608、13610、13612在一些方面中在主基板的底部处与其他天线被配置在一个或多个天线阵列中。管芯和表面贴装器件(未示出)可以被配置在副基板13604内。天线13614、13616可以与其他阵列被配置在副基板13604的顶部表面上作为天线阵列。连接器13618得以提供,并且在一些方面中连接到管芯,以提供待辐射的无线电信号。前述情况的结果是叠层封装无线电子系统。如上所述,虽然存在来自两个侧的辐射,但叠层封装配置在一些情况下具有带有大XY形数的缺点,这样可能占用比该实现方式可以寻求使用的移动设备中可用的更多的空间。
图137示出根据一些方面的具有嵌入在主基板内部的管芯和副基板中的腔体内的主基板之上放置的表面贴装器件的无线电系统封装。根据一些方面,无线电封装13700是组合的嵌入式管芯和叠层封装子系统。根据一些方面,封装包括第一或主基板13702,其附接到第二或副基板13713。在待讨论的方面中,管芯13704嵌入在主基板13702内。在隐藏视图中示出腔体13717。根据一些方面,表面贴装器件(例如天线13718和分立设备13720)(并且其中的每一个可以存在多个,天线单独地被配置或被配置在一个或多个阵列中)焊接或另外连接到主基板,并且由腔体13717覆盖或另外坐落在腔体13717内。根据一些方面,可以包括单独地被配置或被配置在一个或多个天线阵列中的天线的一些表面贴装器件位于副基板中的腔体13717内。根据一些方面,天线13706、13708、13710、13712贴装在主基板13702的底部处。如以下附加附图中可见,天线在一些方面中可以与其他天线被配置作为一个或多个天线阵列。在一些方面中,可以提供连接器13720,以将无线电信号提供给管芯13704。在其他方面中,柔性互连部可以将第一基板或第二基板连接到整个系统中的一个或多个第三基板、封装或板。根据一些方面,具有嵌入式管芯13704的主基板13702和具有包括贴装在副基板13713的腔体内的天线的表面贴装器件的所附接的副基板包括嵌入式管芯加上叠层封装组合。此外,在一些方面中,除了顶部和底部之外,天线和/或天线阵列还可以放置在主基板或副基板或二者的侧上,以在侧方向上提供辐射。在一些方面中,这些设备可以操作在端射模式下。
图138A是根据一些方面的具有嵌入在主基板内部的管芯和副基板中的腔体内的主基板之上放置的表面贴装器件的无线电系统封装的透视剖视图。组合的嵌入式管芯/叠层封装组合13800包括嵌入在主基板13802中的管芯13804和具有表面贴装器件13818(其在一些方面中可以是副基板13813中的腔体13817内的天线和天线阵列)的副管芯13813。根据一些方面,例如13820处的腔体13817内的所示表面贴装器件中的一些可以是可能需要的分立电路组件。在主基板13802的底部处是以上所讨论的配置中的天线13806、13808、13810、13812。根据一些方面,在副基板13813的顶部处是以上所讨论的要么单个地要么成天线阵列地贴装的天线13814A、13814B、13816A、13816B。
图138B是根据一些方面的示出主基板的底部侧的图138A的无线电系统的透视图。组合的嵌入式管芯/叠层封装组合13801包括嵌入在主基板13802中的管芯(未示出)和具有表面贴装器件13818、13820(其可以在一些方面中包括贴装在副基板13813中的腔体13817内的天线13818或天线阵列)的副基板13813。根据一些方面,腔体13817内的所示表面贴装器件中的一些可以是可能需要的分立电路组件13820。在主基板13802的底部处是以上所讨论的配置中的天线13806、13808、13810、13812。根据一些方面,在副基板13813的顶部处是要么单个地要么成天线阵列地贴装的天线13814A、13814B、13816A、13816B。
图139是根据一些方面的示出副基板的内部的图138A的无线电系统的透视图。在一些方面中,嵌入式管芯/叠层封装组合13900包括嵌入在主基板13902中的管芯13904和具有表面贴装器件(例如13918)的副基板13913。管芯13904可以通过焊接触点13925连接到基板13902。根据一些方面,表面贴装器件(例如13918)可以包括贴装在副基板13913中的腔体13917内的天线或天线阵列。根据一些方面,腔体13917内的所示表面贴装器件中的一些可以是可能需要的分立电路组件13920。在主基板13902的底部处是以上所讨论的配置中的天线13906、13908、13910、13912。根据一些方面,在副基板13913的顶部处可见要么单个地要么成天线阵列地贴装的天线13914A、13916A。作为用于管芯13910的无线电信号的源,在一些方面中,可以提供连接器13922。
图140A是根据一些方面的示出用于机械连接和/或电连接的焊接触点的图138A的无线电系统的局部透视顶视图。在一些方面中,管芯(未示出)可以嵌入在主基板14002内。根据一些方面,上述类型的表面贴装器件14018、14020示出为连接到主基板14002。在一些方面中,在以上附图中的一些中所示的具有腔体的副基板将覆盖表面贴装器件。在一些方面中,焊接触点(其中的一些枚举为14022、14024和14026、14028)用以连接到副基板,如以下将附加地详细讨论的那样。在一些方面中,可以提供连接器14020。
图140B是根据一些方面的示出被配置在副基板上的焊接触点以匹配图140A的焊接触点的图138A的无线电系统的局部透视图。在一些方面中,通常在14000处所示的顶部副基板14013包括上述类型的腔体14017。焊接元件(其中的一些枚举为14022A、14024A和14026A、14028A)被配置在副基板14013上,以匹配图140A所示的焊料组件,并且当焊接连接部的两个集合受回流时,提供可以用于两个基板之间的机械连接并且在一些方面中同样用于电连接的焊接连接部。虽然本文示出2x2元件阵列和2x4元件阵列,但本领域技术人员应理解,根据期望的解决方案,NxM元件阵列可以被配置在主基板和/或副基板的顶部、底部或侧上。在一些方面中,当天线阵列位于主基板和/或副基板的顶部、底部上并且沿着其侧时,并且辐射方向可以取决于天线发射和天线极性的算法控制而在任何数量的方向上受控。
因为对于天线的边射操作的需求,并且还因为这些天线可以寻求使用的移动设备内的非常有限的空间,所以期望寻找非常小的、操作在5GmmWave频率处的并且比更高端多层堆高天线占用更少的空间而且对于制造而花费更少的成本的边射天线选项。一种解决方案是,小的表面组件可以焊接或另外附接到主PCB的边缘,以用于用户移动设备中的使用。可以通过切割连接到主PCB地以类似于波导而运作的一般可见于具有中心过孔和部分地电镀的侧壁的移动设备中的一件低成本PCB(如以下所讨论的表6中)实现该解决方案。表面组件的未电镀部分是延伸式介电体材料,其提供从波导到空气的阻抗变换。延伸式介电体材料的长度可以充当用于阻抗匹配和波束赋形的调谐柄,以实现给定设计中所期望的目标。已经发现,该表面组件可以实现在28GHz处近似30%并且具有与规则单极天线相比更有向的波束的相当宽的带宽,并且也可以用于双偏振操作。在一些方面中,可以实现表5的仿真的设计参数。
表5
图141A示出根据一方面的包括附接到PCB的表面组件的单元件边射天线。单元件边射天线可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但单元件边射天线不限于此。
表面组件14101焊接或另外附接到可以是移动设备的主PCB的主PCB 14103。表面组件的元件如以下所讨论的那样受电镀,并且在附图中是所指示的维度,并且单极天线处于14105处的表面组件内。单极天线14105可以由6mm微带馈电部14107从PCB的底部馈电,其中,其可以附接到信号源(例如射频集成电路(RFIC))。单极天线14105可以是附接到馈线14107的小的PCB 14101内的过孔。表面组件运作为类似波导的封盖,并且使得从单极辐射的波束与规则单极的波束是相比相当更有向的。延伸式介电体14109可以视为将包括天线14105的表面贴装电镀的表面元件14101延伸到空中。延伸式介电体14109提供从波导中的单极到自由空中的逐渐阻抗过渡。介电体长度可以充当调谐柄(长度是关于期望的设计而对于阻抗要求所确定的),并且有助于与对于空中是开端的规则波导天线相比提供宽带宽。此外,因为延伸式介电体在长度方面仅为几毫米,所以该边射天线可以放置在空间处于稀缺的移动设备的PCB的边缘上。
图141B示出根据一方面的图141A的单元件天线结构的电镀和材料细节。例如,电镀在表面组件(其可以是Isola FR408HR材料)的5个侧上的铜可以是30微米铜,并且延伸式介电体部分可以是未电镀的。换言之,可以通过单个小件的PCB而无需组合来实现天线元件,这样降低用于大规模制造的成本。示例金属和介电体可见于表6中,其中,金属电导率以西门子每米为单位测量,并且在该方面中是铜电导率。该方面中所使用的用于材料的介电常数εr和损耗正切也可见于表6中。所指示的金属是常规地使用的廉价PCB,从表6可见。附加地,延伸式介电体材料是同一表面组件的未电镀部段。用于实现天线的一种方式是通过切割小件的规则PCB(具有内建过孔/单极)并且电镀表面的部分,而非制成两个组件(波导+延伸式介电体)并且将它们附接在一起。这是各方面是低成本的并且易于制造的原因之一。
表6
图141C示出根据一方面的图141A和图141B所示的单元件天线的端视图。在该方面中在给定维度处可见单极天线14105,并且以特定厚度(在此,32微米)示出PCB顶部层。本领域技术人员应理解,仅对于一些方面使用所陈述的各个维度和金属以及各个介电体,并且取决于手边的特定设计可以使用其他这样的材料。在一些方面中,可以通过附接到馈线14107的过孔形成单极天线14105。
图141D示出根据一方面的包括均具有半波长(λ/2)的分离度的图141A和图141B所示的类型的四个天线元件的天线元件阵列。在该方面中,每个天线元件与图141A至图141C的天线元件关于维度、材料和其他参数是相同的,并且阵列被配置为以相同偏振发射。
图142示出根据一方面的关于延伸式介电体的两个不同长度的图141A和图141B所示的天线的带宽。曲线14201示出用于3.5mm的延伸式介电体的在所指示的频率范围上的仿真带宽。曲线14203指示用于5mm的延伸式介电体的在所指示的频率范围上的带宽。在此,S11用以测量负10dB点处的带宽,如关于输入阻抗匹配通常所进行的那样。针对具有所包括的6mm馈线的方面仿真图142的曲线。仿真指示3.5mm长度的较短延伸式介电体具有比针对5mm长度的较长延伸式介电体的方面更好的带宽。可见,关于曲线14201的带宽从近似23GHz到近似34GHz。然而,以下仿真曲线中所示的增益将指示关于延伸式介电体的两种大小的带宽和增益存在折衷。
图143示出根据一方面的图141A和图141B所示的天线的频率范围上的总效率。该图线测量天线结构在辐射功率方面的效率。最佳效率通常是0dB,而负数dB测量指示天线结构的损耗并且因此频率范围上的更低效率。仿真结果在图143中可见于关于3.5mm长度的延伸式介电体的14301处和关于5mm长度的延伸式介电体的14303处。从图线可见,用于延伸式介电体的两个长度的交叉点近似处于28.2GHz处,从而在该所示天线结构中,3.5mm的较短的长度延伸式介电体具有27GHz与28.2GHz之间的更好的(但降低的)效率。超越点14305,图线14303所示的5mm的延伸式介电体于是具有28.2GHz与29.5GHz之间的更好的效率。图示的点是因为不同长度的延伸式介电体可以在不同频率处提供不同效率,所以调谐长度可以对于给定的期望解决方案用作参数之一。
图144示出根据一方面的大于图143的频率范围的频率范围上的图141A和图141B所示的天线的总效率。图144的更宽的频率范围是总体性能的更好的指标。图线14401用于3.5mm长度的延伸式介电体,并且图线14403用于5mm长度的延伸式介电体。用于28.2GHz处的总效率的交叉点14405与图143上的交叉点14305是相同的。图144示出在图线14401保持相对恒定的效率并且实际上增加频率范围的部分上的效率的同时在点图线14403开始非常快速地损失效率的近似30.3GHz的较高频率处的第二交叉点14407。因此,可见,用于待讨论的天线结构的总效率取决于我们正调查的特定频率范围。图144是指示3.5mm的延伸式介电体长度的图线14401具有比用于5mm的延伸式介电体的图线14403更好的带宽的事实的甚至更好的说明。这是从图142得出的结论的确证。
图145示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的频率范围上的最大已实现增益。当用在该上下文中时,最大已实现增益表示不仅因为天线结构自身而且还因为考虑对天线的输入处的阻抗失配的仿真的增益所以在主(最大)辐射方向上实现的仿真增益。例如,仿真的最大已实现增益考虑6mm馈线,不仅产生理论增益而且产生归因于理论增益和与真实天线竞争的其他因素的实际增益。示出仿真的参量的其他附图类似地考虑6mm馈线。图线14501示出用于3.5mm长度的延伸式介电体的频率范围上的最大已实现增益,并且图线14503示出用于5mm的延伸式介电体的所指示的频率上的最大已实现增益。从两个图线可见,即使3.5mm长度的延伸式介电体可以具有如图142中可见的更宽的带宽,较长的延伸式介电体(即14503)也具有图145中所指示的频率范围上的更好的最大已实现增益。
图146示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的另一频率范围上的最大已实现增益。图145的频率范围是图146的频率范围的子集。当在从24GHz到34GHz的图146的更宽的频率范围上观看时,可见图线14601所示的具有5mm长度的延伸式介电体的天线结构的最大已实现增益一致地并且增加性地比图线14603所示的具有3.5mm长度的延伸式介电体的天线结构的最大已实现增益更大。因此,虽然图142示出具有较短长度延伸式介电体的天线结构具有更宽的-10dB带宽。图146示出具有较长长度延伸式介电体的天线结构具有更大的最大已实现增益。
图147示出根据一方面的图141D所示的天线阵列的两个邻近天线元件之间的隔离度。在所示频率范围上,可见示出均具有5mm长度的延伸式介电体的邻近元件之间的隔离度的图线14703优于可见于图线14701的具有3.5mm长度的延伸式介电体的阵列的两个邻近元件之间的隔离度。更负的dB表示邻近元件之间的更低的耦合等级并且因此更好的隔离。当一起浏览图142至图147时,显然设计者具有取决于关于任何特定设计的期望解决方案而对于延伸式介电体的长度作出的很多折衷。该附图集合示出可以如何实现延伸式介电体长度调谐,换言之,对于所示的方面,是使用3.5mm长度延伸式介电体还是5mm长度延伸式介电体。本领域技术人员应理解,在这些图线中已经仿真仅两个延伸式介电体长度(即3.5mm和5mm),但对于给定的设计可以按需仿真并且使用其他维度的延伸式介电体长度。
图148A示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线元件的28.25GHz处的三维辐射图案。图148B示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线元件的28.25GHz处的三维辐射图案。该方面用于单个天线元件,但具有不同的延伸式介电体长度。在这两个附图中,因为关于边射操作而实现待讨论的天线方面,所以辐射的主方向是朝向PCB的边缘。如两个附图中可见,用于图148A和图148B中的每一个的以dB为单位的最大已实现增益分别是3.93dB和5.17dB。方向可见于事实:图148A和图148B中的每一个中的阴影化解答为每个辐射图案旁边的垂直已实现增益表。关于待讨论的方面中的天线元件,如果我们沿着Z-X平面进行图148A或图148B的辐射图案的切割,则我们将看见E平面的辐射图案,而如果我们沿着图148A或图148B的X-Y平面进行切割,则我们将看见用于H平面的辐射图案。
图148C示出根据一方面的用于图141D所示的4元件阵列的28.25GHz处的三维辐射图案,其中,每个天线元件具有第一延伸式介电体长度。图148D示出根据一方面的用于图141D所示的4元件阵列的28.25GHz处的三维辐射图案,其中,每个天线元件具有第二延伸式介电体长度。可以如相对于E平面和H平面切割而关于图148A和图148B进行的那样关于图148C和图148D进行相似评注,但关于每个延伸式介电体长度的增益不同,通过解答为每个辐射图案旁边的已实现增益表的天线图案可见。注意,已实现增益是1.05E+01,表示1.05x10^1=10.5dB。7.65E+00表示7.65x10^0=7.65dB。再次,这示出具有5mm介电体的阵列实现更高的增益(更集中的波束/能量)。
图149示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线元件的给定频率处的E平面辐射图案。在图149中,辐射图案14901示出用于3.5mm长度的延伸式介电体的辐射图案,并且辐射图案14903示出用于5mm长度的延伸式介电体的辐射图案。从图149可见,用于3.5mm长度的延伸式介电体的辐射图案14901具有比14903处所指示的具有5mm长度的延伸式介电体的元件更小的增益。
图150示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的给定频率处的E平面交叉偏振辐射图案。返回参照图148A和图148B,如果我们本来在Z-X平面处进行切割,则切割等同于将固定在零度处,产生例如图149中的E平面的视图。给定天线被配置用于边射操作,对于待讨论的类型的具有相对于发送天线的共面偏振(例如实质上与发送天线相同的偏振)的接收天线,在作为移动设备的边缘方向的主方向上将测量出比3dB更好的发送天线的增益。另一方面,如果接收天线与待讨论的类型的发送天线处于交叉偏振(例如与发送天线实质上正交的偏振),对于图150的辐射图案情况如此,则将测量出非常少的发送天线的增益,即主方向上的大约-37dB的最大值。
图151示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的H平面共面偏振辐射图案。返回参照图148A和图148B,如果我们本来在图148A或图148B的X-Y平面处进行切割,则切割等同于将固定在九十度处,产生H平面的视图。对于待讨论的类型的具有相对于发送天线的共面偏振的接收天线,如图151中,在图151的主方向上将测量出比3dB更好的或增益。
图152示出根据一方面的用于图141A和图141B所示的天线的给定频率处的H平面交叉偏振辐射图案。该辐射图案用于处于与待讨论的类型的发送天线的交叉偏振的接收天线。再次,因为交叉偏振所以测量出非常小的所发送的增益,例如主方向上的近似-35dB。
图153A示出根据一方面的用于实现与图141A和图141B所示的单个偏振天线相似的天线元件的替选构思。可以是天线的上部分和天线的下部分的包括电镀部段15301和未电镀部段15309的表面组件与主PCB 15303融合。根据该方面,标号15304示出切割为配合波导形状的主PCB 15303的扩展式介电体部分,标号15305是小表面组件PCB内部的过孔所形成的单极。天线结构与主PCB的融合部分降低主PCB 15303的表面之上的总高度,这在特定紧凑应用中可能是关键的。由于现在电磁波的部分行进通过主PCB 15303,因此主PCB15303的介电体材料预期具有与小表面组件PCB的介电损耗相似的介电损耗。换言之,天线的部分处于主PCB 15303的表面之下,以减少高度。主PCB 15303具有与表面组件的介电体材料相似的介电体材料。二者组合(在一些方面中,焊接)在一起,以形成波导结构。
例如,在一些方面中,表面组件PCB和主PCB的介电体材料可以具有10GHz的频率处的4.6的εr和10GHz的频率处的TanD=0.004的损耗正切。具有这些参数的PCB是普遍使用的PCB。使得主PCB部分成为波导组件将也使得水平馈电成为可能,这样可以提供双偏振,如以下所探讨的那样。虽然前述参数的PCB用于该特定方面的仿真,但取决于特定设计的要求,可以使用具有与所讨论的参数不同的参数的PCB。
图153B示出根据一方面的具有更厚的主PCB 15303的图153A所示的天线元件,并且附加细节示出垂直馈电端口和水平馈电端口。根据一些方面,每个具有连接到RFIC的馈电迹线。如果给定水平单极处于波导的高度的一半,主PCB 15303的厚度处于波导高度的至少一半,则水平微带15312能够在中点处对水平单极15307进行馈电。微带可以从主PCB的底部侧对垂直单极15305进行馈电(未示出)。垂直和水平单极彼此是正交的,以提供以下附加地详细讨论的双偏振。由于波导的部分在该方面中处于主PCB中,因此在主PCB内部应存在垂直金属壁。可以通过以下也讨论的密集垂直过孔实现该目的。在图141A和图141B中,PCB切割为小件,以成为表面组件天线。根据一些方面,在此情况下,不存在关于主PCB的切割。
图154A示出根据一些方面的作为夹心结构的图141A和图141B的表面组件。夹心结构的表面组件见于15401和15401'处。表面组件15401处于主PCB 15403的顶部上,并且表面组件15401'处于主PCB 15403的底部上。
图154B附加地详细示出根据一方面的图154A所示的天线元件。主PCB内部的馈带线15407连接到表面组件15401中的单极15405。在此情况下,由于主PCB处于夹心波导结构的中间,因此15407不再能够从天线结构的底部进行馈电。根据一些方面,其需要如所示从波导的端部进行馈电。这样可能影响增益和匹配,如以上关于已实现增益所讨论的那样。延伸式介电体15409是表面组件15401的未电镀部段。
图155A是根据一方面的在将小表面组件和主PCB焊接在一起之后的图153B的双偏振天线的透视图。波导15501的部分通过扩展式介电体15509与主PCB 15503融合。指示双偏振天线的特定方面的维度。主PCB上的水平微带15512延伸到波导中,并且充当水平单极。过孔15514用以连接主PCB的顶部和第二地金属层。图155B示出根据一方面的包括用于垂直单极15505的主PCB的底部侧上的波导的内部维度和微带馈线15511的图155A的透明视图。在仿真中,通过理想(实心)金属近似主PCB的表面之下的波导的垂直地壁的部分。实际上,可以通过密集地过孔实现该目的。
图155C是根据一方面的图155A和图155B的双偏振天线的前视图。前视图是看入图155A或图155B的扩展式介电体15509中。根据一些方面,关于天线15505看见维度。15515是充当水平单极的水平微带的延伸式部段,并且15505是该方面中的垂直单极。
图155D是根据一方面的图155A和图155B的双偏振天线的侧视图。在该视图中,由于垂直单极受波导的垂直地壁阻挡,并且水平单极也受主PCB的顶部金属层阻挡,因此不能看见垂直单极。15516示出水平微带馈电部15514进入的波导垂直地壁上的开孔。15511是用于垂直单极的微带馈电部。在一些方面中,开孔15516可以是矩形的。
图156A是根据一方面的用于图155A的天线的水平馈电(15603)和垂直馈电(15601)二者的回波损耗(S11)曲线的图线。垂直和水平馈电(偏振)二者实现从27GHz到34GHz的宽带输入阻抗匹配(S11<-10dB),覆盖28GHz周围的潜在5G频段。曲线15701所示的用于垂直馈电的优化阻抗匹配显现在29.8GHz处,而用于水平馈电的优化点显现在30.2至30.4GHz处。
图156B和图156C示出根据一方面的用于图155A的天线的垂直馈电和水平馈电的28GHz处的仿真3D已实现增益图案。这两个附图示出用于每个馈电(偏振)的最大已实现增益是相似的,其中,5.2dB的最大已实现增益用于垂直馈电,并且4.7dB的最大已实现增益用于水平馈电。
图157A示出根据一方面的用于所指示的频率范围的仿真垂直馈电E平面图案扫描。其示出在频率范围上的1.1dB的增益变化(27GHz处的4.7dB和29.6GHz处的5.8)。图157B示出根据一方面的用于所指示的频率范围的仿真水平馈电H平面图案扫描。其也指示在频率范围上的1dB左右的增益变化(27GHz处的3dB和29.6GHz处的4dB)。
图158示出根据一方面的按三个phi设置的关于图155A的天线的水平馈电E平面图案的已实现增益。图案15801示出关于设置在60度的phi的增益,图案15803示出关于设置在90度的phi的增益,并且图案15805示出关于设置在120度的phi的增益。结果示出水平偏振图案在距宽边(90度)的左边和右边30度左右处实现较高增益。
偏振分集是有助于改进信号质量和可靠性并且协助缓解多径干扰和衰落的天线分集技术之一。偏振分集通常无需任何额外带宽和/或天线之间的物理分离度,并且对于实现方式可以使用仅一个双偏振式天线。遗憾的是,双偏振式天线遭受其两个端口之间的交叉耦合。为了指定该天线有多良好地分离其两个偏振,通常使用术语天线端口到端口隔离度、交叉偏振和偏振隔离度。分集增益取决于天线中的交叉耦合,指示交叉偏振实际上对于良好运作的偏振分集方案是重要的。例如,一个双偏振式天线上的两个激励端口应彼此隔离,从而配对的互补偏振式天线可以增强对任何失配的偏振所产生的干扰的免疫性。
图159A示出根据一些方面的具有正交的垂直和水平激励的天线元件。本文所描述的天线元件可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但天线元件不限于此。图159B示出根据一些方面的具有+45度和-45度激励的天线元件。图159A和图159B中示出使用贴片元件15901、15903的两个主双偏振式天线结构15900、15902。
偏振分集技术可以利用如图159A所示的天线元件15901的15907、15909和图159B所示的天线元件15903的15908、15910的两个正交激励方案。
在图159A中,两个端口15907、15909正交地放置,从而每个端口分别表示垂直偏振(V偏振)和水平偏振(H偏振)。在图159B中,两个激励端口15908、15910按±45度倾斜式激励而放置。偏振可以由图159B中的两个端口中的激励信号之间的相位关系确定。
图159A所示的第一方法基于事实:两个正交偏振是不相关的。因此,两个正交地对准的天线元件可以实现彼此之间的偏振隔离度。图159B所示的另一方法通过±45度倾斜式天线激励元件上的相位关系利用信号对消机制。图160A示出根据一些方面的使用零度相位差处理以确定V偏振,并且图160B示出根据一些方面的使用一百八十度处理以确定H偏振。这两个附图表示±45度倾斜式激励。
图160A示出对于两个端口可以通过同相激励实现垂直偏振16013。在此情况下,16009、16011处的水平偏振变为反相信号。因此,根据一些方面,其被抵消并且产生垂直偏振式辐射16013。
图160B示出可以通过两个端口之间的180度相位差实现水平偏振。在此情况下,垂直偏振16019、16021是反相信号,并且相消。因此,根据一些方面,这样产生水平偏振式辐射16027。
以上两种方法具有不同问题。对于图159A所示的第一种方法,该类型的天线归因于激励端口或元件15907、15909的放置而实现偏振隔离度。
图161A示出根据一些方面的具有垂直和水平激励端口的图159A的天线元件。在图161A中,激励端口16107、16109中的每一个正交地放置,并且分别表示垂直偏振和水平偏振。在图161A中,16100示出层叠型结构16101上的天线16103。图161B示出根据一些方面的共面偏振和交叉偏振的仿真辐射图案。
在图161B中,顶部轨迹16121示出共面偏振,并且底部轨迹16123示出交叉偏振。共面偏振与交叉偏振之间的差是偏振隔离度,并且在该仿真情况下,获得近似23.86dB的隔离度(例如零度处的点m1与点m2之间的以dB为单位的差)。出于偏振分集的缘故,期望具有更高的偏振隔离度,从而可以获得更好的辐射信号质量,以用于每个偏振。由于每个端口16107、16109分别表示每个偏振,因此端口到端口隔离度与偏振隔离度成比例。因此,归因于有限的端口到端口隔离度,在该类型的天线的情况下,偏振隔离度容易降级。
如图161B中可见,归因于有限的端口到端口隔离度,进入其他偏振端口的不想要的耦合信号在该天线结构中产生高交叉偏振等级。
另一方面,图159B所示的天线结构需要关于两个端口的实质上同时激励,并且偏振取决于激励信号的相位,如上所述。该类型的天线结构15905具有对端口到端口信号耦合的免疫力,并且因此产生更高的偏振隔离度。然而,归因于对于同时激励条件的需求,该配置具有其自身的问题。
因为这个原因,所以该天线在一些方面中需要180度混合耦合器(例如rat-race环),以隔离两个偏振,目的是偏振分集。由于rat-race环和其他混合体的大小是相对大的,因此其增加天线元件的大小和信号馈线的复杂度,并且可能同样增加信号损耗。这在生成具有期望的元件到元件间隔的大天线阵列方面提出挑战。
图162A示出根据一些方面的使用正交地激励的天线元件的4x4阵列示意图。天线阵列16200示出为处于基板16201上。该双偏振式天线阵列方面也具有短处。元件16203、16205、16207、16209枚举为4x4阵列的四个天线元件的示例。端口P11和P12分别表示水平极性激励端口和垂直激励端口。
端口P13、P14、端口P15、P16和端口P17、P18分别表示成对的水平偏振和垂直偏振激励端口。按照设置阵列的以上四个天线元件来设置4x4阵列的其余部分。
图162B示出根据一些方面的用于具有双偏振式天线元件的图162A的4x4阵列的仿真辐射图案。根据一些方面,图线16221示出共面偏振,并且图线16223示出交叉偏振。
图162C示出根据一些方面的在双偏振式天线阵列的情况下的+45度扫描角度处的仿真辐射图案。基于仿真结果,该阵列天线实现如图162B所示的仅近似23dB的偏振隔离度,如点m1与点m2之间的差所示,其可能在更高的扫描角度进一步降级,如图162C所示。
162C示出降级,并且与之比较,显然更高的扫描角度将具有更多降级。此外,附图的仿真结果图线指示在+45度扫描角度处仅可以实现19.6dB的偏振隔离度,如图162C中的点m1与点m2之间的差所示。由于交叉偏振在相控阵列系统中变为有挑战性的,因此在理想波束赋形中,期望改进的MIMO应用或最高可能的偏振隔离度。
根据一些方面,与传统正交双偏振式天线相比,所提出的如下所述的用于信号相消的天线配置使得交叉偏振抑制成为可能。对于该阵列的单个天线元件,所提出的天线拓扑已经仿真并且示出比其传统对等拓扑更多11dB的交叉偏振抑制。对于4x4阵列,新拓扑仿真并且指示与使用天线元件的4x4阵列相比的38dB的增强的交叉偏振抑制。
仿真已经示出交叉偏振性能在传统相控阵列系统中在更高的扫描角度处可能进一步降级(例如,在没有所公开的抑制技术的情况下)。然而,所公开的天线阵列方案甚至在更高的扫描角度处保持交叉偏振抑制,产生无线通信系统中的更好的信号质量,这对于上行链路传输是尤其重要的。也与±45度倾斜式天线相比,这些提出的方法可以避免使用庞大的180度混合体或rat-race耦合器,并且因此产生减少信号馈电网络的复杂度。由于通过以下结合图163A、图163B和图163C的天线元件示出并且讨论的所提出的4端口方法实现交叉偏振抑制,因此简单并且紧凑的信号分离器可以用以代替馈电网络,如图165A-图165C中将描述的那样。对于天线阵列的一些方面可以实现相似的优点,如以下关于图166A-图166C示出并且讨论的那样。
根据一些方面,作为对于关于上述两个双偏振式天线配置的问题的解决方案,反相对消技术可以应用于正交激励天线结构,以抑制不想要的耦合信号对于另一偏振端口产生的交叉偏振等级。对于每个偏振端口可以提供额外反相端口。因此,双偏振式天线配置包括四个端口(垂直、水平、反垂直、反水平)。在组合并且增强共面偏振信号的同时,可以通过耦合来自反相端口的信号抵消对另一偏振端口的不想要的耦合信号。该方面可见于图163A-图163C的天线元件中。图163A示出根据一些方面的反相配置中的双偏振式差分4端口贴片天线。图163A的4端口天线元件基于具有正交地放置的垂直和水平激励端口的图159A所示的正交激励结构。此外,引入两个附加(反水平(反H)和反垂直(反H))端口以生成用于增强交叉偏振抑制的拓扑。在该4端口配置中,可以通过180度相位差(例如如图163A所示的用于水平偏振的H和反H以及用于垂直偏振的V和反V)一起激励相对的端口。在所提出的图163A的天线元件结构16300中,辐射器可见于16301处,并且耦合器可见于16303处。4端口结构包括天线端口16307(垂直偏振)、16309(水平偏振)、16311(反垂直)和16313(反水平)。由于交叉偏振在单个元件中受抑制,因此包括4端口天线元件16307、16309、16311、16313的4端口也可以实现高偏振隔离度。
图163B示出根据一些方面的侧视图中的图163A的天线配置。图163C示出根据一些方面的包括用于图163A和图163B的天线配置的等级L1-L6的层叠式结构堆高,但可以存在多于6个的等级。在图163B的16302处,可见,辐射器16301实现于图163C的6等级堆高16304说明的等级L1处。在该方面中,耦合器16303实现于堆高的等级L4处。通过T接头分离器的方式对天线端口进行馈电,如以下附加地详细讨论的那样。在待讨论的方面中,各种端口处于等级L5中并且由从T接头分离器连接的过孔馈电,所述T接头分离器将处于GND层L6之下的层中(例如,层L7(未示出)中)。在图163B的侧视图中,(对水平端口进行馈电的)过孔16309A'和(对反水平端口进行馈电的)16313A'是可见的,并且(对反垂直端口进行馈电的)过孔16311A'隐藏在过孔16307A'之后,并且因此是不可见的。由于如图163D所示贴片天线的每个相对的边缘上的电场具有相反的极性(即,180度相位差),因此附加反相信号允许通过在辐射边缘中组合并且保持共面偏振的同时抵消进入交叉偏振(非辐射边缘)的不想要的耦合信号抑制交叉偏振等级,如图163E所示。
图164示出根据一些方面的图163A至图163C的4端口天线配置方面的仿真辐射图案。在图164中,顶部轨迹16421示出共面偏振,并且底部轨迹16423示出交叉偏振。基于该仿真结果,实现39.4dB的偏振隔离度。与关于图161A的正交端口情况的图161B所示的结果相比,这是交叉偏振抑制的近似16dB改进。
图165A示出根据一些方面的具有从馈电源到四个端口中的每一个的馈线的4端口激励天线拓扑。根据一些方面,馈电源可以是对四个端口中的每一个的射频集成电路(RFIC)。图165B示出根据一些方面的具有叠加在馈线上的堆叠式贴片天线的受驱动贴片的图165A的4端口配置中的馈线。在图165A中,馈线示出为处于基板16501上。作为根据一些方面的RFIC端口的16508处的垂直馈电源P1V连接到T接头分离器16505,T接头分离器16505连接到线路16507A,线路16507A连接到用于垂直偏振的天线的馈电点16507。根据一些方面,线路16509A从T接头分离器16505连接到馈电点16509,以用于反偏振V。作为根据一些方面的RFIC端口的水平馈电源P1H在16512处示出为连接到T接头分离器16514。线路16511A从分离器16514连接并且前进到水平偏振馈电点16511,而连接到分离器16514的线路16513A前进到反H馈电点16513。在图165B中,图165A的馈线配置示出具有16515处叠加的堆叠式贴片天线的受驱动元件。其余馈电源和馈线与165A中的那些相似或相同。这种配置在保持增强的隔离度和交叉偏振参数的同时有助于减少大小、馈电网络损耗和成本。
图165C示出关于图165B的方面的12等级堆高。根据一些方面,从RFIC 16510到带线T接头分离器的路径和配置实现于图165C的封装堆高的层L7中。根据一些方面,层L7处于图165C所示的L8的另一地层之上。所提出的4端口天线结构可以使用在图165A中16505、16514处可见的简单的并且紧凑的T接头分离器作为信号馈电网络,因为其无需rat-race环以隔离偏振,并且因此产生信号馈电网络的简化。
在图165C的堆高中,在一些方面中,天线与地被设计在前6个层(L1-L6)中,并且信号馈线被设计在层L7中。在待讨论的方面中,在L7中的信号馈电层中实现T接头功率分离器16505、16514。RFIC 16510的垂直偏振源16508连接到T接头分离器16505。分离器16505连接到线路16507A,线路16507A连接到垂直端口16507。线路16509A从分离器16505连接到反V端口16509。RFIC 16510的水平偏振源16512连接到T接头分离器16514。分离器16514连接到线路16511A以对H端口16511进行馈电。线路16513A连接到分离器16514,以将反H信号提供给反H端口16513。在一些方面中,可以通过由物理传输线长度差或由移相器设计的相位延迟生成用于每个偏振端口的180度相位差。本领域技术人员应理解,其他堆高设计是可能的。
如上所述,为了抑制交叉偏振等级,将对消端口引入到正交激励天线结构。由于两个相对的端口具有180度相位差,因此不想要的输出信号可以对消。因此,其产生偏振隔离度的增强。然而,可以实现阵列配置中的交叉偏振抑制的附加方法。一种这样的方法是以下所讨论的4端口天线阵列激励。
由于交叉偏振如上所述在单个元件中受抑制,因此包括4端口激励天线的阵列天线也可以实现更高的偏振隔离度和交叉偏振抑制。图166A示出根据一些方面的使用与馈电网络集成的4端口元件的4x4天线阵列示意图。16600处所示的是PCB 16601上的4x4天线阵列,其中,十六个天线元件中的四个枚举于16603、16605、16607和16609处。用于天线元件16603的馈电网络16603H(水平)和16603V(垂直偏振)与图165B的双T分离器馈电电路相似。每个天线阵列包括具有每个天线元件之间的0.5λ距离的图165B所示的4端口激励天线元件。
图166B和图166C示出根据一些方面的关于图166A的4端口天线阵列的仿真辐射图案结果。基于仿真结果,实现近似61dB的偏振隔离度,通过图166B的仿真图案16621和16623上的点m1与点m2之间的差可见,其中,顶部轨迹16621示出共面偏振,并且底部轨迹16623示出交叉偏振。与图4B的双偏振式阵列相比,这是近似37dB的改进。
此外,通过图166C的仿真图案16622和16624上的点m1与点m2之间的差示出+45度扫描角度处的仿真辐射图案结果,其中,顶部轨迹16622示出共面偏振,并且底部轨迹16624示出交叉偏振。实现近似59dB的偏振隔离度。与图162C所示的结果相比,这是交叉偏振抑制的近似40dB改进。甚至在60度扫描角度处,可以实现57dB的偏振隔离度,如图166C中可见。这确证包括所提出的4端口天线元件的阵列可以甚至在更高的扫描角度处实现更高的偏振隔离度。
除了4端口激励阵列天线之外,也可以通过在N乘M阵列配置(N和M是偶数,例如2x2、2x4、4x4等)中适当地使用2端口正交激励天线元件生成阵列来实现反相对消技术。通过将一个阵列子区段与其他相邻阵列子区段对准,在垂直和/或水平方向上反转,可以如下所述在天线阵列配置中实现所公开的反相对消技术。
图167A中示出第一配置。图167A示出根据一些方面的使用2端口双偏振式天线元件的阵列配置。例如上述的2端口双偏振式天线元件的阵列包括阵列16706、16708、16710和16712,其使用图161A的16700处所示的2端口双偏振式天线元件。根据一些方面,每个天线元件具有用于阵列子区段16706的2端口(例如可见于[P11、P12]、[P13、P14]、[P21、P22]、[P23、P24]处),其中,端口被配置为通过V偏振和H偏振信号成对地受馈电。每个2x2元件子区段相对于阵列中的其他子区段中的每一个反转,以配置4x4阵列。
例如,由相对于端口P11、P13、P21和P23垂直地反转的端口P15、P17、P25、P27示出阵列16706与16708之间的水平反转。由相对于端口P12、P14、P22和P24垂直地反转的端口P32、P34、P42和P44示出阵列16706与16710之间的垂直反转。相似地示出其余2x2子区段的元件的端口之间的水平和垂直反转。通过以180度相位差信号激励每个2x2阵列子区段,该4x4阵列天线可以进一步抑制交叉偏振。图167B和图167C示出根据一些方面的图167A的天线阵列的仿真辐射图案结果。
在图167B中,顶部轨迹16721示出共面偏振,并且底部轨迹16723示出交叉偏振。基于仿真结果,实现近似54.8dB的偏振隔离度,这是与图162B相比的近似32dB的改进。此外,图167C中示出+45度扫描角度处的仿真辐射图案,其中,顶部轨迹16722示出共面偏振,并且底部轨迹16724示出交叉偏振。实现近似56dB的偏振隔离度。与图162C所示的结果相比,这是交叉偏振抑制的近似36dB改进。也在此情况下,从图167B与图167C的各个共面偏振和交叉偏振图线之间的dB差的比较可见,甚至在高于60度扫描角度处保持较高的交叉偏振抑制。
图168A示出根据一些方面的使用2端口双偏振式天线元件的另一阵列配置。所示的是2x2阵列子区段16806、16808、16810和16812。2x2阵列的天线元件使得2x2阵列子区段内的每个相邻天线元件相对于2x2阵列子区段内的其他天线元件中的每一个反转。例如,元件16806A的端口P11相对于元件16806B的端口P13水平地反转。元件16806A的端口P12相对于元件16806C的端口P22垂直地反转。元件16806A的端口P11和P12均相对于与元件16806A对角线相对的元件16806D的端口P24和P23反转。在此情况下,端口P11相对于端口P23水平地反转,并且端口P12相对于端口P24垂直地反转。通常,在待讨论的方面中,每个元件使得一个端口相对于子区段中与其成直角坐落的另一元件反转,并且使得两个端口相对于子区段中与其对角线相对坐落的元件反转。通常,与理想对称阵列配置相比,可以预期某种降级。可以期待避免不对称性以实现更好的天线性能。
通过以180度相位差信号激励每个相邻天线元件,该阵列天线配置可以抑制交叉偏振等级。图168B和图168C示出根据一些方面的对于关于图168A的天线阵列配置的辐射图案的仿真结果。在图168B中,顶部轨迹16821示出共面偏振,并且底部轨迹16823示出交叉偏振。基于仿真结果,实现63.5dB的偏振隔离度,这是与图162B相比的近似40dB的改进。此外,图168C中示出+45度扫描角度处的仿真辐射图案,其中,顶部轨迹16824示出共面偏振,并且底部轨迹16822示出交叉偏振。实现近似74dB的偏振隔离度,这是与图162C所示的结果相比的近似55dB的交叉偏振抑制改进。在此情况下,甚至在高于60度扫描角度处也保持交叉偏振抑制的高值。
无线通信的普遍性已经继续引起众多有挑战性的问题。具体地说,既归因于具有相异需求的广泛各种设备又归因于待使用的谱,其他挑战已经随着5G的来临而演进。在其他原因当中,因为对于所辐射的无线电波的空间覆盖的需求,并且因为随着移动设备移动到不同地方而保持信号强度,或因为用户可能随着时间而不同地定向移动设备,所以有挑战性的问题出现。这样可能导致使用大数量的天线、在变化的时间的所辐射的无线电波的变化的极性、辐射的方向、变化的空间分集和有关问题。具体地说,最新近地归因于授权频段和免授权频段的载波聚合的融合以及mmWave频段的即将使用,通信中所使用的频段的范围已经增加。
增加顾虑的一个问题是与毫米波波束赋形天线关联的低效性。更具体地说,毫米波波束赋形天线通常在一个方向上提供覆盖并且具有窄波束。在毫米波天线是移动(例如V2X mmWave通信)的实例中,一般需要在一个方向上对准基站,并且在特定时间之后其可能需要在不同方向上对准。附加地,单个毫米波天线当在高频率中进行通信时可能是低效的,因为通过空气的信号穿透损耗可能是高的(例如,关于第一米的60dB损耗针对关于2G/3G/4G通信的第一米的36-38dB损耗)。
各方面与用于提供360°覆盖的mmWave波束转向和天线切换的系统、设备、装置、组装、方法和计算机可读介质有关。mmWave波束转向和天线切换方面可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300中,但mmWave波束转向和天线切换方面不限于此。天线块可以包括多个(例如至少四个)相控天线阵列,其中,每个天线阵列可以是双偏振式(例如,水平或垂直偏振式),从而波束可以水平地或垂直地转向。附加地,天线块内的相控天线阵列中的每一个可以与分离的收发机关联,从而收发机中的一个或多个可以专用于扫描可用的eNB,而其余一个或多个收发机可以用于mmWave信号通信。例如,可用的收发机中的两个可以用于与eNB的2x2MIMO通信,而其余两个收发机可以用于扫描可用的eNB以用于随后切换。
图169示出根据一些方面的具有用于车辆到万物(V2X)通信的多个天线阵列的杆装式(mast-mounted)mmWave天线块。参照图169,天线块16900可以包括可以贴装在天线桅杆16916上的天线阵列16906、16908、16910和16912。具有天线阵列16906-16912的天线桅杆16916可以贴装在平台16914上。平台16914可以是印制电路板,并且可以包括一个或多个其他组件(例如收发机和/或图174所示的其他组件)。在一些方面中,天线块16900可以用于移动单元(例如车辆)中的毫米波通信。于此,天线块16900可以包括气动封盖16902(例如用于贴装在车辆顶盖上的“鱼翅”封盖)。
如图169所示,四个天线阵列16906-16912中的每一个可以贴装在配置16904中的天线桅杆16916上,其中,阵列中的每一个距邻近天线阵列偏移达90°。于此,如果第一天线阵列(16906)正面对西方向,则其余阵列(16908、16910和16912)正分别面对北、东和南方向。即使示出具有四个天线阵列的天线块16900,本公开也不限于此,并且同样可以使用不同配置中的不同数量的天线阵列。
图170示出根据一些方面的与单个演进节点B(eNB)进行通信的毫米波天线阵列中的示例性波束转向和天线切换。参照图170,通信系统17000可以包括具有与eNB 17002进行通信的四个天线阵列16906-16912的图169的天线块16900。天线块16900可以位于移动的车辆上,并且图170示出随着车辆从位置P1移动到位置P3的天线块16900的三个分离的位置。如图170中可见,在时间实例T1,具有天线块16900的车辆处于位置P1处,并且正使用天线阵列16910以与eNB 17002进行通信。随着具有天线块16900的车辆在时间实例T2移动到位置P2,天线块16900可以继续使用天线阵列16910(通过与位置P1处所使用的波束不同的波束)以与eNB 17002进行通信。随着具有天线块16900的车辆在时间实例T3移动到位置P3,天线块16900可以切换天线阵列并且使用天线阵列16908以与eNB 17002进行通信(因为天线阵列16908正面对eNB 17002的方向)。源自eNB17002的信号的接收信号强度可以用以确定(或估计)接收到的信号的方向(例如eNB 17002的方向),并且使用与所确定的eNB的方向对准的对应天线阵列。
图171示出根据一些方面的与多个eNB进行通信的毫米波天线阵列中的示例性波束转向和天线切换。参照图171,通信系统17100可以包括具有与eNB 17102和17104进行通信的四个天线阵列16906-16912的图169的天线块16900。天线块16900可以位于在方向17106上从位置P0移动到位置P4的车辆上。在一些方面中,四个天线阵列16906-16912中的每一个可以与可以操作在一个或多个毫米波频段上的对应收发机关联。如图171中可见,在时间实例T0,具有天线块16900的车辆处于位置P0处,并且正使用天线阵列16912以经由天线波束17112与eNB 17104进行通信。
在一些方面中,天线阵列16906-16912中的每一个可以是双偏振式相控天线阵列,从而可以使用两个收发机从天线阵列(例如2X2MIMO配置)同时传递一个水平偏振式和一个垂直偏振式波束。例如,天线阵列16912可以使用表示为波束17112的垂直和水平偏振式波束正在2x2MIMO配置中经由两个收发机与eNB 17104进行通信(例如,一个收发机可以通过垂直偏振式波束和天线阵列16912进行通信,并且第二收发机可以使用同一天线阵列16912通过水平偏振式波束进行通信)。
由于两个收发机用于与eNB 17104的通信,因此其余收发机(例如,在如图174所示的在车辆中使用第四收发机通信设备的实例中,两个其余收发机)可以用以关于另一eNB扫描可用的通信信道。例如,并且如图171中可见,其余天线阵列16906-16910中的一个或多个可以使用一个或多个波束17108以扫描可用的eNB。在一些方面中,扫描波束17108中的一个或多个可以确定另一eNB 17102对于通信是可用的。与扫描波束17108关联的收发机可以用以从eNB 17102接收信号,并且接收到的信号可以进一步受处理以确定与那些信号关联的接收信号强度指示符(RSSI)或其他信号质量度量。可以基于RSSI或其他质量度量进行关于是否切换到新的eNB的判断。
在时间实例T1,具有天线块16900的车辆处于位置P1处,并且正使用天线阵列16912和16910以分别使用天线波束17114和17116同时与eNB 17104和17102进行通信。具有天线块16900的车辆与eNB 17104和17102之间的通信可以使用所有四个可用收发机而使用具有双偏振式天线阵列16912和16910的2x2MIMO通信。在时间实例T1,在天线块连接到eNB17104和17102二者的同时,与天线块16900关联的处理器(例如图174中的应用处理器17403)可以基于信号质量测量而确定从eNB 17104切换到eNB 17102。例如,eNB之间的切换可以基于落入阈值等级之下的接收信号质量(例如接收信号强度)。
在时间实例T2,具有天线块16900的车辆处于位置P2处,并且正使用与天线阵列16910关联的天线波束17118以仅与eNB17102进行通信。相似地,在时间实例T3,具有天线块16900的车辆处于位置P3处,并且正使用与天线阵列16910关联的天线波束17120以与eNB17102进行通信。在在位置P3处的同时,并未用于发送波束17120的其余收发机可以用以使用其余天线阵列中的一个或多个对于eNB 17102扫描可用的通信信道。在实例中,当来自其余阵列中的一个或多个的信号质量是更高的时。
在时间实例T4,车辆处于位置P4处,并且已经从天线阵列16910切换到天线阵列16908,以使用天线波束17122与eNB 17102进行通信。可以关于天线阵列16908使用两个收发机和双偏振采用毫米波2x2MIMO配置执行与eNB 17102的通信(例如,来自一个收发机的一个垂直偏振式和来自第二收发机的一个水平偏振式波束可以用于与eNB 17102的通信)。虽然使用天线块16900的毫米波通信设备(例如17400)正经由天线波束17122和可用收发机中的两个与eNB17102进行通信,但其余收发机可以使用其余天线阵列中的一个或多个以使用扫描波束17110扫描可用的通信信道。
在一些方面中,毫米波通信设备(例如图174中的17400)的收发机中的一个或多个可以是专用扫描收发机,并且使用天线阵列16906-16912中的一个或多个以关于新的eNB或基站恒定地扫描可用的通信信道。于此,毫米波通信设备可以连接到第一eNB(例如17104),并且在专用扫描收发机定位第二eNB(例如eNB 17102)之后,可以对eNB 17104和17102二者建立连接(在图171中可见于位置P1处)。在时间实例T2,由于毫米波通信设备已经中断对eNB 17104的连接,并且仅正经由天线波束17118与eNB 17102进行通信,因此已经实现软切换。
在一些方面中,毫米波通信设备内的接收机中的一个或多个可以专用于扫描用于新的eNB的可用的通信信道。一旦检测到新的eNB并且信号质量指示符大于用于接收到的信号的阈值等级,就可以通过停止与当前eNB的通信并且然后发起与新的eNB的连接来执行心跳切换。
图172示出根据一些方面的使用具有多个天线阵列的天线块与多个设备的同时毫米波通信。参照图172,通信系统17200包括多个车辆(17204、17206和17208)和eNB 17202。车辆17204-17208中的每一个可以被配置有天线块(例如16900)和被配置为在一个或多个毫米波频段和或一个或多个其他通信频段上进行通信的毫米波通信设备(例如17400)。
在一些方面中,归因于17210所指示的事故或其他道路危险,车辆17208可以是不移动的。车辆17206可以包括板载车辆相机和或接近度传感器,其可以使用扫描信号17212检测道路危险17210。车辆17206可以使用第一天线阵列以经由波束17216与eNB 17202进行通信,并且使用第二天线阵列以经由波束17220与邻近车辆17204进行通信。在一些方面中,在车辆17206经由波束17216与eNB 17202进行通信的同时,车辆17206可以使用经由波束的通信,以用于17002向车辆17204通知检测到的道路危险17210。
在一些方面中,eNB 17202可以(例如,由车辆17208或另一车辆)通知道路危险17210,并且eNB 17202可以向其与之进行通信的其他车辆通知道路危险17210。在当车辆17204接收到道路危险17210的通知然后车辆17206进行接收时的实例中,车辆17204可以使用经由波束17218的通信以向车辆17206通知即将来临的道路危险17210。
于此,车辆17204-17208中的每一个可以同时使用多个发送和接收通信路径。例如,在当发送/接收路径正与eNB进行通信时的实例中,其余路径可以用于使用V2V通信与邻近车辆的通信(或使用V2X通信与基础架构或人的通信)。
在一些方面中,应用处理器(例如17403)可以使用与eNB17202的4G/LTE通信、与另一车辆的5G通信(V2V通信)和用于车辆到人接口的Wi-Fi/802.11通信。
图173示出根据一些方面的可以用于包括多个天线阵列的天线块进行的毫米波通信的多个波束。参照图173,通信系统17300可以包括与eNB 17302进行通信的天线块17304(其可以是毫米波通信设备(例如设备17400)的部分)。天线块17304可以包括双偏振式天线阵列17306-17312。
由于使用天线块17304的毫米波通信设备可能正移动,因此可以随着建立与eNB17302的毫米波通信链路而执行波束获取。例如,毫米波通信设备可以经过可用波束17314-17318并且测量用于每个可用波束的RSSI(或另一信号质量指示符),而且选择具有最高的所测量的信号质量指示符的波束(例如波束17316)。可以存储所测量的信号质量指示符的表,以用于随后参考并且用以切换波束或执行切换。
在一些方面中,因为可以预先选择通信波束以覆盖给定的面积,所以每个波束的方向可以是已知的(或可以基于移相器面对的对于波束所使用的设置而计算方向)。于此,一旦选择用于与eNB的通信的波束,就可以确定eNB的方向。随着车辆移动,可以基于行进的方向和当前eNB的方向选择不同波束。
图174示出根据一些方面的使用图169的具有多个天线阵列的天线块的示例毫米波通信设备的框图。参照图174,通信设备17400可以包括应用处理器17403、调制解调器17402、中频(IF)变频块17404、收发机阵列17440、开关阵列17450和天线阵列集合17460。
天线阵列集合17460可以与图169的天线块16900相似。更具体地说,天线阵列集合17460可以包括双偏振式天线阵列17424、17426、17428和17430。天线阵列17424-17430中的每一个与收发机阵列17440内的对应收发机17442、17444、17446和17448关联。如图174中可见,天线阵列17424-17430中的每一个是双偏振式天线阵列(例如4x4天线阵列),并且可以接收两个分离的IF数据输入,其可以是不同的偏振(例如水平或垂直)并且可以由收发机阵列17440内的收发机中的两个同时发送。
开关阵列17450包括信号开关17408、17410、17412和17414,其可以耦合到对应IF数据输入17406。开关17408-17414中的每一个生成传递到天线阵列集合17460的对应开关输出信号17416、17418、17420和17422。
在操作中,来自调制解调器17402的数据可以经由IF变频块17404变频为IF数据17406。IF数据17406可以传递到开关阵列17450。应用处理器17403可以确定哪些收发机和哪些天线阵列可以用于与eNB和/或另一车辆传递信号以及哪些收发机和天线阵列可以用以扫描用于可用eNB或基站的一个或多个通信信道。于此,应用处理器17403可以激发开关阵列17450内的开关17408-17414中的一个或多个,其中,开关输出信号17416-17422中的一个或多个传递到天线阵列集合17460内的对应天线阵列。
归因于高的数据速率要求,RF子系统((RF-子系统)或(RFS))需要集成到用于WiGig和5G方面的较新的移动无线设备中。给定对于WiGig和5G频率处的操作期望的小的大小,这些种类的RF子系统一般使用被配置作为微带阵列的微带天线。微带天线(又称为印制天线)通常表示印制电路板(PCB)上使用微带技术制造的天线。单独微带天线通常包括PCB的表面上的各种形状的金属箔的贴片(贴片天线),其中,金属箔地平面处于板的另一侧上,或地平面处于PCB的内部等级处。微带天线主要在宽边处进行辐射,这对于5G和WiGig操作的所有使用情况可能不是合适的。归因于所使用的微带天线的辐射方向约束,WiGig RF子系统一般放置在膝上型设备的罩盖处。此外,如果天线在5G mmWave手持系统中朝向人体(或朝向显示器)进行辐射,则宽边辐射可能产生特定吸收率(SAR)问题。对于这些问题的解决方案可以包括:使用背对背堆叠的多个RFS以围绕用于5G的覆盖。但这样增加设备的厚度和成本,需要PCB的表面上的宽面积,使得子系统比对于优化的或改进的设计可能需要的更大。此外,微带天线通常不能实现宽带宽,并且实际上可能有时仅实现窄带宽。这些微带天线的阵列可以在一些情形中被设计为在所有方向上进行辐射,但仍存在对于改进总体性能(例如,改进带宽和RFS大小)可用的宽范围。贴片天线通常不提供宽带宽,并且可能并不有助于该类型的改进。因此,存在对于用于WiGig和5G技术以及其他mmWave天线设计的天线和天线阵列的需要。
对于上述情况的解决方案是包括通过PCB制造工艺制造的基板过孔的过孔天线。在各种方面中,归因于对于过孔天线所使用的过孔的3D结构,过孔天线占据比其他天线更少的表面面积并且具有5G技术中可使用的带宽。在一些方面中,过孔天线提供制造优点:它们可以被设计在RFS或包括介电体层PCB或主板的内部层中。此外,因为能够放置在PCB的内部不可见的层处,所以可以使得过孔天线实质上不可见。过孔天线可以设计为单极或偶极。例如,单馈过孔方面将运作为单极过孔天线,而背对背过孔方面将产生运作为偶极的过孔天线。附加地,过孔天线可以被配置作为提供端射辐射的阵列,对于5G技术使用情况是高度期望的。过孔天线的端射辐射图案对于膝上型设备的基座处的WiGig RFS放置方式可以是有用的,因此减少缆线长度和损耗。此外,进而,在一些方面中,板中过孔天线可以被设计用于5G和WiGig技术,以提供用于在膝上型设备的基座处放置WiGig RFS或5GRFS的选项。过孔天线也可以与主板集成,而不失去期望的辐射方向。其他优点包括:因为利用先前设计中的多个RFS的结果,过孔天线阵列可以被配置用于具有至少两个覆盖方向的端射辐射,所以减少5G操作所需的RFS的数量。
因为过孔天线可以是PCB的集成部分,所以还提供设计成本节省。也可以连同用于过孔天线的馈电网络一起在PCB的实质上任何中间层中设计过孔天线。如上所述,在一些情况下,仅通过一个RF难以得到完整的360度覆盖。对此的解决方案可以包括:使用背对背堆叠的多个RFS以得到用于5G的360度覆盖。但这样增加设备的厚度和成本,需要PCB的表面上的宽面积,使得子系统比对于优化的或改进的设计可能需要的更大。另一方面,过孔天线当背对背放置时提供良好的围绕覆盖,并且可以在使用仅单个RFS的同时解决该问题。
用于5GRFS的可用解决方案使得贴片天线印制在PCB上。归因于贴片天线的单向辐射,5G系统可能需要多于一个的RFS以用于最大方向覆盖。在系统中添加更多RFS占据更多空间以及还有附加成本。相似地,现有WiGig RFS具有微带和平面式偶极天线的有源天线阵列。阵列被设计为在所有方向上进行辐射,但仍存在对于改进整体性能(例如,改进带宽和RFS大小)可用的宽范围。贴片天线通常不提供宽带宽,并且可能并不有助于该类型的改进。
当前标准WiGig RFS大小近似为20x7x1.7mm(长度x宽度x高度)。可以通过使用所提议的过孔天线阵列进一步减少RFS长度,而不损及性能。当前WiGig RFS可以主要放置在膝上型设备的LID处。但在一些方面中在RFS中使用所提议的过孔天线实现方式将提供用于将RFS放置在膝上型设备的基座和其他位置处的选项。过孔天线可以使用PCB的多个内部介电体层而被设计在PCB内部。根据一些方面,这样给出用于设计过孔天线阵列的灵活性,并且PCB的实质上任何层中的馈电网络有助于调谐天线参数。
图175A是根据一些方面的移动电话中所配置的过孔天线阵列的说明。本文所描述的过孔天线阵列可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但过孔天线阵列不限于此。图175A示出移动电话上的过孔天线17505、17507的阵列。因为过孔天线用于在两个方向上进行辐射的能力,所以过孔天线(或在此例如17505处的四元件过孔天线阵列)可以放置得实质上平行于X轴,以在如17505A、17505B处所示的移动电话的Y方向上进行辐射。出于相同原因,根据一些方面,四元件过孔天线17507可以放置得实质上平行于Y轴,以在如17507A、17507B处所示的移动电话的X方向上进行辐射。
图175B是根据一些方面的主板PCB上所配置的过孔天线阵列的说明。包括电路组件和17509处的导电线路的主板17502包括17511处的过孔天线阵列。因为过孔天线用于在两个方向上进行辐射的能力,所以辐射如在移动电话的情况下那样也可以处于两个方向17511A和17511B上。
图175C是根据一些方面的膝上型设备中所配置的过孔天线阵列的说明。根据一些方面,因为上述过孔天线的两方向辐射,所以过孔天线阵列放置方式不限于具有辐射方向17517A、17517B的17517处的膝上型设备的罩盖,而也可以放置在具有辐射方向17519A、17519B的17519和具有辐射方向17521A、17521B的膝上型设备的基座上的17521处。
一般而言,过孔天线阵列可以放置在满足手边的使用情况的方向、频率和辐射图案要求的任何位置中。一个重要优点是,可以放置过孔天线,从而有助于减少特定吸收率(SAR)。换言之,如图175A关于移动电话所示,过孔天线阵列可以放置为这样的:当对移动电话说话时,其最强辐射处于远离人耳的方向上。如图175A中可见,在一些方面中,在移动电话的用户将通常处于Z方向上(其中,Z方向将是进入或离开页面)的同时,主辐射可以处于Y方向(17505A、17505B)或X方向(17507A、17507B)上。
附加优点与根据期望在单个方向上提供辐射有关。根据一些方面,虽然过孔天线的辐射通常处于两个相反方向上,但如果期望单个方向上的辐射,则金属反射器可以放置得在不期望的辐射的方向上与过孔天线或过孔天线阵列相对,以在期望的方向上反射辐射。
PCB内的过孔通常已经用于将金属迹线互连到多个层。PCB过孔可以具有不同的形状和大小(例如柱形、矩形、锥形和其他几何形状)。在一些方面中,过孔天线可以设计为空心或实心的。有时,过孔受电镀,其中,过孔的孔洞不受金属填充,使得过孔是空心的。在其他示例中,过孔的孔洞可以由金属完全地或部分地填充,以使得其是实心的。差别可以取决于用于过孔的PCB制造工艺和/或使用情况的要求。根据一些方面,可以通过对于达到期望要求的努力来仿真性能。根据一些方面,可以在过孔的底部的边缘或中心处对过孔天线进行馈电。过孔天线的地和底部可以设计于同一平面中,并且使用共面波导(CPW)线路受馈电。过孔可以制造得通过任何数量的层进入PCB中。根据一些方面,也可以使用相同方法设计期望的过孔天线。
图176A是根据一些方面的多层PCB中的过孔天线的截面图。根据一些方面,PCB17600示出为具有N个层(层1至层N)的堆高17601,其中,N是整数。层中的一个或多个可以是介电体层。其他层可以是导电层。过孔17603示出为具有如果过孔是锥形过孔则可以弯曲的内部区段。然而,用于过孔天线的过孔不限于锥形形状。过孔可以是满足所需解决方案的要求的锥形、柱形或任何其他形状。在附图中,过孔的外表面示出于17603A处和17603B处的截面中,并且内部区段处于17603A与17603B之间。根据一些方面,线路17605可以是馈线。
图176B是根据一些方面的过孔天线的透视图。在一些方面中,过孔17603在等轴图中示出为处于PCB 17601内的多个层中。如上所述,操作过孔天线运作为单极天线。因此,过孔天线具有比微带天线更宽的带宽,特定地在毫米波长处将优点给予过孔天线。通常,过孔天线性能不是依赖于PCB的。此外,与普通微带天线相比,过孔天线与地GND之间的图176A的间隙G和在该方面中过孔天线的通常锥形形状运作为增加带宽。
性能还受对于过孔所使用的层和层的数量影响。对于过孔所使用的层可以是可以受调整以提供在各种方面中用于手边的应用的性能特性的参数,有时称为“调谐”天线。在一些方面中,可以估计PCB的上层中的过孔天线的性能以确定是否满足给定的设计的频率处的性能要求。如果并未满足要求,则通过对于达到期望性能的努力在调谐处理中对于过孔天线使用PCB的更深层。
作为优点的一个示例,如果期望的性能在过孔的一个方面中需要附加的高度,则可以将过孔重新配置在一个或多个附加层中,以增加高度。作为优点的另一示例,图176B的过孔天线17603显现在所示结构(其在一些方面中可以是膝上型设备的罩盖)的顶部处。如果期望天线在罩盖上不可见,则可以在内部层处而非第一层或底部层处制成过孔,并且过孔天线将是不可见的(倘若是期望的解决方案)。
图177A是根据一些方面的在内部从PCB的过孔的顶部侧浏览的PCB过孔天线的说明。过孔天线17703可见于各种层叠层中所配置的PCB 17701中。图177B是根据一些方面的从PCB的底部浏览的PCB过孔天线的说明。馈电可以是在PCB的任何期望层处。示出馈线17705,其在该示例中是CPW。然而,可以使用任何平面式馈电机构(例如带线、微带线路或任何其他合适的传输线)。根据一些方面,因为辐射将处于过孔天线的过孔周围的方向上而非垂直于过孔,所以辐射的方向取决于过孔天线放置在何处。根据一些方面,过孔天线可以设计为空心的或实心的,并且在过孔的底部的边缘或中心处受馈电。过孔天线的地和底部可以设计在同一平面中。
图178A是根据一些方面的过孔天线阵列的顶视图。图178A示出根据一些方面的PCB 17801中的过孔天线阵列设计,其中,可以基于天线增益和波束宽度要求而判断阵列中的天线元件17803的数量。过孔天线将按边射辐射进行操作,这如上所述是单极和偶极天线的特性。过孔天线阵列可以放置在RFS中或作为其部分,或靠近RFS。在一些方面中,过孔天线阵列也可以设计在分离的小PCB中,并且然后贴附到或另外连接到主板或RFS,以避免表面波对天线辐射的影响,或提供其他噪声的减少,或提供可能受阵列寻求使用的设备内的障碍阻挡的难以到达的方向上的辐射。图178B是根据一些方面的用于过孔天线的垂直馈电部的说明。
图178C是根据一些方面的用于过孔天线的水平馈电部的说明。根据一些方面,过孔天线可以由垂直馈电部或水平馈电部进行馈电,进行垂直或水平馈电的选择,以减少馈线对设计所确定的天线性能的干扰。根据一些方面,通常,垂直馈电部示出于17805A处,其中,正受馈电的过孔处于如图178B中可见的17803A处。根据一些方面,水平馈电部示出于17805A'处,其中,正受馈电的过孔处于17803A'处。因为这两种配置垂直地激励锥形,所以偏振对于每种类型的馈电部将是相同的。
辐射可以通过两种方式产生。一种是在给定覆盖方向上从天线通过空中的辐射。另一种是行进通过PCB自身的介电体材料并且最终通过空中进行辐射的辐射方式。因此,在减少通过介电体的不想要的辐射方面,选取所选取的介电体材料是重要的。为了减少这种辐射,具有较低介电常数的非常低的损耗介电体是期望的。用于克服该类型的不想要的辐射的附加方式是在过孔附近的介电体材料中钻探孔洞,这将倾向于减少(若非移除)这种不想要的辐射。根据一些方面,该情况的示例可见于图188中。在所示方面中,在过孔天线18803旁边的PCB 18801中钻探孔洞18807。因为孔洞防止存在该辐射(有时称为表面波)可以行进的连续平面,所以孔洞将运作为减少不想要的辐射并且减少其对阵列天线辐射的影响。换言之,孔洞正有效地生成不连续的PCB,从而表面波当生成时倾向于渐渐消亡并且不影响天线性能。
图179A是根据一些方面的被配置作为偶极过孔天线的背对背过孔的透视图。根据一些方面,偶极过孔天线17900包括背对背过孔17903A、17903B,并且被配置在1.6mm厚阻燃剂4(FR4)基板中。根据一些方面,单个锥形过孔的高度是0.7mm,顶部和底部直径分别是4mm和0.25mm,并且偶极的底部之间的间隙是0.2mm。图179B是根据一些方面的示出PCB层叠层的被配置作为偶极过孔天线的图179A的背对背过孔的透视图。根据一些方面,在侧视图中示出具有17903A、17903A'处所示的背对背过孔的PCB 17901的层叠层。根据一些方面,示出例如如上所述的放置在两个过孔17903A、17903B之间的馈线进行的馈电。在一些方面中,馈线可以放置在17904处的柱形周围,其中,馈电可以分别是+和-。通过仿真获得设计维度,以获得使用情况所期望的性能。
图180是根据一些方面的关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的回波损耗的图线。偶极过孔天线操作示出于从27.5GHz到30.5GHz的宽带宽处。三角型中的四个数据点提供表7中阐述以用于待讨论的方面的仿真结果的指示。
表7
图181A是根据一些方面的使用Ludwig定义在27.5GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的仿真远场共面辐射图案。关于待讨论的方面,主瓣量值在零度处是2.08dB,具有55.1度的有角波束宽度(3dB)并且具有仿真为-12.7dB的旁瓣等级。设计示出良好端射增益,并且示出图案在两个相反方向上提供覆盖。
图181B是根据一些方面的使用Ludwig定义在28GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的仿真远场共面辐射图案。主瓣量值在零度处是2.38dB,具有54.9度的有角波束宽度(3dB)并且具有仿真为-12.2dB的旁瓣等级。设计再次示出良好端射增益,并且示出图案在两个相反方向上提供覆盖。
图181C是根据一些方面的使用Ludwig定义在29.5GHz的频率处关于图179A和图179B的偶极过孔天线配置的仿真远场共面辐射图案。主瓣量值在零度处是2.03dB,具有54.9度的有角波束宽度(3dB)并且具有仿真为-10.0dB的旁瓣等级。设计再次示出良好端射增益,并且示出图案在两个相反方向上提供覆盖。
图182是根据一些方面的关于5G技术用于28GHZ处的操作的双元件过孔天线阵列设计。对于5G技术,双元件过孔天线阵列设计用于28GHz。过孔天线被设计为覆盖从27.5GHz到29.5GHz的5G毫米波频段。锥形的顶部直径是3.6mm,并且锥形的底部直径是0.4mm。锥形的高度是0.6mm。锥形被设计在具有介电常数4.4的0.8mm厚FR4PCB上。天线垂直地放置,并且对应于用于得到端射辐射的馈电部,过孔的中心之间的距离是8.80mm。
图183是根据一些方面的关于图182的双元件过孔天线阵列设计的天线回波损耗的仿真图线。仿真结果包括18310和18315处的两个天线之间的回波损耗以及18320处的天线之间的隔离度。最小回波损耗处于29.5度处。点5处的隔离度在27.7GHz处是-20.2dB,点7处的隔离度在31.8GHz处是-26.3dB。
图184A是根据一些方面的操作在27.5GHz的频率处的图182的双元件过孔阵列的仿真辐射图案。附图示出27.5处的天线阵列辐射图案18401A。
图184B是根据一些方面的操作在29.5GHz的频率处的图182的双元件过孔阵列的仿真辐射图案。附图示出29.5GHz处的天线阵列辐射图案18401B。
图185是根据一些方面的PCB中所设计的过孔天线的透视图。附图示出PCB具有六个介电体层和0.8mm厚度。介电体材料的电容率(electrical permittivity)是3.3,并且第四和第五层的厚度是0.2mm,而其他层是0.1mm。过孔天线被设计得通过PCB的第三层进入第四层。通过仿真获得过孔的设计维度和形状,以覆盖WiGig频段,其覆盖57GHz至66GHz。
图186A是根据一些方面的图185的过孔天线的地平面的底视图。天线在锥形的较小直径的边缘处受馈电。
图186B示出根据一些方面的图185的过孔天线的侧视图。维度与图185的维度一致。
图186C是根据一些方面的图185的过孔天线的透视图。维度与图185和图186B的维度一致。
图187是根据一些方面的关于图185的过孔天线的过孔天线回波损耗的仿真图线。在点1处,回波损耗在57.0GHz处是-6.4dB。在点2处,回波损耗在66.2GHz处是-8.7dB。
天线或天线阵列的不期望的偏振辐射对于期望的偏振辐射的比率称为交叉偏振。交叉偏振影响天线辐射效率和天线阵列的不同偏振式天线元件之间的隔离度。典型地,连续地平面上的3D天线元件展现某种等级的不期望的交叉偏振和对相邻元件的不期望的耦合,其使得天线单机效率和天线阵列效率降级。至少一个公开文章描述对于平面式天线几何使用有瑕疵的地结构(DGS)的天线交叉偏振减少。题为“Printed Antenna DesignsUsing Defected Ground Structures-FERMAT www.e-fermat.org/files/articles/1534d5380e 9790.pdf”综述文章说明微带贴片天线元件之下的各种DGS几何,以减少交叉偏振。在3D锥形天线的情况下仿真以下附图所示的DGS结构中的一些。这些结构因此并未示出交叉偏振方面的显著减少。这些结构可能对于平面式天线是合适的,但对于3D单极/锥形类型的天线结构不是合适的。
已经发现,根据一些方面,修改可以垂直于地的3D天线之下的地平面将关于阵列减少交叉偏振和元件到元件耦合,因此改进天线单机效率和天线阵列效率。图189A至图190C示出根据一些方面的用于3D锥形天线的修正地结构的组件。
图189A示出PCB 18903上的3D锥形天线元件18901的顶视图18900,其中,天线元件可以焊接到PCB的顶部。天线元件由在一些方面中将处于PCB 18903的顶部上的馈线18905馈电。图18902在18902处示出根据一些方面的用于图189A的锥形3D天线的地平面18907,所述地平面处于PCB内。
图189B示出根据一些方面的3D天线之下的地平面。地平面18907可以是铜。
在图189C中,在一些方面中,PCB层18909上示出的地平面修正(例如修正地平面18908)包括:有选择地进行开槽,并且由此修改3D天线18901之下的可见于18911处的连续地平面,这样引起减少交叉偏振并且改进期望的辐射增益的电磁效应。面积18910、18912是没有金属的面积。
当配置在阵列中时,这些方面分裂连续地平面,并且也将减少阵列中的元件到元件耦合,并且减少一个或多个伴随表面波。这些方面将改进5G和WiGig天线阵列辐射效率,并且对于5G、WiGig和或其他毫米波单极(例如天线被设计为工作在某种PCB上的天线类型)将是有用的。已经发现采用这些修改的一些方面展现交叉偏振方面的显著改进。
交叉偏振辐射在一些方面中减少了达-7dB,并且共面偏振辐射在那些方面中改进达1dB,因此使得本文所描述的改进对于多入多出(MIMO)系统中的偏振分集是理想的。
图189D示出具有各种有瑕疵的地平面(例如18911')的3D锥形天线(例如18901)。仿真了该附图中的实现方式中的至少一些。仿真结果示出了这些有瑕疵的地结构并未在交叉偏振方面显示如图189A至图189C的配置那样得到的任何显著抑制。有瑕疵的地结构并未显现为适合于降低关于3D单极/锥形类型的天线的交叉偏振。
本文所描述的改进将在一些方面中改进驻留在PCB中的地平面上的3D单极天线元件的性能和行为。这对于典型地使用天线阵列的毫米波(mmWave)应用是尤其可应用的。在这些天线阵列中,每个天线被设计为理想地以期望的偏振进行辐射。然而,在现实中,除了期望的所辐射的偏振之外,还存在进入实质上垂直于期望的偏振的偏振中的泄漏。在一些方面中,所公开的天线辐射器元件之下的地平面修正将降低对不期望的偏振的泄漏,并且改进期望的偏振中的辐射,因此改进天线效率并且使得其更适合于用作天线阵列的部分。
在一些方面中,使用单极类型天线以用于小形数设备中的5G和WiGig应用具有优于微带贴片天线的某种物理优点。然而,单极天线展现影响天线辐射效率以及垂直与水平偏振之间的隔离度的较高交叉偏振。对于一些方面,为了解决交叉偏振问题,或在一些方面中改进交叉偏振问题,可以有选择地修改单极天线之下的天线地以减少上述对不期望的偏振的辐射泄漏。
本文所描述的天线结构可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但天线结构不限于此。图190A至图190C示出根据一些方面的具有不同类型的地平面的锥形形状的单极天线结构的示例。在图190A中,19000示出大的地平面19007上的单极3D天线19001。在图190B中,19002是具有有限正方形形状的地平面19009的3D锥形单极天线19001的说明。虽然示出正方形形状的地平面,但也可以使用其他形状(例如矩形或圆形)。在19004处,图190C示出根据一些方面的锥形形状天线19001之下的对角线槽式有限地平面19009,其中,对角线槽可见于19011处。
在图190A至图190B中,天线19001实质上是垂直的,并且地平面是水平的,例如,二者垂直于彼此。已经使用EM仿真软件Computer Simulation TechnologyTM(CST)仿真图190A至图190C所示的具有不同地平面的天线19001,以示出所公开的方面的结果。在图191A和图191B中示出这些结果。图191A和图191B示出根据一些方面的图190A至图190C的天线结构之间的辐射图案比较。
图191A示出图190A的大的地平面情况、图190B的正方形地平面情况和图191C的槽式地平面情况的交叉偏振比较。根据一些方面,图191A示出大的地19003和有限正方形形状地平面19009具有非常相似的交叉偏振等级,具有近似-3dB的峰值。根据一些方面,修正地具有显著更低的交叉偏振等级,具有用于相同锥形天线19001的近似-10dB的非常低的峰值。
图191B示出关于三种不同地结构的天线共面偏振辐射增益。根据一些方面,可见,图190C的修正地平面19011实际上具有比图190A的大的地平面19003或图190B的正方形地平面在期望方向上具有的更高的增益。因此,在期望交叉偏振减少的情况下,修正地平面(例如对角线槽地平面19011)可以是非常有用的。图192A和图192B是根据一些方面的图190A至图190C的天线结构中的一些的更详细说明。锥形形状3D天线可见于图192A中的透视图中的19201处。示出顶部(或最大)直径19201和底部(或最小)直径19203。天线结构被设计为关于5G应用在28GHz处进行辐射。在图192A中示出锥形的维度,并且针对三种不同的地平面仿真锥形天线。在图190A至图190C中示出地平面。图192B示出根据一些方面的对角线槽式有限地平面19011维度,其中,在19203处以点线示出锥形天线的底部直径,以指示PCB的另一侧上的锥形放置。根据一些方面,地平面19211以对角线方式开槽,以分裂天线之下的电流行进路径。
图193A和图193B示出根据一些方面的3D天线结构的顶视图和底视图。3D天线元件可见于图193A的19301处,并且对角线槽式地平面19311可见于图193B中,其中,面积19310、19312并未金属化。
图194是根据一些方面的图192A和图192B的天线的回波损耗之间的图线比较。在一些方面中,在附图中,大的地平面情况处于19403处,有限正方形形状地平面情况处于19407处,并且修正对角线槽式地平面情况处于19411处,其中,标号对应于图190A至图190C中的标号。根据一些方面,关于图线19403的-6.5dB、关于图线19407的-10.0dB以及关于19411的-18.0dB的28GHz处的各个回波损耗附图示出,修正(或该配置中,对角线槽式)地平面19411具有比大的地平面情况19403或正方形地平面情况19407显著更好的回波损耗。
图195A至图195C示出根据一些方面的关于190A至190C的地结构的E场分布。在图195A中,锥形天线可见于19501处。关于该情况的E场分布示出于19502、19504和19508处。在图195B中,锥形天线可见于19501'处,并且关于该情况的E场分布示出于19502'、19504'和19508'处。在图195C中,锥形天线再次可见于19501”处,并且E场分布示出于19502”、19504”和19508”处。根据一些方面,从图195C清楚的是,对角线槽式有限地平面天线具有与其他两个地平面的E场分布不同的E场分布,其中,E场随着修正对角线槽式地平面而改变,与图195A和图195B的E场相比,显著减少交叉偏振。
图196A至图196C示出根据一些方面的没有以及具有修正地平面的五元件锥形天线阵列。图196A示出具有枚举为19601的天线并且具有反射器19602的锥形天线阵列19600。图196B和图196C分别示出具有和没有地平面修正的地平面。图197A和图197B示出根据一些方面的没有以及具有修正地平面的交叉偏振辐射图案比较。通过28.25GHz处执行的比较,针对修正地平面,图197A示出交叉偏振增益减少达近似7dB,而图197B示出共面偏振增益增加达2.5dB。仿真结果示出3D天线之下的修正地平面的益处。
图198A和图198B示出根据一些方面的地平面对天线辐射的影响,其中,在两个附图中的每一个中示出阵列的五个天线元件中的仅两个。图198A示出关于没有修正的地平面的朝向图197B的天线阵列的边缘的方向。根据一些方面,其中,最大辐射与锥形成直角。根据一些方面,图198B示出具有修正地平面的阵列已经平衡边缘的两侧处的辐射,指示非常对称的边射辐射。换言之,在图198B中,辐射图案示出与可见于图198A中的没有槽式地平面的地平面相比,辐射近乎理想地与锥形阵列成直角。
图199示出根据一些方面的关于具有修正地平面的天线阵列的回波损耗的比较和隔离度比较。图200示出根据一些方面的关于具有未修正地平面的天线阵列的天线元件之间的回波损耗和隔离度的比较。两个附图示出关于修正地平面的回波损耗方面和隔离度方面的改进。较高的隔离度对于天线阵列设计是重要的,因此是3D天线之下的修正地平面的另一优点。
图201A至图201C示出根据一些方面的随3D天线使用以用于测试的具有槽式地平面的PCB。图201A在20100处示出具有十字槽式地平面20111的PCB 20101。PCB的顶部具有天线馈电阵列和贴装焊盘(未示出),而PCB的底部具有对角线槽式有限地平面。示出锥形天线元件的底部,其之一枚举于20103处。锥形天线元件由馈线进行馈电,其之一枚举20107。
图201B示出具有所示的馈线的这种设置,其之一枚举为具有未示出的槽的20107。图201C示出具有所示的馈线20107的20100处所示的阵列的一个3D锥形天线元件的PCB的顶部。对于该方面,椭圆元件(其之一枚举20109)是用于将各种元件连接到测试装置的连接器。在天线贴装焊盘、天线馈线与地之间使用3.5介电常数和0.15mm厚度的FR-4材料。根据一些方面,天线贴装焊盘和天线馈线可以制成于PCB的同一平面上,而槽式地平面可以制成于FR4基板的另一侧上。如果期望,则可以添加稍微更多的介电体层,以加强PCB。
测试的结果指示具有未修正地的回波损耗是不可接受地高的15dB,而关于修正(在此,槽式)地平面的回波损耗是具有可接受地宽带宽的更可接受的(近似)-5dB。
移动数据使用率以近乎逐年加倍的速率指数型地持续增长,并且这种趋势预期持续。虽然蜂窝技术的近来进展已经在移动网络的性能和容量方面作出改进,但广泛认为这些进展将仍缺乏容纳对于移动数据网络服务的预期需求。
用于增加移动网络容量的一种方法是利用更高的射频频段。毫米波通信例如使用30-300GHz范围中的射频,以按现今的标准提供巨量带宽(例如,处于20Gb/s的量级)。毫米波无线电信号的传播非常不同于2-5GHz范围中的更熟悉的无线电信号。对此,归因于大气中的衰减,通过比较,它们的范围是显著受限的。此外,毫米波信号经历归因于墙壁、楼宇和其他物体的阻挡、反射、折射和散射达到比较低频率信号远更大的程度。这些物理挑战也对于通信系统设计者呈现一些有用的机会。例如,毫米波传输的有限距离使得它们适合于城市区块、办公楼、学校、体育场等中的高密度部署中的资源元素(时隙和频率)复用,其中,可以存在很大的多个用户设备器件。此外,关于精准方向性控制的潜力提供用于进行多用户多入多出(MU-MIMO)技术的广阔使用的机会。需要用于在高度方向性的无线网络中进行这些机会的实际使用的解决方案。
毫米波或相似的高频率通信系统典型地在基站和用户设备处采用方向性波束,以对于链路建立实现合适的信噪比(SNR)并且克服对于5G/新无线电(NR)通信共有的通信信道阻挡问题。期待5G通信系统将支持具有如八个聚合分量载波(8-CA)那样多的至少一个毫米波频段中的操作。归因于与混频器端口处的本地振荡器(LO)复用问题关联的限制,实现可以应对这种类型的通信的5G接收机电路可能是有挑战性的。
如本文所使用的那样,术语“开关模式”指示到来RF信号可以受处理并且用于生成单个基带输出的接收机操作模式。于此,可以在RF输入信号包括在ADC处理之前产生具有小于信道滤波器的带宽的带宽的基带信号的连续载波聚合信号的实例中使用开关模式。
如本文所使用的那样,术语“分离模式”指示到来RF信号可以被分离并且处理以生成两个基带输出信号的接收机操作模式。于此,可以在RF输入信号包括在ADC处理之前产生具有高于信道滤波器的带宽的带宽的基带信号的非连续载波聚合信号或连续载波聚合信号的实例中使用分离模式。
本文所描述的可分级接收机架构可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325中,但可分级接收机架构不限于此。图202示出在开关模式和分离模式下进行操作的接收机的框图。参照图202,示出分别操作在开关模式下和分离模式下的接收机20202和20230。接收机20202可以包括低噪声放大器(LNA)20218、混频器20214、缓冲器20206和20212、除法器20208和复用器20210和20222。
在接收机20202的操作期间,差分LO信号20204初始地受缓冲器20206缓冲,并且然后传递到除法器20208和复用器20210。复用器20210的输出处的LO信号受缓冲器20212缓冲,并且然后传递到下变频混频器20214。到来RF信号20220被分离,由LNA 20218放大,并且然后由混频器20214使用来自缓冲器20212的输出的差分LO信号下变频。下变频的混频器20214的输出经由复用器20222组合在一起,并且作为单个基带输出信号20224(BB1)传递。
接收机20230可以包括LNA 20244、混频器20240、缓冲器20232和20238、除法器20234和复用器20236和20248。在接收机20230的操作期间,差分LO信号20205初始地受缓冲器20232缓冲,并且然后传递到除法器20234和复用器20236。复用器20236的输出处的LO信号受缓冲器20238缓冲,并且然后传递到下变频混频器20240。到来RF信号20246被分离,由LNA 20244放大,并且然后由混频器20240使用来自缓冲器20238的输出的差分LO信号下变频。下变频的混频器20214的输出经由复用器20248分离地输出,并且作为分离的基带输出信号20250(BB1和BB2)传递。
接收机20202和20230可以与当操作在大于6GHz的频率处时的缺点关联。更具体地说,尤其是当操作在mmWave频率时,LO分配电路中的开关20210和20236可能产生驱动混频器20214和20240所需的LO驱动方面的挑战。更具体地说,当需要在mmWave频率处以25%占空周期LO波形驱动混频器时,LO分配的电流耗尽可能变为有挑战性的。当电流耗尽变为必须操作在分离模式下以应对载波聚合(CA)情况时,其可能变得更高。
在一些方面中,可以通过移除LO分配网络中的复用器20210和20236简化图202的接收机架构中的LO分配。此外,通过移除LO分配网络中的复用器20210和20236,可以通过移除下变频混频器的输出处的复用器20222和20248进一步简化接收机20202和20230,这样带来减少混频器中的每一个上的负载。图203中示出根据一些方面的更新后的接收机架构的高级示图和关联真值表。
图203示出根据一些方面的使用分段式低噪声放大器(LNA)和分段式混频器的接收机20300的框图。接收机20300包括两个分离的RF处理路径20306和20308。每个处理路径可以包括分段式LNA和分段式混频器。例如,RF处理路径20306包括包含LNA 1-A20312和LNA1-B 20314的分段式LNA以及包含混频器20316和20318的分段式混频器。相似地,RF处理路径20308包括包含LNA 2-A20322和LNA 2-B 20324的分段式LNA以及包含混频器20326和20328的分段式混频器。下变频混频器20316和20318可以使用LO信号20310,并且下变频混频器20326和20328可以使用LO信号20311。LO信号20310和20311可以是差分LO信号(例如,LO信号20310和20311可以包括一个或多个同相(I)和正交(Q)LO信号分量)。
如图203中可见,接收机20300以使得能够通过同一设计接收连续和非连续载波聚合(CA)传输的这样的方式使用LNA和下变频混频器级联的分段式实现方式。LNA和混频器在每个RF处理路径中分段为两个均等的半部,其可以取决于下行链路信号的合成(例如,经由控制电路所生成的控制信号,如图204中可见)而得以启用或禁用。通过选择启用LNA的哪些分段(20312、20314、20322、20324)和混频器的哪些分段(20316、20318、20326、20328),所公开的接收机20300的解决方案可以被配置为在保持看入接收输入RF信号20304的接收机输入的实质上恒定输入阻抗的同时接收非连续和连续载波聚合下行链路信号。与图20302的接收机20202和20230相比,可以在不将LO输入20310和20311复用到混频器(20316/20318和20326/20328)的情况下执行LO的配置。由于将LO输入复用到混频器中对于5G应用并非必要的,因此与图20302中的接收机相比,示例接收机20300是更简单的并且更高效的。
真值表20302示出可以基于接收机20300的操作模式(例如开关操作模式或分离操作模式)激发哪些LNA。例如,接收机20300可以使用开关操作模式以处理连续载波聚合信号(这样产生在ADC处理之前具有小于信道滤波器的带宽的带宽的基带信号)。在开关操作模式期间,可以使用LNA 1-A和1-B以及混频器20316和20318将输入RF信号20304仅传递到RF处理路径20306,以生成第一基带输出信号20320。LNA 2-A和2-B(以及混频器20326和20328)可以保持无效,或可以断电。相似地,在开关模式期间,可以使用LNA 2-A和2-B以及混频器20326和20328将输入RF信号20304仅传递到RF处理路径20308,以生成第二基带输出信号20330。LNA 1-A和1-B(以及混频器20316和20318)可以保持无效,或可以断电。
接收机20300可以使用分离操作模式以处理非连续载波聚合信号(或产生在ADC处理之前具有小于信道滤波器的带宽的带宽的基带信号的连续载波聚合信号)。在分离操作模式期间,可以分离输入RF信号20304,从而在RF处理路径20306中处理第一信号部分,并且在RF处理路径20308中处理第二信号部分。在一些方面中,在LNA 1-B关闭的同时可以激活LNA 1-A,并且在LNA 2-B关闭的同时可以激活LNA 2-A。在另一分离操作模式示例中,在LNA1-B关闭的同时可以激活LNA 1-A,并且在LNA 2-A关闭的同时可以激活LNA2-B。
图204示出根据一些方面的使用在分离模式下进行操作以处理连续载波聚合信号的分段式低噪声放大器(LNA)和分段式混频器的接收机的框图。参照图204,接收机20400包括两个分离的RF处理路径20402和20404。每个处理路径可以包括分段式LNA和分段式混频器。例如,RF处理路径20402包括包含LNA 1-A 20406和LNA 1-B20408的分段式LNA以及包含混频器20410和20412的分段式混频器。相似地,RF处理路径20404包括包含LNA 2-A 20418和LNA 2-B20416的分段式LNA以及包含混频器20418和20420的分段式混频器。下变频混频器20410和20412可以使用LO信号20403,并且下变频混频器20418和20420可以使用LO信号20405。LO信号20403和20405可以是差分LO信号(例如,LO信号20403和20405可以包括一个或多个同相(I)和正交(Q)LO信号分量)。
在示例分离模式操作中,接收机20400可以接收RF输入信号20401。RF输入信号20401可以是连续载波聚合信号20403。如图204中可见,连续载波聚合信号20403可以包括具有800MHz的总信号带宽的八个分量载波(CC1-CC8,均100MHz)。在分离操作模式期间,可以分离连续载波聚合信号20403,从而第一处理路径20402可以处理分量载波CC1-CC4,第二RF处理路径20404可以处理分量载波CC5-CC8。在此情况下,因为聚合信号带宽(800MHz)超过信道滤波器(20424或20434)的带宽,所以使用分离模式。
第一RF处理路径20402可以生成基带信号20422,其可以由信道滤波器20424滤波,生成滤波的基带信号20426。滤波的基带信号20426可以由ADC 20428数字化,以生成与包括分量载波CC1至CC4的连续分量载波信号对应的数字信号20430。
相似地,第二RF处理路径20404可以生成基带信号20432,其可以由信道滤波器20434滤波,生成滤波的基带信号20436。滤波的基带信号20436可以由ADC 20438数字化,以生成与包括分量载波CC5至CC8的连续分量载波信号对应的数字信号20430。
在一些方面中,接收机20400可以还包括控制电路20450,其可以包括合适的电路、逻辑、接口和/或代码,并且可以被配置为生成对于在分离操作模式与开关操作模式之间进行切换以及其他控制功能所使用的一个或多个控制信号。例如,控制电路20450可以生成RX1控制信号20452和RX2控制信号20454,其可以用以分别激活(例如,通电)或禁止(例如,断电)第一RF处理路径20402和第二RF处理路径20404内的一个或多个电路。
例如,控制电路20450可以(例如,从基站)接收与输入RF信号20401关联的信号特性的信息,示例输入特性可以包括指示输入RF信号20401是连续还是非连续载波聚合信号、信号20401的带宽等的信息。控制电路20450也可以关于输入RF信号20401进行这些确定,而无需来自外部设备的协助。例如,控制电路20450可以确定到来RF信号20401是具有800MHz的总带宽的包括八个分量载波的连续载波聚合信号20403。控制电路20450可以然后发放控制信号20452和20454以激活分离操作模式。更具体地说,控制信号20452和20454可以使得LNA 20406和20414或20406和20416(以及对应混频器)能够激活这两个处理路径,以生成输出信号20430和20440。在一些方面中,当确定到来RF信号20401的带宽高于与信道滤波器20424和20434关联的带宽或与ADC 20428和20438关联的带宽时,控制电路20450可以激活分离操作模式。在一些方面中,控制信号20452和20454也可以用以禁止(或断电)在分离操作模式期间不使用的LNA、混频器或其他电路中的一个或多个。
在一些方面中,当确定输入RF信号20401是非连续载波聚合信号时,控制电路20450可以激发开关操作模式。在开关操作模式期间,控制电路可以生成控制信号20452,其激活第一RF处理路径20402以处理整个输入RF信号20401。控制电路20450也可以生成控制信号20454,其禁止或断电整个第二RF处理路径20404。
在一些方面中,控制信号20452和20454可以用以通过切换栅极偏置、通过使用启用/禁用管脚,或通过其他方法激活或禁止接收机20400内的各个电路。示例LNA启用管脚示出于图205、图206、图208和图209中。
本文所描述的解决方案进一步使得可分级接收机架构的实现方式能够解决信道滤波器(例如20424和20434)和模数转换器(ADC,20428和20438)中的带宽限制。5G通信系统将支持具有如八个聚合分量载波那样多的至少一个毫米波频段中的操作。对于800MHz的总RF信号带宽(例如信号20403),每个分量载波可以具有100MHz的带宽。滤波器(20424、20434)和ADC(20428、20438)将在满足性能和线性度目标以应对800MHz的RF带宽方面具有显著挑战。可能需要高阶信道滤波器以保护ADC不受强阻挡物。无源R-C滤波器可能不能提供ADC之前的足够的保护(滤波),因此可能需要有源滤波器。然而,归因于在有源滤波器中所使用的运放中将是必要的非常高的增益-带宽乘积,通过现有CMOS技术实现可以应对800MHz的RF带宽的有源滤波器对于实现可能是有挑战性的。
本文所讨论的接收机架构实现方式技术可以包括:(1)移除用以对接收到的信号进行下变频的本地振荡器波形的复用;以及(2)当RF处理路径并未用在分离操作模式下时,对其的一半进行断电(或关断),而不影响看入接收机可见的输入阻抗。
存在所提出的架构优于图20302所示的接收机解决方案的若干优点。首先,所提出的架构(例如,可见于图203-图209中)通过将接收到的分量载波划分为两个(或多个)专用路径克服实现非常宽的带宽有源信道滤波器和非常高的性能ADC方面的挑战。所公开的架构或技术的第二优点源于移除LO信号的复用,在于:减少或移除归因于复用器电路中的LO信号的混频而产生的交调产物。所公开的架构或技术的第三优点得自(例如,在开关操作模式期间)关断(或断电)接收机的一半,这将产生功率效率和更长的电池寿命。所公开的架构或技术的第四优点是LO分配方面的简化,其带来高于6GHz的频率处的功率节省(尤其是当操作在分离操作模式下时)。最后,归因于总体接收机架构方面的简化,控制逻辑(例如控制电路20450)也可以得以简化。
图205示出根据一些方面的使用具有LNA输入处的信号分离的开关模式下进行操作的分段式LNA和分段式混频器的接收机的框图。参照图205,接收机20500可以分别表示图203和图204中的接收机20300和20400的更详细示图。接收机20500可以包括包含LNA片段20504、20506、20508和20510的分段式LNA。例如,LNA20504和20506可以形成一个分段式LNA,并且LNA 20508和20510可以形成另一分段式LNA。如果一个分段式LNA具有W的有效大小,则LNA片段(例如LNA 20504和20506)中的每一个具有W/2的有效大小,如图205中可见。相似地,包括LNA片段20508和20510的分段式LNA可以具有W的有效大小,其中,LNA片段20508和20510具有W/2的有效大小。
LNA 20504、20506、20508和20510中的每一个耦合到对应下变频混频器20512、20514、20516和20518以及信道滤波器20536、20538、20540和20542。混频器20512、20514、20516和20518中的每一个被配置为接收差分LO信号,其用于对从对应LNA接收到的放大的RF信号进行下变频。
在示例开关操作模式下,输入RF信号20502可以仅传递到LNA 20504和20506。包括LNA 20504、混频器20512和滤波器20536的RF处理路径可以用以生成基带输出信号的同相(I)分量20544。更具体地说,来自混频器20514的信号输出20515A和20515B可以与来自混频器20512的信号输出20513A和20513B用以生成差分基带信号20520和20522,其由滤波器20536滤波,以生成基带输出信号的I信号分量20544。
相似地,包括LNA 20506、混频器20514和滤波器20538的RF处理路径可以用以生成基带输出信号的正交(Q)分量20546。更具体地说,来自混频器20514的信号输出20515C和20515D可以与来自混频器20512的信号输出20513C和20513D用以生成差分基带信号20524和20526,其由滤波器20538滤波,以生成基带输出信号的Q信号分量20546。在图205所示的示例开关操作模式下,可以关于效率而禁止并且关闭LNA 20508和20510以及与那些LNA关联的(包括差分LO信号分布的)整个处理路径。如图205中可见,混频器20512-20516中的每一个生成I和Q信号输出二者。
在一些方面中,开关操作模式可以仅由与LNA 20508和20510关联的RF处理链执行,而与LNA 20504和20506关联的RF处理链可以被禁止并且关闭。如果LNA 20508和20510正处理RF输入信号20502,则对应放大信号传递到混频器20516和20518以用于基于差分LO信号的下变频。混频器20516生成差分基带信号20528和20530,其由滤波器20540滤波,以生成基带输出信号的I信号分量20548。混频器20518生成差分基带信号20532和20534,其由滤波器20542滤波,以生成基带输出信号的Q信号分量20650。
图206示出根据一些方面的使用具有LNA输入处的信号分离的分离模式下进行操作的分段式LNA和分段式混频器的接收机的框图。参照图206,接收机20600可以分别表示图203和图204中的接收机20300和20400的更详细示图。接收机20600可以包括包含LNA片段20604、20606、20608和20610的分段式LNA。例如,LNA20604和20606可以形成一个分段式LNA,并且LNA 20608和20610可以形成另一分段式LNA。如果一个分段式LNA具有W的有效大小,则LNA片段(例如LNA 20604和20606)中的每一个具有W/2的有效大小,如图206中可见。相似地,包括LNA片段20608和20610的分段式LNA可以具有W的有效大小,其中,LNA片段20608和20610具有W/2的有效大小。
LNA 20604、20606、20608和20610中的每一个分别耦合到对应下变频混频器20612、20614、20616和20618以及信道滤波器20636、20638、20640和20642。混频器20612、20614、20616和20618中的每一个被配置为接收差分LO信号,其用于对从对应LNA片段接收到的放大的RF信号进行下变频。
在示例分离操作模式下,可以分离输入RF信号20602(例如,如图204中可见),其中,第一RF信号部分传递到LNA 20606,并且第二(其余)RF信号部分传递到LNA 20608。包括LNA 20606、混频器20614以及滤波器20636和20638的RF处理路径可以用以生成第一基带输出信号的I分量20644和Q分量20646。包括LNA 20608、混频器20616以及滤波器20640和20642的RF处理路径可以用以生成第二基带输出信号的I分量20648和Q分量20650。
更具体地说,来自混频器20614的信号输出20615A和20615B可以用以生成差分基带信号20620和20622,其由滤波器20636滤波以生成第一基带输出信号的I信号分量20644。来自混频器20614的信号输出20615C和20615D可以用以生成差分基带信号20624和20626,其由滤波器20638滤波以生成第一基带输出信号的Q信号分量20646。
相似地,来自混频器20616的信号输出可以用以生成差分基带信号20628和20630,其由滤波器20640滤波以生成第二基带输出信号的I信号分量20648。来自混频器20616的信号输出也用以生成差分基带信号20632和20634,其由滤波器20642滤波以生成第二基带输出信号的Q信号分量20650。
如图206中所指示的那样,分离操作模式可以仅由与LNA20606和20608关联的RF处理链执行,而与LNA 20604和20610关联的RF处理链以及对应混频器20612和20618(以及将LO信号提供给那些混频器的LO分配电路的部分)可以被禁止并且关闭。
图207示出根据一些方面的示例本地振荡器(LO)信号生成电路的框图。参照图207,示出可以结合本文所公开的接收机(例如图203、图204、图205、图206、图208和图209所示的接收机)而使用的LO分配架构20700。LO分配架构20700包括LO生成器20702和20714,其可以用以生成用于多个分段式混频器的差分LO信号。LO生成器20702所生成的LO信号可以由除法器块20704进行除法,并且然后在强度1的缓冲器20706内受缓冲。受缓冲的LO信号中的每一个可以被分离并且受具有强度2的缓冲器20708再次缓冲。可以根据需求而从缓冲器输出最终差分LO信号20710。例如,控制电路20450可以生成使能信号,其可以用以指示哪个LO差分信号20710可以传递到对应混频器片段。LO生成器20712所生成的LO信号可以由除法器块20714进行除法,并且然后在强度1的缓冲器20716内受缓冲。受缓冲的LO信号中的每一个可以被分离并且受具有强度2的缓冲器20718再次缓冲。可以根据需求而从缓冲器输出最终差分LO信号20720。即使图207中示出具有2的强度的缓冲器,本公开也不限于此,并且同样可以使用其他类型的缓冲器。
真值表20722提供哪些差分LO信号可以被激活并且用于本文所公开的接收机架构的各种操作模式的示例。例如,在使用LO1(例如,如图205中可见)的开关模式期间,LO1生成器20702处于打开,并且LO2生成器20712处于关闭。激活的特定操作模式和特定LO差分信号可见于表20722中。如表20722中可见,取决于接收机正操作在开关操作模式还是分离操作模式下,可以关闭LO分配架构20700的部分,这样产生效率和功率节省。
如表20722的底部行中可见,在具有LO1和LO2的分离模式期间,四个“a”输出处于ON,而四个“b”输出处于OFF。在另一方面中,在具有LO1和LO2的分离模式期间,四个“b”输出可以处于ON,而四个“a”输出可以处于OFF。
图208示出根据一些方面的使用具有LNA输出处的信号分离的开关模式下进行操作的分段式输出LNA和分段式混频器的接收机的框图。参照图208,接收机20800可以包括包含LNA片段20812、20814、20816和20818的分段式输出LNA 20802。LNA 20812、20814、20816和20818中的每一个耦合到对应下变频混频器20804、20806、20808和20810以及信道滤波器20828、20830、20844和20848。混频器20804、20806、20808和20810中的每一个被配置为接收差分LO信号,其用于对从LNA 20802的对应LNA片段接收到的放大的RF信号进行下变频。
在示例开关操作模式下,输入RF信号20852可以传递到LNA 20802,并且然后选路,以用于仅LNA片段20812和20814进行的放大。于此,输入RF信号在LNA 20802输出处选路并且被分离。在图208所示的开关操作模式情形中,RF输入信号20852的副本传递到LNA片段20812和20814,并且然后输出到对应混频器20804和20806。包括LNA 20812、混频器20804和滤波器20828的RF处理路径可以用以生成基带输出信号的同相(I)分量20832。更具体地说,来自混频器20804和20806的信号输出可以用以生成差分基带信号20820和20822,其由滤波器20828滤波以生成基带输出信号的I信号分量20832。
相似地,包括LNA 20814、混频器20806和滤波器20830的RF处理路径可以用以生成基带输出信号的正交(Q)分量20834。更具体地说,来自混频器20804的信号输出可以与来自混频器20806的信号输出用以生成差分基带信号20824和20826,其由滤波器20830滤波,以生成基带输出信号的Q信号分量20834。在图208所示的示例开关操作模式下,可以关于效率而禁止并且关闭LNA 20816和20818以及与那些LNA关联的(包括差分LO信号分布和下变频混频器的)整个处理路径。如图208中可见,混频器20804-20810中的每一个生成I和Q信号输出二者。
在一些方面中,开关操作模式可以仅由与LNA 20816和20818关联的RF处理链执行,而与LNA 20812和20814关联的RF处理链可以被禁止并且关闭。如果LNA 20816和20818正处理RF输入信号20852,则对应放大信号传递到混频器20808和20810以用于基于差分LO信号LO2的下变频。混频器20808生成差分基带信号20836和20838,其由滤波器20844滤波,以生成基带输出信号的I信号分量20846。混频器20810生成差分基带信号20840和20842,其由滤波器20848滤波,以生成基带输出信号的Q信号分量20850。
图209示出根据一些方面的使用具有LNA输出处的信号分离的分离模式下进行操作的分段式输出LNA和分段式混频器的接收机的框图。参照图209,接收机20900可以包括包含LNA片段20912、20914、20916和20918的分段式输出LNA 20902。LNA 20912、20914、20916和20918中的每一个耦合到对应下变频混频器20904、20906、20908和20910以及信道滤波器20928、20930、20944和20948。混频器20904、20906、20908和20910中的每一个被配置为接收差分LO信号,其用于对从LNA 20902的对应LNA片段接收到的放大的RF信号进行下变频。
在示例分离操作模式下,输入RF信号20952可以传递到LNA 20902,并且然后被分离,以用于仅LNA片段20914和20916进行的放大。于此,在LNA 20902输出处分离输入RF信号20952,如图209中可见。在图209所示的分离操作模式情形中,RF输入信号20952的两个副本分别传递到LNA片段20914和20916,并且然后传递到对应混频器20906和20908。包括LNA20914、混频器20906以及滤波器20928和20930的RF处理路径可以用以生成与传递到LNA片段20914的RF输入信号20952的第一部分对应的第一基带输出信号的同相(I)分量20932和正交(Q)分量20934。更具体地说,来自混频器20906的信号输出可以用以生成差分基带信号20920和20922,其由滤波器20928滤波以生成第一基带输出信号的I信号分量20932。来自混频器20906的信号输出也可以用以生成差分基带信号20924和20926,其由滤波器20930滤波以生成第一基带输出信号的Q信号分量20934。
相似地,包括LNA 20916、混频器20908以及滤波器20944和20948的RF处理路径可以用以生成与传递到LNA片段20916的RF输入信号20952的第二部分对应的第二基带输出信号的I分量20946和Q分量20950。更具体地说,来自混频器20908的信号输出可以用以生成差分基带信号20936和20938,其由滤波器20944滤波以生成第二基带输出信号的I信号分量20946。来自混频器20908的信号输出也可以用以生成差分基带信号20940和20942,其由滤波器20948滤波以生成第二基带输出信号的Q信号分量20950。
图210示出根据一些方面的用于操作在开关模式下的接收机的示例LO分配方案。参照图210,可以结合操作在开关模式下的接收机(例如图202中的接收机20202)使用第一LO分配方案21000。可以结合操作在开关模式下的另一接收机(例如图205中的接收机20500)使用第二LO分配方案21040。第一LO分配方案21000包括频率除法器21004和21022以及缓冲器21002、21006、21008、21010、21012、21014、21020、21024、21026、21028、21030和21032。第一LO分配方案21000还包括使用与输入LO信号LO1和LO2对应的所生成的差分LO信号的下变频混频器21016、21018、21034和21036。
第二LO分配方案21040包括频率除法器21044和21062以及缓冲器21042、21046、21048、21050、21052、21060、21064、21066、21068和21070。第二LO分配方案21040还包括使用与输入LO信号LO1和LO2对应的所生成的差分LO信号的下变频混频器21054、21056、21072和21074。
如图210中可见,第一LO分配方案21000使用一个频率除法器、七个缓冲器以及两个混频器集合。与之比较,第二LO分配方案21040使用一个频率除法器、五个缓冲器以及单个混频器集合。于此,归因于LO分配网络的简化,可以通过第二LO分配方案21040实现近似20%的电流节省的基于仿真的估计。
图211示出根据一些方面的用于操作在分离模式下的接收机的示例LO分配方案。参照图211,可以结合操作在分离模式下的接收机(例如图202中的接收机20230)使用第一LO分配方案21100。可以结合操作在分离模式下的另一接收机(例如图206中的接收机20600)使用第二LO分配方案21140。第一LO分配方案21100包括频率除法器21104和21122以及缓冲器21102、21106、21108、21110、21112、21114、21120、21124、21126、21128、21130和21132。第一LO分配方案21100还包括使用与输入LO信号LO1和LO2对应的所生成的差分LO信号的下变频混频器21116、21118、21134和21136。
第二LO分配方案21140包括频率除法器21144和21162以及缓冲器21142、21146、21148、21150、21152、21160、21164、21166、21168和21170。第二LO分配方案21140还包括使用与输入LO信号LO1和LO2对应的所生成的差分LO信号的下变频混频器21154、21156、21172和21174。
如图211中可见,第一LO分配方案21100使用十个缓冲器和四个混频器。与之比较,第二LO分配方案21140使用六个缓冲器和仅两个混频器。于此,归因于LO分配网络的简化,可以通过第二LO分配方案21140实现近似40%的电流节省的基于仿真的估计。
操作在mmWave频率范围中的微波天线子系统是极度小的,处于微米范围中。因此,在因为机壳大小要求并且因为组件和天线的密集封装所以空间处于稀缺的情况下,发现用于减少用于mmWave移动设备中使用的天线和无线电子系统的大小(具体地说,厚度)的方式是重要的。存在关于大小减少的特定需求的一个面积是分立组件,其占据比非分立组件更多的体积。因此,需要通过以超薄技术制成分立组件来减少它们的体积。同时,应解决并且减少热、电和机械贴面(overlay)问题。成本改进也是主要考虑因素。组件、天线和天线子系统在彼此的顶部上或侧上的贴面将减少子系统的大小和厚度二者。使用具有外模(overmold)中的互连部的外模是将允许天线位于子系统的侧上并且提供优于竞争技术的热和机械改进的另一概念。
图212是根据一些方面的使用连接器的脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。本文所描述的嵌入式管芯无线电系统可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的天线阵列电路330中,但嵌入式管芯无线电系统不限于此。
该方面包括脱模堆叠式叠层封装嵌入式管芯21200,其包括脱模封装21205和封装21207。封装21205可以包括层叠式基板(例如PCB),RFIC 21206嵌入其内。如该上下文中所使用的那样,“脱模”表示管芯21206并未包络在模具或包封中。关于封装的各个部分的z高度所示的维度仅是为了示例目的,并且服务于示出在当封装寻求使用的移动设备的体积是非常受约束的时的情况下工作的极度小的维度。此外,PCB 21205的顶部和底部处的前几微米可以是预浸渍(PrePreg)层,其可以处于嵌入RFIC的PCB的内核之前。归因于PrePreg的厚度而使用它。PrePreg的厚度可以是非常薄的(例如25um或30um)。PrePreg可以是环氧材料,但其也可以是层叠材料(例如覆铜层叠(Copper Clad Laminate,CCL))。该技术不限于基于有机聚合物的层叠,而也可以是基于陶瓷的无机层。如天线基板工业中所使用的那样,“内核”可以表示比基板的其他面积(例如PrePreg)更厚的并且可以比之更刚性的基板的内部部分。封装21205是脱模的,因为其为没有封装内的包封的层叠型基板(例如PCB)。屏蔽体21201处于封装21205的顶部上,以屏蔽组件21203不受RFI/EMI。连接器21223可以将封装中的一个或多个连接到外部世界。在一些方面中,连接器21223提供中频(IF)信号,以用于系统进行的传输。根据一些方面,封装21205包括RFIC管芯21206,其适当地通过迹线和过孔的方式如以下所讨论的那样对于各个天线和天线阵列提供馈电。
虽然示出一个RFIC管芯21206,但本领域技术人员应理解,可以提供多于一个的RFIC管芯,以操作在一个或多于一个的频段中。换言之,在各方面中可以存在至少一个RFIC管芯。根据一些方面,所示的封装可以包括很多不同配置、操作频率和带宽的天线和天线阵列。在图212中,示出天线结构21209、21211、21213、21215和21219。看入附图的页面中,它们可以是侧视图中的单个天线或天线阵列(例如1xN、2xN、……、NxN元件阵列)。在一个示例中,天线21209可以是具有贴片天线元件21210与21212之间的距离d2(在该方面中,165微米)和贴片天线元件21210与地之间的另一维度d1的双贴片天线。取决于距离d1和d2,天线的带宽将因为贴片天线的变化的体积而变化。
如以下将讨论的那样,PCB 21205具有在该方面中示出为等级L1至L6的层叠型结构。因为各种等级,所以天线元件(例如21210、21212)可以按各种距离d2放置在双贴片天线元件之间,并且因为等级的多样性,所以贴片天线元件21210与GND之间的距离d1也可以按各种距离设置,产生对于给定的设计可能需要的带宽的选取。换言之,因为可用的密集封装式层叠等级,所以双贴片天线元件21210与21212之间的距离不限于165微米,而可以按任何若干距离设置。对于双贴片天线元件21210与地平面21214之间的距离,情况是相同的,设置用于测量带宽的能力。然而,等级L1-L6仅是很多方面之一。其他设计可以具有远多于所示的六个层L1-L6的远更多的非常密集地封装的层,并且这些非常密集地封装的层可以根据需要而用于各种功能。
继续于图212的描述,21224在在一些方面中可以是天线或天线阵列(例如以上简述的1xN、2xN、……、NxN元件阵列)。在一些方面中,21224可以是通过表面贴装器件(SMD)(其有时称为表面贴装技术(SMT))所配置的自固定天线。在一些方面中,如果不存在足够的高度以用于PCB 21205内的所需天线或天线阵列,则根据一些方面,天线或天线阵列21210、21212可以被配置有放置在PCB 21205的顶部上的天线元件21212,例如,以提供所需的体积。在另一示例中,双贴片天线元件21212可以放置在表面贴装器件21224的顶部上而非PCB21205的顶部上,以对天线或天线阵列提供附加高度,这在一些方面中将提供增加的体积和改进的带宽,如上所述。
另一示例可见于天线21215处。在该示例中,天线(或天线阵列,如上所述)21215包括如上所述可能是复杂的并且非常密集地封装的基板的基板21205内的贴片天线元件21218。双贴片天线元件21217可以处于第二天线板21207上。在一些方面中,天线板21207可以是介电体、陶瓷、PCB等,其也可以是非常类似PCB 21205的密集封装式层叠型基板。因此,天线功能也可以分摊在多于一个的天线板之间或当中,产生叠层封装配置。因此,如果一个介质上不存在足够的z高度,则天线的部分可以实现于第二介质(例如21207)上,以提供期望的z高度,从而获得体积,以提供期望的参数(例如,在一些方面中,带宽、更低的损耗等)。换言之,给定在一些实例中归因于对于mmWave或其他频率处的操作的形数要求而导致的基板的厚度的极度小的维度,天线元件(和分立组件)可以放置在一个或多个附加介质上。
在一些方面中,天线元件可以放置在PCB 21205的顶部和/或底部上、PCB 21205的侧上以及各种附加配置中,根据需求产生附加基板厚度和增加的带宽。相似地,天线功能可以类似地在可以看作主介质的不同天线板(例如PCB 21205)和可以看作副介质的天线板21207之间或当中划分。
此外,基板之上或之下或其侧中的这些介质可以用于各种功能(例如接地、屏蔽、馈电等)。此外,在PCB 21205的顶部上可以存在多于一个的介质21224。在PCB 21205的顶部上也可以存在均提供如上所述的部分或所有天线或天线阵列的多个天线介质。PCB21205的侧之下或其上的天线介质的放置亦同。此外,副介质可以用于寄生元件,以根据需要改进增益或使得天线的图案成形。
天线21211、21213、21215和21219可以是天线板21207上所配置的并且从RFIC管芯21206馈电的其他天线或天线阵列。还示出的是过孔21220、21222。在一些方面中,可以存在很多过孔。通常,基板21205越厚,过孔21220、21222的直径就越大。在需要超薄基板的一些方面中,过孔可以是远更小的直径,如以下关于其他方面所讨论的那样。过孔(例如21228)可以通过焊料连接(例如21227)连接到RFIC管芯21206。可以通过一个或多个水平层21230连接过孔,以用于对无线电子系统内的其他地方的组件的连接,其中,水平层21230视为看入页面。
图213是根据一些方面的铸模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。在图213中,根据一些方面,封装21300包括包含等级21301(例如天线板(例如PCB))、等级21303(其为(例如,可以在PCB制造期间注入的)模具或包封)和等级21305(其可以包括天线板(例如PCB))的基板。在一些方面中,等级21301可以包括导电等级21307(例如迹线),等级21303可以包括导电等级(例如21309)和一般称为“通孔模具过孔”的过孔(例如21319、21319'),并且等级21305可以包括通过焊料连接21426连接到导电等级21309的导电等级21311,封装21300的导电等级和过孔可配置为从管芯21306、21308对各种天线和其他组件进行馈电。根据各种方面,虽然导电等级21307和21311示出为短的水平层,但实际上它们可以是更长的导电层。
在一些方面中,可以使用重新分布层(RDL)制成导电等级21307、21311。可以通过铜支柱、通过激光穿透模具或其他层以及导电墨水或其他手段制成过孔(或铸模的封装中的通孔模具过孔)。通过使用过孔、导电层和/或RDL,管芯能够非常快速地连接到封装的任何侧上的天线和天线阵列(其在一些方面中可以是SMD 21316、21318、21320上或其内所嵌入的天线)。因为密集封装式过孔和密集封装式水平层,所以管芯可以通过馈电结构的少量的或实质上没有的分散(fan-out)而连接到基板21301、21305上的天线或天线阵列。此外,在一些方面中,通孔模具过孔(例如21319、21319')可以被配置在连接到一个或多个管芯周围的金属化层(在此仅示出层21309,但过孔(例如21319或21319')的顶部可以连接到过孔顶上的金属化层(未示出))的密集封装式过孔的沟槽中,以形成Faraday笼以屏蔽管芯和其他组件不受RFI和EMI。过孔可以是非常小的过孔(例如单个柱)。
当使用具有封装之间的高密度互连部(例如通孔模具过孔21319、21319')(通孔模具过孔)的叠层封装时,我们可以分离地构建封装,并且使用对于底部管芯针对其顶部上或之下的另一管芯所调适的全异材料。由于单独管芯可以在堆叠它们之前在其各个封装中受测试,因此这也改进良率。理解可以根据需要而完全地消除模具也是重要的,并且我们可以通过连接到顶部封装而且充当垂直互连部的焊料球代替通孔模具过孔。
在图213的方面中,两个或更多个管芯21306、21308可以包括于基板内并且由可以是铜填充物、焊接触点(例如21310)或可以是LGA/VGA焊盘或在一些方面中是封装的触点(例如焊料凸起部)附缀。管芯21306、21308可以是任何方面的管芯(例如倒装芯片管芯、晶圆级芯片尺寸封装(CSP)、可引线键合的管芯等)。替代地,可以使用单个管芯。在一些方面中,天线(例如21316、21318、21320)被配置在基板的第一侧上,而天线21316'、21318'、21320'可以被配置在基板的相对侧上。
前述天线可以与关于图213所描述的天线是相同类型的天线,并且在一些方面中可以处于SMD上或其内。又此外,天线21316、21318、21320可以被配置作为天线阵列。此外,天线(例如任何或所有前述天线)可以实施在例如关于图213的天线(或天线阵列)2131224所讨论的SMD上或其内。
还被配置在封装21300的一个或两个侧(例如21301、21305)上的可以是分立组件21322、21324和21322'、21324'。此外,在一些方面中,系统21321、21321'(有时称为封装中系统(SIP))可以被配置在封装21300的顶部上(例如等级或PCB 21301的顶部表面上)和/或底部上(例如21305的底部处)和/或侧上,提供叠层封装配置。
SIP 21321、21321'可以是更类似包括SIP 21321、21321'被配置在上面的等级21301、21303、21305的封装的系统。SIP 21321、21321'可以通过若干方式堆叠在封装上并且以物理方式连接到封装。此外,在一些方面中,管芯21306、21308可以通过21326处所示的合适的触点连接到基板21303。这些合适的触点可以包括铜填充物、焊料凸起部或封装。触点21326可以是叠层封装方面的主体内的非常小的连接。这些系统配置示出叠层封装配置。
此外,因为所描述的封装内的密度是如此高,所以每个封装的一个或多个管芯可以被配置为操作在相同频率或不同频率处,例如,一个管芯操作在5G频率处,并且第二管芯操作在WiGig频率处。此外,例如,因为移动设备的定向,所以可以根据需要,叠层封装方面的天线/天线阵列可以在任何数量的方向上或实质上在每一方向上进行辐射。换言之,根据一些方面,通过根据期望将封装21321、21321'堆叠或以物理方式连接在封装21300的顶部、底部和侧上或其组合并且根据期望在封装21321、21321'上或其内的天线和天线阵列配置中,天线和天线阵列可以全部放置在封装21300上面,意味着在封装的实质上每一期望方向上。根据一些方面,除了前述情况之外,封装21300还可以通过焊料球21313、21315(其示出为比焊料球或触点21326更大,因为虽然焊料球21326处于叠层封装方面内,并且可以是非常小的并且非常紧密地间隔的,但焊料球21313、21315是“对外部世界”的连接)焊接到又一板(未示出)上。
例如,根据一些方面,封装21300通过焊料球21313、21315的方式进一步焊接到的板可以是用于电话、平板、移动设备或其他端用户设备的主机板。
图212与图213之间的主要差别在于,图213的管芯由保护并且加强基板内的管芯的配置的模具包络。铸模方面的优点在于,图212的脱模基板中的嵌入式管芯难以按高批量制造。
由于单独管芯可以在堆叠它们之前在其各个封装中受测试,因此归因于如上所述改进的良率,铸模基板配置对于高批量制造是更兼容的。附加地,在铸模配置组件中,例如21312、21314可以容易地被配置在铸模基板内。根据一些方面,图212的所实施的管芯一般具体用于嵌入仅单个管芯。此外,图213的铸模配置允许比脱模配置远更密集的层。在图212的嵌入式管芯中,每一组件作为一个系统而连接。
如果一个部分(例如一个过孔)出故障,则基板内的整个系统出故障。在图213的铸模配置中,可以分离地制成基板自身,可以分离地连接对管芯进行连接的层,并且系统直到最终步骤才连接在一起,其中,最终步骤是:将所有部分焊接在一起。在图212的方面中,在内部不存在焊接,系统包括多数或全部可以近乎同时组装的铜过孔。换言之,构建铸模堆叠式封装的工艺非常不同于构建脱模封装。
例如,在图213中,支柱可以放置或电镀在顶部封装的底部层上,并且它们可以电镀为高的宽高比和非常小的直径。然后,使用焊料或热机械压缩连接顶部和底部封装。外模(overmold)是液体,受注入并且然后流动而且覆盖间隙。这是比用于脱模封装更高的密度而且更高的出产工艺。
铸模方面的优点在于,图212的脱模基板中的嵌入式管芯难以按高批量制造。由于单独管芯可以在堆叠它们之前在其各个封装中受测试,因此归因于如上所述改进的良率,铸模基板配置对于高批量制造是更兼容的。附加地,在铸模配置组件中,例如21312、21314可以容易地被配置在铸模基板内。根据一些方面,图212的所实施的管芯一般具体用于嵌入仅单个管芯。
此外,铸模配置允许比脱模配置远更密集的层。在图212的嵌入式管芯中,每一组件作为一个系统而连接。如果一个部分(例如一个过孔)出故障,则基板内的整个系统出故障。在图213的铸模配置中,可以分离地制成基板自身,可以分离地连接对管芯进行连接的层,并且系统直到最终步骤才连接在一起,其中,最终步骤是:将所有部分焊接在一起。在图212的方面中,在内部不存在焊接,系统包括多数或全部可以近乎同时组装的铜过孔。
图214是根据一些方面的示出附加细节的铸模堆叠式封装或嵌入式管芯子系统无线电系统的侧视图。在一些方面中,在表8中指示单独组件技术所处的等级。
表8
封装21401示出第一封装,并且封装21403示出第二封装。图214示出通过使用通过在无线电子系统的封装基板(例如层叠)或主机PCB中印制SMD其他组件所形成的超薄技术(例如集成基板前端(iSFE)或外部基板前端(eSFE)功能)的急剧高度和体积减少。例如,在图214中,条目21415是在减少噪声方面有用的解耦合电容器(DECAP),并且21414是实现为iSFE的功能(例如滤波器、巴伦(例如变换器)、复用器、耦合器、谐波滤波器或天线等),如下所述。箭头21413指示作为基板内的iSFE印制在基板中的RF功能。根据一些方面,条目21429、21431、21433分别是实施mmWave、Wi-Fi和LTE无线电系统的管芯。值得注意的是,eSFE 21414和DECAP21415近似为管芯的高度,这样使得关于这些功能的急剧高度和体积减少成为可能,如以下详细解释的那样。
箭头21409指示根据需求具有从顶部到底部并且到外部的短同轴类型地-信号-地(GSG)过渡部的PCB等级。GSG是允许高程度地受控的阻抗并且减少通过模具或通过空气从顶部到底部的发射信号的发起部(launch)。箭头21411指示对外部的短的和低损耗的过渡部,目标阻抗根据需要是30至60欧姆,其可以是焊料球21412的方式。
还示出的是水平连接21417,其可以将管芯21406连接到例如21435处的DECAP和eSFE 21437所实现的功能。模具21424中的管芯21406也可以通过水平连接(例如21419)和可以经由焊料连接21423连接到等级21401中的水平连接的通孔模具过孔(例如21421)的方式连接到管芯21429、21431、21433。
图214示出叠层封装实现方式,其中,一个封装可以在等级21401上的管芯21429、21431、21433处实现操作在一个或多个频率范围(例如mmWave、Wi-Fi或LTE)中的无线电,并且第二封装可以在管芯21406中实现操作在另一频率范围(例如mmWave、Wi-Fi或LTE)中的无线电。封装21401中的功能21414、21415和封装21403中的功能21435、21437不再需要实现于分立功能中,而是反而可以适当地印刻在PCB自身上。用于实现功能(例如滤波器、巴伦、复用器、耦合器、谐波滤波器或天线)的显著地薄的维度的组件(例如DECAP和电感器)在表8中可见是如此超薄以致于这些这些组件可以印刻在PCB自身上。iSFE和eSFE技术提供用于根据期望在与管芯相同的平面中将这些组件适当地印刻在PCB上的能力,如下所述。
图215示出根据一些方面的具有RF前端的单机组件的计算平台的截面。图215示出计算平台(例如手持电话的电路板)的截面21500。截面21500包括PCB 21501、焊料球21502、具有微凸起部和重新分布层的层叠或基板21503、RF有源和无源器件21504(例如无线芯片)、表面贴装器件(SMD)21505和21506以及模具化合物21507。
SMD 21505和21506可以包括前端组件(例如前述巴伦、天线、双工器、复用器、滤波器(例如带通和低通滤波器)等)。这些SMD执行重要功能。例如,巴伦用于消除共模噪声,双工器和复用器允许天线共享,并且带通/低通滤波器抑制不想要的信号和阻挡物。由于更多频段添加到计算平台以提供附加服务,因此组件的数量进一步增长。然而,这些组件可能占据近似50%至70%平台的面积,并且可能成本近似总物料清单(BOM)的近似30%至50%。
一些方面描述通过在封装基板(例如层叠)或主机PCB中印制SMD和其他组件所形成的集成基板前端(iSFE)或外部基板前端(eSFE)。故此,实现平台的横向面积和高度方面的节省。附加地,实现高度集成的计算平台。
一些方面描述包括具有第一侧的管芯(例如处理器管芯)和沿着第一侧耦合到管芯的第一焊料球集合的装置(例如计算平台)。装置还包括与第一焊料球集合相邻的基于层叠的基板,其中,基于层叠的基板包括嵌入其中的平衡式滤波器,并且其中,平衡式滤波器经由第一集合中的焊料球中的至少一个以连通方式耦合到第一管芯。在此,层叠形成iSFE。在一些方面中,取决于可用的层计数,iSFE部段也可以直接处于管芯之下。
在一些方面中,提供一种装置,其包括用于第一频段的第一传输路径和用于与第一频段不同的第二频段的第二传输路径。在一些方面中,装置还包括对于第一和第二传输路径共用的节点,从而节点待耦合到天线。在一些方面中,装置包括耦合到共用节点的传输零点电路。
在一些方面中,传输零点电路提供传输零点,其为输入与输出之间的信号传输停止的频率。滤波器例如连同通带边沿频率和通带纹波一起使用传输零点频率以形成滤波器的输入与输出之间的传递函数,并且用于使得滤波器的响应成形。在一些方面中,具有传输零点电路的装置是iSFE的部分。
各种方面的iSFE可以在成本方面比其他集成方案(例如低温共烧陶瓷(LTCC)工艺或SOI(绝缘体上硅)上的IPD(集成无源器件)或高电阻率Si或较高成本层叠封装)更低。各种方面的iSFE可以作为单机组件定制到硅(Si)或集成在Si封装中或Si驻留的PCB中。截面21500示出具有集成SMD 21505和21506的层叠21503。
图216示出根据一些方面的具有层叠或基板内的RF前端的集成组件的计算平台的截面。图216示出计算平台的截面21600。具有与任何其他附图的要素相同的标号的图216的那些要素可以按与所描述的方式相似的任何方式操作或运作,但不限于此。图216在此用以示出iSFE和eSFE。虽然图216未示出天线,但本文的随后附图将示出可以如何实现具有mmWave和其他频率范围天线的图216中所描述的组件和/或技术以获得超薄处理器管芯-天线组件芯片。
截面21600示出具有集成SMD 21605和21606的层叠21603。与截面21200相比,在此BOM减少,因为分立式组件21505和21506不再需要作为单机组件并且完全集成到层叠21603中,完整地形成iSFE组件。在一些方面中,层叠21603使用具有最小层计数(例如,小于5个层)以及在基板21603中集成/印制整个前端的功能的标准硅封装基板技术。使用传统方案(例如基于内核的基板或无内核基板)以低成本制造各种方面的基于层叠的基板21603。各种方面的基于层叠的基板21603对于具有薄的内核和薄的预浸渍层的硅封装或单机组件是有益的。各种方面的基于层叠的基板21603对于分散(fan-out)并且对于iSFE也是有益的。在一些方面中,取决于基板厚度的可用性,层叠21603可以具有作为最小数量的层的一个金属层或多个层。
在一些方面中,当使用单个层或1.5层层叠或低层计数时,可以使用焊料连接而非过孔,并且主PCB上的设备之下的面积也可以用作电感器和电容器的部段。虽然图216示出基板的顶部侧和底部侧上的焊料球,但应理解,可以通过面栅阵列(LGA)连接替代焊料球,其中,通过规则表面贴装技术(SMT)连接替代焊料球。在一些方面中,可以使用顶部和底部或平面之一上的Cu(铜)支柱。在一些方面中,基板可以具有顺着集成无源组件的用于管芯的腔体。
在一些方面中,可以使用普通封装和PCB中所使用的材料制成层叠21603。在一些方面中,层叠21603的材料磁导率(εr)范围从2-30。在一些方面中,取决于密度和隔离度要求,层叠21603的厚度可以范围从2μm到200μm。在一些方面中,可以使用微过孔和通孔孔洞或仅互连部之一制成层叠21603。在一些方面中,层叠21603可以是具有一个内核/预浸渍材料的如2个那样少的金属层。在一些方面中,基于层叠的基板独立于微过孔。
当使用最小数量的金属层或薄的封装基板时,应理解,局部地存在地可能增加显著寄生性;而这些寄生性在它们也可以使得相互耦合的电感器之间的耦合降级的特定实例中是非常有用的。在一个这样的方面中,封装的主层在特定面积周围可以没有局部存在的地。附加地,还应理解,可以使用分立式组件(例如SMT带通滤波器、SMT电容器和电感器或Si上电容器和电感器)实现示意图中的若干组件。所有部段总是集成为基板上的印制组件并非是紧要的。一些方面也可以在该基板的无内核实现方式中具有奇数数量的层。当使用最小数量的层时,各种方面的技术让自身对于柔性/可弯曲电子器件是极度良好的。
通过使用材料、厚度、设计规则和架构的恰当组合,可以在基板21603中实现并且集成紧凑的Wi-Fi、BT(蓝牙)和全球导航卫星系统(GNSS)前端。然而,各方面不限于上述通信标准。在一些实例中,可以在基板21603中实现并且集成与大于10GHz的其他标准(例如WiGig或5G信号)关联的硬件。故此,可以完全地或近乎完全地消除硅芯片21604周围的很多(若非全部)单机组件,并且可以使得封装更薄、更廉价、更小并且更好地执行。例如,模具化合物21607的厚度小于模具化合物21607的厚度,并且故此减少封装厚度(例如高度)。
在一些方面中,层叠21603包括用于每个频段的集成平衡式滤波器,其可以连接到具有最小电路的其他频段中的其他平衡式滤波器。故此,根据一些方面,实现在多个频段上的单端式天线共享或偶极天线共享。在一些方面中,采用主导电感和主导寄生电容设计,以将前端组件集成在超薄基板21603和PCB 21601中,而没有显著附加处理成本,并且无需非标准PCB/基板材料。通过使用寄生电容,最小数量的物理可实现组件用以实现带内和带外的期望的响应。在一些方面中,在封装自身中不使用物理地。反之,在一些方面中,使用基准板的地,以去掉层叠21603和/或PCB 21601的金属层。
图217示出根据一些方面的层叠/基板中部分地实现的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。连接性21770可以包括多个不同类型的连接性。为了一般化,示出具有蜂窝连接性21772和无线连接性21774的计算设备21700。蜂窝连接性21772通常指代无线载波所提供的(例如,经由GSM(全球移动通信系统)或变型或衍生、CDMA(码分多址)或变型或衍生、TDM(时分复用)或变型或衍生、或其他蜂窝服务标准提供的)蜂窝网络连接性。无线连接性(或无线接口)21774指代并非蜂窝的无线连接性,并且可以包括个域网(例如蓝牙、近场等)、局域网(例如Wi-Fi)和/或广域网(例如WiMax)或其他无线通信。在一些方面中,蜂窝连接性21774的前端组件(例如天线、巴伦、双工器、三工器、复用器、带通滤波器、低通滤波器等)实现为iSFE。
其中,以上技术在移动设备实现方式中寻求使用。在移动设备IC-天线应用的过去实现方式中,处理器IC直接与天线进行接口。然而,未来mmWave和其他频率范围应用将要求中间功能(例如复用器、巴伦、滤波器等)放置在处理器管芯与天线之间的电路中。因为用户设备(例如移动电话)中的空间是极度小的,所以如今通常由分立组件和表面贴装器件(SMD)实现的这些功能将必须比这些分立组件和SMD远更薄,并且占据远更少的体积。例如,未来堆高厚度预期处于关于管芯的小于100微米以及关于组件的小于200微米的范围中。因此,这些组件将必须是超薄的。
此外,未来实现方式也可以组合mmWave应用与Wi-Fi、WiGig和LTE应用。因此,将需要操作在变化的频率范围处的网络之间的连接。在叠层封装或侧接侧实现方式中因此将需要例如mmWave天线解决方案与Wi-Fi天线解决方案之间的中间电路。对于与LTE和WiGig天线解决方案的互连,同样如此。换言之,可以期望具有中间组件的不同频率处的堆叠式无线电。紧要的是,芯片与天线之间的SMD和组件是超薄、超低轮廓和类似PCB的解决方案,因为在叠层封装的情况下,存在更多无线电、更多滤波和更多其他无线组件,它们很可能在密度方面持续地增加。针对关于用于这些功能和互连的超薄组件的需求,iSFE和eSFE技术提供解决方案。使用iSFE和eSFE技术使得能够将所需的功能(例如巴伦、滤波器等)适当地印制到基板自身中以制成超薄组件(其为类似PCB的组件),并且消除或实质上减少高的组件(例如上述分立组件)和相对大的SMD。换言之,使用ISFE和eSFE技术,所需的功能可以并非作为组件而是作为印制电感器和电容器以及通常发现于分立组件中的其他功能印制到基板自身中。众多不同电感器和电容器可以印制到基板中,并且除此而外还用于互连可以处于从Wi-Fi频率到LTE频率到mmWave频率的叠层封装配置中所实现的不同网络。作为一个示例,两层结构已经实现为电容器,其中,电容器板范围在20至30微米之间。这些结果使得组件尽可能不可见(鉴于薄度),并且如此薄以致于处于与管芯相同的平面中。
图218示出根据一些方面的使用管芯与天线之间可以配置的上述超薄组件的铸模叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。根据一些方面,图218的叠层封装实现方式与图215的实现方式非常相似,但在图218中,eSFE技术所实现的功能(例如巴伦、滤波器等)可以印刻在PCB 21808自身上。封装21801示出第一封装,并且封装21803示出第二封装。图218示出通过使用通过在无线电子系统的封装基板(例如层叠)或主机PCB中印制SMD其他组件所形成的超薄技术(例如集成基板前端(iSFE)或外部基板前端(eSFE)功能)的急剧高度和体积减少。例如,在图218中,条目21805是解耦合电容器(DECAP),并且21811是iSFE组件,它们都可以用在电路中以实现RF功能(例如实现为iSFE的滤波器、巴伦、复用器、耦合器、谐波滤波器或天线等),如上所述。这些RF功能可以印制在基板中作为iSFE。根据一些方面,条目21806、21807、21809分别是实施mmWave、Wi-Fi和LTE无线电系统的管芯。值得注意的是,eSFE 21811和DECAP 21805处于管芯的高度的范围中,这样使得能够进行关于这些功能的急剧高度和体积减少,因为它们是通过iSFE和/或eSFE技术实现的。箭头21821指示根据需求具有从顶部到底部并且到外部的短同轴类型地-信号-地(GSG)过渡部的PCB等级。箭头21823指示对外部的短的和低损耗的过渡部,目标阻抗根据需要是30至60欧姆,其可以是焊料球21819的方式。管芯21806和eSFE组件21807可以都实现于PCB 21808上,其中,eSFE组件21807是耦合在管芯21806与天线(因为绘图中的空间考虑因素,所以未示出)之间的例如以上所描述的电路的部分或形成该电路。还示出的是水平连接21810、21812,其可以将管芯21806连接到例如21815处的DECAP和eSFE21817所实现的功能。模具21824中的管芯21806也可以通过水平连接(例如21812)和通孔模具过孔(未示出)的方式连接到可以实现管芯21806与天线(也未示出)之间的功能的DECAP 21815和iSFE21817。
图218示出叠层封装实现方式,其中,一个封装可以实现等级21801上的21807、21809处的操作在一个或多个频率范围(例如Wi-Fi或LTE)中的无线电,并且第二封装可以实现管芯21806中的操作在另一频率范围(例如mmWave)中的无线电。封装21801中的功能21805、21811和封装21803中或其上的功能21813、21815、21817并非实现为分立组件,而是反之适当地印刻在PCB自身上。这是iSFE和/或eSFE技术提供的优点,具有在与管芯(在此,21806)相同的等级上例如在eSFE 21813处印刻功能的附加优点,提供用于如以上所解释的那样实现的根据期望将这些组件适当地印刻在PCB上的能力。此外,在所描述的叠层封装方面中,eSFE和iSFE功能可以互换。例如,支持Wi-Fi管芯21807的iSFE或eSFE可以放置在与mmWave管芯21806相同的等级之下或其处,并且反之亦然。换言之,支持特定频率范围处的特定管芯的iSFE/eSFE不必处于与其支持的管芯相同的平面中。根据一些方面,这样提供将支持管芯的iSFE/eSFE电路定位在与受支持的管芯不同的平面中的优点,以利用可以在不同平面中可用的更多空间。
图219是根据一些方面的具有一个堆叠在另一个上的三个封装的铸模堆叠式叠层封装嵌入式管芯无线电系统的侧视图。总体上在21900处示出的是21901、21902和21903处的三个封装。在一些方面中,封装示出为正操作在管芯21906的LTE操作频率处、管芯21908的Wi-Fi操作频率处以及管芯21910的mmWave操作频率处。封装可以是具有21924、21926处的模具的铸模封装。所示的组件根据一些方面实质上是与图218中所描述的相同的各个组件,并且在一些方面中可以相似地运作,其中,eSFE组件和iSFE组件提供管芯与天线之间的电路功能。eSFE和iSFE功能可以互换。例如,在一些方面中,支持Wi-Fi管芯21908的iSFE或eSFE可以放置在与mmWave管芯21910相同的等级之下或其处,这样可以有利于使用空间。
可以使用集成芯片、封装中系统、运行在处理器上的软件等实现本文所预期的子系统中的每一个。
所公开的是可以基于两个芯片(BBIC和射频前端(RFFE)(本文又称为RFIC))的连同WiGig 60GHz频段一起用于5G 30GHz和40GHz频段的mmWave RF架构。根据一些方面,BBIC和RFIC经由单个RF缆线连接到彼此。所公开的架构允许与57-70GHz谱中的用于WiGig2x2MIMO的同时和自主发送和接收并行的要么24-29.5GHz谱中要么37-45GHz谱中的用于5G2x2多入多出(MIMO)天线阵列的同时和自主发送和接收。根据一些方面,前述两个5G频段是与最新WiGig信道组合的通常用于支持包括新兴5G协定谱的全球库存单元(SKU)产品的频段。换言之,移动电话可以被配置为在全球进行操作,而无论电话可能处于的给定地形中所支持的(即,对于给定地形中的发送和接收所使用的)5G频段如何。所公开的系统对该能力提供在IC子系统之间仅使用一个缆线的附加优点以及非常小的数量的频率综合器(在一些方面中,最小数量的综合器)。频率综合器通常包括数字锁相环(DPLL)和压控振荡器(或数控振荡器)。术语DPLL和综合器在本文中可以可互换地使用。虽然所公开的架构用于24-29.5GHz谱和37-45GHz谱使用情况,但本领域技术人员应理解,所公开的架构不限于这种使用情况。倘若各种地形最终判断其他频段,那么所公开的架构将操作在所判断的使用情况的谱中。
在本文的一些实例中,24-29.5GHz谱可以指代为28GHz、29.5GHz或30GHz,37-45GHz谱可以指代为39GHz或40GHz,并且57-70GHz谱可以指代为60GHz或70GHz谱,仅便于简称标注。
关于5G的标准小组当前已经协定对于5G生态系统将关于设备在任何给定时间仅使用以上两个5G频段之一。例如,在美国可以支持并且使用5G频段之一,而在欧洲可以支持并且使用5G频段中的另一个。可以提供其他国家示例。或者可以是这样的:一个互联网服务提供商(ISP)在5G频段之一中提供服务,而同一国家的另一ISP在5G频段中的另一中提供服务。因为协定仅以上5G频率两个频段之一将在任何给定时间用于设备,所以两个5G频段之一在给定地形中将是“未使用的”或“不支持的”(即,在地形中不用于发送或接收),特定的未使用的频段取决于使用设备的国家或正使用的ISP。
对于2x2MIMO天线子系统,存在同一频段中发送并且接收的两个信息流(例如,垂直偏振信息流和水平偏振信息流)。疑虑是如何同时从BBIC或相似子系统到RFIC或相似子系统在单个RF缆线上发送将最终从MIMO天线子系统在同一频率处辐射的两个信息流,而没有不可接受的失真或其他RF问题。所公开的系统的一个方面是使用以上两个5G频段当中的“未使用的”频段以在连接BBIC和RFIC的RF缆线上在频段中发送/接收两个MIMO流之一,由此因为两个5G频段之间的分离所以在两个信息流之间提供足够的隔离度,以将信号所产生的失真降低到使得发送和接收在商用方面对于无线用户设备是可接受的等级。根据一些方面,在操作中,BBIC执行从基带到RF/从RF到基带的直接变频,并且RFIC主要关于发送到/接收自用于5G和WiGig的统一天线子系统中放置的mmWave天线元件而执行分离/组合信号。根据一些方面,以下在图220中示出系统。
对于第二MIMO流使用替选(“未使用的”)5G频段仅需要用于每个频段的BBIC中的单个链,因此节省硅大小。用于两个MIMO流的单个DPLL允许节省更多硅空间以及功耗。用于两个MIMO流的单个DPLL提供两个流之间的相位噪声相干性,贡献于MIMO性能(例如链路预算和接收灵敏度),与具有公共基准时钟的两个综合器解决方案相反。避免RFIC中的综合器允许节省硅大小,消除或极大地减少综合器VCO的拉取效应和频率跳转,因此允许从TX到RX以及反之亦然的远更快的过渡,最终带来更好的系统性能。此外,在一些方面中,RFIC中没有综合器意味着RFIC无需具有独立综合器的多个RFIC之间的复杂的同步方案和校准为了执行大阵列波束赋形。对RF mmWave频率的直接变频改进对不想要的毛刺和发射的恢复力,总体上避免大的滤波器并且因此节省硅大小。此外,归因于mmWave频率与其他通信协议(例如长期演进(LTE)、无线局域网(WLAN)、蓝牙(BT)和全球导航和卫星系统(GNSS))的亚-6GHz频率之间的(以下所讨论的)良好分离性,在此所描述的对mmWave频率的直接变频改进与这些协议的共存性。
图220是根据一些方面的用于5G和WiGig的mmWave RF架构的高级框图。系统22000包括BBIC 22001,其通过RF缆线22002至22002的方式耦合到一个或多个RFIC 22003至22003。在一些方面中,可以存在均具有其自身的RFIC的一个或多个缆线,如绘图中的垂直点所指示的那样。换言之,可以存在N个缆线和N个RFIC。在一些方面中,用于N的值可以例如对于基站是8而例如对于移动电话是2。根据设计要求,本领域技术人员可以实现具有不同的用于N的最大值的系统。每个RFIC耦合到用于5G和WiGig的mmWave天线子系统22005至22005。在一些方面中,可以存在一个或多个天线子系统,如绘图中的垂直点所指示的那样。换言之,可以存在N个天线子系统,其中,用于N的示例值如以上所讨论的那样。在一些方面中通过仅两个综合器完成BBIC 22001中所执行的基带到RF变频(并且反之亦然):一个综合器用于关于57-70GHz谱中的WiGig的上/下变频,同时另一综合器用于5G双MIMO流(24-29.5GHz谱中的成对的流之一以及37-45GHz谱中的成对的流中的一个),如下所述。在RFIC22003至22003中无需附加综合器。
图221示出根据一些方面的关于用于5G和WiGig的mmWave RF架构的频率变频规划。图221中的上变频用于发射机(TX)。用于接收机(RX)的下变频在概念上实质上是相同的。通常,以足够的隔离度在单个RF缆线上划分5G MIMO双流。要么在5G24-29.5GHz频段中,要么在5G 37-45GHz频段中,(二者当中的)第一MIMO流直接在发送期间从基带上变频到RF并且在接收期间从RF下变频到基带。第二MIMO流使用当前并未使用的替选RF频段(要么37-45GHz频段,要么24-29.5GHz频段)。单个综合器通过在24-29.5GHz频段的情况下将RF乘以3/2或通过在37-45GHz频段的情况下将RF乘以2/3来生成RF频率以及中频(IF)二者。根据一些方面,然后从IF减去RF生成LO频率。通过距RF中的第一MIMO流足够的隔离度在单个缆线上驱动IF和LO二者。在一些方面中,在RFIC中,在发送期间,混频器用以通过将IF和LO信号相乘再现用于第二MIMO流的RF频率(或在接收期间,通过将其与来自BBIC的LO信号相乘将RF信号变频为IF)。在一些方面中,MIMO流中的每一个通过(包括PA、LNA、移相器和组合器/分离器的)RF链连接到专用天线阵列,每个流具有不同的偏振(一个流用于水平偏振,并且另一流用于垂直偏振)。根据一些方面,前述相乘和前述相减可以认为是包括乘法器电路的频率变频器和包括减法电路的频率变频器或这两个电路的组合进行的频率变频。
系统22100包括组合模拟RF硅,其包括BBIC 22101。在该方面中,DAC 22110耦合到混频器22112,混频器22112耦合到放大器22114,放大器22114耦合到带通滤波器(BPF)组22160中的BPF 22116。数模转换器(DAC)22110将5G水平偏振式宽带信号发送到混频器22112。DAC 22111耦合到混频器22113,混频器22113的输出耦合到放大器22115,所述放大器耦合到BPF 22117。包括数字锁相环(DPLL)22118并且可以包括数控振荡器(DCO)(未示出)的综合器生成5G 37GHz-45GHz谱信号,其将来自DAC 22111的宽带垂直偏振式信号经由混频器22113上变频到5G 37GHz-45GHz频段,其然后受放大并且通过BPF 22117的方式经由缆线22102发送到RCIF22103。通过在22122处将37-45GHz频段中的5G信号乘以1/3生成本地振荡器(LO)信号5G LO 12-15GHz,该LO信号然后通过缆线22102经由放大器22124和BPF22126得以发送。在22120处通过将综合器输出信号乘以2/3生成第二5GRF信号,其为24-29.5GHz频段信号。24-29.5GHz频段中的5GRF信号然后在混频器22112中与来自DAC 22110的基带水平偏振式信号混频,以将基带水平偏振式信号上变频到24-29.5GHz频段。
此外,因为垂直偏振式流和水平偏振式流将在一些方面中处于同一5G频段中以用于2x2MIMO天线子系统进行的TX或RX,所以需要将两个流从BBIC在同一缆线上发送到RFIC,而一个流并不使得缆线上的另一流失真。在一些方面中,可以通过将流之一在BBIC处偏移到不同的(即,“未使用的”)频段完成该操作,以在分离达足够频率的两个频段中发送两个流,以当在缆线上发送两个流时在它们之间提供隔离度。当RFIC接收到两个流时,偏移到不同频段的流可以偏移回到其频段,以用于天线子系统经由RF链进行的传输。换言之,当在缆线上从BBIC发送时,两个流将由频段分离,并且在由RFIC接收之后,两个流将由硅中的分离的RF链分离。作为示例,如果两个流是30GHz频段中的垂直偏振式信号和30GHz频段中的水平偏振式信号,则两个流之一可以上变频到40GHz频段以用于在缆线上的传输,并且然后当在RFIC处接收到它时下移回到30GHz频段。可以严谨地提供两个流相对处于相同功率等级(无论如何,这是关于MIMO的要求),以最小化或解决可能在一个频段上呈现的并且产生噪声的另一频段中的自感生的噪声,而无论上变频和下变频如何。在一些方面中相对处于相同功率等级的两个流可以表示彼此的近似10dB内的功率等级。此外,并且如以下将描述的那样,每个频段中的信号应在对缆线的输入处的BBIC上并且在缆线的输出处的RFIC上具有其自身的BPF,以分离每个信号,这样也减少上述噪声。然后可以发送两个流,一个流经由使用用户设备的特定地形中所支持并且使用的5G频段,而另一流经由特定地形中的未使用的或“不支持的”5G频段。
在以下描述中,根据一些方面,如果与用户设备关联的地形或ISP操作在28GHz频段中,则开关22130A的触点22131将设置到位置22134,并且开关22150A的触点将设置到位置22154,而且“未使用的”频段是39GHz频段。相似地,根据一些方面,如果用户设备移动到支持39GHz频段的地形或ISP区域,则开关22130A的触点22131将设置到位置22132,并且开关22150A的触点22151将设置到位置22152,而且“未使用的”频段是28GHz频段。虽然词语“触点”可以暗指机械连接,但如本文所使用的那样,“触点”也可以表示电连接,其中,电设备偏置或另外“设置”到特定位置。本文的开关可以实现为适当的电子器件电路(例如场效应晶体管(FET)电路和其他器件电路)。电子器件可以充当本文所描述的开关,并且可以被配置为当用户设备从一个地形或ISP区域移动到另一地形或ISP区域时自动地设置到适当的位置,从而“未使用的”频段变为“已使用的”频段,如该段落中以上所讨论的那样。
RFIC 22103包括BPF组22162中示出的BPF 22130、22140和22150。BPF 22130连接到开关22130A,其具有取决于地形或ISF而可设置到位置22132和22134的触点22131,如上所述。位置22132连接到混频器22138,混频器22138于是连接到分离器/放大器22139,分离器/放大器22139的输出耦合到天线子系统22190。根据一些方面,BPF 22130、22140和22150连接到缆线22102。BPF 22130在输入22129处接收通过BPF 22116的方式进入缆线22102的频段24-29.5GHz中的水平偏振式RF信号。BPF 22140在输入22141处接收通过BPF 22126的方式进入缆线的12-15GHz之间的LO信号。BPF 22150在22149处接收通过BPF 22117的方式进入缆线的37-45GHz频段中的水平偏振式信号。BPF 22150连接到开关22150A,开关22150A具有可设置到位置22152和22154的触点22151。根据一些方面,位置22154连接到分离器/功率放大器22158,由此将39GHz频段中的垂直偏振式信号提供给天线子系统22190。输入22141处接收到的12-15GHz频段中的LO信号从BPF 22140通过线路22142前进到混频器22138和22156。混频器22156连接到分离器/功率放大器22158。当开关22130A的触点22131设置到位置22132时,24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号前进到混频器22138,在此其与12-15GHz频段中的LO信号混频,以将39GHz频段中的水平偏振式信号提供给分离器/功率放大器22139并且然后提供给天线子系统22190。因此,39GHz频段中的垂直偏振式信号直接从位置22152前进通过分离器/功率放大器22153。根据一些方面,当开关22130A的触点通过位置22132的方式连接到混频器22138并且混频器22138中的LO信号和24-29.5GHz信号的混频生成水平偏振式39GHz信号时,39GHz带中的水平偏振式信号得以生成。
当开关22130的触点22131设置到位置22134时,经由BPF22116在BPF 22130的输入22139处接收到的24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号然后直接前进到分离器/功率放大器22136并且发送到天线子系统22190。当开关22150A的触点22151设置到22154位置时,在BPF 22130的输入22139处经由BPF 22117接收到的37-45GHz频段中的垂直偏振式信号在混频器22156中与来自BPF 22140的12-15GHz频段中的LO信号混频,以产生28GHz频段中的垂直偏振式信号。因此,通过混频生成28GHz频段中的垂直偏振式信号,并且通过开关22130A设置到触点22134的方式直接生成28GHz频段中的水平偏振式信号,以将水平偏振式信号直接发送到分离器/功率放大器22136。图221A是根据一些方面的关于图221所解释的5G40GHz频段的频率分配的示意图。图221的频率上变频方案用于发送。用于接收的下变频方案在概念上与用于发送的方案实质上是相同的。在图221A中,根据一些方面,DPLL1示出为提供5G 37-43.5GHz频段中的信号,其可以用以将5G垂直偏振式信号上变频到37-43.5GHz频段。根据一些方面,将37-43.5GHz频段中的信号乘以2/3得到5G24-29.5GHz频段中的信号,其可以用以将水平偏振式5G信号上变频到24-29.5频段。根据一些方面,来自DPLL1的输出信号也可以乘以1/3,以形成所示的12-15GHz频段中的LO信号。在图221A中,DPLL2示出为提供WiGig 57-70GHz频段中的。根据一些方面,该WiGig信号可以用以通过与关于用于5G40GHz频段的频率分配的示意图并且还关于用于发送的上变频所描述的非常相同的方式调制WiGig水平偏振式信号和WiGig垂直偏振式信号。
通过依赖于这样的概念来保持不同MIMO流之间的相位噪声相干性:对于在两个频段(40GHz或30GHz)之一当中的未使用的5G频段上偏移流所使用的综合器源也正用以将流偏移回到适当的发送频率,如图221B中可见。图221B示出根据一些方面的正用以在未使用的5G频段上偏移两个频段流中的第二频段流的综合器源。在图221B中,根据一些方面,缆线22102通过缆线中的单独线路携带信号IF1、IIF2和本地振荡器信号LO。信号IF2在22112B处与本地振荡器LO混频,以将IF2信号上变频到适当的5G频段。上变频的信号然后输入到混频器22138B,在此同一LO信号用以将信号下变频到适当的5G频段。根据以下公式(1)和(2),上变频加入相位噪声,但下变频减去同一相位噪声。已经通过实验室测试验证结果。
在一些方面中,信号IF2针对信号IF1具有近似ΔT<1纳秒(等效于1GHz)的延迟差。图221C示出关于100MHz的频段上的相位噪声功率的相位噪声谱。该频段上的曲线22170指示100MHz以上的不显著噪声贡献。
图222示出根据一些方面的关于40GHz频段的用于5G的发送上变频频率方案。示出用于利用“未使用的”5G 30GHz频段上变频到5G 40GHz频段的示例:垂直偏振流直接变频到30GHz频段,而水平偏振流使用30GHz频段并且然后通过与LO混频而重新变频回到40GHz频段。
在图222中,系统22200包括BBIC 22201,其通过缆线22202的方式连接到RFIC22203。图222与图221非常相似,但加入与两个5G信号并行的WiGig信号。在BBIC 22201中,DAC 22231具有基带WiGig作为输出。DAC 22231连接到混频器22233。用于适当WiGig频段(在此57-71GHz)的DPLL 22234连接作为对混频器22233的第二输入。根据一些方面,混频功能于是提供WiGig频段57-71GHz中的WiGig RF,其前进到放大器22235并且然后前进到BPF组22260中的BPF 22237。根据一些方面,RFIC 22203包括BPF组22262中的BPF 22241,其通过缆线22202接收WiGig RF 57-71GHz频段信号作为22238处的输入,在此其直接发送到分离器/功率放大器22243并且然后在适当的吉赫兹频段(注意,在此为60GHz)中发送到天线子系统22290。
DAC 22210和混频器22212、DPLL 22218、乘法器22220和22222、放大器22214、22224以及BPF 22216、22226的组合实质上是与图221的组合DAC 22110、混频器22112、DPLL22118和乘法器22120和22122、放大器22114、22124以及BPF 22116、22126相同的组合,并且分别提供与之实质上相同的功能。换言之,DPLL 22218(例如图221的DPLL 22118)生成37-45GHz频段中的垂直偏振式5G信号。相似地,如图221中,根据一些方面,37-45GHz频段中的信号乘以1/3,以提供12.3-15GHz频段中的本地振荡器信号LO,其然后在放大器22224中相乘并且通过缆线22202经由BPF 22226得以发送。根据一些方面,来自DPLL 22218的信号也在22220处乘以2/3,以提供24-29.5GHz频段中的信号,其通过混频器22212的方式将来自DAC22210的5G水平偏振式基带信号上变频为24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号。类似地,DAC 22211、混频器313、放大器315和BPF 317的组合实质上与图22121的DAC 22111、混频器22113、放大器22115和BPF 22117的组合是相同的,并且提供实质上与之相同的功能。换言之,根据一些方面,来自DAC 22211的垂直偏振式基带信号经由混频器22213上变频为37-45GHz频段中的垂直偏振式信号,其然后经由放大器22215和BPF 22217提供给缆线22202。
RFIC 22203包括带通滤波器22230、开关22230A、触点22221、混频器22238和分离器/功率放大器22239的组合,其实质上与图221的BPF 22130、开关22130A、触点22131和混频器22138是相同的组合,并且提供实质上与之相同的功能。相似地,BPF 22240经由线路22242连接到混频器22238和混频器22256,其组合实质上与图221的BPF 22140、线路22142、混频器22138和混频器22156是相同的,并且提供实质上与之相同的功能。最后,BPF 22250、开关22250A、触点22251和分离器/功率放大器22253的组合实质上与图221的BPF 22150、开关22150A、触点22151、混频器22156和分离器/功率放大器22158是相同的,并且提供实质上与之相同的功能。因此,如图221中,设置到位置22232的触点22231提供39GHz频段中的水平偏振式信号,从而通过缆线22202经由BPF 22216前进到BPF22230的水平偏振式24-29.5GHz信号生成39GHz频段中的水平偏振式信号。该信号然后由混频器22238的操作凭借通过缆线22202经由BPF 22226前进到RFIC 22203的BPF 22240的输入22241的12.3-15GHz频段中的LO信号下变频。与图221相似地,当RFIC 22203的开关22250A使得其触点22251设置到位置22252时,39GHz频段中的垂直偏振式信号直接从37-45GHz信号经由BBIC 22201中的BPH2217通过缆线22202前进到BPF 22250的输入22249去往分离器/功率放大器22253。因此直接生成垂直偏振式39GHz频率信号带。
图223示出根据一些方面的用于28GHz发送情形的发送上变频方案。在此情况下,由于假设28GHz频段因为地形或ISP要求所以处于操作中,因此开关22330A将使得其触点设置到位置22333,并且开关22350A将使得其触点设置到位置22352。根据一些方面,在图223中,BPF 22330、开关22330A、设置到位置22333的触点22331和分离器/功率放大器436的组合提供实质上与图221的BPF 22130、开关22130A、设置到位置22134的触点22231和分离器/功率放大器22136相同的功能,并且实质上是与之相同的组合。根据一些方面,组合BPF22340、混频器22356、BPF 22350、开关22350A、设置到位置22352的触点22351和分离器/功率放大器22358实质上与图221的组合BPF 22150、开关22150A、设置到位置22154的触点22151、混频器22156和分离器/功率放大器22158是相同的组合,并且提供实质上与之相同的功能。
现转到包括28GHz频段中的垂直偏振式和水平偏振式信号的流,水平偏振式信号在BBIC 22301的混频器22312中从基带上变频到24-29.5GHz频段,经由放大器22314和BPF22316发送到缆线22302的输入。根据一些方面,24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号因此在BPF 22330的输入22329处得以接收,并且直接发送到分离器/功率放大器22336,以用于传输到天线子系统22390。
根据一些方面,垂直偏振式信号在BBIC 22301的混频器22313中上变频到37-45GHz频段,并且经由放大器22315和BPF 22317发送到缆线22302的输入。通过缆线22302在BPF 22350的输入22349处接收该垂直偏振式信号。经由如上所述设置到位置22352的开关22350A触点22351发送信号。37-45GHz频段中的垂直偏振式信号因此发送到混频器22356。根据一些方面,12.3-15GHz频段中的本地振荡器信号LO经由放大器22324和BBIC 22301的BPF 22326发送到缆线22302。该信号由RFIC在BPF 22340的输入22341接收,并且通过线路22342发送到混频器22338和22356二者。根据一些方面,37-45GHz频段中的垂直偏振式信号在混频器22356通过LO信号下变频,以产生现在处于28GHz频段中的垂直偏振式信号,其发送到分离器/功率放大器22358并且然后发送到天线子系统22390。
上述系统在两个5G频段在给定地形中不同时进行操作(不受支持)的假设下进行操作。根据一些方面,倘若条件改变,从而在一些地形中需要两个5G频段同时进行操作,那么可以通过在BBIC中提供额外频率综合器完成该操作,从而可以同时在缆线上发送两个5G频段。这非常像在缆线上发送的WiGig频段和5G频段,如以上所讨论的那样。在此情况下,RFIC中仍将必须存在用于每个5G频段的RF链,但将无需混频器将信号偏移回到其原始5G频段。
图224A是根据一些方面的BBIC框图的第一区段。图224B是根据一些方面的BBIC框图的第二区段。图224A和图224B丢失以上所讨论的LO信号。然而,包括图224A和图224B,以示出下述功能。
图224A示出关于图222和图223所示的系统的附加细节。在该方面中,关于同相和正交(IQ)分量描述电路。例如,22401示出发送方案,其中,关于WiGig,元件22403A示出同相信号源,而22405A示出正交信号源。元件22407示出适当的时钟生成方式方式。在22403处,关于同一类型的元件示出接收方案。关于发送方案和接收方案二者对于两个5G频段中的每一个示出相同元件。在图224B中,开关22451、22452、22455操作为将系统置于TX模式、RX模式或如果期望用于测试和校准则环回模式下。环回指代电子信号、数字数据流或条目的流从它们的源选路通过系统并且回到它们的源而无需有意的处理或修改。这主要是测试系统的传输或运输基础架构的方式。各种实现方式或方面存在。作为一个示例,可以测试具有仅一个通信端点的通信信道。该信道所发送的任何消息立即地并且仅由同一信道接收。在电信中,环回设备执行来自服务交换中心的接入线路的传输测试,这通常无需受服务的终端处的人员的协助。根据一些方面,通过开关断连RFIC并且闭合TX与RX之间的环路以用于系统的测试和校准(通常,BBIC的校准),所公开的系统具有这种能力。在一些方面中,测试和校准解决IQ失衡。TX、RX和环回模式受控于无线电收发机控件(RTC)22457,其从处理器单元(其可以包括多于一个的数字处理器)(未示出)接收控制信号。根据一些方面,开关22451、22452、22455均具有关于开关之一枚举为22453、22453A(顶部)、22453B(下部)和22453C(中间)的三个位置。当开关22453的触点切换到22453A(并且开关22451和22455的触点也切换到顶部位置)时,系统处于TX模式下。当开关22453的触点切换到22453B(并且开关22451和22455的触点也切换下部位置)时,系统处于RX模式下。当开关22453的触点切换到22453C(并且开关22451和22455的触点也切换中间位置)时,系统处于环回模式下。在一些方面中,环回模式可以用以根据需要进行上述测试和校准。
操作为用于将流发送到/接收自上至四个RFIC(其中的每一个具有其自身的缆线,如上所述)的开关/分离器/组合器的中频(IF)开关22458。在此,缆线示出为22402-1、22402-2、22402-3和22402-4。可以以此方式切换四个流中的一个或多个,以用于发送/接收。
图224B中还示出综合器A和综合器B的示例框图。当设计频率综合器时,待合成的精确频率通常不是综合器的初始频率。通常,初始频率可以是2的倍数或最终频率除以2。在此,综合器包括压控振荡器(VCO)或数控振荡器(DCO)(未示出)和DPLL(例如22460)。DCO生成严格受控于DPLL的特定频率。根据一些方面,最终,综合器将提供特定频率(例如待发送的频率)。两个除法器22462、22464将它们的输入频率(在此,46-60GHz频段中的信号)除以2,并且提供(23-30GHz频段和11.5-15GHz频段中)所注记的信号。这些信号然后分别相加,如附图中指示的那样,以生成期望的频率(例如,在此,用于5G的37-45GHz频段中的LO频率)(作为简写,在此指示为40GHz)。除了初始频段(46-60GHz)中的信号与11.5-15GHz频段中的信号相加以得到用于WiGig的57-70GHz频段(作为简写,在此指示为LO-60GHz)中的信号之外,综合器B相似地进行操作。
图225是根据一些方面的详细射频集成电路(RFIC)框图。图225与图222和图223的RFIC组件相似,但具有附加细节。在RFIC22500中,经由双工器22505去往以及来自RFIC的双工控制受控于无线电收发机控制(RTC)22503。低功率数字锁相环(LPDPLL)22501提供时钟化。LPDPLL 22501具有降级的频率性能但非常低的功耗。LPDPLL 22501在一些方面中用作用于RTC 22503的时钟。LPDPLL22501虽然关于功率保存而有意地降级,但良好地适合于时钟使用。根据一些方面,RTC 22503用于这些功能:将系统置于发送模式下,将系统置于接收模式下,将系统置于环回模式下,设置用于各种功能的特定寄存器,关于改进的或优化的配置而调谐各种放大器的放大等。虽然无线电无疑是模拟系统,但存在需要以数字方式受控的例如前述情况的功能,其可以通过作为对专用控制信息(在此指示为对RTC22503的RTC数据输入)进行采样的数字系统的RTC得以实现。该RTC数据出自BBIC,BBIC在缆线上从系统处理器接收该信息。
在一些方面中,因为通过缆线发送并且接收所有信息,所以除了在缆线上的四个信号(5G 28GHz频段信号、5G 39GHz频段信号、LO和WiGig频段信号)之外,控制信号也在缆线上到来。因此,在所公开的5GmmWave系统内驻留无线电收发机控制系统。根据一些方面,RTC具有缆线的每个侧上的组件,具有其自身的频率,其不干扰其驻留的mmWave系统的频率,并且提供所公开的mmWave系统与RTC系统之间的通信。换言之,根据一些方面,图225所示的RFIC受控于RTC 22503,其从控制处理器通过缆线接收其控制指令。在一些方面中,BBIC可以位于移动设备的主板上,而RFIC通常位于将允许信号经由天线子系统辐射到空中的地方中。在一些方面中,RFIC可以胶接到移动设备内部的恰在屏幕之下的玻璃。
图225还示出配对的四元组天线控件(例如22502),其包括移相器(例如22504)和双向放大器22506(示出为相反方向上的两个三角形,以说明用于发送的功率放大和用于接收的低噪声放大)。放大器22506也可以是单独放大器,一个用于发送,而一个用于接收。如果放大器是用于任一方向上的放大的双向放大器,则它们将在一些方面中通过命令从下述RTC切换到用于发送的功率放大器(PA)和用于接收的低噪声放大器(LNA)。在图225中,四元组配对22515、22517用于WiGig 57-70GHz频段,四元组配对22544、22546用于5G24-29GHz频段,并且四元组配对22565、22568用于5G 37-44GHz频段。四元组配对22515、22517经由双向放大器22511、22513连接到分离器/组合器22509。开关22531、22551和混频器子系统22538、22556是图222和图223的RFIC开关-混频器电路的总体说明。
图226是根据一些方面的示出缆线上的控制信号的完整系统的框图。BBIC 22601通过缆线22602的方式连接到RFIC 22603。可见生成水平偏振式5G流H,以用于分别在DAC22610和ADC 22611处发送到并且也接收自RFIC 22605。DAC 22610、ADC 22611和DPLL22613如关于图222和图223中的对应组件所解释的那样进行操作。可见生成并且偏移垂直偏振式5G流V,以用于分别在DAC 22621和ADC 22623处发送到并且接收自RFIC 22603。DAC 22621、ADC 22623和DPLL 22613也如关于图222和图223中的对应组件所解释的那样进行操作。12.3-15GHz频段中的LO信号如图222、223中所解释的那样得以生成,并且由缆线22602经由线路22643发送。放大器22615、22617是分别用于H发送和接收流的放大器,开关22620所选择的有源放大器。相似地,放大器22626、22628是分别用于V发送和接收流的放大器,开关22622所选择的有源放大器。一般而言,开关可以受控于可以控制系统的发送和接收的控制处理器。通常,开关全部处于发送模式下或全部处于接收模式下。
在RFIC侧上,接收V流和H流以及LO,以用于发送和接收。天线控件四元组通常示出于22664和22666处,分别用于垂直偏振式流和水平偏振式流的传输。控件四元组包括移相器、PA和LNA,其在一些方面可以集成到可分别切换到PA和LNA以用于发送/接收的双向放大器。经由线路22652接收24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号。当开关22630A处于22634位置中时,24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号发送到四元组天线控件22674。当开关22630A处于22632位置中时,24-29.5GHz频段中的水平偏振式信号在混频器22638中与12-15GHz频段中的5G LO信号混频,并且所得的37-45GHz频段中的水平偏振式信号从混频器22638发送到天线控件四元组22670。在线路22654处接收37-45GHz频段中的垂直偏振式信号。当开关22650A处于22661位置中时,37-45GHz频段中的垂直偏振式信号发送到天线控件四元组22672。当开关22650A的触点处于22663位置中时,37-45GHz频段中的垂直偏振式信号发送到混频器22656,在此其经由线路22653与12-15GHz频段中的LO信号混频,并且所得的垂直偏振式24-29.5GHz信号从混频器22656发送到天线控件四元组22676。前述情况用于发送模式。在接收模式下,操作恰为相反的,并且将接收到的信号提供给BBIC 01。
如以上关于图225所讨论的那样,RFIC受控于RTC 22503,其从控制处理器通过缆线接收其控制指令。图226中示出该情况,其中,控制调制解调器22664、LPDPLL 22662和基准时钟22666将通过线路22668从处理器接收到的控制信号分别经由线路22645和22646提供给RFIC 22603。基准时钟22676将时钟化提供给RFIC的RTC22603(如图225中所讨论的那样),并且还将时钟化提供给LPDPLL22662和控制调制解调器22664。此外,从线路22641、22642、22643、22644、22645和22646以及线路22651、22652、22653、22654、22655和22656可见,来自以及去往BBIC 22601和来自以及去往RFIC 22603的所有信息仅经由缆线22602发送。感兴趣的是仅在缆线22602(即RFIC)上在一个方向上发送用于控制的基准时钟766。控制调制解调器22664连接到BPF 22671,并且LPDPLL 22662和基准时钟22666连接到BBIC侧上的低通滤波器22673。控制调制解调器22663经由线路755连接到BPF 765,以从BBIC中的控制调制解调器22664接收控制信号。相似地,根据一些方面,在RFIC侧上,LPDPLL 22661连接到LPF 22667,以从线路22656接收信号。
还感兴趣的是这样的事实:因为所有信号在前述线路上前进,所以在缆线22602的每个侧上需要BPF(并且对于一些控制信号,LPF)的组,以在缆线22602的每个侧上将信号分离开,从而信号在两个方向上发送到适当的组件。根据一些方面,关于发送模式和接收模式,信号从BBIC发送到RFIC并且从RFIC发送到BBIC。
图227示出根据一些方面的遍历各种信道区段选项的用于扫描的射频(RF)、中频(IF)和振荡器(LO)频率的示意性分派。图227示出存在若干信道选项(在此,12个可能信道),其为WiGig和5G信道的组合。图227在22701处示出WiGig DPLL信号。在22703和22705处示出5G垂直偏振式30GHz信号和水平偏振式30GHz IF信号。在22707处示出本地振荡器信号。在22709处示出5G控制信号,并且在22711处示出WiGig控制信号。
图227示出无论所选择的信道如何,在所有信号之间以及当中都存在良好的频率分离度,从垂直轴可见。该频率分离度使得当在缆线上发送时频段的足够隔离度成为可能,如上所述。通常,在一些方面中,不存在缆线上所提供的附加隔离度和提供期望隔离度的频段分离度,频段是经由BPF(并且在一种控制情况,LPF)接收的,如关于图222、图223和图226所讨论的那样。从简单仿真得到关于图227的信息。线路的厚度等效于带宽。例如,WiGig信号处于57-71GHz频段中,并且可以是4GHz宽,而5G信号可以是1GHz宽。LO信号可见是非常窄的带宽。5G控制信号在带宽方面可以是300MHz。每个线路厚度反映带内的信道的宽度。
图228示出根据一些方面的固定频率LO发射机上变频方案。开始要注意,图228省略图226中的BBIC侧和RFIC侧二者上所示的并且以上讨论为对于所公开的系统是重要的BPL和LPL的说明。类似地,以下待讨论的图229省略BBIC侧上的BPL和LPL。仅因为附图中缺少空间,所以在两个附图中省略BPL和LPL。然而,应理解,实际上BPL和LPL将位于图228和图229二者中并且将在其中运作,如图226中所示出并且描述的那样。
在图228中,BBIC 901通过单个缆线22802连接到RFIC22803。在发送配置中,BBIC22801包括DAC 22810,其附接到混频器22812,混频器22812附接到放大器22816。放大器22816的输出是以下所讨论的5G 23.8-30.3GHz频段中的垂直偏振式信号,并且通过缆线22802以与图222、图223和图226相同的方式发送。如上所述,因为附图空间考虑,所以未示出缆线的每个侧上的BPF。具有23.8至30.3GHz的5G频率范围的DPLL 22818也连接到混频器22812。根据一些方面,DPLL 22818也连接到混频器22812A。第二综合器22818A(称为低功率数字锁相环(LPDPLL))生成13.2GHz的固定频率信号。LPDPLL 22818A连接到混频器22812A和放大器22824。根据一些方面,放大器22824的输出信号是13.2GHz频率的信号,并且作为LO信号通过缆线22802发送到RFIC 22803。DAC 22811连接到混频器22813,混频器22813也连接到混频器22812A。混频器22813的输出连接到放大器22815。根据一些方面,放大器22815的输出是37-43.5GHz频段中的垂直偏振式信号,如以下所讨论的那样,其通过缆线22802发送到RFIC 22803。根据一些方面,RFIC 22803实质上是与图222、图223和图226中的RFIC 22203、22303和22603相同的配置,并且提供实质上与之相同的功能。BBIC 22801还包括WiGig电路22831、22833、22834和22835以及RFIC 22803中的其关联电路。以与图222、图223和图226相同的方式通过缆线22802发送WiGig 5G57-72GHz频段中的放大器22835的输出信号。由于该电路的操作如以上所讨论的那样,所以在此无需描述它。
根据一些方面,在操作中,来自DAC 22810的水平偏振式基带信号在混频器22812与来自DPLL 22818的5G 23.8至30.3GHz频段中的信号混频。根据一些方面,混频器22812的输出是23.8至30.3GHz频段中的水平偏振式5G信号,其然后通过缆线22802经由放大器22816发送到RFIC 22803。根据一些方面,LPDPLL 22818A的输出通过缆线22802发送到RFIC22803作为13.2GHz的LO信号。DPLL 22818和LPDPLL 22818A的输出在混频器22812A中混频,以提供5G 37-43.5GHz频段中的5G信号,其连接到混频器22813。根据一些方面,DAC 22811的基带输出和混频器22812A的输出在混频器22813中混频,以提供5G 37-43.5GHz频段中的来自DAC 22811的垂直偏振式5G信号,其通过缆线22802发送到RFIC。RFIC 903关于通过缆线22802发送的信号的操作实质上与关于图222、图223和图226所解释的相同,并且无需在此描述。
使用例如13.2GHz作为LO频率的图228所示的固定LO方案还允许MIMO相位噪声频率噪声相干性,并且具有优点:具有也可以用于精确控制定时的RFIC中的固定LO基准。该方案需要图228中的附加综合器22818A,以用于生成固定LO。换言之,将存在图228的该方面中的三个综合器,而非如图222、图223和图226中的两个综合器。然而,由于该附加综合器22818A用于上变频和下变频二者,因此其感生的相位噪声得以消去,所以其当与本文所使用的其他综合器相比时可以消耗达10的量级的更低的功率。
图229示出根据一些方面的具有关于固定的LO的第一变频后接关于变化的LO的第二变频的无线电系统中的双变频。从基带直接去到RF的本文所描述的直接变频具有优点,但可能产生同相和正交(IQ)校准问题。在一些方面中,双变频可以用以解决这些问题并且简化IQ校准。可以使用对低于最终期望的频率的频率的第一变频以及然后对最终期望的频率的第二变频实现双变频。除了使用双变频之外,图229如关于图222和图223所解释的那样进行操作。在图229中,DAC 22910输出水平偏振式基带信号,并且连接到第一混频器22912,第一混频器22912连接到第二混频器22944。根据一些方面,第一DPLL 22918生成48GHz处的固定5G信号,其乘以1/6以实现8GHz信号,该信号连接到混频器22912。第二DPLL 22942生成13-21GHz频段中的5G信号,其发送到第二混频器22944。在混频器22912中的第一变频中,来自DAC 22910的水平偏振式信号上变频为固定8GHz频率的水平偏振式信号。此时,系统可以相对于图224B的开关22451、22453和22455如以上所讨论的那样置于环回模式下,并且校准问题可以在对低于最终期望的频率(在此,8GHz)的固定频率的第一变频之后得以解决。这种双变频提供优点:如果第一变频是对相对低的频率范围中的固定频率,则可以更容易地解决IQ失衡。
第二混频器22944中的第二变频将水平偏振式8GHz信号上变频到期望的22-29.5GHz频率范围中的水平偏振式5G信号。根据一些方面,期望的22-29.5GHz频率范围中的该水平偏振式信号是放大器22914的输出,其通过缆线22902得以发送。根据一些方面,除了较低频率是24GHz并且混频器22946中的第二变频因此将垂直偏振式信号上变频到期望的37-48GHz频率范围,其通过缆线22902经由放大器22915发送之外,,来自DAC 22911的垂直偏振式信号类似地在与关于来自DAC 22910的水平偏振式信号的双变频相似地进行操作的双变频中变频。根据一些方面,DPLL 22918的48GHz输出信号乘以1/3,以变为16GHz的5G LO信号,其通过缆线22902作为放大器22924的输出得以发送。RFIC 22903以与图222、图223和图226的第二RFIC相同的方式进行运作,并且在此无需描述。
图230示出根据一些方面的DTC结构23000。可以在通信设备的DTx发射机中提供DTC结构23000。DTC结构23000可以包括于图3C的发送电路315的数字发送电路365中,但结构23000不限于此。图230示出简化的架构;DTC结构23000在其他方面中可以包括比所示的更多的元件。图230所示的DTC结构23000可以提供时间交织式DTC 23010,其与mmWave注入锁定式振荡器23024中的子谐波注入锁定耦合,如以下更详细地讨论的那样。在基于DTC的相位调制器和移相器中使用时间交织式DTC 23010和mmWave注入锁定式振荡器23024的组合可以允许生成下一代系统中所使用的带宽上的调幅和调相信号。
DTC结构23000可以操作在低于目标mmWave频率的RF频率处。可以从基准信号(REF)推导用于DTC 23010的时钟23002。具体地说,基准信号可以要么通过锁相环(PLL)要么复用延迟锁相环(MDLL)23004提供给时钟23002。PLL/MDLL 23004的输出可以提供给数控振荡器(DCO)23006。DCO 23006的输出可以范围在信道带宽(例如从1700MHz到期望的mmWave频率)上。DCO 23006的输出可以提供为对时间交织式DTC 23010中的单独DTC 23012中的每一个的输入,并且作为反馈提供给PLL/MDLL 23004。在一些方面中,可以通过DCO23006实现用于接收基准振荡信号的部件和/或用于将基准振荡信号的频率减少为较低频率信号的部件。
时间交织式DTC 23010可以包含单独DTC 23012和逻辑组合器23014。逻辑组合器23014可以在一些方面中是OR门或异或(XOR)门。在一些方面中,可以使用单个逻辑组合器23014。结合逻辑组合器23014使用单独DTC 23012可以使得比独自的单独DTC23012更高的操作速率成为可能。时间交织式DTC 23010可能受限于操作在上至大约6GHz的频率处,但在一些方面中,可以获得更高的频率。在一些方面中,可以通过时间交织式DTC 23010实现用于取决于输入信号而调制DTC处的较低频率信号的相位以在比较低频率信号更高的频率处生成调相信号的部件和/或用于将调相信号从DTC发送到振荡器电路的部件。
对于QPSK或更高的调制,I/Q数据可以提供给矩形到极型转换器23028。在一些方面中,可以通过矩形到极型转换器23028实现用于将矩形输入信号变频为极型输出信号的部件。矩形到极型转换器23028可以将复数转换为极型形式。结果可以是模拟调相信号。调相信号可以在组合器23030处与预定相移(1)组合,以使得调相信号超前或延迟达预定量。来自组合器23030的输出可以提供给串行到并行转换器23026。串行到并行转换器23026可以将组合器输出转换为数字式字,并且同时将数字式字的多个副本提供给时间交织式DTC23010中的所有单独DTC 23012。数字式字可以指示单独DTC23012中的哪一个待在特定时间提供脉冲的定时。每个单独DTC 23012可以提供处于比RF-DCO 23006更低的处频率并且相位不同的脉冲,从而单独DTC 23012在不同时间激活并且禁止。
如以上示例性方面中那样,单独DTC 23012可以在逻辑组合器23014处组合,以提供中频信号,其可以比单独单独DTC 23012的频率更高n倍,其中,n是时间交织式DTC 23010中的单独DTC23012的数量。单独DTC 23012可以基于数字式字应用期望的相位调制。时间交织式DTC 23010可以在一些方面中因此也实现以下中的一个或多个:用于将数字式字提供给时间交织式DTC 23010中的多个单独DTC 23012的部件,数字式字取决于极型输出信号;用于基于数字式字触发单独DTC 23012的部件;用于基于极型输出信号生成待发送到单独DTC 23012的数字式字的并行副本的部件;用于在本地组合来自单独DTC 23012的输出以生成调相信号的部件;用于每个周期动态地延迟基准振荡器信号的边沿以引入相位调制以生成调相信号的部件;或用于使用边沿内插以基于较低频率信号生成自对准相位信号的部件。
时间交织式DTC 23010的输出可以提供给输出时钟电路23020。输出时钟电路23020可以包含脉冲整形器23022和mmWave注入锁定式振荡器23024。DTC 23010的输出可以按脉冲整形器23022为条件,以放大DTC 23010的输出的相对谐波内容(即,m x fDTC)。谐波内容可以处于目标mmWave频率处。来自脉冲整形器23022的条件式DTC输出可以注入到注入锁定式振荡器23024中,注入锁定式振荡器23024可以锁定到谐波内容上并且在目标mmWave频率处产生输出。在一些方面中,如以下图233所示,脉冲整形器23022可以包括于注入锁定式振荡器23024中。在一些方面中,用于基于调相信号在振荡器电路处生成mmWave频率处的调相信号的部件可以由输出时钟电路23020实现。输出时钟电路23020可以在一些方面中也实现以下中的一个或多个:用于放大调相信号的谐波的部件,以及用于将振荡器电路的振荡器信号锁定到谐波以产生输出振荡器信号的部件,或用于经由串联晶体管将电流注入在槽(tank)电路中以致使槽电路在mmWave频率处谐振的部件。
图231示出根据一些方面的开环校准的DTC架构23100。DTC架构23100可以是与图230所示相同的DTC架构。DTC架构23100可以包含PLL/MPLL 23104和相位注入(PI)电路23130。压控振荡器(VCO)23102可以将提供输出,其供给PLL/MPLL 2314。除了更详细地示出PLL/MPLL 23104中的电路之外,VCO 23102和PLL/MPLL 23104可以与图230所示的相同。
PLL/MPLL 23104可以包含多模除法器(MMD)23106和一对翻转触发器23108。MMD23106可以将来自VCO 23102的信号的频率减少到可由DTC管理的(并且更不功率密集的)频率。MMD23106的输出可以提供给翻转触发器23108中的每一个的输入。来自VCO 23102的时钟信号的正负边沿可以用以触发不同翻转触发器23108(又称为正边沿翻转触发器和负边沿翻转触发器)。来自正和负边沿翻转触发器23108的输出可以提供给PI电路23130。
来自正和负边沿翻转触发器23108的输出可以提供给PI电路23130中的反相器(缓冲器)23110的集合。反相器23110的集合可以包括例如两对反相器。反相器23108的集合可以包括例如两对反相器。来自翻转触发器23108的输出可以提供为对每一对反相器23110的输入。来自第一对反相器23110的输出可以提供给复用器(MUX)23112,并且来自第二对反相器23110的输出可以提供给过程边缘内插器(Course Edge Interpolator,CEI)23114。
来自MUX 23112和CEI 23114的输出可以提供给可编程数控过程边沿内插器(PG-DCEI)23120。MUX 23112和CEI 23114可以用以选择来自反相器23110的信号之一。PG-DCEI23120可以包含一对反相器23122,其从MUX 23112和CEI 23114接收信号。入口反相器输出可以馈电到多个小单元23124,每个小单元包括MOSFET链,其输出中的每一个在地与供电电压之间摆动。小单元23124的数量在一些方面中可以是2N,其中,N是正整数。每个小单元23124的输出可以提供给出口反相器23126,然后作为DTC的输出提供给逻辑组合器。
图232A示出根据一些方面的用于增加时钟频率的DTC的时间交织;图232B示出根据一些方面的图232A的时钟信号。图232A所示的架构23200可以是图230所示的DTC的版本。架构23200可以例如包含一对DTC,其中的每一个可以包含模拟部分23210和数字部分23220。为了方便,这可以看作图230和图231所示的架构的简化。实际上,模拟部分23210和数字部分23220的数量可以大于2。基准振荡器信号可以提供给模拟部分23210,并且可以包括上述MMD23212以及PI 23214。MMD 23212输出可以作为时钟信号提供给数字部分23220,其输出可以进而反馈到MMD 23212并且提供给PI 23214。来自DTC模拟部分23210的输出信号(f0)可以提供给异或(XOR)23222,其可以用以使得DTC频率翻倍为2f0。
如图232B所示,多个级可以用以生成DCO时钟信号。基于基准时钟信号,时间交织式DTC中的每个DTC可以提供具有比来自VCO的DCO时钟信号的频率更低的频率的前向和后向时钟信号。图232B所示的DTC的数量是2(N=2),但该数量可以变化,如上所述。如所示,第一DTC的后向和前向时钟信号可以分别偏移达0和周期的1/4,并且第二DTC的后向和前向时钟信号可以分别偏移达周期的1/2和3/4。DTC中的每一个的后向和前向时钟信号可以单独地异或,这样产生异或的时钟信号,其使得基准时钟信号的频率加倍。来自不同DTC的异或的时钟信号然后也异或,以产生期望的mmWave频率处的DCO时钟信号。取决于方面,DTC23010产生的并且注入到振荡器23024中的信号可以处于RF-DCO 23006的频率处,或可以是不同的。
图233示出根据一些方面的具有脉冲整形的串行注入锁定振荡器23300。如图233的方面所示,脉冲整形器23022和注入锁定式振荡器23024可以集成地形成为注入锁定振荡器23300,而不是在分离的电路或芯片中提供的。然而,在其他方面中,可以在不同电路中提供两个电路——第一个用于放大期望的谐波,并且第二个用于锁定到谐波上并且产生输出信号。
注入锁定振荡器23300可以包含槽电路23302以及注入锁定电路23320。注入锁定电路23300可以依赖于将并行器件(MOSFET)23306添加到交叉耦合式配对23310,以将微扰注入到槽电路23302中。微扰通过RC分流器23304引入到并行电路的输入。
为了改进相位噪声,振荡器23300可以通过处理(例如自动组选择(automaticbank selection,ABS)处理)调谐为近似处于注入的信号的准确谐波处。通过并行注入,槽电路23302可以提供作为自由运行振荡器电流和注入的信号的叠加的信号。这样允许槽电压和电流经历相对于注入的信号的相移。为了增加进入槽电路23302的注入的信号的强度,RC分流器23304可以加大。这样可能产生注入强度、相位噪声与振荡器自然频率的调谐之间的折衷。
并非使用单个注入设备,可以使用串行注入锁定电路23320,如所示。注意,在一些方面中,可以在正和负边沿输入二者处提供串行注入锁定电路23320。串行注入锁定电路23320可以包括不同信号注入到的多个设备23306。具体地说,注入的信号可以包括具有不同相位的单独信号,从而两个单独信号在与单独信号的脉冲的长度相比的相对短的时段上仅为相同的值(示出为正)。槽电路23302可以受强制或调整为与注入的信号(电流)是同相的,改进以上所指示的折衷。附加地,这样可以提供注入强度的增加,而不增加电流消耗或恶化振荡器的加载的Q。
调相本地振荡器(LO)可以驱动饱和的功率放大器以提供极型发射机。在一些方面中,可以使用类C/D/D-1/E/F/F-1功率放大器,而非类A或A/B放大器,由此减少放大器功耗。可以通过各种手段(例如加权电流、电容或供电调制)在功率放大器中引入幅度调制。
图234示出根据一些方面的提供mmWave频率信号的方法。可以通过图230-图233所示的结构执行方法。在操作23402,基准振荡器可以生成RF振荡信号。可以在带来关于DTC操作的增加的低效性的频率范围(例如高于大约6GHz)处生成RF振荡信号。该RF振荡信号可以用以生成mmWave频率处的调相输出信号。
接收到的RF振荡信号可以在操作23404减少为较低频率信号。较低频率信号可以由多模子系统减少,并且因此是除以整数的RF振荡信号。减少的频率信号可以实质上小于大约6GHz(例如几百MHz到几个GHz)。
在操作23406,可以接收矩形(I/Q)输入信号。矩形输入信号可以转换为极型信号(幅度/相位)。极型信号可以进一步转换为数字式字,并且提供给DTC。DTC可以包含多个单独DTC,其输出是使用逻辑OR或XOR门得以组合。数字式字可以同时提供给单独DTC。
在操作23408,可以在DTC处调制较低频率信号的相位。相位调制可以受控于转换后的输入信号。来自单独DTC的输出可以组合,以生成高于较低频率信号的频率的频率处的调相信号。在一些方面中,更高的频率是RF振荡信号的频率。
调相信号可以从DTC发送到振荡器电路。振荡器电路可以在操作23410生成mmWave频率处的调相信号。振荡器电路可以放大mmWave频率处的输入调相信号的谐波,并且在谐波处将电流注入到槽电路中,以致使槽电路在mmWave频率处谐振。电流注入可以将振荡器电路的输出信号锁定到谐波,以产生mmWave频率处的输出振荡器信号。电流注入可以通过串联晶体管。
在通信期间,通信设备也可以在发射机和接收机链中在模拟与数字信号之间转换信号。在一些通信设备中,发射机和接收机链可以包含滤波器和放大器等。该电路以及背板问题可能在生成输出信号中产生非同质性,并且可能使得产生非理想输出信号。通信设备设计者继续确定距信号理想性的偏离的原因,并且通过采用硬件或软件解决方案之一或二者的信道均衡校正偏离。
可以使用判决反馈均衡器(DFE)通过反馈均衡和/或经由接收机中的前馈均衡器(FFE)通过前馈执行信道均衡。可以仅在模拟域中实现的与发射机FFE不同的接收机FFE设计通常可能对于某些需求是不足的。归因于对于增加的数据率、抽头的数量和能效以及可用的有限电路面积,模拟实现方式可能对设计和实现是有挑战性的。随着多吉赫兹(mmWave)通信的到来和各种组件的伴生高速性能以及多径效应,从发射机发送的和接收机接收到的符号可能经历某量的符号间干扰(ISI)。在给定符号之前显现的能量是符号前ISI或前体(pre-cursor),而在符号之后显现的能量是符号后ISI或后体(post-cursor),它们二者可能随着使用mmWave频段而增加。高速mmWave通信的一个考虑因素在于:不同于较低频率和速度通信,对于可能具有低到中等后体ISI扩展(1-4ns)的LOS信道和可能具有上至大约12ns的更宽的ISI扩展的NLOS信道,巨大差异可能存在于后体和前体扩展中。
多抽头有限冲激响应(FIR)滤波器可以用以校正前体效应。使用高速多Gb/s数据通信可能归因于所涉及的功能(其可以包括单个UI中的模拟信号的延迟、乘法和加法)而增加实现方式难度。一些mmWave无线信道具有长的前体拖尾。例如,对于5GS/s处的mmWave信道,前体拖尾在长度方面可以是大约10ns(50UI)。为了对于这种延伸的拖尾并且以高数据率进行校正,在FFE中可以使用大数量的抽头(例如50个)。使用大数量的抽头的FFE实现方式可能采用对应大的量的电路面积并且可能使用更多功率。FFE中的功耗可以随着抽头的数量而指数型地增加,并且所占据的面积与开关矩阵设计中的抽头的数量的平方成比例。当使用正交相移键控(QPSK)调制或更高阶调制时,可能进一步牵涉该问题。
在双偏振无线接收机中,FFE设计可能增加关于串扰消除的复杂性。具体地说,在使用I/Q信号的通信设备中,基于I/Q的相干调制(例如QPSK、16QAM等)可能展现I流与Q流之间的串扰ISI。在双偏振收发机中,垂直偏振式(V)流和水平偏振式(H)流可能遭遇直接ISI和串扰ISI。本文所描述的方面可以独立地消除多个不同类型的ISI,包括以下中的一个或多个:VI对VI ISI、VI对VQ、VI对HI、VI对HQ、VQ对VI、VQ对VQ、VQ对HI、VQ对HQ、HI对VI、HI对VQ、HI对HI、HI对HQ、HQ对VI、HQ对VQ、HQ对HI和HQ对HQ。
图235示出根据一些方面的接收机。图235示出接收机23500的基本组件。其他电路(例如滤波器和混频器(用于将接收到的信号下混频到基带)等)可以存在,但为了简明而未示出。接收机23500可以包括于通信设备(例如eNB、AP或UE)中,并且可以包括天线23502、FFE 23504、DFE 23506、控制器23510和基带处理器23512。FFE 23504可以是级联FFE,如以下更详细地讨论的那样。天线23502可以被配置为通过相同或不同无线电接入技术并且使用一个或多个不同标准(例如24GPP或IEEE 802.11)从一个或多个发射机接收信号。信号可以由一个或多个通信设备(例如eNB、AP或另一UE)提供。天线23502可以从发射机接收波束赋形的信号。在一些方面中,波束赋形的信号可以是包括V和H偏振式信号的双偏振式信号。在其他方面中,级联FFE布置可以不限于双偏振收发机。
接收到的信号可以提供给FFE 23504,其可以用以补偿信号中的前体拖尾。前体补偿的信号可以然后提供给DFE 23506,其可以进一步补偿后体拖尾。前体和后体补偿的信号可以提供给基带处理器23512。FFE系数、DFE系数、补偿器阈值、时钟定时和其他电路设置(例如FFE 23504、DFE 23506中的一个或多个的输出的定时)可以受控于控制器23510。基带处理器23512可以在一些方面中充当控制器23510。
图236示出根据一些方面的FFE的基本实现方式。图236所示的FFE 23600可以提供于接收机中,并且可以包括多个模拟域延迟电路(延迟部)23602(例如跟踪和保持电路)、多个乘法器23604和组合器23606。FFE 23600的输入和输出可以是模拟的。可以通过串联的模拟电路组件(例如开关23612)形成每个延迟电路23602,具有部署在开关23612之间的接地的电容器23614和缓冲来自最后开关23612的输出的缓冲器23616。
可以串行地部署延迟部23602。模拟电压可以提供给每个延迟部23602。延迟部23602提供的延迟的量可以是预定的,并且可以是单个单元间隔(UI)。延迟部可以通过改变时钟频率而成为可调整的,但在其他方面中,如果UI或符号速率是固定的,则延迟可能不能改变。跟踪和保持电路的延迟部23602可以由时钟频率/周期而非由电容确定。
提供给每个延迟部23602的电压也可以在乘法器23604处加权。每个乘法器23604可以具有与之关联的单独系数(或权重)c0、c1、……cn。乘法器23604的系数c0、c1、……cn可以是相同的,或至少一个可以与至少一个其他权重不同。系数可以取得任何正或负值,包括1或0。系数可以由信道确定,并且例如对于NLOS和LOS信道可以是不同的。
来自乘法器23604的加权信号可以提供给组合器23606。组合器23606可以将延迟部23602之前的加权输出与同一延迟部23602之后的加权输出组合。组合器23606可以部署为这样的:来自所有延迟部23602的输出可以组合为FFE 23600的输出。来自乘法器23604的输出可以同时组合在一起。在此情况下,输入信号可以是连续模拟信号,而输出信号可以是离散模拟信号。
功率耗散可能基于抽头的数量和寄生电容而增加。为了有助于缓解该问题,图237A和图237B示出根据一些方面的FFE 23700。FFE 23710可以用在图235所示的接收机中。FFE 23700可以包括多个FFE级23710,其可以操作在基带处。每个FFE级23710可以包含一个或多个延迟部23704、乘法器23702以及组合器23706。在一些方面中,延迟部/FFE级23710的数量可能受限于设计优化方式,并且可以取决于处理技术。FFE 23700可以包括于图3E所示的基带处理电路392中,但FFE 23700不限于这种包括方式。在一些方面中,用于将多个类型的信号提供给多个串联FFE级的部件可以由FFE 23700实现。
从天线(图237A-图237B中未示出)到每个FFE级23710的信号可以分离为偏振式和正交信号。在基于I/Q的相干调制中,信号可以具有I和Q分量二者。在双偏振收发机中,垂直偏振式信号和水平偏振式信号可以存在。V信号和H信号中的每一个可以具有两个(I和Q)数据流。因此,如图237A-图237B所示,在双偏振收发机中可以存在总共四个数据流(VI、VQ、HI、HQ)。可以消除两种ISI:直接ISI(例如VI对VI ISI)和串扰ISI(例如VQ对VI、VQ对HI、VQ对HQ等)。
因此,去往每个FFE级23710的单独信号可以包括垂直和水平偏振式信号之一或二者或I/Q信号。可以沿着垂直和水平偏振式信号线路分别提供垂直和水平偏振式信号作为对垂直和水平偏振式信号线路上的延迟部23704的输入;相似地,可以沿着I和Q信号线路分别提供I和Q信号作为对I和Q信号线路上的延迟部23704的输入。如所示,单独信号可以在每个延迟部23704之前和之后的抽头处交叉耦合,以在数据流之间提供消除。单独流中的每一个可以具有来自FFE级23710的其自身的输出。因此,例如,在每个延迟部23704之前和之后,用于I/Q输入信号中的每一个的垂直和水平可以使用加权系数加权并且然后组合。在例如图237A-图237B所示的提供垂直和水平偏振式输入信号二者以及I/Q输入信号的一些方面中,每个信号可以与每个延迟部23704之前和之后的每个其他信号组合。
虽然示出仅两个FFE级23710,但可以使用大于两个的FFE级。使用多个FFE级23710可以按每个FFE级23710减少抽头的数量,并且由此减少功耗、面积和复杂度。在一些方面中,FFE 23700可以因此也如所示实现以下中的一个或多个:用于通过一系列延迟部延迟输入VI、VQ、HI和HQ信号以形成延迟的VI、VQ、HI和HQ信号的多个集合的部件;用于通过多个类型的加权系数中的每一个对每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ信号进行加权以形成抽头处的VI、VQ、HI和HQ加权信号的部件;用于组合每个抽头处的VI加权信号以形成VI输出信号、组合每个抽头处的VQ加权信号以形成VQ输出信号、组合每个抽头处的HI加权信号以形成HI输出信号以及组合每个抽头处的HQ加权信号以形成HQ输出信号的部件;用于将VI、VQ、HI和HQ输出信号中的每一个作为VI、VQ、HI和HQ输入信号提供给另一FFE级或作为FFE的VI、VQ、HI和HQ输出的部件;用于使用每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ加权信号以消除不同前体ISI类型的部件;用于对于相继FFE级在输入信号上重复延迟、加权和组合的部件;用于将用于除了初始抽头处之外的VI、VQ、HI和HQ信号中的每一个的VI、VQ、HI和HQ加权系数设置为预定值的部件;和/或用于在适配处理期间更新VI、VQ、HI和HQ加权系数以在加权期间收敛并且稳定VI、VQ、HI和HQ加权系数的部件。
每个FFE级的功耗与抽头的数量的指数成比例,并且面积与抽头的数量的平方成比例。为了提供减少的功耗的示例,如果FFE抽头的总数量=Ntap,则:
级的编号 1 2 M
功率 ∝exp(Ntap) ∝2*exp(Ntap/2) ∝M*exp(Ntap/M)
面积 ∝Ntap^2 ∝2*(Ntap/2)^2 ∝M*(Ntap/M)^2
可见,功率和面积二者可以随着级的数量增加而减少,但抽头/级的数量关于FFE抽头的给定总数量而减少。在一些方面中,最小数量的抽头(例如两个)可以出现在每个FFE级中。FFE级23710可以部署在同一芯片或电路上或不同芯片或电路上。在一些方面中,抽头的数量在每个FFE级23710中可以是相同的(均匀地分布的)。在一些方面中,抽头的数量在FFE级23710中的至少一个中可以是不同的。例如,抽头的数量可以从较大数量的FFE级23710渐减为较小数量的抽头,或可以从较小数量渐增为较大数量,以改进总体性能。
此外,FFE级23710中的一个或多个中的抽头可以能够被单独地激活或禁止,或在多于一个的抽头的群组中被激活或禁止。如果能够成组地(例如,由图235所示的控制器)控制,则抽头可以受控为具有一致的分布。例如,每隔一个抽头可以是有效的,或每隔3个抽头可以是有效的。在这些方面中,可以旁路禁止的抽头。
相似地,FFE级23710可以能够由控制器单独地激活或禁止。激活和禁止可以取决于一个或多个因素。这些因素可以包括时钟速率、调制方案、信号类型(例如所使用的标准、信号频率)和信道条件以及抽头的数量等。在这些方面中,可以(例如使用开关)旁路禁止的FFE级23710,从而有效的FFE级23710连接在一起。这样可以例如允许根据期望调适功耗。每个延迟部23704可以固定为一个UI。
此外,特定FFE级23710内的每个乘法器23702可以具有与之关联的单独权重。特定FFE级23710内的乘法器23702的权重可以是相同的,或至少一个可以与至少一个其他权重不同。如上,FFE级23710内的乘法器23702的细节可以与其他FFE级23710的细节不同。也就是说,例如,虽然一个FFE级23710的乘法器23702可以在延迟部23704之间和/或不同单独信号之间具有相同权重,但其之一或二者在不同FFE级23710中可以不是相同的。
在一些方面中,归因于对信道条件和/或信号类型的适配等,可以同时更新每个FFE级23710中的加权系数。在一些方面中,可以在不同时间更新每个FFE级23710中的加权系数,从而归因于一个或多个FFE级23710中的系数乘法的适配可以产生在特定时间,而一个或多个其他FFE级23710中的加权系数保持固定,并且可以在不同时间执行一个或多个其他FFE级23710中的系数适配,而一个或多个FFE级23710中的加权系数保持固定。
图238示出根据一些方面的提供模拟信号均衡的方法。可以通过图237所示的FFE执行方法23800。在操作23802,输入的垂直偏振式信号和水平偏振式信号可以提供给包含多个FFE级的FFE的初始FFE级。FFE级可以是串联的,并且输入可以是并联的。在一些方面中,I/Q信号可以提供给FFE级。在一些方面中,VI、VQ、HI、HQ信号可以提供给每个FFE级。
在操作23804,可以加权抽头处的各个信号。垂直偏振式信号和水平偏振式信号分别形成加权垂直偏振式信号和加权水平偏振式信号。I/Q信号可以相似地加权,以分别形成加权I/Q偏振式信号。如上,V信号和H信号中的每一个可以具有两个(I和Q)数据流。每个类型的信号可以使用多个独立系数加权,以形成多个独立加权信号。因此,例如,可以通过VI系数、VQ系数、HI系数和HQ系数对每个信号进行加权。此外,用于每个信号的系数对于相同类型的系数可以是独立的。因此,用于VI信号的VI系数可以独立于用于HQ信号的VI系数。
在操作23806,通过相同类型的系数加权的目前抽头处的每个加权信号可以组合,以形成组合信号。也就是说,例如,通过VI系数加权的目前抽头处的所有信号可以组合,以形成组合的加权VI信号。每个类型的信号(VI、HI、VQ、HQ)可以形成组合的加权信号。这样提供信号之间的互相关。
在操作23808,确定任何更多抽头是否出现在FFE级中。如上,FFE级可以具有多个延迟部并且因此抽头。抽头的数量在FFE级之间可以是独立的,并且因此对于每个FFE级可以是相同的或可以是不同的。
如果更多的抽头出现,则在操作23810,每个信号可以提供给延迟部。每个信号可以延迟达相同量,然后返回操作23804。因此,每个组合信号可以与来自先前抽头的相似信号组合。也就是说,例如,通过VI系数加权的目前抽头处的所有信号可以与通过VI系数加权的所有先前抽头处的所有信号组合,以形成组合的加权VI信号。来自所有抽头的组合的加权信号也可以指示为VI'、VQ'、HI'、HQ'。
如果没有更多的抽头出现,则于是可以在操作23808确定已经达到目前FFE级的最后延迟部。在操作23812,可以确定是否已经达到最后FFE级。FFE可以包括至少两个FFE级。
如果在操作23812确定尚未达到最后FFE级,则操作23804-23808的处理(加权、组合和延迟)可以于是关于下一FFE级中的延迟部而重复。在操作23814,来自最后FFE级的输出信号(VI'、VQ'、HI'、HQ')可以用作用于下一FFE级的输入信号。
如果在操作23812确定已经达到最后FFE级,则处理可以提供输出信号。也就是说,每个类型的组合信号可以在操作23816取作来自FFE的输出信号。FFE可以取决于输入信号和系数生成输出信号。在FFE正运行的同时,适配处理可以计算并且更新用于每个级中的每个信号的系数。初始地,除了主抽头之外,系数可以都为零(或某些预定值)。可以然后基于接收到的数据和适配处理而更新系数。最终,通过适配,系数可以收敛并且稳定。适配可以继续地跟随处理(23804-23814)。
如上,均衡可以用以补偿有限的信道带宽、反射和干扰。均衡也可以用以在LOS和NLOS二者条件下消除长信道响应的符号的响应,这可以是关于mmWave信号要考虑的方面。其中,归因于增加的衰减和多径问题,(几十个符号中的)增加的量的符号间干扰(ISI)可能存在于mmWave带(例如60GHz带)中。均衡可以用以补偿或消除掉前体ISI和后体ISI。即使信道是理想的,通信设备中的发射机和接收机电路也可能限制总体带宽。在一些情况下,均衡可以用以去除发射机和接收机电路所建立的带宽限制。
DFE是可以用以克服后体ISI的影响的均衡器之一。DFE可以用在接收机中。在NLOS信道可能遭受比LOS信道更大量的后体ISI的同时,后体ISI可能是显著的。LOS信道可以具有相对更少的ISI抽头,并且使得比NLOS信道更高效的调制(例如16QAM和64QAM)成为可能。因此可能期望增加用于NLOS信道的DFE抽头的数量。DFE中所使用的抽头的数量可以受硬编码。由于抽头的数量并不随着调制而改变,因此这可能带来可以用于其他目的的硬件资源和芯片/板面积的浪费。
根据示例性方面,提供可配置的DFE设计。可以根据所使用的调制而调整DFE抽头数量。在一些方面中,DFE抽头设计可以通过控制单个信号选择用于无线通信的正交相移键控(QPSK)或16正交调幅(QAM)(注意,虽然这也可以可应用于脉冲-幅度调制(PAM2)或PAM4以用于无线通信,但本文为了方便将参照QPSK和16QAM)。在一些方面中,对于具有较高信噪比(SNR)和较少后体ISI的LOS信道,在16QAM模式下可以消除掉上至150个后体,并且可以消除掉大约一半的后体。
用于第一DFE抽头的定时可以比用于稍后DFE抽头是更严格的。图239A和图239B示出根据一些方面的可重配置的DFE的配置。DFE 23900可以包括于图3E所示的基带处理电路392中,但DFE 23900不限于这种包括方式。图240A和图240B示出根据一些方面的可重配置的DFE的选择器/DFF组合配置。如图239A和图239B所示,DFE 23900可以包括比较器23910、SR锁存器23920、锁存器23930和选择器/D翻转触发器(DFF)组合23940。来自天线的下变频的信号可以在DFE 23900处得以接收,并且用以生成DFE 23900的输出。可以对DFE 23900的组件提供相同时钟信号(CLK)。可以对比较器23910提供差分输入。比较器23910的二进制输出可以提供给SR锁存器23920。SR锁存器23920的差分输入可以在输出处转换为单端式信号。SR锁存器23920的输出可以提供给一对锁存器23930。第一DFE抽头可以取自SR锁存器23920与第一锁存器23930之间。
可以经由第二锁存器23932提供来自DFE 23900的输出。第二锁存器23932的输出可以取作第二DFE抽头。第二锁存器23932的输出可以提供给选择器/DFF组合23940中的第一个。在一些方面中,第一选择器/DFF组合23940可以仅包括DFF。在其他方面中,选择器/DFF组合中的每一个(稍后也称为锁存器)23942、23944、23946、23948可以包括复用器和DFF二者。虽然(在每个第一选择器/DFF组合23940之后)示出最小数量的抽头,但在一些方面中,上至74个翻转触发器(延迟部)可以用在DFE 23900中的每个链中。延迟部并且因此抽头的总数量可以因而是150(2x74+2)。然而,在其他方面中,翻转触发器的数量可以不限于74的最大值。
每个选择器/DFF组合23940中的选择器可以在一些方面中是复用器。选择器的输入可以是来自两个不同选择器/DFF组合23940的输出。选择器/DFF组合23940可以被布置为形成路径,从而(除了初始两个之外的)选择器/DFF组合23940的输入来自顺序和并行选择器/DFF组合23940(又称为链)。也就是说,输入可以来自下一更低编号的选择器/DFF组合23940(即,紧接的更低编号)并且来自交替更低编号的选择器/DFF组合23940(即,取决于选择器/DFF组合23940是偶数还是奇数编号的,最后的偶数或奇数编号的选择器/DFF组合23940)。选择器/DFF组合23940可以被布置为这样的:相邻编号形成通过选择器/DFF组合23940中的每一个的顺序链,而交替编号形成通过选择器/DFF组合23940的并行链。
选择器/DFF组合23940可以连接为这样的:选择器可以用以调整路径以选择两个链之一。具体地说,选择器/DFF组合23940中的选择器可以连接到用以选择选择器/DFF组合23940的输入(数据输入)的同一选择信号(控制输入)。这样可以使得能够选择用于第一选择器输入的图239A所示的顺序链和用于第二选择器输入的图239B所示的并行链。每个选择器的输入可以是串行和并行链中的紧接先前延迟部/抽头的输出。
抽头的数量(以及选择器/DFF组合23940中的位置)可以取决于选择器输入并且因此链。例如,如示出1比特输出DFE的图239A所示的顺序链所示,第一选择器/DFF组合23942的输出可以取作第三DFE抽头,并且提供为对第三选择器/DFF组合23946的输入。第三选择器/DFF组合23946的输出取作第四DFE抽头,并且提供为对第二选择器/DFF组合23944的输入。第二选择器/DFF组合23944的输出提供为第四选择器/DFF组合23948的输入。第二和第四选择器/DFF组合23944、23948的输出分别取作DFE抽头5和6。
在一些方面中,用于确定DFE处接收到的信号的调制方案的部件可以由DFE 23900实现。在一些方面中,DFE 23900也可以如所示实现以下中的一个或多个:用于基于调制方案确定DFE中要使用的抽头的抽头数量的部件;用于基于抽头数量选择DFE中要使用串行链和并行链中的哪个的部件;和用于使用来自抽头的输出补偿信号的后体ISI的部件。在其他方面中,DFE 23900也可以如所示实现以下中的一个或多个:用于同时触发多个延迟部的部件;和/或当选择并行链时,用于使用最高有效位(MSB)的抽头中的第一个与第二个之间的锁存的输出选择最低有效位(LSB)的部件;和/或用于通过提供以下部件来避免影响第一抽头的延迟部的部件:用于从第一锁存器的输入取得第一抽头并且从第二锁存器的输出取得第二抽头的部件;以及用于将第一锁存器的输出与并行路径中的第一路径中的第二锁存器的输入和并行路径中的第二路径中的复用器的选择器输入连接的部件。在一些方面中,用于选择要使用串行链和并行链中的哪个的部件可以包括:用于将同一选择器信号应用于均与不同延迟部关联的并且使得输出与关联延迟部的输入连接的多个复用器的部件;和/或用于选择用于QPSK的串行链和用于16QAM或更高的并行链的部件。
在图240A中更详细地示出选择器/DFF组合23940。如所示,每个选择器(MUX)24010、24012、24014、24016的输出可以提供给不同延迟部24020、24022、24024、24026的输入,以形成单个延迟部链。每个延迟部24020、24022、24024、24026可以形成于单个D型翻转触发器。每个延迟部24020、24022、24024、24026的输出可以提供给下一选择器24010、24012、24014、24016的输入之一,其示出为0,但在其他方面中可以是1。每个选择器24010、24012、24014、24016的选择可以是相同的——也就是说,同一选择信号可以应用于每个选择器24010、24012、24014、24016。
例如,虽然仅示出四个DFE抽头,但在一些方面中,这可以扩展,从而上至150个DFE1比特抽头可以用以消除掉上至150个后体。在一些方面中,可以使用多于150个抽头,并且因此可以消除多于150个后体。然而,在其他方面中,DFE 1比特抽头的数量可以不限于150的最大值。图239A所示的布置可以用于QPSK模式,并且如所示在单个菊花链中提供延迟部。
图239B示出还包括用于27比特输出DFE中的最低有效位(LSB)和MSB的电路的布置。DFE 23900的LSB部段可以包括LSB比较器23912、23914。LSB比较器23912、23914的输出可以分别与LSB SR锁存器23922、23924耦合。来自SR锁存器23920、23922、23924的输出可以并行地取作第一DFE抽头。来自SR锁存器23922、23924的输出可以分别提供为对LSB锁存器23936、23938的输入。来自LSB锁存器23936、23938的输出可以提供为对LSB复用器23950的输入。MSB比特可以用作用于LSB复用器23950的选择器信号,其进而可以提供LSB。LSB可以随后提供给第三锁存器23934,其输出可以取作对第三选择器/DFF组合23946的另一输入。选择器/DFF组合23960控制比特可以与图239A所示的选择器/DFF组合23940的控制比特不同,但硬件可以是相同的。选择器/DFF组合23940之间的交叉耦合可以得以消除,如图239B所示,从而提供两个并行链。第二DFE抽头可以取自第二和第三锁存器23932、23934的并行输出。第三DFE抽头可以取自第一和第三锁存器23942、23946的并行输出。第四DFE抽头可以取自第二和第四锁存器23942、23948的并行输出。图239B所示的布置可以用于16QAM(PAM4)模式,并且提供两个并行链中的延迟部。虽然仅示出四个DFE抽头,但这可以扩展,从而在一些方面中,(除了三比特DFE抽头1之外的)上至76个DFE 2比特抽头可以用以消除掉上至76个后体。这可以扩展到64QAM(PAM6)调制或更高。如上,在其他方面中,可以使用比76比特更大数量的比特。
在一些方面中,选择器/DFF组合的输出可以是最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)。具体地说,16QAM可以具有I和QPAM4流(两个正交PAM4流)。也就是说,两个比特可以用以表示四个等级:一个MSB和一个LSB。在一些方面中,在抽头1处,1(SR锁存器23920的输出)、1(SR锁存器23922的输出)、1(SR锁存器23924的输出)可以表示最高等级,而其他等级可以表示为1-0-1、0-0-1、0-0-0(最低等级)。如所示,因为限幅器(slicer)23910的阈值是0,所以限幅器23912的阈值是+2,并且限幅器23914的阈值是-2。在此,0、+2、-2是基于-3、-1、+1和+3的四个信号等级的相对数,而非绝对的。抽头1设计(图239A和图239B)可以用以基于严格DFE抽头1延迟约束提供输出。因此,通过将翻转触发器分离为两个串行锁存器(图239A中的23930和23932)可以使得MUX 23950能够置于初始锁存器(23930、23936、23938)之后。因此,MUX 23950产生的延迟可以避免影响DFE抽头1延迟。如果MUX 23950本应待放置在锁存器23930、23936、23938之前,则DFE抽头1延迟可能归因于MUX 23950的高延迟而不能满足DFE抽头1延迟约束。
在图240B中以附加细节示出选择器/DFF组合23960。选择器24030、24032、24034、24036的输出可以提供给不同延迟部24040、24042、24044、24046的输入,以形成图240A的链的一半长度的并行MSB和LSB延迟部链。延迟部24040、24042、24044、24046的输出可以提供给下一选择器24030、24032、24034、24036的输入之一,其示出为1,但在其他方面中为0。选择器24030、24032、24034、24036的选择可以是相同的——也就是说,同一选择信号可以应用于选择器24030、24032、24034、24036。
图241是根据一些方面的配置DFE的方法。可以使用图239A-图239B和图240A-图240B的结构执行方法24100。在操作24102,可以确定调制方案。DFE可以标识调制方案。调制方案可以取决于例如信道ISI。发射机和接收机二者可以被配置为使用同一调制方案。调制方案在一些方面中可以是QPSK(PAM2)和16QAM(PAM4)。当使用mmWave频率时,调制方案可以进一步取决于信道的类型(LOS或NLOS)和用于LOS信道的并行链。
一旦已经确定调制方案,DFE就可以在操作24104确定DFE中要使用的链类型和抽头数量。在一些方面中,抽头数量可以上至用于NLOS信道的PAM2中的大约150个抽头和用于LOS信道的PAM4模式下的大约一半(76个抽头)。来自抽头的信号可以用以消除mmWave频率中的后体。
在操作24106,DFE可以基于抽头数量选择要使用串行链和并行链中的哪个。串行链和并行链可以具有不同抽头数量,其中,串行链提供用于NLOS信道的单个比特,而并行链提供用于LOS信道的MSB和LSB。在一些方面中,操作24102、24104和24106中的任何两个或更多个可以组合。
在操作中,DFE可以触发形成串行链和并行链的多个DFF。DFE可以同时触发多个DFF。抽头可以取自不同DFF的输出。复用器可以提供对每个DFF的输入。每个复用器可以与不同DFF关联。可以对每个复用器提供同一选择器信号,以选择要使用串行链或并行链中的哪个。当选择并行链时,LSB复用器可以用以选择LSB。可以使用MSB的抽头中的第一个与第二个之间的锁存的输出来选择LSB复用器输出。也就是说,可以在第一锁存器之前取得第一抽头,并且可以在第二锁存器之后取得第二抽头。无论使用串行链还是并行链,在操作24108,来自抽头的输出都可以用以消除符号的ISI。
归因于授权带和免授权带的载波聚合的融合以及mmWave带的即将使用,通信中所使用的频段的数量已经增加。mmWave UE可以使用高频率(大于6GHz)和低频率(LTE带)。较高频率可以提供大的量的带宽以用于数据通信,使得非常高的数据率成为可能,而较低频率可以提供较高的可靠性。较高带宽在用以增加通信数据率的同时可能影响包括系统功耗的操作方面。
为了进行通信,接收到的RF信号可以转换为数字信号以用于在移动设备或UE处进行处理,而数字数据可以转换为RF信号以用于从移动设备或UE传输。接收机链中的元件可以包括模数转换器(ADC),其从天线接收RF信号并且将RF信号转换为数字信号。来自ADC的数字信号可以提供给前端,其可以包含模拟前端和数字前端。数字前端可以提供从RF到基带的RF信号的信道化和滤波、数字化、采样率转换以及或许同步。
归因于大气吸收产生的高路径损耗和通过固体材料的高衰减,大规模多入多出(MIMO)系统可以用于mmWave带中的传输。当与用于通过WPAN/WLAN的通信的架构相比时,使用波束赋形以搜索未阻挡的有向空间信道可能涉及关于mmWave架构的附加考虑因素。在这些MIMO系统中,每个天线输出可以使用一对ADC,以用于数字处理(例如低时延、初始接入、空间复用和多用户通信)。ADC的功耗可能随着采样率而线性地增加,并且随着每采样的分辨率比特的数量而指数型地增加。因此,当使用高分辨率ADC时,归因于大数量的天线和宽带通信,ADC处的总功率耗散可能是大的。这样可能产生针对广泛各种移动设备关于电池寿命的问题,并且可能在电池是小的并且期待持续达扩展量的时间的机器类型通信(MTC)设备中恶化。
图242示出根据一些方面的mmWave架构24200。mmWave架构24200可以提供混合波束赋形。mmWave架构24200可以包括于图3E所示的接收电路320中,但mmWave架构24200不限于这种包括方式。混合波束赋形架构可以包括数字波束赋形和模拟波束赋形二者。数字波束赋形可以提供波束赋形方面的灵活性,代价是发射机RF链与天线之间的一对一的对应性,归因于宽带宽上操作的大数量的天线而增加成本、复杂度和功耗。发射机与接收机天线配对之间的信道估计可能进一步增加数字波束赋形复杂度。另一方面,模拟波束赋形可以使用移相器通过仅一个RF链使得输出波束赋形。模拟波束赋形可以使用波束搜索以在发射机和接收机处找寻优化波束。波束搜索可以使用码本,其大小以及对准问题可能随着窄化波束大小而增加。不同于数字波束赋形,模拟波束赋形归因于所使用的单个RF链而可能受限于方向性增益。归因于能力(例如多用户通信、干扰消除和多波束形成)的缺少以及由因素(例如UE与eNB之间的缓慢初始链路层连接以及进行中的同步)所产生的控制平面中的最高时延,独自的模拟波束赋形也可能在数据平面中具有最高潜在性能损耗。在一些方面中,混合波束赋形可以使用数字波束赋形和模拟波束赋形二者以在限制RF链的数量的同时增加天线元件的数量。
图242所示的mmWave架构24200可以包含模拟波束赋形架构24210(又称为模拟相控阵列架构)和数字波束赋形架构24220。模拟波束赋形架构24210和数字波束赋形架构24220可以包括共享电路24206,其包括低噪声放大器(LNA)24212、混频器24214、可变增益放大器(VGA)24216、低通滤波器24218和振荡器24222。数字波束赋形架构24220可以包括多个可变(或低)分辨率ADC 24232,而模拟波束赋形架构24210可以包括单个高分辨率ADC24234。例如,低分辨率ADC 24232的分辨率可以是29-3比特。mmWave架构24200可以具有控制平面处的低时延和数据平面处的高吞吐量。虽然未示出,但其他元件可以存在(例如前馈或反馈补偿电路)。
如所示,mmWave架构24200可以从多个天线24202接收RF信号。来自天线24202的信号可以提供给模拟波束赋形架构24210和数字波束赋形架构24220的LNA 24212。每个LNA24220的输出可以提供给不同的一对混频器24214。混频器24214可以使用来自振荡器24222的本地振荡器信号将复数(I/Q)RF信号下变频为基带或中频(IF)信号。来自混频器24214的下变频的信号中的每一个可以提供给不同VGA 24216。来自VGA 24216的放大的信号提供给低通滤波器24218,其将放大的信号滤波到基带。
如上,模拟波束赋形架构24210中的移相器24226可以用以调整从对应天线24202发源的每一对信号的相位。来自移相器24226的相移的信号可以然后在组合器24228处组合,并且提供给单个ADC24234或单对ADC 24234。在一些方面中,ADC 24234可以是高分辨率ADC(例如8比特或更大)。在数字波束赋形架构24220中,每个滤波的信号可以提供给不同的可变或低分辨率ADC 24232,而不受相移。
mmWave架构24200可以还包括滤波器24218之后的电流镜或开关24224(下文中为了方便仅称为开关)。开关24224可以使得接收到的信号的方向能够去往移相器24226或可变(低)分辨率ADC24232。开关24224可以受控于控制器24240。控制器24240可以是基带处理器或其他处理器。控制器24240可以基于一个或多个所测量的量(例如SNR、阻挡)、UE移动性(例如低)和/或调制方案等确定信道类型(例如LOS或NLOS)、信号类型(例如控制平面或数据平面)、信道状况。控制器24240可以基于这些特性中的一个或多个确定是否切换为使用模拟路径或数字路径。
图243示出根据一些方面的发射机混合波束赋形架构24300。发射机混合波束赋形架构24300可以与图242所示的接收机mmWave架构24200相似。发射机混合波束赋形架构24300可以包含模拟波束赋形架构24310(又称为模拟相控阵列架构)和数字波束赋形架构24320。模拟波束赋形架构24310和数字波束赋形架构3020可以包括共享电路24306,其包括功率放大器(PA)24312、混频器24314、可变增益放大器(VGA)24316、低通滤波器24318和振荡器24322。在示例性方面中,数字波束赋形架构24320可以包括多个可变(或低)分辨率DAC24332,而模拟波束赋形架构24310可以包括单个高分辨率DAC 24334。例如,低分辨率DAC24332的分辨率可以是1或2比特。
如所示,发射机混合波束赋形架构24300可以从DFE(未示出)接收数字信号。来自DFE的信号可以提供给DAC 24334,并且从DAC 24334提供给分离器24328。来自模拟波束赋形架构24310的多对模拟信号可以提供给移相器24326。来自移相器24326的相移的信号连同来自数字波束赋形架构24320的DAC 24332的信号一起可以提供给开关24324。开关24324可以使得能够在多对相移的信号与来自数字(低分辨率)DAC 24332的输出之间进行切换。来自开关24324的每个信号可以提供给低通滤波器24318,其将信号滤波到基带然后由VGA24316进行放大。放大的信号可以然后使用提供有来自振荡器24322的本地振荡器信号的混频器24314上变频到RF频率。RF信号可以然后由PA 24312放大,然后提供给多个天线24302。
在一方面中,可以关于模块化架构设计图242和图243中的发射机和接收机架构。例如,可以构建包含M个天线接收机和发射机的架构,并且然后架构的多个副本可以用以构建N=k*M个天线系统。
在一些方面中,可以通过接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300实现用于确定待传递的mmWave信号的信道和信号特性的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以基于从mmWave信号的信道和信号特性确定接收机mmWave架构24200中的高分辨率量化或从数字到模拟的转换待用在发射机混合波束赋形架构24300中而进一步实现用于选择包括模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构以用在传递mmWave信号中的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以基于从mmWave信号的信道和信号特性确定待使用低分辨率量化或从数字到模拟的转换而进一步实现用于选择数字波束赋形架构以用在例如经由控制器24240传递mmWave信号中的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以进一步实现用于例如经由天线24202、24302使用所选择的模拟波束赋形架构或数字波束赋形架构经由波束赋形传递mmWave信号的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以进一步实现用于例如经由控制器24240和ADC 24232和/或DAC 24334取决于mmWave信号的信道和信号特性而变化ADC和DAC中的每一个的分辨率的部件。在一些方面中,如所示,当选择模拟波束赋形架构时,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以进一步实现:用于例如经由移相器24226、24326对mmWave信号中的每一个进行相移以产生相移的信号的部件;和用于例如经由组合器24228组合相移的信号以形成待量化的组合信号的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以进一步实现用于至少基于LOS或NLOS信道中的哪个待用以传递mmWave信号、mmWave信号是控制信号或数据信号中的哪个、信噪比(SNR)和待用以例如经由控制器24240传递mmWave信号的调制方案而控制模拟波束赋形架构或数字波束赋形架构的选择的部件。在一些方面中,如所示,接收机mmWave架构24200和/或发射机混合波束赋形架构24300可以进一步实现用于在模拟波束赋形架构与数字波束赋形架构之间共享模拟组件的部件。
在一些方面中,由于高SNR和高分辨率ADC可能导致使用高阶调制方案,因此当存在LOS信道、非常高的SNR、低UE移动性和阻挡时,可以使用模拟波束赋形部段。附加地,当存在高的空间、带内或相邻信道干扰时,架构可以通过设置移相器而从数字波束赋形切换到模拟波束赋形,以通过数字方式计算优化相位值,以用于快速运算。另一方面,数字波束赋形部段可以当以下情况下时得以使用:包含图242和图243所示的接收机和发射机的收发机正操作在控制平面中,并且要么同时从多个方向接收信号(因为模拟波束赋形进行具有高延迟的扇区扫描)而且将要具有快速同步、初始接入、UE发现和从阻挡的快速恢复,要么由于控制平面信令可以使用低阶调制(例如BPSK、QPSK)(其可以避免使用高分辨率ADC)因此将要传递该信令。数字波束赋形部段可以当以下情况下时得以使用:收发机正操作在数据平面中,并且:通过由于组合多个路径以增加有效SNR因此具有多个路径的NLOS信道进行通信;当SNR可以是低的(这可以通过具有可忽略的或没有损耗的低分辨率ADC得以实现)时;空间复用;干扰归零;和多用户通信。
关于控制平面通信的一个考虑因素可以是关于初始接入和UE发现的时延。模拟波束赋形架构可以依赖于高度方向性传输。为了完成该操作,UE和eNB二者可以执行波束搜索以确定优化波束。波束搜索可能归因于大的波束空间而减慢初始接入。当UE和eNB二者使用方向性波束赋形时,接入延迟可能增加。可以同时确定多个方向的完全数字架构可以允许初始接入方面的减少。
如上所述,当确定总接收机耗散功率时,在天线的数量与ADC的分辨率之间存在折衷。图244示出根据一些方面的通信速率的示例性仿真。具体地说,图244示出当优化天线的数量和ADC的分辨率时在总耗散功耗下的可实现的通信速率。如所示,数字波束赋形可以具有比模拟组合更高的可实现的速率,因为数字波束赋形具有空间采样和组合的益处。
NLOS信道可以具有低SNR。这可以转译为使用低阶调制(例如BPSK和QPSK),其允许以低分辨率ADC替换高分辨率ADC。对于LOS信道,SNR可能是大的。这可以支持使用高分辨率ADC或大数量的天线的高阶调制。图245示出根据一些方面的SNR的仿真。具体地说,图245示出mmWave信道上的在模拟架构和数字架构的情况下的有效SNR的仿真。关于确知的mmWave信道,可以确定归因于模拟波束赋形导致的SNR损耗。在一些仿真中,取决于路径之间的相关性,模拟波束赋形可以具有3dB组合损耗。此外,对于在发射机处的64个天线和接收机处的16个天线的情况下的统计mmWave信道仿真,归因于模拟波束赋形,在LOS信道中并未观测到SNR损耗。在示例性仿真中,用于NLOS信道的数字波束赋形产生5-7dB SNR益处。
由于模拟基带波束赋形和数字波束赋形共享多数组件,因此图242和图243所示的混合结构中的功耗可以是合理的。差别可以是使用模拟基带移相器和单对高分辨率ADC以用于模拟波束赋形以及使用可变(或低)分辨率ADC以用于数字波束赋形。在一些方面中,单个相位旋转器(移相器)可以消耗与处于2Gbps的一对低到中分辨率ADC相似的功率。因此,在一方面中,以ADC、模拟基带和数字波束赋形替换移相器可以消耗例如相同的功率。因此,根据本文所公开的方面的混合式架构可以在具有性能增益的同时具有与模拟波束赋形相似的并且当使用高分辨率ADC时更少的功耗。
图246示出根据一些方面的传递波束赋形的mmWave信号的方法24600。可以通过图242和图243所示的混合架构执行方法24600。在操作24602,方法24600可以确定待传递的mmWave信号的各种特性。这些特性可以包括信道和信号特性二者。前者可以包括例如信道是LOS还是NLOS,而后者可以包括例如SNR、RSSI或信号质量的其他测度。可以对混合架构已经发送或接收的先前波束赋形的mmWave信号执行确定。
在操作24604,基于从mmWave信号的信道和信号特性确定待使用高分辨率量化还是从数字到模拟的转换,可以选择包括模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构以在传递mmWave信号中使用。取决于使用接收机架构还是发射机架构,模拟波束赋形结构包括单个ADC或单个DAC。相似地,数字波束赋形结构包括多个ADC或多个DAC。在模拟波束赋形结构中,mmWave信号中的每一个可以受相移以产生相移的信号。相移的信号可以随后组合以形成待量化的组合信号。
在操作24606,基于从mmWave信号的信道和信号特性确定待使用低分辨率量化还是从数字到模拟的转换,可以选择数字波束赋形架构以在传递mmWave信号中使用。模拟波束赋形架构中的转换器的数量(1个转换器)和数字波束赋形架构中的转换器的数量(多个转换器)可以是不同的。数字波束赋形架构转换器的分辨率可以是固定的(低的)或可变的。
在操作24608,可以使用所选择的模拟波束赋形架构或数字波束赋形架构传递(接收或发送)mmWave信号。可以使用波束赋形。
收发机可以提供模拟波束赋形、数字波束赋形或混合波束赋形。数字波束赋形可以提供波束赋形方面的灵活性,代价是发射机RF链与天线之间的一对一的对应性,归因于宽带宽上操作的大数量的天线而增加成本、复杂度和功耗。发射机与接收机天线配对之间的信道估计可能进一步增加数字波束赋形复杂度。当存在带内和相邻信道干扰时,或当SNR非常高时,数字架构也可能遭受性能降级。模拟波束赋形可以使用移相器仅通过一个RF链对输出波束进行成形。模拟波束赋形可以使用波束搜索以在发射机和接收机处找寻优化波束。波束搜索可以使用码本,其大小以及对准问题可能随着窄化波束大小而增加。不同于数字波束赋形,模拟波束赋形归因于所使用的单个RF链而可能受限于方向性增益。归因于使用高分辨率ADC和DAC,模拟波束赋形也可能是功率渴望的。归因于能力(例如多用户通信、干扰消除和多波束形成)的缺少以及由因素(例如UE与eNB之间的缓慢初始链路层连接以及进行中的同步)所产生的控制平面中的最高时延,独自的模拟波束赋形也可能在数据平面中具有最高潜在性能损耗。
混合波束赋形可以用以在限制缺点的同时提供模拟波束赋形和数字波束赋形二者的益处。此外,可以使用可以包括自适应ADC和/或DAC的混合架构。混合架构可以根据信道、干扰、SNR和/或UE的数量等适配ADC(DAC)的分辨率。由于ADC和DAC的功耗可以随着减少的分辨率比特而指数型地降低,因此这种架构可以使得低功率毫米波系统成为可能。
图247A和图247B示出根据一些方面的收发机结构。具体地说,图247A示出根据一些方面的mmWave接收机架构(或接收机波束赋形架构)24700。mmWave接收机架构24700可以提供数字波束赋形。mmWave接收机架构24700可以包括于图3E所示的并行接收电路382中,但mmWave接收机架构24700不限于这种包括方式。图247A所示的mmWave接收机架构/接收机波束赋形架构24700可以包括低噪声放大器(LNA)24712、混频器24714、可变增益放大器(VGA)24716、低通滤波器24718、ADC 24732和振荡器24722。ADC 24732可以是可变分辨率ADC 24732。可变分辨率ADC 24732的分辨率可以根据期望在34或35比特之间变化为例如远更大数量的比特。如所示,接收机波束赋形架构24700可以从多个天线24702接收RF信号。来自天线24702的信号可以提供给LNA 24712。来自每个LNA 24712的放大的信号可以分离为双放大的信号,并且然后提供给一对混频器24714。来自每个LNA 24712的放大的信号可以提供给不同的非重叠混频器一对混频器24714。混频器24714可以使用来自振荡器24722的本地振荡器信号将RF信号下变频为基带或中频(IF)信号。来自混频器24714的下变频的信号中的每一个可以提供给不同VGA 24716。来自VGA 24716的放大的信号提供给低通滤波器24718,其将放大的信号滤波到基带。每个天线24702可以连接到单对的自适应分辨率ADC24732。ADC 24732的总数量2Nr可以因此是接收天线的数量Nr的两倍。
图247B中示出mmWave发射机架构(或发射机波束赋形架构)24710。发射机波束赋形架构24710可以提供数字波束赋形。发射机波束赋形架构24710可以包含例如功率放大器(PA)24728、混频器24714、可变增益放大器(VGA)24716、低通滤波器24718、可变分辨率DAC24734和振荡器24722(如图247A所示编号)。可变分辨率DAC 24734的分辨率可以通过与ADC24732相似的方式变化。如所示,发射机波束赋形架构24710可以从DFE(未示出)接收数字信号。来自DFE的数字信号可以提供给DAC 24734,在此处信号可以转换为模拟信号。来自每个DAC 24734的模拟信号可以提供给低通滤波器24718,其将模拟信号滤波到基带然后由VGA24716进行放大。来自VGA 24716的放大的信号可以然后使用提供有来自振荡器24722的本地振荡器信号的混频器24714上变频到RF频率(mmWave)。来自对应各对混频器24714的RF信号可以然后由LNA 24712(或PA)放大,然后提供给多个天线24702。每个天线24702可以连接到单对的自适应分辨率DAC 24734。DAC 24734的总数量2Nt可以因此是发送天线的总数量Nt的两倍。
图248A和图248B示出根据一些方面的收发机结构。具体地说,图248A中示出示例性mmWave发射机架构(或发射机波束赋形架构)3510。发射机波束赋形架构24810可以提供模拟波束赋形。发射机波束赋形架构24810可以包含例如功率放大器(PA)24828、混频器24814、可变增益放大器(VGA)24816、低通滤波器24818(如图248B所示编号)、可变分辨率DAC 24834、移相器24824、分离器24828和振荡器24822。如所示,发射机波束赋形架构24810可以从DFE(未示出)接收数字信号。来自DFE的数字信号可以提供给DAC24834,在此处信号可以转换为模拟信号。来自DAC 24834的模拟信号可以提供给分离器24828,其可以将信号分离为多对模拟信号。每一对模拟信号可以然后提供给移相器24724。来自每个移相器24724的相移的信号可以提供给一对低通滤波器24818,其可以将模拟信号滤波到基带然后由一对VGA 24816进行放大。来自一对VGA 24816的放大的信号可以然后使用提供有来自振荡器24822的本地振荡器信号的一对混频器24814上变频到RF频率(mmWave)。来自一对混频器24814的RF信号可以然后由PA 24828放大,然后提供给多个天线24802。
图248B示出根据一些方面的mmWave接收机架构(或接收机波束赋形架构)。mmWave接收机架构24800可以提供模拟波束赋形。图248A所示的mmWave接收机架构/接收机波束赋形架构24800可以包括低噪声放大器(LNA)24812、混频器24814、可变增益放大器(VGA)24816、低通滤波器24818、移相器24824、组合器24826、ADC 24832和振荡器24822。如mmWave接收机架构24700中那样,ADC 24832可以是可变分辨率ADC。接收机波束赋形架构24800可以从多个天线24802接收RF信号。来自天线24802的信号可以提供给LNA 24812。来自每个LNA 24812的放大的信号可以分离为双放大的信号,并且然后提供给一对混频器24814。来自每个LNA 24812的放大的信号可以提供给不同的非重叠混频器24814。混频器24814可以使用来自振荡器24822的本地振荡器信号将RF信号下变频为基带或中频(IF)信号。来自混频器24814的下变频的信号中的每一个可以提供给不同VGA 24816。来自VGA 24816的每个放大的信号提供给低通滤波器24818,其将放大的信号滤波到基带。并非如在mmWave接收机架构24700中那样提供给多个ADC,来自对应各对滤波器24818的信号可以提供给移相器24824。移相器24824可以用以调整从对应天线发源的每一对滤波的信号的相位。来自移相器24824的相移的信号可以然后在组合器24826处组合,并且提供给单个ADC 24832或单对ADC 24832。
图247A和图247B所示的数字架构24700和24710以及图248A和图248B所示的模拟架构24800和24810可以并行地组合,以提供交替可选择的发射机和接收机架构。虽然未示出,但开关可以部署在低通滤波器之后,以在滤波器与要么数字架构的移相器要么直接地与可变分辨率ADC或DAC之间引导信号。混合架构可以具有发射机处的个RF链和Nt个天线以及接收机处的个RF链和Nr个天线。如上,发射机处的每个RF链可以连接到一对自适应分辨率DAC,并且接收机处的每个RF链可以连接到一对自适应分辨率ADC。
在一些方面中,架构可以关于使用情况而自适应地设置ADC/DAC的动态范围,以用于优化的功耗的和期望的信号保真度(SNR)。在一些方面中,对于控制平面通信(例如同步、初始接入和UE发现),分辨率可以降低。在一些方面中,例如,当SNR或调制阶降低时,分辨率可以基于信道状况而降低。反之,当SNR或调制阶增加时,分辨率可以增加。归因于带内或相邻信道之一或二者存在大量的干扰,当要使用高动态范围时,分辨率也可以增加。当eNB所服务的UE的数量在MU-MIMO中降低(这可以对应于低峰均功率比(PAPR))时,分辨率也可以降低。另一方面,当eNB所服务的各个UE具有多种SNR时,或当复用的UE的数量增加(并且具有较高PAPR)时,分辨率可以增加,以减少量化噪声对具有低SNR的MU-MIMO UE的影响。当所测量的DC偏移(即均值估计)分别比预定设置点更小或更大时,分辨率可以进一步降低或增加。在一些方面中,例如,在eNB(或接入点)搜索期间,或在前导或中导(midamble)的通信期间,分辨率可以基于定时条件而降低。在一些方面中,对于具有增加的数量的多径并且因此较高PAPR的NLOS信道,分辨率可以降低。
在一些方面中,用于在多个天线处接收mmWave波束赋形的信号的第一集合的部件可以由mmWave接收机架构24700和/或mmWave接收机架构24800实现,并且用于从天线发送mmWave波束赋形的信号的第二集合的部件可以由发射机架构24710和/或发射机架构24810实现。在一些方面中,如所示,接收机架构24700/24800和发射机架构24710/24810可以进一步如所示分别实现用于基于收发机功率耗散约束而设置接收中所使用的ADC和发送中所使用的DAC的分辨率并且不减少ADC或DAC的数量的部件。装置可以还包括用于基于ADC或DAC的分辨率而在模拟信号与数字信号之间转换mmWave波束赋形的信号的第一集合或第二集合的部件。
在一些方面中,如所示,例如,接收机架构24700/24800和发射机架构24710/24810可以进一步实现用于经由控制器选择要用以接收或发送mmWave波束赋形的信号的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构中的哪个的部件。在一些方面中,如所示,接收机架构24700/24800和发射机架构24710/24810可以进一步实现用于例如相似地使用控制器和ADC/DAC基于选择模拟波束赋形和数字波束赋形架构中的哪个而调整ADC和DAC的分辨率的部件。在一些方面中,如所示,接收机架构24700/24800可以进一步实现如所示用于例如经由组合器24826(图248A)将从天线接收到的复数mmWave信号组合为组合信号的部件以及用于将组合信号提供给单个DAC作为输入的部件。
图249示出根据一些方面的自适应分辨率ADC功耗。具体地说,图249示出用于MIMO下行链路系统的具有自适应分辨率ADC的本征波束赋形的可实现速率。在仿真中,发射机处的Nt=64个天线和接收机处的Nr=16个天线、以及瑞利衰落信道。考虑Walden优值系数(figure of merit,FOM)(实验性):
其中,fs=采样频率,ENOB=归因于偏移、增益误差、微分和积分非线性、谐波失真、抖动噪声等而小于比特的总数量的有效比特数量。MIMO下行链路信道的性能可以是:
yq=Q(Hx+n)
其中,H是信道,x是输入,并且n是具有单位方差的加性高斯噪声。可以通过计算数值互信息确定接收机处的可实现速率,R=EH{I(x,yq)}。可以使用低(1-3)比特ADC几乎实现未量化的ADC的性能。例如,使用2比特ADC紧密地近似16QAM调制的角色。如表9中给出的那样,关于用于接收机处的16天线的2比特ADC的总功耗可以是25.6mW。例如,如果8比特的固定ADC分辨率用于16QAM调制,则功耗可以增加50倍到1638.4mW。因此,在使用根据一些方面的自适应ADC中,功率节约可以是大约98.4%。因此,取决于调制阶,可以适配ADC的分辨率以减少功耗。
分辨率 总功耗(mW)
8比特 1638.4
2比特 25.6
表9:Nr=16,fs=2Gsps,FOM=100fJ
图250示出根据一些方面的误比特率(BER)性能,示出根据一些方面的mmWave信道中的自适应分辨率ADC未编码误比特率(BER)性能。如图250所示,通过使用低比特ADC可以几乎实现包括未量化的ADC的接收机的性能。
图251示出根据一些方面的传递波束赋形的mmWave信号的示例性方法25100。可以通过图247和图248所示的混合架构执行方法25100。在操作25102,方法25100可以确定是否将要传递mmWave信号。mmWave信号可以是可以经由LOS或NLOS信道传递的波束赋形的MIMO信号。
mmWave信号可以在操作25104得以接收,或在操作25118得以发送。mmWave信号可以经由与混合模拟/数字波束赋形架构连接的多个天线得以传递。混合模拟/数字波束赋形架构可以用以接收和/或发送mmWave波束赋形的信号。
于在操作25104已经接收mmWave信号之后,可以在操作25106设置在接收期间所使用的一个或多个ADC的分辨率。在模拟域中,来自天线的复数(I/Q)输出可以组合,然后提供给单个ADC。在数字域中,可以存在用于每个天线的两个ADC(一个用于I,而另一个用于Q)。
相似地,于在操作25118发送mmWave信号之前,可以在操作25114设置在发送期间所使用的一个或多个DAC的分辨率。在模拟域中,待提供给天线的复数(I/Q)信号可以分离,然后提供给单个DAC。在数字域中,可以存在用于每个天线的35DAC(一个用于I,而另一个用于Q)。无论接收还是发送mmWave信号,分辨率都可以基于收发机功率耗散约束。功率减少可以无需减少混合结构中所提供的或在变频处理期间所使用的ADC或DAC的数量。
于在操作25106已经设置ADC的分辨率之后,mmWave波束赋形的信号可以在操作25108转换为数字信号。转换后的信号可以在基带处理器中受处理,例如,以补偿带内或相邻信道干扰。在一些方面中,分辨率可以取决于正发送还是接收mmWave波束赋形的信号或基于选择模拟波束赋形和数字波束赋形架构中的哪个而是不同的。
相似地,于在操作25114已经设置DAC的分辨率之后,mmWave波束赋形的信号可以在操作25116转换为模拟信号,以用于经由天线发送。可以从基带处理器提供数字信号。
在一些方面中,ADC或DAC的分辨率可以取决于一个或多个因素,并且可以能够取决于ADC/DAC的动态范围以及所述因素而实现多个改变中的单个二进制改变(增加/降低)。因素可以包括例如信号类型(控制/数据)、信号质量(例如SNR)、调制(例如16QAM)、(关于eNB)所服务的UE的数量或与mmWave波束赋形的信号关联的操作。在一些方面中,当所测量的DC偏移小于预定设置点时,或在信号的前导或中导(与信号负载相反)期间,在降低UE的SNR/调制阶/UE的数量(低PAPR)的情况下,分辨率可以关于同步、初始接入、UE发现或eNB搜索而降低。另一方面,分辨率可以因为以下情况而增高:SNR或调制阶增加,归因于干扰而正使用高动态范围,UE与部署具有多种SNR的混合结构(这样可以用以减少量化噪声对具有低SNR的UE的影响)的eNB进行通信;所测量的DC偏移大于预定设置点;以及在增加复用的UE(较高PAPR)的情况下或在增加NLOS信道中的多径的数量(较高PAPR)的情况下。
由于模拟和混合波束赋形结构中的移相器的功耗随着移相器的分辨率而增加,因此低比特移相器对于低功率mmWave系统的有吸引力的。然而,在一些情况下,低比特移相器可能产生高栅瓣(gating lobe)、主波束处的功率损耗以及归因于量化噪声的波束转向角度误差。存储器大小可以关于包含对于波束转向所使用的角度的码本而减少。可以结合确定用于子阵列天线(模拟或混合波束赋形)的优化相位值而使用减少的码本。
图252A和图252B示出根据一些方面的收发机结构。具体地说,图252A示出根据一些方面的mmWave接收机架构(或接收机波束赋形架构)25200。mmWave接收机架构/接收机波束赋形架构25200可以提供模拟波束赋形。图252A所示的接收机波束赋形架构25200可以包括低噪声放大器(LNA)25212、混频器25214、可变增益放大器(VGA)25216、低通滤波器25218、移相器25224、组合器25226、ADC 25232和振荡器25222。接收机波束赋形架构25200可以从多个天线元件25202接收RF信号。来自天线元件25202的信号可以提供给LNA 25212。来自每个LNA 25212的放大的信号可以分离为双放大的信号,并且然后提供给一对混频器25214。来自每个LNA25212的放大的信号可以提供给不同的非重叠混频器25214。混频器25214可以使用来自振荡器25222的本地振荡器信号将RF信号下变频为基带或中频(IF)信号。来自混频器25214的下变频的信号中的每一个可以提供给不同VGA 25216。来自VGA25216的每个放大的信号提供给低通滤波器25218,其将放大的信号滤波到基带。
并非如在数字接收机架构中那样提供给多个ADC,来自对应各对滤波器25218的信号可以提供给移相器25224。移相器25224可以用以调整从对应天线发源的每一对滤波的信号的相位。来自移相器25224的相移的信号可以然后在组合器25226处组合,并且提供给单个ADC 25232或单对ADC 25232。虽然仅示出移相器25224的一个集合,但可以使用多个集合。这些集合可以包括用于RF和基带的主移相器以及用于IF和数字移相器的辅移相器。
图252B中示出示例性mmWave发射机架构(或发射机波束赋形架构)25210。发射机波束赋形架构25210可以提供模拟波束赋形。发射机波束赋形架构25210可以包含例如功率放大器(PA)25230、混频器25214、可变增益放大器(VGA)25216、低通滤波器25218、可变分辨率DAC 25234、移相器25224、分离器25228和振荡器25222。如所示,发射机波束赋形架构25210可以从DFE(未示出)接收数字信号。来自DFE的数字信号可以提供给DAC 25234,在此处信号可以转换为模拟信号。来自DAC 25234的模拟信号可以提供给分离器25228,其可以将信号分离为多对模拟信号。每一对模拟信号可以然后提供给移相器25224。来自每个移相器25224的相移的信号可以提供给一对低通滤波器25218,其可以将模拟信号滤波到基带然后由一对VGA 25216进行放大。来自一对VGA 3916的放大的信号可以然后使用提供有来自振荡器25222的本地振荡器信号的一对混频器25214上变频到RF频率(mmWave)。来自一对混频器25214的RF信号可以然后由PA 25230放大,然后提供给多个天线元件25202。
模拟波束赋形可以使用移相器仅通过一个RF链对输出波束进行成形。图252A和图252B的收发机结构(即架构25200、25210)中的天线元件可以被布置在固定、预定图案中,其中,整个天线阵列能够划分为子阵列天线。由于每个天线元件可以连接到单个模拟移相器,因此用于每个天线元件的独特相移值集合(称为码本项)可以定义独特信号波束方向。收发机所支持的所有码本项的集合可以被布置到码本中,其可以预先加载到收发机中。模拟波束赋形可以使用波束搜索以在发射机和接收机处找寻优化波束。对于波束搜索所使用的码本的大小以及因此所使用的存储器可以随着窄化波束大小而增加。
由于移相器的功耗随着移相器的分辨率而增加,因此为了降低图252A和图252B所示的收发机的功耗,可以使用低(1-3)比特移相器。然而,在一些情况下,使用低比特移相器可能具有若干有害影响,包括:导致高栅瓣的出现、主波束处的功率损耗以及归因于量化噪声的波束转向角度误差。为此,新的码本可以用于主移相器和辅移相器二者,以用于具有低比特移相器的低功率相位阵列通信系统。使用优化波束转向的性质,可以减少对于码本所使用的存储器大小,并且使用减少的码本关于子阵列天线找寻优化相位值。除了减少码本大小之外,码本还可以产生最小主波束功率损耗、更小的栅瓣功率(并且因此更少的干扰)和更好的波束转向精度。码本可以包括于图3A所示的协议处理电路305和/或图3D所示的无线电链电路372中,但码本不限于这种包括方式。
图253示出根据一些方面的阵列结构25300。阵列结构25300可以用在模拟波束赋形架构或混合波束赋形架构中。阵列结构25300可以包含具有子阵列结构的均匀线性阵列。在其他方面中,图253中的布置可以扩展到三元、四元等子阵列结构。在图253中,如果在每个毗邻子阵列中存在M个辅移相器(IF移相器、数字移相器等)25314和L个主(低比特(例如39-3比特))移相器25312,则用于波束转向角度φ的阵列因子可以写为:
其中,θi,i=1,…,ML和分别是用于天线元件i的主移相器值和用于子阵列j的辅移相器值。此外,是波数,并且λ是波长,d是每个天线元件之间的距离。不失一般性,注意,本文所描述的计算可以由处理器(例如模拟波束赋形架构或混合波束赋形架构的基带处理器)执行,并且存储为码本以用以生成天线的转向角度。
在该方法中,移相器25312、25314(IF和RF二者)的相位值可以基于它们到彼此的相对位置而逐渐地增加。也就是说,θ(m-1)L+l=((m-1)L+l)θ,并且其中,θ和是渐进相位值。然而,栅瓣(grating lobe)可能显现。图254示出根据一些方面的栅瓣的仿真。这可以归因于事实:辅移相器25314之间的距离是d=2λ。注意,栅瓣的数量等于
在一些方面中,用于将对于天线的波束转向所使用的码本的大小限制为天线待转向的转向角度的子集的部件可以由接收机架构25200和/或发射机架构25210实现。在一些方面中,如所示,接收机架构25200和发射机架构25210可以进一步实现:用于确定将天线转向到的转向角度子集外部的特定转向角度的部件;用于确定与特定转向角度对应的转向角度子集内的受限转向角度的部件;用于确定用于将受限转向角度偏移到特定转向角度的偏移值的部件;和用于例如经由控制器通过应用受限转向角度和偏移值对天线进行转向的部件。
在一些方面中,如所示,接收机架构25200和/或发射机架构25210可以进一步实现以下中的一个或多个:用于将受限转向角度值应用于多个主移相器以将天线转向到受限转向角度的部件;用于将偏移值应用于多个辅移相器以将受限转向角度偏移到特定转向角度的部件;和/或用于应用指示特定转向角度是由受限转向角度和偏移值直接设置还是特定转向角度由180°左右的偏移值左右的受限转向角度和偏移值的反射设置的酉乘数(unitary multiplier)的部件。
如图254所示,栅瓣的数量等于可见,第一栅瓣的功率高于第一旁瓣。这样可能对其他UE产生高干扰,并且减少主波束的功率。可以使用优化以增加主瓣的功率并且减少栅瓣。使用阵列因子,关于转向角度φ的优化问题可以如下写为:
Subject to
其中,bp和bs是辅移相器和主移相器的分辨率比特。注意,以上给出的优化问题可以是非确知性多项式-时间(NP)硬混合整数问题。此外,目标函数可能不是凸的,并且可以具有仅关于主移相器的2LM数量的可能解。
当目标函数 中的项对于是恒定的时,可以实现目标函数的最大值。一种特殊情况是不损失最优性。于是,优化问题可以如下重新公式化:
Subject to
接下来,可以使用量化的移相器的性质减少搜索空间的大小。返回(4)中给出的阵列因子并且假设关于波束角度φ已经获得优化主移相器矢量和辅移相器矢量即:
于是,以上公式可以如下修改为:
其中,归因于bp比特主移相器。当比较以上公式中给出的指数项时:
其中,并且因此,如果用于之间的转向角度的优化码本是已知的,则可以关于所有转向角度0<φ≤90°确定优化主相位值和副相位值。
图255示出根据一些方面的优化相位值的仿真,提供确定用于3比特主移相器的优化主相位值和副相位值的示例。如所示,如果相控阵列系统具有用于例如75.5°至90°之间的转向角度(阴影面积)的优化码本,则可以计算用于箭头之间的八个区域的优化码字。此外,使用阵列因子的后瓣(backlobe),码本大小可以进一步减少为于是,可以使用酉乘数。通过简单地将优化主相位值和副相位值乘以-1,可以获得转向角度180-φ*。也就是说
在不同方面中,主移相器和辅移相器可以具有相同数量的比特,或可以具有不同比特。主移相器可以确定波束转向待产生的区域,而辅移相器确定在所选择的区域内波束转向角度位于何处。
图256示出根据一些方面的优化相位值的另一仿真,提供确定用于4比特主移相器的优化主相位值和副相位值的示例。如所示,如果相控阵列系统具有用于82.81°至90°之间的转向角度(阴影面积)的优化码本,则可以通过将优化相位值乘以-1关于阴影面积的RHS计算优化码字。随后可以使用公式(6)关于所有十六个区域确定优化相位值。用于主移相器和辅移相器的设置可以在初始训练序列中建立,并且可以例如基于从最后训练会话逝去的预定量的时间而周期性地更新。
因此,用于确定转向角度的码本大小可以减少。主波束可以随后通过使用简单渐进相位改变而转向到任何期望的角度。这种性质允许存储仅与转向角度对应的码本并且快速地切换转向角度。
转到存储器大小减少,提供用于41比特主移相器和12比特辅移相器的示例。假设M=8,L=4。对于82.81°<φ*≤90°中的0.5°的波束分辨率,存储器大小可以是2.69kb而非传统的43kb,将码本大小减少达93.7%。此外,可以仅关于转向角度优化码本。由于φ可以受限为因此用于第一子阵列的主移相器值可以受限于[0,0,0,…,0]至[0,1,2,…,L-1]之间。例如,对于L=4和bp=3,主相位值可以受限为以下矩阵的行之一。
用于第m子阵列的主移相器的值可以是矩阵(T+45ml),m=0,1,…,M-1,l=1,…,L的行之一,即,矩阵T向上移位达45ml。注意,相位偏移(即45ml)可以由辅移相器执行。相应地,(5)中的优化问题可以减少为:
Subject to[θ(m-1)L+1,…,θmL]∈T,m=1,…,M
图257示出根据一些方面的用于移相器的处理。关于两个子阵列,M=2,L=4,3比特主移相器,图257中提供用于85°的转向角度的处理的说明。对于每个子阵列,处理可以从矩阵T选择行,然后求解优化辅移相器值,从而理想相位与量化相位之间的距离最小化。如所示,优化相位值通常在理想相位值周围进行调制。
图258示出根据一些方面的相位值确定,示出用于转向角度85°的理想相位值和量化相位值。与以上相似,提供图258以用于两个子阵列,M=2,L=4,3比特主移相器和无限分辨率辅移相器。可见,关于天线索引,优化的相位值更接近理想值。
在一些方面中,处理可以是:
首先,使用下式求解用于转向角度的码本:
Subject to[θ(m-1)L+1,…,θmL]∈T,m=1,…,M
然后,通过下式使用以上获得的φ的码本计算用于角度φs的移相器值:
以下提供关于M=8、L=4 2比特主移相器分辨率和无限分辨率辅移相器的性能的示例。比较以上处理与简单量化:
θm=Q((m-1)kdcos(φ))
其中,φ是转向角度,并且m是天线索引,并且Q(.)是b比特量化器。图259示出根据一些方面的性能比较。具体地说,图259示出优化的码本与简单量化之间的性能方面的比较。如所示,优化的码本具有比使用简单量化更大0.5dB的增益和更少的栅瓣功率。
图260示出根据一些方面的另一性能比较。具体地说,图260示出主波束的功率损耗。可见,与简单量化方法相比,当使用优化的码本时,随着转向角度从90°偏移,主波束功率损耗相对缓慢地增加。使用简单量化方法产生90°附近的快速掉落以及然后相对恒定的功率损耗。优化的码本也可以具有更好的波束转向精度。
图261示出根据一些方面的提供通信设备中的波束转向的方法26100。方法26100可以由模拟架构或混合架构(例如图252A-图252B和图253所示的模拟架构或混合架构)执行。在操作26102,方法26100可以将对于天线的波束转向所使用的码本的大小限制为天线待转向的转向角度的子集。天线可以用以对mmWave信号进行波束转向。在一些方面中,码本可以受限为之间的转向角度,其中,bp是每个主移相器的比特的数量。在一些方面中,码本可以受限为之间的转向角度。
在操作26104,处理电路可以确定将天线转向到的期望转向角度。处理电路可以确定期望转向角度处于转向角度的子集内还是转向角度的子集外部。
于在操作26104确定期望转向角度之后,在操作26106,处理电路可以确定转向角度的子集内的受限转向角度。受限转向角度可以用以对用于每个天线的每个移相器应用控制信号。用以控制每个天线的值可以独立于用于其他天线的值。受限转向角度可以对应于期望转向角度。主移相器值可以受限在[0,0,0,…,0]与[0,1,2,…,L-1]之间,其中,L是主移相器的数量。在一些方面中,受限转向角度的值的范围可以通过使用指示特定转向角度是否由受限转向角度和偏移值直接地设置(+1)或特定转向角度是否由180°左右的受限转向角度和偏移值的反射设置(-1)的酉乘数(+1/-1)进一步受限制。
于在操作26106确定受限转向角度之后,处理电路可以在操作26108确定偏移值。偏移值可以是用以将受限转向角度偏移到期望转向角度的值。辅移相器中的每一个可以应用偏移值。这样可以将受限转向角度的区域偏移到适当的区域。在一些方面中,偏移值可以取得正值和负值,或可以取得与辅移相器的比特的总数量所提供的值对应的正值。注意,操作26104和26106可以根据期望按任何顺序产生。
在确定受限转向角度和偏移值(以及或许酉乘数)之后,在操作26110,处理电路可以经由主移相器和辅移相器将天线调整到期望转向角度。所确定的值可以应用于主移相器和辅移相器。
电荷泵是可以用以按特定等级生成功率的DC到DC转换器。一个或多个电容器用以存储能量,以提供期望的功率等级,其中,电容器当待存储能量时与存储模式下的电压源连接,而当待耗散能量时连接到使用模式下的负载电路。
图262A和图262B示出根据一些方面的电荷泵的方面。电荷泵26200可以包括于图3D所示的无线电链电路中,但电荷泵26200不限于这种包括方式。如所示,电荷泵26200可以是使用来自控制逻辑26202的一个或多个数字输入以调制或控制输出负载电容器26206处的模拟输出电压的电路。控制逻辑26202可以应用于电容器26206的任一侧上所部署的并且分别与电压轨道(rail)和地连接的电流源26204,如图262A所示。控制逻辑26202可以负责激活电流源26204,其将电荷注入到输出电容器26206中以产生期望的电压阶跃。替代地,控制逻辑26202可以应用于开关26208,其中,电容器26206连接在开关26208之间,并且开关26208与电流源26204中的不同电流源连接。控制逻辑26202可以提供时钟触发式控制信号,或另外受触发以提供电荷对电容器26206的脉冲式注入。
电荷泵26200可以用于至少两个普通替选目的或类的应用。第一类应用可以发现于功率集成电路(IC)中,以提供比电源的电压更高的电压,并且然后在片上系统(SoC)内部产生更高的供电电压。第二类应用可以是更宽的,并且致力于生成处于供电轨道内的电压。这种后一类应用可以按时钟或其他数控速率而精细地受控。
图263示出根据一些方面的电荷泵26300的方面。电荷泵26300可以用于上述第二类的应用。可以在基本电路(例如比较器或相位-频率检测器)或表示通信设备的前端中的构建块的更大的系统(例如频率综合器或ADC)中提供电荷泵26300。电荷泵26300可以包括于例如高速收发机(例如mmWave收发机等)中,以用于无线标准。
虽然可以按高频率并且通过可调整的时钟采用功率IC中的电荷泵以在对于电荷传送所使用的总电容的合理大小内增加其输出功率和操作频率,但在混频式信号应用(例如锁相环(PLL)、锁频环(FLL)或ADC)中,操作频率可能不能被调整,因为操作频率可以由电路操作速率(PLL中的基准时钟和ADC中的采样时钟)设置。因此,电荷泵可以在应用所期待的频率范围内进行操作。此外,为了在用于无线标准和便携式应用(例如用于物联网(IoT)的应用)的SoC中采用,特定特征是期望的。本文所公开的方面包括电荷泵,其可以关于电路面积是紧凑的,以有助于避免对SoC面积和功率效率的影响。它们可以感兴趣于比较器和ADC电荷泵,因为它们可以充当鉴于面积以及鉴于功耗可能并非主导的辅助校准电路。
除了开关、电流生成器和电容器之外,电荷泵技术还可以使用源自有限状态机的两个输入信号(UP-DOWN)。对于高速应用,设计具有精细电压调节、低功耗、紧凑面积和高速度的电荷泵可能涉及多个考虑因素。例如,快速和精确响应可能受控制信号与输出节点之间的电容耦合效应影响。电流生成器和基准可能消耗静态功率并且使用复杂电路,以有助于确保电流精度。用于电流基准的精确电流镜可以使用大设备以用于良好匹配,并且高度比例化的CMOS处理中的低的(nA范围)和精确电流的生成可能归因于泄漏现象而是困难的。精细分辨率可能使用非常低的电流和/或大输出电容(例如更多面积),并且所使用的高速低电阻开关更有可能引入开关噪声。在一些情况下,因此应理解,其中,避免在电荷泵中使用电流生成器。
可以在通信设备(例如UE、eNB或AP)中提供图263的电荷泵26300。电荷泵26300可以利用电容耦合效应以及随后亚阈值(sub-threshold)注入,而非使用电流生成器以在输出电容器26320上注入期望的电荷。这样允许每阶跃的注入的电荷的量能够是小的,而不使用精确的低电流生成器或DC偏置电路,并且限制输出噪声。
电荷泵26300可以包含可以提供两个控制信号(UP/DOWN)的控制逻辑26302。控制逻辑26302可以处于通信设备中的基带处理器中,或可以是与基带处理器分离的逻辑。控制逻辑26302可以通过数字逻辑与一对动态驱动式开关26310连接。动态驱动式开关26310可以连接到一个或多个pMOS(MP)和nMOS(MN)亚阈值开关26312的集合。开关26312的集合可以由预设比特配置为打开或关闭。预设比特可以用于MP2和MN2器件(DP和DN)的等效长度、控制信号的脉冲宽度(ddel,N、ddel,P)和输出电容器(Dc)26320。可以使用任何数量的开关26312,其中,随着开关26312的数量增加,输出电压的最终所得改变是更精细的。在一些方面中,归因于功率考虑因素等,可以使用五个开关26312之一。
在一些方面中,预设比特可以在设备测试期间预先编程,并且存储在通信设备的非易失性存储器中。在一些方面中,可以在通信设备的上电(power up)序列期间和/或在当通信设备处于操作中时的背景中确定电荷泵26300的校准(并且因此预设比特的值)。在特定数量的周期之后,和/或作为温度的函数,通信设备可以重新校准电荷泵26300。由于电容输出和亚阈值电流可以是依赖于温度的,因此校准可以关于不同的温度而产生。在一些方面中,不同值的预设比特可以存储在存储器中,其中,预设比特的每个集合待用在电荷泵26300的不同温度时。要么当已经达到特定温度时,要么当电荷泵26300的温度改变满足预定阈值时,可以使用预设比特的不同集合。
定时电路26316可以关于UP和DOWN控制信号二者连接控制逻辑26302和动态驱动式开关26310中的每一个。定时电路26316可以包括延迟线路26304,其可以从控制逻辑26302(或其他处理器)接收控制信号作为输入,并且可以被编程以使用预设比特设置控制信号的脉冲宽度。延迟线路26304的输出可以馈送到反相器26306的输入。反相器26306的输出可以提供给AND门26308的输入,AND门26308的其他输入可以被提供有来自控制逻辑26302的控制信号。这样可以控制脉冲宽度,因为来自反相器26306的反相输出可以延迟达延迟线路26304所配置的某时间量。
输出电容器26320可以包括并行的多个电容器-开关组合。开关可以如上由预设比特激活/禁止,由此调整输出电容器26320的电容。例如,输出电容器26320的每个电容器可以处于大约0.5至大约10fF之间。参照图264A-图266B描述对输出电容器26320进行充电和放电由此提供可控制的输出电压的示例性方式。图263中所描述的方面可以不包含并且使用任何模拟电流源,并且可以通过具有有限匹配和精度的比例化CMOS技术得以实现。
在一些方面中,用于在动态开关的栅极-漏极电容上注入电荷的部件可以由电荷泵26300实现。在一些方面中,如所示,电荷泵26300可以进一步实现:用于在电荷的注入之后使用亚阈值漏极电流将电荷在亚阈值开关上传送到电荷泵的输出电容的部件;和用于例如由开关26312和控制逻辑26302在电荷的传送之后终止输出电容中的电荷传送和电流以停止输出电压的电压改变的部件。在一些方面中,如所示,电荷泵26300可以进一步实现用于例如经由定时电路26316在电荷注入阶段期间对控制信号的脉冲宽度进行控制的部件,其可以包括用于将控制信号和控制信号的受延迟反相副本提供给AND门并且提供预设比特的集合以提供控制信号的受延迟反相副本的延迟的量的部件。在一些方面中,如所示,电荷泵26300可以进一步实现:用于在等于预设比特的集合的预设比特的数量的多个亚阈值开关上将电荷传送到输出电容的部件;和/或用于例如经由输出电容器26320控制多个并行内部电容器的包括方式以形成输出电容器的部件。
图264A示出根据一些方面的电荷泵26400的输出部段的方案。图264B示出根据一些方面的电荷泵26400的信号的定时图。电荷泵26400可以包含一对动态开关26410,UP或DOWN控制信号可以提供至其。提供有UP控制信号的动态UP开关26410可以连接到供电电压(或轨道电压/轨道之一),而提供有DOWN控制信号的动态DOWN开关26410可以连接到地(或轨道中的其他)。MP和MN开关26412可以分别连接在动态UP开关26410与输出电容器26420之间以及动态DOWN开关26410与输出电容器26420之间。
在一些方面中,当没有控制信号提供给图264A所示的输出部段时,MN1和MP1开关26412可以都处于打开。电荷泵26400可以通过低沟道电阻RON,n和RON,p将图264A所示的网型(net)an和ap(例如互连部)分别绑定到地和Vcc。在此情况下,Vout可以通过状态预设为关闭的MP2和MN2开关26412仍与供电轨道隔离,并且可以在网型an、ap与Vout之间提供非常高的电阻路径。
如图264B所示,在产生期望的控制信号下,电容器5120的输出电压可以改变。可以受控于控制信号UP、器件MP1、MP2开关26410、26412和输出电容器26420的输出电容Cout的电荷泵26400的p分支可以用以增加输出电压。输出电容器26420可以初始地充电到动态Vcm的一半。UP控制信号在“休眠”模式下可以是低的。每次UP控制信号提供给MP1开关26412,网型ap处的电压就可以主要因为电荷注入和/或时钟馈通所以在相同时间段上产生脉冲Vap。脉冲Vap可以产生通过MP2开关26412的亚阈值或泄漏电流,并且最终通过输出电容器26420的充电产生输出电容器26420的输出电容Cout的Vout的正阶跃增加。相似地,每次DOWN控制信号提供给MP2开关26412,网型an处的电压就可以在相同时间段上产生负脉冲Van。脉冲Vanp可以产生输出电容器26420的输出电容Cout的Vout的降低。输出电容器26420的输出电容Cout的增加和降低可以是对称的。
图265A-图265C示出根据一些方面的电荷泵的示例性操作。图265A示出当输出电容器正充电时的电路的p分支的寄生电容。图265B示出当输出电容器正充电时的p分支的电路模型。图265C示出p分支的定时图。如图265A所示,在UP信号的正边沿上,pMOS开关26510关闭,并且网型ap处的电压进入高阻抗状态。同时,可以通过MP1开关26510的栅极-漏极电容(Cgd,mp1)注入电荷,这样在网型ap和MP2开关26512源上产生正电压阶跃尖峰。
与MP1开关26510关联的其他泄漏电容器可以与开关26510、26512的栅极、漏极和源极(即Cgd,mp1、Csg,mp2、Csb,mp2、Csd,mp2)有关(出于一般性的缘故)。图265B所示的Cap26514可以将影响网型ap的寄生电容器分组在一起作为单个建模的电容器。通常,归因于通过Csd,mp2的间接电容耦合,MP1栅极处的UP信号的任何陡峭边沿直接耦合到输出可以是可能的。然而,由于Csd,mp2与其他器件寄生电容(既是固有的,又是与布图关联的)相比可以是非常小的,并且由于MP2开关26512的体量和栅极可以是低阻抗网型(Vcc),因此这些现象可以认为是可忽略的。例如,可以避免与控制信号的边沿关联的直接电荷注入的量(这可能是显著的)。
此外,当UP上升时,MP1开关26510可以关闭。在此情况下,网型ap可以变为高阻抗网型,其归因于控制信号边沿而经受电荷注入。与UP正边沿对应的网型ap的电压的变化可以(当pMOS MP1开关26510处于OFF时)近似给出为:
同时输出电压仍是稳定的。在该操作之后,网型ap电压可以安置在可以是比供电等级更高几10mV至100mV的值处。归因于Vsg,MP2的随后增加,亚阈值电流可以流过MP2开关26512(同样还有MP1开关26510)二者。亚阈值电流可以贡献于Cp,ap的放电和ΔVdrop,pap网型电压降。流过MP2开关26512的电流的部分可以馈送到输出电容器26520,确定输出电压的增加。该电荷可以在输出电压处产生正阶跃,并且可以基本上从Cp,ap传送到Cout
当UP负边沿产生时,pMOS MP1可以再次打开。首先,网型ap可以通过Cgd,mp1耦合路径抽取电荷。这样可以确定网型ap电压的阶跃下降,并且Cp,ap放电到接近初始值Vcc的电压减去ΔVap。同时,在归因于与沟道电阻关联的时间常数导致的小延迟的情况下,MP1开关26510可以返回到ON状态,并且将网型ap拉动回到Vcc。用于将网型ap拉动回到Vcc的电荷可以完全由电源提供,并且不从输出电容抽取回去。此外,在该阶跃中,直接电荷注入可以不对输出节点产生,并且MP2亚阈值电流可以停止流入Cout中,由此将输出电压冻结为最新的较高值。
由于新的UP脉冲产生,因此所描述的瞬变可以重复。这样可以带来输出电压的另一正阶跃产生。总之,可以在少数阶跃中综合并且描述电荷泵的p分支的操作原理。图266A-图5C示出根据一些方面的电荷泵的示例性操作。
图266A示出电荷注入阶段。电荷注入阶段可以产生在UP控制信号的正边沿上。在该边沿处,MP1可以关闭,并且网型ap电压可以增加而且引起正Vsg,MP2。
图266B示出电荷传送阶段。电荷传送阶段可以产生在电荷注入阶段之后。具体地说,在电荷传送阶段中,MP2的亚阈值漏极电流可以将电荷从Cp,ap传送到Cout,确定输出电压Vout的增加。
图266C示出关断阶段。关断阶段可以产生在电荷传送阶段之后。具体地说,关断阶段可以产生在UP控制信号的负边沿上,其相对于正边沿的延迟可以受控于延迟线路26304。在该时间点,MP1可以打开,并且网型ap电压可以返回到Vcc。此时,Cout中的任何电流可以终止。
三操作模型和分析可以扩展到包括MN1、MN2、DOWN控制信号和网型an的nMOS分支。在nMOS分支中,并非将网型ap充电到Vcc+Cout,nMOS分支可以确定网型an电压下降到负电压。
在一些方面中,可以在每个操作期间传送的电荷的最大量可以是在电荷注入阶段期间注入到Cp,ap中的电荷:
考虑1V供电、50pF的输出电容和MP1的50fF栅极-漏极电容,电荷将对应于1mV输出电压阶跃。虽然Cp,ap上初始地存储的电荷可以不依赖于Cp,ap大小,但网型ap的电压的对应增加可以反之依赖于Cp,ap大小。这样可能总体上影响MP2在电荷传送阶段期间能够注入输出电容中的电流的量。
在该电路的设计和大小化阶段中,一些解决方案可以适用于确定阶跃大小并且因此电路的灵敏度。由于器件的亚阈值电流可以线性地依赖于晶体管的长度,因此MP2的长度可以根据期望而大小化。替代地,在制造工艺不允许器件长度的大小化方面的自由性的情况下,可以串行地放置更多器件。由于输出电容器处所注入的电荷也可以依赖于电荷传送阶段的持续时间,因此可以引入如图263所示的具有可编程延迟线路的脉冲宽度控制器以控制UP和DOWN信号的波形。这样可以使得能够将可用电荷的大的或完全的量传送到输出。在一些情况下,不足的脉冲宽度可能导致太小的电荷传送。由于在电荷注入阶段期间的电荷注入的量可以依赖于MP1(或nMOS分支中的MN1)的栅极-漏极电容,因此MOS可以根据期望而大小化。由于固定量的所注入的电荷处的输出电压阶跃可以依赖于输出电容的大小,因此可以使用可配置的电容性阵列对输出电容进行编程。
对用于比较器背景校准的14nm FinFET 10比特ADC测试芯片中所实现的电荷泵执行仿真。所采用的输出电容是50fF。为了验证该情况,重点已经专注于快速角点(fastcorner)仿真。交变序列的UP和DOWN控制信号的脉冲宽度设置为50ps,输出电容设置为50fF,并且更新速率是1GHz。在27℃在标称、快速和慢速角点下执行仿真。电压阶跃可见是大约600V(与>11比特完全差分轨道到轨道转换器的LSB可比较),并且穿过角点是稳定的。电路通常可以与较高分辨率应用兼容。
为了证明可编程性,甚至在存在关于泄漏电流的不适宜的条件(快速角点)中,变化MP1器件的大小、控制信号的脉冲宽度和MP2器件的等效长度,在关注于p分支的情况下执行仿真。关于所实现的原形,并且关于MP1器件宽度的不同宽度,对于快速角点、27℃执行仿真,以确定在按1GHz速率、恒定的50ps UP脉冲宽度的UP命令的序列期间的输出电压变化。对于42nm、84nm、168nm、336nm的MP1器件宽度,对应电压阶跃分别确定为600μV、1mV、1.3mV、1.5mV。还执行仿真以确定关于使用不同脉冲宽度的按1GHz速率的UP命令的输出电压变化。对关于20ps至800ps UP信号脉冲宽度的具有42nm/28nm MP1/MP2宽高比的器件执行的这些后者仿真示出脉冲宽度与输出电压之间的线性关系。关于MP2器件的不同宽度(56nm、84nm和112nm),执行其他仿真以确定在按1GHz速率、恒定的50psUP脉冲宽度的UP命令的序列期间的电荷泵输出电压。电荷泵输出电压随着时间而线性地变化,并且近似地与MP2宽度成比例。如仿真中所示的按1GS/s的更新速率的电荷泵的功耗在标称角点和27℃中小于10μW,并且因此如果与GHz速率现有技术效率ADC和PLL相比则是可忽略的。
根据一些方面,因此提供有助于避免使用除了输出电容的电流基准或电荷累积/存储器件的电荷泵。电荷泵可以适合于PLL和ADC比较器偏移校准应用,并且通常适合于例如期望快速速率(>1GS/s)、精细分辨率(<1mV)和超低功耗的所有应用。一些方面可以用在超低功率PLL中,减少电路面积,并且也可以用以对于高速ADC执行高效率比较器校准。
图267示出根据一些方面的在电荷泵中注入电荷的方法26700。可以通过图262A-图267所示的结构中的一个或多个执行方法5400。在操作26702,电荷可以注入结构中。可以在电荷注入阶段期间在动态开关(MOSFET)的栅极-漏极电容上注入电荷。电荷注入可以在提供给动态开关的控制信号的正边沿上在动态开关的栅极-漏极电容上而产生。可以通过对控制信号的脉冲宽度进行控制来控制电荷注入。在一些方面中,可以通过将控制信号和控制信号的受延迟反相副本提供给AND门并且提供预设比特集合以对控制信号的受延迟反相副本的延迟的量进行控制来对控制信号的脉冲宽度进行控制。
在操作26704,在注入电荷之后,电荷可以在亚阈值开关上传送到电荷泵的输出电容。可以在电荷传送阶段期间使用亚阈值漏极电流传送电荷。在电荷传送阶段期间,电荷可以在等于预设比特的集合的预设比特的数量的多个亚阈值开关上传送到输出电容。每个预设比特可以控制不同亚阈值开关。此外,可以使用不同预设比特控制并行内部电容器的数量以形成输出电容器。
在已经传送电荷之后,在操作26706,电荷传送和输出电容中的电流可以终止。这样可以在关断阶段期间停止输出电压的电压改变。终止可以产生在提供给动态开关的控制信号的负边沿上。动态开关与亚阈值开关之间的网型处的电压可以返回到动态开关连接到的轨道电压。
由于mmWave通信系统依赖于多个路径上的多个方向性传输,因此当网络变得密集时,mmWave接收机可能经历来自不同方向的干扰。为了有助于解决该问题,如上所述,接收机可以使用模拟波束赋形、数字波束赋形或混合波束赋形。模拟波束赋形可能在一些情况下归因于高旁瓣和宽波束宽度而对于缓解全向干扰是不足的,并且由于干扰可能阻挡低分辨率ADC(低动态范围)处的期望信号,因此数字域波束赋形对于缓解干扰并非足够的。为了缓解该问题,本文所公开的方面提供一种用于有助于在量化之前将干扰置空的架构,以减少接收机的ADC的动态范围和功耗。例如,关于空间干扰缓解而提供前馈环路,从而可以处理粗量化的接收信号以估计高干扰并且然后在模拟域中减去干扰。可以关于多个干扰角度而启用置空,而不在ADC反馈环路处关于迭代滤波器设计使用长训练序列。这样可以使得低功率全数字mmWave接收机成为可能。图268示出根据一些方面的接收机架构26800。接收机架构26800可以包括于图3E所示的并行接收电路382中,但接收机架构26800不限于这种包括方式。
图268所示的接收机架构26800可以包含例如RF前端26820、延迟线路26802、组合器26810、26812、26814、26818的集合、量化器26804、26816的集合、前馈滤波器26806、数模转换器(DAC)26808和基带处理器26830。RF信号可以由天线(未示出)接收,并且提供给RF前端26820。多个天线输出ri(t),i=1,…,Nr可以由RF前端26820提供,并且可以划分为两个路径,一个用于确定干扰,并且一个用于置空。具体地说,每个天线输出可以既提供给延迟线路之一26802又提供给第一组合器之一26810。模拟延迟线路26802可以包括多个抽头式锁存器(例如D锁存器),以通过从不同抽头取得输出而使得延迟能够变化。替代地,延迟部长度可以是固定的,其中,仅模拟延迟线路26802的输出取自最后锁存器。
在第一组合器26810处,关于干扰的抖动噪声n1可能添加到天线输出。抖动噪声n1可以取决于可以在提供干扰置空之前确定的干扰的估计。来自第一组合器26810的输出可以提供给b1比特量化器26804,其可以粗量化模拟信号并且将模拟信号转换为数字信号。量化的信号可以然后提供给前馈滤波器26806,然后由DAC 26808数字化。前馈滤波器26806可以是用以处理接收到的量化的信号并且估计干扰信号的多抽头滤波器。
干扰信号可以然后由d比特DAC 26808转换回到模拟信号。DAC 26808(类似于量化器26804、26816)的分辨率可以是固定的或可变的。在后者情况下,DAC 26808和量化器26804、26816中的一个或多个的分辨率可以取决于信号类型(例如控制/数据)或信道状况等。可以在第二组合器26812处从来自模拟延迟线路26802的延迟的天线输出减去转换后的干扰信号,以产生校正的信号。在量化抖动的校正信号之前,抖动噪声n2可以在第三组合器26814处与校正的信号相加。抖动噪声n2可以取决于可以使用一个或多个信号质量特性测量的接收机性能。例如,抖动噪声n2可以取决于BER性能。b2比特量化器26816可以用以量化抖动的校正后的信号。在一些方面中,b1比特量化器26804的分辨率可以小于b2比特量化器26816的分辨率。使用粗分辨率以总体上确定干扰可以允许减少接收机所使用的功率并且在补偿波束赋形的信号之后减少内嵌量化器的动态范围。
来自量化器26816的量化的信号可以然后提供给基带处理器26830,以用于进一步处理。来自量化器26816的输出和来自前馈滤波器26806的干扰信号可以在第四组合器26818处组合,以生成接收信号强度指示符(RSSI)。RSSI可以基于(来自b2比特量化器26816中的每一个以及来自滤波器26806的输出中的每一个的)所有量化输出而得以确定,或可以基于少于所有输出。RSSI可以例如用以调整量化器分辨率、DAC分辨率之一或二者和/或一个或两个抖动噪声。
图268所示的接收机可以因此能够同时在多个波束赋形的信号中从多个干扰源缓解(或置空),而不添加其他组件(例如移相器)以形成多个模拟波束。接收机也可以能够在无需使用系数取决于期望信号和干扰信号的滤波器并且因此使用长训练序列的情况下缓解干扰。
在一些方面中,用于从多个天线接收波束赋形的信号的部件可以由接收机架构26800实现。在一些方面中,如所示,接收机架构26800可以进一步实现:用于例如经由接收机架构26800中的前馈选路在量化受补偿信号以用于输出之前通过关于干扰方信号而对波束赋形的信号进行前馈补偿来形成受补偿信号的部件;和用于例如经由量化器26816量化受补偿信号以形成量化的输出信号的部件。
在一些方面中,如所示,接收机架构26800可以进一步实现以下中的一个或多个:用于沿着前馈路径量化波束赋形的信号以形成量化的前馈信号的部件;用于例如经由滤波器26806补偿量化的前馈信号中的干扰方信号以提供数字补偿信号的部件;用于例如经由DAC 26808将数字补偿信号转换为模拟补偿信号的部件;和/或用于例如经由组合器26812组合模拟补偿信号与波束赋形的信号以形成受补偿信号的部件。在一些其他方面中,如所示,接收机架构26800可以进一步实现以下中的一个或多个:用于在量化波束赋形的信号之前将第一抖动噪声与波束赋形的信号相加的部件;和用于例如经由组合器26810和26814将第二抖动噪声与受补偿信号相加的部件;用于组合数字补偿信号和受补偿信号的数字版本以提供信号质量的部件;和用于例如经由基带处理器26830和组合器26818基于信号质量而控制以下中的至少一个的部件:波束赋形的信号的量化、受补偿信号的量化、第一抖动噪声或第二抖动噪声;用于例如经由基带处理器26830从估计来自每个方向的干扰的部件;和/或用于例如经由延迟线路26802将波束赋形的信号延迟得足以允许波束赋形的信号与模拟补偿信号组合的部件。
以数学的方式,考虑在接收机处具有Nr个天线的均匀线性阵列。接收到的信号可以如下写为:
r(t)=x(t)+i1(t)ar1)+…+iI(t)arI)+n
其中,x(t)是期望信号矢量,n是噪声矢量,并且ii(t),i=1,…,I是干扰信号(I是干扰方方向的数量),并且阵列矢量ari),i=1,…I给出为:
在此,θi是到达角度,d是天线间距离,并且λ是波长。在前馈环路处,可以加入噪声,以将天线的输出处的接收到的信号解除相关,并且然后信号例如通过低比特(1-3比特)ADC受量化,如下:
y[n]=Q1(r(t)+n1)
其中,n1是抖动噪声矢量,Q1(·)是b1比特量化器。可以使用估计矢量在前馈滤波器中估计干扰k。在一些方面中,估计矢量可以使用最大比合并(maximum ratio combining,MRC):
其中,ark)是来自方向θk的干扰的估计矢量。可以使用数字处理(例如多信号分类(MUltiple SIgnal Classification,MUSIC)处理)确定干扰的方向。I可以是干扰方向(干扰方)的总数量。注意,接收机看作具有大天线阵列,从而当l≠k时,于是,可以如下根据到达角度形成矢量:
在使用d比特DAC将数字采样转换到模拟域之后,可以从于在b2比特ADC处的量化之前相加的接收到的信号和抖动噪声n2减去干扰,如下:
z[n]=Q2(r(t)-i(t)+n2)
图269示出根据一些方面的接收机的滤波器特性。在仿真的滤波器中,Nr=64个天线,并且d=5比特DAC,b2=5比特ADC,并且两个干扰方向出现在θ=70°和θ=110°处。示出两种情况:情况1:1比特ADC(b1=1),n2~N(0,0);和情况2:2比特ADC,n2~N(0,0)。如所示,接收机架构可以当使用1比特ADC时消除上至大约13.6dB的干扰,并且当使用2比特ADC时消除上至23.32dB的干扰。
图270示出根据一些方面的接收机的BER性能。图线示出图268的模拟波束赋形、数字波束赋形和架构的BER性能。如上,视线(LOS)信道中的接收机处的Nr=64个天线具有90°期望信号方向以及70°和110°干扰方向,其中,SIR=-20dB。使用16QAM调制,并且所使用的ADC是:b1=2比特ADC,d=5比特DAC,b2=5比特ADC。高斯抖动噪声的方差可以由处理电路选取,以使得量化误差随机化。带宽是1MHz,并且干扰和期望信号可以在同一带上传递。脉冲整形滤波器是具有八个符号的滤波器长度和0.2的滚降因子的平方根升余弦滤波器。如图270所示,在ADC之前没有空间干扰消除的数字接收机归因于具有不足的动态范围而具有较低的BER性能。归因于高旁瓣,模拟波束赋形也执行得比图268的架构更糟糕。
图271示出根据一些方面的附加接收机架构。如上,视线(LOS)信道中的接收机处的Nr=64个天线具有90°期望信号方向。使用16QAM调制,并且所使用的ADC是:b1=2比特ADC,d=5比特DAC,b2=5比特ADC。在此情况下,使用具有SIR=-13dB的75°干扰方向。当在前馈环路处使用1比特ADC时,图268的架构执行得比模拟波束赋形和全数字波束赋形更好。
图272示出根据一些方面的在接收机中补偿干扰方的方法27200。可以使用图268的接收机执行方法27200。在操作27202,接收机可以从多个天线接收波束赋形的信号。可以在角度的范围上扫描波束赋形的信号。特定角度处的波束赋形的信号中的至少一些中的每一个可以包括来自发射机的信号和干扰方信号。
波束赋形的信号可以分离为不同路途,然后重新组合。在前馈路途中,可以量化波束赋形的信号,并且使用滤波器估计干扰,以在操作27204形成数字补偿信号。在量化波束赋形的信号之前,抖动噪声可以加入,以将信号解除相关。数字补偿信号可以然后受转换,以形成模拟补偿信号。
在直接路径中,原始波束赋形的信号可以受延迟,以提供适当定时,以用于组合信号。在操作27206,可以组合波束赋形的信号和模拟补偿信号。在一些方面中,可以从波束赋形的信号减去可以包含干扰估计的模拟补偿信号。
抖动噪声可以与所得信号相加,并且这些信号可以然后受量化。波束赋形的信号的量化的分辨率可以低于受补偿信号的量化的分辨率。在操作27208,量化的所得信号可以提供给基带处理器,以用于处理。量化的所得信号和数字补偿信号可以组合,以确定信号质量(例如RSSI、SINR或SNR)。该质量可以用以控制波束赋形的信号的量化、受补偿信号的量化和/或抖动噪声。
除了波束赋形之外,发射机与接收机天线配对之间的信道估计也可能进一步增加数字波束赋形复杂度。当存在带内和相邻信道干扰时,数字架构有可能遭受性能降级。图273A和图273B示出根据一些方面的干扰。如这两个图中的系统6000所示,基站(BS)27302可以服务于UE 27304,提供数据信号和控制信号。虽然示出仅LOS通信,但BS 27302也可以通过NLOS通信与UE 27304进行通信。邻近BS 27306(其也可以是接入点)可能在UE 27304处生成干扰信号。类似于服务BS 27302通信,干扰信号可以是LOS或NLOS,并且可能干扰来自服务BS 27302的信号。并非来自干扰BS 27306干扰信号或除了其之外,一个或多个干扰UE27308可能在UE 27304处生成干扰信号。来自干扰UE 27308的干扰信号可以导向到服务BS27302、干扰BS 27306或UE 27304。
不同于数字波束赋形,模拟波束赋形归因于所使用的单个RF链而可能受限于方向性增益。然而,模拟波束赋形可能在一些情况下归因于高旁瓣和宽波束宽度而对于缓解全向干扰是不足的,并且当使用低分辨率ADC(低动态范围)时,由于干扰可能阻挡期望信号,因此数字域波束赋形不足以缓解干扰。也就是说,当天线元件设置在干扰的方向处或其附近时,来自一个或多个方向的干扰可以如此远大于期望信号,以致于干扰可能淹没可以足以区分其他方向上的期望信号的ADC的动态范围。归因于关于UE移动所产生的关于LOS和NLOS信道的快速干扰和信号质量改变,当使用mmWave频率时,这可能是特别普遍的。然而,增加ADC的动态范围可能是功率密集的,并且难以设计。为了缓解该问题,本文所公开的方面提供可以有助于在量化之前将干扰置空并且可以随后以数字方式逆转调整以允许以数字方式处理原始信号的架构。这样可以使得能够当该干扰出现时减少接收机处的ADC的ADC动态范围和功耗。信号可以在量化器处受采样,由此可以在数字域中处理接收到的信号并且在模拟域中消除干扰。具有反馈环路的并行Δ-ΣADC可以用以启用低功率全数字mmWave接收机。
图274示出根据一些方面的接收机架构27400。接收机架构27400可以包括于图3E所示的并行接收电路382中,但接收机架构27400不限于这种包括方式。图274所示的接收机架构27400可以包含例如RF前端27410、组合器27402、低通滤波器(LPF)27404、27412的集合、增益部27406、27422的集合、量化器27408、抽选器27414、滤波器27416、DAC 27418和基带处理器27420。RF信号可以由包含多个天线元件的天线27430接收,并且提供给RF前端27410。
RF信号ri[n],i=1,…,Nr可以从天线27430输出。RF信号可以指示为来自接收机架构6100处的Nr个天线的均匀线性阵列。可以取决于接收机架构27400处的波束赋形增益和功耗而选择Nr。接收到的信号可以如下写为:
r(t)=x(t)+α1i1(t)ar1)+…+αIiI(t)arI)+n
其中,x(t)是期望信号矢量,n是噪声矢量,并且ii(t),i=1,…,I是干扰信号,其中,I是待置空的干扰方向的总数量。角度矢量ari),i=1,…I可以给出为:
其中,θi是到达角度,并且d是天线27430之间的天线间距离。RF前端27410提供的多个天线输出ri(t),i=1,…,Nr中的每一个可以提供给组合器27402之一。以下更详细地描述的来自抽选器27414的修正信号可以与来自RF前端27410的天线输出组合。该修正信号至少部分地缓解在接收到的信号的量化之前的干扰,并且由此允许减少量化器27408的动态范围。
组合器27402可以由模拟域中的积分器形成,并且可以形成补偿电路的部段。组合的信号可以从组合器27402提供给第一LPF27404。第一LPF 27404可以将组合的信号中的量化噪声成形到带外。来自天线27430的信号可以例如在RF前端27410中在到达第一LPF27404之前混频到基带。
来自第一LPF 27404的低通滤波的信号可以提供给可变增益部27406。关于不同天线信号的增益部输出可以指示为gi[n],i=1,…,Nr。增益部27406可以将放大或衰减提供给低通滤波的信号,以将输入调整到量化器动态范围。增益部27406可以取决于信道或信道质量(例如SNR或SINR)而受优化,或在一些方面中可以关于低复杂度接收机设置为固定增益。类似于期望信号和干扰,增益部27406可以随着时间而变化。
来自增益部27406的信号可以随后提供给包括b1比特量化器27408的量化电路。量化器27408可以提供信号的b比特数字版本。可以取决于期望的BER和滤波器特性而选择b。在一些方面中,取决于期望高速度还是高可靠性(例如信号的类型(例如控制或数据)或量化器27408的操作模式(例如平均模式或时间交织式模式))等,量化器分辨率可以是可变的。具有bi[n],i=1,…,Nr比特的量化器27408的输出可以因此即为bi[n]=Qb(gi[n])。来自量化器27408中的每一个的输出可以形成B——用于对干扰进行滤波的数据矩阵。
在一些方面中,数据矩阵B可以由滤波器27416滤波(或加权),然后反馈,以缓解干扰。所使用的滤波器27416可以例如取决于干扰的到达方向并且是基于时间的。滤波的信号可以提供给DAC 27418,其可以将d比特数字信号转换为模拟输出。与以上相似,可以取决于期望的BER和滤波器特性而选择d。在一些方面中,DAC 27418可以使用与量化器27408用以将模拟输入转换为数字信号的相同的数量的比特将数字输入转换为模拟信号。在其他方面中,量化器27408和DAC 27418所使用的比特的数量可以是不同的。在一些方面中,取决于对于量化所使用的相似因素,转换的分辨率可以是可变的。量化分辨率与转换分辨率之间的相对差可以随着以上因素而改变。来自DAC 27418的模拟输出可以提供给第二增益部27422ci[n],i=1,…,Nr。第二增益部27422可以取决于信道或SNR而受优化,或在一些方面中可以关于低复杂度接收机设置为固定增益。第二增益部27422如上可以提供放大或衰减,并且可以随着时间而变化。然后可以从来自RF前端27410的信号减去来自DAC 27418的修正信号,如以上所指示的那样。
来自量化器27408的信号bi[n],i=1,…,Nr也可以提供给第二低通滤波器27412。第二低通滤波器27412可以用以移除量化器27408引入的谐波。在一些方面中,量化器27408可以对输入信号进行过采样。在这些方面中,来自第二低通滤波器27412的信号可以随后在抽选器27414处受抽选,然后提供给基带处理器27420,以用于进一步处理。抽选器27414可以将数字数据的采样减少下至Nyquist速率。抽选可以处理数字以将信号欠采样为具有低通特性。在一些方面中,量化器27408可以避免过采样,并且抽选器27414可以被排除。
在一些方面中,基带处理器27420可以逆转滤波器,以实质上在量化所产生的误差内将信号恢复为来自天线27430的原始信号。这样可以允许基带处理器27420例如通过数字互相关以数字方式处理原始信号,而原始信号无需提供给量化器27408。反之,在模拟域中补偿干扰的受补偿信号可以提供给量化器27408,由此减少与干扰关联的幅度尖峰并且允许减少量化器的动态范围。
在一些方面中,用于从多个波束赋形天线接收多个波束赋形的信号的部件可以由接收机架构27400实现。在一些方面中,如所示,接收机架构27400可以关于每个波束赋形的信号进一步实现:用于例如由所示的反馈环路通过在波束赋形的信号提供给量化器之前关于来自干扰方的干扰而补偿波束赋形的信号并且将受补偿信号提供给量化器来减少波束赋形的信号提供给的量化器的动态范围的部件;用于例如由量化器27408量化受补偿信号的部件;用于以数字方式逆转应用于波束赋形的信号的补偿以重新生成波束赋形的信号的数字版本的部件;和用于例如由BB处理器27420对波束赋形的信号的数字版本进行信号处理的部件。
在一些方面中,如所示,接收机架构27400可以进一步实现以下中的一个或多个:用于使用系数取决于干扰方的方向的滤波器27416对量化的输出进行滤波以产生滤波的信号的部件;用于例如由DAC 27418将滤波的信号转换为模拟信号的部件;和/或用于例如由组合器27402组合模拟信号与波束赋形的信号以生成受补偿信号的部件。在一些方面中,如所示,接收机架构27400可以进一步实现:用于使用LPF27404将受补偿信号中的量化噪声成形到带外以形成LPF信号的部件;用于例如使用增益部27406调整LPF信号的增益然后量化LPF信号以减少量化器27408的动态范围的部件;和/或用于例如使用LPF 27416消除量化器27408引入的谐波以生成LPF信号的部件;和用于例如使用抽选器27414将LPF信号欠采样到Nyquist速率的部件。
转到示例性架构的数学,以下描述滤波器W、数据矩阵B和抽选操作的设计。在一些方面中,用于设计滤波器W的处理可以采用干扰的方向,即θi,i=1,…I。干扰的方向可以通过先前计算得以获知,并且例如通过使用数字处理(例如MUSIC处理)在任何数量的处理中得以确定。下三角矩阵L和比例矢量α可以如下定义为:
于是,滤波器系数矩阵可以如下确定为:
其中,[·]+是伪逆(pseudoinverse)运算符,并且是kronecker乘积。当过采样速率由K表示(其中,K≥2)时,可以形成如下:
更高的K对于BER的更好的,但对于功耗是更糟的。因此,接收机天线的数量可以是Nr,干扰的方向可以是θi,i=1,…I,并且过采样比率可以是K≥2。
接下来提出数据矩阵的结构。存储器的初始状态可以设置为零,即b[0]=0。对于过采样速率K,可以使用来自每个天线输出的K-1个采样。数据矢量b[i]可以表示为:
其中,i是(n modulo K),并且bm[n]是第m'量化器(m=1,…,Nr)处的第n'数字采样。于是,数据矩阵可以如下:
因此,假设干扰大于信号从而可以忽略信号部分,如果mod(n,K)=0,则DAC输入可以是b[n]。否则,DAC输入可以是WTb(i),其中,i=mod(n,K),并且
可以执行抽选操作以对可以已经受过采样的信号进行欠采样。由于每K个采样中的第一采样可能具有大的干扰,因此可以使用每K个采样当中的K-1个采样。图275示出根据一些方面的过采样信号。如图275所示,可以用零替代满足(n modulo K)≠1的抽选器处的采样n。于是,可以使用低通滤波器(例如梳状滤波器)对其余信号进行欠采样。在一些方面中,如果b>1比特量化器,则乘法WTb(i)可以使用每采样的实数乘法和求和比特。另一方面,如果使用1比特量化器,则实数求和可以受限为仅
第一增益部和第二增益部的增益控制参数可以确定为:
在一些方面中,增益控制参数可以通过仿真选取,或可以在使用自动增益控制处理进行采样的同时找寻。在其他方面中,可以如上设置增益控制参数。
图276A和图276B示出根据一些方面的接收机的滤波器特性。如图276A所示,当仅使用具有K=4的4比特量化器时,具有Nr=8个天线的接收机可以能够缓解θ=40°和θ=120°处的干扰达上至-30至-40dB。当使用无限分辨率量化器时,这样将干扰的缓解增加至大约-250dB,代价是额外功率损耗等。注意,模拟波束赋形可能没有灵活性以关于任何给定的方向消除干扰(即,模拟波束赋形的阵列图案被设计为具有固定图案,而无论干扰方向如何)。反之,模拟波束赋形可以仅波束赋形到期望的方向。
图277示出根据一些方面的波束赋形图案。具体地说,图277示出关于θ=95°的模拟波束赋形。可见,模拟波束赋形可以仅能够分别在θ=40°和θ=120°消除干扰达-18dB和-15dB。如上,模拟波束赋形可以具有不灵活的波束图案。
图278示出根据一些方面的BER性能。具体地说,图278示出图274所示的模拟波束赋形、数字波束赋形和架构的BER性能。图278所示的不同接收机架构可以在具有110°期望信号方向和90°干扰方向的LOS信道中在接收机处具有Nr=8个天线。出于仿真目的,带宽可以是1MHz,并且干扰和期望信号在同一带上传递。可以使用脉冲整形滤波器。脉冲整形滤波器可以是具有八个符号的滤波器长度和0.2的滚降因子的平方根升余弦滤波器。在仿真中,SIR=-30dB,并且使用QPSK调制。如图278所示,由于模拟波束赋形可以仅减少干扰达-13dB,因此模拟波束赋形架构可能完全受干扰阻挡。由于4比特ADC在高干扰下饱和,因此具有4比特ADC的全数字接收机也可能执行得比图274的架构更糟。然而,图274的架构归因于量化之前的干扰置空而可能执行得最佳。
图279示出根据一些方面的减少接收机中的量化器动态范围的方法27900。可以通过图274所示的结构执行方法27900。在操作27902,可以从多个波束赋形天线接收多个波束赋形的信号。波束赋形天线可以在所有角度上进行扫描,并且在每个角度处产生波束赋形。
对于每个角度处的每个波束赋形的信号,可以在操作27904通过波束赋形的信号的数字化和修正版本补偿波束赋形的信号。修正可以基于干扰方和关联角度。任何干扰方的角度可以预先得以确定并且在修正期间使用。这样可以减少波束赋形的信号提供给的量化器的动态范围。
受补偿信号可以在操作27906受进一步处理。处理可以包括:使用低通滤波器(LPF)将受补偿信号中的量化噪声成形到带外。可以在量化LPF信号之前调整LPF信号的增益,以减少量化器的动态范围。增益可以是预先确定的,或可以是可变的,并且取决于信道特性而得以设置。
所调整的信号可以然后在操作27908受量化。取决于信号类型、信道或其他变量,量化分辨率可以是预先确定的,或可以变化。
在操作27910,量化的信号可以受修改,并且反馈到波束赋形的信号。在反馈环路中,可以使用系数取决于干扰方的滤波器对量化的信号进行滤波,并且滤波的信号转换为模拟信号。模拟信号可以提供给与前馈部段中的增益部相似的增益部,但增益部可以独立于彼此。在一些方面中,增益部可以是不同类型的(例如固定的或可变的)。例如,量化受补偿信号并且转换滤波的信号方面的分辨率可以独立于彼此,并且分辨率中的至少一个可以取决于期望的误比特率(BER)或滤波器特性。
量化的信号可以在操作27912进一步受处理。量化的信号的处理可以包括抽选;例如,如果在量化期间对波束赋形的信号过采样,则在使用另一LPF消除量化器引入的谐波之后,量化的信号可以欠采样到Nyquist速率。所得信号无论是否抽选都可以提供给基带处理器,在此处,可以通过数字方式逆转补偿,以重新生成波束赋形的信号的数字版本。所得数字信号可以由基带处理器进行信号处理。
在通信系统中,接收到的RF信号可以转换为数字信号以用于在UE处进行处理,而数字数据可以转换为RF信号以用于从UE传输。接收机链中的ADC可以从天线接收RF信号,并且将RF信号转换为数字信号。发射机链中的DAC可以接收数字信号,并且将数字信号转换为RF信号,以用于从天线传输。ADC的设计折衷可以由包括功率、ADC分辨率与信号带宽之间的比率的优值系数(Figure-of-Merit,FoM)表示:
可以使用mmWave通信的来临标准可以具有与先前标准不同的要求。例如,5G基带或802.11ay(WiGig)可以使用低分辨率(4b-7b)和高转换率ADC,而802.11ax WiFi可以使用中-高(10b-12b)分辨率但低频率带宽基带转换器。交织更多通道(ADC)可以改进FoM,因为随着单个通道的转换速度接近技术的极限,功率-速度折衷变为非线性的。这样可能关于处于这些极限的单个ADC的速度方面的期望增加而要求不成比例地更高的功率。时间交织ADC可以保留折衷的线性,并且带来具有较低速率单个ADC可实现的FoM的高速ADC。
然而,虽然时间交织式ADC可以是关于低分辨率、高速ADC架构的期望选取,但使用时间交织式ADC对于待使用较高分辨率和较低带宽的架构可能是不合适的。这些架构可以使用过采样、噪声成形和滤波以实现设计目标。即使与Nyquist信号带宽相比具有远更高采样速率的时间交织式ADC拥有过采样特征,包括过采样和滤波(无噪声成形)也可能受限于关于过采样比率并且因此通道数量Nch的每个加倍化而实现适度的3dB分辨率改进(理论上)。这样可能限制可以对于每个标准使用若干不同类型的专用ADC的多标准接收机中的时间交织式ADC的采用,具有设计时间、复杂度和整合资源使用的对应开销。
本文所公开的方面可以提供例如足够灵活以满足被配置为在多个带中接收通信信号的接收机的需求的可重新配置的ADC架构(或ADC系统——ADCS)。ADCS可以根据期望从Nch通道时间交织式ADC被重新配置为具有相对偏移的Nch个并行ADC。这样可以允许ADCS通过对通道的输出进行平均化而非对通道进行时间交织来实现较低带宽上的较高分辨率。在一些方面中,对于通道数量Nch的每个加倍化,该架构所提供的分辨率改进可以是6dB。
图280示出根据一些方面的ADCS 28000。ADCS 28000可以用在通信系统的接收机中(例如RF子系统的基带中)。ADCS 28000可以包括于图3E所示的ADC 394中,但ADCS 28000不限于这种包括方式。ADCS 28000可以因此包括于通信设备(例如UE、eNB、AP或另一设备)中。ADCS 28000可以用在采用任何数量的基于标准的通信的环境中,包括遗留(例如3G、4G通信)和下一代标准(例如5G通信)等。ADCS 28000可以可配置在不同操作模式(其包括时间交织式模式和平均化模式)之间。这样可以使得ADCS 28000能够适用于不同的标准/规范,具有不同速度针对分辨率折衷设置点。例如,平均化可以按减少ADCS速度的代价增加精度,并且因此对于较低速度信令(例如控制信令)可以是适当的。
ADCS 28000可以包含多个Nch个ADC 28002(又称为内核ADC),其均包含用于过采样和抽选的采样电路28004。ADC 28002的拓扑可以是通用的,并且可以基于应用(例如SAR、流水线、Δ-Σ)而改变。每个内核ADC 28002的输入可以与信号和时钟分布电路28008和TU28006连接。每个内核ADC 28002的输出可以提供给处理电路28010。每个内核ADC 28002可以具有Nq比特分辨率、fsc max速度和对应Pcore-ADC@fsc功耗。内核ADC 28002可以从ADC0到ADC Nch-1编号。内核ADC 28002的采样电路28004可以允许内核ADC 28002对来自信号和时钟分布电路28008的模拟输入信号Vin,n和Vin,p进行过采样和抽选。
信号和时钟分布电路28008可以被提供有(通过前端)来自天线28030的模拟输入信号Vin,n和Vin,p,以分布在内核ADC 28002之间。可以从可以与ADCS 28000分离的驱动器电路28020接收模拟输入信号Vin,n和Vin,p。信号和时钟分布电路28008也可以被提供有来自本地振荡器或其他定时电路(未示出)的主时钟信号(MCK)。MCK可以提供给与内核ADC28002关联的定时电路(TU)28006,其可以生成本地主时钟信号(LMCK)和系统时钟(SCK),以用于仅对关联内核ADC 28002的分布。MCK可以在TU 28006中进行分频,从而MCK可以具有作为LMCK的整数倍的频率。TU 28006中的每一个提供的LMCK信号可以是相同的。TU 28006可以产生取决于ADCS 28000的操作模式的SCK。TU 28006可以从与内核ADC 0至内核ADC Nch-1关联的定时单元链接在一起。
来自不同内核ADC 28002的数字输出可以提供给数字处理电路28010。处理电路28010可以执行多个操作,其中的至少一些可以取决于ADCS 28000的操作模式。处理电路28010可以在时间交织式模式下将来自内核ADC 28002中的至少一些的数字输出单独地进行加权并且然后相加。在一些方面中,来自内核ADC 28002的输入可以加权为具有可以是相等的或不同的以数字方式预设的权重,处理电路28010充当均衡器。在一些方面中,在平均化模式下,处理电路28010可以另外提供复用式缓冲器28010,以用于内核ADC 28002中的至少一些。在一些其他方面中,处理电路28010可以向存储器写入一些或所有内核ADC28002的输出。
ADCS 28000也可以采用来自控制器28040的模式信号,以确定ADCS 28000的操作模式。模式信号可以提供给定时单元28006以及内核ADC 28002。模式可以指示待提供给内核ADC 28002的LMCK的定时。定时单元28006可以串行地连接在一起,并且例如用以对于定时单元28006在适当的时间触发LMCK。定时单元28006可以包含例如相邻定时单元28006触发的一个或多个锁存器。每个ADC 28002可以表征与采样电路28004关联的特定偏移以及采样定时偏斜。模式信号可以是设置操作配置的预设比特。控制器28040在一些方面中可以是处理电路28010,或在其他方面中可以是另一处理器。
在一些方面中,模式信号可以是指示ADCS 28000待操作在两种模式中的哪一种下并且因此要使用哪个ADC配置的单个比特。在一些方面中,模式信号可以包括指示要使用多少内核ADC 28002的一个或多个附加比特。在一些方面中,如果使用有限数量的内核ADC28002,则模式信号中的附加比特可以指示要使用内核ADC 28002中的哪个。例如,内核ADC28002可以在一些方面中是相邻的,并且因此具有相邻ADC编号。在此情况下,模式信号在一些方面中也可以具有指示要使用相继内核ADC 28002中的第一个的偏移比特。在一些方面中,模式信号也可以具有指示是否使用内核ADC 28002的用于内核ADC 28002中的每一个的比特。在一些方面中,时间交织式模式下使用的内核ADC28002例如可以均匀地分布(例如,每隔内核ADC 28002),将内核ADC28002的定时保持为相同的,从而合成的时间交织式信号的定时是均匀的。这可以例如在一些方面中用以减少所使用的内核ADC 28002的数量并且因此功耗。
在一些方面中,内核ADC 28002可以具有独立于模式的固定比特分辨率。例如,内核ADC 28002可以具有8-12比特分辨率。在一些方面中,内核ADC 28002可以具有取决于模式的可变分辨率。在此情况下,用于内核ADC 28002的分辨率可以具有用于并行操作(平均化模式)的更大数量的比特(例如8-11比特)以及用于串行操作(时间交织式模式)的更小数量的比特(例如1-3比特)。
在一些方面中,用于在用于较高分辨率、较低带宽操作的平均化模式ADC配置与对来自内核ADC的输出进行平均化的用于较低分辨率、较高速度操作的时间交织式模式ADC配置之间调整ADC配置的部件可以由ADCS 28000实现。在一些方面中,如所示,ADCS 28000可以进一步实现:用于对来自平均化模式ADC配置中的内核ADC 28002的输出进行平均化以产生平均化的ADC输出的部件;和用于例如经由处理电路28010组合来自时间交织式模式ADC配置中的内核ADC28002的输出以产生时间交织式ADC输出的部件。
在一些方面中,如所示,接收机架构27400可以进一步实现:用于基于提供给定时单元28006的主时钟信号而将系统时钟信号和本地主时钟信号提供给每个内核ADC 28002的部件;和用于例如经由信号和时钟分布电路28008、TU 28006和控制器28040取决于ADC配置而调整系统时钟信号的部件。在一些方面中,如所示,接收机架构27400可以进一步实现以下中的一个或多个:用于例如经由控制器28040和ADC28002取决于ADC配置而调整内核ADC 28002的分辨率的部件;和/或用于例如经由TU 28006、控制器28040和采样电路28004过采样并且抽选对内核ADC 28002中的每一个的输入信号然后量化输入信号以产生量化的信号的部件。
图281A和图281B示出根据一些方面的ADCS 28100的不同操作模式。如图281A所示,ADCS 28100可以操作在时间交织式模式下。可以通过对定时单元28106和内核ADC28102的模式输入(例如,通过单个比特)对时间交织式模式进行信号传送。时间交织式模式可以使得ADCS 28100能够实现高带宽Nch·fsc/2或转换速度Nch·fsc和及Nq(或更低的)分辨率模拟到数字转换。
在时间交织式模式下,SCK可以按依次顺序提供给内核ADC 28102。例如,用于ADCN+1的SCK信号可以在用于ADC N的信号之后立即产生,最终重复,从而用于内核ADC 0的SCK信号在用于内核ADC Nch-1的信号之后立即产生。因此,在时间交织式模式下,每个通道可以按全局时钟MCK速率提供转换的采样。在时间交织式模式下,来自内核ADC 28102的输出可以提供给存储器/旁路部(处理电路)28110,其可以操作为缓冲器(例如并行入串行出移位寄存器(Parallel In Serial Out Shift Register,PISO))、存储器或旁路部,并且提供内核ADC输出作为ADCS 28100的输出。
如图281B所示,ADCS 28100也可以操作在平均化模式下。平均化模式可以通过对TU 28106和内核ADC 28102(图281A中示出标号)的模式输入进行信号传送。在平均化模式下,每个内核ADC 28102可以具有特定偏移。在平均化模式下,ADCS 28100可以并行地操作于内核ADC 28102,其中,信号和时钟分布电路28108提供信号,如图280中指示的那样,并且利用通道之间的偏移和定时偏斜以在等于fsc/2的Nyquist带宽或fsc的转换速度上实现高于Nq分辨率(上至Nq+3.32log10(Nch))。如所示,用于每个内核ADC的SCK可以在相同的时间并且通过相同的频率而产生。因此,在平均化模式下,每个通道可以通过本地时钟(SCK、LMCK)以fsc=fMCK/Nch同时地进行操作。内核ADC输出可以提供给处理电路28110,其可以操作为对来自内核ADC 28102的信号进行加权以均衡输出,并且提供内核ADC输出作为ADCS28100的输出。在一些方面中,内核ADC输出可以受平均化,以产生ADCS输出。例如,处理数字电路可以在TI模式下工作为移位寄存器(例如并行入串行出移位寄存器(PISO))、存储器或旁路部,或在AVG模式下工作为加法器或均衡器。
具有ADCS的可重新配置性所允许的受控相对偏移的Nch个并行通道的平均化操作模式可以能够实现比在时间交织式架构的情况下的等效Nch过采样更好的分辨率。用于Nch时间交织式过采样系统的带宽等于ADC Nyquist频率fsc/2的信号上的分辨率改进可以是:
ΔSNDRoversampling=10log10(Nch)
在一些方面中,对于Nch并行通道平均化系统,分辨率改进可以上至:
ΔSNDRavg=20log10(Nch)
在一些方面中,系统功率可以不在两种配置之间改变。系统功率当以完全速率进行操作时可以按第一顺序给出为:
Psys=Nch x Pcore-ADC@fsc
甚至在存在未校准的误差源(例如偏斜、差分非线性(DNL)或积分非线性(INL))时,平均化技术可以提供与具有正操作在时间交织式模式下的相等数量的通道的受校准的过采样内核ADC的分辨率改进相似的分辨率改进。然而,与过采样的内核ADC不同,ADCS可以避免将输入信号例如约束为至少具有最小幅度。
注意,不相关的噪声源在根和方(root-sum-square,RSS)的基础上相加,而信号电压在线性的基础上相加。因此,对多个内核ADC进行平均化可能增加SNR。图282示出根据一些方面的内核ADC平均化。具有相对偏移的M个相等内核ADC的平均化的转换特性的LSB可以比单个内核ADC的平均化的转换特性LSB更小M倍。图282示出在两个量化器的情况下的仿真,一个具有预定量的偏移,其清楚地示出分辨率与单个通道的分辨率相比已经增加。
此外,在一些方面中,通过对具有相对偏移的多个并行内核ADC的输出进行平均化,通道数量Nch的每个加倍化的上至1比特的分辨率的增益是可能的。在一些方面中,将源自采用Nch时间交织式ADC配置以对带宽等于内核ADC的Nyquist频率的信号进行过采样的最大分辨率改进是:
ΔSNDRoversampling,max=10log10(OSR)=10log10(Nch) (α)
这等效于每过采样比率(OSR)的并且因此通道数量的每个加倍化的3dB(半个比特)。反之,在一些方面中,可以通过对具有相对偏移的Nch个内核ADC进行平均化获得的最大分辨率改进是:
ΔSNDRavg(os),max=20log10(Nch)=2ΔSNDRoversampling,max (β)
与公式(α)相比,公式(β)突显更好的分辨率改进,因此示出具有通道之间的偏移的平均化技术可以是超越单个量化器限制的用于改进分辨率的更高效方式,并且可重新配置的架构可以是比固定(仅时间交织式)架构更有益的。实际上,由于系统功率在一些方面中可能不在两种配置之间改变并且系统功率可以是按第一顺序:
Psys=Nch x Pcore-ADC@fsc
此外,关于时间交织式架构,平均化架构可能对于定时偏斜和DNL/INL失配是更不敏感的。实际上,甚至在存在无校准的误差源(例如通道之间的定时偏斜和DNL/INL)时,平均化可以仍实现与过采样相似的分辨率改进。可以应用量化器和系统输出的校准。在一些方面中,可以在工作环境中在实现之前应用校准。在一些其他方面中,校准可以与电路操作同期地应用,并且在背景中运行。可以通过涉及控制器28040的反馈环路执行校准,控制器28040在来自处理电路28010的ADC输出基础上可以计算正确配置比特以调谐ADCS 28000以逼近期望的操作点和性能。
图283示出根据一些方面的平均化系统的分辨率改进。ADCS的仿真使用每个通道中具有中等分辨率(例如9比特)的理想量化器。(例如,使用IEEE 802.11ax估计规范),内核ADC可以具有按1GS/s并且用于180MHz输入信号的不同偏移。结果示出关于不同通道数量Nch=2、5、10的LSB的SNDR的变化。
图283的结果示出分辨率改进独立于通道数量而出现。此外,如图283中可见,对于作为LSB内核/Nch的倍数的偏移值,改进可以比等于平均化的通道的数量的简单过采样因子可实现的改进更高。如所示,Nch的每个加倍化,改进可以例如等于6dB。表征多倍于LSB/Nch的相对偏移的具有Nch=10个通道的平均化ADC操作(Verilog-A模型)的Cadence模型(使用Verilog-A和示意性构建块)仿真结果示出20dB分辨率改进:比Nch将实现的等效过采样更好10dB。具有等于α·LSB9b/Nch(α整数)的工程化偏移的并且在出现未校准的误差源(DNL/INL,通道之间的2ps偏斜、增益失配)时的10通道/9比特内核ADC平均化配置的其他Monte Carlo统计仿真示出0.1LSB的DNL/INL标准偏差、通道之间的1%的增益失配和上至9/9.5dB的分辨率改进,因此等效于校准的过采样技术的改进。
图284示出根据一些方面的提供灵活ADC架构的方法28400。方法28400可以由控制器28040结合图280所示的其他电路执行。在操作28402,可以在平均化模式ADC配置与时间交织式模式ADC配置之间调整(或选择)ADC配置。平均化模式可以例如用于较高分辨率、较低带宽操作。时间交织式模式ADC配置可以例如用于较低分辨率、较高速度操作,其中,来自内核ADC的输出受平均化。独立于所选择的模式,系统时钟信号和本地主时钟信号可以基于提供给定时单元的主时钟信号而提供给每个内核ADC。系统时钟信号可以取决于ADC配置而受调整。在一些方面中,可以基于指示ADC配置的模式信号调整系统时钟信号。模式信号可以例如包括指示ADC配置的单个比特、或单个比特和指示要使用多少内核ADC的至少一个附加比特。内核ADC的分辨率可以取决于ADC配置而受调整。在量化期间,可以对模拟输入进行过采样并且抽选。
在操作28404,来自平均化模式ADC配置中的内核ADC的输出可以平均化,以产生平均化的ADC输出。平均化的ADC输出可以然后进一步受处理。处理可以包括:缓冲来自内核ADC中的每一个的量化的信号。
在操作28406,来自时间交织式模式ADC配置中的内核ADC的输出可以组合,以产生时间交织式ADC输出。如上,时间交织式模式ADC输出可以然后进一步受处理。量化的信号可以取决于ADC配置而不同地受处理。处理可以包括:均衡来自内核ADC中的每一个的量化的信号。
用于波束赋形的方法和波束赋形位置可以具有关于接收机和系统性能二者的宽泛蕴含。(RF处或IF处的)模拟波束赋形针对数字波束赋形的选取可以最终表示接收机线性、阻挡物抑制、ADC动态范围和功耗方面的折衷。
在NLOS环境中,数字波束赋形可以具有关于控制平面时延和有效SNR的益处。虽然数字波束赋形可以在波束赋形中提供灵活性,但其可能以发射机RF链与天线之间的一对一的对应性为代价来完成该操作。具体地说,用于数字波束赋形的功耗可以部份地归因于大数量的ADC和DAC,其之一可以用于RF链。具体地说,ADC和DAC的功耗可能随着采样率而线性地增加,并且随着每采样的分辨率比特的数量而指数型地增加。ADC的数目和分辨率可能将显著功耗置于数据转换器和对基带处理器的关联数据链路。此外,ADC动态范围可能是问题,尤其是当一个或多个强干扰方出现时。虽然可以期望ADC具有足够的动态范围以应对干扰方,但ADC输入可能缺乏空间干扰抑制。
可以包括模拟波束赋形的混合波束赋形可以将功耗的问题减少或减轻到某种程度,但代价是掩蔽单独天线信号不受数字处理并且加入控制时延和NLOS缺陷。替代地,使用具有低分辨率ADC(例如1-3比特ADC)的数字波束赋形而非典型地使用的高分辨率ADC可以减少ADC和数字处理功耗,但代价是高SNR情形中的吞吐量。
在一些方面中,可以在保留单独天线信号以用于数字处理的同时通过模拟求和减少所使用的ADC规格(具体地说,动态范围)。具体地说,操作ADC的数目的动态调整可以取决于信号状况和系统活动。在一些方面中,可以遍及用于空间干扰抑制的元件但以关于快速控制平面操作在数字域中可逆的方式使用模拟求和。因此,在一些方面中,控制平面性能可以匹配数字波束赋形的性能,并且因此控制平面时延可以小于模拟波束赋形的时延。附加地,可以避免使用模拟波束赋形中出现的模拟移相器和同相/正交(I/Q)失衡补偿电路,也就是说,在一些方面中,架构可以避免I/Q组合并且仅依赖于切换信号极性。此外,可以实现用于模拟波束赋形的空间干扰抑制和较少ADC,也可以实现数字波束赋形的低控制时延、高有效SNR、高非视线吞吐量和MU-MIMO能力。
图285示出根据一些方面的接收机架构28500。接收机架构28500可以包括于图3E所示的并行接收电路382中,但接收机架构28500不限于这种包括方式。接收机架构28500可以部署在UE、NB、AP或另一通信设备中。通信设备可以具有其他电路(例如发射机电路(为了方便,未示出))。架构28500可以包括接收机电路,其包括RF前端28502、乘法器28504、组合器28506、可变增益控制部28508、ADC 28510和基带处理器28520。可以提供其他元件(例如低通滤波器),但为了方便而未示出。RF前端28502输出可以提供来自与RF前端28502连接的天线28530的天线元件(未示出)的输出si[t],i=1,…,N。
每个ADC 28510可以与不同组合器28506和可变增益控制部28508连同多个乘法器28504一起关联。每个乘法器28504可以与来自RF前端28502的不同输出si[t],i=1,…,N关联,并且可以具有用以对信号进行加权的信号权重wij,i,j=1,…,N。在一些方面中,信号权重可以取得要么-1要么1的值。虽然将权重限制为这些值可以产生更容易的计算,但在一些方面中,权重可以取得其他整数或非整数实数或复数值。由于不同ADC 28510可能碰到不同量的干扰,因此可以使用不同的加权法。加权法可以取决于期望信号和干扰方信号的状况(或其他变量)而是自适应的,以最大化或增加期望信号的信干噪比(SINR),或可以是固定的,并且因此独立于信号和信道状况。
因此,对于每个天线元件,来自特定天线元件的模拟输出可以在组合器28506处与来自每个其他天线元件的加权模拟输出组合。来自组合器28506的组合输出可以提供给可变增益控制部28508。可变增益控制部28508可以提供增益gi,i=1,…,N以调整vi[t],i=1,…,N,对ADC 28510的输入。
可变增益控制部28508可以允许通过在提交给ADC 28510之前提供用于潜在干扰方的可逆模拟补偿来减少ADC 28510的动态范围。基带处理器28520(或另一处理器)可以根据期望的阵列干扰抑制和角度分辨率选择ADC 28510的动态范围。为了解决较小的角度,可以使用较大的阵列或较大的ADC动态范围。来自ADC 28510的输出可以提供给基带处理器28520,在此处组合器28506提供的模拟补偿可以通过数字方式受逆转。这种逆转可能在一些方面中受限于ADC 28510的分辨率。
在一些方面中,可以通过电流模式求和实现模拟求和。在其他方面中,可以使用其他信号求和方法。所使用的求和的方法可以满足期望的功率和性能。如所示,在一些方面中,图285的布置可以减少或消除使用对于模拟波束赋形所使用的模拟移相器和I/Q失衡补偿电路。
在一些方面中,用于从天线的多个天线元件接收波束赋形的信号的部件可以由接收机架构28500实现。在一些方面中,如所示,接收机架构7200可以进一步实现:用于例如经由乘法器28504和组合器28506在将波束赋形的信号提供给ADC之前补偿干扰方信号的部件;用于例如经由ADC 28510量化受补偿信号的部件;和用于例如经由基带处理器28520在处理量化的信号之前逆转补偿的部件。
在一些方面中,如所示,接收机架构28500可以进一步实现以下中的至少一个:用于例如经由基带处理器28520在处理量化的信号期间确定期望信号或干扰信号或信道探测中的至少一个的方向的部件。在一些方面中,如所示,用于补偿干扰方信号的部件可以还包括用于例如经由组合器28506组合波束赋形的信号中的每一个的加权版本的部件。在一些方面中,如所示,接收机架构28500可以进一步实现以下中的至少一个:用于例如经由可变增益控制部28508调整每个受补偿信号的可变增益以对提供给ADC 28510中的对应ADC的信号的功率等级进行归一化的部件;用于调整在特定操作期间要使用的ADC 28510的数量的部件;和/或用于例如经由基带处理器28520取决于期望的阵列干扰抑制和角度分辨率而选择每个ADC 28510的动态范围的部件。
在一些方面中,ADC 28510的数量可以受限于预定数量或百分比的可用ADC 28510(例如,并非所有ADC 28510)。基带处理器28520可以选择所使用的ADC 28510的数量。基带处理器28520可以例如关于控制平面操作、期望和干扰方方向发现或信道探测等启用所有ADC28510。在一些方面中,基带处理器28520可以将所使用的ADC 28510的数量限制为例如有效链路中的可用ADC 28510的子集。
在数学上,可以使用以下所示的矢量描述以上所描述的操作。具体地说,矢量s(天线输出)和v(ADC输入)分别包括元素si和vi,W(加权)是包括wij个元素的加权矩阵,并且G是包括gi个元素(可变增益控制)的Toeplitz矩阵。可以取决于期望的阵列增益、干扰抑制和功率预算而选取阵列大小N。
ADC输入v可以表示为s的矩阵变换:
v=sWG
可以从v计算原始天线信号:
s′=vpinv(WG)
其中,pinv是矩阵的伪逆。v的量化版本可以在数字域中是可用的,以用于由基带处理器用以实质上逆转模拟矩阵变换并且允许处理原始信号。具体地说,可以使用s'求解期望信号和干扰方的方向。各种处理可以用以求解不同信号的方向。该处理的一个示例可以是MUSIC处理。在仍将空间干扰抑制提供给ADC的同时,在ADC之前使用模拟求和允许单独天线元件信号得以保留。
在一些方面中,矩阵变换可以保持为静态的。也就是说,可以存储在通信设备的存储器中的加权可以独立于干扰而保持为相同的。在其他方面中,加权可以是动态的,并且可以取决于干扰。在此情况下,来自RF前端的信号的采样可以周期性地得以执行,并且用以调整矩阵系数。在一些方面中,基带处理器可以确定哪个ADC具有最低SNR,如果可能则将干扰方推送到单个ADC上,并且相应地对来自天线元件的信号进行加权。
通过获知期望信号和干扰信号的方向,基带处理器可以将一个或多个路径选择为启用,以增加或最大化SINR。图286示出根据一些方面的空间响应的仿真。空间响应可以用于4元件线性阵列,并且使用Hadamard加权。在一些方面中,在确定最大化的SINR路径之后,基带处理器可以禁用未使用的路径的ADC以节省功率。如该仿真中所示,期望的方向是0°。
图287示出根据一些方面的BER的仿真。具体地说,图287示出在16QAM调制的情况下关于图285所示的设计的示例性BER性能针对用于8元件阵列、4比特ADC、20dB信号/干扰方比率的模拟和数字波束赋形结构。期望的方向是0°,与图286所示的相似,并且干扰方向是20°。可见,模拟BER实质上保持恒定,独立于每天线的SNR,而数字BER稳定地降低,最终停滞。然而,关于图285所示的设计的示例性BER性能在低SNR时匹配数字性能,并且在该示例中BER随着SNR增加而快速地降低。
在一些方面中,可以使用除了Hadamard矩阵之外的矩阵。图288示出根据一些方面的干扰抑制的仿真。在自适应权重矩阵W的情况下,该仿真可以用于8元件阵列和4比特ADC。图288示出关于Hadamard加权的干扰抑制针对方位角角度的仿真,并且优化的码本也受约束为集合{-1,+1}中的权重。两个码本提供在所有角度处大于12dB的干扰抑制。这样可以使得能够减少ADC量化达两个比特,由此减少功耗。
图289示出根据一些方面的减少接收机中的量化器动态范围的方法28900。方法28900可以由图285所示的RF前端28502、乘法器28504、组合器28506、可变增益控制部28508、ADC 28510和基带处理器28520执行。在操作28902,可以在RF前端28502处从天线28530的多个天线元件接收多个波束赋形的信号。每个波束赋形的信号可以包括期望信号和干扰方信号。可以取决于信道状况或信号类型等而调整要使用的ADC 28510的数量。
在操作28904,可以在量化波束赋形的信号之前补偿干扰方信号。补偿可以包括:在组合器28506处组合波束赋形的信号中的每一个的加权副本。加权方式可以由加权方式是固定的可逆模拟求和权重矩阵定义,或可以取决于期望信号和干扰方信号的状况,以使得期望信号的信号质量(例如SINR)最大化。在一些方面中,模拟求和权重矩阵可以包括Hadamard矩阵。在一些方面中,每个受补偿信号可以提供给不同ADC。在一些方面中,一些或所有受补偿信号可以提供给相同的一个或多个ADC 28510。
在操作28906,受补偿信号可以在ADC 28510处受量化,以形成量化的信号。每个受补偿信号的可变增益可以在量化之前受调整,以对提供给ADC 28510中的对应ADC的信号的功率等级进行归一化。量化受补偿信号可以包括:确定期望信号和/或干扰信号或信道探测中的至少一个的方向。
量化的信号可以提供给基带处理器28520。在操作28908,基带处理器28520可以通过数字方式逆转补偿。基带处理器28520可以随后进一步处理波束赋形的信号的数字版本。
本公开的一些方面总体上涉及不使用外部测试装备的用于时间交织式模数转换器(ADC,通称TI-ADC)的基于环回的时间偏斜校准。TI-ADC可以用在射频收发机中。
现代电信设备进行操作的频率可能针对有关硬件组件产生难度。用以处置这些设备中的信号的ADC可能超出单个ADC的能力。为了解决该问题,可以可能利用受控于公共时钟的可以受交织并且随后受触发的分离通道中的多个ADC电路。
如果通道元件全都是相同的,则组件将全都以相同方式运作。然而,现实世界组件归因于制造工艺而具有一些差异,这样进而在TI-ADC中所使用的通道之间产生失配,并且减少系统的性能(例如,减少信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR))。通道之间的不同类型的失配可能显现,例如:1)DC偏移失配、2)增益失配、3)时间偏斜失配、和4)带宽失配。本公开的一些方面考虑如何例如通过利用环回方案在不使用外部测试装备(TE)的情况下校准时间偏斜以应对时间偏斜失配。
图290是使用M个并行低速ADC通道(为了说明而示出三个通道,通道A CH-A、通道BCH-B和通道C CH-C)实现高速转换的时间交织式模数转换器(TI-ADC)架构29000的示例的框图。TI-ADC可以是上述ADC电路394,或其可以包括不同配置。模拟输入29010可以提供给M个不同的采样和保持电路29020A、29020B、29020C,其可以利用公共时钟29025分别在三个不同相位时间受采样。采样信号可以提供给模数转换器(ADC)29030A、29030B、29030C。数字信号可以然后通过复用器29040组合,以产生数字输出信号29050。
图291是示出在一些方面中所有通道可以如何在M个均匀间隔的相位的情况下操作于相同采样频率FS(或其倒数TS,示出于图中)的定时图29100。每个相位的采样和保持持续达时间TS(或对于第m相位,mTS),并且用于所有相位的总体采样时间是nMTS。因此,用于的采样开始于时间T0,用于的采样开始于时间T0,依此类推,其中,周期在时间Tn重复。总体采样频率等于MFS(其为1/MTS)。
图292是示出具有环回设计的收发机29200的示例的框图。基准信号生成器29205可以产生基准信号29207,其可以是例如正弦或复指数信号,并且其可以提供给单边带(SSB)生成器29210的输入。SSB生成器29210可以产生具有I(同相)和Q(正交)分量或子通道的正交输出。这些分量可以提供给各个数模转换器(DAC)29220I、29220Q的输入。DAC29220I、29220Q输出可以提供给IQ调制器29230的各个输入,IQ调制器29230将信号提供给发送路径放大器29240并且然后提供给发送(TX)路径。在一个方面中,放大器29240可以是中频(IF)放大器。
在发送路径放大器29240的输入处提供的信号可以经由环回连接29250连接到对应接收路径放大器29260的输出,其将包括基准信号29207的发送信号引导到接收机中。在替选配置中,环回连接29250可以连接到发送路径放大器29240的输出和接收路径放大器29260的输入。在这些配置中,环回连接29250可以与放大器29240、29260紧接相邻。然而,用于环回连接29250的其他放置方式可以是可能的。例如,可以在IQ调制器29230和IQ解调器29270之前应用环回连接29250,并且在该配置中可以使用分离的环回线路。
组合的接收路径和环回信号可以提供给IQ解调器29270,其将信号分解为各个I和Q分量。这些信号可以提供给受控于时钟29025的各个采样和保持电路(关于所示通道A的示例)29020AI、29020AQ的输入,如关于图1所讨论的那样,并且然后提供给各个ADC 29030AI、29030AQ,并且所得模拟信号可以提供给用于每个信号的相位估计器29290I、29290Q,以估计基准信号29207的相位。根据该估计的相位,可以计算用于I和Q子通道的时间偏斜使用所估计的时间偏斜,调整时钟29025所产生的信号的各个校正电路29280I、29280Q可以校正信号。这样可以允许关于生成校准信号而通过使用环回在不使用额外ADC的情况下的校准。如果设备已经具有用于IQ失衡校准的移相器环回,则在一些方面中,其可以不使用任何附加硬件以实现校准。
以下讨论通过示例的方式提供可以在进行时间偏斜确定和校正中使用的分析。
在一个ADC的情况下,数字发射机的基准信号生成器29205可以被配置为这样的:其输出可以是正弦信号(单个DAC 29220(例如,29220I或29220Q之一可以是足够的))。第mADC通道的输出可以是:
xm[n]=s(nMTs+mTsm)
其中:
在此情况下,用于基准信号的s(t)(在将其分离到通道中之前)可以给出为:
s(t)=Asin(2πft+θ)
其中:
f:正弦频率
θ:正弦的相位
A:正弦的未知幅度
在将基准信号29207分离到通道中之后,s(t)由s(nMTS+mtS+τm)替代,因此,第mADC通道的输出可以是:
xm[n]=Asin(2πf(nMTs+mTsm)+θ)=Asin(wn+θ[m])
其中:
相位θ[m]可以估计(这样允许推导定时偏斜)为:
其中,假设每ADC通道N个采样。
为了简明,通过减去2πfTSm应用线性趋势消解(detrending),并且使用:
计算为平均值:
现在计算时间偏斜估计:
可以例如通过在ADC通道中的每一个的输入处延迟信号的数控延迟线路或通过ADC通道中的每一个的输出的校正来执行时间偏斜校正。
在(用于I通道和Q通道的)两个ADC的情况下,可以使用以下形式的复指数基准信号:
sI(t)=AIcos(2πft+θ),sQ(t)=AQsin(2πft+θ)
所使用的过程可以如下:
1.对于ADC通道中的每一个,可以使用与一个ADC情况下相同的方法估计接收到的正弦/余弦的相位。
2.所有估计可以位于一个线路上,并且估计可以位于具有对于线路的π/2弧度的偏移的另一线路上。为了校正该情况,从减去π/2弧度。结果表示为
3.通过从 减去2πfTSm应用线性趋势消解。
4.计算所有相位的平均值。
5.从所有相位减去平均相位。
6.通过除以2πf将相位差转换为偏斜。
7.执行时间偏斜校正。
图293是示出上述方法8000的组件的流程图。收发机29200是可以构成用于执行用于操作基于环回的时间偏斜校准电路以用于时间交织式模数转换器(ADC)的方法的部件的一个示例,但部件不限于此。在操作S29310中,可以在发送侧上生成基准信号,并且在操作S29320中,该基准信号可以传递到接收机侧。在操作S29330中,可以基于基准信号通过相位估计器计算所估计的偏斜时间。最后,在操作S29340中,可以校正S/H电路的时钟定时,以补偿所估计的时间偏斜。
时间偏斜估计和校正可以在一个轮次中完成,或可以迭代地完成(取决于校正的精度)。关于频率的选取,通常,频率越高,估计的质量就越好,(因为当转换为偏斜时可以存在除以频率的除法)。换言之,对于相位的测量的给定精度,除以较大频率将通常允许时间偏斜估计是更精确的。可以对多个频率执行测量,以改进测量的精度。例如,可以在设备的制造期间、上电时、周期性地、或根据某预定调度或事件使用该方法。
现代电信设备进行操作的高频率可能针对有关硬件组件产生难度。用以处置这些设备中的信号的ADC可能超出单个ADC的能力。为了解决该问题,可以可能利用受控于公共时钟的可以受交织并且随后受触发的分离通道中的多个较慢(即,较长周期时间)ADC电路。
如果通道元件全都是相同的,则交织式设计将是简单的,因为组件将全都以相同方式运作。然而,现实世界组件归因于制造工艺而具有一些差异,这样进而在时间交织式(TI)-ADC中所使用的通道之间产生失配,并且减少系统的性能(例如,减少信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR))。通道之间的四个不同类型的失配可能显现:1)DC偏移失配、2)增益失配、3)时间偏斜失配、和4)带宽失配。本公开考虑如何在不使用外部测试装备(TE)的情况下校准增益以应对增益失配。
当使用TI-ADC时,可以期望遍及多个单独ADC执行校准。较高的调制阶(例如64-QAM、256-QAM和1024-QAM)可以按2640MHz采样速率使用9比特的有效比特数量(ENoB)。在这些情形中,期望的性能可以使得TI-ADC通道(又称为“片段(slice)”)中的单独ADC的校准是期望的,包括增益校准。
在普通意义上,根据各种配置,TI-ADC可以操作在例如以下模式下:正常操作,其中,可以校正ADC通道/片段的增益差异;和校准模式,其中,可以在ADC通道/片段中提供已知信号,并且可以计算增益校正值以在稍后时间应用。各种基准电压可以用以确定增益校正值,并且这些值可以通过各种方式保存。系统可以利用温度基准,其允许可以遍及温度而变化的增益校正值。
图294是示例TI-ADC 29400的框图。TI-ADC 29400可以是上述ADC电路394,但同样也可以包括不同电路。可以提供在正常操作期间的设备输入信号29405与校准操作期间的电压基准29415源之间进行切换的开关29410。电压基准29415可以是包括电池等进行供电的任何形式的稳定电压基准(例如带隙基准、得自片上电阻器的基准和外部基准)。电压基准29415可能具有精准或不精准的绝对值,并且其可以保持其电压,从而可以在校准期间提供给一个ADC 29435的任何电压值同样可以精确地提供给其他ADC。
在任一情况下,来自开关29410的开关信号(模拟输入)29420可以提供给经由链接而并行布置的并且以级联方式操作的多个跟踪和保持(T/H)电路29425。电路29425可以用以在特定时间获取输入信号29405,并且保持值稳固达一部分周期,以将稳定的输入提供给ADC29435。T/H电路29425也可以被配置作为采样和保持(S/H)电路。在一些方面中,可以在某受控时间点收集并且保持值。本文的术语“跟踪和保持”或“T/H电路29425”同样包括采样和保持或S/H电路。
在一个变型中,可以在T/H电路29425之后提供开关29410。虽然这样可能因为开关29410切换多个通道而引入某种复杂度,但该配置允许每个通道的独立切换,并且进一步允许遍及T/H电路29425校准去掉任何种类的增益变化。
图295中示出定时,图295是使用M个并行低速ADC通道(为了说明,可以示出三个通道,通道A CH-A、通道B CH-B和通道CCH-C)实现高速转换的TI-ADC 29400架构的示例的框图。模拟输入29420可以提供给M个不同的跟踪或采样和保持电路29425A、29425B、29425C,其可以利用公共时钟信号29480分别在三个不同相位时间 受采样。采样的信号可以提供给模数转换器(ADC)29435A、29435B、29435C,其可以是例如闪速ADC、Σ-ΔADC、双斜率转换器ADC和连续近似转换器ADC,仅举几例。本文所描述的架构可以独立于所使用的特定类型的ADC设备。来自级联ADC 29435的数字输出信号29440(图294)可以然后通过复用器29450组合,以产生单流数字输出信号29455(图294)。
图296是示出在示例性方面中所有通道如何在M个均匀间隔的相位的情况下操作于相同采样频率FS(或其倒数TS,示出于图中)的定时图29600。每个相位的采样和保持持续达时间TS(或对于第m相位,mTS),并且用于所有相位的总体采样时间是nMTS。因此,用于的采样开始于时间T0,用于的采样开始于时间T0,依此类推,其中,周期在时间Tn重复。总体采样频率等于MFS(其为1/MTS)。
在正常操作中,控制器29475(图294)设置开关29410以选择正常输入信号29405。控制器29475还经由对可以经由链接29430连接到对应ADC 29435的T/H电路29425中的每一个的链接29480生成时间交织式控制信号。控制器29475通过随后选择适当的ADC数字输出信号29440开始ADC周期。
返回图294,在复用器29450之后,可以存在数字测量和校正(MC)单元29460,其可以操作在正常操作模式和校准模式二者下。当操作在正常操作模式下时,MC单元29460可以用以将校正性增益调整值应用或(通过当在ADC之前或其内进行模拟调整时不进行调整)支持应用于输出信号,其可以取决于在当前时间可以选择哪些ADC29435。其可以然后将增益调整后的输出信号29495转发到设备的随后部段。
当操作在校准模式下时,MC单元29460可以将测量信号和有关数据29470提供给控制器29475。可以通过MC单元29460或控制器29475将测量数据转换为增益值。MC单元29460可以视为控制器29475的扩展。这种收集的数据29470可以例如是增益偏移,其将导致乘数应用于各个ADC 29435的输出。增益调整值也可以由查找表(LUT)提供,和/或利用某其他分片线性校正模型(可能地,包括内插)。电压基准29415也可以设置为不同的值,以允许多点校准,这样可以驱除非线性。电压基准29415可以提供一系列输出或波形,其可以然后受测量,这样允许构造更复杂的LUT。增益偏移和/或LUT值可以存储在存储器29490中,以用于在正常操作模式期间随后使用。可以利用线性内插以估计用于电压基准29415实际上提供的电压之间的电压的增益值。在一个配置中,可以利用输出信号29472的直接环回/反馈作为电压基准。这样可以允许使用DAC(未示出)的复指数函数的传输。因此,系统可以发送校准波形并且然后捕获它。这样可以允许精致的校准(例如以上所讨论的多点校准)。
控制器29475因此可以应用或(例如,当MC单元29460进行调整时)支持应用存储器29490中存储的增益校正,其值取决于控制器29475可以选择哪些ADC 29435。校正可以是简单形式或复杂形式。复杂形式可以包括使用例如所存储的多项式系数的线性校正。在替选实现方式中,可以通过直接设置对单独ADC 29435的模拟或数字控制信号29482输入来实现关于增益和偏移的校正。
因此,在一些方面中,在校准(内建自测试(BIST))模式下,控制器29475设置开关29410以将电压基准29415输入到ADC 29435并且监控所得输出。控制器29475可以生成存储器29490中所存储的校正值的表,以用于在正常操作期间的稍后调整。存储器29490可以是存储增益值、LUT或其他有关数据的寄存器集合或更复杂的静态RAM器件。控制器29475也可以监控温度基准29485(例如温度计),并且如果温度感测为已经改变达多于阈值量则重新运行校准周期。在另一配置中,存储器29490可以存储不同温度时的增益值的多个集合,从而在特定温度时的随后操作不采用重新校准。在一个配置中,系统可以执行温度之间的值的线性内插,以推导在尚未测量的温度时的增益值。在另一配置中,如果可以通过数学方式确定温度与增益值之间的精确关系,则公式可以应用于当在不同温度操作设备时在校准期间对于一个温度所确定的增益值。在另一配置中,可以忽略温度,并且当不处于接收模式(其可以是大部分时间)下时连续地执行背景校准。
在一些方面中,可以避免使用外部测试装备,并且可以不浪费在制造期间的额外时间。可以在设备唤醒时、周期性地、或基于某其他条件而完成增益校准。如果增益瑕疵(例如,归因于温度变化)是时变的,则进行中的增益校准可以是特别有益的。
在一个实现方式中,可以实现查看ADC输出的时间段上的波形的平均值的算法。该算法可以假定已经校准I/Q失衡,也已经校准发射机的本地振荡器(LO)泄漏和接收路径的DC偏移。发送路径可以用以发送复指数波形——这样在I/Q调制器之后提供连续波(CW)信号(例如单个RF频率)。环回可以从发送侧提供给接收侧,并且每个ADC片段的信号功率可以分离地得以计算。于是,可以关于I和Q二者计算所有片段的平均功率。每个片段的信号功率可以除以平均值,并且该比率的平方根得以计算,这样产生增益误差,其应受校正。
通过示例的方式,如果存在十个ADC 29435,则输出值可以置于例如十个分离的表中,其中,每个表是每十个片段而取得的(时间上的偏移)。于是,遍及表中的每一个,进行平均功率计算。这样提供用于特定ADC 29435的多个片段的平均功率,并且这样提供用于增益校正的基础。
为了计算每个片段的信号功率,首先,处理从每个片段收集N个采样。N可以选取为这样的:N个采样形成正测量的正弦信号的整数数量的周期。对于每个片段,值可以求平方、求和,并且然后除以N。替代地,对于每个片段,可以通过将接收到的信号乘以e2πjft解调信号,其中,f是信号频率,并且t是用于ADC 29435的采样时间。解调的信号可以求和并且除以N,这样计算幅度平方。
可以(在ADC 29435之后)在模拟中或在数字中完成校正。如果在模拟域中完成校正,则可以完成第二轮的校准,以验证结果是良好的,或确定附加修正将要产生。提供给ADC29435的模拟控制信号可以使用闭环系统提供模拟校正。该布置可以运行达某时间段,调整对ADC 29435的控制输入,直到所测量的功率(该ADC 29435的平均功率)处于期望的等级处。可以依次执行该操作,以关于每个ADC 29435调整等级。
图297是示出用于将增益校正应用于TI-ADC的处理29700的示例实现方式的流程图。TI-ADC 29400是可以构成用于将时间交织式模数转换器(TI-ADC)操作于增益校正设备的部件的一个示例,但部件不限于此。在操作S29710中,TI-ADC可以例如由控制器29475设置为操作在校准模式下,并且已知的信号可以依次应用于ADC片段中的每一个。在操作S29720中,ADC片段的输出可以由测量和校正单元29460测量,并且在操作S29730中,增益校正可以连同与其被收集的条件有关的任何其他信息存储在存储器29490中以用于该ADC片段。一旦已经收集关于每个ADC片段的增益,在操作S29740中,在正常操作模式下,保存的增益调整就可以由例如控制器29475应用于在操作的特定片段中可以是有效的ADC。
利用本文所描述的设备的各种实现方式可以防止必须在制造时执行校准或使用待在现场提供的测试装备,允许执行更频繁的校准,并且最终产生设备的更精确的并且可靠的操作。
用于无线传输的功率放大器(PA)典型地在其发送功率能力的有限范围上具有线性特性。真实线性PA将产生仅与输入信号和PA的增益成比例的输出信号(幅度和相位)(例如,没有取决于输入信号的等级的幅度或相位失真)。实际PA产生(与输入信号和PA的增益成比例的)想要的输出信号和可以归因于PA非线性而产生的其他不想要的信号。这些不想要的信号称为交调产物(IM)。这些IM信号产生交调失真(IMD),其使得PA输出处的信号的质量降级。可以通过少数方式建模并且呈现PA的非线性行为:多项式PA模型、描述PA输入到输出行为的查找表(LUT)、具有存储器的用于PA模型的Volterra序列(其中,当前PA输出取决于当前PA输入以及还有先前输入信号)。
在以下可应用的公式的情况下,图298示出AM/AM(输入幅度针对输出幅度)的PA特性曲线的示例,并且图299是AM/PM(输入幅度针对输出相位变化)的示例:
SPA_IN(t)=A(t)·cos(ωc·t+φ(t))
SPA_OUT(t)=f1{A(t)}·cos(ωc·t+φ(t)+f2{A(t)})
A(t)-signal envelope
φ(t)-signal phase
f1{}-AM/AM function
f2{}-AM/PM function
然而,可以可能通过在传输之前应用称为数字预失真(DPD)的技术来扩展PA的线性范围,产生线性幅度和相位。DPD对PA应用信号,从而PA输出将(理想地)仅具有带有IMD的在其输出处的想要的信号。例如,如果使用AM/AM和AM/PM多项式对PA进行建模,则PA之后的DPD将产生可以接近理想PA的等效AM/AM和AM/PM。通过图298中的虚线可见,DPD的应用可以产生恰上至饱和输出功率PSAT的线性增益。为了通过DPD执行计算和校正,可以提供PA的模型。模型越好,DPD校正就可以应用得越好。PA特性取决于PVT-f(工艺、电压、温度和操作频率),并且PA模型可以实时更新或基于实时信息。为此,可以使用PA输出的反馈和感测,也可以使用数据对数字域的馈送。在基于反馈的设计中,与放大器特性有关的信息可以反馈到DPD,从而DPD可以对信号进行正确的校正。
具有很多天线的可以利用很多PA的相控阵列系统允许无线电波的波束以电子方式转向,而无需以物理方式移动天线。在这些系统中,对于每个放大器提供反馈信号可能是不实际的或昂贵的。
图300是用于相控阵列发射机的部段的增益模型30000的示例的框图。可以在相控阵列发送功率分离器30010处接收射频(RF)信号,相控阵列发送功率分离器30010将信号分离到可以均包括独立组件(例如放大器、开关、天线)的多个通道CHANx中。这些组件可能归因于制造变化而并非都是理想的,并且因此其性能(在PVT-f上)变化。图300分拆多个变化源,其可以包括用于分离器30010与PA之间的电路的增益部GTXn 30020(其可以是实际增益,或如果增益因子小于1,则是衰减)、PA自身对所应用的信号功率PTXn的增益部GPAn30022、对所应用的信号功率PPAn的开关增益部GSWn 30024、对所应用的信号功率PSWn的天线迹线增益部Gtracen 30026和对所应用的信号功率Ptracen的天线增益部GANTn 30028。两个问题可能例如影响每个PA的输出处的IM。第一个是具体表征(例如:AM/AM和AM/PM曲线),而第二个是对每个PA的特定输入功率(例如:假设我们具有相同PA,但其之一可能正处置其输入处的非常高的输入等级(与其他PA相比)——该PA将产生主要IM)。第三个问题是,在PA(线路和天线增益部)之后的损耗也可能影响总功率和IM。
共同地,在每个通道中,功率可以表示为:
其中:
Pdesired是期望的输出信号,
IM是关于给定源的交调失真功率,以及
n是源的数量
相控阵列发射机生成到达通信链路的另一侧的单个主波束。PTX表示该信号。对于所有通道一起,所发送的功率是:
来自发送功率公式30050的值PTX表示从发射机设备的相控阵列天线输出的总功率,包括来自PA的线性部段的期望分量Pdesired和不期望的交调分量:
其中,PIM是总的不期望的交调分量功率。
这些值可以由接收目前收发机的发射机部段所发送的信号的外部收发机(ET)确定。反之,这些值可以由用于从外部相控阵列收发机(EPAT)接收到的信号的目前相控阵列收发机确定。外部收发机无需是相控阵列收发机。其可以能够从目前相控阵列收发机接收信号并且发送回非线性数据。例如,外部收发机可以实现为相控阵列收发机、多扇区收发机或全向收发机。
图301是上述发射机模型可以表示的可切换收发机部段30100的示例的框图。在此可见,来自收发机部段30100的其他部段的RF传输信号30115可以馈送到发送功率分离器30110中(其可以是图300中建模的发送功率分离器B4-110的示例)将信号的分离部分提供给移相器30130中,其允许控制相控阵列波束。其可以提供为对PA 30140的输入。信号可以由PA 30140放大,并且输出信号TXOUT经过开关SW 30150,其在图301中处于发送位置中,将其连接到相控天线阵列30165中的天线30160之一。来自以上公式8750的总发送功率PTX示出为正从天线阵列30165输出。
收发机部段30100中的接收组件可以在通道中的每一个中包括低噪声放大器30170,其将信号提供给移相器30180,其允许控制相控阵列波束。共同输出可以由接收功率组合器30120组合,并且组合的RF接收信号30125可以提供给收发机部段30100的接收组件。图301还示出在天线阵列30165的输入处正提供的包含用于收发机部段30100的非线性数据30190的环回信号。
图302实质上是图301所示的收发机部段30100的复制收发机部段30100',但具有抛掷在接收配置中的开关30150。当开关30150处于RXIN位置中时,收发机正操作在接收模式下,并且从天线30160接收到的信号通过低噪声放大器30170导向到接收功率组合器30120。当开关30150处于TXOUT位置中时,收发机正操作在发送模式下,并且来自TX功率分离器30110的信号通过功率放大器30140导向到天线30160。在此不重复组件的描述和操作。
图303A和图303B是可以包含收发机部段(例如上述收发机部段30100)的总体收发机30300示例的框图的部分。附加地,示出RF接收机30310部段的其他组件,包括:RF放大器30312,其从例如上述接收功率组合器30120接收组合的信号;和解调器30314,其利用可以由组件30316放大或另外调节的本地振荡器生成器(例如RF综合器)30340所产生的信号。解调的信号可以然后提供给中频(IF)放大器30332,然后提供给三工器和开关30345,在此处其可以通过连接(例如同轴缆线30350)发送到收发机30300的其他部分。
同样可以提供收发机30300的对应发送部段。待发送的信号可以通过连接30350得以提供,并且提供给IF放大器30334,其输出可以提供给RF发射机30320部段。例如,RF发射机30320部段可以包括利用本地振荡器生成器30340所产生的并且可能地由放大器30326放大的信号的RF调制混频器,并且调制的RF信号可以提供给RF放大器30322,然后发送到发送功率分离器30110,在此处信号可以最终得以发送,如上所述。
图303B是示出收发机30300的另一部段的框图。在接收侧上,可以经由连接30350以及三工器和开关30355接收已经向下解调到IF的接收信号。在IF接收机30360部段中,IF信号可以提供给IF放大器30362。虽然附图中并未明确示出,但系统可以被设计为处置正交编码信号,并且IF接收机30360部段和IF发射机30370部段所示的两个路径可以表示信号的同相分量I和正交分量Q,其中,对于每个提供分离的路径。可以提供IF解调器30364以产生基带信号的模拟I/Q分量。IF解调器30364可以接收例如晶体振荡器30384和IF综合器30382所产生的信号。除法器30380可以由来自频率综合器30382的信号馈送,并且产生通过COAX缆线传递的对RFEM的基准信号。例如,如果绝对频率精度是+/-20ppm(百万分之一),则可以使用具有+/-20ppm的频率精度的外部石英晶体(和内部晶体振荡器)。所有频率生成块可以由该频率或该频率的乘法/除法馈送。对于I/Q分量中的每一个,可以提供低通滤波器30366和模数转换器(ADC)30368以将基带(BB)信号提供给BB处理器30390。以下将更详细地讨论BB处理器30390。
在发送侧上,BB处理器30390所产生的基带数字信号可以提供给IF发射机30370部段,其可以包括具有数模转换器30378、低通滤波器30376和IF调制器30374的I/Q部段。I/Q信号可以提供给IF放大器30372,并且IF信号可以通过连接30350经由三工器和开关30355得以发送。虽然图303A和图303B示出连接30350分离IF级的部段之间的单元,但其也可以同样可能分离RF级的部段之间的单元(或一点也不分离单元)。
为了更好地描述BB处理器30390的组件,初始地简要讨论图304。图304是示出与外部相控阵列收发机(EPAT)30300'进行通信的相控阵列收发机30300的框图(例如,一个组合将是手持设备和5G基站或其他类型的基站)。这些收发机30300、30300'中的每一个可以相似地进行操作,并且可以从来自其他各个收发机的传输的功率公式30050、30050'特性确定各个功率传输(在可以期望在基站正使用DPD或将依赖于其DPD的不同校准的同时通过DPD优化移动设备的情况下,可以如此),并且基于接收到的传输而传递各个非线性数据30190、30190'。虽然图304示出外部相控阵列收发机30300'作为相控阵列收发机,但无需其为相控阵列收发机,例如,其可以仅为正常外部收发机(ET)。收发机(例如收发机30300')可以能够解释从相控阵列收发机30300发送的信号,并且响应于有关非线性数据30190。
返回图303B,BB处理器30390可以包括调制解调器30392,其中,数字预失真(DPD)处理器30394可以驻留。DPD可以用以应用可以是总体发射机放大器特性曲线的逆的失真,从而总体发射机放大器可以通过上至功率饱和PSAT点的更线性的方式进行操作。
DPD 30394的控制可以由内部非线性处理器30396提供,其可以接收ET 30300'发送的非线性数据30190。在一个示例配置中,非线性数据30190可以由描述功率传输特性曲线PTX 30050的逆曲线的多项式系数表示。在一些方面中,给定非线性的源的性质,五阶的多项式已经证明足以精确地反映功率传输特性曲线PTX 30050或其逆。在另一示例中,非线性数据30190可以由映射逆特性的查找表(LUT)表示。内部非线性处理器30396可以处理接收到非线性数据30190,并且将其变换为可以用以控制DPD 30394的控制参数。
外部非线性处理器30398取得EPAT 30300'的功率传输特性曲线PTX 30050',并且确定可以待发送到EPAT 30300'的非线性数据30190'。虽然图303B示出该非线性数据30190与其他数据组合并且通过DPD 30394得以发送,但该信息使用DPD 30394发送到EPAT30300'可以不是必要的,并且传输可以在不使用DPD 30394'的情况下产生。
以下描述两个示例性方面。第一个在图305中提出,图305是示出可以由收发机30300使用的处理30500的示例的流程图,并且示出相控阵列发射机(可能地使用初始DPD设置(其可以是出厂预先定义的))发送包括允许在另一侧处进行接收的IM的等级(归因于EVM,可以是低星座图)并且不违反可应用的规则的信号的序列。在另一侧已经估计并且发送回非线性信息之后,DDP可以在接近优化条件的情况下进行操作,并且发送更高输出功率和/或高数据吞吐量(更高星座图)。
在操作S30510中,传输信号可以分离到发送通道(例如以上所描述的发送通道)中。然后,在操作S30520,信号可以于是从相控阵列天线中的每一个中的天线发送。在操作S30530中,可以接收包含用于相控阵列天线的求和输出的特性曲线的逆的非线性数据(例如上述数据)。在操作S30540中,该非线性数据可以转译为用于修正输出信号的数字预失真处理器(例如以上描述的数字预失真处理器)的控制信号。最后,在操作S30550中,DPD处理器修正数据可以由收发机发送。
第二示例性方式在图306中提出,图306示出具有与图305的序列的相似性的序列,以在传输的最开始时生成可以允许设置正确(并且接近优化)的DPD设置的数据库(例如查找表)。在此不重复与图305的相似之处。数据库可以在操作S30638中随着时间而从每个操作得以收集(例如,可以使用不同接收机——这不影响待线性化的TX侧)并且利用操作S30635中从另一侧接收到的反馈。这样可以改进精度并且扩展发射机DPD的使用情况。
操作条件可以包括操作S30633:传输频率、有效TX链、(来自RFEM上的功率检测器、或每个链的输出处的)输出功率等级、(RFEM中的)温度传感器、(RFEM中的)电压传感器等。LUT的操作可以可选地与来自另一侧的实时反馈组合。此外,可以利用预先定义的“握手”(例如前导或数据序列),这将允许DPD数据的快速并且精确提取。在操作S9340中,系统可以将非线性数据和/或操作条件转译为DPD控制数据。
现代通信设备中的射频接收机可以典型地被配置为处置显著范围的输入功率等级。对此,接收放大器可以包括多个AGC增益设置,其可以放大变化强度的到来信号。选取特定放大AGC增益设置以改进或最大化性能可能是困难的。接收机可以通过将放大的等级改变为输入信号等级的函数来处置大范围的输入功率等级。低输入等级信号可以使用高放大,以提供可使用的噪声指数(NF),而高输入信号等级可以使用低等级的放大,以防止接收机的压缩。
图307A和图307B是总体分布式相控阵列收发机系统30700的示例的框图的部分,但本文所描述的构思不限于该特定类型的收发机。该收发机系统可以与上述无线电链电路372有关,但同样也可以与不同电路有关。通过相控阵列天线30702到来的接收信号RXIN可以由放大器30703接收,并且放大的信号可以发送到接收功率组合器30705。可以提供:RF放大器30712,其从例如上述接收功率组合器30120接收组合的信号;和解调器30714,其利用可以放大或另外由组件30716调节的本地振荡器生成器(例如RF综合器)30740所产生的信号。解调的信号可以然后提供给中频(IF)放大器30732,然后提供给三工器和开关30745,在此处其可以通过连接30750(例如同轴缆线)发送到收发机系统30700的其他部分。
同样可以提供收发机30700的对应发送部段。待发送的信号可以通过连接30750得以提供,并且提供给IF放大器30734,其输出可以提供给RF发射机30720部段。RF发射机30720部段可以包括利用本地振荡器生成器30740所产生的并且可能地由放大器30726放大的信号的RF调制混频器,并且调制的RF信号可以提供给RF放大器30722,然后发送到发送功率分离器30706。RF传输信号可以馈送到发送功率分离器30706中,其将信号的分离部段提供到30704中。信号的分离部段可以提供给对PA 30707的输入,在此处信号可以放大,并且输出信号TXOUT可以提供给相控阵列天线30702。
图307B是示出收发机系统30700的另一部段的框图。在接收侧上,可以经由连接30750以及三工器和开关30755接收已经向下解调到IF的接收信号。在IF接收机30760部段中,IF信号可以提供给IF放大器30762。虽然附图中并未明确示出该情况,但系统30700可以被设计为处置正交编码信号,并且IF接收机30760部段和IF发射机30770部段所示的两个路径可以表示信号的同相分量I和正交分量Q,其中,对于每个提供分离的路径。可以提供IF解调器30764以产生基带信号的模拟I/Q分量。IF解调器30764可以接收例如晶体振荡器30784和IF综合器30782所产生的信号。可以提供低通滤波器30766和模数转换器(ADC)30768,以以关于I/Q分量中的每一个将基带(BB)信号提供给BB处理器30790,其中,BB处理器30790可以包括调制解调器30792,其可以用以控制RF AGC增益设置。
在发送侧上,BB处理器30790所产生的基带数字信号可以提供给IF发射机30770部段,其可以包括具有数模转换器30778、低通滤波器30776和IF调制器30774的I/Q部段。I/Q信号可以提供给IF放大器30772,并且IF信号可以通过连接30750经由三工器和开关30355得以发送。虽然图307A和图307B示出连接30750分离IF AGC增益设置的部段之间的单元,但其也可以同样可能分离RF AGC增益设置的部段之间的单元(或一点也不分离单元)。可以在综合器30782之后提供频率除法器DIV 30780。
图308是接收机30800的框图,其可以是上述放大器30703的示例或包括上述放大器30703,或可以是均具有其自身的增益AGC增益设置的系统中的放大器的组合。放大器可以包括或已经将其关联于开关30810,其确定接收到的信号(例如RXIN RF信号强度),并且基于该确定而使用来自自动增益控制(AGC)增益设置30820的控制而选择适当的增益设置,以将用于处理的相对恒定的输入信号提供给其余接收机电路。
开关30810可以例如包括处理器30812、存储器30814和用于确定哪个AGC增益设置30820应操作在给定功率输入等级并且用于执行功率和EVM测量而且实现以下更详细地描述的抖动操作模式的逻辑(可能地驻留为存储器30814和/或电路的硬件逻辑中驻留的程序指令)。开关30810可以包括实现AGC算法的任何硬件或软件机构。此外,虽然为了简明,开关30810已经示出为单个元件,但开关30810无需是单个设备或操作在信号(调制解调器中的接收到的RF信号、IF信号、基带信号等)的单个部分上,而可以是应对信号的各个部分的多个设备。
改进的AGC增益设置30820是在给定的功率等级处产生更好的信号质量测度(SQM)的AGC增益设置。一个SQM是误差矢量量值(EVM),其在正交编码的信号中是星座图映射中的点距它们的理想位置有多远的测度。
图308所示的AGC增益设置30820表示不同等级的增益的逻辑构造,而不一定是分离的增益放大器的物理构造。例如,物理增益元件可以链接在一起并且串行地激活,以实现下一等级的增益,从而AGC增益设置2可以使用来自AGC增益设置1的元素。然而,另外或附加地可以存在分离的物理AGC增益设置组件以执行AGC增益设置中的一个或多个。
图309是对于30820的给定AGC增益设置绘制EVM针对接收功率RX PIN的图线30900。如图309所示,高EVM可以归因于两个兴趣原因(等)。第一个原因可以是信噪比(SNR),其中,噪声是接收机块生成的热噪声。在低RX Pin处,热噪声可能是主要的,并且AGC增益设置将RX增益设置为高等级的增益,以使得RX NF最小化(例如,使得RX热噪声最小化)。在这些低等级的RX Pin处,热噪声相对于信号可以是更突出的,产生更低的SNR因此更高的EVM。
第二个原因可以是源自当处置高等级的输入信号时接收机中出现的非线性的交调失真。由于接收机的输入处的信号是较高的,因此其以更加非线性的方式运作,产生较高EVM,以降低接收机中的交调失真(IMD)的等级并且改进线性以降低接收机的增益,因此使得NF降级(更高的热噪声)。图309示出SNR和IMD二者对总体EVM的影响,并且示出服务于使得总体EVM最小化的“扫描点”或操作范围。该曲线可以基于各种曲线移动因素(包括通道或操作频率,包括供电电压、归因于制造变化的工艺变化和设备的操作温度)而变化
接收到的功率可以由调制解调器30792(图307B)中的功率等级检测器确定,或其可以由沿着接收链(包括距天线自身、RF处理、IF处理和基带处理的任何地方)定位的其他功率等级检测器确定。
图310是与图309所示的图线相似的但包括关于多个AGC增益设置的EVM针对接收功率曲线的图线310000,其中,AGC增益设置具有彼此重叠的程度。虽然EVM曲线关于每个接收到的输入功率等级而重叠,但可以存在使得关于特定接收功率等级的EVM最小化的优化AGC增益设置。为了系统保持最佳可能EVM,系统可以通过选择优化阈值(POPT_TH)处的适当开关而在增益设置之间进行切换,如图311所示。
图311是示出用于激活特定AGC增益设置的优化阈值POPT_TH的图线31100。为了确定用于功率输入的优化阈值POPT_TH,系统可以从接收机(其可以绑定到不同测量温度)的不同AGC增益设置采取测量,以提供使得关于接收机AGC增益设置的所有接收功率点处的EVM最小化的优化增益设置点。由于曲线形状在操作期间移动,因此基于上述曲线移动因素,优化阈值POPT_TH同样可以例如在图线31100中从POPT_TH1_OLD移动到POPT_TH1。如果优化阈值POPT_TH已经偏移,但切换的阈值已经保持相同(例如,保持在POPT_TH1_OLD处),则欠优化切换将产生,将较高EVM引入到信号,其中,最终结果是降级的信号,其可能不支持期望的吞吐量。
图312是示出可以利用以确定优化阈值POPT_TH的示例性方法31200的流程图。收发机30700是构成用于操作用于接收机的增益控制设备的部件的一个示例,其可以包括:在抖动操作模式下:接收处于第一信号功率等级处的第一输入信号;使用开关分离地将第一AGC增益设置和第二AGC增益设置应用于输入信号并且分别测量用于第一AGC增益设置和第二AGC增益设置的第一信号质量测度和第二信号质量测度(SQM);以及确定并且存储表示用以基于第一SQM和第二SQM在使用第一AGC增益设置与第二AGC增益设置之间进行切换的功率等级的优化阈值;在正常操作模式下:基于优化阈值确定要使用第一AGC增益设置还是第二AGC增益设置以用于第一信号功率等级处的第二输入信号,但部件不限于此。在操作S31210中,可以接收输入信号,并且可以确定其功率。在操作S31220中,可以基于预定条件(例如可以周期性地调用的时间的超期)或根据所提供的某种形式的信号发起抖动操作。这种触发可以是操作条件的改变,例如,因偏移到新的通道而导致的频率改变、温度或电压改变。抖动操作允许不同AGC增益设置用于给定的接收功率等级,并且EVM可以可能地连同当前操作温度一起得以测量。抖动操作可以选择关于给定功率等级的所指示的AGC增益设置的任一侧上的AGC增益设置,并且该选择可以例如随机地或根据某预定模式而产生。因此,EVM的测量和/或抖动操作不必针对每一接收到的帧而产生,而可以较不频繁地或甚至稀少地进行,以使得对正常操作的干扰最小化。在操作S31230中,可以测量EVM以及可选地温度或可能影响曲线的形状和位置的其他因素,并且可以存储值。EVM可以例如在调制解调器30792中受测量,但同样可以在数字域中在其他地方受测量。
在操作S31240中,可以进行确定,以确定优化阈值POPT_TH。可以通过比较已经经受抖动操作的特定功率等级处的当前EVM值(例如与该功率等级处正常地使用的相邻的AGC增益设置)与正常地使用的该功率等级处的所存储的EVM值来完成该操作。如果来自抖动操作的EVM值是较低的,则可以调整阈值,从而在操作S31250中,在随后正常(非抖动)操作中,可以使用更新后的阈值。阈值的调整或设置的量可以是EVM值的差异的因素。
通过示例的方式,并且参照图311,可以接收功率PD处的输入功率。出于示例的缘故,原始阈值POPT_TH1_OLD在PD的右边,说明应使用AGC增益设置#1。然而,在抖动操作(即使在正常操作中将指示AGC增益设置#1,其也抖动以使用AGC增益设置#2)中可以实际上测量的内容是图311所示的内容。如所示,用于AGC增益设置#2操作的EVM值可以低于用于AGC增益设置#1操作的值。因此,系统确定其应将阈值点POPT_TH1偏移到左边,从而其占据图311所示的点。因此,在随后正常模式操作中,在功率等级PD处将使用AGC增益设置#2,而非AGC增益设置#1。用于两个不同AGC增益设置的EVM值的差可以指明要移动阈值点POPT_TH1多远。附加地,可以利用关于功率的形状针对EVM或SQM曲线的某种知识,以更精确地确定阈值点POPT_TH1。
AGC增益设置、增益、EVM、温度的测量值和与测量值和阈值关联的其他值或参数可以存储在存储器中(例如LUT中),以用于随后使用。如果先前已经确定当前操作温度处的EVM或其他参数,则该值可以用在正常(无抖动)操作模式下。如果否,则可以在两个温度或先前已经捕获的其他参数之间执行内插。
图313是示出第一操作方法的配置的射频(RF)相控阵列系统31300的示意性框图。系统可以包括并行接收电路382和/或组合式接收电路384中的一个或多个,如上所述,或可以包括其他形式的接收电路。多个天线31310均使得其信号受RF移相器31320以及可变增益放大器(VGA)31330处理,其可以用以调整每个发送的(或接收到的)信号。这些发送的信号可以由分离器31340分离(或接收到的信号可以由组合器31340组合)。这样可以形成相控阵列系统。系统31300的益处之一可以是简单性,因为可以使用包括跟踪和保持设备31360和模数转换器(ADC)31370的仅一个混频器31350以及基带链。系统31300可能具有以下特性中的一个或多个:a)缺少可分级性(在RF频率处将若干路径相加形成带宽瓶颈),b)接收机中的相加的噪声指数(因为有噪声的相位阵列和VGA可以加入得更靠近天线),和c)相加的功耗(启用相位阵列系统的两个块操作在毫米波频率处)。
图314是示出可以称为本地振荡器(LO)相控阵列系统31400的相控阵列无线电收发机的另一拓扑的示意性框图(关于单独组件的描述,参照图313)。在该拓扑中,LO相控阵列系统31400仍依赖于信号路径中的VGA 31330,但移相器31320可以传送到LO路径。该拓扑优于如图313所示的RF相控阵列系统31300的益处可以是减少的噪声。另一特性可以是这样的:可以使用若干混频器31350和LO移相器31320(一个用于每个天线31310)。路由操作在毫米波频率处的LO信号可能是困难的,这是该方法可以认为在一些情况下是不可分级的原因。然而,由于可以在ADPLL环路内以数字方式实现相移,因此LO相控阵列系统31400关于全数字PLL(ADPLL)可以是更有前途的。这样消除对于RF移相器(其鉴于功耗可能是昂贵的并且在信号路径中引入失真和插损)的使用。ADPLL内的相移还缓解关于大相控阵列系统的LO分配。
图315是示出对相控阵列无线电收发机设计的第三替选并且可以称为数字相控阵列系统31500的示意性框图。在该拓扑中,整个收发机链可以关于每个天线31310而重复,包括采样或跟踪和保持设备31360和ADC 31370。可以在数字域中执行相控阵列组合。其特性可能包括增加的复杂度(芯片面积)和功耗。其增加的功耗不仅来自收发机块,而且还来自相控阵列组合产生的数字后端。然而,一个主要益处可以是其用于同时支持多个用户的能力,其中,每个用户利用全部天线阵列增益。然而,这种支持可能以对于每个用户使用专用数字组合路径为代价而得到。
在所有以上相控阵列化策略(相控阵列系统31300、LO相控阵列系统31400和数字相控阵列系统31500)中,可以存在重新组合点(组合节点/组合器31340),其中,所有相控阵列接收机(或发射机)之和可以通过不同幅度权重和/或相移而组合。鉴于性能和复杂度,这种组合节点31340一般可能是相控阵列接收机中的瓶颈。如果期望不同大小的相控阵列,则可以重新设计该组合节点31340,显著地增加设计复杂度。相控阵列设计的该方面可能对于相控阵列的可分级性是主要障碍。
在本公开的一些方面中,提供针对大小而良好地分级的可分级相控阵列无线电收发机架构(SPARTA)。这样可以极大地协助该架构对于多种应用和产品的可重用性,减少上市时间。所提出的架构也可以是可自配置的,使得设备的可编程性容易。除了支持传统操作模式之外,SPARTA还可以能够支持使得更好的相控阵列增益或低功耗成为可能的新的操作模式,如下所述。
图316是SPARTA阵列的示例小单元元件31600的框图。如该图所示,SPARTA阵列小单元元件31600可以包括发射机(TX)31610、接收机(RX)31620、本地振荡器(LO)31630和数字块(DIG)31640。复用器和解复用器31650的集合可以平铺在SPARTA阵列小单元元件31600的四个边沿上,以允许与相邻小单元的通信。该小单元元件31600是可以构成用于操作相控阵列无线电收发机的部件的一个示例,其可以包括:通过多个平铺的并且互连的收发机小单元发送并且接收信号,但部件不限于该处理。
可以存在将SPARTA阵列小单元31600连接到邻近小单元的模拟和数字并行总线31660二者,允许平铺小单元。注意,TX 31610和RX 31620可以具有单个或多个接收机和发射机,允许多个RX和TX小单元共享单个LO 31630(以节省功耗)。可以在所有小单元之间缓冲晶体振荡器(XO)信号。环回可以用以测量并且校准去除每个小单元元件31600中的XO缓冲器所引入的延迟。每个小单元元件31600也可以具有将其连接到邻近小单元的控制信号以及可以是静态的全局控制信号。SPARTA阵列小单元元件31600可以还包括I/O和相位组合单元31670,其还包括模拟和数字系数集合以及流水线元件。也可以提供下述位置连接端口31680。
图317是示出小单元31700的平铺式SPARTA阵列的框图。如图所示,示出相同小单元10300的阵列31700。这说明小单元31600(管芯)可以是准确的副本。小单元元件31600之间的通信包括模拟和数字总线31660。总线31660的宽度可以等于相控阵列可以支持的同时用户的数量(如下所述)。每个SPARTA阵列小单元元件31600可以连接到仅相邻小单元元件。这样可以有助于提供所提出的方法的可分级性。
在一些方面中,这种所提出的架构有利地使得能够将晶圆切分为不同的形状,以用于不同的应用。图318和图319是晶圆切分的实物图。图318示出具有用于低功率应用的SPARTA小单元元件31600的切分的部段31810的晶圆31800,并且图319示出具有用于高性能应用的SPARTA元件的切分的部段30910的晶圆31900。
如图318所示,可以关于变化的系统级要求而切分不同数量的元件。在一些低功率应用中,例如,可以使用仅四个SPARTA元件。在高性能系统(例如基站)中,例如,可以使用整个晶圆,如图319所示。换言之,同一晶圆可以在使得副本准确晶圆受加工的同时填充有不同形数和产品偏斜。可以通过源自较大管芯面积的良率来平衡用于减少封装成本的晶圆级整合,关于最大良率而产生最大阵列大小。
图320是可以受晶圆加工并且与天线阵列32020组合(32000)的组合式(32000)SPARTA阵列32010的实物说明。通过该处理步骤,天线阵列32020层可以简单地网格化,以提供完整系统解决方案。
所提出的相控阵列系统也可以具有自感知可配置结构,如下所述。可以通过ID分配例程在上电时确定标识号(ID)。这样使得系统能够获知在阵列31700中使用多少SPARTA阵列小单元元件31600。芯片的四个侧可以称为北(N)、南(S)、西(W)和东(E)。在图317所示的一个示例标识方案中,ID#1可以分配给NW转角小单元元件31600。可以通过可以检测端口是打开的还是与另一端口连接的位置连接端口31680确定NW转角。例如,如果N和W端口都是打开的,则ID#1可以分配给该小单元元件31600。该小单元元件31600然后发起顺序编号序列,其中,ID号可以增长达1并且传递到东小单元元件31600。
如果当前小单元元件31600没有E端口连接并且其从西小单元元件31600(例如小单元#4)接收了其ID号,则其将ID号传递到南小单元元件31600(示出为#5)。如果当前小单元元件31600没有E端口连接并且其从北小单元元件31600接收了其ID号,则其将ID号传递到西小单元元件31600(如果连接,否则,其也将ID号传递到南小单元元件31600)。对于阵列31700的西边界,可以服从相似算法。该例程可以继续,直到到达SE或SW转角小单元元件31600。此时,ID编号是完成的,其中,每个小单元元件31600具有阵列内的唯一标识符。此外,当分配小单元的ID号时,小单元元件31600可以经历其发送和接收幅度和相位值二者的本地幅度和相位校准。产生小单元元件31600内的唯一标识符的其他编号方案同样可以是可能的。
SPARTA阵列小单元元件31600可以支持例如以下的操作模式:a)LO相控阵列操作模式、b)数字相控阵列操作模式、c)模拟相控阵列操作模式、和d)混合操作模式。可以使用允许大小可分级操作的SPARTA阵列小单元元件31600来实现所有操作。
图321是示出可以用于数字相位阵列平铺的SPARTA阵列小单元元件32100(其可以是SPARTA小单元31600的实现方式)的框图。在数字相控阵列操作中,可以使用SPARTA小单元32100中的整个收发机元件。在接收模式下,接收到的信号可以转换为数字信号,然后与具有先前ID号的SPARTA小单元元件32100矢量求和。为了保持可分级性,每个级之间的求和可以流水线化。可以提供该操作以限制数据总线线路上的加载。此外,为了支持总共k个用户,可以使用k个总线线路,一个总线线路用于每个用户。由于总线线路的数量在硬件中可以是固定的,因此SPARTA小单元元件32100可以被设计有硬件,以支持多数系统将用以在数字相控阵列操作中支持的最大数量的用户。此外,由于数据线路可以受流水线化,因此可以保持ND的深度的内部流水线寄存器。流水线深度ND限制最大SPARTA阵列大小,其中,单独元件可以在数字相控阵列模式下连接。
如图所示,k个数字总线32110可以出现在所有方向上(N、S、E、W)。发射机(TX)32120和接收机(RX)32130块二者上的数字复用器选取要从哪些小单元32100接收以及要输出到哪些小单元32100。
图322是示出LO相位组合模式下的相邻小单元元件31600之间的LO相控阵列管道化的框图。在LO相控阵列组合操作模式下,每个小单元元件31600从中央控制单元接收其相移。在接收路径中,所有混频器级的输出可以在模拟域中求和,旁路模数转换器(ADC)。仅一个ADC 31370(图323)于是取得组合的输出并且将它们转译为数字形式。可以通过在相邻SPARTA小单元元件31600之间进行接口的模拟总线31660执行该组合。这样具有显著功率减少的益处,因为ADC 31370可能是相控阵列系统中的最大功耗块之一。
上述LO相移操作模式可以是LO相控阵列组合的一种方式。SPARTA架构提供该方法的新颖可分级性。为了保持可分级性,模拟总线31660线路可以通过流水线深度NA的采样和保持矢量总线而受“模拟流水线化”。流水线深度NA可能限制最大SPARTA阵列大小,其中,单独元件可以在模拟相控阵列模式下连接。每个小单元之间的模拟值可以由开关式电容器模拟积分器32210求和。
附图示出在通过连接小单元的总线31660传递之前通过先前小单元元件31600和延迟部10920进行的积分器求和。图323中示出具有LO相移的完整SPARTA阵列31700,图323是示出使用LO相位阵列平铺的SPARTA小单元并且示出有效数据转换器ADC的框图。
图324是示出混合模式下的SPARTA阵列31700的框图,其中,每个行可以在LO相移中平铺并且共享单个ADC 31370。可以通过使用混合操作模式在LO相控阵列操作模式下支持多用户操作。在该混合操作模式下,可以层级式地分离阵列31700,其中,较低等级小单元可以在LO相控阵列模式下组合,而较高等级小单元可以在数字相控阵列模式下组合。在一些方面中,每LO相控阵列聚类可以使用仅一对数据转换器。在一些方面中,针对一些或所有阵列聚类可以不使用成对数据转换器,而在一些方面中,每LO相控阵列聚类可以使用多于一对的数据转换器。图324所示的配置提供至少两个益处。首先,其提供功耗与可以通过软件而受控的阵列增益效率之间的折衷。其次,其提供用于使得每用户的阵列增益最大化的方法,因为现在可以使用的SPARTA小单元元件10300的总数量是N=ND*NA。
图325是示出用于模拟相控阵列组合操作模式的相邻小单元元件31600之间的模拟相控阵列组合的流水线化的框图。例如,该操作模式与LO相控阵列组合(和混合相控阵列组合)相似,在于:每用户仅一个数据转换器是有效的。模拟流水线化可以通过加权之和组合得以增强,如图325所示,其中,SPARTA小单元31600示出具有带有用于对模拟域中的相控阵列组合进行流水线化的新颖能力的模拟相控阵列组合。函数A1 32510和A2 32520可以是模拟域中可实现的普通复函数。可以通过不同模拟组件(例如电阻器、电容器或电流源)的数字组合来实现不同模拟系数权重。连同上述模拟求和器32210和延迟部32220,可以实现流水线化的矢量求和运算。在该类型的操作中,在一些方面中,每用户仅一个数据转换器可以是有效的,消除每相控阵列小单元31600的显著功耗。
以下在表10中概述示例性操作模式。阵列可以支持的最大数量的同时用户在一些方面中可以是M个用户(由并行模拟和数字总线宽度规定)。总最大数量的用户可以是N个阵列元件(由阵列大小以及数字和模拟流水线深度规定)。“孔径”指代当计算天线阵列增益时可以考虑的元件的数量。对于数字组合使用所有ADC允许多用户/多波束操作,其中,数字流水线用于大阵列(用于大小可分级性),但消耗更大的功率。通过凭借并行模拟流水线级(每用户一个)的模拟基带组合使用具有每用户仅一个ADC的每用户完全阵列孔径可以节省功率。对于单个用户使用LO相移和单个ADC节省ADC功率,并且使用模拟流水线化以与大阵列相称。其提供关于ADC的增加的或最大等级的干扰缓解。混合配置可以使用具有LO组合的每用户整个阵列和每用户一个ADC的子区段。
表10SPARTA操作模式的概述
根据一些方面的本文所公开的是利用子谐波频率处的IL以按比等效基波频率调制更低的功率启用高速相位调制的系统。该技术在mmWave频率处可以是特别有用的,以高效地实现大的可用相对带宽(fractional bandwidth)(并且因此高吞吐量)。可以通过在载波信号的子谐波处调制注入锁定式振荡器的自由行进频率的电容性数模转换器(DAC)实现直接数字调制。调制信号可以然后用以进一步注入锁定操作在载波频率处的mmWave振荡器。
与直接基波频率调制相反,这种子谐波注入使用更低的相位调制范围,因此使得更少的注入强度并且因此在一些方面中更低的功率成为可能。与使用快速启动/停止振荡器的基于直接VCO调制的技术相反,在一些方面中,所提出的技术:a)消除相控阵列元件之间的VCO频率失配;以及b)移除对载波频率是基带采样率的整数倍的限制。
经典窄带相控阵列收发机使用RF/LO/基带相移,以用于波束赋形。当该技术标定于较高相对带宽和/或大数量的相控阵列元件(例如,在大规模MIMO中)时,该技术产生显著符号间干扰(ISI)以及因此信噪比(SNR)降级。通过使用基于IL的延迟调制,该架构使得能够使用基于真实时间延迟的波束赋形。通过在每个相控阵列元件上直接延迟调制载波,该技术消除任何这种降级。
经典基波频率LO分配可能在mmWave频率处是有挑战的,并且显著地贡献于总体功耗,尤其是当分布到具有大的硅管芯大小的多元件阵列时。反之,通过采用连续子谐波注入(在内建调制和波束赋形的情况下),在一些方面中,该技术使得低频率(并且因此低功率)LO分配成为可能。因此,架构可以非常高效地标定于大数量的阵列元件。
以下各个方面可以合并到本文所描述的系统中。关于锁定频率,第一方面可以是:在子谐波频率处利用IL,与可以在基波频率处利用IL的系统不同。关于相移/调制范围,在一个实现方式中,因为相位调制可以是输出频率的三分之一,所以仅±60°范围可以用于完整±180°覆盖。这样消除附加极性反转并且节省功率。这可以是优于生成上至±90°的相位符号的设计的改进。关于相位调制生成完整±180°覆盖因此使用附加信号极性反转。由于该块操作在载波频率处,因此其可能是显著功率开销。
关于注入强度,在本设计中,根据一些方面,因为减少的相位范围,所以与强IL可以用以实现±90°相移的设计对比,注入强度并且因此LO分配功率可以降低。
关于LO分配,在本设计中,根据一些方面,如果输出mmWave频率是f0,则通过采用两级子谐波IL,LO分配可以减少到f0/9,由此显著减少功耗和设计复杂度。这与LO分配处于具有关于mmWave频率的显著功率开销和/或大数量的相控阵列元件的基波频率处的设计形成对比。
关于波束赋形,在本设计中,根据一些方面,基于电容性DAC的IL可以用于波束赋形,这样构成真实时间延迟波束赋形。这种波束赋形可以基本上没有ISI。这可以是优于在基带/LO或RF域中部署相移并且利用关于宽带和/或多元件相控阵列产生ISI的基于窄带相移的架构的设计的改进。
除了作为基于真实时间延迟的架构之外,在本设计中,根据一些方面,由于相移可以仅为cap-DAC设置的函数,因此基带调制信号具有显著地松驰的抖动规格。这样使得对多元件相控阵列的分布的功率开销松驰。这可以是优于使用用于快速地启动并且停止振荡器以使得能够进行真实时间延迟波束赋形的技术的设计的改进,并且其中,基带调制信号分布上可以存在非常严格的抖动规格,因为该抖动使用mmWave载波直接转译为相移,使得对于比例化为大数量的相控阵列元件是有挑战性的。
本设计根据一些方面可以是频率锁定式系统,可比例化为大数量的元件并且可以没有对符号速率的限制。这可以是优于非频率锁定式的架构的改进,非频率锁定式的架构除了(归因于相控阵列元件之间的频率失配导致的)可分级性问题之外,还将基带符号速率限制为非常具体的值。
图326是根据一些方面的示出用于基于IL的相位调制电路32600的组件的示意图,其利用锁定式振荡器的相移特性。调制电路32600可以包括上变频电路350,如上所述,或可以包括其他形式的上变频电路。(通过图328中的示例的方式示出的)数据信号32610可以提供给包括电容性DAC 32625的振荡器槽电路32620。该电路32600是可以构成用于操作用于相控阵列收发机的注入锁定式调制电路的部件的一个示例,但部件不限于该处理。
图327是示出在频率32635仍锁定到锁定注入频率fINJ32630的同时输出相位和幅度如何随着振荡器32620的中心频率可以相对于锁定频率fINJ 32630改变而改变的图线。通过利用振荡器32620中的电容性DAC 32625,我们可以通过几乎或纯数字方式在相移范围内生成多个相位符号。
图328是示出具有通过用作为数据输入32610的基带调制比特控制cap-DAC 32625生成的相位的两个符号的定时图线32800。在该电路32600中,注入频率32630可以是期望中心频率f的三次子谐波。这样带来LO分配网络中的显著较低功耗。在旧有设计中,IL相移范围可以典型地受限为待以高功率代价通过强注入实现的±90°。此外,在旧有设计中,为了确保相位符号的完全±180°覆盖,可以典型地使用附加相位反转块(例如Gilbert小单元电流换向器),带来甚至更高的功耗。
图329是用于关于载波频率fCARRIER 32940使用级联式子谐波注入锁定式架构的具有完全360°相位调制的基于IL的相位调制电路32900的框图。图32940示出载波频率fCARRIER 32940的三次子谐波(fCARRIER/3)频率32635处的相移如何仅使用±60°的相移,其在三工化之后转译为基波频率fCARRIER 32940处的完全±180°覆盖。该子谐波调制器可以进而在级联式设计中注入锁定到其三次子谐波fCARRIER/9B9.430。该设计消除传统(并且典型地带限)上变频混频器和基于同相/正交(I/Q)的发射机元件,由此减少功耗。
本文所公开的各种设计的另一方面是用于包括使用同一架构的基于真实时间延迟的波束赋形的能力。对于相控阵列系统,在每个天线可以由这些注入锁定式相位调制的振荡器之一馈送的情况下,也可以通过使用同一基于cap-DAC的相移调谐元件之间的相对延迟。
图330是示出元件1 33010和2 33020可以按两个不同偏移(0、ΔT)受馈送相同基带数据信号(“11”、“00”)的基于真实时间延迟的波束赋形的组合图线33000,带来仿拟基于真实时间延迟的信令的滞后和超前波形。传统RF/LO/基带相移架构不能生成可以用于具有宽相对带宽和多元件相控阵列的波束赋形的真实时间延迟。
图331是示出实现将基于谐波IL的相位调制与真实时间延迟波束赋形组合的四元件相控阵列发射机33100的示例架构的示意性框图。可以在中心锁定网络中利用1/9载波频率fCARRIER处的锁相环(PLL)33110(即三次子谐波fCARRIER/9 32930),由此使用远更低功率LO分配网络。
调制和波束赋形二者通过调谐在fCARRIER/3处的振荡器32635中的IL机构而产生。这样使得能够增加或最大化相移范围,因此确保±180°相位符号覆盖以及扩展的波束赋形范围。
可以于是关于功率回退效率改进而使用极型架构(例如数字PA 33120)将幅度调制包括到系统中。可以然后经由相控阵列天线33130输出信号。该架构可以比旧有架构是更低功率的,而且对基带信号分布抖动(其关于大数量的元件转译为更高的功率)是较不敏感的。因此,所提出的布置功率高效地分级为具有例如几十个元件的阵列。
图332是用于与图329所示的相似的基于IL的相位调制电路11900的框图,示出操作在载波频率fCARRIER的1/3处的注入锁定式振荡器的示例,并且其中,相位调制和波束赋形可以组合为单个块,而不使用I/Q混频器或移相器。可以提供用于频率和相位乘法的图中示出为三倍器33240的乘法器。虽然在此使用3的值,但另一整数N可以用作用于33230和32635的fCARRIER/N和用于乘法器33240的乘数×N二者。有益地,较高N值产生较低的频率和较低的功率分布以及松驰的注入锁定。然而,较高N值的缺点可能是较低的相对带宽。在N的较低值的情况下,可以存在较高的调制速度和较高的相对带宽并且还有更高效的乘法。然而,这样导致较高的频率分布。
图333是用于与图329和图332所示的相似的基于IL的相位调制电路33300的框图,示出操作在载波频率fCARRIER的1/2处的注入锁定式振荡器的示例,并且其中,相位调制和波束赋形可以组合为单个块,而不使用I/Q混频器或移相器。可以提供用于频率和相位乘法的加倍器33340。附加地,可以提供用于极性翻转以及频率和相位乘法的Gilbert正交/极性开关33345。通过使用fCARRIER/2 33335而非fCARRIER/3以及Gilbert正交/极性开关33345,可以实现更宽的相对带宽,并且仅使用±60°的相移。此外,在fCARRIER处可以不存在分布,这样节省功率。
关于处理利用独立I/Q流(例如16-QAM)的无线波特率时钟数据恢复(CDR)公开各种系统和方法。
图334是示出用于QPSK脉冲-幅度2(PAM2)调制的星座图映射33400和可能的各个I和Q值33410的实物图。
图335是示出用于16-QAM(PAM4)调制的星座图映射33500和可能的各个I和Q值33510的实物图。
图336是用于连同可以用以(基于ZK的计算)确定定时调整的表33650的PAM2调制定时估计器33600以及用于确定值的电路框图33670的设计的实物图。这些电路可以包括上述基带处理电路392,或可以包括某其他形式的基带处理电路。在该示图33670中,对于PAM2,存在两个数据等级:+1和-1。从输入流,可以确定数据值DK和误差EK。如果数据是+1,则符号是+1并且误差是+1。如果数据低于+1并且高于0,则数据是+1并且误差是-1。可以使用当前数据、先前值、当前误差和先前误差计算值ZK。如果Z为正,则采样相位为早期。如果Z为负,则采样相位为晚期。可以基于所计算的Z值调整采样相位。这是用于PAM2的波特率CDR。
然而,将构思扩展到PAM4(16-QAM)表示新颖方法,并且在以下讨论中示出在该调制上下文中确定应用波特率CDR。参照图337,图337是根据第一技术提供的数据和误差值的第一估计器表33700,第一估计器表33700示出对与16-QAM关联的多比特值的可能应用。使用表中所示的误差值,CDR起作用,但以欠优化的方式。
图338是示出使用用于Z的公式和第一估计器表33800的图线33800。PAM2(QPSK)曲线33810示出随着CDR在时间1跨越0值从0.5转变到-0.5的CDR的正确锁定点33830。然而,对于PAM4(16-QAM)曲线33820,虽然其也示出在时间跨越正确锁定点33830,但还存在两个错误锁定点33840,在此期间从正到负值的转变产生,但其不应充当CDR的锁定点。由于表33700产生这些错误锁定点,因此其可能不是可接受的解决方案。
图339是示出除了正3值以上和负3值以下之外误差值全是负1的第二示例性技术的第二估计器表33900。图340是使用第二表33900的Z函数的图线34000。首先,为了参照,连同正确锁定点33830和错误锁定点33840一起,在该图线34000上重新绘制用于第一技术(PAM4/16-QAM)33820的函数。接下来,第二技术34010的函数得以绘制并且可以基于通过第二表33900计算的值。在图线34000中可见,第二技术34010的函数在它们基于第一表33700而关于曲线33820存在的地方没有错误锁定点34020。因此,第二表33900值表示有效CDR。
图340所示的图线34000不包括多径符号间干扰(ISI)或噪声,并且它们可以甚至使用第二表33900具有对错误锁定的频率的某种承受。在特定情况下,第二表值33900可以通过其他值(例如EK+1、+1、-1、-1、+1、+1、-1、+1)替代,并且某种确定可以实验性地得以测量和/或进行,对此,值的集合在特定情况集合下产生最佳结果。
图341是用于有线线路34100的典型波特率CDR环路的示意性框图,具有:一些逻辑计算34110;相位检测器(MMPD)34120;主vote 34130滤波;和数字环路滤波器34140(二阶滤波器),其带有具有累加器的顶部上的积分路径和底部上的比率路径。累加器还跟随数字环路滤波器34140,其具有查找表(LUT)和其他处理。
图342是具有同相(I)和正交(Q)输入二者的无线CDR环路34200的示意性框图。附加地,该环路34200具有模式单元34210,其可以包括CDR电路的部段并且从主vote块接收两个数据(I、Q)输出。
图343是包含可以由模式单元34210用以确定采样相位的调整的各种模式值和调整指示的表34300。在模式0下,如果早期和晚期都为零,则不存在判断,并且可以保持当前采样相位。在模式1下,如果早期是1,则信号是早期的,并且采样相位可以移动到较晚期点。在模式2下,如果晚期是1,则信号是晚期的,并且采样相位可以移动到较早期点。在模式3下,与模式0相似,如果早期和晚期都为1,则可以不存在判断。
在模式4下,可以不使用Q输出,并且可以仅使用I输入。模式5是相同的,只是其仅使用Q输入。在模式6下,如果I或Q是早期的,则信号是早期的,并且采样相位可以移动到较晚期点。如果I或Q是晚期的,则信号是晚期的,并且采样相位可以移动到较早期点。模式7是相似的,但其为“与”函数,与“或”函数相反。因此,I和Q二者是早期的,以将采样相位移动到较晚期点,并且反之亦然。与模式表34300组合而使用该模式单元34210,可以减少错误锁定的概率。
回顾ISI和噪声可能产生错误锁定,一个目标可以是减少错误锁定的概率。因为无线通信具有两个独立的数据流,所以系统可以利用这些流二者。对于波特率CDR使用I和Q二者显著地减少错误锁定的概率。更多设置可以添加到表中以应对不同解决方案,并且可以存在可以添加到表的很多逻辑组合。例如,非I和Q等。
可以根据各种准则选择模式,但利用I和Q通道二者的模式倾向于是更鲁棒的,并且因此,模式6和7倾向于是偏好的。在第一示例中,当在可以是非常鲁棒的并且通常不经受错误锁定的QPSK调制方案中进行操作时,QPSK训练信号可以用以首先使用任何模式找寻正确锁定点。接下来,模式可以设置为模式6(I或Q)或模式7(I和Q)。这些模式二者正查看I和Q流二者——这可以是比查看单个流更鲁棒的,并且可以减少错误锁定的概率。在第二示例中,如果I和Q信号的错误锁定点是不同的,则模式6或模式7可以用以在很多情况下移除组合图线的错误锁定点。在第三示例中,如果I或Q具有两个等级(例如,当使用PAM2调制时),则可以可能将模式设置为模式4或5(但例如,模式6和7可以也在此起作用)。
如上所述,通常,考虑这两个通道产生更好的结果,但情况可能并非总是如此。在一些实例中,忽略通道之一将产生更好的结果。在第四示例中,因为I通道没有显著ISI,但Q通道具有显著ISI,所以可以选择模式4作为提供最佳结果。
模式设置可以动态地改变。在该实例中,比特可以由三个比特表示,并且由于可能检测各种条件,因此它们可以实时改变。例如,如果发射机发送训练信号,但它们并未由接收机接收,则模式可以改变为查看在不同模式下是否可以接收训练信号。进行某种形式的抖动也可以是可能的。例如,可以关于某时间段选取模式4,并且于是我们可以关于下一时间而切换到模式5。因此,可以抖动模式4和模式5,并且可以检测而且监控条件以在特定时间点并且响应于改变条件而确定哪种模式可能是更好的或最佳的。该构思可以关于更大数据比特值可推广到64-QAM或更高调制模式。对于更高调制模式,可以创建与图339的表33900相似的表,其中,提供+1以用于极端时的误差,并且-1以用于其他值。
本公开的一些方面涉及使用低分辨率ADC以用于低功率MIMO系统并且提供关于具有低分辨率模数转换器(ADC)的接收机中的AGC设计的新的近优化的信号功率估计器,目标是低功率低时延应用。
本公开提供近最大似然功率估计算法,其当接收信号功率大于ADC的动态范围时减少量化噪声的影响并且显著地增加功率估计的精度。精确功率估计减少MIMO通信系统的时延并且允许关于低功率MIMO系统使用低分辨率ADC。该解决方案不采用对AGC反馈环路的改变,并且不使用高分辨率ADC以用于单入单出(SISO)和MIMO系统,并且其也不在MIMO系统的每个天线输出处使用AGC电路。因此,所提出的解决方案可以是功率高效的。使用具有低分辨率的平均功率计算,ADC具有高估计误差,这样也增加时延(安置时间)。因此,本文所提出的解决方案具有高精度和低时延。
为了减少ADC处的总功率耗散,本文所描述的系统和方法可以根据一些方面:1)利用每个天线处的低分辨率ADC和单个数字AGC反馈环路;2)对于量化片块中的每一个(同相/正交信号(I/Q)量化片块一起),关于量化片块的某集合计算或仿真接收信号的概率,并且创建查找表;以及3)对落入量化片块的某特定集合中的采样的总数量进行计数,并且关于所计数的采样的数量从查找表确定功率等级。本公开的一些方面通过使用该优化检测解决方案的性质在任何类型的星座图和通道以及任何数量的ADC比特分辨率的情况下提供功率检测算法。接收机处的AGC的功能可以是保持ADC的输入处的恒定幅度。在本公开中,根据一些方面,提出具有低分辨率ADC的接收机系统和新的功率检测器算法。
图344A是在接收信号的幅度在接收机的操作期间变化的情况下可以在接收机处实现的示例AGC电路34400的示意性框图。AGC电路34400可以包括上述数字基带电路310,或可以包括其他形式的数字基带电路。信号可以在天线34410处得以接收,并且可以馈送到RF放大器34415中。信号可以提供给混频器34420,混频器34420使用振荡器将其从RF变频为中频(IF)信号。IF信号可以提供给可变增益放大器(VGA)34425,并且输出可以提供给采样和保持(S/H)电路34430,在此其可以由低分辨率ADC 34435数字化。数字信号的部分可以提供为对功率确定器34440的输入。输出电压可以与基准电压VREF组合(34445),并且提供给环路滤波器34450。环路滤波器34450利用输出作为对VGA 34425的控制,由此完成控制环路。
图344B是包括以下操作的示例AGC处理34460的流程图:从正交调制信号接收多个量化信号(S34465);将量化信号根据其量化功率等级分配到构成同相(I)/正交(Q)量化片块的星座图映射的区域(S34470);基于分配的量化信号确定最大似然估计器(MLE)(S34475);基于MLE估计功率(S34480);以及基于估计的功率调整用于其他接收信号的可变增益放大器(S34485)。AGC电路34400是可以构成用于执行用于射频(RF)接收机的自动增益控制(AGC)的部件的一个示例,但部件不限于此。
图345是示出用于单个天线接收机系统中的接收机信号的I/Q分量中的每一个中的具有b=log2(2n)个比特的低分辨率ADC的量化片块的正交编码的星座图图线34500。在量化之后的接收信号可以如下写为:yq,i=Q(hixi+n),i=1,…,N,其中,N是采样的总数量。在此,xn是通道输入信号,并且可以选自大小M的星座图(例如16-QAM、8PSK、64-QAM、BPSK等),hn是通道增益,并且n是具有零均值和单位方差的加性白高斯噪声(AWGN)。
在以上公式中,Q()是量化器,并且量化器的阈值等级表示为tj,j=-n,…-1,0,1,…,n,从而t-n=-∞并且tn=∞,并且因此相应地,当tj<Re{hnxn+n}≤tj+1,j=-n+1,…-1,0,1,…,n-1时,
以上量化运算同样对于接收信号的虚部分量可以是相同的。
区域ri,i=1,…,2b-2(2b-1+1)可以根据其量化功率等级而定义在I/Q量化片块上,从而每个区域中的采样具有与图345所示的相同的功率等级。例如,区域r1对应于t-1与t1之间的区块。落入区域r1中的采样具有等于的功率等级。
最大似然(ML)估计器可以于是如下公式化为:
其中,是区域ri中的N个量化的当中的采样的数量,并且P是可以计算为的平均接收信号功率。对于给定的星座图选取,P仅取决于通道h的方差。
接下来,可以关于以上ML估计器确定优化解,并且条件分布P(ri|P)的性质如下标识为:
在以上公式中,第一不等式归因于事实:lnx≥(x-1),并且当x=1时,可以满足不等式。以下结果来自于此:
注意,以上不等式的左手边(LHS)是有界的,并且当时可以实现上界(例如,当x=1时,lnx=(x-1))。
因此,使用条件分布P(ri|P)和量化采样的数量可以估计功率。然而,以下问题可能出现:i)条件分布可能具有多个解;ii)区域ri,i=1,…,2b-2(2b-1+1)的数量可能是大的;以及iii)采样的数量N可能归因于时延要求而是小的。
以下讨论条件分布的性质,求解以上问题,并且通过限制搜索的数量从而可以实现可接受的精度来简化估计算法。可以通过以下步骤来完成该操作:
1.选择具有单调地增加或减少的条件分布P(ri|P)的区域ri
2.从步骤1中的所选择的区域ri,选取区域的集合,从而在兴趣P上,这样减少采样的计数数量的灵敏度。
3.求解优化问题:
图346是用于示出以下示例中所使用的3比特ADC的量化区域的正交编码的星座图图线34600。考虑关于单个天线接收机和SNR=10dB的I/Q分量中的每一个中的64-QAM输入信号和3比特ADC,如图346中突显的那样定义区域。使用区域,可以如所示计算条件分布,如图347中的图线34700提供的那样,图347是示出条件概率分布的图线,其中,仅r1和r5是单调地增加和减少的。如图所示,仅r1和r5的条件分布关于P是单调地增加和减少的(步骤1,据上)。然后,调查如图348中给出的r1和r5的条件概率分布的微分(步骤2)(其为示出条件概率分布的微分的图线34800)。如图所示,当时,r1具有最大斜率,这说明估计误差可以较不易受区域r1中的计数数量采样的变化。当时,r5具有更好的估计精度。使用P(r1|P)和P(r5|P),可以求解步骤3中的优化问题。在一些方面中,查找表可以得以创建并且用以找寻解。
图349是示出与经典平均功率确定相比的所提出的功率估计算法的估计性能的示例的图线34900。在此,经典功率估计可以是平均功率估计,如下:
如图349所示,与公知的平均功率估计相比,新颖算法具有显著更好的性能。平均功率计算方法归因于ADC的有限动态范围而收敛到有限点。在图中,还使用所有区域提供功率估计。也如图所示,归因于仅使用r1和r5的性能降级是最小的。
通过示例的方式,考虑使用处于10dB SNR的16-QAM和2比特ADC,并且首先考虑具有带有0.3步长大小的对数反馈环路的新颖算法的时延。为了比较新颖算法与图350中的平均功率估计(图350是示出新颖算法的延迟的图线35000),设置初始并且最佳收敛值是如图350所示,所提出的算法与平均功率计算相比收敛得非常快,因为新颖算法具有更好的精度。
图351是比较归一化均方差(MSE)的图线35100。如图所示,新颖算法可以显著地比平均功率计算更好。
图352是示出在均匀45°相位噪声的情况下评估性能的具有该45°相位噪声的均方差(MSE)的图线35200。如图所示,关于功率检测,相位噪声可以是有帮助的,因为其使得接收信号随机化。由于条件概率分布取决于噪声(信噪比(SNR)),因此性能可以取决于SNR值而变化。然而,使用抖动算法,可以找寻用于任何SNR的最佳可能解。
图353是示出具有数字处理器35310(其可以包括功率确定器34440)、数字AGC35320和具有多个相控阵列天线和I/Q输入通道的低分辨率ADC 34435的MIMO接收机35300的示例的示意性框图(在此不重复图343中所描述的其他组件)。在该设计中,可以一起使用来自ADC 34435中的每一个的所有采样。由于每个ADC 34435使用较少采样,因此这样允许时延的减少。
根据该设计的新的功率估计器使得能够非常快速地适配各种低功率接收机中可以使用的AGC增益。
根据一些方面的本文所公开的是使用天线阵列作为用于操作在接收模式下的接收机和操作在发送模式下的发射机二者的增益控制元件的系统和方法。在时分双工(TDD)系统(和/或频分双工(FDD)系统)中,由于接收机和发射机并非正同时进行操作,因此天线阵列可以被配置为使得能够进行用于接收机和发射机的独立增益控制。可以通过有选择地打开(或关闭)阵列的元件从而天线阵列的增益和方向性可以调适为操作条件来实现天线阵列中的增益控制。
在发送时隙期间有选择地打开(或关闭)天线阵列的元件使得能够控制所辐射的功率,同时当元件关闭时还带来电池功率节省。在接收时隙期间有选择地打开(或关闭)天线阵列的元件使得能够在第一放大级之前实现增益控制。当阵列的元件关闭时,进入该级的驱动等级可以减少,由此减少其线性要求。
实现该操作方面的一个挑战可以是如何确定何时应使用天线阵列以在接收或发送模式下执行增益控制。这涉及:感测干扰方功率(在接收情况下)以及执行波束搜索,从而用户设备(UE)与基站(BS)之间的链路不因保持适合于较高或甚至最高(在信号条件下)吞吐量的信噪比失真率(SNDR)而降级。
本文所描述的系统和方法也可以用于基于电流耗尽减少针对网络条件而增加或优化天线阵列的控制。在现有mmWave系统(例如雷达或固定点对点系统)中,收发机不使用精致的增益控制以保持链路质量。与之对比,移动蜂窝系统在接收机和发射机二者中惯常地使用更复杂的增益控制。
图354是示出波束赋形电路35400的实现方式并且示出N个相同收发机片段35410和N个天线元件35420的框图。系统可以利用并行接收电路382和/或组合式接收电路384,如以上所讨论的那样,或其可以包括不同的接收电路。在第一片段35410中示出TDD收发机的实现方式。为了实现特定波束图案,可以通过具有特定幅度和相位的信号对天线元件35420进行馈送。开关35430可以用以设置收发机正操作在发送还是接收模式下。收发机包含增益控制(接收路径中的可变增益低噪声放大器(LNA)35440和发送路径中的可变增益功率放大器(PA)35460)和移相器35450、35470,以设置用于给定波束图案的幅度和相位。图354还包括可以用以利用增益表35490控制相控阵列的处理器35480,如以下更详细地讨论的那样。
天线阵列可以具有布置在各种配置(例如矩形图案(例如用于八元件天线的2乘4图案))中的天线。其同样也可以包括全向天线元件。在一个示例配置中,接收到的信号(期望的信号和干扰方信号)经历20log(n)给出的天线阵列中的增益,而热噪声放大达10log(n)的增益。在此情况下,天线阵列的有效接收增益是20log(n)-10log(n)。
取决于激活多少元件,波束赋形可以是不同的。当2乘4图案中的所有八个元件打开时,增益是最高的(例如13.2dB),并且波束是最窄的。反之,当八个元件中的仅四个打开时,增益是最低的(例如10.1dB),并且波束是最宽的。当元件中的六个打开时,增益处于这些极端值之间(例如11.7dB),波束宽度亦同。
以下表11关于打开的给定数量的阵列元件概述理论接收增益、仿真接收增益和(理论与仿真)增益的差。从表11,可见,当八个当中的仅两个元件在接收时隙期间打开时,天线阵列可以至少提供附加5.5dB的增益控制范围。如果阵列中的仅一个元件打开,则附加3dB(理论)的增益减少可以是可能的。
表11
在理论和仿真值的情况下的天线阵列增益针对打开的元件的数量的概述
波束赋形也可以基于有源元件的位置配置。例如,取决于激活八个天线元件中的外部四个还是内部四个,波束可以是更宽的或更窄的。
图355和图356是示出如果天线阵列用作增益控制机构则可以实现的接收机动态范围方面的改进的图线35500、35600。这些图线是关于两种情况的天线处的SNDR针对输入功率的绘图。图355示出当天线阵列增益保持恒定时的情况。绘制重叠SNDR信号35510、具有模数转换(ADC)的SNDR 35520和ADC驱动等级35530针对功率曲线。当天线处的功率足够高时,可见,在减少的动态范围区域35540中,SNDR35510、35520显著地掉落,并且ADC驱动等级35530显著地上升。
图356示出当天线阵列增益变化以启用增益控制时的情况。绘制重叠SNDR信号35610和具有模数转换(ADC)的SNDR 35620以及ADC驱动等级35630针对功率曲线。当天线处的功率很高时,可见,SNDR 35610、35620保持其等级,并且ADC驱动等级35630在先前图中的减少的动态范围区域35540所占据的功率范围中停留得大致相同。
比较图355和图356,可见,对于八元件天线阵列,利用天线阵列作为增益控制机构增加接收机的动态范围达10dB。较大数量的天线元件将使得接收机的有效动态范围的较大增加成为可能。此外,通过关断收发机中的片段,可以实现电流耗尽节省。例如,使用八个阵列元件中的仅四个将带来接收机的前端中的近似50%电流耗尽节省。
相似地,所发送的信号归因于天线阵列而经历增益。关于发射机所获得的增益控制范围可以关于8元件阵列表示为20log(Non/8),其中,Non是阵列中的有源元件的数量。该关系成立,因为对元件中的每一个的输入可以是相关的。当作为增益控制机构的部分,当阵列的元件关闭时,在发射机中也可以获得电流耗尽节省。
图357是示出所辐射的功率35710和相对电流耗35720尽针对天线阵列中的有源元件的数量的图线35700。
从上可见,在天线阵列中启用增益控制的益处可以是显著的。以下所讨论的方面是如何以及何时在天线阵列中应用增益控制的算法和原理。
可以通过使用接收信号强度指示符(RSSI)测量来扩展接收机动态范围。此外,关于高信号等级(操作在功率放大器的饱和之下的等级处的)增益回退可以基于期望的信号和/或干扰方检测。关于低到中信号等级的增益回退可以用于电流耗尽的减少。此外,偶数数量的链可以用以保持对称性,而奇数数量的链可以用于增加的控制步长/范围。关于传输,所请求的/编程的发送功率可以确定有效链的数量。可以关于减少电流耗尽而考虑关于高功率等级的增益回退,而可以关于扩展发射机增益控制范围而考虑关于低功率等级的增益回退。此外,至于接收,偶数数量的链可以用以保持对称性,而奇数数量的链可以用于增加的控制步长/范围。
图358和图359是框定用于天线阵列中的有源元件的数量针对信号功率等级、关于Rx的RSSI和关于Tx的所请求的功率的控制的操作窗口的边界的图线。操作窗口还描述折衷针对电流耗尽。
图358是示出关于Rx的操作条件折衷的图线35800。在此,有源元件的数量可以如左边路径35810所示在最低信号等级处减少,这样保持可接受的信噪比(SNR)以改进电流耗尽。这样可以产生在没有波束赋形增益的情况下操作接收机的宽范围的信号等级。这是在低干扰条件下的操作模式的示例。与之对比,因为天线图案具有期望信号上所聚集的窄波束宽度,所以右边路径35820可以良好地适合于高干扰条件。窄波束宽度条件可以良好地适合于视线(LOS)操作,并且较宽的波束宽度条件可以良好地适合于非LOS操作。
图359是示出关于Tx的操作条件折衷的图线35900。在此,有源元件的数量可以如右边路径35910所示在最高信号等级处减少,这样可以保持可接受的SNR以改进电流耗尽。这样可以产生可以在没有波束赋形增益的情况下操作发射机的宽范围的信号等级。这可以是用于最低功耗的操作模式。与之对比,由于天线图案具有期望基站上聚集的窄波束宽度,因此左边路径35920可以良好地适合于辐射更少或最少量的干扰。
图360和图361分别是用于关于配置天线阵列的示例接收(36000)和发送(36100)处理的流程图。这些处理36000是可以构成用于执行用于控制相控阵列收发机中的天线阵列的方法的手段的示例,所述手段可以包括:在操作的发送模式(TM)与接收模式(RM)之间切换可切换的发送和接收开关,但手段不限于该处理。这些流程图中定义的操作可以由执行设备的存储器中存储的指令的处理器35480(图354)执行。图360示出接收处理36000,其开始于操作S36010中:关于天线阵列的最小电流耗尽设置而配置增益表35490(图354)。在操作S36020中,可以使用增益表35490执行AGC操作。这些操作可以包括通过调整可变低噪声放大器35440和/或调整有源天线元件35420的数量或配置进行的对增益的正常调整。在操作S36030中,可以执行宽带和窄带信号检测。在操作S36040中,可以关于干扰方是否出现而进行确定。如果是(S36040:Y),则在操作S36050中,增益表35490可以被配置用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并且处理可以继续于操作S36020。否则(S36040:N),处理可以继续于操作S36010。
图361示出发送处理36100,其开始于操作S36110中:关于天线阵列的最小电流耗尽设置而配置增益表35490。在操作S36120中,可以使用增益表35490执行功率控制操作。这些操作可以包括通过调整功率放大器35460和/或调整有源天线元件35420的数量或配置进行的对增益的正常调整。在操作S36130中,可以关于是否存在已知的共存或干扰疑虑进行确定。如果是(S36130:Y),则在操作S36140中,增益表35490可以被配置用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并且处理继续于操作S36120。否则(S36130:N),在操作S36150中,可以关于网络是否请求较窄波束宽度进行确定。如果是(S36150:Y),则处理可以继续于之前的操作S36140。否则(S36150:N),处理可以继续于操作S36110。
可以考虑的其他因素包括移动设备的行进速度——例如,行人携其蜂窝电话行走针对在其车辆中使用它。由于波束赋形方向将不必如此频繁地进行,因此移动设备可以更有可能受益于较宽的波束。同样出于安全原因可以考虑作为身体所吸收的能量的测度的特定吸收率(SAR)。例如,用户的接近度和方向可以置于波束赋形判断中。如果给定传输的方向,创建窄波束将转向波束远离用户,则可以期望激活更多元件并且进行波束赋形,因为这样将比在较大带宽的情况下进行操作对用户是更安全的配置。反之,如果传输的方向朝向用户,则可以期望激活更少的元件以创建较宽(并且在任何方向上更不强大)的波束,因为这样将对于用户是更安全的。
利用上述系统和方法可以使得增强的收发机性能并且增强的电池寿命成为可能。
在无线信道中,并非同时使用具有相等强度的所有抽头。多数(例如,多于80%)的抽头在正常使用期间可以设置为低强度(例如,小于其最大值的25%)。通信信号中的较后的后体抽头具有比较前抽头更低的强度,并且该事实可以得以利用。通过减少DAC的完全比例并且关于分辨率而折衷范围,可以实现低强度抽头的量化噪声的减少。
图362是典型DAC架构36200的示意图。DAC 36200可以包括上述DAC 340或不同的架构。这些DAC使用包括提供通过晶体管36220的电流的电流源36210的电流镜14905,在晶体管36220的栅极处建立电压等级。栅极也可以具有开关36230,从而其可以与包括包含构成DAC的分辨率的比特的多个DAC支路36250的电路的右手部分断连。提供输出36255,在此处与激活的多个DAC支路有关的电压等级出现。激活可以经由晶体管36260,其充当开关并且允许电流流过晶体管36270,这与流过电流镜36205的电流相同。通过示例的方式,该DAC可以是具有128个不同等级的高分辨率7比特DAC。这些等级可以扩展在例如5伏特上,从而DAC的每个步长表示近似5v/128步长=0.0391V/步长的电压等级。
图363是根据本文描述的设备的一个实现方式的层级式地结构化DAC 36300的示意图。与先前图共同的元件以相似方式运作,并且在此不重复其描述。该DAC 36300是用于执行操作数字到模拟电路设备的方法的部件的示例,其可以包括:在第一组件中,提供至少两个可切换路径;使得电流从电流源行进通过至少两个可切换路径以建立处于取决于打开的路径的数量的基准电压点的基准电压;以及在第二组件中,提供至少两个可切换路径,与第二组件关联的输出取决于打开的路径的第二数量和电压基准点,电压基准点将第一组件连接到第二组件,但部件不限于此。该设计的附加特征是电路的左手部分上的第二DAC支路36330,左手部分出于以下原因而标记为“粗DAC”。当该DAC支路36330经由充当开关的晶体管36345打开时,电流从电流源36210经由晶体管36340流过它。当该支路36330和包括晶体管36220(并且也经由其自身的开关36320可操作)的初始支路36250打开并且正充当用于源36210的电流耗尽时,电流在两个支路之间分离,并且当一个支路有效时栅极处(和开关36230处)的电压减少到其值的一半。这样减少可以看作右边上的精细DAC部段的内容的有效范围。
使用以上提供的示例,具有128个步长的7比特DAC仍存在于右边上,但归因于电路的左手边上的两个支路分离的电流,其范围切成两半(例如,到2.5V)。由于分辨率保持,因此这说明DAC的每个步长现在表示近似2.5V/128步长=0.1953V/步长的电压等级。因此,通过接合或断接DAC支路36330之一,我们可以将DAC的操作从0-5V之间切换到0-2.5V,实质上充当可操作为在两个等级之间进行切换的粗DAC。
粗DAC侧不限于具有两个支路。可以添加附加支路并且将其配置为经由与晶体管36345相似的上开关而成为可接合并且可断接的。如果四个DAC支路36330提供于粗DAC侧上,则DAC可以按完全范围(一个支路激活)半范围(两个支路激活)、三分之一范围(三个支路激活)和四分之一范围(四个支路激活)而操作。
在设计时,包括N比特粗DAC可以减少上至N比特的分辨率的精细DAC(以具有DAC的相同总体分辨率)。但减少精细DAC达N比特可能减少其面积达2N倍的因子。因此,通过将DACS布置在该层级式结构中,可以在对功能的很少影响情况下的节省相当的芯片空间。
根据一些方面的本文所公开的是在mmWave无线通信中使用偏振以用于复用以通过使用复用的信道作为附加数据流改进谱利用效率的系统和方法。无线信道关于处于吉字节/秒(GB/s)速率的来自多径反射的ISI和交叉偏振具有难度,特别是对于具有几百个抽头的大规模MIMO配置。传统上,处理这些问题本应在数字域中使用模数转换器(ADC)并且利用数字信号处理器(DSB)以分析并且校正这些问题而得以执行。然而,该解决方案在对于可以处于多个吉比特每秒的量级上的mmWave无线信道所使用的数据速度是不实际的。此外,这些解决方案倾向于是复杂的并且昂贵的。根据一些方面的本文所公开的系统是混合式信号前馈+反馈偏振器+均衡器(MSFFPE)设计,其利用比ADC+DSP解决方案更低的功率并且具有足够的速度以充分地应对mmWave带宽中的信号。
图364是组合式实物图表图36400,包括示出当发送天线36430和接收天线36440对准/平行时的共面偏振36410和交叉偏振36420的一对图线。附图示出交叉偏振式信号的接收幅度是相对低的。
然而,特别是关于移动设备,我们不能总是依赖于天线得以对准。图365是组合式实物图表图36500,包括示出当发送天线36510和接收天线36520失准/不平行时的共面偏振36530和交叉偏振36540的一对图线。附图示出交叉偏振式信号的接收幅度在此情况下比在图364所示的对准的天线情况下是显著更高的。
图366是根据一些方面的使用MSFFPE设计的接收机36600的示例。接收机36600是可以构成用于操作MSFFPE的方法的部件的一个示例,但部件不限于此。接收机36600可以包括具有垂直36610V和水平36610H组件的多个波束赋形天线。它们中的每一个可以具有波束赋形元件36620内的其他处理组件(未分离地标记)。接收机15300可以利用上述基带处理电路392或可以包括其他电路。它们可以包括低噪声放大器(LNA)、分离的I和Q混频器和用于组合信号的求和器。用于垂直36610V和水平36610H组件中的每一个的I和Q信号可以提供给可变增益放大器(VGA)36630和载波恢复电路36640。可以提供ADC36650以用于VI、VQ、HI和HQ信号线路中的每一个。在图366中可见,提供新颖MSFFPE 36660,其在信号已经转换为数字的之后获取它们,并且它们可以经受时钟延迟36664。延迟信号可以由偏振器和均衡器组件36662处理,以经由均衡和偏振处理提供滤波,并且可以在ADC36650的模拟侧上提供输出信号。可以通过利用以下更详细地描述的积分判断反馈均衡器(DFE)求和器提供均衡。
图367是示出传统求和器36700的电路图,并且图368是示出积分DFE求和器36800的电路图,其中,有关差别高亮。在传统求和器36700中,带宽受限于电阻器36710和电容36720所产生的RC时间常数。除了是带宽受限的之外,该设计还具有归因于静态电流和增益-带宽折衷而导致的高功耗。
与之对比,由于不存在静态电流和安置时间要求,因此积分DFE求和器36800具有低功率设计。以可重置电容器36810替代传统求和器36700的电阻器36710,并且在(CLK=0的)重置期间重置输出电容器电压。电容36820与电容36720相同,如上所述。电荷于是在(CLK=1的)积分期间积分,其然后在结束时受采样。
图369是提供关于DFE求和器36900设计的更多细节的示意图。提供运放36910,以用于与用于带宽增强和偏移消除的升压器件36950有关的共模反馈。信号可以提供给预放大器36920,然后提供给限幅器36930,以用于输出。电路还包括DFE反馈抽头36940和DFE输入36960。
图370是示出关于求和放大器输出信号37010和强臂-1(SA1)信号37020的时钟信号37005的与DFE求和器36900设计有关的图线37000。求和器利用上述重置开关,具有两个阶段:重置和积分。其可以支持用于5G符号/s的完全5GHz时钟速率,并且提供共模反馈。级联配置式设备提供带宽增强,并且升压器件可以得以提供,以用于带宽和偏移消除。可以提供AC耦合电容器以移除偏移,并且使用七个预放大器和片段可以提供七个不同的阈值(偏移)。可以在CLK_SUM与CLK_SLICER之间提供有意的时钟偏斜,以使得优化点处的求和器输出的采样成为可能。
参照图371,图371示意性地示出根据一些示范性方面的RF设备371100的框图。如图371所示,在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括收发机。例如,收发机可以包括半双工收发机、全双工收发机等。本文所描述的RF设备可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路中,但RF设备不限于此。
在一些示范性方面中,可以结合例如上述一个或多个类型的无线通信信号和/或系统使用RF设备371100。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括和/或可以可操作地耦合到至少一个天线371101。例如,天线371101可以包括相控阵列天线、多元件天线、开关式波束天线集合等。
在一些示范性方面中,至少一个天线371101可以使用分离的发送和接收天线元件实现发送和接收功能。在一些示范性方面中,至少一个天线371101可以使用公共和/或集成的发送/接收元件实现发送和接收功能。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如Tx/Rx开关371105,其可以被配置为切换例如至少一个天线以将Rx信号应用于例如RF设备371100的Rx路径,或切换至少一个天线371101以例如从RF设备371100的Tx路径接收Tx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如功率放大器(PA)371110,其可以被配置为将Tx RF信号放大为Tx信号,例如,如下所述。例如,PA 371110可以包括宽带PA、低频段PA、模拟PA、数字PA、组合式模拟和数字PA、反相PA、Doherty PA等。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如低噪声放大器(LNA)371115,其可以被配置为将Rx信号放大为Rx RF信号,例如,如下所述。例如,LNA 371115可以包括宽带放大器、低频段放大器、模拟放大器、数字放大器、组合式数字和模拟放大器等。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如移相器371120,其可以被配置为偏移Tx RF信号的相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如移相器371125,其可以被配置为偏移Rx信号的相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器371120和/或移相器371120可以包括例如晶体管电路。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如Tx/Rx开关371130,其可以被配置为切换例如混频器371125以从Tx路径接收Tx信号,或切换例如混频器371120以将Rx信号提供给RF路径,例如,如下所述。例如,Tx/Rx开关371130可以包括多个场效应晶体管(FET)、开关电路、开关逻辑、开关子系统等。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如分离器/组合器371135,其可以被配置为组合例如一个或多个RF信号和/或分离例如一个或多个RF信号。例如,分离器/组合器371135可以包括1:4分离器/组合器、1:6分离器/组合器、2:6分离器/组合器、Wilkinson分离器/组合器、模拟分离器/组合器、数字分离器/组合器和/或模拟分离器/组合器与数字分离器/组合器的任何组合。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如Tx/Rx开关371140,其可以被配置为切换例如分离器/组合器371135以从Tx路径接收Tx信号,或将Rx信号提供给RF路径,例如,如下所述。例如,Tx/Rx开关371140可以包括例如多个FET、开关电路、开关逻辑、开关子系统等。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如Rx放大器371145,其可以被配置为放大例如Rx RF信号。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如Tx放大器371150,其可以被配置为放大例如Tx RF信号。
在一些示范性方面中,Rx放大器371145和/或Tx放大器371150可以包括例如宽带放大器、低频段放大器、IF放大器、模拟放大器、数字放大器和/或任何其他放大器。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如混频器371155,其可以被配置为将例如Tx IF信号上变频为Tx RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括例如混频器371160,其可以被配置为将例如Rx RF信号下变频为Rx IF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频器371135和/或混频器371160可以包括例如Gilbert小单元混频器、模拟混频器、数字混频器和/或任何其他混频器。
在一些示范性方面中,RF设备371100可以包括IF单元371170,其可以被配置为生成例如Tx IF信号和/或处理例如Rx IF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,IF单元371170可以包括数字电路、模拟电路和/或任何其他IF电路。
在一些方面中,例如,RF设备371100可以被配置为操作在Tx模式或Rx模式下。
在一些示范性方面中,当RF设备371100处于Tx模式时,Tx/Rx开关371140、371130和371105可以切换为连接Tx路径。在一个示例中,IF单元371170可以生成Tx IF Tx,并且可以将Tx IF信号提供给混频器371155。混频器371155可以将Tx IF上变频为期望频段(例如60GHz频段)处的Tx RF信号。
在一些示范性方面中,在Tx模式时,Tx放大器371145可以放大Tx RF信号,并且分离器/组合器371135例如在分离器模式时可以将Tx RF信号经由Tx/Rx开关371130提供给移相器371125。例如,根据星座点映射,移相器371125可以例如将Tx RF信号的相位偏移到期望相位。PA 371110可以将Tx RF信号放大为Tx信号。可以经由至少一个天线371101发送Tx信号。
在一些示范性方面中,当RF设备处于Rx模式时,Tx/Rx开关371140、371130和371105可以设置为将Rx路径连接到至少一个天线371101。
在一些示范性方面中,在Rx模式时,LNA 371115可以经由Tx/Rx开关371105从至少一个天线371101接收Rx信号。LNA 371115可以将Rx信号放大为Rx RF信号。例如根据星座图点映射,移相器371120可以将Rx RF信号的相位偏移到期望相位。
在一些示范性方面中,在Rx模式时,组合器/分离器371130可以操作在组合器模式。在该模式下,组合器/分离器371130可以将RxRF信号提供给Rx放大器371150。混频器371160可以将Rx RF信号下变频为Rx IF信号。Rx IF信号可以提供给例如IF电路371170。IF电路371170可以被配置为处理Rx IF信号。
返回参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构得以配置,其可以包括可以被配置为放大RF电路425的Tx方向处和/或RF电路425的Rx方向处的RF信号的至少一个双向放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在一些使用情况和/或情形下,实现可以关于发送和接收路径共享一个或多个电路的无线电架构可以是有利的,例如,如下所述。如果要求,则接收和/或发送路径可以包括例如一个或多个放大器、一个或多个分离器、一个或多个组合器、一个或多个混频器和/或一个或多个其他附加或替选组件。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括双向放大器电路,例如,如下所述。有利地,双向放大器电路可以提供与例如包括用于发送路径的分离电路(例如PA)、用于接收路径的分离电路(例如LNA)和用于在PA与LNA之间进行切换的一个或多个开关的电路相似的性能。
在一些示范性方面中,双向放大器当实现于无线电架构中时可以例如通过消除对于开关的需要而提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题,可以通过消除插损改进性能,和/或可以减少无线电架构电路的面积大小例如甚至达50%,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括例如至少一个双向放大器、至少一个双向混频器和至少一个双向分离器/组合器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则双向放大器电路可以被包括为以下的部分和/或可以执行以下的一个或多个操作和/或功能:例如作为子系统415(图4)的部分的上变频和下变频电路、例如作为子系统424(图4)的部分的滤波和放大电路、例如作为子系统430(图4)的部分的功率组合和分离电路、和/或例如作为子系统435(图4)的部分的无线电链电路、和/或任何其他子系统和/或元件。
现参照图372,图372示意性地示出根据一些示范性方面的RF设备372100的框图。例如,RF设备372100的一个或多个元件和/或组件可以实现为例如参照图1和/或图1A所描述的收发机的部分。本文所描述的RF设备也可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路中,但RF设备不限于此。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括收发机,其被配置为发送Tx信号并且接收Rx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机可以包括第五代(5G)蜂窝收发机。
在一些示范性方面中,收发机可以包括60GHz收发机,其被配置为通过60GHz频段发送Tx信号并且接收Rx信号。然而,在其他方面中,收发机可以包括被配置为通过任何其他频段(例如大于45GHz的频段)发送Tx信号和/或接收Rx信号的收发机。
在其他方面中,收发机可以包括被配置为通过任何其他附加或替选频段进行发送和接收的任何其他类型的收发机。
在一些示范性方面中,收发机可以包括半双工收发机。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括和/或可以可操作地耦合到例如包括一个或多个相位阵列天线和/或任何其他类型的天线的至少一个天线372101。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括例如包括双向放大器372105的一个或多个双向放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372105可以被配置为执行PA和/或LNA的一个或多个操作和/或功能,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括可操作地耦合到双向放大器372105的移相器372110,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以经由多个天线路径耦合到多个天线372101(未示出)。例如,天线路径可以包括双向放大器372105和移相器372110。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括分离器/组合器372115,其可操作地耦合到移相器372110和双向放大器372120,例如,如下所述。例如,分离器/组合器372115可以被配置为分离去往多个天线路径的Tx信号,并且组合来自多个天线路径的多个Rx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372120可以被配置为执行Tx IF放大器和/或RxIF放大器的一个或多个操作和/或功能,例如,如下所述。Tx IF放大器和/或Rx IF放大器可以例如由宽带放大器、低频段放大器、数字放大器、模拟放大器和/或组合式模拟-数字放大器实现,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括混频器372125,其可操作地耦合到双向放大器372120,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括IF电路372170,其耦合到混频器372125,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF设备372100可以包括控制电路372180,其可以被配置为在例如用于处置Tx信号的Tx模式与例如用于处置Rx信号的Rx模式之间切换双向放大器372105和/或372120,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在Tx模式时,例如,IF电路372170可以将Tx IF信号提供给混频器372155,并且混频器372155可以将Tx IF信号上变频为期望频段(例如60GHz频段和/或任何其他频段)处的TxRF信号。
在一些示范性方面中,双向放大器372120可以放大Tx RF信号,并且可以将放大的Tx RF信号提供给分离器/组合器372115。例如,分离器/组合器372215可以例如通过在多个天线路径之间分离Tx RF信号将放大的Tx RF信号提供给移相器372110。例如,移相器372110可以例如基于调制方案将放大的Tx RF信号的相位偏移到期望相位。
在一些示范性方面中,双向放大器372105可以放大来自移相器372110的放大的TxRF信号,并且可以将Tx信号提供给天线372101。
在一些示范性方面中,在RX模式时,Rx信号可以由一个或多个天线372101接收。双向放大器372120可以放大例如来自天线372101的Rx信号,并且可以将放大的Rx RF信号提供给移相器372110。移相器372110可以例如基于调制方案(例如正交调幅(QAM)方案或任何其他方案)将放大的Rx RF信号的相位偏移到期望相位。组合器/分离器372115可以例如通过组合来自多个天线路径的放大的Rx RF信号将放大的Rx RF信号提供给双向放大器372120。
在一些示范性方面中,双向放大器372120可以对放大的RxRF信号进行放大,并且可以将放大的Rx RF信号提供给混频器372125。混频器372125可以将放大的Rx RF信号下变频为Rx IF信号。IF电路372170可以处理Rx IF信号。
在一些示范性方面中,双向放大器(例如双向放大器372105和/或双向放大器372120)可以包括:第一放大器,以放大Tx信号以在Tx模式时提供放大的Tx信号;和第二放大器,以放大Rx信号以在Rx模式时提供放大的Rx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器(例如双向放大器372105和/或双向放大器372120)可以包括第一变换器,以在Tx模式时将Tx信号从第一输入/输出提供给第一放大器,并且在Rx模式时在第一输入/输出处输出来自第二放大器的放大的Rx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器(例如双向放大器372105和/或双向放大器372120)可以包括第二变换器,以在Rx模式时将Rx信号从第二输入/输出提供给第二放大器,并且在Tx模式时在第二输入/输出处输出来自第一放大器的放大的Tx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器(例如双向放大器372105和/或双向放大器372120)可以包括多个开关,以在Tx模式时将多个激活电压切换到第一放大器并且将多个禁止电压切换到第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,根据第一实现方式方案,多个开关可以被配置为:在Rx模式时,将多个激活电压切换到第二放大器并且将多个禁止电压切换到第一放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括漏极电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。在一个示例中,开关可以被配置为:将漏极电压在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括源极电压,以在Tx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极并且在Rx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。在一个示例中,开关可以被配置为将源极电压在Tx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极并且在Rx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个开关可以包括:第一开关,以在Tx模式时的漏极电压与Rx模式时的源极电压之间切换第二放大器的至少一个漏极;和第二开关,以在Tx模式时的源极电压与Rx模式时的漏极电压之间切换第一放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372105和/或双向放大器372120可以包括:第一电容器,以将Tx信号从第一变换器提供给第一放大器的第一输入;第二电容器,以将Tx信号从第一变换器提供给第一放大器的第二输入;第三电容器,以将Rx信号从第二变换器提供给第二放大器的第一输入;和第四电容器,以将Rx信号从第二变换器提供给第二放大器的第二输入,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372105和双向放大器372120中的第一和第二放大器中的至少一个放大器可以包括共源负金属氧化物半导体(NMOS)FET,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,根据第二实现方式方案,多个激活电压可以包括漏极电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括偏置电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个栅极,并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括源极电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个源极,并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括:漏极电压,以在Tx模式时施加到第二放大器的至少一个栅极,并且在Rx模式时施加到第一放大器的至少一个栅极;和偏置电压,以在Tx模式时施加到第二放大器的至少一个源极,并且在Rx模式时施加到第一放大器的至少一个源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个开关可以包括:第一开关,以在Tx模式时的漏极电压与Rx模式时的偏置电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极;第二开关,以在Tx模式时的偏置电压与Rx模式时的源极电压之间切换第一放大器的至少一个源极;第三开关,以在Tx模式时的源极电压与Rx模式时的偏置电压之间切换第二放大器的至少一个源极;和/或第四开关,以在Tx模式时的偏置电压与Rx模式时的漏极电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,根据第三实现方式方案,多个激活电压可以包括漏极电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括源极电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括:第一偏置电压,以在Tx模式时施加到第一放大器的至少一个栅极;和第二偏置电压,以在Rx模式时施加到第二放大器的至少一个栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括:第一偏置电压,以在Tx模式时施加到第二放大器的至少一个漏极和第二放大器的至少一个源极;和第二偏置电压,以在Rx模式时施加到第一放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个开关可以包括:第一开关,以在Tx模式时的源极电压与Rx模式时的第二偏置电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极;第二开关,以在Tx模式时的第一偏置电压与Rx模式时的源极电压之间切换第一放大器的至少一个源极;第三开关,以在Tx模式时的漏极电压与Rx模式时的第二偏置电压之间切换第二放大器的至少一个源极;和/或第四开关,以在Tx模式时的第一偏置电压与Rx模式时的漏极电压之间切换第一放大器的至少一个漏极和第二放大器的至少一个栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一放大器可以包括一个或多个正金属氧化物半导体(PMOS)FET,和/或第二放大器可以包括一个或多个负金属氧化物半导体(NMOS)FET,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制电路372180可以被配置为:提供多个控制信号,以例如根据Tx模式或Rx模式在双向放大器372105和/或双向放大器372120中的第一放大器与第二放大器之间可控制地切换多个开关,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372105和/或双向放大器372120中的第一放大器可以包括例如PA,和/或双向放大器372105和/或双向放大器372120中的第二放大器可以包括LNA,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向放大器372105和/或双向放大器372120中的第一放大器可以包括例如第一共源FET配对;和/或双向放大器12105和/或双向放大器372120中的第二放大器可以包括第二共源FET配对,例如,如下所述。
参照图373,图373示意性地示出根据一些示范性方面的双向放大器电路373100。例如,双向放大器372105(图372)和/或双向放大器372120(图372)可以实现双向放大器电路373100的一个或多个元件和/或功能。本文所描述的双向放大器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如无线电链电路325)中,但放大器电路不限于此。
在一些示范性方面中,双向放大器373100可以包括共源FET差分配对的晶体管(Q1)373110和(Q2)373120、共源FET差分配对的晶体管(Q3)373130和(Q3)373140、输入/输出节点13150、输入/输出节点373155、输入/输出节点373160、输入/输出节点373165、变换器373170、变换器373175和例如包括开关373180、373185、373190和/或13195的多个开关,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一共源晶体管配对(例如晶体管(Q1)373110、(Q2)373120)和第二共源晶体管配对(例如晶体管(Q3)373130和(Q4)373140)可以是相同类型的,并且可以包括NMOSFET或PMOSFET等。
在一些示范性方面中,FET可以包括三个端子:源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。源极(S)可以是载波进入晶体管的通道的端子。例如,在源极S处进入通道的电流可以由源极电流IS指定。漏极(D)可以是载波离开晶体管的通道的端子。例如,在漏极(D)端子处进入通道的电流可以由ID指定,漏极到源极电压可以指定为VDS。栅极(G)端子可以调制通道电导率,例如,ID可以通过将电压施加到栅极(G)端子而受控。
在一些示范性方面中,双向放大器373100可以实现为RF设备(例如RF设备372100(图372))的Rx路径中的LNA和/或Tx路径中的PA。
在一些示范性方面中,开关373180、373185、373190和373195可以在Tx模式到Rx模式之间切换双向放大器373100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,开关373180、373185、373190和/或373195可以例如通过将多个激活电压和/或禁止电压连接到共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120和/或共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140来激活和/或禁止第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120和/或第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括例如漏极电压VDD,其可以例如在Tx模式时施加在第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的漏极(D)处。例如,漏极电压VDD可以例如在Rx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的漏极(D)。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括偏置电压Vbias,其可以例如在Tx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的栅极(G)。例如,偏置电压Vbias可以例如在Rx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的栅极。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括源极电压VSS,其可以例如在Tx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的源极(S)。例如,源极电压VSS可以例如在Rx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的源极(S)。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括漏极电压VDD,其可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的栅极(G),并且可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的栅极(G)。例如,偏置电压Vbias可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的源极(S),并且可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的源极(S)。
在一些示范性方面中,开关373180可以在例如Tx模式时的漏极电压VDD与例如Rx模式时的偏置电压Vbias之间切换第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的漏极(D)和第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的栅极(G)。
在一些示范性方面中,开关373185可以在例如Tx模式时的偏置电压Vbias与例如Rx模式时的源极电压VSS之间切换第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的源极(S)。
在一些示范性方面中,开关373190可以在例如Tx模式时的源极电压VSS与例如Rx模式时的偏置电压Vbias之间切换第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的源极(S)。
在一些示范性方面中,开关373195可以在例如Tx模式时的偏置电压Vbias与例如RX模式时的漏极电压VDD之间切换第二共源晶体管配对(Q3)373130和(Q4)373140的漏极(D)和第一共源晶体管配对(Q1)373110、(Q2)373120的栅极(G)。但应理解,Tx模式和Rx模式是可互换的,并且Tx模式的以上示例可以可应用于Rx模式,并且反之亦然。
参照图374,图374示意性地示出根据一些示范性方面的双向放大器电路374100。例如,双向放大器372105(图372)和/或双向放大器372120(图372)可以实现双向放大器电路374100的一个或多个元件和/或功能。本文所描述的双向放大器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如无线电链电路325)中,但放大器电路不限于此。
在一些示范性方面中,双向放大器374100可以包括共源FET差分配对的晶体管374110和374120、共源FET差分配对的晶体管374130和374140、输入/输出节点374150、输入/输出节点374155、变换器374153、输入/输出节点374160、输入/输出节点374165、变换器374163、电容器374170、电容器374172、电容器374174、电容器374176、电阻器374180、电阻器374182、电阻器374184、电阻器374180、开关374190和开关374195,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,基于晶体管374110、374120、374130和/或374140的大小,电容器374170、374172、374174和/或374176的值可以在大约10毫微微法(fF)至10皮法(pF)之间变化,并且电阻器374180、374182、374184和/或374180的值可以在大约100欧姆至10K欧姆之间变化。在一些示范性方面中,可以使用其它范围。
在一些示范性方面中,第一共源晶体管配对(例如晶体管(Q1)374110、(Q2)374120)和第二共源晶体管配对(例如晶体管(Q3)374130和(Q4)374140)可以是相同类型的,并且可以包括NMOSFET或PMOSFET等。
在一些示范性方面中,双向放大器374100可以实现为RF设备(例如RF设备372100(图372))的Rx路径中的LNA和/或Tx路径中的PA。
在一些示范性方面中,开关374190和/或374195可以在Tx模式到Rx模式之间切换双向放大器374100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,开关374190和/或374195可以例如通过将多个激活电压和/或禁止电压连接到共源晶体管配对(Q1)374110、(Q2)374120和/或共源晶体管配对(Q3)374130和(Q4)374140来激活和/或禁止第一共源晶体管配对(Q1)374110和(Q2)374120和/或第二共源晶体管配对(Q3)374130和(Q4)374140,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括例如漏极电压VDD,其可以例如在Tx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)374110和(Q2)374120的漏极(D),和/或可以例如在Rx模式时施加到第二共源FET差分配对晶体管(Q3)374130和(Q4)374140的漏极(D)。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括源极电压VSS,其可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)374130和(Q4)374140的漏极(D),和/或可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)374110和(Q2)374120的漏极(D)。
在一些示范性方面中,开关374195可以在例如Tx模式时的漏极电压VDD与例如Rx模式时的源极电压VSS之间切换共源晶体管配对(Q3)374130和(Q4)374140的漏极(D)。
在一些示范性方面中,开关374190可以在例如Tx模式时的源极电压VSS与例如Rx模式时的漏极电压VDD之间切换第一共源晶体管配对(Q1)374110和(Q2)374120的漏极。但应理解,Tx模式和Rx模式是可互换的,并且Tx模式的以上示例可以可应用于Rx模式,并且反之亦然。
在一些示范性方面中,例如,电容器374170可以将输入信号从变换器374153提供给晶体管(Q3)374130的栅极(G),电容器374176可以将输入信号从变换器374153提供给晶体管(Q4)374140的栅极(G),电容器374172可以将输入信号从变换器374163提供给晶体管(Q1)374110的栅极(G),和/或电容器374174可以将输入信号从变换器374163提供给晶体管(Q2)374120的栅极(G)。
在一些示范性方面中,例如,晶体管(Q1)374110、(Q2)374120、(Q3)374130和/或(Q4)374140可以是相同类型的,并且可以包括NMOSFET或PMOSFET等。
参照图375,图375示意性地示出根据一些示范性方面的双向放大器电路375100。例如,双向放大器372105(图372)和/或双向放大器372120(图372)可以实现双向放大器电路375100的一个或多个元件和/或功能。
在一些示范性方面中,双向放大器375100可以包括共源FET差分配对的晶体管(Q1)375110和(Q2)375120、共源FET差分配对的晶体管(Q3)375130和(Q4)375140、输入/输出节点375150、输入/输出节点375155、输入/输出节点375160、输入/输出节点375165、变换器375170、变换器375175和例如包括开关375180、375185、375190和/或375195的多个开关(也如上固定),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一共源晶体管配对(例如晶体管(Q1)375110、(Q2)375120)可以是相同类型的,并且可以包括NMOSFET,和/或第二共源晶体管配对(例如晶体管(Q3)375130和(Q4)375140)可以是相同类型的,并且可以包括PMOSFET。
在一些示范性方面中,第一共源晶体管配对(例如晶体管(Q1)375110、(Q2)375120)可以是相同类型的,并且可以包括PMOSFET,和/或第二共源晶体管配对(例如晶体管(Q3)375130和(Q4)375140)可以是相同类型的,并且可以包括NMOSFET。
在其他方面中,晶体管375110、375120、375130和/或375140可以包括任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,双向放大器375100可以实现为RF设备(例如RF设备372100(图372))的Rx路径中的LNA和/或Tx路径中的PA。
在一些示范性方面中,开关375180、375185、375190和/或375195可以在Tx模式到Rx模式之间切换双向放大器375100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,开关375180、375185、375190和/或375195可以例如通过将多个激活电压和/或禁止电压连接到第一共源晶体管配对(Q1)375110、(Q2)375120和/或第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140来激活和/或禁止第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120和/或第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括例如漏极电压VDD,其可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140的源极(S),和/或可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的漏极(D)。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括例如源极电压VSS,其可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140的漏极(D),和/或可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的源极(S)。
在一些示范性方面中,多个激活电压可以包括例如:第一偏置电压Vbias1,其可以例如在Tx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140的栅极(G);和/或第二偏置电压Vbias2可以例如在Rx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的栅极(G)。
在一些示范性方面中,多个禁止电压可以包括:第一偏置电压Vbias1,其可以例如在Tx模式时施加到第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的漏极(D)和源极(S);和/或第二偏置电压Vbias2可以例如在Rx模式时施加到第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140的漏极(D)和源极(S)。
在一些示范性方面中,开关375195可以在例如Tx模式时的源极电压VSS与例如Rx模式时的第二偏置电压Vbias2之间切换第二共源晶体管配对(Q3)375130和(Q4)375140的漏极(D)和第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的栅极(G)。
在一些示范性方面中,开关375190可以在例如Tx模式时的第一偏置电压Vbias1与例如Rx模式时的源极电压VSS之间切换第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的源极(S)。
在一些示范性方面中,开关375185可以在例如Tx模式时的漏极电压VDD与例如Rx模式时的第二偏置电压Vbias2之间切换第二共源晶体管配对(Q3)375130的源极(S)。
在一些示范性方面中,开关375180可以在例如Tx模式时的第一偏置电压Vbias1与例如Rx模式时的漏极电压VDD之间切换第一共源晶体管配对(Q1)375110和(Q2)375120的漏极(D)和第二共源晶体管配对(Q3)375130的栅极(G)。
返回参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构得以配置,其可以包括可以被配置为在RF电路425的Tx方向处分离RF信号和/或在RF电路425的Rx方向处组合来自多个天线的RF信号的至少一个双向分离器和组合器电路,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,蜂窝系统的mm-wave应用(例如比如5G)和/或具有60GHz左右的通信频率的WLAN(例如WiGig)可以包括双向分离器和组合器电路,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向分离器和组合器电路可以包括多个低电流放大器。例如,低电流放大器可以例如通过使用RF负载/源(例如可以例如通过多个电阻器与低电流放大器的公共端口可操作地耦合的变换器)例如被配置为50欧姆阻抗或任何其他阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF负载/源可以实现为分离网络(例如RF源)的部分,耦合至其,和/或用在其中,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF负载/源可以实现为组合网络(例如RF负载)的部分,耦合至其,和/或用在其中,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF负载/源例如可以表示可以耦合到双向分离器和组合器电路的电路(例如放大电路)的阻抗。
在一个示例中,变换器和/或RF负载可以实现为分离网络的部分,耦合至其,和/或用在其中,例如,如下所述。分离网络可以将来自输入端口的信号分离到例如六个或更多个输出端口,例如,如下所述。在其他方面中,可以使用任何其他数量的输出端口。
在一个示例中,变换器和/或RF负载/源可以实现为组合网络的部分,耦合至其,和/或用在其中,例如,如下所述。组合网络可以将来自例如六个或更多个输入端口的信号组合为输出端口处的信号。在其他方面中,可以使用任何其他数量的输入端口。
在一些示范性方面中,有源双向分离器和组合器(ABDSC)可以利用多个晶体管,其可以实现为例如低电流放大器的拓扑。例如,低电流放大器可以归因于其寄生性(例如内部电容和电阻)而用以操作为电流开关和/或匹配元件二者,例如,如下所述。
有利地,在一些示范性方面中,可以例如甚至在例如具有低电流消耗、端口之间的高隔离度、低插损、所有端口上的良好匹配性能的小大小的封装中实现ABDSC。在一些方面中,ABDSC可以被配置提供一些或所有这些属性、技术优点和/或益处,和/或提供一个或多个附加或替选属性和/或技术优点和/或益处。
在一些示范性方面中,ABDSC可以被配置为操作在两种操作模式(例如组合模式和/或分离模式),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在组合模式时,低电流放大器可以通过RF负载/源和/或变换器驱动其电流,产生来自一个或多个(例如,所有)有源放大器的电流的组合,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在分离模式时,公共输入可以通过RF负载/源(例如RF源和/或变换器)驱动多个放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ABDSC可以例如被配置为提供一个或多个技术益处和/或优点,例如,以甚至允许改进的或优化的功率组合和/或功率分离,例如,以用于支持多个辐射元件的至少一些应用(例如比如5G、WiGig等)。例如,5G和/或WiGig设备可以包括相控阵列天线和/或多入多出(MIMO)架构。在其他方面中,可以通过任何其他技术和/或关于任何其他无线通信频段和/或设备实现ABDSC。
在一些示范性方面中,可以例如根据级联拓扑实现ABDSC,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以例如根据共源(CS)拓扑实现ABDSC,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以例如根据共源/共栅(CG/CS)拓扑实现ABDSC,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以例如根据共栅拓扑(CG)拓扑实现ABDSC,例如,如下所述。
在其他方面中,可以基于拓扑的组合和/或根据任何其他附加或替选拓扑实现ABDSC。
在一些示范性方面中,如果期望,则ABDSC可以被包括作为功率组合/分离电路的部分(例如,作为子系统430(图4)的部分),和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
现参照图376,图376示意性地示出根据一些示范性方面的包括ABDSC 376100的级联拓扑的收发机376000的框图。
在一些示范性方面中,收发机376000可以被配置为发送一个或多个Tx信号并且接收一个或多个Rx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机376000可以包括例如60GHz收发机,其被配置为通过60GHz频段发送Tx信号并且接收Rx信号。
在一些示范性方面中,收发机可以包括半双工收发机。
在一些示范性方面中,收发机376000可以包括5G蜂窝收发机。
在其他方面中,收发机376000可以包括任何类型的收发机,和/或可以被配置为通过任何其他频段传递Tx和/或Rx信号。
在一些示范性方面中,收发机376000可以包括或可以可操作地耦合到一个或多个天线376200。
在一些示范性方面中,天线376200可以包括一个或多个相位阵列天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以在组合器模式与分离器模式之间是可切换的,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括多个天线接口376115,其可以被配置为在组合器模式时从各个多个天线端口16190接收多个Rx信号,并且在分离器模式时将多个Tx信号输出到各个多个天线端口376190,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括RF负载/源376101(例如变换器376110),以将ABDSC 376100可操作地耦合到放大电路376105,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF负载/源(例如RF负载/源376101,例如变换器376110)的阻抗可以被配置为在分离器模式时将Tx信号从放大电路376105传送到多个天线接口376115,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF负载/源376101(例如变换器376110)可以被配置为在组合器模式时将多个Rx信号组合为组合的Rx信号以提供给放大电路376105,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,天线接口376115中的天线接口376115可以包括例如级联连接中的第一晶体管配对(例如晶体管376120和376130),其可以例如由第一晶体管配对的晶体管(例如晶体管376130)例如在分离器模式时激活并且在组合器模式时禁止,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,天线接口376115可以包括例如级联连接中的第二晶体管配对(例如晶体管376140和376150),其可以例如由第二晶体管配对的晶体管(例如晶体管376150)在组合器模式时激活并且在分离器模式时禁止,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一晶体管配对(例如晶体管376120和376130)可以包括第一配对的FET,和/或第二晶体管配对(例如晶体管376140和376150)可以包括第二配对的FET,例如,如下所述。在其他方面中,可以使用任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,多个天线接口376115可以包括至少四个天线接口,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,天线接口376115的数量可以与天线端口和/或天线的数量类似。例如,对于四个天线和/或天线端口,ABDSC376100可以包括四个天线接口376115。在该示例中,ABDSC 376100可以称为1:4ABDSC。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括六个天线接口376115,以分离/组合来自/去往例如六个天线和/或天线端口的信号。在该示例中,ABDSC 376100可以称为1:6ABDSC。
在其他方面中,ABDSC 376100可以包括任何其他数量的天线接口376115,和/或ABDSC 376100可以包括任何其他1:X ABDSC,其中,X>1。
在一些示范性方面中,例如,晶体管376120、376130、376140和/或376150可以包括FET、金属氧化物半导体FET(MOSFET)晶体管、双极型结晶体管(BJT)和/或任何其他类型的晶体管。MOSFET晶体管可以包括负MOSFET(NMOS)和/或正MOSFET(PMOS)。例如,BJT可以包括负-正-负(NPN)晶体管和/或正-负-正(PNP)晶体管。
在一些示范性方面中,例如,晶体管376120、376130、376140和/或376150可以包括NMOS晶体管、PMOS晶体管和/或NMOS和/或PMOS晶体管的组合。
有利地,NMOS和PMOS晶体管的组合可以减少ABDSC376100中的组件(例如比如DC阻隔电容器)的数量,减少在不同偏置条件下的晶体管的寄生性,和/或可以改进ABDSC376100的总体性能。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括例如可操作地耦合到晶体管376120的电阻器376180。例如,电阻器376180可以具有150Ω电阻和/或被配置例如至少用于偏置晶体管(Q1)376120的漏极(D)的任何其他合适的值。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括有功负载376180(例如电阻器)。例如,有功负载376180可以包括例如被配置为处于其三极管区域中的晶体管。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括例如可操作地耦合以将DC电压提供给晶体管376120的栅极(G)的直流(DC)电压源376160。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括例如可操作地耦合以将DC电压例如通过电阻器376180提供给晶体管376120的漏极(D)的DC电压源376170。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以包括和/或可以可操作地耦合到控制器电路376107,其可以被配置为在分离器模式与组合器模式之间可控制地切换ABDSC376100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路376107可以被配置为例如在分离器模式时将晶体管(Q4)376150切换为OFF状态。例如,在分离器模式时,RF负载/源376101(例如变换器376110)可以将例如从放大电路376105提供的RF信号提供给至少一些晶体管(例如晶体管376130)。例如,可以从晶体管376120的漏极(D)提供待提供给多个天线376200中的一个或多个(例如,每个)天线的信号。
在一些示范性方面中,控制器电路376105可以被配置为例如在组合器模式时将晶体管376120切换为OFF状态。例如,在组合器模式时,来自多个天线376200中的一个或多个(例如,每个)天线的RF信号可以提供给晶体管376140的栅极(G)。例如,在组合器模式时,例如多个天线接口376115中的每个天线接口的晶体管376150可以将天线信号提供给RF负载/源376101(例如变换器376110)。例如,RF负载/源376101(例如变换器376110)可以组合来自多个天线接口376115的晶体管376150的信号,以将组合的信号提供给放大电路376105。
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:4ABDSC(例如1:4ABDSC 376100)实现的仿真参数的一个示例:
表T1
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:6ABDSC(例如1:6ABDSC 376100)实现的测量参数的一个示例:
表T2
在一些示范性方面中,放大电路376105可以包括:至少一个功率放大器(PA),例如,以放大Tx信号;和/或至少一个低噪声放大器(LNA),以放大Rx信号。
在一些示范性方面中,ABDSC 376100可以可操作地耦合以从放大电路376130中的双向放大器接收Tx信号,和/或将组合的Rx信号提供给放大电路376150中的双向放大器。例如,放大电路376105可以被配置为包括双向放大器372205(图372)的一个或多个元件和/或执行其一个或多个功能,例如,如上所述。
在其他方面中,放大电路376150可以包括一个或多个分离的放大器(例如Tx放大器和Rx放大器),例如,而非双向放大器。
在一些示范性方面中,例如,放大电路376105可以被配置为将组合的Rx信号放大为放大的Rx信号,和/或可以被配置为通过放大上变频的Tx信号生成Tx信号。
在一些示范性方面中,收发机376000可以包括混频器(例如混频器372225(图372)),其可以被配置为将IF Tx信号上变频为上变频的Tx信号,和/或将放大的Rx信号下变频为IF Rx信号。
在一些示范性方面中,收发机376000可以包括例如包含IF子系统372170(图372)的一个或多个元件的IF电路,以将一个或多个IF信号提供给混频器。例如,IF电路可以被配置为:基于IF Rx信号生成第一数字信号,和/或基于第二数字信号生成IF Tx信号。
现参照图377,图377示意性地示出根据一些示范性方面的ABDSC 377100的共源拓扑的电路图。
在一些示范性方面中,例如,ABDSC 377100可以实现为收发机的部分(例如,收发机376000(图376)的部分),例如,而非ABDSC376100(图376)。本文所描述的ABDSC可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如功率组合和分离电路374)中,但ABDSC不限于此。
在一些示范性方面中,ABDSC 377100可以在组合器模式与分离器模式之间是可切换的,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ABDSC 377100可以包括例如RF负载/源377101、变换器377110和多个天线接口377115,例如,如下所述。
在一些示例性方面中,天线接口377115的数量可以例如与天线端口和/或天线的数量类似。例如,对于四个天线和/或天线端口,ABDSC 377100可以包括四个天线接口377115。例如,ABDSC 377100可以称为1:4ABDSC。对于六个天线和/或天线端口,ABDSC377100可以包括六个天线接口377115。例如,ABDSC 377100可以称为1:6ABDSC。在其他方面中,ABDSC 377100可以包括任何其他数量的天线接口377115,和/或ABDSC 377100可以包括任何其他1:X ABDSC,其中,X>1。
在一些示范性方面中,多个天线接口377115中的天线接口377115可以包括例如具有共源连接的第一晶体管377120。例如,晶体管377120可以在分离器模式时激活,并且可以在组合器模式时禁止,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括具有共源连接的第二晶体管377130。例如,晶体管377130可以在组合器模式时激活,并且可以在分离器模式时禁止,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,晶体管377120和377130可以包括FET、MOSFET晶体管、BJT等。例如,MOSFET可以包括NMOS和/或PMOS晶体管。例如,BJT可以包括NPN和/或PNP晶体管。
在一个示例中,晶体管377120和377130可以包括NMOS晶体管、PMOS晶体管和/或NMOS和PMOS晶体管的组合。
有利地,NMOS和PMOS晶体管的组合可以减少ABDSC377100中的组件(例如比如DC阻隔电容器)的数量,减少在不同偏置条件下的晶体管的寄生性,并且可以改进ABDSC 377100的总体性能。
在其他方面中,晶体管377120和/或377130可以包括任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括电阻器377180,其可以可操作地耦合到晶体管377120的漏极(D)。例如,电阻器377180可以具有150Ω电阻和/或例如用于偏置晶体管377120的漏极(D)的任何其他合适的值。在其他方面中,天线接口377115可以包括负载377180(例如电阻器377180)。例如,负载377180可以包括有功负载(例如被配置为处于晶体管的三极管区域中的晶体管)。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括高电阻组件(例如比如电阻器377185),其可以可操作地耦合到晶体管377120的栅极(G)。例如,电阻器377185可以具有2KΩ电阻和/或例如用于偏置晶体管377120的栅极(G)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,电阻器377185可以由有功负载(例如被配置为处于其三极管区域中的晶体管和/或任何其他有功负载)替代。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括电阻器377190,其可以可操作地耦合到晶体管377130的栅极(G)。例如,电阻器377190可以具有2KΩ电阻和/或例如用于偏置晶体管(Q1)377130的栅极(G)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,电阻器377190可以由有功负载(例如被配置为处于其三极管区域中的晶体管和/或任何其他有功负载)替代。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括电容器377140,其可以可操作地耦合到晶体管377120的栅极(G)。例如,电容器377140可以包括低/中Q电容器(例如比如具有15的Q因数的用于60GHz带的100毫微微法(fF)),其可以例如被配置为将变换器377110与晶体管377120的栅极偏置电压解耦合。在其他方面中,可以使用任何其他电容值和Q因数。在其他方面中,当例如一起使用PMOS和/或NMOS晶体管时,电容器可能是冗余的。
在一些示范性方面中,天线接口377115可以包括电容器377150,其可以可操作地耦合到晶体管377130的栅极(G)。例如,电容器377150可以包括低/中Q电容器(例如比如具有15的Q因数的用于60GHz带的100fF),其可以例如被配置为将晶体管377120的漏极偏置与晶体管377130的栅极偏置电压解耦合。在其他方面中,可以使用任何其他电容值和Q因数。在其他方面中,当例如一起使用PMOS和/或NMOS晶体管时,电容器可能是冗余的。
在一些示范性方面中,晶体管377120和/或377130可以被配置为操作于加倍功能。例如,在第一功能模式时,晶体管377120和/或377130可以运作为放大器,和/或在第二功能模式时,晶体管377120和/或377130可以运作为开关。例如,晶体管377120和/或377130可以被配置为例如在分离器方向和/或组合器方向之间切换ABDSC 377100的方向性,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,DC电压源377160可以将DC电压提供给晶体管377120的栅极(G)。例如,DC电压源377170可以将DC电压例如通过电阻器377180提供给晶体管377120的漏极(D)。
在一些示范性方面中,ABDSC 377100可以包括和/或可以可操作地耦合到控制器电路376107(图376),其可以被配置为在分离器模式与组合器模式之间可控制地切换ABDSC377100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路376107(图376)可以被配置为例如在分离器模式时将晶体管377130切换为Off状态。例如,在分离器模式时,RF负载/源377101(例如变换器377110)可以将例如从放大电路376105提供的RF信号提供给天线接口377115的至少一些晶体管(例如晶体管377120)。例如,可以从多个天线接口377115中的一个或多个(例如,每个)天线接口的晶体管377120的漏极(D)提供待提供给多个天线中的一个或多个(例如,每个)天线(例如天线376200(图376))的信号。
在一些示范性方面中,控制器电路376107(图376)可以被配置为例如在组合器模式时将晶体管377120切换为Off状态。例如,在组合器模式时,来自多个天线(例如天线376200(图376))中的一个或多个天线(例如每个天线)的RF信号可以提供给例如多个天线接口377115中的一个或多个(例如,每个)天线接口的晶体管377130的栅极(G)。例如,在组合器模式时,例如多个天线接口377115中的一个或多个天线接口(例如每个天线接口)的晶体管377130可以将天线信号提供给RF负载/源377101(例如变换器377110)。例如,RF负载/源377101(例如变换器377110)可以组合来自一个或多个天线接口377115的晶体管377130的信号,并且可以将组合的信号提供给放大电路376105(图376)。
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:4ABDSC(例如1:4ABDSC 377100)实现的仿真参数的一个示例:
表T3
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:6ABDSC(例如1:6ABDSC 377100)实现的仿真参数的一个示例:
表T4
现参照图378,图378示意性地示出根据一些示范性方面的ABDSC 378100的共栅拓扑。
在一些示范性方面中,例如,ABDSC 378100可以实现为收发机的部分(例如,收发机376000(图376)的部分),例如,而非ABDSC376100(图376)。
在一些示范性方面中,ABDSC 378100可以在组合器模式与分离器模式之间是可切换的,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ABDSC 378100可以包括RF负载/源378101(例如变换器378110)和多个天线接口378115,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,天线接口378115的数量可以例如与天线端口和/或天线的数量类似。例如,对于四个天线和/或天线端口,ABDSC 378100可以包括四个天线接口378115。例如,ABDSC 378100可以称为1:4ABDSC。对于六个天线和/或天线端口,ABDSC378100可以包括六个天线接口378115。例如,ABDSC 378100可以称为1:6ABDSC。在其他方面中,ABDSC 378100可以包括任何其他数量的天线接口17115,和/或ABDSC 377100可以包括任何其他1:X ABDSC,其中,X>1。
在一些示范性方面中,多个天线接口378115中的天线接口378115可以包括例如具有共栅连接的晶体管378120。例如,晶体管378120可以在组合器模式时接收晶体管378120的漏极处的漏极电压(Vd)、晶体管378120的源处的源极电压(Vs)和晶体管378120的栅极处的栅极电压(Vg),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,晶体管378120可以在分离器模式时接收漏极处的源极电压(Vs)、源处的漏极电压(Vd)和栅极处的栅极电压(Vg),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,晶体管378120可以包括FET、MOSFET晶体管、BJT等。例如,MOSFET可以包括NMOS和/或PMOS晶体管。
有利地,NMOS和/或PMOS晶体管的组合可以减少ABDSC378100中的组件的数量,减少在不同偏置条件下的晶体管的寄生性,并且可以改进ABDSC 378100的总体性能。
在一些示范性方面中,多个天线接口378115中的天线接口378115(例如每个天线接口378115)可以包括电阻器378180,其可以可操作地耦合到晶体管378120。例如,电阻器378180可以具有150Ω电阻和/或例如用于偏置晶体管Q1 378120的漏极(D)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,天线接口378115可以包括关于电阻器378120(例如被配置为处于三极管区域中的晶体管)所替代的有功负载。
在一些示范性方面中,在组合器模式时,来自多个天线(例如天线376200)中的一个或多个天线(例如每个天线)的RF信号可以提供给晶体管378120的漏极(D)。
在一些示范性方面中,源极电压(Vs)可以提供给晶体管378120的漏极(D)。例如,晶体管378120可以被配置为将RF信号提供给RF负载/源378101(例如变换器378110)。RF负载/源378101(例如变换器378110)可以组合来自多个天线(例如天线376200(图376))中的一个或多个天线(例如每个天线)的信号,并且可以将组合的信号提供给放大电路(例如放大电路376105(图376))。
现参照图379,图379示意性地示出根据一些示范性方面的ABDSC 379100的共栅/共源(CS/CG)拓扑。
在一些示范性方面中,例如,ABDSC 379100可以实现为收发机的部分(例如,收发机376000(图376)的部分),例如,而非ABDSC376100(图376)。
在一些示例性方面中,天线接口379115的数量可以例如与天线端口和/或天线的数量类似。例如,对于四个天线和/或天线端口,ABDSC 379100可以包括四个天线接口379115。例如,ABDSC 379100可以称为1:4ABDSC。对于六个天线和/或天线端口,ABDSC379100可以包括六个天线接口379115。例如,ABDSC 379100可以称为1:6ABDSC。
在一些示范性方面中,例如,ABDSC 379100可以包括两个变换器和/或RF负载/源和六个天线接口19115。在该示例中,ABDSC379100可以称为2:6ABDSC。
在其他方面中,ABDSC 379100可以包括任何其他数量的天线接口379115,和/或ABDSC 379100可以包括任何其他1:X ABDSC,其中,X>1。
在一些示范性方面中,多个天线接口379115中的一个或多个天线接口379115(例如每个天线接口379115)可以包括:第一晶体管379130,其具有待在组合器模式时激活的共栅连接,被配置为在分离器模式时禁止;和第二晶体管379120,其具有共源连接,并且被配置为在分离器模式时激活而且在组合器模式时禁止,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,晶体管379120和/或379130可以包括FET、MOSFET晶体管、BJT等。MOSFET可以包括NMOS和/或PMOS晶体管。例如,BJT可以包括NPN和/或PNP晶体管。
在一个示例中,晶体管379120和/或379130可以包括NMOS晶体管、PMOS晶体管和/或NMOS和PMOS晶体管的组合。
有利地,NMOS和PMOS晶体管的组合可以减少ABDSC379100中的组件的数量,减少在不同偏置条件下的晶体管的寄生性,并且可以改进天线接口ABDSC 379100的总体性能。
在其他方面中,晶体管379120和/或379130可以包括任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,天线接口379115可以包括电阻器379180,其可以可操作地耦合到晶体管379120的漏极(D)。例如,电阻器379180可以具有150Ω电阻和/或例如被配置为偏置晶体管(Q1)379120的漏极(D)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,天线接口379115可以包括关于电阻器379180所替代的有功负载(例如被配置为处于三极管区域中的晶体管)。
在一些示范性方面中,天线接口379115可以包括电阻器379185,其可以可操作地耦合到晶体管379120的栅极(G)。例如,电阻器379185可以具有2KΩ电阻和/或例如被配置为偏置晶体管379120的栅极(G)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,天线接口379115可以包括关于电阻器379185所替代的有功负载(例如被配置为处于三极管区域中的晶体管)。
在一些示范性方面中,天线接口379115可以包括电阻器19190,其可以可操作地耦合到晶体管379190的栅极(G)。例如,电阻器19190可以包括2KΩ电阻和/或例如可以被配置为偏置晶体管379130的栅极(D)的任何其他合适的值。在一些其他方面中,天线接口379115可以包括关于电阻器377180所替代的有功负载(例如被配置为处于三极管区域中的晶体管)。
在一些示范性方面中,天线接口379115可以包括电容器379140,其可以可操作地耦合到晶体管379120的栅极(G)。例如,电容器379140可以包括具有15的Q因数的用于60GHz带的大约100fF的低/中Q电容器,其可以例如被配置为将变换器379110与晶体管379120的栅极偏置电压解耦合。在一些示范性方面中,例如,可以通过共源拓扑实现晶体管379120,和/或可以通过共栅拓扑实现晶体管379130。例如,DC电压源379150可以将DC电压提供给晶体管379130的漏极(D)。例如,如果期望,则DC电压源379155可以将DC电压提供给晶体管379120的源极(S)。例如,DC电压源379160可以将DC电压例如通过电阻器379190提供给晶体管379130的栅极(G)。例如,DC电压源379165可以将DC电压例如通过电阻器379185提供给晶体管379120的栅极(G)。例如,DC电压源379170可以例如通过电阻器379180将DC电压提供给晶体管(Q1)379120的漏极(D)。在一些其他方面中,电阻器379190和379185可以由作为电阻器377180的有功负载和/或电流镜替代。电阻器379180可以由被配置为处于晶体管的三极管区域中的晶体管替代。
在一些示范性方面中,ABDSC 379100可以包括和/或可以可操作地耦合到控制器电路376107(图376),其可以被配置为在分离器模式与组合器模式之间可控制地切换ABDSC379100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路(例如控制器电路376107)(图376)可以被配置为例如在分离器模式时将晶体管379130切换为Off状态。例如,在分离器模式时,变换器379110可以将例如从放大电路376105(图16)提供的RF信号提供给多个天线接口379115的至少一些晶体管(例如晶体管379120)。例如,可以从多个天线接口379115中的一个或多个(例如,每个)天线接口的晶体管379120的漏极(D)提供待提供给多个天线中的一个或多个(例如,每个)天线(例如天线376200(图376))的信号。
在一些示范性方面中,控制器电路376107(图376)可以被配置为例如在组合器模式时将晶体管379120切换为Off状态。例如,来自多个天线的每个天线(例如天线376200(图376))的RF信号例如可以提供给多个天线接口379115中的一个或多个天线接口(例如每个天线接口)的晶体管379130的源极(S)。例如,多个天线接口379115中的一个或多个(例如,每个)天线接口的晶体管379130可以将天线信号提供给变换器379110。例如,变换器379110可以组合来自一个或多个天线接口379115的晶体管379130的信号,并且可以将组合的信号提供给放大电路376105(图376)。
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:4ABDSC(例如1:4ABDSC 379100)实现的测量参数的一个示例:
表T5
以下是根据一些示范性方面的可以在组合器模式时和分离器模式时例如由1:6ABDSC(例如1:6ABDSC 379100)实现的测量参数的一个示例:
表T6
返回参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构被配置,其可以包括可以被配置为放大RF信号的至少一个数字类E堆叠PA,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在一些使用情况下和/或实现方式中,例如,为了支持用于毫米波(mm-Wave)5G应用和/或任何其他实现方式的高数据率,可以存在关于实现具有高速度、高幅度和/或相位分辨率的谱高效极坐标星座图(例如多等级幅度-相移键控(M-APSK))和/或笛卡尔星座图(例如多等级正交调幅(m-QAM))的技术需求。
在一些示范性方面中,为了实现高幅度分辨率,例如,在mm-wave发射机前端中,发射机中的mm-wave PA可以分段为多个分段(例如二进制比例化分段),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,放大器分段中的一个或多个(例如,甚至每个放大器分段)可以通过数字方式受控,例如,以实现期望的幅度分辨率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,具有串行堆叠的两个晶体管(例如,一个晶体管连接在另一晶体管之上)的开关功率放大器架构(例如类E/类F PA等)可以用以缓解串行调制控制开关的损耗。例如,堆叠式顶部晶体管可以被配置为也操作为调制控制开关。例如,顶部晶体管的栅极电压可以通过数字方式受控于控制信号,例如,从而顶部晶体管的电流可以断绝底部晶体管以关断,例如,以例如根据控制信号的数字控制比特将调制输出幅度(例如mm-wave调制输出幅度)强制为高或低。
在一些示范性方面中,可以例如通过复制并且二进制比例化N个相同堆叠式晶体管分段实现N比特分辨率数字功率放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,N比特分辨率数字功率放大器可以例如被配置为避免对于放大器分段中的每一个的输入处的有损的串行开关的需要。
在一些示范性方面中,顶部堆叠式晶体管可以起到功率放大级以及调制控制开关的双重作用,例如,如下所述。例如,通过将调制开关寄生性包括到例如mm-wave PA设计网络中,更大的开关大小(例如25μm至250μm)可以用以减少开关ON电阻损耗,例如,甚至无需支付大开关寄生电容(例如20-200毫微微法(fF))的罚值。
在一些示范性方面中,如果期望,则可以在无线电链电路435(图4)中包括N比特数字PA。
现参照图380,图380示意性地示出根据一些示范性方面的发射机380100的架构的框图。
在一些示范性方面中,发射机380100可以例如嵌入为集成电路(IC)的部分。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括毫米波发射机,以通过mmWave频段发送信号,例如,如下所述。在其他方面中,发射机380100可以包括任何其他类型的发射机,以通过任何其他频段发送信号。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括模拟发射机、宽带发射机、数字发射机、数控发射机等。例如,发射机20100的一个或多个元件可以实现为发射机371110(图371)的部分。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括LO 380110(例如60GHz LO或任何其他LO)。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括基带380120,以生成相位数据380125。例如,基带380120可以被包括作为可以生成相位数据380125的相位数据子系统(未示出)的部分。相位数据380125可以包括例如模拟相位数据和/或数字相位数据。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括相位调制器380130,其被配置为例如通过根据来自LO生成器380110的LO信号调制相位数据380125来生成输入信号380135。在一个示例中,输入信号380135可以包括60GHzRF信号或任何其他频段的任何其他信号。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括幅度数据信号源380140,例如,以生成表示幅度数据的数字控制信号380145。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括N比特数字PA 380150,其可以被配置为例如基于控制信号380145放大输入信号380135,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机380100可以包括或可以可操作地耦合到例如与数字PA 380150耦合以基于输入信号380135发送至少一个信号的至少一个天线380170,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机382100可以包括例如耦合到数字PA 382150的一个或多个相位阵列天线380170,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,N比特数字PA 380150可以包括可操作地耦合到组合器380159的多个堆叠式栅极受控放大器380155,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,N比特数字PA 380150可以包括组合器380159,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,数字PA 380150可以被配置为例如基于数字控制信号380145可控制地放大并且调制输入信号380135,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155可以是可由数字控制信号380145控制的,例如,以提供多个放大的调制信号380157,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155中的堆叠式栅极控制放大器380151可以包括:第一输入380152,以接收输入信号380135;第二输入20153,以接收数字控制信号380145;和输出380154,以提供放大的调制信号380157,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,组合器380159可以被配置为将多个放大的调制信号380157组合为例如具有输出功率等级和调制的输出信号380180,该操作基于数字控制信号380145,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152可以包括第一晶体管和第二晶体管,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152的第一晶体管可以被配置为例如通过例如基于数字控制信号380145放大并且调制堆叠式栅极受控放大器380152的第二晶体管的栅极处的输入信号380135来提供放大的调制信号380157,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152的第一晶体管可以被配置为例如基于数字控制信号380145以数字方式控制堆叠式栅极受控放大器380152的第二晶体管的放大,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152的第二晶体管可以例如被配置为例如基于数字控制信号380145的比特值在On状态与Off状态之间切换堆叠式栅极受控放大器380152,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152的第一晶体管可以包括例如第一FET,和/或堆叠式栅极受控放大器380152的第二晶体管可以包括例如第二FET。在其他方面中,第一和/或第二晶体管可以包括其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器380152的第一晶体管可以被配置为例如基于数字控制信号380145的比特放大输入信号380135达2的因子,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,数字PA 380150可以被配置为例如根据调制方案(例如以上参照图12A、图12B、图12C、图13A和/或图13B所描述的调制方案和/或任何其他调制方案)基于数字控制信号20145调制输入信号380135。
在一些示范性方面中,调制方案可以包括例如以上参照图12A、图12B、图12C、图13A和/或图13B描述的QAM方案。
在一些示范性方面中,QAM方案可以包括64QAM方案,例如,如下所述。在其他方面中,QAM方案可以包括任何其他QAM方案(例如256QAM方案或任何其他更高或更低程度的QAM)。
在一个示例中,N比特数字PA 20150可以包括支持64QAM或128QAM的高调制速度的六个分段。在其他方面中,可以实现任何其他数量的分段。
在一些示范性方面中,数字控制信号380145可以包括6比特,例如,如下所述。在其他方面中,数字控制信号380145可以包括任何其他数量的比特(例如小于或大于6比特)。
在一些示范性方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155可以包括六个堆叠式栅极受控放大器,例如,如下所述。在其他方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155可以包括任何其他计数的堆叠式栅极受控放大器。
在一些示范性方面中,相位调制器380130可以例如基于相位数据380125将输入信号380135提供给数字PA 380155。基带380120可以例如基于相位数据380125将数字控制信号380145提供给数字PA380150,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,基带380120可以将N比特数字信号380125提供给N比特数字PA 380150。基带380120可以将相位数据380125有关数字信号提供给相位调制器380130。相位调制器380130可以从LO 380110接收LO信号。LO 380110可以将例如60GHz调制信号提供给相位调制器380130。相位调制器380130可以通过LO信号调制相位数据380125,并且可以将输入信号380135提供给N比特数字PA380150。
在一些示范性方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155的第一输入380152可以连接到相位调制器380130,多个堆叠式栅极受控放大器380155的第二输入380153可以连接到幅度数据信号源380140,和/或多个堆叠式栅极受控放大器380155的输出380154可以连接到组合器380159。组合器380159可以将例如包括调制RF信号的输出信号380180提供给一个或多个天线380170。
在一些示例方面中,多个堆叠式栅极受控放大器380155的第二输入380153处的数字控制信号380135(例如N比特数字信号)可以控制组合器380159的输出信号380180的输出功率等级和/或调制,例如,如下所述。
参照图381A和图381B,图381A和图381B示意性地示出根据一些示范性方面的堆叠式栅极控制放大器381100的电子电路。例如,堆叠式栅极控制放大器380150(图380)可以包括堆叠式栅极控制放大器381100的一个或多个元件。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极控制放大器381100可以包括晶体管(M1)381110,以接收输入信号381170。在一个示例中,输入信号可以例如在大约60GHz的频率处具有大约1伏特的幅度。在其他方面中,可以实现任何其他幅度和/或频率。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极控制放大器381100可以包括晶体管(M2)381120,以接收数字控制信号381180。例如,数字控制信号可以在1伏特与0伏特之间或在任何其他范围的电压之间摇摆。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极控制放大器381100可以包括电容器381130。例如,晶体管381120的栅极处的电容器381130可以引入优化摇摆,以同相放大晶体管(M1)381110和(M2)381120处的信号。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极控制放大器381100可以包括例如被配置作为电容器分离器网络的电容器381140和/或电容器381150。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极控制放大器381100可以包括电感器381160,其可以由控制信号配置为箝位从供电电压VDD抽取的电流,切断晶体管(M1)381110,和/或使得输出381190处的输出幅度为低(例如0伏特)。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器381100可以包括:晶体管381120,以通过例如基于数字控制信号381180放大并且调制晶体管381170的栅极处的输入信号381170提供放大的调制信号;和/或晶体管381120,以例如基于数字控制信号381180以数字方式控制晶体管381170的放大,如图381B所示。
在一些示范性方面中,例如,如图381A所示,晶体管381180可以被配置为例如基于数字控制信号381170的比特值在On状态与Off状态之间切换堆叠式栅极受控放大器381100。例如,晶体管381180可以被配置为:例如当晶体管381120的栅极处的比特具有“高”值时将堆叠式栅极受控放大器381100切换为On状态,并且例如当晶体管381120的栅极处的比特为“低”时将堆叠式栅极受控放大器381100切换为Off状态。
在一些示范性方面中,晶体管(M1)381110和晶体管(M2)381120可以包括例如可以根据级联连接而连接到彼此的FET。
在一些示范性方面中,当晶体管(M2)381120的栅极电压可以处于数字高(例如1伏特)时,2串行堆叠式晶体管(例如晶体管(M1)381110和晶体管(M2)381120)可以操作为开关PA。例如,例如由电容器381140和381150形成的电容器分离器网络可以被配置为引入优化摇摆,以同相放大晶体管(M1)381110和(M2)381120处的信号。
在一个示例中,数字控制信号381180的逻辑“1”比特等级可以例如通过晶体管(M2)38120产生输入信号381170的达2的放大。数字控制信号381180的逻辑0信号等级可以在输出信号381190处产生0等级信号。输入信号381170的1伏特幅度可以在输出信号381190处产生2伏特幅度。
参照图381B,在一些示范性方面中,在调制期间,晶体管(M2)381120的栅极(G)电压可以在数字上是低的(例如0伏特),例如以进而堆叠式栅极控制放大器381100为OFF状态。这样可以使得晶体管(M2)381120关闭,例如,而无论晶体管(M1)381110的栅极(G)处的信号摇摆如何。由于晶体管(M2)381120可以关断,因此其可以箝位通过电感器381160从供电电压VDD抽取的电流,这样可以产生切断晶体管(M1)381110并且使得输出381190处的输出幅度为低(例如0伏特)。
在一些示范性方面中,基带处理器(例如基带子系统380145(图380))可以生成例如N比特数字信号的形式的数字控制信号381180,例如,以控制堆叠式栅极控制放大器381100的输出信号的输出功率等级和/或调制。
参照图382,图382示意性地示出根据一些示范性方面的包括堆叠式栅极调制数字PA 382110的发射机382100的框图。例如,堆叠式栅极调制数字PA 382110可以包括N比特数字PA 380150(图380)的一个或多个元件。本文所描述的功率放大器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如无线电链电路372)中,但功率放大器不限于此。
在一些示范性方面中,发射机382100可以包括处理器382120,其可以包括被配置为提供数字控制信号382125的基带处理器。例如,基带处理器382120可以执行幅度数据信号源380140(图380)的一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,发射机382100可以包括调制器382130。例如,调制器382130可以执行相位调制器380130(图380)的一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极调制数字PA 382110可以包括多个堆叠式栅极受控放大器382150,以生成输出信号382145。
在一些示范性方面中,发射机382100可以包括天线端口382140,以将输出信号382145提供给至少一个天线(例如相控阵列天线或任何其他类型的天线)。
在一些示范性方面中,处理器382120可以将例如N比特数字信号提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150的晶体管382152的栅极,例如,如上所述。
在一些示范性方面中,例如,N比特数字信号382125的比特可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的各个堆叠式栅极受控放大器的晶体管的栅极。
在一个示例中,N比特数字信号382125可以包括6比特。根据该示例,N比特数字信号的第一比特(例如比特0)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第一堆叠式栅极受控放大器;N比特数字信号的第二比特(例如比特1)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第二堆叠式栅极受控放大器;N比特数字信号的第三比特(例如比特2)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第三堆叠式栅极受控放大器;N比特数字信号的第四比特(例如比特3)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第四堆叠式栅极受控放大器;N比特数字信号的第五比特(例如比特4)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第五堆叠式栅极受控放大器;和/或N比特数字信号的第六比特(例如比特5)可以提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150中的第六堆叠式栅极受控放大器。
在一些示范性方面中,调制器382130可以将RF调制信号提供给多个堆叠式栅极受控放大器382150的晶体管382154。多个堆叠式栅极受控放大器382150可以根据N比特数字信号的比特序列放大RF调制信号。堆叠式栅极调制数字PA 382110可以将例如多个堆叠式栅极控制放大器382150的Tx RF信号(例如输出信号382145(例如Tx RF信号))提供给天线端口382140。
参照图383A和图383B,图383A和图383B示意性地示出根据一些示范性方面的多等级高速眼图383100的动态实现。
在一些示范性方面中,例如,调制器382130可以根据QAM方案(例如16QAM、32QAM、64QAM等)调制IF信号。例如,组合的输出信号382145可以由N比特数字信号成形,以匹配QAM调制方案的期望星座图点,如例如关于16QAM在图383中以及例如关于64QAM在图383中所示。
参照图384A和图384B,图384A和图384B描述根据一些示范性方面的与输入串行开关放大器对应的性能改进图线(图384A)和功率减少图线(图384B)。
在一些示范性方面中,如图384A和图384B所示,例如,与调制控制开关放大器相比,堆叠式栅极受控放大器(例如堆叠式栅极受控放大器382150(图382))可以实现功率减少方面的25%改进以及功率附加效率(PAE)的至少150%增加。
参照图385A和图385B,图385A和图385B描述根据一些示范性方面的与N比特数字PA(例如数字PA 382150(图382))对应的幅度分辨率图线(图385A)和功率效率图线(图385B)。
在一个示例中,6比特幅度分辨率基于比特设置而接近线性(图385A)。
在一个示例中,可以通过堆叠式栅极数字放大器实现在6dB功率回退之下的峰值效率的50%,例如,如图385B所示。
参照图386,图386描述根据一些示范性方面的堆叠式栅极受控放大器和其之前的驱动器放大器的耗尽效率针对功率饱和的图线。
在一些示范性方面中,例如,与效率可以是例如50%的图385相比,具有堆叠式栅极受控放大器之前的驱动器放大器的N比特数字PA可以在6-dB回退时具有减少的效率(例如39%)。在一个示例中,例如,甚至当数字PA的分段关闭时,驱动器放大器功率可以保持实质上相同,因此允许整个系统保持6-dB回退时的其峰值效率的50%。
在一些示范性方面中,多个驱动器放大器可以添加在堆叠式栅极受控放大器之前,以在堆叠式栅极受控放大器的输出级处接收例如50%效率。
在一些示范性方面中,有利地,堆叠式栅极受控放大器架构(例如堆叠式栅极受控放大器381100(图381)或堆叠式栅极受控放大器380151(图380))可以提供PA链的例如从-2dBm到8dBm的功率增益和/或mm-wave带宽(例如60GHz带宽)处的例如上至39%的发射机效率。
返回参照图4,在一些示范性方面中,可以根据无线电架构配置RF电路425,其可以包括具有四分之一波长巴伦的至少一个串行Doherty组合器,其可以被配置为将多个RF信号组合为RF信号并且经由一个或多个天线发送RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,堆叠式栅极受控放大器(例如堆叠式栅极受控放大器381100(图381)和/或堆叠式栅极受控放大器380151(图380))可以重复使用设计中的堆叠式顶部晶体管(例如晶体管381120(图381))(例如堆叠式mm-wave开关放大器)作为调制控制开关,因此改进N比特数字PA的功率饱和2.5dBm至8dBm时的耗尽效率例如上至39%或更多。
在一些示范性方面中,在一些使用情况和/或情形下,实现可以关于发送和接收路径共享一个或多个电路的无线电架构可以是有利的,例如,如下所述。如果期望,则接收和/或发送路径可以包括例如一个或多个放大器、一个或多个分离器、一个或多个组合器、一个或多个混频器和/或一个或多个其他附加或替选组件。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括至少一个Doherty功率放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在无线电架构中实现Doherty功率放大器可以例如至少通过在占据较少管芯面积的同时增加功率放大器的效率来提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题。例如,输出功率的效率可以增加达9dB或任何其他等级。
在一些示范性方面中,Doherty功率放大器可以被配置为提供RF信号的高效率放大,例如,如下所述。例如,用于提供RF信号的高效率放大的能力可以至少允许例如减少的功耗的技术益处。
在一些示范性方面中,Doherty功率放大器可以被配置为采用亚四分之一波长巴伦构思,例如,以例如甚至在紧凑的管芯面积中提供高效功率组合,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括例如可操作地耦合到至少一个混频器的至少一个Doherty功率放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则Doherty功率放大器可以被包括作为无线电链的部分(例如,子系统435(图4)和/或任何其他子系统和/或元件的部分),和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
在一些方面中,本文所描述的Doherty放大器和/或Doherty组合器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如无线电链电路372)中,但放大器和组合器不限于此。
现参照图387,图387示意性地示出根据一些示范性方面的发射机27000的框图。例如,发射机387100的一个或多个元件和/或组件可以实现为收发机的部分,例如,如以上参照图1、图1A和/或图371所描述的那样。
在一些示范性方面中,发射机387000可以被配置为发送Tx信号,例如,如下所述。例如,发射机387000可以包括I/Q发射机,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机387000可以包括和/或可以耦合到至少一个天线387180。例如,至少一个天线387180可以包括相控阵列天线、偶极天线、天线阵列等,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机387000可以包括Doherty功率放大器387110,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Doherty功率放大器387110可以包括例如分流连接式负载类型的两级Doherty功率放大器、串行连接式负载类型的两级Doherty功率放大器或任何其他类型的Doherty功率放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Doherty功率放大器387110可以包括两级Doherty功率放大器,其可以包括至少一个第一级放大器387113和至少一个第二级放大器387200,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一级放大器387113可以包括驱动器放大器,其可以被配置为将驱动器RF信号提供给Doherty功率放大器387110的第二级,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第二级放大器387200可以包括至少一个主放大器387210(又称为“载波放大器(CA)”)和至少一个可控制峰值放大器(PA)387220,例如,如下所述。例如,主放大器387210和可控制PA 387220可以被配置为放大驱动器RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Doherty功率放大器387110可以包括例如包括第一和第二级的亚四分之一波长(SQWL)巴伦387230,例如,如下所述。例如,SQWL巴伦387230可以被配置为组合第一级到第二级的信号,例如,以在第二级处用作主放大器387210和可控制PA的输出处的串行负载,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,Doherty功率放大器387110可以被配置为以分流连接式负载配置而操作。例如,以分流连接式负载配置,放大器负载(表示为ZLP)可以应用于放大器387210和/或可控制PA 387220。
在一些示范性方面中,例如,Doherty功率放大器387110可以被配置为以串行连接式负载配置而操作。例如,以串行连接式负载配置,放大器负载(表示为ZLS)可以应用于放大器387210和/或可控制PA 387220。
在一些示范性方面中,例如,对于分流连接式负载类型配置,以下关系可以保持:
其中,ZCL表示CA负载,ZLP表示放大器负载,ZPL表示PA负载,并且ZT表示总负载。
在一些示范性方面中,CA负载ZCL可以例如表示为串行连接式负载类型配置,例如,如下:
在一些示范性方面中,例如,对于串行连接式负载类型配置和分流连接式负载类型配置二者,以下公式可以保持:
例如,在以下情况下:
其中,Z0表示负载阻抗。
在一些示范性方面中,例如,负载阻抗Zo可以包括、可以表示和/或可以基于天线阻抗(例如50欧姆的阻抗)。在其他方面中,负载阻抗Zo可以包括、可以表示和/或可以基于任何其他附加或替选阻抗。
在一些示范性方面中,例如,在与例如功率饱和(Psat)之下的6dB(例如,6dB回退)的输出功率等级对应的低RF输入等级处,例如,当可控制PA 387220处于off状态下时,ZPL可以是无限的。例如,在此情况下,例如,考虑四分之一波阻抗变换器,载波(主)放大器负载(例如ZCL)可以变为2Z0。
在一些示范性方面中,可控制PA 387220可以变为有效的,并且ZPL的值可以例如在与最大输出功率(Psat)对应的高RF输入等级处降低。例如,在ZPL等于Z0的功率等级处,ZCL可以变为Z0。因此,例如,取决于可控制PA 387220的状态(例如,取决于可控制PA387220是否关闭和/或可控制PA 387220可以打开多久),载波(主)放大器负载(例如ZCL)可以例如在Z0与2Z0之间调制。
在一些其他示范性方面中,可控制PA 387220的状态可以受控于例如输入功率等级的量。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦387230可以被配置为操作为对可控制PA 387220和主放大器387210的串行连接负载,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,两级Doherty放大器387110可以包括可以例如由SQWL巴伦387230实现的串行负载,例如,如下所述。在其他方面中,两级Doherty放大器387110可以包括可以由任何其他附加或替选其他巴伦实现的任何其他附加或替选负载。
在一些示范性方面中,第二级放大器387200可以受控于数字信号387115,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机387000可以包括LO 387120,以生成LO信号387125,例如,如下所述。例如,LO信号387125可以是60GHz信号。在其他方面中,LO信号387125可以包括任何其他频率。例如,LO 387120可以包括晶体振荡器、可变频率振荡器、频率综合器等。
在一些示范性方面中,发射机387000可以包括:同相(I)混频器387130,其可以被配置为基于LO信号387125生成I信号387135;和正交相(Q)混频器387140,其可以被配置为基于LO信号387125生成Q信号387125,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机387000可以包括组合器电路387150,其可以被配置为组合I信号387135与Q信号387125,例如,以提供驱动器放大的输入信号387155,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I混频器电路387130可以被配置为例如通过将LO信号387125与可以例如从相位调制器接收的RF信号(例如I RF信号387132)混频生成I信号387135。在其他方面中,I信号387135可以由任何其他电路和/或基于任何其他信号而生成并且提供给Doherty放大器387110。
在一些示范性方面中,Q混频器387140可以被配置为例如通过将LO信号387125与可以例如从相位调制器接收的RF信号(例如Q RF信号387142)混频生成Q信号387145。在其他方面中,Q信号可以由任何其他电路和/或基于任何其他信号而生成并且提供给Doherty放大器387110。
在一些示范性方面中,组合器电路387150可以被配置为将I信号387135和Q信号387145组合为驱动器放大的输入信号387155。例如,组合器387150可以包括Wilkinson组合器、2合1组合器、4合2组合器等。在其他方面中,可以使用任何其他类型的组合器。
在一些示范性方面中,一个或多个天线381780可以可操作地耦合到两级Doherty放大器387110。
在一些示范性方面中,至少一个第一级放大器387113可以被配置为放大驱动器放大的输入信号387155,并且可以在第一级处提供驱动器RF信号387157,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二级的至少一个主放大器(例如CA 387210)可以被配置为放大驱动器RF信号387157,并且在第二级处提供主放大器信号387215,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个可控制PA 387220可以被配置为例如基于驱动器RF信号387157的等级而转变为On状态。例如,在On状态时,两级Doherty放大器387110可以放大驱动器RF信号387157,例如,以提供峰值放大器信号387225,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦387230可以被配置为将主放大器信号387125与峰值放大器信号387225组合,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦387230可以包括例如第一传输线387232,以匹配至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)的至少一个输出、至少一个主放大器387210的至少一个输入与至少一个可控制PA 387220的至少一个输入之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦387230可以包括例如第二传输线387235,以匹配至少一个主放大器387210的至少一个输出与至少一个可控制PA 387220的至少一个输出之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦387230可以包括例如第三传输线387237和多个支节。例如,第三传输线387237可以具有第一阻抗,并且多个支节中的支节(例如每个支节)可以具有第二阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,支节(又称为“谐振支节”)可以包括例如可以在一端处连接的元件(例如传输线或波导)的长度。
在一些示范性方面中,第一阻抗可以是第二阻抗的两倍。例如,第三传输线387237可以具有50欧姆的阻抗,和/或多个支节中的支节可以具有25欧姆的阻抗,例如,如下所述。在其他方面中,可以使用任何其他阻抗。
在一些示范性方面中,多个支节可以例如将至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)的至少一个输入可操作地耦合到第三传输线387237,可以将至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)的至少一个输出可操作地耦合到第一传输线387232,可以将至少一个主放大器387210的至少一个输入可操作地耦合到第一传输线387232,可以将至少一个可控制PA 387220的至少一个输入可操作地耦合到第一传输线387232,可以将至少一个主放大器387210的至少一个输出可操作地耦合到第二传输线387235,和/或可以将至少一个可控制PA 387220的至少一个输出可操作地耦合到第二传输线387235,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,支节的长度可以基于例如驱动器RF信号387257的波长的八分之一,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二传输线387235和多个支节可以被配置为在主放大器387210的至少一个输出处和可控制PA 387220的至少一个输出处提供串行负载,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)可以包括:第一匹配网络,其可以包括可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入;和第二匹配网络,其具有可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一和第二匹配网络可以被配置为将第一和第二支节的阻抗匹配于第三传输线387237的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)可以包括第一功率放大器,其可以包括可以可操作地耦合到第一匹配网络的第一输出的第一输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个驱动器放大器(例如第一级放大器387113)可以包括第二功率放大器,其可以包括可以可操作地耦合到第二匹配网络的第二输出的第二输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第三和第四支节可以被配置为匹配第一和第二功率放大器中的第一个和第二个与第一传输线之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个主放大器387210可以包括第一匹配网络和第二匹配网络,例如,如下所述。例如,主放大器387210的第一匹配网络可以包括例如可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入,并且主放大器387210的第二匹配网络可以包括可以可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入。例如,主放大器387210的第一匹配网络和/或第二匹配网络可以被配置为将第一和第二支节的阻抗匹配于第一传输线387232的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个主放大器387210可以包括第一功率放大器和/或第二功率放大器,例如,如下所述。例如,主放大器387210中的第一功率放大器可以包括可以可操作地耦合到主放大器387210的第一匹配网络的第一输出的第一输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出。例如,主放大器387210的第二功率放大器可以包括可以可操作地耦合到第二匹配网络的第二输出的第二输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出。例如,第三和第四支节可以被配置为匹配主放大器387210中的第一和第二功率放大器的第一和第二输出与第二传输线387235之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个可控制PA 387220可以包括第一匹配网络和第二匹配网络。例如,可控制PA 387220的第一匹配网络可以包括可以可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入,并且可控制PA 387220的第二匹配网络可以包括可以可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入。例如,可控制PA 387220的第一匹配网络可以被配置为将第一和第二支节的阻抗匹配于第一传输线387232的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个可控制PA 387220可以包括第一功率放大器和第二功率放大器。例如,可控制PA 387220中的第一功率放大器可以包括可以可操作地耦合到可控制PA 387220的第一匹配网络的第一输出的第一输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出。例如,可控制PA 387220的第一功率放大器可以包括可以可操作地耦合到可控制PA 387220的第二匹配网络的第二输出的第二输入和可以可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出。在一个示例中,第三和第四支节可以例如被配置为匹配可控制PA 387220的第一和第二功率放大器的第一和第二输出与第二传输线387235之间的阻抗,例如,如下所述。
现参照图388,图388示意性地示出根据一些示范性方面的可以采用SQWL巴伦388000的两级Doherty放大器的框图。例如,具有SQWL巴伦388000的两级Doherty放大器可以实现为执行两级Doherty放大器387100(图387)的一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,两级Doherty放大器388000可以包括例如第一驱动器放大器388100和第二驱动器放大器388110。例如,第一驱动器放大器388100和/或第二驱动器放大器388110可以被配置为放大RF输入信号388350,并且可以在第一级处提供第一驱动器RF信号388360和第二驱动器RF信号388365。
在一些示范性方面中,两级Doherty放大器388000可以包括例如第一主放大器388300和第二主放大器3883100,其可以被配置为放大驱动器RF信号388360并且在第二级处提供主放大器信号388340。
在一些示范性方面中,两级Doherty放大器388000可以包括例如第一可控制PA388200和第二可控制PA 388210。例如,第一可控制PA 388200和/或第二可控制PA 388210可以被配置为例如基于驱动器RF信号388360的等级而转变为On状态。例如,在On状态时,两级Doherty放大器388000可以放大驱动器RF信号388360,以提供PA信号388240。
在一些示范性方面中,两级Doherty放大器388000可以包括例如SQWL巴伦388400,其可以被配置为组合主放大器信号388340与PA信号388240。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦388400可以包括例如第一传输线388500,以匹配第一驱动器放大器388100的输出对第一主放大器28300的输入、第二驱动器放大器388110的输出对第二主放大器388310的输入和/或第一可控制PA 388200的输入对第二可控制PA388210的输入之间的阻抗。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦388400可以包括例如第二传输线388600,其被配置为匹配第一主放大器388300的输出与第二主放大器388310的输出之间的阻抗。第二传输线388600可以被配置为匹配第一可控制PA 388200的输出与第二可控制PA 388210的输出之间的阻抗。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦388400可以包括例如具有例如50欧姆的阻抗的第三传输线388700和多个支节388800。例如,多个支节388800中的至少一个支节(例如每个支节388800)可以具有例如25欧姆的阻抗。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一驱动器放大器388100的输入和第二驱动器放大器388110的输入可操作地耦合到第三传输线388700。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一驱动器放大器388100的输出和第二驱动器放大器388100的输出可操作地耦合到传输线388500。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一主放大器388300的输入和/或第二主放大器388310的输入可操作地耦合到第一传输线388500。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一可控制PA 388200的输入和/或第二可控制PA 388210的输入可操作地耦合到第一传输线388500。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一主放大器388300的输出和/或第二主放大器388310的输出可操作地耦合到第二传输线388600。
在一些示范性方面中,多个支节388800可以例如将第一可控制PA 388200的输出和/或第二PA 388210的输出可操作地耦合到第二传输线388600。
在一些示范性方面中,支节388800的长度可以基于例如驱动器RF信号388360和/或RF驱动器信号388365的波长的八分之一
在一些示范性方面中,第二传输线388600和多个支节388800可以被配置为在第一主放大器388300的第一输出处、第二主放大器388310的输出处、第一可控制PA 388200的输出处和/或第二可控制PA 388210的输出处提供串行负载。
在一些示范性方面中,第一驱动器放大器388100和/或第二驱动器放大器388110可以包括例如第一匹配网络388130和第二匹配网络388135。例如,第一匹配网络388130的输入可以耦合到多个支节388800中的第一支节,并且第二匹配网络388135的输入可以耦合到多个支节388800中的第二支节。
在一些示范性方面中,第一和/或第二匹配网络(例如匹配网络388130和/或388135)可以被配置为将第一和第二支节的阻抗匹配于第三传输线388700的阻抗。
在一些示范性方面中,例如,第一驱动器放大器388100可以包括第一功率放大器388120,其具有可以可操作地耦合到第一匹配网络388130的第一输出的输入。第一驱动器放大器38100可以包括第一输出,其可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节。
在一些示范性方面中,第一驱动器放大器388100可以包括第二功率放大器388125,其具有可以可操作地耦合到第二匹配网络388135的第二输出的输入。例如,第一驱动器放大器388100可以包括第二输出,其可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节。
在一些示范性方面中,例如,第二驱动器放大器388110可以包括第一功率放大器,其具有可以可操作地耦合到第二驱动器放大器388110的第一匹配网络的第一输出的输入。第二驱动器放大器388110可以包括第一输出,其可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节。
在一些示范性方面中,第二驱动器放大器388110可以包括第二功率放大器,其可以具有可操作地耦合到第二驱动器放大器388110的第二匹配网络的第二输出的输入。例如,第二驱动器放大器388110可以具有第二输出,其可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节。
在一些示范性方面中,支节388800中的一个或多个可以用作2合1组合器,以将第一和第二功率放大器的输出组合为驱动器RF信号388360和/或驱动器RF信号388365。
在一些示范性方面中,第一主放大器388300可以包括第一匹配网络388320和第二匹配网络388325。例如,第一匹配网络388320可以包括例如可操作地耦合到多个支节388800中的支节的第一输入,并且第二匹配网络388325可以包括可以可操作地耦合到多个支节388800中的另一支节的第二输入。例如,第一匹配网络388320和/或第二匹配网络388325可以被配置为将支节388800的阻抗匹配于第一传输线388600的阻抗。
在一些示范性方面中,第一主放大器388300可以包括第一功率放大器388330和/或第二功率放大器388335。例如,第一功率放大器388330可以包括可以可操作地耦合到第一匹配网络388320的第一输出的第一输入和可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节的第一输出。第二功率放大器388335可以包括可以可操作地耦合到第二匹配网络388325的第二输出的第二输入和可以可操作地耦合到多个支节中的另一支节的第二输出。例如,可操作地耦合到传输线388600和传输线388600的支节可以被配置作为4合1组合器。
在一些示范性方面中,第二主放大器388310可以包括例如第一和第二匹配网络和第一和第二功率放大器,其可以被配置为操作为例如第一和第二匹配网络和第一主放大器388300中的第一和第二功率放大器,例如,如上所述。
在一些示范性方面中,第一可控制PA 388200可以包括第一匹配网络388220和第二匹配网络388225。例如,第一匹配网络388220可以包括可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节的第一输入,并且第二匹配网络388225可以包括可以可操作地耦合到多个支节388800中的另一支节的第二输入。例如,第一匹配网络388220可以被配置为将支节的阻抗匹配于第一传输线388500的阻抗。
在一些示范性方面中,第一可控制PA 388200可以包括第一功率放大器388230和第二功率放大器388235。例如,第一功率放大器388230可以包括可以可操作地耦合到第一匹配网络388220的第一输出的第一输入和可以可操作地耦合到多个支节388800中的支节的第一输出。第二功率放大器388235可以包括可以可操作地耦合到第二匹配网络388225的第二输出的第二输入和可以可操作地耦合到多个支节388800中的另一支节的第二输出。在一个示例中,支节388800可以被配置为匹配第一功率放大器388230的第一输出和第二功率放大器388235的第二输出与第二传输线388600之间的阻抗。
在一些示范性方面中,RF输入信号388350可以分离4路,并且可以馈送到第一驱动器放大器388130和第二驱动器放大器388110。例如,第一驱动器放大器388130和第二驱动器放大器388310可以放大RF输入信号388350,并且可以提供四个输出RF信号。
在一个示例中,四个RF输出信号的每个配对可以例如由SQWL巴伦388400在第一级的顶部一半和底部一半处组合,SQWL巴伦388400可以包括例如第一和/或第二2合1功率组合器,其输出阻抗可以是例如50Ω。第一和第二2合1功率组合器可以放大驱动器RF信号388360,和/或可以放大驱动器RF信号388365。例如,放大驱动器RF信号388360和/或放大驱动器RF信号388365可以在第二级的顶部一半和底部一半处在第一主放大器388300、第二主放大器388310、第一可控制放大器388200和/或第二可控制放大器388210之间得以分离。例如,SQWL巴伦388400可以包括至少两个4合1分离器,其输入阻抗可以被配置为例如50Ω,其可以用以在第一主放大器388300、第二主放大器388310、第一可控制放大器388200和/或第二可控制放大器388210之间分离驱动器RF信号388360和/或放大驱动器RF信号388365。
在一个示例中,SQWL巴伦388400可以包括8路功率组合器,其可以运作为SQWL巴伦388400的顶部一半与底部一半之间的两路并行组合器。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦(balun)388400可以包括四路串行组合器,其可以被配置为将第一PA 388200的输出和/或第二PA388210的输出与第一主放大器388300的输出和/或第二主放大器388310的输出组合。例如,四路串行组合器可以包括第二传输线388600和多个支节388800。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,其可以被配置为以TDD模式操作。在一些示范性方面中,RF电路425可以包括Tx链,其中Tx链的一些组件和/或功能可以被配置为在Rx链中重复使用,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括至少一个I/Q生成器,其可以被配置为例如在无线电的Rx模式期间重复使用Tx链的一个或多个元件,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I/Q生成器可以被配置为例如在Rx模式期间重复使用极坐标发射机的相位调制链的一个或多个元件,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,实现在Rx模式下重复使用Tx链的元件的I/Q生成器可以提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题。例如,在Rx模式期间重复使用极坐标发射机的相位调制链的一个或多个元件可以允许减小管芯面积。例如,可以在Tx模式下使用的基于注入锁定的振荡器调制器可以在Rx模式期间被重复使用为I或Q LO,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,mmWave发射机和/或接收机和/或任何其他类型的发射机和/或接收机可以以时分双工(TDD)模式操作。例如,在TDD模式下,相同频带和/或至少部分重叠的频带可以用于Tx和Rx两者。例如,通过将交替时隙分配给发送和接收操作,可以在Tx模式和Rx模式之间共享频段,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机芯片(例如,半双工收发机)可以被配置为以TDD模式操作。例如,收发机芯片可以包括较大无源元件,其可能需要较大芯片面积。例如,在无源元件之间具有寄生耦合的较大芯片面积可能导致不希望的效果。
在一些示范性方面中,例如,当收发机可以在Tx模式和/或Rx模式下操作时,可以重复使用一个或多个较大无源元件。例如,极坐标Tx的相位调制链的一个或多个元件可以在Rx操作模式期间重复使用,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,极坐标Tx的相位调制链可以包括例如一个或多个元件,其可以例如在Tx模式下用作基于注入锁定的振荡器调制器,并且可以例如在Rx模式下重复使用,例如,作为I LO和/或QLO。例如,可以在Rx模式和Tx模式两者下使用单个LO来执行LO相移,这可以例如至少针对相控阵应用来实现。
在一些示范性方面中,I/Q生成器可以被包括作为上变频器和/或下变频器的一部分和/或可以执行上变频器和/或下变频器的一个或多个操作和/或功能,例如,作为子系统415(图4)和/或无线电链的一部分,例如,作为子系统435(图4)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分,如果期望。
现参照图389,其示意性地示出根据一些示范性方面的收发机389100的框图。在一个示例中,收发机389100的一个或多个元件可以实现为收发机371100(图371)的一部分和/或执行其一个或多个功能。
如图389所示,在一些示范性方面中,收发机389100可以包括半双工收发机。例如,收发机389100可以包括半双工收发机,其可以以TDD模式操作。
在一些示范性方面中,收发机389100可以被配置为通过2.4GHz频段、5GHz频段、mmWave频段、Sub-1GHz(S1G)频段和/或任何其他频段进行通信。
在其他方面中,收发机389100可以包括任何其他类型的收发机,以通过任何其他附加或替代频段进行通信。
在一些示范性方面中,收发机389100可以包括至少一个天线端口389180以耦合一个或多个天线389185,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机389100可以包括和/或可以通过至少一个天线端口389180可操作地耦合到天线389185中的一个或多个。
在一些示范性方面中,天线389185中的一个或多个可以包括内部天线、偶极天线、相控阵列天线、八木天线、天线阵列等。
在一些示范性方面中,收发机389100可以包括LNA 389170,其可以被配置为例如基于从一个或多个天线端口389180接收的信号389182生成Rx信号389175,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机389100可以包括PA 389160,其可以被配置为例如放大Tx信号389126并且通过一个或多个天线端口389180向一个或多个天线389185提供放大的信号。
在一些示范性方面中,收发机389100可以包括I/Q信号生成器389110以生成一个或多个I和/或Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括LO 389115以生成LO信号389117,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括可控制相位调制链389120,其可以被配置为例如在Tx模式和/或在Rx模式下调制LO信号389117的相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括可控制相位调制链389130,其可以被配置为例如在Rx模式下基于LO信号389117生成Q相移位信号389136,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括混频器电路389140,其可以被配置为例如在Rx模式下将例如来自一个或多个天线端口389180的Rx信号389175与一个或多个LO信号混合,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 389115可以被配置为生成具有频率的LO信号389117,该频率可以是载波频率(表示为fcarrier)的三分之一,例如(fcarrier/3)。在一个示例中,例如,当收发机389100被配置为用于在60GHz频段中操作时,LO信号389117可以具有20GHz的频率例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 389115可以包括例如晶体振荡器、可变频率振荡器、频率综合器等。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389120可以包括移相器389122,其可以被配置为生成例如相移信号389123,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389120可以包括三倍器389124,其可以被配置为通过例如在Tx模式下对相移信号389123进行三倍化来生成Tx信号389126,并且通过例如在Rx模式下对相移信号389123进行三倍化来生成相移I信号389128,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389120可以被配置为例如在Tx模式下基于LO信号389117生成例如Tx信号389126,并且例如在Rx模式下基于LO信号389117生成例如相移I信号389128,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器389122和/或三倍器389124可以被配置为例如在Tx模式下生成Tx信号389126,并且可以例如在Rx模式下重复使用以生成相移I信号389128,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器389122可以被配置为移位LO信号389117的相位,例如,偏移第一相移,例如其中,表示从LO信号389117的相位的相移,其中,表示相对于LO信号389117的相位,可控制相位调制链29120的输出的相移,例如Tx信号389126和/或相移I信号389128。
在一些示范性方面中,移相器389122可以被配置为例如基于LO信号389117生成相移信号389123。
在一些示范性方面中,三倍器389124可以被配置为例如在Tx模式下生成Tx信号389126,例如,通过对相位调制信号389123的相位和频率进行三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器389124可以被配置为例如在Rx模式下生成相移I信号389128,例如,通过对相移信号389123的相位和频率进行三倍化。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括切换器389155,其可以被配置为选择性地将可控制相位调制链389120连接到PA 389160或者将可控制相位调制链389120从PA 389160断开。例如,可以控制切换器389155以将可控制相位调制链389120连接到PA389160,例如,在Tx模式下,和/或将可控制相位调制链389120从PA 389160断开,例如,在Rx模式下。
例如,在Tx模式下,切换器389155可以将Tx信号389126施加到PA 389160,并且PA389160可以放大Tx信号389126以通过天线端口389180向一个或多个天线389185提供放大的Tx信号,例如,向相位阵列天线389185的元件提供。
在一些示范性方面中,I/Q生成器389110可以包括切换器389150,其可以被配置为选择性地将可控制相位调制链389120连接到混频器电路389140或者将可控制相位调制链389120从混频器电路389140断开。例如,可以控制切换器389150以将可控制相位调制链389120连接到混频器电路389140,例如,在Rx模式下,和/或将可控制相位调制链389120从混频器电路389140断开,例如,在Tx模式下。
例如,在Rx模式下,切换器389150可以将相移I信号389128施加到混频器电路389140,并且混频器电路389140可以例如基于相移I信号389128将Rx I信号389175下变频为IF信号。
在一些示范性方面中,例如,切换器389150和/或切换器389155可以包括FET、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和/或任何其他切换器。
在一些示范性方面中,切换器389155和/或切换器389150可以例如由控制器389200控制,例如,基于收发机389100的操作模式。例如,控制器389200可以包括或可以实现为基带控制器或任何其他控制电路、子系统和/或逻辑的一部分。
例如,在Tx模式下,控制器389200可以控制切换器389155以可操作地连接三倍器389124的输出和PA 380160的输入,和/或控制器389200可以控制切换器389150以可操作地将三倍器389124的输出从混频器电路389140断开。
例如,在Rx模式下,控制器389200可以控制切换器389155以可操作地将三倍器389124的输出从PA 380160的输入断开,和/或控制器389200可以控制切换器389150以可操作地将三倍器389124的输出连接到混频器电路389140。
在其他方面中,可以实现任何其他切换配置以可切换地连接在可控制相位调制链389120和PA 389160和/或混频器389140之间。在一个示例中,可以实现一个切换器或两个以上切换器以可切换地将信号389126提供至PA 380160或混频器389140。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389130可以包括移相器389132,其可以被配置为生成例如相移信号389138,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389130可以包括三倍器389134,其可以被配置为将相移信号389138三倍化为相移Q信号389136,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制相位调制链389130可以被配置为例如在Rx模式下基于LO信号389117生成相移信号389138,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,移相器389132和/或三倍器389134可以被配置为例如在Rx模式下生成相移Q信号389136,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器389132可以被配置为将LO信号389117的相位偏移,例如,偏移第二相移,例如在其他示范性方面中,例如,在可以不包括三倍器389134和/或三倍器389134的方面中,移相器389132可以被配置为将LO信号389117的相位偏移例如第二相移,例如
在一些示范性方面中,移相器389132可以被配置为例如基于LO信号389117生成相移信号389138。
在一些示范性方面中,三倍器389124可以被配置为例如,通过对相移信号389138的相位和频率进行三倍化例如在Rx模式下生成相移Q信号389136。
在一些示范性方面中,移相器389132可以被配置为例如在Rx模式下将LO信号389117的相位偏移例如达第二相移。例如,第二相移可以包括第一相移的90度旋转,例如
例如,相移Q信号389136可以包括例如具有90度旋转(例如)的相移的载波频率fcarrier,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,相移I信号389128和/或相移Q信号389136可以包括例如具有相移(例如相移)的载波频率fcarrier。
在一些示范性方面中,三倍器389134可以将相移Q信号29136提供给混频器电路389140,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,混频器电路389140可以例如从LNA 389170接收Rx信号389175,并且可以将Rx信号389175与相移I信号389128混合成例如I相位信号389143,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,混频器电路389140可以将Rx信号389175与相移Q信号389136混合成Q相位信号389146,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频器电路389140可以包括混频器389142和/或混频器389145。例如,在Rx模式下,混频器389142可以将Rx信号389175与相移I信号389128混合成I相位信号389143,和/或混频器29145可以将Rx信号389175与相移Q信号389136混合成Q相位信号389146。
在一些示范性方面中,I相位信号389143和/或Q相位信号389146可以包括例如基带信号。
在一些示范性方面中,I相位信号389143可以用作I-IF信号和/或Q相位信号389146可以用作Q-IF信号,例如,以提供给基带,例如,发送电路315和/或接收电路320(图3A)内的IF和基带处理电路。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,可以包括至少一个异相功率放大器,配置为放大RF信号。在一些示范性方面中,至少一个异相功率放大器可以例如通过Chireix亚四分之一波长巴伦实现,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在无线电架构中实现异相功率放大器可以提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题,例如,通过在占用较少管芯面积的同时提高功率放大器的效率和/或提供高功率等级,和/或提供任何其他附加或替选技术益处和/或优点。
在一些示范性方面中,异相功率放大器可以被配置为提供RF信号的高效放大,例如,如下所述。例如,有效地组合多个功率放大器的输出的能力可以至少允许例如实现高功率等级信号的技术益处。
在一些示范性方面中,异相功率放大器可以可操作地耦合到亚四分之一波长(SQWL)巴伦。例如,SQWL巴伦可以被配置为采用Chireix组合器方案,例如,以至少允许有效的功率组合和/或高功率等级,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL巴伦可以被配置为采用选择性电感组,其可以是数字控制的,并且例如因此可以允许增加Chireix组合器的带宽。
在一些示范性方面中,如果期望,则异相功率放大器可以被包括作为无线电链电路的一部分和/或可以执行无线电链电路的一个或多个操作和/或功能,例如,作为子系统435的一部分(图4)和/或任何其他子系统和/或元件。
现参照图390,图390示意性地示出根据一些示范性方面的发射机390000的框图。例如,发射机390000的一个或多个元件和/或组件可以实现为收发机371100的一部分,例如,如上面参照图371所述。
在一些示范性方面中,发射机390000可以包括RF放大器390100。例如,RF放大器390100可以包括多个外部异相放大器,例如,包括第一异相放大器390200和/或第二异相放大器390300,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,异相放大器390200和/或异相放大器390300可以被配置为例如恒定包络放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一恒定包络放大器(例如,异相放大器390110)可以被配置为以与第二恒定包络放大器(例如,异相放大器390120)不同的相位操作,例如,如下所述。
在其他方面中,异相放大器390200和/或异相放大器390300可以具有任何其他配置和/或可以根据任何其他参数操作。
在一些示范性方面中,例如,幅度调制信号Sin(t)=A(t)cos(ωt)可以被重写为两个“恒定幅度”信号S1(t)和S2(t)之和,例如,其中:
S1(t)=cos(wt+cos-1(A(t)))
S1(t)=cos(wt-cos-1(A(t))) (10)
在一个示例中,角度θ=cos-1(A(t))可以表示异相角,其可以例如以表示第一异相放大器390200和第二异相之间的相移的度量来使用。例如,如果第一异相放大器390200和第二异相放大器390300具有增益G,则可以确定组合输出,例如,如下:
Sout(t)=G·(S1(t)+S2(t))
=2·G·A(t)·cos(wt) (11)
在一些示范性方面中,可以通过具有不同相位的两个恒定包络放大器(例如,第一异相放大器390200和第二异相放大器390300来放大调制信号,例如,如下所述。
有利地,例如,甚至对于所有输入功率等级,对于恒定包络放大器中的任何给定输入幅度等级具有恒定幅度可以提供高效率。
在一些示范性方面中,RF放大器390100可以包括SQWL四路组合器巴伦390400,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦390400可以包括例如Chireix组合器。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦390400可以包括例如非隔离组合器。
在其他方面中,SQWL四路组合器巴伦390400可以包括任何其他组合器。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦390400可以被配置为非隔离组合器,例如,Chireix组合器,以提供负载拉动并因此提高效率,例如,如下所述。例如,在非隔离组合器的情况下,第一异相放大器390200和第二异相放大器390300的阻抗可以由Z1=RL/2+j*tan(θ)/2和Z2=RL/2-j*tan(θ)/2确定。
在一些示范性方面中,Chireix组合器可以提供通过在每个放大器(例如,第一异相放大器390200和第二异相放大器390300)的输出处添加电容和电感并且使每个放大器看到的无功元件谐振j*tan(θ)/2来优化非隔离组合器的效率的技术。在该示例中,每个放大器可以看到RL/2的纯实阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一异相放大器390200可以包括第一异相放大器电路390210,其可以被配置为例如基于第一输入信号提供第一I信号,和/或例如基于第二输入信号提供第一Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二异相放大器电路390220可以被配置为例如基于第一输入信号提供第二I信号,和/或例如基于第二输入信号提供第二Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二异相放大器390300可以包括第三异相放大器电路390310,其可以被配置为例如基于第三输入信号提供第三I信号,和/或例如基于第四输入信号提供第三Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二异相放大器390300可以包括第四异相放大器电路390320,其可以被配置为例如基于第三输入信号提供第四I信号,和/或例如基于第四输入信号提供第四Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦390400可以包括:第一电感支节,用于将第一I信号和第二I信号耦合到第一传输线;第二电感支节,用于将第三I信号和第四I信号耦合到第一传输线;第一电容支节,用于将第一Q信号和第二Q信号耦合到第一传输线;和/或第二电容支节,用于将第三Q信号和第四Q信号耦合到第二传输线,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一传输线可以被配置为例如,基于第一I信号、第二I信号、第一Q信号和/或第二Q信号的组合提供第一RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二传输线可以被配置为例如,基于第三I信号、第四I信号、第三Q信号和/或第四Q信号的组合提供第二RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一异相放大器电路390210可以包括可以可操作地耦合到第一电感支节的第一放大器和/或可以可操作地耦合到第一电容支节的第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二异相放大器电路390220可以包括可以可操作地耦合到第一电感支节的第一放大器和/或可以耦合到第一电容支节的第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第三异相放大器电路390310可以包括可以可操作地耦合到第二电感支节的第一放大器和/或可以可操作地耦合到第二电容支节的第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第四异相放大器电路390320可以包括可以可操作地耦合到第二电感支节的第一放大器390325和/或可以可操作地耦合到第二电容支节的第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一异相放大器390215、第二异相放大器390225、第三异相放大器390315和/或第四异相放大器390325的异相放大器(例如,每个异相放大器)可以包括I/Q生成器以基于LO I信号生成初始I信号,并且基于LO Q信号生成初始Q信号,例如,如下所述。
例如,第一异相放大器390215可以包括I/O生成器390127,第二异相放大器390225可以包括I/O生成器390227,第三异相放大器390315可以包括I/O生成器390317,和/或第四异相放大器390325可以包括I/O生成器390337,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一异相放大器390215、第二异相放大器390225、第三异相放大器390315和/或第四异相放大器390325中的异相放大器(例如,每个异相放大器)可以包括相位调制器电路,用于通过基于异相放大器的第一输入调制初始I信号来生成相位调制I信号,并且通过基于异相放大器的第二输入调制初始Q信号来生成相位调制Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一异相放大器390215、第二异相放大器390225、第三异相放大器390315和/或第四异相放大器390325中的异相放大器(例如,每个异相放大器)可以包括通过放大相位调制I信号输出放大的I信号的第一放大器以及通过放大相位调制Q信号输出放大的Q信号的第二放大器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,SQWL四路组合器巴伦390400的第一电感支节可以被配置为将预定阻抗(例如,25欧姆阻抗或任何其他阻抗)施加到异相放大器390215、390225、290315和/或390325中的第一放大器的输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,SQWL四路组合器巴伦390400的第一电感支节可以被配置为将预定阻抗(例如,25欧姆阻抗或任何其他阻抗)施加到异相放大器390215、390225、390315和/或390325中的第二放大器的输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第二电感支节可以被配置为将例如25欧姆阻抗或任何其他阻抗施加到异相放大器390215、390225、390315和/或390325中的第一放大器的输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第二电容支节可以将例如25欧姆阻抗或任何其他阻抗施加到异相放大器390215、390225、390315和/或390325中的第二放大器的输出,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF放大器390100可以包括LO 390500以生成LO I信号和LOQ信号。
在一些示范性方面中,发射机390000可以包括或可以可操作地耦合到一个或多个天线390700,例如,可操作地耦合到RF放大器390100。例如,一个或多个天线390700可以包括相控阵列天线、偶极天线、内部天线、天线阵列等。
在一些示范性方面中,发射机390000可以包括信号处理器390600。例如,信号处理器390600可以被配置为生成I和Q输入信号。例如,I和Q输入信号可以施加到异相放大器390215、390225、390315和/或390325的输入。
参照图391,图391示意性地示出根据一些示范性方面的采用SQWL巴伦391100作为负载的异相放大器391000的框图。例如,具有SQWL巴伦391100的异相放大器391000可以执行RF放大器390100(图390)的一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,异相放大器391000可以包括第一异相放大器391200、第二异相放大器391300、第三异相放大器391400和/或第四异相放大器391500,例如,如下所述。例如,异相放大器391200、391300、391400和/或391500可以被配置为执行RF功率放大器的一个或多个操作。
在一些示范性方面中,第一异相放大器电路391200可以被配置为基于第一输入信号391020(例如,输入I信号)提供第一I信号391212,并且基于第二输入信号391010(例如,输入Q信号)提供第一Q信号391214。
在一些示范性方面中,第二异相放大器电路391300可以被配置为例如基于第一输入信号391020提供第二I信号391312,并且例如基于第二输入信号391010提供第二Q信号391314。
在一些示范性方面中,第三异相放大器电路391400可以例如基于第三输入信号391030提供第三I信号391412,并且例如基于第四输入信号391040提供第三Q信号391414。
在一些示范性方面中,第四异相放大器电路391500可以例如基于第三输入信号391030提供第四I信号391512,并且例如基于第四输入信号391040提供第四Q信号391514。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦391100可以包括第一电感支节391110,其可以将第一I信号391212和第二I信号391312耦合到第一传输线391120。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦391100可以包括第二电感支节391130,其可以将第三I信号391412和第四I信号391512耦合到第一传输线391120。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦391100可以包括第一电容性截线391140,其可以将第一Q信号391214和第二Q信号391314耦合到第一传输线391120。
在一些示范性方面中,SQWL四路组合器巴伦391100可以包括第二电容支节391150,以将第三Q信号391414和第四Q信号391514耦合到第二传输线391160。
在一些示范性方面中,第一传输线391120可以例如基于第一I信号391212、第二I信号391312、第一Q信号391214和/或第二Q信号391314的组合提供第一RF信号391050。
在一些示范性方面中,第二传输线391160可以例如基于第三I信号391412、第四I信号391512、第三Q信号391414和/或第四Q信号391514的组合提供第二RF信号391060。
在一些示范性方面中,第一异相放大器电路391200可以包括第一放大器391210和第二放大器391220,第一放大器391210可以可操作地耦合到第一电感支节391110,第二放大器391220可以可操作地耦合到第一电容支节391140。
在一些示范性方面中,第二异相放大器电路391300可以包括第一放大器391310和第二放大器391320,第一放大器391310可以可操作地耦合到第一电感支节391110,第二放大器391320可以可操作地耦合到第一电容支节391140。
在一些示范性方面中,第三异相放大器电路391400可以包括第一放大器391410和第二放大器391420,第一放大器391410可以可操作地耦合到第二电感支节391130,第二放大器391420可以可操作地耦合到第二电容支节391150。
在一些示范性方面中,第四异相放大器电路391500可以包括第一放大器391510和第二放大器391520,第一放大器391510可以可操作地耦合到第二电感支节391130,第二放大器391520可以可操作地耦合到第二电容支节391150。
在一些示范性方面中,第一异相放大器391200可以包括第一匹配网络391230和第二匹配网络391240,第一匹配网络391230可以被配置为将第一放大器391210的阻抗匹配到例如50欧姆,第二匹配网络391240可以被配置为将第二放大器391220的阻抗匹配到例如50欧姆。在其他方面中,可以使用任何其他匹配阻抗。
在一些示范性方面中,第二异相放大器391300可以包括第一匹配网络391330和第二匹配网络391340,第一匹配网络391330可以被配置为将第一放大器391310的阻抗匹配到例如50欧姆,第二匹配网络391340可以被配置为将第二放大器391320的阻抗匹配到例如50欧姆。在其他方面中,可以使用任何其他匹配阻抗。
在一些示范性方面中,第三异相放大器391400可以包括第一匹配网络391430和第二匹配网络391440,第一匹配网络391430可以被配置为将第一放大器391410的阻抗匹配到例如50欧姆,第二匹配网络391440可以被配置为将第二放大器391420的阻抗匹配到例如50欧姆。在其他方面中,可以使用任何其他匹配阻抗。
在一些示范性方面中,第四异相放大器391500可以包括第一匹配网络391530和第二匹配网络391540,第一匹配网络391530可以被配置为将第一放大器391510的阻抗匹配到例如50欧姆,第二匹配网络391540可以被配置为将第二放大器391520的阻抗匹配到例如50欧姆。在其他方面中,可以使用任何其他匹配阻抗。
在一些示范性方面中,例如,异相放大器391200、391300、391400和/或391500中的异相放大器(例如,每个异相放大器)可以包括I/Q生成器。例如,异相放大器391200可以包括I/Q生成器391250,异相放大器391300可以包括I/Q生成器391350,异相放大器391400可以包括I/Q生成器391450,和/或异相放大器391500可以包括I/Q生成器391550。
在一些示范性方面中,I/Q生成器391250可以被配置为基于LO I信号(例如,LO I信号31070)生成初始I信号(例如,初始I信号391260),并且基于LO Q信号(例如,LO Q信号391080)生成初始Q信号(例如,初始Q信号391270)。
在一些示范性方面中,I/Q生成器391250可以被配置为基于LO I信号(例如,LO I信号391071)生成初始I信号(例如,初始I信号391360),并且基于LO Q信号(例如,LO Q信号391081)生成初始Q信号(例如,初始Q信号391370)。
在一些示范性方面中,I/Q生成器391450可以被配置为基于LO I信号(例如,LO I信号391072)生成初始I信号(例如,初始I信号391460),并且基于LO Q信号(例如,LO Q信号31082)生成初始Q信号(例如,初始Q信号391470)。
在一些示范性方面中,I/Q生成器391550可以被配置为基于LO I信号(例如,LO I信号391073)生成初始I信号(例如,初始I信号391560),并且基于LO Q信号(例如,LO Q信号391083)生成初始Q信号(例如,初始Q信号391570)。
在一些示范性方面中,例如,异相放大器391200、391300、391400和/或391500中的异相放大器(例如,每个异相放大器)可以包括相位调制器电路,以通过基于异相放大器的第一输入调制初始I信号来生成相位调制I信号,和/或通过基于异相放大器的第二输入调制初始Q信号来生成相位调制Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,第一异相放大器391200可以包括第一放大器391210和/或第二放大器391220,第一放大器391210可以被配置为通过放大相位调制I信号391282来输出I信号391212,第二放大器391220可以被配置为通过放大相位调制Q信号391284来输出Q信号391214。
在一些示范性方面中,例如,第二异相放大器391300可以包括第一放大器391310和/或第二放大器391320,第一放大器391310和可以被配置为通过放大相位调制I信号391382来输出I信号391312,第二放大器391320可以被配置为通过放大相位调制Q信号391384来输出Q信号391314。
在一些示范性方面中,例如,第三异相放大器391400可以包括第一放大器391410和/或第二放大器391420,第一放大器391410可以被配置为通过放大相位调制I信号391482来输出I信号391412,第二放大器391420可以被配置为通过放大相位调制Q信号391484来输出Q信号391414。
在一些示范性方面中,例如,第四异相放大器391400可以包括第一放大器391410和/或第二放大器391420,第一放大器391410可以被配置为通过放大相位调制I信号391482来输出I信号391412,第二放大器391420可以被配置为通过放大相位调制Q信号391484来输出Q信号391414。
在一些示范性方面中,例如,第一异相放大器391200可以包括相位调制器391280,其可以被配置为通过例如利用输入I信号391020和/或输入Q信号391020调制内部I信号391260和/或内部Q信号391270来生成相位调制I信号391282和/或相位调制Q信号391284。
在一些示范性方面中,例如,第二异相放大器391300可以包括相位调制器391380,其可以被配置为通过例如利用输入I信号391020和/或输入Q信号391020调制内部I信号391360和/或内部Q信号391370来生成相位调制I信号391382和/或相位调制Q信号391384。
在一些示范性方面中,例如,第三异相放大器391400可以包括相位调制器391480,其可以被配置为通过例如利用输入I信号391020和/或输入Q信号391020调制内部I信号391460和/或内部Q信号391470来生成相位调制I信号391482和/或相位调制Q信号391484。
在一些示范性方面中,例如,第四异相放大器391500可以包括相位调制器391580,其可以被配置为通过例如利用输入I信号391020和/或输入Q信号391020调制内部I信号391560和/或内部Q信号391570来生成相位调制I信号391582和/或相位调制Q信号391584。
在一些示范性方面中,例如,电感支节(例如,第一电感支节391110和/或第二电感支节391130)可以被配置为将25欧姆阻抗施加到异相放大器391200、391300、391400和/或391500的第一放大器的输出(例如,每个输出)。
在一些示范性方面中,例如,电容支节(例如,第一电容支节391140和/或第二电容支节391150)可以被配置为将25欧姆阻抗施加到异相放大器391200、391300、391400和/或391500的第二放大器的输出(例如,每个输出)。
在其他方面中,第一电感支节391110、第二电感支节391130、第一电容支节391140和/或第二电容支节391160可以被配置为向一个或多个异相放大器391200、391300、391400和/或391500的第一放大器和/或第二放大器的一个或多个输出提供任何其他阻抗。
在一些示范性方面中,异相放大器391000可以包括LO分离器391600和/或LO分离器391650。例如,LO分离器391600和/或LO分离器31650可以被配置为从LO(例如,LO 390500(图390))接收LO信号。例如,LO分离器391600可以将LO信号分离为例如LO I信号391070和/或391073,和/或分离为LO Q信号391080和/或391083。例如,LO分离器391650可以将LO信号分离为例如LO I信号391071和/或391072,和/或分离为LO Q信号391081和/或391082。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,其可以包括至少一个移相器(又称为“相位旋转器”),其可以被配置为例如基于一个或多个预定相位值将信号的相位偏移和/或旋转到期望相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器可以实现为可控制移相器,例如,电压受控移相器,其可以被配置为提供例如低功率和/或高分辨率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则可控制移相器可以被包括作为无线电链电路的一部分,例如,作为子系统435(图4)的一部分和/或任何其他子系统和/或元件,和/或可以执行无线电链电路的一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,可控制移相器可以被配置为对例如同相(I)信号的相位和/或正交相(Q)信号的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,可控制移相器可以例如根据星座图来校准,以例如以可控制移相器的最大增益提供高等级的精度和/或高调节率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以校准可控制移相器,以例如以高准确度校正I/Q增益和/或相位失衡。
在一些示范性方面中,可控制移相器可以包括例如I相移电路,其可以被配置为例如基于I信号和Q信号提供相移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以被配置为通过例如根据第一控制信号对I信号的相位进行偏移来提供第一偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以被配置为通过例如根据第二控制信号对Q信号的相位进行偏移来提供第一偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以被配置为例如通过将第一偏移I信号与第一偏移Q信号组合提供相移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器可以包括例如Q相移电路,其可以被配置为例如基于Q信号和I信号提供相移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以被配置为通过例如根据第三控制信号对I信号的相位进行偏移来提供第二偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以被配置为通过例如根据第四控制信号对Q信号的相位进行偏移来提供第二偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以被配置为例如通过将第二偏移I信号与第二偏移Q信号组合提供相移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路和/或Q相移电路可以包括例如电压受控相移电路,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以包括例如第一电压数模转换器(VDAC),其可以被配置为将第一控制信号转换为I控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以被配置为例如根据I控制电压来对I信号的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以包括例如第二VDAC,其可以被配置为将第二控制信号转换为Q控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路可以被配置为例如根据Q控制电压来对Q信号的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以包括例如第一VDAC,以将第三控制信号转换为I控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以被配置为例如根据I控制电压来对I信号的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以包括例如第二VDAC,其可以被配置为将第四控制信号转换为Q控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路可以被配置为例如根据Q控制电压来对Q信号的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器可以被配置为例如向发送(Tx)路径处的一个或多个功率放大器(PA)和/或从接收(Rx)路径处的一个或多个低噪声放大器(LNA)提供相移I信号和/或相移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,实现可控制移相器(例如,如本文所述)可以例如通过例如独立于分辨率提供具有功耗的高度线性移相器提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题,和/或提供任何其他附加或替选技术益处和/或优点。
在一些示范性方面中,可控制移相器可以被配置为提供高分辨率,例如甚至接近低和/或高增益设置,例如,如下所述。
参照图392,其示意性地示出根据一些示范性方面的收发机392000的框图。例如,收发机392000的一个或多个元件和/或组件可以实现为收发机371100的一部分,例如,如上面参照图371所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如半双工收发机和/或全双工收发机,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括毫米波收发机,其可以被配置为在60GHz频段上操作。在其他方面中,收发机392000可以包括被配置为在任何其他附加或替代频段上操作的任何其他类型的收发机。
在一些示范性方面中,收发机392000可以可操作地耦合到多个Rx天线392100和/或多个Tx天线392150,例如,如下所述。例如,Rx天线392100和/或Tx天线392150可以包括例如一个或多个天线元件、一个或多个相控阵列天线、一个或多个偶极天线、一个或多个内部天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如本地振荡器(LO)392200,其可以被配置为例如生成LO信号392205,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 392200可以包括例如晶体振荡器、锁相环(PLL)、注入LO(ILO)和/或任何其他类型的LO。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如LO分配网络电路392300,其可以被配置为将相移LO信号分发到例如一个或多个发射机和/或接收机组件、电路和/或子系统,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,相移LO信号可以包括例如正弦信号392264和/或余弦信号392274,例如,如下所述。在其他方面中,可以使用任何其他附加或替代LO信号。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如接收机392200,其可以被配置为例如从Rx天线392100接收例如一个或多个Rx射频(RF)信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,接收机392200可以包括例如多个LNA392210,其可以例如分别可操作地耦合到多个Rx天线392100。例如,可以可操作地耦合到Rx天线392100的LNA392210可以被配置为例如通过放大来自Rx天线392100的RF信号392230来提供Rx信号392220,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,接收机392200可以包括例如多个混频器392250,其可以例如分别可操作地耦合到多个LNA 392210。例如,耦合到LNA 392210的混频器392250可以被配置为例如根据来自LNA392210的RF信号392220生成I信号392262和/或Q信号392272,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,接收机392200可以包括例如多个可控制移相器392240,其可以例如分别可操作地耦合到多个混频器392250。例如,可操作地耦合到混频器32250的可控制移相器392240可以被配置为偏移来自混频器392250的I信号392262的相位和/或Q信号392272的相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频器392250可以包括例如第一混频器392260,其可以可操作地耦合到可控制移相器392240的第一输入392265,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一混频器392260可以被配置为通过例如根据正弦信号392264对Rx信号392220进行混频来生成I信号392262,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频器392250可以包括例如第二混频器392270,其可以可操作地耦合到可控制移相器392240的第二输入392275,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二混频器392270可以被配置为通过例如根据余弦信号392274对Rx信号39220进行混频来生成Q信号392272,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个可控制移相器392240可以被配置为可控制地将多个各个相移应用于多个Rx天线392100,例如,如下所述。例如,可以控制移相器392240以向Rx天线392100应用各个多个相移,其可以被配置为例如根据Rx波束赋形方案例如生成和/或转向波束,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器392240可以被配置为例如根据第一控制信号392410对I信号392262的相位进行偏移,并且提供相移I信号392280,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器392240可以被配置为例如根据第二控制信号392420对Q信号392272的相位进行偏移,并且提供相移Q信号392290,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括Q Rx组合器392510,其可以可操作地耦合到多个可控制移相器392240。例如,Q Rx组合器392510可以被配置为将来自多个可控制移相器392240的多个相移Q信号392290组合为例如Q中频(IF)Rx信号392295。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如I Rx组合器392520,其可以可操作地耦合到多个可控制移相器392240。例如,I Rx组合器392520可以被配置为将来自多个可控制移相器392240的多个相移I信号392280组合为例如I IF Rx信号392285。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如基带392500,其可以可操作地耦合到I Rx组合器392520和Q Rx组合器392510。例如,基带392500可以被配置为处理IF信号,例如,I IF Rx信号392285和/或Q IF Rx信号392295,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如发射机392300,其可以可操作地耦合到基带392500,例如,以经由Tx天线392150发送一个或多个Tx信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,基带392500可以被配置为生成一个或多个IF Tx信号,例如,I IF Tx信号392580和/或Q IF Tx信号392590,其可以由发射机392300发送,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机392300可以被配置为经由多个Tx天线392150发送多个Tx RF信号392320,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如I Tx分离器392530,其可以可操作地耦合到基带392500。例如,I Tx分离器392530可以被配置为将I IF Tx信号392580分离为例如要分别经由多个Tx天线392150发送的多个Tx I信号392285。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如Q Tx分离器392540,其可以可操作地耦合到基带392500。例如,Q Tx分离器392540可以被配置为将Q IF Tx信号392590分离为例如要分别经由多个Tx天线392150发送的多个Tx Q信号392295。
在一些示范性方面中,发射机392300可以包括例如多个可控制移相器392340,其可以可操作地耦合到Q Tx分离器392540和I Tx分离器392530。例如,可控制移相器392340可以被配置为从I Tx分离器392530偏移例如Tx I信号392285的相位,和/或从Q Tx分离器392540偏移Tx Q信号392295的相位,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个可控制移相器392240可以被配置为可控制地将多个各个相移应用于多个Tx天线392150,例如,如下所述。例如,可以控制移相器392340以向Tx天线392150应用各个多个相移,其可以被配置为例如生成和/或转向波束,例如,根据Tx波束赋形方案,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机392300可以包括例如多个混频器392350,其可以例如分别可操作地耦合到多个可控制移相器392340。例如,耦合到可控制移相器392340的混频器392350可以被配置为例如根据来自可控制移相器392340的I偏移信号392360和/或Q偏移信号32365来生成RF信号392330,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个混频器392350可以包括例如第一混频器392370,其可以可操作地耦合到可控制移相器392340的第一输出392341,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一混频器392370可以被配置为通过例如根据正弦信号392264对I偏移信号392360进行混频来生成第一RF信号392332,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个混频器392250可以包括例如第二混频器392380,其可以可操作地耦合到可控制移相器392340的第二输出392342,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二混频器392380可以被配置为通过例如根据余弦信号392274对Q偏移信号392365进行混频来生成第二RF信号392334,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,来自可控制移相器392340的第一RF信号392332和第二RF信号392334可以组合成例如要经由各个Tx天线392150发送的RF信号392330,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机392300可以包括例如多个PA392310,其可以例如分别可操作地耦合到多个混频器392380。例如,可以可操作地耦合到混频器392350的PA392310可以被配置为将例如来自混频器392350的RF信号392330放大为Tx RF信号392320,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA 392310可以被配置为将Tx RF信号392320提供给Tx天线392150,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器392240和/或可控制移相器392340可以包括例如I相移电路392242,其可以被配置为例如基于I信号392262和Q信号392272提供相移I信号392280,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以被配置为通过例如根据第一控制信号(例如,控制信号392410)对I信号392262的相位进行偏移来提供第一偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以被配置为通过例如根据第二控制信号(例如,控制信号392420)对Q信号392272的相位进行偏移来提供第一偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以被配置为例如通过将第一偏移I信号与第一偏移Q信号组合来提供相移信号392280,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可控制移相器392240和/或可控制移相器392340可以包括例如Q相移电路392244,其可以被配置为例如基于Q信号392272和I信号392362提供相移Q信号392290,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以被配置为通过例如根据第三控制信号(例如,控制信号392430)对I信号392262的相位进行偏移来提供第二偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以被配置为通过例如根据第四控制信号(例如,控制信号392440)对Q信号392272的相位进行偏移来提供第二偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以被配置为通过将第二偏移I信号与第二偏移Q信号组合来提供相移Q信号392290,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以包括例如第一VDAC(未在图392中示出),其可以被配置为将第一控制信号转换为I控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以被配置为例如根据I控制电压来对I信号392262的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以包括例如第二VDAC(图392中未示出),其可以被配置为将控制信号392420转换为Q控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以被配置为例如根据Q控制电压来对Q信号392272的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以包括例如级联栅极布置中的第一多个晶体管(未在图392中示出),其可以被配置为例如根据I控制电压生成第一偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,I相移电路392242可以包括例如级联栅极布置中的第二多个晶体管(未在图392中示出),其可以被配置为例如根据Q控制电压生成第一偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以包括例如第一VDAC(图392中未示出),其可以被配置为将控制信号392430转换为I控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以被配置为例如根据I控制电压来对I信号392262的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以包括例如第二VDAC(图392中未示出),其可以被配置为将控制信号392440转换为Q控制电压,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以被配置为例如根据Q控制电压来对Q信号392272的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以包括例如级联栅极布置中的第一多个晶体管(未在图392中示出),其可以被配置为例如根据I控制电压生成第二偏移I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Q相移电路392244可以包括例如级联栅极布置中的第二多个晶体管(未在图392中示出),其可以被配置为例如根据Q控制电压生成第二偏移Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一控制信号(例如,控制信号392410)可以包括例如第一数字信号,以例如基于预定义的星座点映射将第一数据施加到I相移电路392242,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二控制信号(例如,控制信号392420)可以包括例如第二数字信号,以例如基于预定义的星座点映射将第二数据施加到I相移电路392242,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第三控制信号(例如,控制信号392430)可以包括例如第三数字信号,以例如基于预定义的星座点映射将第三数据施加到Q相移电路392244,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第四控制信号(例如,控制信号392440)可以包括例如第四数字信号,以例如基于预定义的星座点映射将第四数据施加到Q相移电路392244,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机392000可以包括例如校准和控制子系统392400,其可以可操作地耦合到例如包括基带392500、可控制移相器392240和/或可控制移相器392340的收发机392000的一个或多个元件。例如,校准和控制子系统392400可以例如被配置为例如使用一个或多个控制信号(例如控制信号392410、控制信号392420、控制信号392430和/或控制信号392440)控制和/或校准可控制移相器392240和/或可控制移相器392340,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,校准和控制子系统392400可以被配置为例如校准可控制移相器392240和/或可控制移相器392340的一个或多个参数,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,校准和控制子系统392400可以被配置为例如根据预定义的星座点映射来校准多个可控制移相器392240和/或多个可控制移相器392340的线性度和/或分辨率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,校准和控制子系统392400可以被配置为例如根据查找表(LUT)392450来控制和/或校准多个可控制移相器392240和/或多个可控制移相器392340,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LUT 392450可以由校准和控制子系统392400生成和/或更新。在其他方面中,LUT 392450可以不由校准和控制子系统392400生成。例如,LUT 392450可以包括例如预定义的LUT,其可以例如在收发机392000处预先配置,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LUT 392450可以例如根据预定星座点映射包括例如与各个多个星座点映射对应的多个配对的电压值,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,多个配对的电压值中的一个配对的电压值可以包括例如要施加到第一控制信号(例如,控制信号392410)的第一I电压值、要施加到第二控制信号(例如,控制信号392420)的第一Q电压值、要施加到第三控制信号(例如,控制信号392430)的第二I电压值以及要施加到第四控制信号(例如,控制电压392440)的第二Q电压值,例如,如下所述。
参照图393,图393示意性地示出根据一些示范性方面的相移电路393000的电子电路规划。例如,相移电路393000的一个或多个元件和/或组件可以实现为可控制移相器392240的一部分和/或实现为可控制移相器392340的一部分,例如,如上面参照图392所述。本文描述的相移电路可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如,无线电链电路372)中,但是相移电路不限于此。
在一个实例中,相移电路33000的一个或多个元件和/或组件可以实现为Q相移电路392244的一部分和/或实现为I相移电路392242的一部分,例如,如上面参照图392所述。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以例如被配置为例如基于I信号393070(例如,差分I信号)和Q信号393080(例如,差分Q信号)提供相移信号(例如,包括正相移信号393015和负相移信号393020的差分相移信号393010),例如,如下所述。例如,相移信号393010可以包括相移I信号,例如相移I信号392280(图392)。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以例如被配置为例如基于I信号393070(例如,差分I信号)和Q信号393080(例如,差分Q信号)提供相移信号(例如,包括正相移信号(未在图393中示出)和负相移信号(未在图393中示出)的差分相移信号393090),例如,如下所述。例如,相移信号393090可以包括相移Q信号,例如相移Q信号392290(图392)。
在一些示范性方面中,如图393所示,相移电路393000可以包括例如级联栅极布置中的第一多个晶体管393600,其可以例如被配置为根据I控制电压393510生成偏移I信号393050,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一多个晶体管393600可以包括例如一个或多个场效应晶体管(FET)、一个或多个双极结型晶体管(BJT)和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以包括例如第一VDAC 393500,其可以耦合到第一多个晶体管393600。例如,第一VDAC393500可以被配置为将第一控制信号393300(例如,I控制信号)转换为I控制电压393510,并且将I控制电压393510提供给第一多个晶体管393600,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一控制信号393300可以包括例如第一数字信号,例如控制信号392410(图392),其可以被配置为例如基于预定义的星座点映射将第一数据施加到相移电路393000,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一VDAC 393500可以包括例如5比特VDAC、6比特VDAC和/或任何其他分辨率的VDAC。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以包括例如第一I符号开关393610和/或第二I符号开关393620,其可以可操作地耦合到第一多个晶体管33600。例如,第一I符号开关393610和/或第二I符号开关33620可以被配置为将正I信号或负I信号施加到第一多个晶体管393600。例如,第一I符号开关393610和/或第二I符号开关393620可以被配置为在例如当第一I符号控制信号393030施加到第一I符号开关393610和/或第二I符号开关393620时在将正I信号施加到第一多个晶体管393600与例如当第二I符号控制信号393040施加到第一I符号开关393610和/或第二I符号开关393620时将负I信号施加到第一多个晶体管393600之间进行切换。
在一些示范性方面中,第一I符号开关393610和/或第二I符号开关393610可以包括例如一个或多个FET、一个或多个BJT和/或任何其他类型的晶体管和/或开关电路。
在一些示范性方面中,如图393所示,相移电路393000可以包括例如级联栅极布置中的第二多个晶体管393650,其可以例如被配置为根据Q控制电压393520生成偏移Q信号393060,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二多个晶体管393650可以包括例如一个或多个FET、一个或多个BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以包括例如第二VDAC 393550,其可以耦合到第二多个晶体管393650。例如,第二VDAC393550可以被配置为将第二控制信号393350(例如,Q控制信号)转换为Q控制电压393520,并且将Q控制电压393520提供给第二多个晶体管393650,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二控制信号393350可以包括例如第二数字信号,例如控制信号392420(图392),其可以被配置为例如基于预定义的星座点映射将第二数据施加到相移电路393000,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二VDAC 393550可以包括例如5比特VDAC、6比特VDAC和/或任何其他分辨率的VDAC。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以包括例如第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640,其可以可操作地耦合到第二多个晶体管393650。例如,第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640可以被配置为在将正Q信号或负Q信号施加到例如第二多个晶体管393650之间进行切换。例如,第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640可以被配置为将正Q信号或负Q信号施加到第二多个晶体管393650。例如,第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640可以被配置为在例如当第一Q符号控制信号393035施加到第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640时将正Q信号施加到第二多个晶体管393650与例如当第二Q符号控制信号393045施加到第一Q符号开关393630和/或第二Q符号开关393640时将负Q信号施加到第二多个晶体管393650之间进行切换。
在一些示范性方面中,第一Q符号开关393650和/或第二Q符号开关393640可以包括例如一个或多个FET、一个或多个BJT和/或任何其他类型的晶体管和/或开关电路。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以包括例如组合器393400,其可以可操作地耦合到第一多个晶体管393600和第二多个晶体管393650。例如,组合器393400可以被配置为组合例如偏移I信号393050和偏移Q信号393060,例如,如下所述。例如,组合器393400可以组合例如正偏移I信号393100与正偏移Q信号393200,并且可以组合例如负偏移I信号393110和负偏移Q信号393210。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以被配置为通过例如根据第一控制信号393300对I信号393070的相位进行偏移来提供偏移I信号(例如,正偏移I信号393100和负偏移I信号393110),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以被配置为通过例如根据第二控制信号393350对Q信号393040的相位进行偏移来提供偏移Q信号(例如,正偏移Q信号393200和负偏移Q信号393210),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,相移电路393000可以被配置为例如通过组合偏移I信号393050和偏移Q信号393060提供相移信号393010。
参照图394,图394示意性地示出根据一些示范性方面的星座点映射的第一象限394000。
在一些示范性方面中,可控制移相器(例如,可控制移相器392240(图392)和/或可控制移相器392340(图392))可以被配置为根据图394的星座点映射中的点来对I信号的相位和/或Q信号的相位进行偏移。
在一些示范性方面中,如图394所示,星座点映射的第一象限394000可以包括例如由(例如,沿第一轴(“I轴”)的)多个I值和(例如,沿第二轴(“Q轴”)的)多个Q值定义的多个星座点。例如,如图394所示,I轴和Q轴可以包括0和1之间的范围中的值,其可以表示星座点映射的第一象限。
在一些示范性方面中,例如,在星座点映射的第二象限中,I轴可以包括在0和-1之间的范围中的值,并且Q轴可以包括在0和1之间的范围中的值;在星座点映射的第三象限中,I轴可以包括在0和-1之间的范围中的值,并且Q轴可以包括在0和-1之间的范围中的值;并且在星座点映射的第四象限中,I轴可以包括在0和1之间的范围中的值,并且Q轴可以包括在0和-1之间的范围中的值。
参照图395,图395示意性地示出根据一些示范性方面的图线395000,其描绘了星座点相对于理想相移星座点的增益变化。
在一些示范性方面中,可以例如根据星座点映射(例如,图394的星座点映射)校准可控制移相器(例如,可控制移相器392240(图392)和/或可控制移相器392340(图392))以用高精度校正I/Q增益和/或相位失衡。
在一些示范性方面中,图线395000描绘了例如相对于理想星座图映射的理想点395100的校准的可控制移相器(例如,可控制移相器392240(图392)和/或可控制移相器392340)的校准的相移星座点395200。
在一些示范性方面中,如图395所示,校准的可控制移相器的校准的相移星座点395200可以在+/-0.5dB内,和/或与理想星座图映射的理想点395100类似的失配。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,其可以包括至少一个PA-LNA接口,其可以被配置为例如通过如果来自PA的Tx信号则消除泄漏而信号天线与PA或LNA之间进行接口,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括PA-LNA接口,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口可以对至少一个天线与PA和LNA之间的信号(例如,从天线到LNA的Rx信号和/或从PA到天线的Tx信号)进行接口,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则PA-LNA接口可以被包括作为无线电链电路的一部分和/或可以执行无线电链电路的一个或多个操作和/或功能,例如,作为子系统435(图4)的一部分和/或任何其他子系统和/或元件。
在一些示范性方面中,在无线电架构中实现PA-LNA接口可以例如通过减轻、减少和/或消除从PA到LNA的Tx信号的泄漏提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题,和/或提供任何其他附加或替选技术益处和/或优点。
本文使用的关于泄漏的术语“消除”可以包括部分或完全消除、降低、减少、衰减和/或减轻泄漏和/或泄漏对一个或多个信号、输入、输出、元件和/或组件的影响。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口可以被配置为在Tx路径与Rx路径之间提供期望的隔离等级(例如,高隔离),例如,以确保Tx模式下的LNA可靠性,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口可以被配置为维持降低的插入损耗等级,例如,低插入损耗,例如,以允许例如在Rx模式下降低(例如,最小化)噪声系数(NF)功率的降级和/或例如在Tx模式下降低(例如,最小化)输出功率的降级,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口可以被配置为通过将Tx信号的泄漏与LNA的输入处的消除信号相加来消除Tx信号的泄漏,例如,如下所述。
现参照图396,图396示意性地示出根据一些示范性方面的收发机396000的框图。例如,收发机396000的一个或多个元件和/或组件可以实现为收发机371100的一部分,例如,如上面参照图371所述。
在一些示范性方面中,收发机396000可以包括或可以可操作地耦合到一个或多个天线396400,其可以例如可操作地耦合到天线端子396150,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,一个或多个天线396400可以包括例如相控阵列天线、偶极天线、内部天线和/或任何其他附加或替代类型的天线。
在一些示范性方面中,收发机396000可以包括PA-LNA接口396100,其被配置为将天线端子396150与PA 396310和LNA 36310进行接口,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机396000可以包括例如:接收机396100,其例如包括包含LNA 396210的Rx电路;和/或发射机396300,其例如包括包含PA 396310的Tx电路,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以例如被配置为在Tx模式下从PA396310向天线端子396150提供Tx信号36010,并且例如在Rx模式下从天线端子396150向LNA396140提供Rx信号396050,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机396000可以包括半双工收发机,其可以被配置为分离地和/或在非重叠时间段期间处理Rx信号396050的接收和Tx信号398010的发送,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机396000可以包括全双工收发机,其可以被配置为同时地和/或在重叠时间段期间处理Rx信号396050的接收和Tx信号396010的发送,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机396300可以包括例如异相发射机、Doherty发射机、数字发射机、数字发射机等的一个或多个元件和/或组件,和/或可以执行其一个或多个功能。
在一些示范性方面中,发射机396300可以包括例如混频器396320,以将LO信号396020与数据信号396030(例如,所需相位的数据)进行混频,以生成相位调制信号396040。
在一些示范性方面中,发射机396300可以包括PA 396310,其可以被配置为放大相位调制信号396040以生成Tx信号396010,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机396300可以包括图396中所示的一些或所有元件和/或可以包括一个或多个附加或替代元件以执行一个或多个附加或替代功能。例如,发射机396300可以包括发射机380100(图38)的一个或多个元件,和/或执行其一个或多个功能。
在一些示范性方面中,接收机396100可以例如被配置为在Rx模式下下变频可以在天线端口396150处接收由PA-LNA接口396100基于Rx信号396050提供的LNA输入信号396055,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,接收机396200可以包括LNA 396210,其可以例如被配置为放大LNA输入信号396055并且将放大的Rx信号396057提供给分离器396220。例如,分离器396220可以将放大的Rx信号396057分离为I Rx信号396058和Q Rx信号396059。
在一些示范性方面中,分离器396220可以包括Wilkinson分离器、1分2分离器和/或任何其他类型的分离器。
在一些示范性方面中,接收机396200可以包括例如I信号平衡式混频器396240和/或Q信号平衡式混频器396230,其可以例如可操作地耦合到正交混合电路396250。例如,I信号平衡式混频器396240可以从分离器396220接收I Rx信号396058,并且从正交混合电路396250接收具有第一相位(例如,0度的相位或任何其他相位)的LO信号,并且可以生成正I信号和负I信号。
在一些示范性方面中,例如,Q信号平衡式混频器396230可以从分离器396220接收Q Rx信号396059,并且从正交混合电路396250接收具有第二相位(例如,90度的相位或任何其他相位)的LO信号,并且可以生成正Q信号和负Q信号。
在一些示范性方面中,接收机396200可以包括例如驱动器放大器396260和/或驱动器放大器36250。例如,驱动器放大器396250可以被配置为将负Q信号和正Q信号输出到例如基带。例如,驱动器放大器396260可以被配置为将负I信号和正I信号输出到例如基带。
在一些示范性方面中,接收机396200可以包括图396中所示的一些或所有元件和/或可以包括一个或多个附加或替代元件以执行一个或多个附加或替代功能。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以例如被配置为在Tx模式下将例如高阻抗施加到LNA 396310的输入,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以例如被配置为在Rx模式下在PA396310的输出处施加例如高阻抗。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以被配置为例如通过消除、减轻、衰减和/或减少Tx信号396010到LNA 396210的泄漏来消除、减轻、衰减和/或减少Tx信号396010对LNA 396210的影响,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以包括传感器396130,其可以例如被配置为提供感测信号396060,其可以基于来自PA396319的Tx信号396010,例如,如下所述。例如,传感器396130可以包括电容传感器。在其他方面中,传感器396130可以包括电感传感器和/或任何其他类型的传感器。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以包括相位旋转器396110,以例如通过旋转感测信号396060的相位来提供相位旋转信号396070。
在一些示范性方面中,相位旋转器396110可以被配置为将感测信号396060的相位旋转例如180度。在其他方面中,可以使用任何其他相位旋转。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以包括可变增益放大器(VGA)396120,其例如被配置为通过例如基于Tx信号396010的幅度放大相位旋转信号396070来提供Tx泄漏消除信号396080。
在一些示范性方面中,PA-LNA接口396100可以包括组合器396140,其可以例如被配置为将第一组合器输入信号36085与第二组合器输入信号396095组合,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一组合器输入信号396085可以包括Tx泄漏消除信号396080,并且第二组合器输入信号可以包括例如从Tx信号396010到LNA 396210的Tx泄漏396090,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,组合器396140可以包括Wilkinson组合器。在其他方面中,组合器396140可以包括任何其他类型的2合1组合器。
在一些示范性方面中,相位旋转器396110和/或VGA 396210可以被配置为提供具有相位和幅度的Tx泄漏消除信号396080,其可以被配置为消除、减轻、衰减和/或减少Tx泄漏396090的影响。
在一些示范性方面中,相位旋转器396110可以被配置为通过以下操作提供相位旋转信号396070:例如,将感测信号396060的相位旋转(例如,旋转180度),使得所得到的Tx泄漏消除信号396080的相位可以与Tx泄漏396090的相位基本上相反。
在一些示范性方面中,VGA 396120可以被配置为通过以下操作提供Tx泄漏消除信号396080:例如,放大相位旋转信号396070,使得所得到的Tx泄漏消除信号396080的幅度可以基本上等于Tx泄漏396090的幅度。
在一些示范性方面中,Tx泄漏396090的幅度与Tx信号396010的幅度和/或频率等级之间的关系可以例如基于仿真来确定和/或已知。例如,可以通过针对Tx信号396010的各种幅度和/或频率等级观察第二组合器输入信号396095来通过仿真表征Tx泄漏396090。
在一些示范性方面中,可以设置VGA 396120的增益以消除Tx泄漏396090。例如,VGA 396120的增益可以由基带控制器(未在图396中示出)(例如,基带子系统110(图1))例如基于Tx信号396010的幅度和/或频率等级设置。在一个示例中,与Tx信号396010的多个幅度和/或频率等级对应的多个增益值可以存储在例如存储器或查找表(LUT)中,并且VGA396120的增益可以例如由基带控制器例如基于与Tx信号396010的幅度和/或频率对应的增益设置。
在其他方面中,可以根据例如对应于Tx信号396010的任何附加或替代参数来设置和/或控制VGA 396120的增益。
在一些示范性方面中,例如,在要在一段时间(其至少部分地重叠传输Tx信号396010的时间段)期间接收Rx信号396050的情况下,组合器396140可以将Rx信号396050与Tx泄漏消除信号396080组合。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,例如,第二组合器输入信号396095可以包括来自天线端子396150的Rx信号396050和从Tx信号396010到LNA 396130的Tx泄漏396090的组合。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,例如,组合器396140可以例如被配置为基于第一组合器输入信号396085和第二组合器输入信号396095之和来向LNA 396210提供LNA输入信号396055。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,其可以包括至少一个正交LO分配网络电路,其可以被配置为例如基于LO信号将LO I和Q信号分发到RF电路1000的组件和/或子系统,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括正交LO生成器,其可以被配置为基于LO信号生成例如I信号和/或Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,正交LO生成器可以被配置为将I信号和/或Q信号分发到发射机和/或接收机的一个或多个元件、子系统、电路和/或组件,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,正交LO生成器可以包括LO分配网络,其可以例如被配置为基于LO信号生成和分配I和/或Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络可以被配置为基于表示为X的乘法因子来生成I和/或Q信号,该乘法因子可以基于例如载波频率和LO信号的频率之间的比率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,载波频率可以包括载波信号的频率,以承载要发送和/或接收的一个或多个信号。
在一些示范性方面中,例如,如果LO信号具有为载波频率的三分之一的频率,则LO分配网络可以被配置为基于乘法因子X=3生成I和/或Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,载波频率可以包括例如60GHz频率,并且LO信号可以具有20GHz频率。根据这些方面,例如,LO分配网络可以被配置为基于乘法因子X=3生成I和/或Q信号。在其他方面中,LO分配网络可以被配置为基于任何其他乘法因子、任何其他载波频率、任何其他LO信号频率和/或其任何其他组合来生成I和/或Q信号。
在一些示范性方面中,LO分配网络可以被配置为例如通过以下操作生成I和/或Q信号:对LO信号的相位进行偏移以提供相移信号,并且根据乘法因子X对相移信号的相位和频率进行乘法操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络可以被配置为向LO信号应用表示为的相移,其可以例如根据乘法因子X来配置,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,可以配置乘法因子X和/或相移例如,使得度,例如,以生成具有90度(°)相移的I和Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,LO分配网络可以被配置为向LO信号施加的相移以生成具有30°相移的第一和第二偏移信号,并且例如使用频率三倍器将第一和第二偏移信号的频率和相位三倍化,例如,如下所述。在其他方面中,可以使用任何其他相移和/或乘法器。
在一些示范性方面中,在无线电架构中实现正交LO生成器可以例如通过以下操作提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题:实现减小的相位变化(例如,甚至48-72GHz的频段上的小于2度的相位变化),在频率三倍器的输出处为I和Q信号提供几乎相等的幅度,消耗低功率,和/或提供一个或多个其他附加或替选技术益处和/或优点。
在一些示范性方面中,如果期望,则正交LO生成器可以被包括作为上变频和/或下变频电路、子系统和/或元件的一部分(例如,作为子系统415(图4)、综合器电路的一部分,例如,作为子系统420(图4)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分)和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
现参照图397,图397示意性地示出根据一些示范性方面的收发机397000的框图。例如,收发机397000的一个或多个元件和/或组件可以实现为收发机371100的一部分(图371)。
在一些示范性方面中,收发机397000可以包括例如半双工收发机,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机397000可以包括毫米波收发机,其可以被配置为在60GHz频段上操作。在其他方面中,收发机397000可以包括被配置为在任何其他附加或替代频段上操作的任何其他类型的收发机。
在一些示范性方面中,收发机397000可以包括例如LO397600以生成LO信号397080,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 397600可以包括例如晶体振荡器、锁相环(PLL)、注入LO(ILO)和/或任何其他类型的LO。
在一些示范性方面中,LO 397600可以例如被配置为生成具有基于例如要由收发机397000实现的载波频率的分数的频率的LO信号397080,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 397600可以被配置为生成具有作为载波频率的三分之一的频率的LO信号397080,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 397600可以包括例如20GHz LO,以生成具有20GHz频段中的频率(例如,60GHz载波频段的三分之一)的LO信号397080,例如,如下所述。在其他方面中,LO 397600可以被配置为生成具有可以基于任何其他载波频率的任何其他频率的LO信号397080。
在一些示范性方面中,收发机397000可以包括例如LO分配网络电路397500,其可以被配置为将例如相移LO信号分发到例如一个或多个发射机和/或接收机组件、电路和/或子系统,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500可以例如被配置为将一个或多个Tx信号(例如,Tx I信号397055和/或Tx Q信号397070)分发到IQ发射机397300;和/或将一个或多个Rx信号(例如,Rx I信号397025和/或Rx Q信号397040)分发到IQ接收机397100,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500可以包括至少一个IQ生成器,以基于来自LO 397600的LO信号397080生成至少一对各个I信号和Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,至少一个IQ生成器可以包括、可以实现为正交LO生成器的一部分和/或可以执行其一个或多个功能,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500可以包括例如多个驱动器放大器,例如,驱动器放大器397530、驱动器放大器397540、驱动器放大器397550和/或驱动器放大器397560,其可以被配置为例如将LO信号397080驱动到至少一个IQ生成器。在其他方面中,可以实现任何其他数量和/或配置的驱动器放大器和/或任何其他附加或替代电路或组件以将LO信号397080分发到至少一个IQ生成器。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500可以包括:第一IQ生成器,例如,TxIQ生成器397510,其可以被配置为例如基于LO信号397080生成第一I信号(例如,Tx I信号397055)和第一Q信号(例如,Tx Q信号397070);和/或第二IQ生成器,例如Rx IQ生成器397520,其可以被配置为例如基于LO信号397080生成第二I信号(例如,Rx I信号397025)和第二Q信号(例如,Rx Q信号397040)例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510和/或Rx IQ生成器397520可以实现为正交LO生成器的一部分和/或可以执行其一个或多个功能,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500可以包括两个IQ生成器,例如,TxIQ生成器397510和Rx IQ生成器397520,例如,如图397所示。在其他方面中,LO分配网络电路397500可以包括任何其他数量的IQ生成器,例如,一个IQ生成器(例如,Tx IQ生成器或RxIQ生成器)或两个以上IQ生成器。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510可以被配置为TxIQ生成器,以生成Tx I信号397055和Tx Q信号397070,以上变频为Tx信号,其可以经由一个或多个天线397325传输,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Rx IQ生成器397520可以被配置为Rx IQ生成器,以生成RxI信号397025和Rx Q信号397040,以例如基于可以由一个或多个天线接收的Rx信号下变频为一个或多个IF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络397500的IQ生成器(例如,IQ生成器397510和/或Rx IQ生成器397520)可以包括例如相移电路,以基于例如可以具有第一频率的LO信号397080生成第一相移信号和第二相移信号,例如,使得第二相移信号的相位可以从第一相移信号的相位偏移(例如,30°或任何其他相移),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510可以包括例如相移电路397512,以例如基于可以具有第一频率(例如20GHz频率)的LO信号397080生成第一相移信号397052和第二相移信号397072。例如,第二相移信号397072的相位可以从第一相移信号397052的相位偏移30°,例如,如下所述。例如,比如,当LO信号397080具有20GHz的频率时,第一相移信号397052和/或第二相移信号397072可以具有20GHz的频率。
在一些示范性方面中,第一相移信号397052可以包括例如包括多个信号的差分信号(未在图397中示出)。例如,差分信号可以包括例如第一I相移信号和第二I相移信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二相移信号397072可以包括例如包括多个信号的差分信号(未在图397中示出)。例如,差分信号可以包括例如第一Q相移信号和第二Q相移信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Rx IQ生成器397520可以包括例如相移电路397522,以例如基于可以具有第一频率的LO信号397080生成第三相移信号397022和第四相移信号397042。例如,第四相移信号397042的相位可以从第三相移信号397022的相位偏移(例如30°或任何其他相移),例如,如下所述。例如,比如,当LO信号397080具有20GHz的频率时,第三相移信号397022和/或第四相移信号397042可以具有20GHz的频率。
在一些示范性方面中,第一频率可以是载波频率的三分之一。例如,比如,当载波频率包括60GHz频率时,LO信号397080、第一相移信号397052、第二相移信号397072、第三相移信号397022和/或第四相移信号397042可以具有20GHz的频率。在其他方面中,LO信号397080、第一相移信号397052、第二相移信号397072、第三相移信号397022和/或第四相移信号397042可以具有任何其他频率和/或载波频率的任何其他分数。
在一些示范性方面中,第三相移信号397022可以包括例如包括多个信号的差分信号(未在图397中示出)。例如,差分信号可以包括例如第一I相移信号和第二I相移信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第四相移信号397042可以包括例如包括多个信号的差分信号(未在图397中示出)。例如,差分信号可以包括例如第一Q相移信号和第二Q相移信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO分配网络397500的IQ生成器(例如,Tx IQ生成器397510和/或Rx IQ生成器397520)可以包括例如第一三倍器电路,以通过将由IQ生成器生成的第一相移信号的相位三倍化并通过将由IQ生成器生成的第一相移信号的频率三倍化,来生成具有第二频率的I信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510可以包括例如第一三倍器电路397514,以例如通过将第一相移信号397052的相位三倍化并将第一相移信号397052的频率三倍化,来生成具有第二频率的Tx I信号397055,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510可以被配置为生成Tx I信号397055,其可以具有等于载波频率的频率,例如60GHz。例如,当第一相移信号397052具有20GHz的频率时,Tx I信号397055可以具有60GHz的频率。在其他方面中,Tx I信号397055可以具有例如基于第一相移信号397052的频率的倍数的任何其他载波频率,其又可以是任何其他载波频率的分数。
在一些示范性方面中,Rx IQ生成器397520可以包括例如第一三倍器电路397524,以例如通过将第三相移信号397022的相位三倍化并将第三相移信号397022的频率三倍化,来生成具有第二频率的Rx I信号397025,例如,如下所述。例如,当第一相移信号397052具有20GHz的频率时,Rx I信号397025可以具有60GHz的频率。在其他方面中,Rx I信号397025可以具有例如基于第三相移信号397022的频率的倍数的任何其他载波频率,其又可以是任何其他载波频率的分数。
在一些示范性方面中,LO分配网络电路397500的IQ生成器(例如,Tx IQ生成器397510和/或Rx IQ生成器397520)可以包括例如第二三倍器电路,以例如通过将第二相移信号的相位三倍化并将第二相移信号的频率三倍化,来生成具有第二频率的Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx IQ生成器397510可以包括例如第二三倍器电路397516,以例如通过将第二相移信号397072的相位三倍化并将第二相移信号397072的频率三倍化,来生成具有第二频率的Tx Q信号397070,例如,如下所述。例如,当第二相移信号397072具有20GHz的频率时,Tx Q信号397070可以具有60GHz的频率。在其他方面中,Tx Q信号397070可以具有例如基于第二相移信号397072的频率的倍数的任何其他载波频率,其又可以是任何其他载波频率的分数。
在一些示范性方面中,Rx IQ生成器397520可以包括例如第二三倍器电路397526,以例如通过将第四相移信号397042的相位三倍化并将第四相移信号397042的频率三倍化,来生成具有第二频率的Rx Q信号397040,例如,如下所述。例如,当第四相移信号397042具有20GHz的频率时,Rx Q信号397040可以具有60GHz的频率。在其他方面中,Rx Q信号397040可以具有例如基于第四相移信号397042的频率的倍数的任何其他载波频率,其又可以是任何其他载波频率的分数。
在一些示范性方面中,IQ生成器的第一三倍器电路(例如,Tx IQ生成器397510的第一三倍器电路397514和/或Rx IQ生成器397520的第一三倍器电路397524)可以包括第一失衡和幅度电路(未在图397中示出),以例如根据IQ生成器的第二Q相移信号(例如,负Q相移信号)平衡由IQ生成器的相移电路生成的第一I相移信号(例如,正I相移信号)的幅度;和/或例如根据第一Q相移信号(例如,正Q相移信号)平衡第二I相移信号(例如,负I相移信号)的幅度,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,IQ生成器的第二三倍器电路(例如,Tx IQ生成器397510的第二三倍器电路397516和/或Rx IQ生成器397520的第二三倍器电路397526)可以包括第二失衡和幅度电路(未在图397中示出),以例如根据第二I相移信号(例如,负I相移信号)平衡由IQ生成器的相移电路生成的第一Q相移信号(例如,正Q相移信号)的幅度;和/或例如根据第一I相移信号(例如,负I相移信号)平衡第二Q相移信号(例如,负Q相移信号)的幅度,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,相移电路397512和/或相移电路397522可以包括无源相移电路(未在图397中示出),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,IQ生成器的相移电路(例如,Tx IQ生成器397510的相移电路397512和/或Rx IQ生成器3957520的相移电路397522)可以包括:第一注入LO(ILO)电路(未在图397中示出),以生成IQ生成器的第一相移信号;和/或第二ILO电路(未在图397中示出),以生成IQ生成器的第二相移信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,IQ接收机397100可以例如被配置为利用Rx I信号397025和/或Rx Q信号397040,例如,以例如基于来自一个或多个天线的一个或多个Rx信号生成IIF信号和/或Q IF信号,例如,如下所述。例如,IQ生成器397100可以包括和/或可以可操作地耦合到例如比如包括天线397130和/或397140的一个或多个天线。
在一些示范性方面中,天线397130和/或397140可以包括例如至少一个相控阵列天线、偶极天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,IQ接收机397100可以包括例如包括LNA 397110和/或LNA397120的一个或多个低噪声放大器(LNA),其可以被配置为例如基于Rx信号(例如Rx信号397010和/或Rx信号397011)生成至少一个放大的Rx信号(例如,放大的Rx信号397015和/或放大的Rx信号397030)。
在一些示范性方面中,IQ接收机397100可以包括RF混频器397200,其可以例如被配置为基于Rx I信号397025将放大的Rx信号397015下变频为下变频I信号397020;和/或例如基于Rx Q信号397040将放大的Rx信号397030下变频为下变频Q信号397035,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Rx混频器397200可以包括例如第一混频器,例如I混频器397210,其可以例如被配置为例如基于Rx I信号397025将放大的Rx信号397015下变频为下变频I信号397020。
在一些示范性方面中,Rx混频器397200可以包括例如第二混频器,例如Q混频器397220,其可以例如被配置为例如基于Rx Q信号397040将放大的Rx信号397030下变频为下变频Q信号397035。
在一些示范性方面中,IQ发射机397300可以被配置为生成要例如经由一个或多个天线397310发送的放大的Tx信号397325,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,IQ发射机397300可以包括和/或可以耦合到一个或多个天线397310。
在一些示范性方面中,天线397310可以包括例如至少一个相控阵列天线、偶极天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,IQ发射机397300可以包括Tx混频器397400,其可以例如被配置为例如基于Tx I信号397055将IF I信号397045上变频为上变频I信号397050,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx混频器397400可以例如被配置为例如基于Tx Q信号397070将IF Q信号397060上变频为上变频Q信号397065,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,Tx混频器397400可以包括例如第一混频器,例如I混频器397420,其可以例如被配置为例如基于Tx I发信号397055将IF I信号397045上变频为上变频I信号397050。
在一些示范性方面中,Tx混频器397400可以包括例如第二混频器,例如Q混频器397410,其可以例如被配置为例如基于Tx Q信号397070将IF Q信号397060上变频为上变频Q信号397065。
在一些示范性方面中,IQ发射机397300可以包括例如组合器397330,其可以被配置为将上变频I信号397050和上变频Q信号397065组合成Tx信号397075。
在一些示范性方面中,IQ发射机397300可以包括PA 397320,其可以被配置为将Tx信号397075放大为放大的Tx信号397325。例如,放大的Tx信号397325可以经由一个或多个天线397310发送。
参照图398,图398示意性地示出根据一些示范性方面的正交LO生成器398000。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000的一个或多个组件可以实现为例如LO分配网络(例如,LO分配网络397500(图397))的一部分,例如,以向发射机(例如,IQ发射机397300(图397))和/或接收机(例如,IQ接收机397100(图397))提供I和Q信号。
在一些方面中,本文描述的正交LO生成器可以包括于图3A中所示的mmWave通信电路300的发送电路315(图3B)内的一个或多个电路(例如,上变频电路350)中,但是LO生成器不限于此。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000的一个或多个组件、子系统和/或电路可以实现为例如Tx IQ生成器(例如,Tx IQ生成器397510(图397))的一部分和/或Rx IQ生成器(例如,Rx IQ生成器397520(图397))的一部分。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000可以被配置为例如基于可以由LO398100提供的LO信号398010和/或LO信号398020生成I和Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000可以包括ILO398200,其可以被配置为例如基于LO信号398010和/或LO信号398020生成例如第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ILO 398200可以例如包括例如电感器(L)-电容器(LC)块的形式的可控制谐振子系统398205和例如包括晶体管398230、398240、398250和/或398260的多个晶体管。例如,LO398100可以向晶体管398250提供第一LO信号398010,和/或向晶体管398260提供第二LO信号398020。
在一些示范性方面中,晶体管398230、398240、398250和/或398260可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,LO信号398020可以与LO信号398010异相。例如,LO信号398010可以具有20GHz的频率和+30°的相位,和/或LO信号398020可以具有20GHz的频率和-30°的相位。在其他方面中,可以使用其他频率和/或其他相移。
在一些示范性方面中,晶体管398230和晶体管398240可以被配置为使可控制谐振子系统398205在设计频率(例如,20GHz)处谐振。例如,可控制谐振子系统398205可以分别基于LO信号398010和/或LO信号398020生成第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040。例如,第二I偏移信号398040可以与第一I偏移信号398030异相。
在一些示范性方面中,可控制谐振子系统398205可以例如根据控制信号398050可控制地生成第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制信号398050可以例如由控制器398800(例如,基带控制器和/或任何其他控制器)提供。
在一些示范性方面中,控制信号398050可以例如控制可控制谐振子系统398205以对第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040的相位进行偏移。例如,控制信号398050可具有例如7比特电容器-数模转换器(CAPDAC)控制和/或任何其他控制数据。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000可以包括ILO398300,其可以被配置为例如基于LO信号398010和/或LO信号398020生成例如第一Q偏移信号398060和/或第二Q偏移信号398070,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,ILO 398300可以例如包括例如LC块的形式的可控制谐振子系统398305和例如包括晶体管398330、398340、398350和/或398360的多个晶体管。例如,LO398100可以向晶体管398350提供第一LO信号398010,和/或向晶体管398360提供第二LO信号398020。
在一些示范性方面中,晶体管398330、398340、398350和/或398360可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,晶体管398330和晶体管398340可以被配置为使可控制谐振子系统398305在设计频率(例如,20GHz)下谐振。例如,可控制谐振子系统398305可以分别基于LO信号398010和/或LO信号398020生成第一Q偏移信号398060和/或第二Q偏移信号398070。例如,第二Q偏移信号398070可以与第一Q偏移信号398060异相。
在一些示范性方面中,可控制谐振子系统398305可以例如根据控制信号398080可控制地生成第一Q偏移信号398060和/或第二Q偏移信号398070,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制信号38080可以例如由控制器398800(例如基带控制器和/或任何其他控制器)提供。
在一些示范性方面中,控制信号398080可以例如控制可控制谐振子系统398305以对第一Q偏移信号38060和/或第二Q偏移信号398070的相位进行偏移。例如,控制信号398080可具有例如7比特CAPDAC控制和/或任何其他控制数据。
在一些示范性方面中,与无源移相器相比,例如根据7比特CAPDAC控制和/或任何其他控制方案利用例如LC块的可控制谐振子系统(例如,可以受控的谐振子系统398205和/或谐振子系统398305)实现20GHz ILO可以提供对相移调谐的附加和/或改进的控制。附加地或替代地,例如,与无源移相器相比,ILO 398200和/或398300的有源特性可以保证更多的增益。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000可以包括三倍器398400,其可以被配置为将第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040的相位和/或频率三倍化,例如,如下所述。例如,三倍器398400可以例如通过串行负载398270和电容器398280接收第一I偏移信号398030,并且可以将第一I偏移信号398030的相位和/或频率三倍化。例如,三倍器398400可以例如通过串行负载398275和电容器398285接收第二I偏移信号398040,并且可以将第二I偏移信号398040的相位和/或频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器398400可以包括例如晶体管398430和晶体管398450,其可以例如在共源布置下耦合到电流源398470。例如,如果期望,则电流源398470可以向晶体管398430和398450的源极提供预定电流,例如1.2毫安(mA)或任何其他电流。
在一些示范性方面中,晶体管398440可以被配置为在晶体管398430的漏极处提供第一I偏移信号398030。
在一些示范性方面中,晶体管398460可以被配置为在晶体管398450的漏极处提供第二I偏移信号398040。
在一些示范性方面中,三倍器398400可以包括例如电容器398420和/或变换器398410。例如,例如,当三倍器398400可以例如与晶体管398430和晶体管398450组合地将第一I偏移信号398030和/或第二I偏移信号398040的相位和幅度三倍化时,电容器398420可以被配置为与变换器398410谐振。
在一些示范性方面中,晶体管398430、398440、398450和398460可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,三倍器398400可以向混合器398700提供三倍化的正I信号和三倍化的负I信号。
在一些示范性方面中,正交LO生成器398000可以包括三倍器398500,其可以被配置为将第一Q偏移信号398060和/或第二I偏移信号398070的相位和/或频率三倍化,例如,如下所述。例如,三倍器398500可以例如通过串行负载398375和电容器398385接收第一Q偏移信号398060,并且可以将第一Q偏移信号398060的相位和/或频率三倍化。例如,三倍器398500可以例如通过串行负载398375和电容器398385接收第二Q偏移信号398070,并且可以将第二Q偏移信号398070的相位和/或频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器398500可以包括例如共源布置下的晶体管398530和晶体管398550,其可以耦合到电流源398570。例如,如果期望,则电流源398470可以向晶体管398430和398450的源极提供预定电流,例如1.2mA或任何其他电流。
在一些示范性方面中,晶体管398540可以被配置为向晶体管398530的漏极提供第一Q偏移信号398060。
在一些示范性方面中,晶体管398560可以被配置为向晶体管398550的漏极提供第二Q偏移信号398070。
在一些示范性方面中,三倍器398500可以包括例如电容器398520和/或变换器398510。例如,电容器398520可以被配置为与变换器398510谐振。例如,三倍器398400可以例如与晶体管398430和晶体管398450组合地将第一Q偏移信号398060和/或第二Q偏移信号398070的相位和幅度三倍化。
在一些示范性方面中,晶体管398530、398540、398550和398560可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,三倍器398500可以向混合器398600提供三倍化的正Q信号和三倍化的负Q信号。
在一些示范性方面中,例如,与串联的频率三倍器相比,实现频率三倍器(例如,三倍器398400和三倍器398500)的并联连接的正交LO生成器(例如,正交LO生成器398000)可以提供例如更宽的锁定范围。
在一些示范性方面中,例如,与无源LO生成器相比,实现ILO 398200和ILO 398300的正交LO生成器(例如,正交LO生成器398000)可以提供对相位调谐的更多控制,可以具有更小的幅度失衡,和/或可以具有约60GHz的更宽的锁定范围。
参照图399,图399示意性地示出根据一些示范性方面的无源正交LO生成器399000。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000可以被配置为通过预定义的相移(例如,90°相移或任何其他相移)来对第一LO信号399010和第二LO信号399020的相位进行偏移,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000的一个或多个组件可以实现为例如LO分配网络(例如,LO分配网络397500(图397))的一部分,例如,以向发射机(例如,发射机397300)和/或接收机(例如,接收机397100(图397))提供I和Q信号。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000的一个或多个组件、子系统和/或电路可以实现为例如Tx IQ生成器(例如,Tx IQ生成器397510(图397))的一部分和/或RxIQ生成器(例如,Rx IQ生成器397520(图397))的一部分。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000可以被配置为例如基于可以由LO399100提供的LO信号399010和/或LO信号399020生成I和Q信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO 399100可以被配置为生成LO信号399010和/或LO信号399020,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO信号399020可以与LO信号399010异相。例如,LO信号399010可以具有20GHz的频率和+0°的相位,和/或LO信号399020可以具有20GHz的频率和90°的相位。在其他方面中,可以使用其他频率和/或其他相移。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000可以包括移相器399200,其可以被配置为将LO信号399010的相位和/或LO信号399020的相位偏移例如30°。在其他方面中,如果期望,则移相器39200可以被配置为将LO信号399010和/或LO信号399020的相位偏移到任何其他相位。
在一些示范性方面中,移相器399200可以例如被配置为基于第一LO信号399010生成例如第一I偏移信号399050(例如,正I偏移信号)和/或第二I偏移信号399060(例如,负I偏移信号)。
在一些示范性方面中,移相器399200可以例如被配置为例如基于第二LO信号399020生成例如第一Q偏移信号399040(例如,正Q偏移信号)和/或第二Q偏移信号399030(例如,负Q偏移信号),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,移相器399200可以包括无源电感器-电阻器-电容器(LRC)电路399205,其可以被配置为生成例如第一I偏移信号399050、第二I偏移信号398040、第一Q偏移信号399040和/或第二Q偏移信号399030,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LRC电路399205可以包括例如具有电感L的电感器399210、例如具有电感L的电感器399220、例如具有电容C的电容器399230、例如具有电容C电容器399240、例如具有电阻2R的电阻器399250和/或例如具有电阻2R的电阻器399260的布置。例如,LRC电路399205的布置可以例如被配置为以预定义的相移(例如,30°相移或任何其他相移)例如生成第一I偏移信号399050、第二I偏移信号398040、第一Q偏移信号399040和/或第二Q偏移信号399030,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,电感器399210、电容器399240和/或电阻器399250可以例如被配置为例如基于LO信号399010提供第一I偏移信号399050和/或第二Q偏移信号399030。
在一些示范性方面中,电感器399220、电容器399230和/或电阻器399260可以例如被配置为例如基于LO信号399020提供第一Q偏移信号399040和/或第二I偏移信号399060。
在一些示范性方面中,由移相器399200施加的相移可以基于例如表示为Q的品质(Q)因数,其可以与例如LRC电路399025的最大或峰值能量相关。例如,对于Q因数Q=1,可以施加90°的相移,和/或对于Q因数Q=0.25,可以施加30°的相移。例如,LO信号399010和/或LO信号399020的相位可以例如基于Q因数来配置,其可以例如如下确定:
其中,Q表示品质因数,L表示电感,C表示电容,R表示电阻,并且ω0表示角频率。
在一些示范性方面中,通过将电阻R设置为例如50欧姆阻抗,可以将正交LO生成器399000的输入阻抗配置为例如50欧姆阻抗或任何其他阻抗。例如,移相器399200的输入阻抗可以被设计为用于50欧姆阻抗或更高阻抗。
在一些示范性方面中,移相器399200可以包括例如用于具有50欧姆输入阻抗的60GHz正交生成器的30°移相器。在一个示例中,30°移相器可以在48-72GHz的频段上实现小于2°的相位变化。例如,移相器399200的I和Q信号之间的幅度失衡可以例如在三倍器的输入处为0.3dB,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000可以包括三倍器399300,其可以被配置为将第二Q偏移信号399030和/或第一Q偏移信号399040的相位和/或频率三倍化,例如,如下所述。例如,三倍器399300可以在晶体管399370的栅极处接收第一Q偏移信号399040,并且在晶体管399360的栅极处接收第二Q偏移信号399040。
在一些示范性方面中,晶体管399360可以被配置为例如根据第二Q偏移信号399030振荡。
在一些示范性方面中,晶体管399370可以被配置为例如根据第一Q偏移信号399040振荡。
在一些示范性方面中,三倍器399300可以包括晶体管399330,其可以被配置为从晶体管399360接收第二Q偏移信号399030,并且使第二Q偏移信号399030的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399300可以包括晶体管399350,其可以被配置为接收第一Q偏移信号399040,并且使第一Q偏移信号399040的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399300可以包括变换器399310,其可以被配置为以例如60GHz的频率和例如90°的相位与电容器399320谐振。在其他方面中,谐振频率可以被设置为任何其他频率。例如,根据谐振频率,晶体管399370和/或晶体管399350可以使第一Q偏移信号399040的相位和频率三倍化;和/或晶体管399360和/或晶体管399330可以使第二Q偏移信号399030的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399300可以包括失衡和幅度电路399390,其可以被配置为在第二Q偏移信号399030和第一I偏移信号399050的幅度之间进行平衡,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,失衡和幅度电路399390可以包括晶体管399340,例如耦合晶体管M5或任何其他晶体管,其可以被配置为平衡第二Q偏移信号399030和第一I偏移信号399050之间的相位和幅度失衡。
在一些示范性方面中,三倍器电路399300可以包括失衡和幅度电路399395,其可以被配置为在第一Q偏移信号399040和第二I偏移信号399060的幅度之间进行平衡,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,失衡和幅度电路399395可以包括晶体管399380,例如耦合晶体管M6或任何其他晶体管,其可以被配置为平衡第一Q偏移信号399040和第二I偏移信号399060之间的相位和幅度失衡。
在一些示范性方面中,晶体管399330、399340、399350、399360、399380和/或399390可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,IQ生成器399000可以包括混频器399500,其可以被配置为将第一三倍Q信号399070(例如,正三倍Q信号)与第二三倍Q信号399075(例如,负三倍Q信号)混频,以提供例如Q偏移信号399510。
在一些示范性方面中,无源正交LO生成器399000可以包括三倍器399400,其可以被配置为将第一I偏移信号399050和第二I偏移信号399060的相位和/或频率三倍化,例如,如下所述。例如,三倍器399400可以在晶体管399460的栅极处接收第一I偏移信号399050,并且在晶体管399470的栅极处接收第二I偏移信号399060。
在一些示范性方面中,晶体管399460可以被配置为例如根据第一I偏移信号399050振荡。
在一些示范性方面中,晶体管399470可以被配置为例如根据第二I偏移信号399060振荡。
在一些示范性方面中,三倍器399400可以包括晶体管399430,其可以被配置为从晶体管399460接收第一I偏移信号399050,并且使第一I偏移信号399050的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399400可以包括晶体管399450,其可以被配置为接收第二I偏移信号399060,并且使第二I偏移信号399060的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399400可以包括变换器399410,其可以被配置为以例如60GHz的频率和例如90°的相位与电容器399420谐振,例如,如下所述。在一些其他方面中,谐振频率可以被设置为任何其他频率。例如,晶体管399460和/或晶体管399470可以根据谐振频率使第一I偏移信号399050和/或第二I偏移信号399060的相位和频率三倍化。
在一些示范性方面中,三倍器399400可以包括失衡和幅度电路399490,其可以被配置为在第二Q偏移信号399030和第一I偏移信号399050的幅度之间进行平衡,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,失衡和幅度电路399490可以包括晶体管399440,例如耦合晶体管M5或任何其他晶体管,其可以被配置为平衡第二Q偏移信号399030和第一I偏移信号399050之间的相位和幅度失衡。
在一些示范性方面中,三倍器电路399400可以包括失衡和幅度电路399495,其可以被配置为在第一Q偏移信号399040和第二I偏移信号399060的幅度之间进行平衡,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,失衡和幅度电路399495可以包括晶体管399480,例如耦合晶体管M6或任何其他晶体管,其可以被配置为平衡第一Q偏移信号399040和第二I偏移信号399060之间的相位和幅度失衡。
在一些示范性方面中,晶体管399430、399440、399450、399460、399480和399490可以包括FET、BJT和/或任何其他类型的晶体管。
在一些示范性方面中,IQ生成器399000可以包括混频器399600,其可以被配置为将第一三倍化I信号399085(例如,正三倍化I信号)与第二三倍化I信号399080(例如,负三倍化I信号)进行混频,以提供例如I偏移信号399610。
有利地,三倍器399300和399400可以在三倍器399300和399400的输出处为I和Q信号提供基本上相等的幅度。
再次参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,其可以包括至少一个双通道宽带放大器,其可以被配置为将来自第一信道的RF信号和来自第二信道的RF信号转换为宽带RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线电架构可以包括例如宽带收发机,其可以被配置为支持多个信道,例如,以例如根据一种或多种信道绑定和/或信道聚合技术支持在两个或更多个信道上的同时通信,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带收发机可以被配置为通过一个或多个无线信道发送RF信号。例如,可以关于频段(例如,60GHz频段、2.4GHz频段、5GHz频段等)定义无线介质。
在一些示范性方面中,频段可以划分为具有预定义的信道带宽(例如,例如2.4GHz或5GHz频段中的20兆赫兹(MHz)或40MHz、例如60GHz频段中的2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz或8.64GHz和/或任何其他带宽)的一个或多个信道,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以使用一种或多种信道绑定和/或信道聚合技术,例如,以提供更宽的信道带宽。
在一些示范性方面中,例如,在2.4GHz或5GHz频段中,信道绑定可以通过将例如两个20MHz信道绑定和/或组合为40MHz信道、将两个40MHz信道绑定和/或组合为80MHz信道、将两个80MHz信道绑定和/或组合为160MHz信道和/或任何其他信道带宽的任何其他数量的信道来增加数据传输。
在一些示范性方面中,例如,在高于45GHz的信道频率的方向性多吉比特(DMG)频段(例如,60GHz频段)中,可以实现一个或多个机制,例如,以支持包括两个或更多个信道(例如,两个或更多个2.16GHz信道)的信道带宽(BW)(又称为“宽信道”、“EDMG信道”或“绑定信道”)上的通信。
在一些示范性方面中,例如,关于分组传输的更高带宽,信道绑定机制可以包括例如可以组合两个或更多个信道(例如,2.16GHz信道)的机制和/或操作,例如,以例如当与单信道上的传输相比时能够实现更高的数据速率。
本文关于包括两个或更多个2.16GHz信道的信道BW上的通信来描述一些示范性方面,然而可以关于在例如包括任何其他数量的两个或更多个信道或由其形成的信道带宽(例如“宽”信道)(例如,包括两个或更多个信道的聚合的聚合信道)上的通信来实现其他方面。
在一些示范性方面中,可以实现一个或多个信道绑定机制,例如,以支持增加的信道带宽,例如,4.32GHz的信道带宽、6.48GHz的信道带宽、8.64GHz的信道带宽和/或任何其他附加或替代信道BW。
在一些示范性方面中,宽带收发机可以被配置为支持例如与两个或更多个不同网络在两个或更多个不同信道上的通信。
在一个示例中,一些无线网络可以被配置为占用第一信道带宽,例如,20MHz信道带宽,和/或一些其他无线网络可以被配置为占用第二信道带宽,例如,40MHz信道带宽或其他更宽的信道带宽。
在另一示例中,一些无线网络可以被配置为占用第一信道带宽,例如,2.16GHz信道带宽,和/或一些其他无线网络可以被配置为占用第二信道带宽,例如,4.32GHz信道带宽或其他更宽的信道带宽。
在一些示范性方面中,例如利用低Q匹配网络实现包括一个或多个放大器的宽带发射机可能不是高效的,其可以例如被配置为实现平坦的频率响应,并且因此可能抽取更多功率来补偿功率损耗。例如,当在单个信道中工作时,例如,由于可能不使用一部分带宽,因此放大器可能是功率低效的。
在一些示范性方面中,可以被配置为用于在宽带带宽上进行传输的宽带发射机可以包括宽带PA,其可以被配置为放大要在宽带带宽中的两个或更多个不同带宽上发送的信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带PA可以包括两个或更多个PA,其可以被配置为放大要在宽带带宽内的两个或更多个各个不同带宽上发送的信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带PA可以被配置为(例如,以组合方式)利用两个或更多个PA来放大要在包括两个或更多个带宽的宽带带宽上发送的宽带信号,例如,如下所述。例如,两个或更多个PA可以被配置为例如当发送宽带RF信号时生成平坦的高增益宽带响应。
在一些示范性方面中,宽带PA可以被配置为选择性地仅利用两个或更多个PA中的一些来放大要在比宽带带宽更窄的带宽上发送的信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,当PA中的至少一个PA关闭,并且至少一个其他PA用于在宽带频率信道的一部分上发送RF信号时,实现包括两个或更多个PA的宽带PA(例如,如本文所述)可以允许例如降低宽带PA的总功耗。
在一些示范性方面中,宽带PA可以包括:选择性网络功率组合器,用于选择性地将输入RF信号耦合到一个或多个PA;和/或选择性网络功率分离器,用于选择性地耦合来自一个或多个PA的输出RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,选择性网络组合器可以包括变换器(“组合器变换器”)或者可以由其实现,和/或选择性网络分离器可以包括变换器(“分离器变换器”)或者可以由其实现,例如,如下所述。在其他方面中,选择性网络组合器可以由任何其他组合器实现,和/或选择性网络分离器可以由任何其他分离器实现。
在一些示范性方面中,分离器变换器可以包括两个或更多个部分,以分别选择性地将输入RF信号耦合到两个或更多个PA;和/或组合器变换器可以包括两个或更多个部分,以分别选择性地耦合来自两个或更多个PA的输出RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,组合器变换器的一部分可以被配置为具有可以基于要耦合到该部分的各个PA的操作频率和/或带宽的物理结构和/或大小,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,分离器变换器的一部分可以被配置为具有可以基于要耦合到该部分的各个PA的操作频率和/或带宽的物理结构和/或大小,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,变换器的一部分(例如,组合器变换器的一部分和/或分离器变换器的一部分)的大小可以被配置为与要耦合到该部分的PA的频率成比例。例如,变换器的第一部分(例如,组合器变换器的第一部分和/或分离器变换器的第一部分)可以具有针对第一PA的第一频率配置的第一大小;和/或变换器的第二部分(例如,组合器变换器的第二部分和/或分离器变换器的第二部分)可以具有针对第二PA的第二频率配置的第二大小。例如,当第二频率高于第一频率时,例如,第二大小可以大于第一大小。
在一些示范性方面中,针对分离器变换器和/或组合器变换器的不同部分实现不同的大小可以允许例如减小宽带PA的芯片面积,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,利用多个PA实现宽带PA(例如,如本文所述)可以例如通过以下操作提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题:例如通过例如基于要利用的带宽允许选择性地切换多个PA中的一个或多个PA实现降低的功耗、增加线性度和/或提高效率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则宽带PA可以被包括作为无线电链电路的一部分和/或可以执行无线电链电路的一个或多个操作和/或功能,例如,作为子系统1035(图10)的一部分和/或任何其他子系统和/或元件。
参照图400,图400示意性地示出根据一些示范性方面的发射机400000的框图。
在一些示范性方面中,发射机400000可以例如被配置为在60GHz频段和/或任何其他频段中发送宽带RF信号和/或高频RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机400000可以可操作地耦合到和/或可以包括例如一个或多个天线400100。例如,一个或多个天线400100可以包括相控阵列天线、偶极天线、内部天线等。在其他方面中,可以使用其他不同类型的天线。
在一些示范性方面中,发射机400000可以包括宽带放大器400200,其可以被配置为放大宽带RF信号,其可以例如经由一个或多个天线400100来发送,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,发射机400000可以包括基带电路400300,其可以被配置为生成IF输入信号400310。
在一些示范性方面中,发射机400000可以包括RF电路400400,其可以被配置为例如通过将IF输入信号400310上变频为RF输入信号400410来生成例如RF输入信号400410。例如,可以根据要用于传输的信道的频率带宽来配置RF输入信号400410。
在一些示范性方面中,基带电路400300可以例如通过RF缆线400500可操作地耦合到RF电路400400。例如,RF缆线400500可以包括同轴缆线等。在其他方面中,可以使用其他类型的RF缆线、连接器和/或接口。在其他方面中,可以实现任何其他附加或替代元件和/或子系统以耦合在基带电路400300和RF电路400400之间。
在一些示范性方面中,例如,发射机400000可以包括一个或多个开关,以在基带400300和多个RF电路元件400400之间可操作地耦合,例如,如下面参照图404所述。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200可以被配置为放大RF输入信号400410,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200可以包括例如60GHz放大器,其被配置为放大60GHz频段中的RF信号400410,例如,如下所述。在其他方面中,宽带放大器400200可以被配置为用于任何其他附加或替代频段。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200可以例如被配置为例如通过以下操作在宽带频率上放大RF输入信号400410,将RF输入信号400410分离为高频段频率和低频段频率,通过高频段放大器放大高频段频率,通过低频段放大器放大低频段频率,并将高频段放大信号和低频段放大信号组合成宽带放大信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带放大器电路400200可以包括分离器400210,其可以被配置为在各个多个频段上将RF输入信号400410分离为多个信号。例如,多个信号可以至少包括在第一和第二各个频段上的第一和第二信号,例如,如下所述。例如,分离器400210可以被配置为将RF输入信号400410分离为例如高频段上的高频段信号400220和/或低频段上的低频段信号400230,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,高频段可以包括例如包括5G频段的一个或第一多个信道的频段,和/或低频段可以包括例如包括5G频段的一个或第二多个信道的频段。在一个示例中,一个或第一多个信道和/或一个或第二多个信道可以包括一个或多个500MHz信道和/或任何其他附加或替代信道。在一个示例中,5G频段可以包括例如37-43.5GHz的频段、24.5-39.5GHz的频段或任何其他频段。在其他方面中,可以实现任何其他附加或替代频段。
本文关于实现两个频段(例如,高频段和/或低频段)的宽带放大器来描述一些示范性方面。在其他方面中,宽带放大器可以实现任何其他数量的频段,例如,至少三个频段。
在一些示范性方面中,分离器400210可以包括例如电阻分离器、混合分离器、晶体管实现的分离器、Wilkinson分离器和/或任何其他类型的分离器。
在一些示范性方面中,分离器400210可以包括例如变换器400215,其可以被配置为在变换器400215的第一部分400218处接收例如RF输入信号400410,以通过变换器400215的第二部分400212向低频段放大器400250提供例如低频段信号400230,并且匹配例如变换器400215的第二部分400212和低频段放大器400250之间的阻抗,例如,如下所述。例如,变换器400215可以被配置为在第二部分400212和低频段放大器400250之间匹配例如50欧姆的阻抗。在其他方面中,第二部分400212和低频段放大器400250之间的阻抗可以包括任何其他阻抗值。
在一些示范性方面中,变换器400215可以被配置为例如由变换器400215的第三部分400214向高频段放大器40240提供高频段信号400220,并且匹配例如变换器400215的第三部分400214和高频段放大器400240之间的阻抗。例如,变换器400215可以被配置为在第三部分400214和高频段放大器400240之间匹配例如50欧姆的阻抗。在其他方面中,第三部分400214和高频段放大器400240之间的阻抗可以包括任何其他阻抗值。
在一些示范性方面中,分离器400210可以包括:例如,第一电路400211,用于从RF输入信号400410过滤低频段信号400230;和,例如,第二电路400213,用于从RF输入信号400410过滤高频段信号400220,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一电路400211可以由例如变换器400215的第二部分400212和变换器400215的第一部分400218的至少一部分来实现,和/或第二电路400213可以例如由变换器400214的第三部分400214和变换器400215的第一部分400218的至少一部分来实现。在其他方面中,第一电路400211和/或第二电路400213可以由任何其他附加或替代元件实现。例如,第一电路400211和/或第二电路400213可以例如通过多个晶体管、集成电路、混合电路和/或任何其他组件来实现。
在一些示范性方面中,高频段放大器400240可以被配置为放大例如高频段信号400220,并且可以提供第一放大信号,例如高频段放大信号400245,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,高频段放大器400240可以包括异相放大器(例如,如上参照图390所述)、Doherty功率放大器(例如,如上参照图387所述)、数字功率放大器(例如,如上参照图380所述)和/或任何其他放大器。
在一些示范性方面中,低频段放大器400250可以被配置为放大例如低频段信号400230,并且可以提供第二放大信号,例如低频段放大信号400255,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,低频段放大器400250可以包括异相放大器(例如,如上参照图390所述)、Doherty功率放大器(例如,如上参照图387所述)、数字功率放大器(例如,如上参照图380所述)和/或任何其他放大器。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200可以包括组合器400260,其可以被配置为将例如第一放大信号(例如,高频段放大信号400245)和第二放大信号(例如,低频段放大信号400255)组合为例如放大的RF信号400270,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,组合器400260可以包括电阻组合器、混合组合器、晶体管实现的组合器、Wilkinson组合器和/或任何其他类型的组合器。
在一些示范性方面中,组合器400260可以包括例如变换器400265,其可以被配置为在变换器400265的第一部分400262处从高频段放大器400240接收第一(“高频段”)放大信号400245,并且,在变换器400265的第一部分400262和高频段放大器400240之间匹配阻抗,例如50欧姆的阻抗,例如,如下所述。在其他方面中,例如,第一部分400245和高频段放大器400240之间的阻抗可以包括任何其他阻抗值。
在一些示范性方面中,变换器400265可以被配置为在变换器400265的第二部分400264处从低频段放大器400250接收第二(“低频段”)放大信号400255,并且,在变换器400265的第二部分400264和低频段放大器400250之间匹配阻抗,例如50欧姆的阻抗,例如,如下所述。在其他方面中,第二部分400264和低频段放大器400250之间的阻抗可以包括任何其他阻抗值。
在一些示范性方面中,变换器400265可以包括例如第三部分400267,用于将来自变换器400265的第一部分400262的第一放大信号400245与来自变换器400265的第二部分400264的第二放大信号400255组合为放大的RF信号400270。
在一些示范性方面中,第三部分400267可以被配置为在低频段放大器400250与例如一个或多个天线400100之间以及在高频段放大器400240与一个或多个天线400100之间匹配例如50欧姆的阻抗。在其他方面中,第三部分400267与一个或多个天线400100之间的阻抗可以包括任何其他阻抗值。
在一些示范性方面中,第一部分400262和第二部分400264可以具有例如不同的物理大小,例如,如下所述。在一些示范性方面中,变换器400265的一部分可以被配置为具有可以基于要耦合到该部分的相应PA的操作频率和/或带宽的物理结构和/或大小。例如,变换器400265的第一部分400262的物理大小可以大于变换器400265的第二部分400264的物理大小。
在一些示范性方面中,宽带放大器电路400200可以包括第一开关400270,其可以被配置为激活低频段放大器400250,例如,当RF输入信号400410至少在第一频段上时,例如包括要由低频段放大器400250放大的低频段,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,宽带放大器电路400200可以包括第二开关400280,其可以被配置为例如,当RF输入信号400410至少在例如包括要由高频段放大器400240放大的高频段的第二频段上时激活高频段放大器400240,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,开关400270可以被配置为例如当RF输入信号400410没有至少部分地在第一频段上时禁止低频段放大器400250,和/或开关400270可以被配置为例如当RF输入信号400410至少部分地在第二频段之外时禁止低频段放大器400250,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,可以例如通过基带电路40310例如基于RF信号400410的频段可控制地激活和/或禁止开关400270和/或开关400280。
参照图401,图401示意性地示出根据一些示范性方面的可以实现的与多个信道带宽对应的多个信道的频段规划401000。
在一些示范性方面中,宽带放大器(例如,宽带放大器400200(图400))可以被配置为根据图401的频段规划在多个信道带宽的一个或多个信道带宽上发送RF信号。
在一些示范性方面中,例如,根据IEEE802.11-2016规范,频段规划401000可以包括例如在57.24GHz至65.88GHz的频率范围处的例如多个2.16GHz信道401400。例如,如图401所示,频段规划401000可以包括四个2.16GHz信道,表示为#1、#2、#3和#4。
在一些示范性方面中,宽带放大器(例如,宽带放大器400200(图400))可以被配置为在一个或多个宽信道带宽(其可以例如由两个或更多个信道401400形成)上发送RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在57.24GHz至65.88GHz的频率处的信道带宽401100可以包括例如8.64GHz频率带宽。例如,信道带宽401100可以在例如低频段放大器400250(图400)和高频段放大器400240(图400)之间被分离,例如,如上所述。例如,低频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第一4.32GHz信道,例如图401中的信道#9,并且高频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第二4.32GHz信道,例如图401中的信道#11。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200(图400)可以包括四个放大器,并且例如,根据信道的频段和放大器的频段,形成信道带宽401100的四个信道401400中的每个信道可以提供给四个放大器中的另一相应放大器。
在一些示范性方面中,例如,在57.24GHz至63.72GHz的频率范围处,信道带宽401200可以包括例如6.48GHz的带宽。例如,信道带宽401200可以在例如低频段放大器400250(图400)和高频段放大器400240(图400)之间被分离,例如,如上所述。在一个示例中,低频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第一2.16GHz信道,例如图401中的信道#1,并且高频段放大器400240(图400)可以例如被配置为用于4.32GHz信道,包括图401中的信道#2和信道#3。在另一示例中,低频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于4.32GHz信道,例如图401中的信道#9,并且高频段放大器400240(图400)可以例如被配置为用于2.16GHz信道,例如图401中的信道#4。
在一些示范性方面中,例如,在57.24GHz至65.88GHz的频率范围处,信道带宽401300可以包括例如4.32GHz带宽,并且可以包括例如两个信道,例如从57.24GHz到61.56GHz的低信道频段和从例如61.56GHz到65.88GHz的高信道频段。例如,可以将低信道频段提供给低频段放大器400250(图400),并且可以将高信道频段提供给高频段放大器400240(图400),例如,如上所述。在一个示例中,低频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第一2.16GHz信道,例如图401中的信道#1,并且高频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第二2.16GHz信道,例如图401中的信道#2。在另一示例中,低频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第三2.16GHz信道,例如图401中的信道#3,并且高频段放大器400250(图400)可以例如被配置为用于第四2.16GHz信道,例如图401中的信道#4。
参照图402,图402示意性地示出根据一些示范性方面的描绘低频段放大器和高频段放大器的增益响应的图线402000。在一些方面中,本文描述的放大器电路可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如,无线电链电路372)中,但是放大器电路不限于此。
在一些示范性方面中,宽带放大器400200(图400)可以包括具有增益响应402100的低频段放大器400250(图400)和/或具有增益响应402200的高频段放大器400240(图400)。例如,具有增益响应402100的低频段放大器400250(图400)与具有增益响应402200的高频段放大器400240(图400)的组合可以例如获得具有平坦增益响应的宽带放大器(例如,宽带放大器400200(图400))。
参照图403,图403示意性地示出根据一些示范性方面的变换器403000。
在一些示范性方面中,如果期望,则变换器403000可以被包括作为组合器(例如,作为变换器400265(图400)的一部分)和/或分离器(例如,作为变换器400215(图400)的一部分)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。在一些方面中,本文描述的变换器可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如,无线电链电路372)中,但是变换器不限于此。
在一些示范性方面中,变换器403000可以包括例如低频段部分403100,其可以被配置为通过输入/输出端口403400接收和/或输出低频段频率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,变换器403000可以包括例如高频段部分403200,其可以被配置为通过输入/输出端口403300接收和/或输出高频段频率,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,变换器403000可以包括例如公共部分403600,其可以被配置为在输入/输出端口403500处接收RF信号并输出组合的RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,变换器403000可以被配置为例如作为组合器和/或分离器操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,当作为组合器操作时,变换器403000可以在低频段部分403100的输入端口403400处接收低频段频率信号,可以在高频段部分403200的输入端口403300处接收例如高频段频率信号,并且可以在公共部分403600的输出端口403500处输出例如组合信号。
在一些示范性方面中,例如,当操作为分离器操作时,变换器403000可以在公共部分403600的输入端口403500处接收例如输入RF信号,可以在低频段部分403100的输出端口403400处输出例如低频段频率信号,并且可以在高频段部分403200的输出端口403300处输出例如高频段频率信号。
在一些示范性方面中,低频段部分403100的物理大小可以例如小于高频段部分403200的物理大小。
返回参照图1A,在一些示范性方面中,基带子系统110和/或RFEM 115可以根据无线电架构来配置,该无线电架构可以包括多个阻抗匹配开关,其可以被配置为基于多个无线电核心的计数匹配调制解调器核心(例如,基带子系统(例如,基带处理器110))与多个无线电核心(例如,RFEM 115)之间的阻抗,例如,如下所述。在一些示范性方面中,调制解调器核心可以包括基带处理器和/或一个或多个附加或替代处理组件,以例如经由一个或多个无线电核心生成和/或处理用于无线通信的信号。
在一些示范性方面中,收发机可以包括多个无线电核心和至少一个调制解调器核心,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,5G收发机可以包括例如通过同轴缆线和/或任何其他RF兼容连接元件和/或子系统连接的至少两个主核心,例如,如下所述。例如,至少两个主核心可以包括调制解调器基带(M-Core)和两个或更多个无线电前端(R-Core)。
在一些示范性方面中,如果期望,则R-Core可以被包括作为一个或多个无线电链电路和/或子系统(例如,作为子系统435(图4)的一部分)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,多个开关可以被配置为将M-Core连接到多个R-Core。例如,可以根据无线设备要求来切换多个开关,例如,如下所述。例如,M-Core可以一次连接到一个R-Core和/或例如连接到多个同时工作的R-Core,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个开关中的至少一个开关(例如,仅一些开关或每个开关)可以被配置为例如基于可以连接到M-Core的R-Core的数量匹配多个R-Core中的R-Core和M-Core之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,(例如,基于可以连接到M-Core的R-Core的数量)匹配多个R-Core的R-Core与M-Core之间的阻抗可以提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题。例如,基于要连接到M-Core的R-Core的数量匹配R-Core和M-Core之间的阻抗可以允许例如保持基本恒定的阻抗,例如M-Core和R-Core之间(例如M-Core和连接到M-Core的每个R-Core之间)的50欧姆的阻抗或任何其他阻抗。
现参照图404,图404示意性地示出根据一些示范性方面的无线通信装置404000的框图。在一些方面中,本文描述的无线通信装置(例如,发射机、接收机、收发机等)可以包括于(或实现为)图3A中所示的mmWave通信电路300内的一个或多个电路中,但是通信装置不限于此。
在一些示范性方面中,无线通信装置404000可以被配置为例如在2.4GHz频段、5GHz频段、60GHz频段、5G通信网络的频段和/或任何其他频段上发送和/或接收无线RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,无线通信装置404000可以包括M-Core404300,其可以实现为例如基带的一部分,例如,作为基带电路和/或逻辑的一部分,和/或作为任何其他附加或替代元件、子系统和/或电路的一部分。
在一些示范性方面中,无线通信装置404000可以包括多个R-Core 404100以选择性地耦合到M-Core 404300。例如,如图404所示,多个R-Core 404100可以包括至少两个R-Core,例如,R-Core 404130和R-Core 404160,以选择性地耦合到M-Core 404300,例如,如下所述。例如,R-Core 404130和/或R-Core 404160可以包括无线电前端。例如,无线电前端可以包括用于接收和/或发送RF信号的一个或多个电路、组件和/或子系统,例如功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、天线接口等。在一个示例中,R-Core 404130和/或R-Core404160可以包括无线电前端模块115(图1)的一个或多个元件和/或执行无线电前端模块的一个或多个功能。
在一些示范性方面中,R-Core 404130和/或R-Core 404160可以包括半双工无线电前端、半双工收发机等,例如,如下所述。在一些其他示范性方面中,R-Core 404130和/或R-Core 404160可以包括全双工无线电。
在一些示范性方面中,无线通信装置404000可以包括和/或可以可操作地耦合到例如包括天线404400和/或天线404450的一个或多个天线。例如,R-Core 404130可以可操作地耦合到至少一个天线404400和/或无线电核心404160可以可操作地耦合到至少一个天线404450。
在一些示范性方面中,天线404400和/或404450可以包括例如一个或多个相控阵列天线、一个或多个偶极天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,多个R-Core 404100可以经由多个RF缆线404500耦合到M-Core 404300,例如,使得M-Core 404300可以经由至少一个RF缆线连接到R-Core。例如,R-Core 404130可以经由RF线缆404530耦合到M-Core 404300,和/或R-Core 404160可以经由RF缆线404560耦合到M-Core 404300,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,RF缆线404530和/或RF缆线404560可包括同轴缆线。在其他方面中,RF缆线404530和/或RF缆线404560可以包括任何其他RF可计算缆线。
本文关于实现一个或多个RF缆线以将M-Core耦合到多个RF核心的架构来描述一些示范性方面。然而,在其他方面中,可以实现任何其他附加或替代连接器、缆线和/或元件以将M-Core耦合到多个RF核心。
在一些示范性方面中,无线通信装置404000可以包括多个阻抗匹配开关404600,以将M-Core 404300可切换地耦合到多个R-Core404100中的一个或多个R-Core,例如,如下所述。例如,如图404所示,多个阻抗匹配开关404600可以包括:阻抗匹配开关404630,以将M-Core404300可切换地耦合到R-Core 404130;和/或阻抗匹配开关404630,以将M-Core404300可切换地耦合到R-Core 404160,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如图404所示,多个阻抗匹配开关404600可以包括两个开关,例如开关404630和404660,以将M-Core404300可切换地耦合到两个各个R-Core,例如R-Core 404130和R-Core404160。在其他方面中,多个阻抗匹配开关404600可以包括任何其他数量的开关,例如,三个或更多个开关,以将M-Core 404300可切换地耦合到任何其他数量的R-Core,例如,三个或更多个各个R-Core。
在一些示范性方面中,多个阻抗匹配开关404600的阻抗匹配开关(例如,阻抗匹配开关404630和/或阻抗匹配开关404660)可以包括可操作地耦合M-Core 404300的第一端子、可操作地耦合到多个R-Core404100的相应R-Core的第二端子,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404630可以包括可操作地耦合M-Core404300的第一端子404610以及可操作地耦合到R-Core404130的第二端子404620,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404660可以包括可操作地耦合M-Core404300的第一端子404670以及可操作地耦合到R-Core404160的第二端子404680,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如图404所示,多个阻抗匹配开关404600的阻抗匹配开关(例如,阻抗匹配开关404630和/或阻抗匹配开关404660)可以包括阻抗匹配电路,以例如基于可以通过多个阻抗匹配开关404600耦合到M-Core 404300的多个R-Core的一个或多个R-Core的计数可控制地匹配多个R-Core 404100中的R-Core和M-Core 404300之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404630可以包括阻抗匹配电路,其可以被配置为例如基于可以通过多个阻抗匹配开关404600耦合到M-Core 404300的多个R-Core404100的一个或多个R-Core的计数可控制地匹配R-Core 404130和M-Core 404300之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404660可以包括阻抗匹配电路,其可以被配置为例如基于可以通过多个阻抗匹配开关404600耦合到M-Core 404300的多个R-Core404100的一个或多个R-Core的计数可控制地匹配R-Core 404160和M-Core 404300之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关的阻抗匹配电路,例如阻抗匹配开关404660的阻抗匹配电路和/或阻抗匹配开关404630的阻抗匹配电路,可以根据可以例如由M-Core404300提供的控制信号在多个阻抗匹配模式之间进行切换,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404630的阻抗匹配电路可以例如根据可以由M-Core 404300提供的第一控制信号404010在多个阻抗匹配模式之间进行切换,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404660的阻抗匹配电路可以例如根据来自M-Core 404300的第二控制信号404020在多个阻抗匹配模式之间进行切换,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关的阻抗匹配电路,例如阻抗匹配开关404660的阻抗匹配电路和/或阻抗匹配开关404630的阻抗匹配电路,可以被配置为例如在多个阻抗匹配模式的阻抗匹配模式下,例如基于对应于阻抗匹配模式的R-Core计数匹配M-Core404300与多个R-Core 404100中对应于阻抗匹配开关的R-Core之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404630的阻抗匹配电路可以被配置为例如在多个阻抗匹配模式的阻抗匹配模式下,例如基于对应于阻抗匹配模式的R-Core计数匹配M-Core 404300与R-Core 404130之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404660的阻抗匹配电路可以被配置为例如在多个阻抗匹配模式的阻抗匹配模式下,例如基于对应于阻抗匹配模式的R-Core计数匹配M-Core 404300与R-Core 404160之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个阻抗匹配模式可以例如至少包括:第一阻抗匹配模式,其中阻抗匹配电路可以被配置为匹配M-Core 404300与R-Core 404100的一个R-Core(例如R-Core 404130或R-Core 44160)之间的阻抗;第二阻抗匹配模式,其中阻抗匹配电路可以被配置为匹配M-Core 404300与R-Core 404100的两个R-Core(例如R-Core 404130和404160两者)之间的阻抗;和/或第三阻抗匹配模式,其中阻抗匹配电路可以被配置为匹配M-Core 404300与多个R-Core 404100(未在图404中示出)的三个R-Core(例如包括R-Core404130、R-Core 404160和另一R-Core)之间的阻抗,例如,如下所述。在其他方面中,多个阻抗匹配模式可以包括一个或多个附加或替代阻抗匹配模式,以匹配M-Core404300与任何其他数量的R-Core 404100之间的阻抗。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关的阻抗匹配电路(例如,如上所述)可以包括多个晶体管,其可以被配置为将例如M-Core 404300耦合到对应于阻抗匹配开关的R-Core,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,多个阻抗匹配开关404600的阻抗匹配开关,例如阻抗匹配开关404630和/或阻抗匹配开关404660,可以被配置为保持基本恒定的阻抗,例如M-Core404300和对应于阻抗匹配开关的R-Core之间的50欧姆阻抗或任何其他阻抗,例如,不管和/或独立于要连接到M-Core 404300的一个或多个R-Core 404100的计数。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404630可以被配置为保持基本恒定的阻抗,例如M-Core 404300和R-Core 404130之间的50欧姆阻抗或任何其他阻抗,例如,不管和/或独立于要连接到M-Core 404300的一个或多个R-Core 404100的计数。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关404660可以被配置为保持基本恒定的阻抗,例如M-Core 404300和R-Core 404160之间的50欧姆阻抗或任何其他阻抗,例如,不管和/或独立于要连接到M-Core 404300的一个或多个R-Core 404100的计数。
参照图405,图405示意性地示出根据一些示范性方面的阻抗匹配开关405000。在一些方面中,本文描述的开关可以包括于图3A所示的mmWave通信电路300的RF电路325(图3D)内的一个或多个电路(例如,无线电链电路372)中,但是开关不限于此。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关405000可以被配置为例如基于要连接到M-Core的R-Core的计数匹配M-Core(例如,M-Core404300(图404))与多个R-Core(例如,多个R-Core 404100(图404))的R-Core之间的阻抗,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,如果期望,则阻抗匹配开关405000可以被包括作为阻抗匹配开关404630和/或阻抗匹配开关404660(图404)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,阻抗匹配开关405000可以包括阻抗匹配电路405100,其具有:第一端子405010,用于将M-Core 405700(例如,M-Core 404300(图404))耦合到阻抗匹配电路405100;以及第二端子405020,用于将R-Core 405800(例如,R-Core 404130或R-Core404160(图404))耦合到阻抗匹配电路405100。
在一些示范性方面中,阻抗匹配电路405100可以被配置为例如基于可以耦合到M-Core 405700的一个或多个R-Core(例如,R-Core404100(图404))的计数可控制地匹配M-Core 405700和R-Core 405800之间阻抗,例如50欧姆阻抗或任何其他阻抗。
在一些示范性方面中,阻抗匹配电路405100可以例如根据控制信号405030在例如包括第一模式(模式A)、第二模式(模式B)和第三模式(模式C)的多个阻抗匹配模式之间进行切换。例如,控制信号405030可以由M-Core 405700提供。在其他方面中,阻抗匹配电路405100可以被配置为例如基于R-Cores 404100的数量(图404)在任何其他数量的阻抗匹配模式之间进行切换。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式A下,例如,M-Core405700可以耦合到多个R-Core(例如,多个R-Core 404110(图404))中的单个R-Core,例如R-Core 405800。例如,在阻抗匹配模式A下,例如,当M-Core 45700仅耦合到R-Core 405800时,阻抗匹配电路405100可以被配置为例如匹配R-Core 405800和M-Core 405700之间的阻抗,例如50欧姆阻抗和/或任何其他期望的阻抗。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式B下,例如,M-Core405700可以耦合到多个R-Core(例如,多个R-Core 404110(图404))中的两个R-Core,例如R-Core 405800和另一R-Core。例如,在阻抗匹配模式B下,例如,当M-Core 405700耦合到R-Core 405800和另一R-Core时,阻抗匹配电路405100可以被配置为例如匹配R-Core 405800和M-Core 405700之间的阻抗,例如50欧姆阻抗和/或任何其他期望的阻抗。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式C下,例如,M-Core405700可以耦合到多个R-Core(例如,多个R-Core 404110(图404))中的四个R-Core,例如R-Core 405800和另外三个R-Core。例如,在阻抗匹配模式C下,例如,当M-Core 405700耦合到R-Core 405800和另外两个R-Core时,阻抗匹配电路405100可以被配置为例如匹配R-Core405800和M-Core405700之间的阻抗,例如50欧姆阻抗和/或任何其他期望的阻抗。
在一些示范性方面中,阻抗匹配电路405100可以包括多个晶体管,例如,包括晶体管405200、405300和/或405400,其可以例如根据阻抗匹配模式经由负载(例如,多个负载中的RF负载)选择性地将M-Core 405700耦合到R-Core 405800,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在阻抗匹配模式A下,可以在M-Core 405700与R-Core405800之间施加第一负载等级(例如零负载);例如,在阻抗匹配模式B下,可以在M-Core45700与R-Core 405800之间施加例如高于第一负载等级的第二负载等级;和/或例如,在阻抗匹配模式C,可以在M-Core 45700与R-Core 405800之间施加例如高于第二负载等级的第三负载等级,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式A下,例如,可以例如通过控制信号405060来控制晶体管45400,以选择性地将M-Core405700耦合到R-Core 405800,例如,没有任何负载。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式B下,例如,可以例如通过控制信号405040来控制晶体管405300,以例如经由负载405600选择性地将M-Core 405700耦合到R-Core405800。
在一些示范性方面中,在阻抗匹配模式C下,例如,可以例如通过控制信号405030来控制晶体管405200,以例如经由负载405500选择性地将M-Core 405700耦合到R-Core405800,。
在一些示范性方面中,负载405500可以例如高于负载405600。
在一些示范性方面中,负载405600可以包括例如50欧姆的负载,并且负载405500可以包括例如100欧姆的负载。在其他方面中,可以使用任何其他负载值。
在一些示范性方面中,负载405500和/或负载405600可以包括例如电阻器-电感器-电容器(RLC)网络。在其他方面中,负载405500和/或负载405600可以包括有源负载、电阻负载、电容负载、电感负载等。
在一些示范性方面中,RLC网络可以被配置为例如基于要连接到M-Core 405700的R-Cores的计数在M-Core 405700和R-Core 405800之间维持预定义的阻抗,例如50欧姆阻抗或任何其他阻抗。
返回参照图4,在一些示范性方面中,RF电路425可以根据无线电架构来配置,该无线电架构可以包括至少一个双向混频器,其可以被配置为在双向混频器的上变频模式下将IF信号上变频为RF信号,并且在双向混频器的下变频模式下将RF信号下变频为RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机架构(其可以在毫米波应用中实现,诸如例如,蜂窝系统的5G和/或具有约60GHz的通信频率的WLAN,例如,WiGig)可以包括:第一混频器,其可以被配置为将Tx IF信号上变频为RF信号,例如,以在收发机的Tx模式下发送;和/或第二混频器,其可以被配置为例如在收发机的Rx模式下将Rx RF信号下变频为Rx IF信号。
在一些示范性方面中,在一些使用情况下,实施方式和/或场景中实现包括用于Tx模式和Rx模式的分离的混频器(例如,两个分离的混频器)的收发机架构可能是不利的。
在一些示范性方面中,收发机架构可以实现至少一个双向混频器,其可以被配置为用于Rx模式和Tx模式,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在收发机架构中实现双向混频器可以提供一个或多个益处和/或解决一个或多个技术问题。例如,双向混频器可以使得能够例如通过实现一个或多个双向元件(例如,一个或多个双向放大器(例如双向RF放大器和/或双向IF放大器和/或收发机芯片中的任何其他附加或替代双向元件))减少收发机芯片面积。
在一些示范性方面中,双向混频器可以包括半无源混频器架构,其可以非常适合例如甚至用于低电源电压和/或低功耗,例如,同时提供足够的转换增益(CG)。例如,一些双向混频器可以包括RF级以处理RF信号。消除双向混频器的RF级可以降低温度依赖性和电流消耗,这可能是需要的,例如,以便实现高线性度。
在一些示范性方面中,如果期望,则双向混频器可以被包括作为上变频和下变频电路(例如,作为子系统415(图4)的一部分)和/或任何其他子系统和/或元件的一部分和/或可以执行其一个或多个操作和/或功能。
在一些示范性方面中,双向混频器可以被配置为在上变频模式和/或下变频模式下操作,例如,如下所述。例如,在上变频模式下,双向混频器可以将IF信号上变频为RF信号,和/或在下变频模式下,双向混频器可以将RF信号下变频为IF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器可以包括一个或多个开关,以例如当从上变频模式切换到下变频模式时将要由双向混频器处理的信号的方向例如从处理第一方向上的信号切换到处理第二方向上的信号;和/或例如当从下变频模式切换到上变频模式时从处理第二方向上的信号切换到处理第一方向上的信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器的一个或多个开关可以包括例如具有参数化小单元(PCell)的一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),其可以包括漏极沟道和源极沟道,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,MOSFET的漏极沟道和源极沟道可以是对称的。例如,可以切换漏极沟道和源极沟道的角色,例如,使得漏极沟道可以用作源极沟道和/或源极沟道可以用作漏极沟道,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器可以包括吉尔伯特单元混频器,例如,半无源吉尔伯特单元混频器,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,吉尔伯特单元混频器可以被配置为例如在上变频模式下例如通过将IF信号与LO信号混频将IF信号上变频为RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,吉尔伯特单元混频器可以被配置为例如在下变频模式下例如通过将RF信号与LO信号混频将RF信号下变频为IF信号,例如,如下所述。
参照图406,图406示意性地示出根据一些示范性方面的收发机406100的框图。
在一些示范性方面中,收发机406100可以被配置为半双工收发机,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,半双工收发机(例如,收发机406100)可以在Tx模式(例如用于发送Tx信号)和Rx模式(例如用于接收Rx信号)之间进行切换,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括例如60GHz收发机,其可以被配置为例如至少在60GHz频段上发送Tx信号和接收Rx信号。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括5G蜂窝收发机。
在其他方面中,收发机406100可以包括任何其他类型的收发机和/或可以被配置为在任何其他附加或替代频段上传送Tx信号和/或Rx信号。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括或可以可操作地耦合到一个或多个天线406150。例如,天线406150可以被配置为发送和/或接收一个或多个RF信号。
在一些示范性方面中,天线406150可以包括一个或多个相控阵列天线、芯片内天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括基带406110,其可以被配置为生成和/或处理基带信号,例如,Tx基带信号406113和/或Rx基带信号406117,例如,如下所述。例如,Tx基带信号406113和/或Rx基带信号406117可以包括差分基带信号和/或任何其他类型的基带信号。
在一些示范性方面中,基带406110可以包括用于处理数字数据的数字基带和/或用于例如将数字数据转换为模拟信号的模拟基带。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括双向混频器406130,其可以被配置为:例如在Tx模式下,将IF信号(例如,Tx IF信号406123)上变频为Tx RF信号(例如,Tx RF信号406143);和/或例如在Rx模式下,将Rx RF信号(例如,Rx RF信号406147)下变频为RxIF信号(例如,Rx IF信号406127),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130可以包括差分双向混频器,其可以被配置为将差分IF信号上变频为差分RF信号,和/或将差分RF信号下变频为差分IF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130可以包括IF端子406133,用于例如在上变频模式下输入Tx IF信号406123,并且例如在下变频模式下输出Rx IF信号406127,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130可以包括RF端子406139,用于例如在上变频模式下输出Tx RF信号406143,并且例如在下变频模式下输入Rx RF信号406147,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括或可以可操作地耦合到LO 406135以生成LO信号406137,例如,如下所述。例如,LO信号406137可以具有60GHz的频率和/或可以应用于双向混频器406130的任何其他所需信号。例如,LO信号406137可以在上变频模式下用于上变频一个或多个IF信号,和/或在下变频模式下下变频一个或多个RF信号,例如,如下所述。在一个示例中,LO信号406137可以包括差分信号。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括一个或多个放大器以放大Tx基带信号406113、Tx RF信号406143、Rx信号406155和/或Rx IF信号406127,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括一个或多个双向放大器以放大Tx基带信号406113、Rx IF信号406127、Tx RF信号406143和/或Rx信号406155,例如,如下所述。在其他方面中,至少一个双向放大器可以由多个单向放大器代替。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括双向IF放大器406120,其可以被配置为在Rx模式下放大来自基带406110的Rx信号,和/或在Tx模式下放大来自双向混频器406130的Tx信号。例如,双向IF放大器406120可以被配置为例如在Rx模式下放大Rx IF信号406127,和/或例如在Tx模式下放大Tx基带信号406113,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向IF放大器406120可以被配置为例如在Tx模式下将Tx基带信号406113放大为Tx IF信号406123,和/或例如在Rx模式下将例如来自双向混频器406130的IF端子406133的Rx IF信号406127放大为Rx基带信号406117。
在一些示范性方面中,双向IF放大器406120可以包括:第一IF放大器(图406中未示出),用于在Tx模式下放大信号;以及第二IF放大器(图406中未示出),用于在Rx模式下放大信号,例如,如下所述。
在一个示例中,双向IF放大器406120可以包括:Tx IF放大器,其可以被配置为在Tx模式下将来自基带406110的Tx基带信号406113放大为Tx IF信号406123;以及Rx IF放大器,其可以被配置为在Rx模式下将Rx IF信号406127放大为Rx基带信号46117以提供给基带406110。
在一些示范性方面中,双向IF放大器406120可以包括例如差分双向IF放大器。例如,差分双向IF放大器可以放大差分IF信号。例如,Rx IF信号406127和/或Tx基带信号406113可以包括差分IF信号。
在一些示范性方面中,收发机46100可以包括双向RF放大器406140,其可以被配置为在Rx模式下放大来自天线406150的Rx信号,和/或在Tx模式下放大来自双向混频器406130的Tx信号。例如,双向RF放大器406140可以被配置为例如在Rx模式下放大来自天线406150的Rx信号406155,和/或例如在Tx模式下放大Tx RF信号406143,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向RF放大器406140可以被配置为例如在Tx模式下将TxRF信号406143放大为Tx信号406153,和/或例如在Rx模式下将例如来自一个或多个天线406150的Rx RF信号406155放大为Rx RF信号406147。
在一些示范性方面中,双向RF放大器406140可以包括:第一RF放大器(图406中未示出),用于在Tx模式下放大信号;以及第二RF放大器(图406中未示出),用于在Rx模式下放大信号,例如,如下所述。
在一个示例中,双向RF放大器406140可以包括:第一RF放大器(图406中未示出),例如功率放大器(PA),其可以被配置为在Tx模式下将来自双向混频器406130的Tx RF信号406143放大为Tx信号406153;以及第二RF放大器(图406中未示出),例如低噪声放大器(LNA),其可以被配置为在Rx模式下将Rx信号406155放大为第一RF信号(例如,Rx RF信号406147)以提供给双向混频器406130。
在一个示例中,双向IF放大器406140可以包括差分双向RF放大器,以放大差分RF信号(例如,差分RF信号406155)和/或差分Tx RF信号(例如,差分Tx RF信号406143),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130可以包括第一电压端子406131和第二电压端子406132,其可以被配置为将一个或多个偏置电压施加到双向混频器406130,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130可以包括混频电路(图406中未示出),其可以被配置为例如当向第一电压端子406131施加第一偏置电压并且向第二电压端子406132施加第二偏置电压时在上变频模式下操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以被配置为例如当向第一电压端子406131施加第二偏置电压并且向第二电压端子406132施加第一偏置电压时在下变频模式下操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二偏置电压可以低于第一偏置电压。
在一些示范性方面中,第一偏置电压可以是正电压,例如,1-5伏范围中的电压或任何其他电压,和/或第二偏置电压可以是零电压和/或接近于零的电压。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以被配置为例如在下变频模式下将RF端子406139处的第一RF信号(例如,Rx RF信号406147)下变频为IF端子406133处的第一IF信号(例如,Rx IF信号406127),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以被配置为例如在上变频模式下将IF端子406133处的第二IF信号(例如,Tx IF信号406123)上变频为RF端子406139处的第二RF信号(例如,Tx RF信号406143),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如吉尔伯特单元(图406中未示出),其可以包括例如多个晶体管,其可以被配置为例如在上变频模式下将TxIF信号406123上变频为TxRF信号406143,和/或例如在下变频模式下将Rx RF信号406147下变频为Rx IF信号406127,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,吉尔伯特单元的多个晶体管可以包括一个或多个场效应晶体管(FET)。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如第一变换器(图406中未示出),其可以被配置为将多个晶体管的漏极耦合到RF端子406139以及电压端子406131,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如第二变换器(图406中未示出),其可以被配置为将多个晶体管的源极耦合到IF端子406133以及电压端子406132,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如LO端子(图406中未示出),其可以被配置为将来自LO 406135的LO信号406137耦合到吉尔伯特单元的多个晶体管的栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在上变频模式下,第二变换器可以将Tx IF信号406123和第二偏置电压提供给吉尔伯特单元的多个晶体管的源极。例如,吉尔伯特单元可以被配置为例如将Tx IF信号406123与LO信号406137混频,以向吉尔伯特单元的多个晶体管的漏极提供混频RF信号,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在上变频模式下,第一变换器可以将多个晶体管的漏极处的混频RF信号组合为Tx RF信号406143,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在下变频模式下,第一变换器可以被配置为向多个晶体管的漏极提供Rx RF信号406147和第二偏置电压。例如,吉尔伯特单元可以被配置为将Rx RF信号406147与LO信号406137混频,以将例如混频IF信号提供给多个晶体管的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,在下变频模式下,第二变换器可以将多个晶体管的源极处的混频IF信号组合为Rx IF信号406127,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如第一开关(图406中未示出),其可以被配置为例如在上变频模式下将第一偏置电压耦合到电压端子406131,例如,将第一偏置电压耦合到吉尔伯特单元的多个晶体管的漏极;并且例如在下变频模式下将第二偏置电压耦合到电压端406131,例如,将第二偏置电压耦合到吉尔伯特单元的多个晶体管的漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器406130的混频电路可以包括例如第二开关(图406中未示出),其可以被配置为例如在上变频模式下将第二偏置电压耦合到电压端子406132,例如,将第二偏置电压耦合到吉尔伯特单元的多个晶体管的源极;并且例如在下变频模式下将第一偏置电压耦合到电压端406132,例如,将第一偏置电压耦合到吉尔伯特单元的多个晶体管的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,收发机406100可以包括控制器,例如,控制器电路406160,其可以被配置为例如基于收发机406100的Tx模式和/或Rx模式切换例如双向IF放大器406120、双向混频器406130和/或双向RF放大器406140的操作方向,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路406160可以可操作地耦合到控制线406161,其可以被配置为例如在上变频模式下将第一偏置电压施加到电压端子406131,并且例如在下变频模式下将第二偏置电压施加到电压端子406131,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路406160可以可操作地耦合到控制线406162,其可以被配置为例如在上变频模式下将第二偏置电压施加到电压端子406132,并且例如在下变频模式下将第一偏置电压施加到电压端子406132,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路406160可以被配置为通过例如以下操作切换双向混频器406130的方向:在将第一偏置电压施加到电压端子406131与将第二偏置电压施加到电压端子406131之间进行切换(例如通过控制线406161);以及在将第二偏置电压施加到电压端子406132与将第一偏置电压施加到电压端子406132之间进行切换(例如通过控制线406162),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路406160可以被配置为通过例如以下操作将双向混频器406130切换到上变频模式:将第一偏置电压(例如,通过电压端子406131)施加到双向混频器406130的多个晶体管的漏极,并且将第二偏置电压(例如,通过电压端子406132)施加到双向混频器406130的多个晶体管的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路406160可以被配置为通过例如以下操作将双向混频器406130切换到下变频模式:将第一偏置电压(例如,通过电压端子406132)施加到双向混频器406130的多个晶体管的源极,并且将第二偏置电压(例如,通过电压端子406131)施加到双向混频器406130的多个晶体管的漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,在Tx模式下,基带406100可以向双向IF放大器(例如,双向IF放大器406120)提供基带信号,例如基带信号406113。例如,双向IF放大器406120可以将基带信号406113放大为Tx IF信号406123。
在一些示范性方面中,在Tx模式下,双向混频器406130可以在IF端子406133处接收Tx IF信号406123,并且可以将Tx IF信号406123上变频为Tx RF信号406143。
在一些示范性方面中,在Tx模式下,双向RF放大器406140可以从双向混频器406130的RF端子406139接收Tx RF信号406143,并且可以将Tx RF信号406143放大为Tx信号406153,其例如可以通过一个或多个天线406150发送。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,双向RF放大器406140可以从一个或多个天线406150接收Rx信号406155,并且可以将例如Rx信号406155放大为Rx RF信号406147。
在一些示范性方面中,在Rx模式下,双向混频器406130可以将Rx RF信号406147下变频为IF信号406127。
在一些示范性方面中,在RX模式下,双向IF放大器406120可以将来自双向混频器406130的IF端子406133的Rx IF信号406127放大为Rx基带信号406117。
现参照图407,图407示意性地示出根据一些示范性方面的半双工收发机407100的框图。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以被配置为在Tx模式和/或Rx模式下操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括例如60GHz收发机,其配置为例如在60GHz频段上发送Tx信号和接收Rx信号。在其他方面中,可以使用其他频段。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括5G蜂窝收发机。在其他方面中,收发机407100可以包括任何其他类型的收发机和/或可以被配置为在任何其他频段上传送Tx和/或Rx信号。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括或可以可操作地耦合到一个或多个天线407150。例如,一个或多个天线407150可以被配置为发送和/或接收一个或多个RF信号。例如,天线407150可以包括一个或多个相控阵列天线、芯片内天线和/或任何其他类型的天线。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括基带407110,其可以被配置为生成和/或处理基带信号407010和407015,例如,如下所述。例如,基带407110可以包括用于处理数字数据的数字基带和/或用于例如处理模拟信号的模拟基带。例如,基带407110可以包括差分基带,其可以被配置为处理差分基带信号。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括Tx IF放大器407120,其可以被配置为将例如Tx基带信号407010放大为第一Tx IF信号407020和/或第二Tx IF信号407025。
在一些示范性方面中,Tx IF放大器407120可以包括例如具有差分输出和差分输入的差分IF放大器。在其他方面中,可以使用任何其他差分和/或非差分IF放大器。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括Rx IF放大器407125,其可以被配置为将例如第一Rx IF信号407030和/或第二Rx IF信号407035放大为Rx基带407015。例如,Rx IF放大器407125可以包括例如具有差分输入和差分输出的差分IF放大器。在其他方面中,可以使用任何其他差分和/或非差分IF放大器。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括分离器407127,其可以被配置为将例如第一Tx IF信号407020和/或第二Tx IF信号407025从Tx IF放大器407120分发到双向混频器407130,并且将例如第一Rx IF信号407030和/或第二Rx IF信号407035从双向混频器407130分发到Rx IF放大器407125。例如,分离器407127的使用可以是可选的,并且在其他方面中,可以不包括分离器407127。
在一些示范性方面中,双向混频器407130可以被配置为将第一Tx IF信号407020和/或第二Tx IF信号407025上变频为第一Tx RF信号407040和/或第二Tx RF信号407045;和/或例如将第一Rx RF信号407050和/或第二Rx RF信号407055下变频为第一Rx IF信号407030和/或第二Rx IF信号407035,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混合器407130可以包括差分双向混频器。
在一些示范性方面中,双向混频器407130可以包括例如IF端子407133,用于输入和/或输出IF信号,例如,输入第一Tx IF信号407020和/或第二Tx IF信号407025,和/或输出第一Rx IF信号407030和/或第二Rx IF信号407035。
在一些示范性方面中,双向混频器407130可以包括例如RF端子407134,用于输入和/或输出RF信号,例如,输出第一Tx RF信号407040和/或第二Tx RF信号407045,和/或输入第一Rx RF信号407050和/或第二Rx RF信号407055。
在一些示范性方面中,双向混频器407130可以包括例如经由第一控制线407060接收第一偏置电压和/或第二偏置电压的第一电压端子407131以及经由第二控制线407065接收第一偏置电压和/或第二偏置电压的第二电压端子407132,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括或可以可操作地耦合到LO407135以生成第一LO信号407070和/或第二LO信号407075,例如,如下所述。例如,第一LO信号407070和/或第二LO信号407075可以具有60GHz的频率和/或任何其他频率。
在一些示范性方面中,第一LO信号407070和/或第二LO信号407075可以应用于双向混频器407130以上变频例如第一Tx IF信号407020和第二Tx IF信号407025;和/或下变频例如第一Rx RF信号407050和第二Rx RF信号407055,例如,如下所述。在一个示例中,第一LO信号407070和/或第二LO信号407075可以实现为差分信号。
在一些示范性方面中,收发机407100可以包括控制器,例如控制电路407160,其可以被配置为切换例如双向混频器407130的操作方向,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制电路407160可以被配置为例如在上变频模式下经由第一控制线407060将第一偏置电压施加到电压端子407131,并且例如在下变频模式下将第二偏置电压施加到电压端子407131,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路407160可以被配置为例如在上变频模式下经由第二控制线407065将第二偏置电压施加到电压端子407132,并且例如在下变频模式下将第一偏置电压施加到电压端子407132,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路407160可以被配置为例如通过以下操作切换双向混频器406130的方向:在将第一偏置电压施加到电压端子407131与将第二偏置电压施加到电压端子407131之间进行切换(例如通过第一控制线407060);和/或在将第二偏置电压施加到电压端子406132与将第一偏置电压施加到电压端子406132之间进行切换(例如通过第二控制线407065),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器407130可以包括多个晶体管(例如,在吉尔伯特单元布置中),其可以被配置为例如在上变频模式下将第一Tx IF信号407020和第二Tx IF信号407025上变频为第一Tx RF信号407040和第二Tx RF信号407045,和/或例如在下变频模式下将第一Rx RF信号407055和第二Rx RF信号407050下变频为第一RxIF信号407030和第二Rx IF信号407035,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路407160可以被配置为例如通过以下操作将双向混频器407130切换到上变频模式:将第一偏置电压(例如,通过电压端子407131)施加到双向混频器407130的多个晶体管的漏极,和/或将第二偏置电压(例如,通过电压端子407132)施加到双向混频器407130的多个晶体管的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制器电路407160可以被配置为例如通过以下操作将双向混频器407130切换到下变频模式:将第一偏置电压(例如,通过电压端子407132)施加到双向混频器407130的多个晶体管的源极,和/或将第二偏置电压(例如,通过电压端子407131)施加到双向混频器407130的多个晶体管的漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,半双工收发机407100可以包括分离器407137,其可以被配置为将例如第一Rx RF信号407050和/或第二Rx RF信号407055从Rx Tx放大器407145分发到双向混频器407130,并且将例如第一Tx RF信号407040和/或第二Tx RF信号407045从双向混频器407130分发到Tx RF放大器407140。例如,分离器407130的使用可以是可选的,并且在其他方面中,可以不包括分离器407130。
在一些示范性方面中,Tx RF放大器407140可以被配置为将例如第一Tx RF信号407040和/或第二Tx RF信号407045放大为RF信号407060,并且将RF信号407060提供给一个或多个天线407150。例如,Tx RF放大器407140可以包括具有差分输入和差分输出的差分PA。
在一些示范性方面中,Tx RF放大器407140可以包括异相放大器(例如,如上参照图390所述)、Doherty功率放大器(例如,如上参照图387所述)、数字功率放大器(例如,如上参照图380所述)和/或任何其他放大器。
在一些方面中,Rx RF放大器407145可以被配置为将来自一个或多个天线407150的RF信号407070放大为第一Rx RF信号407050和/或第二Rx RF信号407055。在一些示范性方面中,Rx RF放大器407145可以包括具有输入和差分输出的差分LNA。在其他方面中,RxRF放大器407145可以包括非差分LNA、宽带LNA和/或任何其他类型的LNA。
现参照图408,图408示意性地示出根据一些示范性方面的双向混合器408000。例如,双向混频器408000的一个或多个元件和/或组件可以实现为双向混频器406130(例如,如上参照图406所述)和/或双向混合器407130(例如,如上参照图407所述)的一部分。
在一些示范性方面中,双向混频器408000可以包括例如RF端子408105,其可以被配置为例如从Rx RF放大器(例如,Rx RF放大器407145(图407))接收第一RF信号408106,和/或将第二RF信号408103提供给例如Tx RF放大器(例如,Tx RF放大器407140(图407)),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器408000可以包括例如IF端子408160,其可以被配置为例如从Tx IF放大器(例如,Tx IF放大器407120(图407))接收第一IF信号408166,和/或将第二IF信号408163提供给例如Rx IF放大器(例如,Rx IF放大器407125(图407)),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器408000可以包括例如第一电压端子408170,其可以被配置为例如基于双向混频器408000是以上变频模式还是下变频模式操作施加例如第一偏置电压408175(例如,VDD)和/或第二偏置电压408185(例如,VSS),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,双向混频器408000可以包括例如第二电压端子408180,其可以被配置为例如基于双向混频器408000是以上变频模式还是下变频模式操作施加例如第一偏置电压408175(例如,VDD)和/或第二偏置电压408185(例如,VSS),例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一偏置电压408175可以是正电压,例如,1-5伏范围中的电压或任何其他电压,和/或第二偏置电压408185可以是零电压和/或接近于零的电压。
在一些示范性方面中,双向混频器408000可以包括例如混频电路408100,其可以被配置为例如当第一偏置电压408175(例如,VDD)施加到第一电压端子408170并且第二偏置电压408185(例如,VSS)施加到第二电压端子408180时例如在上变频模式下操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,当第二偏置电压408185(例如,VSS)可以施加到第一电压端子408170并且第一偏置电压408175(例如,VDD)可以施加到第二电压端子408180时,混频电路408100可以被配置为例如在下变频模式下操作,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以被配置为例如在下变频模式下将RF端子408106处的第一RF信号408106下变频为例如IF端子408160处的第一IF信号408163,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以被配置为例如在上变频模式下将例如IF端子408160处的第二IF信号408166上变频为例如RF端子408105处的第二RF信号408103,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如吉尔伯特单元408120,其包括多个晶体管,例如,包括晶体管408122、408124、408126和/或408128,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)可以包括一个或多个FET。
在一些示范性方面中,吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)可以被配置为例如在上变频模式下将例如第二IF信号408166上变频为第二RF信号408103;和/或例如在下变频模式下将例如第一RF信号408106下变频为第一IF信号408163。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如第一变换器408110,其可以被配置为例如将吉尔伯特单元408120的多个晶体管的漏极(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的漏极)耦合到RF端子408160并且耦合到第一电压端子408170,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如第二变换器408130,其可以被配置为例如将吉尔伯特单元408120的多个晶体管的源极(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的源极)耦合到IF端子408160并且耦合到第二电压端子408180,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如LO端子408132,其可以被配置为将例如LO信号408136耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的栅极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的栅极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,LO端子408132可以被配置为向吉尔伯特单元408120应用LO信号408136的正LO信号(LO+)分量和/或负LO信号(LO-)分量。
在一些示范性方面中,第一变换器408110可以被配置为例如在下变频模式下将例如第一RF信号408106和第二偏置电压408185(例如,VSS)提供给吉尔伯特单元408120的多个晶体管的漏极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的漏极。
在一些示范性方面中,例如,吉尔伯特单元408120可以被配置为例如在下变频模式下将第一RF信号408106与LO信号408136混频,例如,以将混频RF信号提供给吉尔伯特单元408120的多个晶体管的源极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第二变换器408130可以被配置为例如在下变频模式下将例如吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)的源极处的混频RF信号组合为第二IF信号408163。
在一些示范性方面中,第二变换器408130可以被配置为例如在上变频模式下将例如第二IF信号408166和第二偏置电压408185(例如,VDD)提供给吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)的源极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,例如,吉尔伯特单元408120可以被配置为例如在上变频模式下将第二IF信号408166与LO信号408136混频,例如,以将混频RF信号提供给吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)的漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,第一变换器408110可以被配置为例如在上变频模式下将例如吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128)的漏极处的混频IF信号组合为第一RF信号408103。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如第一开关408140,其可以可操作地耦合到例如第一电压端子408170。例如,在上变频模式下,第一开关408140可以将第一偏置电压408175(例如,VDD)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的漏极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的漏极。例如,在下变频模式下,第一开关408140可以将第二偏置电压408185(例如,VSS)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如晶体管408122、408124、408126和/或408128)的漏极,例如,如下所述。
在一些示范性方面中,控制信号408190可以被配置为控制第一开关408140以经由第一变换器408110选择性地将第一偏置电压408175(例如,VDD)或第二偏置电压48185(例如,VSS)施加到吉尔伯特单元408120。
在一些示范性方面中,第一开关408140可以包括多个晶体管,其可以被配置为例如在上变频模式下将例如第一电压端子408170的第一偏置电压408175(例如,VDD)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的漏极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的漏极。
在一些示范性方面中,第一开关408140可以包括多个晶体管,其可以被配置为例如在下变频模式下将例如第一电压端子408170的第二偏置电压408175(例如,VSS)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的漏极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的漏极。
在一些示范性方面中,混频电路408100可以包括例如第二开关408150,其可以可操作地耦合到例如第二电压端子408180。例如,在上变频模式下,第二开关408150可以将第二偏置电压408185(例如,VSS)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如晶体管408122、408124、408126和/或408128)的源极。
在一些示范性方面中,在下变频模式下,第二开关408150可以将第一偏置电压408175(例如,VDD)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管(例如晶体管408122、408124、408126和/或408128)的源极。
在一些示范性方面中,控制信号408195可以被配置为控制第二开关408150以经由第二变换器408130将例如第一偏置电压408175(例如,VDD)或第二偏置电压408185(例如,VSS)施加到吉尔伯特单元408120。
在一些示范性方面中,第二开关408150可以包括多个晶体管,其可以被配置为例如在下变频模式下将例如第二电压端子408180的第一偏置电压408175(例如,VDD)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的源极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的源极。
在一些示范性方面中,第二开关408150可以包括多个晶体管,其可以被配置为例如在上变频模式下将例如第二电压端子408180的第二偏置电压408175(例如,VSS)耦合到吉尔伯特单元408120的多个晶体管的源极,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128的源极。
在一些示范性方面中,第一开关408140和/或第二开关480150可以包括例如多个晶体管,其可以被配置为在施加到例如吉尔伯特单元408120的多个晶体管的第一和第二偏置电压之间进行切换,例如,如下所述。
例如,如图408所示,开关408150的多个晶体管可以包括晶体管408156和晶体管408153。例如,晶体管408156可以被配置为将第一偏置电压408175(例如,VDD)施加到例如吉尔伯特单元408120的多个晶体管,例如,如下所述。例如,晶体管408153可以被配置为将第二偏置电压408175(例如,VSS)施加到例如吉尔伯特单元408120的多个晶体管,例如,如下所述。
例如,当晶体管408156的栅极处的控制信号408195的电压电平可以例如在1至5伏的范围中时,晶体管408156可以被配置为例如将第一偏置电压408175(例如,VDD)施加到吉尔伯特单元408120的多个晶体管,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128。例如,当晶体管408153的栅极处的控制信号408195的电压电平可以例如在1至5伏的范围中时,晶体管408153可以被配置为将例如第二偏置电压408185(例如,VSS)施加到吉尔伯特单元408120的多个晶体管,例如,晶体管408122、408124、408126和/或408128。
在一些示范性方面中,晶体管408153和/或408156可以包括FET。在其他方面中,晶体管408153和/或408156可以包括任何其他类型的晶体管。
mmWave RFEM的挑战是提供具有高天线增益的完全或接近完整的定向覆盖。通常,这通过提供波束转向的相控阵列天线来实现。然而,使用相控阵列天线(诸如平面贴片天线阵列)本身仅提供有限的角度覆盖。虽然波束转向可以帮助将能量引向预期的接收机,但是简单的阵列限制了波束转向的控制角度的覆盖范围。此外,RF信号的极化对于mmWave RFEM也是一个挑战,至少由于当传输到移动设备时,无法保证移动设备的位置或方向,导致不太理想的信号接收,因为传输信号的极化可能不适合移动设备的位置或方向。
这些挑战在本文描述的方面中得到解决。在本公开的一些方面中,使用贴片天线。贴片天线包括窄带宽波束天线,该天线通过在结合到绝缘介电体基板(诸如印制电路板(PCB))的金属迹线中蚀刻天线元件图案来制造。在一些情况下,天线的接地平面可以使用结合到基板的相反侧的连续或几乎连续的金属层形成,其可以形成接地平面。在其他情况下,天线的接地平面可以使用结合到与天线元件图案相同侧的连续或几乎连续的金属层来形成。
在本公开的一些方面中,可以接地的一个或多个集成电路(IC)屏蔽罩可以用作天线接地平面。使用这种屏蔽罩作为接地平面不限于贴片天线,也可以应用于单极天线、偶极天线以及前述所有或一些的组合。
继续对贴片天线的讨论,贴片天线可以通过使用微带来实现,该微带可以是用于RF传输的电路板上的印制金属带。常见的微带天线形状是正方形、矩形、圆形和椭圆形,但任何连续形状都是可能的。在本公开的一些方面中,贴片天线不使用介电体基板,而是由使用介电体间隔件安装在接地平面上方的金属贴片制成。金属贴片可以尽可能靠近屏蔽体安装(符合其他系统要求),反而又起到接地平面的作用。可以实现提供比上面提到的窄带更宽的带宽的结构。因为这种天线具有非常低的轮廓,机械坚固并且可以成形以符合系统需要,所以它们可以结合到移动无线通信设备中。
在本公开的一些方面中,天线可能受到严格的空间限制。例如,当天线用作移动设备(诸如UE)的一部分时,天线可能受到空间限制,诸如对电路板的布局规划实际状态的限制和/或对移动设备的厚度的限制,其会导致高度限制。
为了解决空间限制,在本公开的一些方面中,天线可以使用IC屏蔽体作为接地平面以满足天线的一些要求。例如,在任何情况下可能是系统要求的IC屏蔽体可以用于提供辐射图案,该辐射图案主要从移动设备向外引导辐射,其中反射回移动设备损失的辐射功率较低或最少。这允许天线提供期望的辐射,同时在有限空间(在某些情况下,由于Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema(GLONASS)的要求)的范围内工作。
在本公开的一些方面中,天线可以集成为一个或多个SMD。在许多情况下,SMD天线的厚度较小,这有助于满足移动设备的厚度要求。在该专利的上下文中,SMD本身可以包括适合于将天线或馈线印制或以其他方式固定到SMD上或SMD内的材料。SMD可以是类似于托管射频集成电路(RFIC)的主封装的高频材料。根据具体的解决方案,材料可以被选择为与主封装相同或具有不同的介电常数;例如,用于优化或改进图46的堆叠贴片解决方案,可以选择介电常数低于主封装的介电常数。通常,为了获得良好的天线性能,期望较低介电常数和较低损耗正切。在本公开的一些方面中,具有比移动设备的厚度更小的高度的SMD天线可以利用未被使用的机载可用高度。例如,天线可以在移动设备内的SMD上和/或内实现,否则天线将没有足够的占用面积。在本公开的一些方面中,SMD天线可以焊接到印制电路板(PCB)上。
此外,在本公开的一些方面中,可以有利地将期望的发送或接收信号的馈送的放置用于前述和其他目的。例如,馈源可以用于阻抗匹配,如下面参照图52B和图52C所述。
在本公开的一些方面中,天线类型可以提供单偏振。在本公开的一些方面中,天线类型可以提供双偏振。通常,一些偏振方向一直难以实现。该问题可以通过下面公开的天线结构和组合来解决或至少改进。
在本公开的一些方面中,天线可以提供单偏振、双偏振或多偏振能力。在本公开的一些方面中,使用不同类型的多个天线来提供角度覆盖和偏振覆盖。在本公开的一些方面中,多个不同的天线类型单独地或彼此结合地操作,诸如在相控天线阵列的组合中。
在本公开的一些方面中,当在相控天线阵列中实现的多个不同天线类型彼此结合操作时,它们可以由控制器和/或码本控制以使得受控阵列能够根据需要提供垂直、水平和/或不同的偏振,这取决于移动设备处接收的偏振信号的强度。
在本公开的一些方面中,移动设备处接收的偏振信号的强度被反馈到天线或天线阵列控制器,以按顺序发射或馈送天线阵列,该序列将在接收机处提供适当的偏振(接收机在本公开的一些方面中可以是UE),从而改进整体角度覆盖。因此,在本公开的一些方面中,可以一起操作多个不同的天线类型以在一个或多个方向上提供偏振覆盖。在本书面描述中,这些优点将在下面变得更清楚。
由于扫描限制,使用低成本平面阵列可能导致覆盖范围减小和服务质量下降。通过以额外成本添加附加天线阵列可以恢复覆盖范围。毫米波频率的附加天线阵列可以以较小的额外成本扩展覆盖范围,并且能够实现用于非常高数据速率通信的低成本系统。
在一些方面中,本文描述的天线(或天线相关)电路可以并入图3A中所示的mmWave通信电路300的天线阵列330中,但是天线电路不限于此。
图409A在40900处示出根据本公开的一些方面的收发机,其可以在耦合到包括天线40905的相控阵列40903的RFIC 40901内。收发机包括RFIC 40901,其可以在本公开的一些方面中在60GHz无线电中操作。相控阵列布置用于克服60GHz的传播损耗,并允许远距离的多Gb/s通信。RFIC 40901可以耦合到包括天线40905的相控阵列40903,该天线可以是位于基板40907上的贴片或其他类型的天线。然而,这种相控阵列收发机可能受到有限的覆盖角度的影响,其包括波束40909可以被扫描到而不会超出所需系统规格的栅瓣性能下降的角度。
图409B示出根据本公开的一些方面的具有原始覆盖角度的天线阵列。原始覆盖角度可以包括波束A和B之间的角度40911。通常,天线阵列的覆盖角度小于理想的180度(半空间)。这种有限的覆盖角度倾向于降低使用天线阵列的通信系统的服务。
在本公开的一些方面中,设置在距天线阵列的通信路径中的微波元件可以改进覆盖角度。图409C示出根据本公开的一些方面的与相控阵列天线结合使用的微波元件。微波元件(例如,透镜40913)配置为使波束偏转并将天线阵列的覆盖角度从角度40911(波束A和B之间)扩展到角度40915(在偏转波束A1和B1之间)。这使得具有相同数量的天线阵列的通信系统具有更好的空间覆盖。
在图409C中,将简单透镜40913(例如,棱镜)放置在天线阵列顶部。因为透镜40913的€r(介电常数)高于空气,所以波束A偏转以更靠近透镜并变成波束A1,而不是继续是直的(A2)。类似地,对于在阵列的覆盖角度的另一端的波束B。可以看出,透镜的覆盖角度(A1和B1之间的角度40915)大于原始覆盖角度(A2和B2之间的40911角度,这也是图409B和图409C的波束A和B之间的角度)。这种增大的角度转化为无线系统的覆盖范围增加和中断的更小可能性。
在本公开的一些方面中,微波元件可以包括允许电磁辐射在期望方向上聚焦的任何透镜组件或透镜系统。透镜可以很便宜。在本公开的一些方面中,将通过大多数定向毫米波系统中存在的波束赋形训练来处理透镜的异常。这种情况下的波束赋形训练可以意味着允许创建指向期望方向的最佳波束的算法和/或过程。作为示例,当待测设备(DUT)配置为发射机(TX)时,基准接收机可以用于校准DUT的波束。可以通过调整每个DUT天线元件处的TX信号的权重(相位和可能的幅度)来调整DUT TX波束,使得基准接收机处的信号最大化或高度改进。这将补偿RFIC以及天线和透镜中的TX非理想性。在讨论中已经假设平面相控阵列,因为这将获得最低成本的解决方案,但是本领域普通技术人员将认识到可以使用其他类型的相控阵列。
在本公开的一些方面中,微波元件可以包括反射器。图409D示出根据本公开的一些方面的凸反射器40923,其与相控阵列结合使用以偏转辐射波束并扩展覆盖角度。如在图409B和图409C中,天线相控阵列具有原始的减小的覆盖角度,包括波束A和B之间的角度40911。角度40911表示由扫描覆盖的有限的覆盖角度。波束A和B反射凸反射器40923,获得比原始覆盖角度(波束A和B之间的角度40911)更宽的覆盖角度(例如,波束A1和B1之间的角度40915)。
在本公开的一些方面中,微波元件可以包括透镜40913和反射器40923的组合。由非反射器阵列组合(例如,没有反射器的阵列)获得的相对小的波束转向可以对应于反射器40923反射后的更大覆盖角度。例如,在图409D的方面中从反射器40923反射后产生的角度40915大于反射器反射之前的角度40911。因此,在本公开的一些方面中,如果相控阵列被限制为大约正或负45度的转向,则反射器可以将该程度范围增加到正或负90度。
在本公开的一些方面中,凸反射器40923包括球面反射器。凸反射器40923可以设计成符合系统要求。在一些情况下,凸反射器40923可以使用不同类型的反射器曲率,并且可以放置在距离相控阵列不同的距离处以满足系统要求。
在本公开的一些方面中,凸反射器40923可以被配置为提供非线性波束扩展而无需过多的实验,其中反射之后的覆盖角度随着波束转向的增加而增加。作为一个示例,如果实现与非反射情况相比初始增加的反射覆盖范围为1.5倍,则接近相控阵列波束转向范围的极限的波束转向可以实现增加的2倍以上的反射覆盖范围,从而表现出由于波束转向增加而增加的覆盖范围。这种改进的覆盖范围是有益的,而不会在更小的转向角度处牺牲过大的转向角度分辨率。对于不同类型的反射器曲率,再次在相控阵列与反射器的不同距离处,可以将该非线性波束覆盖范围扩展绘制为波束转向量的函数。
当使用诸如60GHz或28GHz的mmWave频率进行通信时,使用相对高的天线增益。尽管可以通过单个波束盘形天线获得高天线增益,但是这种天线昂贵并且需要相当大的功率来操作。
为了解决该问题,RFEM可以被配置为使用基本上在卡塞格伦或其他类型的反射器天线(诸如在一个方面中,印制反射器天线)的焦点处的相控阵列天线(例如,16个元件)或多个这样的相控阵列。一种效果在于,在焦点上,使用反射器本身放大发送的信号,从而产生具有更高增益的更聚焦的波束。此外,如果在一个方面中将多于一个的贴片天线的相控阵列放置在反射器天线的焦点处或附近,则扇形化的多个扫描区域由相同的天线或反射器产生,如下面另外详细讨论的。关于放置,当实施方式针对mmWave频率时,在本公开的一些方面中,RFEM可以通过类似于但是远小于当前使用的更大天线的臂状固定装置来安装,目标是照射焦点,以允许多个RFEM的位置在中心馈源中。在本公开的一些方面中的替代布置将是通过围绕卡塞格伦盘或印制反射器的少量(可能是两个)小且短的臂的方式实现的。在放置PAF时应考虑容差。
在一些方面中,容差被认为是距精确中心(或本公开的一些方面中的底部)的距离的约5%至10%,以获得期望的性能。即使位置不在上述容差范围中,系统仍将如此处所述操作,但性能可能会线性下降。无论是使用卡塞格伦天线还是印制反射器天线都可以进行折衷。虽然卡塞格伦天线可以提供比印制反射器天线更高的增益(和范围),但卡塞格伦天线比印制反射器更笨重、重且昂贵。这在很大程度上取决于系统要求。在本公开的一些方面中,可能仅需要中等范围,并且对于那些方面,印制反射器可能是更好的选择。
诸如5G mmWave和WiGig接入点的相控阵列通信系统和以这些技术实现的基站的目标是提供多扇区和多用户覆盖。本文讨论的方面允许用于多扇区和多用户覆盖的mmWave相控阵列天线实施方式的低成本、高等效全向辐射功率(ERIP)。扇区包括方位角的角度范围,其中mmWave阵列的波束扫描是有效的(通常为正或负六十(60)度)。附加地,所公开的实施方式旨在提供单个阵列(每个扇区定位)的多频能力。这可以通过在基于反射器的天线的馈送区域中物理地安装三个(或更多个)单独的mmWave相控天线阵列来实现,诸如在图410和图415中所示的那些。这些相控阵列在下文中可以称为“相控阵列馈电器”(“PAF”)。由于每个天线阵列可以位于与天线阵列的最佳馈送位置不同的位置,因此每个天线阵列的波束扫描图案将不同地倾斜,如下面讨论的图416的扇区化所示。
然而,如果天线阵列放置在卡塞格伦或反射器阵列的中心,则会出现问题,因为在mmWave频率下,mmWave天线阵列本身以及该mmWave天线阵列的机制保持将减损反射器的发射。可能发生这种情况,因为在mmWave的高频下,与频率例如约为5GHz的低频阵列相反,基本上任何障碍物、甚至是非金属物体(诸如木头或塑料)实际上阻挡或以其他方式干扰通信。因此,例如,安装在盘中心的小天线阵列的相对较大的机械支架可能导致发射减损。一种解决方案是将天线阵列基本上放在焦点上。改进这个问题的另一种方法是将相控阵列放置在反射器的侧面或底部一定角度,使得波束将照射到反射器和照射装置的焦点上,并且将模拟放置在反射器的焦点上的波束。
图410示出当天线阵列放置在卡塞格伦阵列或反射器阵列底部时相控阵列/反射器组合的操作,其中,图410表示通过使用小型相控天线阵列,可以转向波束,使得它基本上照射反射器或卡塞格伦天线的焦点。
在本公开的一些方面,可以使用大规模天线阵列来实现具有高天线增益的多扇区天线阵列。大规模天线阵列包括一个阵列的相干组合,其具有比有时使用的8、16、32或64个元件阵列多得多的天线元件,或者包括多个阵列,在两种情况下都产生高增益波束。在本公开的一些方面中,这些元件的数量可以达到数百个。然后,可以实现每个方向方面的这种多阵列的分配(例如,彼此物理地成60度的三个多天线阵列),非常类似于图410至图415所示的三个PAF的布置。
放置在反射器焦点处或附近的多个相控阵列馈电器的附加优点包括,例如:
a.在不增加每个扇区的天线的尺寸的情况下,添加简单的形数的扇区,只添加附加的PAF;
b.添加用户不会降低吞吐量或有效的各向同性辐射功率(EIRP)(例如:在不同的扇区中,两个不同的相控阵列馈电器(PAF)将处于活动状态。在其他方案(如大规模天线阵列)中,每个用户将获得一半的阵列元件);
c.通过改变反射器来提高EIRP;以及
d.添加相控阵列馈电器(PAF)以创建更多扇区不会导致发热问题,因为每个PAF都是“独立的”。
在天线阵列位于基于反射器的天线的馈源中的情况下,仍然保留其一些波束扫描能力。在本公开的一些方面中,如果天线阵列露天使用(没有安装在反射器阵列的馈源处),则其正或负3dB的典型扫描范围是大约正或负60度。一旦将这样的阵列安装在基于反射器的天线的馈源中,则扫描范围减小到正或负30度(大约)。扫描范围相对于零度参考点的变化取决于反射器天线中阵列的物理位置。
当阵列安装得更靠近反射器的理想焦点时,其扫描范围变得更加对称并且可以在-30到+30度的范围中(大约零方位角)。一旦天线阵列远离理想焦点,则其扫描范围将以不同角度为中心(与天线阵列距焦点的距离成比例)。每个相控阵列馈电器可以在一个频率或多个频率(例如,60GHz和28GHz,因为它们是2的倍数)下操作。
根据本公开的一些方面,多馈源可以安装在印制反射器天线阵列中(如图410、图412和图414中所示)或具有抛物线形状的卡塞格伦天线(如图411、图413和图415中所示)。
图410示出根据本公开的一些方面的在第一配置中与印制反射器结合使用的多个相控阵列。在图410中,附图标记41000示出印制反射器41010,其中三个相控阵列41020、41030、41040位于天线41010的底部。由于本文描述的方面可以用于点对点通信,诸如两个节点或端点之间的通信,所以相控阵列可以用于发送模式或接收模式,定时根据系统操作来控制。相控阵列41020、41030和41040可以以发送模式朝向反射器41000进行发送。在侧视图中示出当接收模式有效时的入射波束41050、41060、41070。在主视图(看向反射器)、侧视图(从反射器的侧面看)和俯视图(从反射器的顶部向下看)中看反射器41010。在工程图纸方面,为了便于描述而将这些视图在传统上称为主视图、侧视图和俯视图。然而,如果组合在移动设备内,则视图可以被不同地命名,例如,利用对应于向下看移动设备的图410中所谓的主视图以及观察可以被称为反射器底部区域的对象的图410中所谓的俯视图来命名。图410中所示的视图典型地针对图411至图415。
图411示出根据本公开的一些方面的在第一配置41100(即在卡塞格伦天线的底部)中与卡塞格伦天线结合使用的多个相控阵列。
图412示出根据本公开的一些方面的在第二配置41200(即在中心区域中)中与印制反射器结合使用的多个相控阵列。俯视图示出从反射器顶部向下看的视图。阵列扇区1和阵列扇区3基本上按大小绘制,而阵列扇区2绘制得较小,以用于区分阵列扇区2和该视图中的其他两个阵列。图413、图414和图415在俯视图中关于阵列扇区1、阵列扇区2和阵列扇区3是典型的(或类似绘制的)。
图413示出根据本公开的一些方面的在第二配置41300(即在中心区域中)中与卡塞格伦天线结合使用的多个相控阵列。
图414示出根据本公开的一些方面的在第三配置41400(即在反射器周围)中与印制反射器结合使用多个相控阵列。
图415示出根据本公开的一些方面的在第三配置41500(即在反射器周围)中与卡塞格伦天线结合使用的多个相控阵列。
本公开的一些方面中的三个阵列,阵列扇区1、阵列扇区2和阵列扇区3将包括或者是RFEM的一部分。实际上,RFEM不位于反射器的底部,如图410至图415所示。相反,它们用机械臂保持在反射器的中间或附近,机械臂未在图中示出。
每个相控阵列馈电器的不同物理位置将产生扇形扫描图案,其从每个天线阵列偏移一定角度,从而产生高增益扇形化部署。理想地,阵列的每个扫描图案的中心之间的这种偏差应该在60到90度的数量级中,如图416所示。图416示出根据本公开的一些方面的由与反射天线结合使用的多个相控阵列产生的扇区化41600的俯视图。在mmWave频率下,来自天线阵列的波束非常窄,在概念上类似于激光波束,并且可以在扇区上扫描。窄波束在41601处指示,并且扇区上的波束扫描由双端箭头指示。
图417示出根据本公开的一些方面的扇区化扫描区域的每个扇区中的扫描。X轴是来自聚焦在反射器天线处的天线阵列的波束的扫描角度。Y轴是波束的幅度。这里的讨论涉及扇区1,但扇区2和扇区3(以及附加扇区,取决于相控阵列馈电器的数量)的操作类似。对于扇区1,存在扫描波束幅度的变化。本讨论中给出的数字仅作为示例,并不代表实际测试的数值。
当例如与视轴相比将波束调谐到负50度时出现波束幅度41701。当波束被调谐到更靠近视轴(例如与视轴相比调谐到负20度)时出现波束幅度41703。当例如与视轴相比将波束调谐到负10度时出现波束幅度41705。当波束被调谐到扇区1的视轴时出现波束幅度41707。每个波束调谐角度的幅度变化的原因在于,当扫描波束时,由于包括相控阵列馈电器的贴片的各种物理特性,往往会出现幅度降低。
这里讨论的PAF设计还提供了链路优势。考虑仅使用一个扇区的示例(例如,在仅具有一个相控阵列馈电器的方面中,阵列中有许多天线元件)。如果在整个正或负90度范围中扫描PAF,或在正负80度的缩小范围中扫描,则阵列波束的一定量衰减会在大角度处(有时称为“在侧部”,(或“距视轴非常大的角度”))发生。即使是在视轴处的高增益天线也可能在侧部提供非常差的增益(或表现出高度劣化)。然而,对于这里描述的PAF,侧部的劣化可能是-3dB的量级,这对于许多目的而言是可接受的劣化。因此,与不用作反射器天线的馈电器的相控阵列相比,所描述的PAF方法还具有链路预算优势。
换句话说,将相控阵列放置在底部的中心有时是有益的。然后,通过波束馈送,波束将会聚焦,因为在60GHz下,传播非常类似于激光波束,并且聚焦得很好,使用波束馈送将使波束的角度偏移,从而发生上述现象。此外,如在下面描述的图410至图415中,可以使用多个阵列以创建不同的扫描扇区。
总之,相控天线阵列可以放置在盘形天线或反射器天线的焦点处,这将产生高增益。相位阵列不仅可以放置在焦点上,而且还可以放置在反射器的底部,以较少地干扰由盘或反射器产生的信号。此外,多个相控阵列可以放置在盘中心处,当波束瞄准焦点时,在反射器前面的某个区域处为每个相控阵列创建扇形发射,这反过来将产生至目标的扇形发射。如上所述,当相控阵列放置在反射器的底部或周围时,出现相同的现象。
在本公开的一些方面中,PAF设计可以支持多用户。如果系统设计为支持多个用户,而不是降低对每个用户的传输(导致信号的整体质量较低),可以将附加的馈电器添加到同一反射器以增加系统的容量和系统可以支持的用户数量,而不会面临一个位置的过度散热等的问题。虽然在图410至图416中示出三个PAF,但是可以添加附加的PAF,因为添加附加的用户以从发射机接收经由PAF发送的信号。例如,如在图415中,在关于诸如焦点的点为等边三角形的布置中使用三个PAF的情况下,可以在关于该点为正方形的布置中使用四个PAF。五个PAF可以类似地布置(关于该点为五角星状的布置)。
这种类型的反射器/相控阵列的一个应用是这种系统将实施在接入点中。一个接入点可以通过将覆盖范围划分为不同的扇区或每个扇区内来支持许多用户,以便具有单独的馈电器来增加每个扇区的容量。
关于偏振,在点对点系统中,反射器/相控阵列具有垂直偏振馈电器(V馈电器)和水平偏振馈电器(H馈电器)是很常见的。在本公开的一些方面中,具有V馈电器和H馈电器的上述反射器可以覆盖垂直偏振和水平偏振两者。该系统可以利用垂直偏振或水平偏振进行发射,或者利用垂直偏振和垂直于垂直偏振的水平偏振两者进行发射。如下面进一步详细讨论的,对于相控阵列内的每个贴片通常有两个馈源,因此它们中的一个可以用于垂直偏振,一个用于水平偏振。当通过基站或接入点连接到用户时,可以通过控制程序调用两个馈源中的任何一个(垂直偏振或水平偏振)并用于扫描或“扇区扫描”。例如,如果存在只有垂直偏振的63个扇区,则可以存在具有水平偏振的128个扇区。扇区实际上是相控阵列、移相器和偏振的组合,这可以减轻偏振问题。
对于WiGig实施方式中的本公开的一些方面,偏振技术仅包括扫描。一组移相器和一组例如垂直偏振中的测试传输分组被发送到接收机,并且接收机测量接收信号强度。具有水平偏振的另一组被发送到接收机,并且接收机测量接收信号强度。随后,接收机发送具有更好信号强度的偏振,然后发射机以该偏振进行发送。
在本公开的一些方面中,该过程是连续的,以便连续地发送更好的偏振。这可以使用具有非常低的射速的控制消息来实现,使得它具有非常高的处理速率并且不需要天线的增益。代替使用移相器的另一种组合,使用另一种偏振的馈源。系统本身不受限制,因为馈电器处的垂直偏振和水平偏振之间存在良好的隔离。相控阵列的贴片天线元件具有良好的隔离,并且反射器不会将其显著降低。基本上,每个贴片天线双馈一个垂直偏振信号和一个水平偏振信号,每个信号具有相同的信息,并且在适当的时间使用适当的偏振。
在其他方面中,可以在满足某些标准时执行该过程。
本文公开的方面相对便宜,因为尽管使用了若干小阵列,但在本公开的一些方面中仅使用单个反射器。此外,不使用相对大的区域,如果使用三个反射器的通常解决方案,则将使用相对大的区域。所描述的解决方案也是功率有效的,因为仅使用单个反射器。所描述的解决方案以低成本和低体积提供高度紧凑的解决方案。
按顺序进行接收机的简要讨论。在点对点通信中,在图416中,传输可以在三个不同的扇区中。通常通过接收机处的对应扇区示出每个扇区,或者另一个反射器或另一个多扇区、多个相控阵列系统。发送扇区是分开的。在一个方面中,扇区1向第一接收机处的匹配扇区1进行发送,扇区2向第二接收机处的匹配扇区2进行发送,并且扇区3向第三接收机处的匹配扇区3进行发送。如上所述,波束非常窄,并且扇区很好地隔离。换句话说,波束非常窄,可能是3度,但是其被扫描,其中图416中的每个三角形表示扫描。每个扇区扫描通常为正或负30度。
可以存在从卡塞格伦反射器到卡塞格林反射器、从印制反射器到卡塞格林反射器、从印制反射器到印制反射器或甚至从卡塞格伦反射器或印制反射器到多天线阵列的传输。在接收机处,可以将4或8个更小的阵列组合在一起,而不是使用卡塞格伦或印制反射器,以在多天线阵列中产生高增益。具有辐射式发射的任何选项保持。接收机可以是智能电话,而不是点对点通信(例如基站到基站)。
前述组件/设备可以放置在基站中或移动设备中,诸如智能电话。当放置在基站中时,可以将组件/设备配置有高增益。当组件/设备被放置在移动设备中时,组件/设备可以被配置为具有比基站低的增益。该系统可以非常容易地升级。为了容纳更多扇区或更多用户,系统可以使用添加有馈电器的相同反射器,获得比没有反射器的解决方案更低的散热。此外,每个馈电器可以以与其他馈电器不同的频率操作。
此外,传输类型取决于发射机和接收机之间是否存在视线(line-of-sight)。如果存在视线,则通过扫描向接收机的位置进行传输。如果不存在到接收机的视线,则传输基于反射。
当组件/设备部署在户外时,所公开的技术也是有利的。例如,所公开的组件/设备可以部署在街道上,例如,作为安装在受到振动或其他环境因素影响的交通灯上的基站。在这样的应用中,系统可以提供非常好的跟踪以改进基站自身的振动效果,然后基站可以更有效地跟踪持有智能电话的行走的用户。跟踪可以包括在扇区之间移动,特别是当反射器支持许多扇区时。由于反射组件/设备采用相控阵列并且相控阵列可以调谐波束,因此可以简单地改进振动的影响。因此,如果振动非常大,或者如果检测到智能电话处于两个扇区之间,则作为示例,扇区之间的切换可以帮助减轻振动的影响。此外,即使没有改进振动,扫描波束也可以跟随持有智能电话的行走者,并且如果信号强度显示需要切换到不同扇区,则系统可以切换到不同扇区。
图418示出根据本公开的一些方面的用户设备内其中可以实现天线的封装。示出单独的封装41800和41802。项目41801、41801A包括从管芯封装到外表面上的导热机构。
在本公开的一些方面中,项目41803、41803A包括倒装芯片芯片级封装(FC-CSP),其具有暴露的管芯,在其周围具有共形屏蔽。在其他方面中,项目41803、41803A包括具有模具和铜散热器的管芯。
项目41805、41805A包括层叠基板,其将来自管芯的信号带到另一板上。层叠基板可以包括例如塑料针栅阵列(PPGA)、塑料球栅阵列(PBGA)和/或能够在板和管芯之间提供通信的任何其他基板。在本公开的一些方面中,在管芯暴露的情况下可能根本没有外模(overmold)。项目41807可以包括被馈电或激励的贴片天线。项目41809、41809A是SMD元件,其包括在任何一侧上印制的天线,诸如天线41811、41811A和41813、41813A。在本公开的一些方面中,没有到机壳的电连接。信号可以从管芯传送到基板41805、41805A到板。板41806、41806A具有各种形式的印制或SMD安装的天线,如下面更详细地讨论的。替代地,可以在SMD内配置各种形式的天线。印制天线和SMD天线耦合到机壳中的41815、41815A等导向器。在本公开的一些方面中,项目41817可以是接地平面。在本公开的一些方面中,基板和PCB中的任一个或两者可以包括散热块或热传导元件。
图419示出根据本公开的一些方面的在图418的封装41800或41802中实现的1×4偶极阵列的实现增益的图线。实现的增益曲线41901示出三十(30)度角的天线的实现增益,其中机壳中的导向器固定在位,但PCB中的偶极在远离导向器的各种高度处,高度在图线的X轴上以微米为单位给出,其中“hdpole[um]”表示偶极以微米为单位的放置高度。实现的增益曲线1903示出六十(60)度角的天线的实现增益,其中机壳中的导向器固定在位,而PCB中的偶极在远离机壳的各种高度处。实现的增益曲线41905示出九十(90)度角的天线的实现增益,其中机壳中的导向器固定在位,而PCB中的偶极在各种高度处。该图线示出理想的位置是将偶极放置在距机壳中的导向器相当远的位置,其中41901、41903、41905的实现增益通常在曲线的左侧更高(即沿X轴更高的高度),并且大多数实现的增益曲线(即41901、41903)随着位置移动到图线的右侧而减小(即沿X轴的更小的高度)。
图420示出根据本公开的一些方面的与图419的图线相关联的辐射图案。在图420中,偶极实施在PCB 42003中,或者替代地,实施为SMD组件。导向器42001位于机壳中或机壳上,并且可以在机壳中的不同高度和深度处实施。PCB 42003中的接地和馈电结构在42005处示出。天线图案图42007在42009处示出作为辐射角度(沿着天线图案图42007的圆周)的函数和作为导向器的位置的函数的天线图案。如果如42001所示实施导向器,则辐射图案旋转并且可以相对于PCB 42003的定向在向上方向上辐射更多。
由于其非常小的形数,所以具有垂直偏振的一些WiGig产品的端射增益与宽边方向相比非常低。垂直偏振的端射增益对于膝上型计算机用户、平板计算机用户和智能电话用户场景的覆盖范围具有重要意义。在一些情况下,使用对于端射方向具有小增益和较大形数的缝隙元件。还使用了单极贴片,其具有良好的形数但对于端射方向的增益较弱(比宽边低9dB)。
本文公开的方面可以改进端射辐射,同时保持良好的形数。该方面利用IC屏蔽结构,其在产品中用于屏蔽集成和分立电路。屏蔽体结合到单极堆叠贴片辐射元件和寄生元件的组合中,作为天线阵列的一部分。通过这样做,已经表明天线的增益被改进到端射方向2dB到3dB。在保持相同带宽的同时,元件的大小也减小到40%。虽然描述了单个寄生元件,但是本领域普通技术人员将认识到,在本公开的一些方面中,使用多个寄生元件可能是合适的。
该组合的益处至少部分地源于垂直偏振在现代通信中广泛使用的事实。这是因为当沿地球的地平面传播时,具有垂直偏振的传播比水平偏振具有更小的衰减损耗。当发送到端射方向时,使用所公开的组合的产品的接收机和发射机可以与垂直偏振对准。这种单极天线是一种很好的解决方案,因为它具有简单的结构,同时提供期望的垂直偏振。一些单极天线使用四分之一波长的高配置,这在无线通信产品中常见的形数系统限制中是不可接受的。与由所描述的单极贴片天线结合IC屏蔽结构所赋予的2dB至3dB端射增益相比,常规单极贴片天线的端射增益较小。
图421示出根据本公开的一些方面的IC屏蔽体作为天线接地平面和用于堆叠贴片天线的反射器的使用。在所示的方面中,PCB板42108被示出为透明的以示出板的内部结构,其包括多个平行层,其中的一些或全部可以是金属化层。
包括金属化堆叠贴片天线元件42104、42106的单极天线42100与IC屏蔽结构42102组合,从而使用IC屏蔽结构作为反射器和接地平面。该组合利用IC屏蔽体,其位于用户设备中,与天线需求无关。例如,RFEM(诸如图5A和图5B中所示的那些)包括接地屏蔽体(诸如图421的42102),覆盖RFEM的IC和分立组件以用于屏蔽目的。该屏蔽体的存在影响天线的辐射图案和阻抗。不是避开RFEM的这个区域,从而浪费可以用于天线的空间,屏蔽体可以用作上面提到的反射器和接地平面,以制造更小且正确匹配的天线,并沿有利的方向转向辐射图案。
具体地,四分之一波单极天线可以紧邻屏蔽体印制到板上。虽然描述了四分之一波单极天线,但是本领域普通技术人员将认识到可以使用其他波长单极天线,这可能适合于给定方面。进入单极天线的馈电点可以用于调谐阻抗,类似于下面关于图452B和图452C所讨论的方法。在本公开的一些方面中,使用寄生堆叠式双贴片42104、42106来实现宽带宽以满足带宽要求,诸如WiGig四通道带宽要求。在一个方面中,底部贴片42106是驱动元件并且通过馈线激励,非常类似于图424B和图424C,下面进行讨论。在本公开的一些方面中,贴片42104是寄生元件。尺寸通过仿真确定。在所讨论的方面中,在图422中的Z方向上在驱动元件42106和寄生元件42104之间的空间为186um。在这方面中,贴片天线和屏蔽体42102之间的尺寸是165um,如图422A所示。仿真表明贴片天线和屏蔽体42102之间的尺寸影响贴片天线的匹配和增益特性。图422B示出在所讨论的方面中贴片天线使用的PCB的长度是1.25mm。图422C示出在所讨论的方面中贴片元件42104比贴片元件42106略小60um。在另一方面中,天线元件42104、42016具有相同的大小,并且贴片天线和屏蔽体之间的尺寸为40um。用作接地层并且还用作图421和图422中的激励贴片42106的反射器的屏蔽体42102在端射方向上向贴片天线提供约2dB的增益。因此,当在端射方向上操作时贴片天线充当单极天线。
鉴于移动设备中的基板面空间的接近,可能难以将贴片天线定位在靠近屏蔽体的位置,但目的是将贴片天线尽可能靠近屏蔽体放置,以便增加端射方向上的增益,屏蔽体和贴片天线之间的距离可以通过仿真确定。
在本公开的一些方面中,在端射操作中,偏振可以是垂直的。在本公开的一些方面中,在宽边操作中,偏振可以是水平的。由于端射操作中的垂直偏振在天线的宽边操作中比水平偏振低约7dB至8dB,因此由所描述的组合赋予的约2dB至3dB增益可以是改进端射增益的重要方面。屏蔽体与贴片的接近影响天线的匹配并且在带宽上将贴片调谐到50欧姆并且缩小贴片的宽度,这有助于减小天线大小。
图422示出图422中所示的单极天线的侧视图,图421示出根据本公开的一些方面的不对称过孔馈电机构。为清楚起见,图422中与图421中相同的组件将以与图421中相同的附图标记给出。
IC电路42202被指示为并入屏蔽体42102下方,其与图424A至图424E中所示的屏蔽体类似或相同,并且在示出IC屏蔽体的其他图中示出,下面将详细讨论。图422的示图未按比例绘制,并且屏蔽体42102以局部视图绘制。但是所描述的方面中的屏蔽体覆盖IC并且使其免受RF干扰和电磁干扰。RF屏蔽体的更完整的图示在图454A和图461A中示出。驱动元件42106通过包括过孔42201和馈电带42203的过孔馈电机构馈电。PCB 42108中的过孔42207非常靠近辐射元件42106。可以优化或改进过孔和贴片之间的距离以最大化端射增益,如下面另外详细讨论的那样。
图423示出根据本公开的一些方面的具有移动平台的天线阵列配置中的屏蔽贴片元件,其可以是直线的。图423更清楚地示出屏蔽体和沿着屏蔽体侧面的这种单极贴片天线阵列中的单极贴片天线的关系,通常如42300所示。仅示出阵列的寄生贴片元件42104。
转变到带有单极天线的偶极天线的带有表面贴装器件的偶极天线
图424A示出根据本公开的一些方面的具有SMD天线的偶极天线,其将偶极转变为具有单极的偶极。通常,并且如结合图421所提及的那样,已经证明创建具有垂直和水平偏振的端射天线辐射图案是困难的。偶极天线产生所需的端射辐射图案,但不能产生两种偏振。垂直偏振对于墙壁反射特性是优选的并且与坞接站的安装基座匹配,但是不能保证手持设备的物理定向。因此,希望提供两种偏振。
在本公开的一些方面中,为了提供两种偏振,将天线印制到SMD上。表面贴装器件有时被称为表面贴装技术(SMT)。SMD可以具有标准组件尺寸,以便于组装。这里组合的天线包括改进的偶极42400,其具有水平和垂直偏振辐射。
在本公开的一些方面中,如将在接下来的几个段落中示出的,天线以完全偶极开始,其中两个水平臂印制在电路板上。因此,此时的天线(偶极)主要具有水平偏振。在本公开的一些方面中,通过SMD添加垂直臂,其增加垂直偏振,而不显著减少水平偏振。
参照图424A,被配置为转变为具有单极的偶极的具有SMD的偶极通常在42400处示出。这可以体现在移动设备或其他空间非常宝贵的设备中,例如,必须满足GLONASS的空间要求。这种有限的空间使得设计功能正常的天线变得困难。在42403处示出PCB板或其他电路板被绘制为透明的,以便示出电路板内部的组件。
在本公开的一些方面中,天线包括偶极42405、42407。还示出SMD 42409,下面将关于图424D和图424E更详细地示出。金属迹线42411包括单极的一部分,也在下面进行讨论。由于空间要求,可以使用SMD大小“0402”。通常,所描述的SMD提供一定量的垂直偏振。
图424B是根据本公开的一些方面的图424A的天线的偶极部分的透视图。图424B在42402处示出图424A的偶极臂42405和42407以及图424A的过孔42413、42413A的开始部分42413,其中尚未添加SMD元件。过孔42413、42413A可以在图424D和图424E中更清楚地示出,下面进行详细描述。图424C示出根据本公开的一些方面的组合偶极天线和单极天线。在通常在图424C的42404处示出的天线中,SMD42409添加了单极,如果过孔42413、42413A的长度由于例如使用天线的用户设备中的高度限制而导致高度不足,则在本公开的一些方面中包括上部迹线42411。换句话说,如果仿真示出天线臂应该是某个高度,这不能通过用户设备的厚度来适应,则在本公开的一些方面中,迹线42411可以被添加到过孔42413、42413A上并且“折叠”到SMD 42409的顶部。
图424D示出根据本公开的一些方面的图424A的天线的单极部分的立体图。天线一般在42406处示出。再次在42401处示出屏蔽体。金属化过孔42413、42413A被示为天线臂,并且金属迹线42411用于在需要时扩展臂42413、42413A。示出偶极的一个水平臂42405。还示出馈线42415,其可以是带状线,位于电路板42403的内部。最初在图424A中示出的屏蔽体42401在任何情况下用作智能手机或其他用户设备的一部分,以屏蔽集成电路,并且使用屏蔽体既作为天线的反射器,也作为改进阻抗匹配的方式。在一个方面在,过渡天线位于从屏蔽体边缘到形成单极的过孔中心约1.2毫米以及从屏蔽体边缘到SMD边缘约0.38毫米处。在实践中,距离主要根据用户设备的板可用空间的大小给出,目的是试图使距离最大化。
图424E是根据本公开的一些方面的图424A和图424D的天线的侧视图。图424E示出整个封装并且以附加细节示出与图424B相同的组件。例如,馈线42415可以看作是在电路板42403内部,其中它将附接到RFIC(由于空间限制而未示出),其将被部分视图中所示的屏蔽体42401覆盖(也由于空间限制)。馈线42415向垂直臂42413、42413A馈电,其前进到SMD42409的顶部,其中它被示出为包括金属迹线42411。42417表示天线的接地平面。
仿真的辐射图案已经示出,当将SMD组件放置在偶极元件上时,该组合产生垂直偏振,而对天线的水平偏振分量的性能没有任何显著的负面影响。图425示出根据本公开的一些方面的图424A的天线的辐射图案。x、y和z坐标对应于图424A中所示的坐标。图426A示出根据本公开的一些方面的图424A的天线的辐射图案的立面图42600。辐射图案42601示出垂直极性的增益,辐射图案42603示出水平极性的增益。辐射图案42605示出总增益。图426B示出根据本公开的一些方面的图424B的天线的辐射图案42602。图424B的天线没有单极的SMD部分,并且辐射图案基本上是图424B的偶极42405、42407的辐射图案,见图426B的42605。
带屏蔽反射器的SMD L形偶极
下面描述具有背衬屏蔽体的L形偶极。图427A示出根据本公开的一些方面的具有用作反射器的IC屏蔽体的SMD L形偶极的侧视图。偶极通常在42700处示出。来自由IC屏蔽体42703屏蔽的IC电路(未示出)的单端馈线42701向偶极的垂直部分42705馈电。垂直部分42705继续作为垂直部分42705A(在SMD 42708内),垂直部分42705、42705A通过焊接结合42711连接,并且垂直部分42707、42705A和焊点形成偶极的垂直臂。图427A的地42704被扩展以用作偶极42707的第二臂,从而形成L形偶极(在图427B中更清楚地示出,下面将更详细地讨论)。IC屏蔽体是位于移动设备的板上的IC上的共形覆盖。屏蔽体通常与板接地,以防止电磁干扰。如所描述的与背衬屏蔽体结合的L形偶极可以比标准贴片元件以更大的增益辐射到端射方向(在图427B中示意性地示出)。
在本公开的一些方面中,L形元件42705、42705A、42707(其中42505A在图427A中的剖视侧视图中被示出为位于SMD 42708的内部)利用屏蔽体附近的区域和板高度。通常的偶极有两个水平臂。然而,图427B中所示的偶极具有一个水平臂42707和一个垂直臂42705、42705A。偶极的垂直臂42705的一部分位于板中(激励所在的位置),而部分42705A位于SMD42708中,以根据需要实现更低的板高度。SMD42708中的金属化过孔42705A用作第二偶极臂,其被折叠到SMD 42708中以形成折叠偶极。换句话说,偶极的两个臂分别处于不同的平面中。
例如,偶极的两个臂各自处于正交平面中。这产生两种不同的偏振,垂直臂的垂直偏振,水平臂的水平偏振。在本发明的一些方面中,垂直臂42705、42705A可以完全在SMD42708上延伸并延伸到SMD42708的顶部42709。如可能发生的,如果SMD 42708的高度在电学上不足以用于给定方面的臂42705A需要的长度,则水平金属迹线(诸如铜)可以添加到42705A(现在延伸到SMD 42708的顶层42709)以作为臂42705A的水平折叠延伸。该水平折叠延伸或迹线在SMD 42708的顶部42709处从过孔延伸,非常类似于图424A中的42411处所示的金属迹线。该金属迹线可以用于延伸垂直臂42705、42705A。
在本公开的一些方面中,可以使用图427A中所示的面栅阵列焊盘(LGA焊盘)将SMD安装到PCB上,其中SMD 42709被示出为通过焊料42711附接。换句话说,偶极包括两个臂,一个是水平迹线,诸如铜,其形成水平臂42707,位于PCB中,一个是垂直臂42705A,位于SMD42709中。如图所示,偶极的一个金属化水平臂来自地42704,并且在这种情况下,一个金属化垂直臂或金属化过孔位于SMD中。
在本公开的一些方面中,可以用作金属迹线的金属化过孔42705A的宽度/直径具有与形成偶极的水平臂的水平迹线42707的宽度基本相同的宽度。因此,垂直金属化过孔在电学上看起来像是偶极的另一个臂。总之,屏蔽体在图427A和图427B中被示出为42703。屏蔽体用作偶极的反射器,其包括图427B中所示的来自地的金属化水平臂42707以及在图427A中被示出为过孔42705、42705A的金属化垂直(或折叠)臂。垂直臂由图427A的馈线42701馈电。换句话说,水平臂接地,并且垂直臂由来自IC的馈线馈送信号。
PCB通常包括多个层。在本公开的一些方面中,水平臂42707可以通过从偶极周围区域中的所有层去除金属(除了形成水平臂42707的金属)而形成,使水平臂42707作为偶极的一个臂,垂直臂42705、42705A形成偶极的第二臂。SMD 42709可以通过焊料42711固定到PCB上。虽然焊料42711表示垂直臂中的不连续性,但已经看到焊料不会以任何实质方式妨碍预期的操作。图427B示出SMD L形偶极42702的立体图,并且更清楚地示出臂42705、42705A部分地位于SMD 42709内并且臂42705、42705A相对于水平臂42707向上折叠。
SMD L形偶极对称阵列
在本公开的一些方面中,L形偶极阵列可以被配置为利用偏振分集向端射方向提供高增益。图428示出根据一个方面的这些SMD L形偶极中的四个的阵列的立体图。尽管该阵列被描述为包括四个L形偶极,但是这种阵列不限于四个L形偶极,而是可以是任何适当数量的L形偶极。该阵列通常在42800处示出。每个单独的L形偶极元件42801、42803、42805和42807可以是以上关于图427A和图427B所讨论的类型。每个这样的L形偶极具有SMD内部的水平臂42707和垂直臂42705、42705A,如关于图427A和图427B所讨论的。每个都相对于屏蔽壁42802定位,也如关于图427A和图427B所讨论的那样。
阵列的X、Y、Z坐标系如图428所示。屏蔽体42802具有屏蔽延伸部分,本专利将在后面进行讨论。在本公开的一些方面中,阵列的每个偶极元件具有RF链输入,具有RF链1作为输入的偶极42801、具有RF链2作为输入的偶极42803、具有RF链3作为输入的偶极42805和具有RF链4作为输入的偶极42807。作为本文各个图中所示的其他屏蔽体,屏蔽体42802仅由于绘图空间考虑而仅部分地示出。在实践中,屏蔽体将延伸以覆盖IC,在这种情况下是提供RF链1、RF链2、RF链3和RF链4的IC。四个L形偶极元件在所述方面中形成线性阵列。
在本公开的一些方面中,L形偶极的水平臂的方向被有目的地布置成在相邻的L形偶极天线元件对中相反,以便实现在相应RF链的给定输入相位的元件之间的特定场相消/相加。在该方面的描述中的以下附图中,所讨论的偶极阵列元件将是图428的偶极元件42801、42803、42805和42807,并且它们各自的水平臂将分别称为图429A和图429B的水平臂1、2、3和4。
图429A示出根据本公开的一些方面的用于垂直偏振的图428的阵列,其中水平偏振场被抵消。在图429A中,对于水平臂1、2、3和4,分别从RF链1、2、3和4产生的场抵消。这是因为对于水平臂1、2、3和4,由于它们分别布置在相反的(左/右)方向上,如箭头所示,电流以相反的方向流动,因此产生的辐射场彼此抵消。
图429B示出根据本公开的一些方面的用于垂直偏振的图428的阵列,其中垂直偏振场相加。在图429B中,对于偶极天线元件42801、42803、42805和42807(在垂直隐藏线中示出)的垂直臂,由于它们沿相同方向(向上,如垂直箭头所示)布置,所以电流沿相同方向流动,因此生成的辐射场相加。因此,实现了垂直偏振。换句话说,为了获得垂直偏振,使用垂直模式(0°,0°,0°,0°),其中由水平臂辐射的场相互抵消,并且由垂直臂辐射的场相加。
图430A示出根据本公开的一些方面的用于水平偏振的图428的阵列,其中水平偏振场相加。对于水平臂1、2、3和4,即使它们沿相反方向(左/右)布置,来自相应RF链1、2、3和4的信号的相反相位使得电流沿相同方向流动,因此辐射场相加。
图430B示出根据本公开的一些方面的用于水平偏振的图428的阵列,其中水平偏振场被抵消。对于偶极天线元件42801、42803、42805和42807的垂直臂,即使它们沿相同方向(向上,如垂直箭头所示)布置,来自相应RF链1、2、3和4的信号的相反相位使得电流沿相反方向流动,因此垂直偏振的辐射场抵消。因此,实现了水平偏振。换句话说,对于水平偏振,使用等级模式(0°,180°,0°,180°),其中来自垂直臂的辐射场抵消,并且来自水平臂的辐射场相加。
图431示出根据本公开的一些方面的用于垂直(θ)偏振的三维辐射图案。当垂直偏振模式(相位为0°,0°,0°和0°)时,示出由L形偶极阵列辐射的能量的三维辐射图案。已经仿真了电场垂直分量(E-θ)的已实现增益,最大值为7.43dB。
图432示出根据本公开的一些方面的用于等级偏振的辐射图案。当处于水平偏振模式(相位为0°,180°,0°和180°)时,示出由L形偶极阵列辐射的能量的三维图案。已经仿真了电场水平分量的已实现增益,最大值为7.14dB。
图428中的公开内容的方面不仅利用了移动设备中有限的空间,而且还扩展了可用RF链的使用范围。例如,如果只有四个RF链可用(如图所示)并且理想情况下系统将使用八个可用RF链,使得系统可以发送四个垂直偏振RF链和四个水平RF链,则需要分辨率。通过使用所描述的L形偶极,一个RF链被有效地转换成两个RF链。因此,如果有限的空间仅允许四天线阵列并且来自电路的可用链仅有四个RF链,则四个L形偶极天线元件的阵列提供四个垂直偏振的辐射元件和四个水平偏振的辐射元件,从而产生所需的八个元件。使用四天线阵列作为示例,并且本领域普通技术人员将认识到,可以在天线阵列中使用附加数量的天线元件,这可能适合于给定方面。
此外,如果可以从IC屏蔽体覆盖的电路获得四个RF链中的多个,则可以实现有效RF链的总数的两倍。例如,如果在矩形或方形子系统中可用四个RF链中的多个,则可以在子系统顶部的电路子系统周围放置许多L形偶极阵列,并且如果期望,则可以放置在子系统的底部,以用于将各个RF链馈送到各个天线。因此,可以实现四个辐射元件中的多个的两倍。
在本公开的一些方面中,SMD单极天线可以单独用作天线,从而利用单个元件实现完全(或基本上完全)垂直(θ)偏振。允许SMD单极天线实现完全垂直偏振的一些条件是单极具有垂直偏振,因为当在具有RFEM(或者相当于RFEM的特征)的用户设备中使用时,单极具有相对于RFEM表面的正交位置。此外,单极的馈源相对于用作反射器的IC屏蔽体的放置是重要的。屏蔽体的功能是反射期望方向的辐射能量,在这种情况下是端射。屏蔽体并非意图对辐射场的偏振具有影响。
图433示出根据本公开的一些方面的单个SMD单极天线43303和IC屏蔽体43301。由于空间考虑,IC本身未示出,但是在IC屏蔽体43301的左侧并由其覆盖,该IC屏蔽体在局部视图中示出。SMD单极43300可以包括两个部分:(1)构建在RFEM封装43305的边沿上的过孔元件43307,以及(2)过孔元件43307A,其可以是铜过孔,内置在SMD组件43303内。过孔43307实现单极的底部,并且过孔元件43307A实现单极的顶部。可以使用两个焊盘将SMD焊接在RFEM封装上:一个在用于信号的过孔43307的位置处,一个用于机械稳定性的虚设焊盘(未示出)。可以在SMD的顶层上印制铜(或其他金属)迹线43309,以根据需要延长单极的总长度。使用两个焊盘的前述描述以及所引用的其他细节仅用作示例,并且本领域普通技术人员将认识到,可以根据特定方面改变这些细节。
例如,如果过孔43307、43307A不够长,则迹线43309可以用于调谐目的,因为单极天线位于其中的用户设备中的高度限制。换句话说,如果过孔43307、43307A的高度不足以满足将天线调谐到期望的发射频率的要求,则迹线43309将具有适当的长度以将所需高度添加到过孔43307、43307A,即使迹线水平地折叠到SMD 43303的顶部。在本公开的一些方面中,其中,过孔43307、43307A具有足够的高度,可以不需要迹线43309。在本公开的一些方面中,SMD单极43300可以从RFEM封装利用带状线或其他传输线43311馈电。
图434示出根据本公开的一些方面的三维辐射图案。图434示出60GHz下单个单极的辐射图案。图435示出根据本公开的一些方面的单个单极的阻抗图。阻抗图在史密斯图上表示,并且在60GHz处,图43501靠近中心点,这意味着天线匹配良好。
在基于感兴趣频率的介电材料中的波长计算单极的长度之后,类似地计算带状线或其他传输线馈电器的尺寸;考虑制造约束以及可用的有限空间以及屏蔽体距离的迭代3D仿真被执行以实现天线阻抗匹配。
图436示出根据本公开的一些方面的单个单极在频率上的回波损耗。该图示出天线在60GHz下匹配良好,并且其阻抗带宽从56.56GHz到66GHz。图437示出根据本公开的一些方面的来自单个单极的X-Z平面中实现的垂直偏振增益(θ)。
图437是60GHz下的二维图,并且示出电场(E-θ)的垂直分量占主导。在端射方向上实现的增益为3.33dB。迹线表示对于不同的电场偏振,在X-Z平面上实现的增益。在该图上,端射方向是九十(90)度(其表示图433上的坐标系的正x轴)。
图438示出根据本公开的一些方面的来自单个单极的在端射以上15°处的频率上实现的垂直偏振(θ)增益。电场的E-θ分量的已实现增益在43803处示出。
鉴于发射系统和接收设备的天线偏振可以基本上匹配良好连接,具有双偏振的目的是能够最大化从发射机到另一设备(例如,坞、外围设备、或智能电话等)的传输。
具有与上述类似的RFEM的用户设备(诸如智能电话)可以相对于发射机移动并改变其方向。因此,无论发射机和接收机的相对位置如何,都可以使用任一偏振选项来提供良好的连接。
在本公开的一些方面中,可以基于以最大强度接收的信号的极性的指示来在算法上控制发送的极性,并且因此控制在给定时间触发哪种类型的天线。该指示可以连续地从用户设备反馈到发射机。实现该操作以实现与接收机处的偏振匹配的发送偏振。
在本公开的一些方面中,可以根据用户设备中可用的区域来实现不同的阵列组合。在本公开的一些方面中,可以使用用于垂直(θ)偏振的两个单极阵列和用于水平(Φ)偏振的两个偶极阵列在端射方向上实现偏振分集,总共4个馈电器,诸如来自图428中示出的四个RF链,如上所述。每个阵列都可以被配置为在给定时间操作。图439中描述的参数,诸如用于垂直偏振的两个单极和用于水平偏振的两个偶极,仅作为示例给出,并且本领域普通技术人员将认识到,可以使用不同数量或多个这样的天线,其可能适合特定的实施方式。
图439示出根据本公开的一些方面的双元件单极和双元件偶极阵列。图439示出两个阵列的俯视图43900。如上所述,IC屏蔽体43901(其顶部的一部分以俯视图示出)用作反射器以在期望的方向上提附加的增益。IC本身将被屏蔽体覆盖并且将位于图439的图的顶部,被屏蔽体超出并覆盖,由于图中的空间考虑而未示出。第一阵列包括单极43903和单极43905。单极43903和43905可以是关于图433讨论的相同类型的单极。
因为阵列在俯视图中示出,所以图433的单极垂直臂43307、43307A的信号连接可以在图439的43903A处示出,并且上面关于图433讨论的虚拟焊盘在图439的43903B处示出以用于支持目的。本领域普通技术人员将认识到,除了如图所示放置的虚拟焊盘之外,可以提供支持。两个单极分别通过馈线43907和馈线43909馈电。
在本公开的一些方面中,偶极43911和43913印制在RFEM封装层上。在本公开的一些方面中,偶极臂的拐角被折叠以增加它们的长度,但是避免干扰它们周围的其他金属,包括同轴连接器43915,这导致天线阵列的空间非常有限。列举了四个折叠的向上偶极臂中的仅一个,如43911A,但在所讨论的方面中,向上折叠对于所有四个偶极臂是典型的。在一个方面中,阵列具有图439所示的尺寸。接地平面(GND)位于基板43902的一个层上。基板43902以局部视图示出,但实际上将延伸超过图439所示的43902的边界。单极距离屏蔽体一定距离,偶极需要与GND平面保持一定距离,以改进操作。此外,阵列元件之间(偶极到偶极和单极到单极)的距离的设计是为了在可用的有限区域内提高性能。可以使用仿真应用来确定上面讨论的尺寸,并且在应用中输入用户设备中可用的尺寸,并且从仿真结果判断适当的尺寸以获得期望的结果,其可以是期望的辐射方向性和其他参数。
图440示出根据本公开的一些方面的在60GHz下的双偶极阵列的三维辐射图案。在这方面,已实现总增益的测量结果为最大增益约4.16dB。图案的方向+Z朝向板的底部,如图439所示。
图441示出根据本公开的一些方面的图439的双偶极阵列的端射方向上的关于频率所实现的水平极性增益。电场的分量的已实现增益在44101处示出。
图442示出根据本公开的一些方面的图439的双单极阵列在60GHz下的三维辐射图案。与图440一样,Z+方向朝向板的底部。图443示出根据本公开的一些方面的实现的垂直极性(θ)。电场的E-θ分量的已实现增益在44301处示出。
多个SMD天线方面
一些一般信息适用于图444至图447,下面进行更详细地讨论。所讨论的贴片天线的长度通常为λg/2,其中λg是介电体中的波长。对于我们正在使用的介电材料上的60GHz天线(例如,介电常数约为(~)3),该长度约为1.2mm。贴片天线的宽度略大于长度;但是,对于双馈/双偏振天线,宽度和长度应该相同(~1.2mm)。
贴片天线的另一重要尺寸是贴片和参考地之间的介电体的厚度以及主贴片和寄生贴片(如果存在寄生贴片)之间的介电体的厚度。以下是有关因素。介电体的厚度(结合材料特性)与天线的阻抗带宽直接相关。例如,作为WiGig(60GHz)的参考点,期望~8GHz的带宽。对于具有单个贴片(例如,主贴片)的解决方案,介电体的厚度应为~λg/10。如果期望宽带宽,诸如在WiGig中,厚度应为~300μm。对于具有寄生贴片的解决方案(对于单个+寄生),总厚度应为~λg/10(换句话说,增加地和主贴片之间的介电体厚度)加上主贴片和寄生贴片之间的介电体。哪一个更厚取决于每个介电材料的介电常数。构思是主贴片更紧密地耦合到地。在图445的情况下,在下面另外进行总体讨论,因为屏蔽体作为接地基准,所以地和主贴片之间的介电体只是空气。
以下是图444至图447中屏蔽体距SMD的距离的有关因素,也在下面进一步详细讨论。对于图444和图447中的公开内容的方面,屏蔽体距SMD的距离可以与制造所允许的一样接近。对于图445中的方面,屏蔽体距SMD的距离应遵循以上关于接地基准和主贴片之间的介电体厚度所述的规则。对于图446中的方面,该距离取决于预期的辐射方向。对于宽边辐射,距离应尽可能远,并且尽可能接近端射辐射。通常,距离将介于这两个极端距离之间。对于图448中的方面,考虑到可用空间(可用空间是本文所述的基本上所有方面的限制因素),距离应尽可能远。这适用于单偏振和双偏振。
图444示出根据本公开的一些方面的单个贴片、双馈源、双偏振垂直SMD贴片天线。在图444中,在44401处示出PCB。覆盖RFIC44403的RFIC屏蔽体44405可以被配置为用作贴片天线44409的反射器。
在本公开的一些方面,如图所示,贴片天线44409被蚀刻或以其他方式配置在SMD44407与导向器44417相邻的面上。贴片天线44409可以折叠或不折叠。换句话说,贴片天线(诸如在44409处)可以从DMC的侧面环绕到底部,如果需要,则提供额外的长度,如以上方面所述。蚀刻或以其他方式位于SMD上的地在44411处示出。换句话说,本公开的一些方面中的地44411可以在侧面,如图所示,并且可以根据需要如图所示环绕。
在本公开的一些方面中,贴片天线44409由板上的双馈线44413和SMD多层组件内的44415馈电,以将来自板的适当馈源连接到适当的SMD层。微孔44416从SMD 44407底部或附近延伸到SMD组件内的中间高度,然后是设备中的线(即,上部线44415),其向贴片天线中的位置馈电并与之连接并且(与下部线44415结合)使天线起到双偏振天线的作用。
在本公开的一些方面中,导向器44417被蚀刻或形成在用户设备(诸如电话、膝上型计算机等)的机壳上,以将辐射沿方向44419引导到接收器。上面讨论的图418示出放置有导向器的机壳。因为天线是双重的并且正交馈电,所以它在两个正交方向上提供双偏振,该方向取决于选择双馈源中的哪一个。
在本公开的一些方面中,可以通过控制器来控制在给定时间使用哪个馈源的选择,以根据在接收机处接收的偏振信号的强度使天线能够根据需要提供一个或另一个偏振。在本公开的一些方面中,在用户设备处接收的偏振信号的强度被反馈以供控制器进行馈源选择。这允许控制器选择提供能够提供更强接收信号的偏振的馈源,从而提高整体性能。
图445示出根据本公开的一些方面的堆叠贴片、单馈源、单偏振垂直SMD贴片天线。在图445中,在44501处示出PCB。覆盖RFIC44503的RFIC屏蔽体44505用作贴片天线44509的反射器和接地基准。贴片天线44509被蚀刻或以其他方式配置在SMD 44507的所示面上。贴片天线可以折叠或不折叠。在44511处示出的贴片天线是寄生元件。附加的寄生元件可用于图445,对于下面描述的附加SMD图示,可以适用于其他方面。贴片天线44509由板上的单个馈线44513馈电。在用户设备的机壳上蚀刻或形成导向器44515,以沿方向44517引导辐射。因为仅存在单个馈源,所以仅存在单个偏振。
图446示出根据本公开的一些方面的等级SMD贴片天线。在图446中,在44601处示出PCB。覆盖RFIC 44603的RFIC屏蔽体44605用作贴片天线的反射器,其包括驱动电容贴片天线44609和寄生贴片天线44615。在PCB内还有接地层44611用作主电容贴片44609的接地基准。地44611未按比例绘制。地比贴片本身大得多。在本公开的一些方面中,地可以是PCB的整个区域。
在本公开的一些方面中,电容贴片天线44609被蚀刻或以其他方式配置在SMD44607的所示面上。贴片天线可以折叠或不折叠。贴片天线44609由板上的双馈线44613馈电。因为存在双馈源,所以可以存在双偏振,垂直和水平偏振,其可以如上所述进行算法控制。
图447示出根据本公开的一些方面的使用交叉影线图案的垂直SMD贴片天线44708。在图447中,在4701处示出PCB。覆盖RFIC44703的RFIC屏蔽体44705用作贴片天线44708的反射器。在本公开的一些方面中,接地基准是SMD 44707相反侧的交叉影线图案44710,并向下延伸到PCB的底层。贴片天线44708可以是使用高密度交叉影线铜迹线和微孔制成的电容贴片。这种图案可以在SMD 44707组件的主体内和主主机PCB 44701内实现。可以使用多个焊接结合44709A和44709B连接交叉影线SMD组件。贴片天线44708可以折叠或不折叠。贴片天线44708由板上的双馈线44713馈电,其应为用于双偏振的两个正交馈源。在机壳上蚀刻或形成导向器44711,以沿方向44719引导辐射。
图448示出根据本公开的一些方面的具有圆形偏振的SMD螺旋天线。在图448中,RFIC 44803连接到PCB 44801。RFIC屏蔽体44805覆盖RFIC 44803,用作螺旋天线44809的反射器和接地基准。螺旋天线44809可以使用SMD 44807顶部和底部层上的过孔和迹线制成。如果SMD 44807是多层的,则可以使用SMD 44807的内层中的过孔和迹线来实现螺旋天线。螺旋天线44809由板上的单个馈线44813馈电。在机壳上蚀刻或形成导向器44813,以沿方向44815引导辐射。
图449示出根据本公开的一些方面的SMD内的螺旋天线的实施方式。在44903处示出RFIC,或者在本公开的一些方面中,44903可以指定保持RFIC的PCB。迹线44907可以印制在SMD 44905的顶部和底部。而且,过孔44909可以放置在SMD的顶部和底部之间以连接迹线,如图所示。虽然不是圆形的,但是通常示出为螺旋形,示出的迹线-过孔组合可以用作螺旋的一个圆形或椭圆形环。多个这样的环可以连接在一起以用作圆形环。注意,底部迹线44907保持断开(未连接到过孔44910)并且可以连接到第二环,其可以类似地连接到第三环,依此类推以形成螺旋。例如,如果SMD元件是多层的,则可以在内层上构建迹线环和连接过孔,从而允许更多的螺旋圈。过孔44911连接到RFIC 44903内的单带线馈源44915。过孔44909是接地过孔,以拼接参考带线馈源44915的GND层。
图450示出根据本公开的一些方面的从RFIC到机壳上的多个导向器的耦合辐射。图示的是PCB 45001,其附有RFIC 45003。四个SMD元件45005各自包括天线元件,诸如图444至图447中所示的天线元件,为了增益与大小,彼此间隔足够的距离,并由来自RFIC 45003的馈电机构45007馈电。馈电机构45007可以是单馈源、单偏振馈电机构或双馈源、双偏振馈电机构,分别如上所述。如上面在本专利中所讨论的,距离和其他参数是天线可以使用的设备中可用空间的函数。在许多情况下,可以通过仿真、将可用距离或距离范围、角度和其他参数输入到仿真软件中来确定距离和其他参数,并确定哪组距离、角度、增益、辐射图案和其他参数提供期望的结果,而且在设备机壳45009上还示出了四个目标特征45011,诸如导向器。SMD组件45005可以表示28GHz天线阵列,每个天线元件由相同偏振的RF信号馈电。在45013处由波浪线示出的是SMD组件与目标特征之间的辐射的指示。在28GHz下,SMD元件和机壳特征之间的间距约为0.5毫米至1.0毫米。在这方面,天线元件是SMD组件,但是它们也可以在PCB上实现。
如上所述,诸如RFEM、RFIC等的RF子系统使用屏蔽体来保护免受射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)的影响。屏蔽体是金属化的,通常形成盒形以覆盖放置在其中的有源管芯。下面描述的是来自屏蔽体的各种形式和图案的切除部,其形成作为槽线或作为有源金属线天线的天线结构,其将通过金属化迹线或通过另一种合适类型的耦合机构连接到屏蔽体内的RFIC。
图451A是根据本公开的一些方面的形成天线的IC屏蔽壁切除部的立体图。IC屏蔽体45100以立体图示出,其具有未示出的屏蔽罩。固定有IC屏蔽体的PCB的顶部表示为45113。在图451A中,项目45113远离PCB顶部。然而,这仅仅是因为缺乏绘图空间。项目45113是RFIC管芯所在的PCB的顶部。可以通过焊接将屏蔽体固定到PCB上。点45115示出间隙或开口。在本公开的一些方面中,他们通常在PCB顶部的四个角附近。RFIC管芯45101也固定到PCB 45113,在本公开的一些方面中,其可以通过焊接固定,如在RFIC管芯45101的底部处由焊球所指示的。两个屏蔽壁是可见的,每个都标记为“SHIELD WALL”,并且在虚线中可以示出第三个屏蔽壁。因此,IC屏蔽体的内部是可见的。屏蔽壁45103中的切除部在45105处可见并且继续到PCB处的屏蔽壁的底部并且用作天线。该切除部形成作为天线的壁元件45107,在这方面,该天线是平面倒F天线(PIFA)。如下所示,PIFA仅是可以从屏蔽体中切出的天线的一个示例,并且这些方面不限于使用PIFA。在所讨论的方面中,PIFA天线是图451A中的交叉影线部分45107。它是金属化的。切除部在PIFA45107附近是45105,分为两部分,没有交叉影线。因此,形成PIFA 45107的金属化在图中的斜线部分中示出。
在图451B中,为了清楚说明,在GND平面边缘线上方的PIFA天线45107周围没有示出周围金属。但是在图451A中,PIFA 45107示出为在切除部45105内的屏蔽体的侧部内。在本公开的一些方面中,壁元件45107可以在馈电传输线45111处终止于PCB,该馈电传输线连接到RFIC管芯45101的适当收发机电路并且向由切除部45105形成的天线馈电。可以使用各种类型的馈电机构,诸如示出的共面波导或微带等。通过去除金属以暴露将传输线45111与地GND隔离的分段45112,可以在PCB的底板45113上形成传输线45111。如图451A所示,馈线45111部分地位于PCB上并且部分地位于屏蔽壁45103上,金属化通向PIFA45107。
在图451A中,在本公开的一些方面中,绝大多数传输线45111位于RFIC管芯所在的PCB上。交叉影线填充区域45111是PCB上的金属化传输线,而传输线的仅一小部分位于屏蔽壁上。换句话说,交叉影线衬里填充区域45107和屏蔽壁45103的其余部分(除了45105之外)在屏蔽金属上是金属化的。在该示例中,PIFA天线45107形成在屏蔽壁中的无金属化切除部45105内。在传输线45111的任一侧,区域45112是在馈线45111的任一侧45112上去除(分层)PCB金属化的区域,以使45111成为向PIFA馈电的传输线。这种分层通常通过在PCB上蚀刻来完成。刮削而不是蚀刻是可能的,但不被认为是准确的。分层也可以通过加工或其他机械切割机构来在屏蔽金属上完成。馈线可以使用多种技术实现,并且不限于一种技术(例如,在PCB上)。
与切除部45105相邻的壁的元件45109连接到PCB的地GND,并且用作切除部天线45107的接地短接线。在本公开的一些方面中,GND用作由切除部形成的天线的接地平面。图451B是根据本公开的一些方面的壁切除部的侧视图,其包括图451A中所示的天线。图451B示出具有与图451A中编号相同的元件45105以及壁元件45107、45109和馈电传输线45111的平面倒F天线(PIFA)。在这方面使用PIFA主要是因为它提供了一种通过壁元件45109将天线连接到地GND的相对简单的方式,并且还因为其已知的四分之一波长的谐振,这减少了用户设备所需的空间,也因为它具有良好的信号吸收率特性。在操作中,馈电传输线45111配置为向驻留在用作天线的切除部45105中的天线元件馈电,从屏蔽壁45103向外辐射RF能量。在本公开的一些方面中,诸如在45107处示出的PIFA,辐射可以基本上是全向的。切除部和天线元件可以是其他配置的形式,诸如凹口或槽,或具有适当接地的贴片。
图451C是根据本公开的一些方面的具有壁切除部和顶部切除部的IC屏蔽体的立体图,其包括天线阵列的天线元件。在图451C中,通常在45103处示出壁,在45106处示出顶部。因此,图451C的立体图示出覆盖RFIC 45101的IC屏蔽体,其在隐藏视图中示出为在IC屏蔽体的盖45106下方。顶部45106上的切除部在45105A处可见,壁元件45109A通过PCB提供接地路径。图451C中的切除部45105A用作天线,并且与图451A的切除部45105基本上是相同类型的天线,其图451C的隐藏视图中示出。来自RFIC 45101的隐藏线形馈电天线45109A中所示的馈电传输线45111A与隐藏视图中的馈电传输线45111相同或更简单。
在本公开的一些方面中,两个或更多个天线可以彼此正交定向。例如,基本上彼此正交地物理定向的两个天线45105和45105A支持两个不同的偏振和/或空间覆盖。可以向每个天线馈送相同的信号以创建新的矢量和或者利用两个不同的信号或空间流来实现多输入多输出(MIMO)操作模式。当在不同时间馈电时,取决于控制配置,可以在不同时间在两个不同的偏振处引起辐射,如上所述。
在本公开的一些方面中,可以通过控制器来控制在给定时间使用哪个馈源的选择,以根据在信号被发送到的接收机处接收的偏振信号的强度使天线能够根据需要提供一个或另一个偏振。在本公开的一些方面中,接收机处接收的偏振信号的强度被反馈以供控制器进行馈源选择,以选择提供偏振、垂直或水平的馈源,其在给定时间提供更强的接收信号。可以连续提供反馈,从而连续提供适当的偏振并改进整体性能。在本公开的一些方面中,两个馈源用于解密具有空间正交性的MIMO信号。
图451D是根据本公开的一些方面的具有第一壁切除部和第二壁切除部的IC屏蔽体的立体图,其包括天线阵列的天线元件。图451D中的IC屏蔽体45106与图451A中在45100处所示相同。然而,屏蔽体具有第二切除部45105A,其包括以与切除部45105相同的方式相对于管芯定位的馈电传输线45111A,以及馈电传输线45111。因为屏蔽体是矩形的,所以两个切除部45105和45105A正交于彼此以与关于图451C所讨论的相同方式操作。其他实施方式,诸如屏蔽体顶部上的两个正交切除部天线(具有与所描述的那些相似的馈电机构)以及其他实施方式是可能的。
在RF系统中,天线连接到发送/接收(T/R)开关,然后分别连接到TX和RX链中的功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)。在mmWave频率下,从RF性能的观点来看,与这种T/R开关相关的损耗很高并且很影响恶劣。RF阵容和天线馈电网络(用于单偏振和双偏振)在图452A和图452B中示出用于方形贴片天线。然而,这可以适用于其他类型和形状的天线实施方式。
图452A示出根据本公开的一些方面的贴片天线和RF馈电器连接,其包括用于单偏振设计的发送/接收(TR)开关。在图452A中,贴片天线45201具有在匹配点45205处连接的馈线45203,下面将进一步详细讨论。天线45207与贴片天线45201相同,收发机中的馈线45203附接到T/R开关45209。PA 45211和LNA 45213分别连接到T/R开关45209,如图所示,T/R开关切换以用于发送和接收模式。
图452B示出根据本公开的一些方面的贴片天线和RF馈电器连接,其包括用于双偏振设计的发送/接收(TR)开关。在图452B中,贴片天线45215具有在匹配点45219处连接的水平偏振馈线45217。在匹配点45223处连接垂直偏振馈线45224。天线45225与贴片天线45215相同。对于水平偏振,收发机中的水平偏振馈线45217附接到T/R开关45227。如图所示,PA45229和LNA 45231分别连接到T/R开关45227,并且T/R开关切换以用于水平偏振信号的发送和接收模式。对于垂直偏振,收发机中的垂直偏振馈线45224附接到T/R开关45235。如图所示,PA 45237和LNA 45239分别连接到T/R开关45235,并且T/R开关切换以用于垂直偏振信号的发送和接收模式。
然而,由于贴片天线的馈线特性,在本公开的一些方面中可以移除T/R开关。
对于贴片天线,可以存在一个天线馈线匹配点,其与第二天线馈线匹配点相比稍微偏向一侧。这在图452C中可见。图452C示出根据本公开的一些方面的单偏振设计中的贴片天线45204,其中与TX馈线匹配点相比,用于RX馈线匹配点的天线馈线稍微偏向一侧。换句话说,在图452C中,RX匹配的馈电点比TX馈电点更靠近天线的边缘。其原因在于馈线的连接点的阻抗由贴片天线上进行连接的点确定,更低的连接阻抗更接近贴片天线的中心,更高的连接阻抗更接近到贴片天线的边缘。对于发送和接收操作,TX馈线和RX馈线都附接到贴片天线。
在本公开的一些方面中,PA附接到TX馈线的发射机侧。PA以非常低的阻抗操作,因此TX馈线匹配点将相对接近贴片天线的中心,如图452C所示,以满足PA的低阻抗匹配要求。LNA附接到RX馈线的RX侧。LNA以高阻抗操作,因此TX馈线匹配点将相对靠近贴片天线的边缘,也如图452C所示。这两个匹配点,一个靠近贴片天线的中心,一个靠近贴片天线的边缘,导致两个匹配点之间的偏移。
匹配点的这种偏移也表现为双偏振设计,如图452D所示。图452D示出根据本公开的一些方面的双偏振设计中的贴片天线45206,对于两个偏振,与TX馈线匹配点相比,用于RX馈线匹配点的天线馈线稍微偏向一侧。换句话说,在图452D中,存在两组偏移匹配点,一组用于水平偏振操作,一组用于垂直偏振操作。
贴片天线的上述馈线匹配点特性使得TX链能够直接连接到贴片天线的TX馈线匹配点,并且使得RX链能够直接连接到贴片天线的RX馈线匹配点。因此,减少了T/R开关的益处以及包括在RF阵容中的相关插入损耗。这反过来可以从TX输出功率/效率和RX噪声系数(NF)的角度显著改进RF性能。上述内容见图453A和图453B。可以在系统级别克服与来自相反方向的馈电器相关联的TX和RX之间的180度相位反转。
图453A示出根据本公开的一些方面的直接连接到贴片天线馈线匹配点的TX馈线和RX馈线的单偏振实施方式。在图453A中,贴片天线45301具有连接到RX馈线匹配点45309的RX馈线45307和直接连接到TX馈线匹配点45305的TX馈线45303。与贴片天线45301相同或相似的贴片天线45311经由TX馈线45303直接连接到PA 45313并且经由RX馈线45307直接连接到LNA 45315,而不需要T/R开关。
图453B示出根据本公开的一些方面的通过直接连接到贴片天线馈线匹配点而没有T/R开关的水平偏振TX馈线和等级RX馈线以及垂直偏振TX馈线和垂直RX馈线的双偏振实施方式。图453B类似于图453A,除了存在水平偏振TX馈线45327和水平偏振RX馈线45331,以及垂直偏振TX馈线45319和垂直偏振RX馈线45323,其连接到它们各个馈线匹配点45329、45333和45321、45325。在这方面,贴片天线45335通过水平偏振TX馈线45327直接连接到PA45337,并通过水平偏振RX馈线45331直接连接到LNA 45339,而没有T/R开关。类似地,贴片天线45335可以通过垂直偏振TX馈线45319直接连接到PA 45343,并通过垂直偏振RX馈线45323直接连接到LNA 45345,而没有T/R开关。
图453A和图453B中所示的直接连接允许在没有T/R开关的情况下以半双工模式操作,其中TX和RX在不同时间操作。
图454A示出根据本公开的一些方面的IC屏蔽体。IC屏蔽体45400包括两个金属部件,即:所谓的“围栏”45401,其被焊接或以其他方式固定到PCB上,并且集成和分立电路可以位于其中,例如在围栏45401中的所示切除部内;以及在本公开的一些方面中通过按压在围栏45401的顶部上而附接到围栏的罩盖45403。两件式IC屏蔽技术允许通过用作如下所述与屏蔽体相邻的天线或天线阵列的反射器来改进天线增益的选项。
在本公开的一些方面中,通过允许围栏45401的一部分凸出或延伸穿过罩盖45403中的空间,可以进一步改进增益。图454B示出根据本公开的一些方面的IC屏蔽体,其具有在45405处的围栏的凸起或延伸部,穿过罩盖45403中的所示空间以增强天线增益和方向性。在本发明的一些方面中,盖本身可以制成延伸部,但是如果使用非焊接盖,它可能会变形,例如由于坠落和撞击地板,或者当用手操作时。
回到图454B的讨论,凸起可以折叠或展开。凸起或延伸部中的折叠主要是为了提供机械稳定性。图454B示出用户设备的平面图的一部分,包括最初在图439中示出的同轴连接器43915,如上所述,其占据天线阵列的大部分有限空间。与图454B中的屏蔽体相邻并且非常靠近屏蔽体的是包括堆叠贴片天线45407A和45409A以及偶极天线元件45407B和45409B的天线阵列,并且可以包括导向器45407C、45409C和45407D、45409D。
在本公开的一些方面中,偶极45407B和导向器45407C之间的距离是340微米。从偶极45409B到铜层45410的边缘的距离可以是780微米。从偶极到盖子45403的距离可以是2毫米。在本公开的一些方面中,导向器45407C和45407D之间的距离类似地为340微米。可以如上面针对贴片和偶极方面所讨论的那样向阵列馈电。导致凸起的端射方向(垂直于导向器)的增益测量值约为1dBi。
图454C示出根据本公开的一些方面使用穿过IC屏蔽罩45403的围栏的折叠延伸部45405以改进偶极天线元件阵列45411、45413、45415、45417的增益。所示阵列是如上所述在PCB内构造的1×4偶极阵列。在本公开的一些方面中,PCB可以由双马来酰亚胺-三嗪(BT)环氧树脂制成。在图454C的方面中,由于凸起而在端射方向(垂直于偶极臂)的增益测量值约为0.5dBi。
图454D示出根据本公开的一些方面的由于凸起而在屏蔽结构中形成的孔洞45419。还可以示出罩盖45403内部的围栏45421的一部分。在本公开的一些方面中,凸起不是密闭的。因此,可以在结构45406中形成诸如45419处的孔,因此可能存在RF泄漏。因此,当实施凸起45405以使金属折叠或以其他方式定位以使孔洞45419尽可能小来使这种泄漏最小化时,要小心。
图454E是根据本公开的一些方面的图454D的凸起和孔的特写立体图。罩盖45403和围栏45421的组合45408更清楚地示出凸起5405和孔洞45419。
图455是根据本公开的一些方面的具有屏蔽反射器的组合贴片天线和偶极天线阵列的俯视图。在45500处示出的是包括贴片天线45503、45505、45507和偶极天线45509和45511的阵列,其支持到端射方向(垂直于偶极臂)的双偏振分集。
在本公开的一些方面中,贴片天线45503、45505、45507可以是双贴片,如下面参照图456所讨论的。IC屏蔽罩盖45501和IC屏蔽围栏凸起45501A为天线阵列提供反射器和接地。图455中在45513处示出的多个孔洞放置在贴片之间,并且在阵列的两个偶极天线的每一侧是典型的。
在本公开的一些方面中,孔洞清除了由屏蔽体45501提供的地与偶极45509、45511之间的耦合,因为如果地非常接近偶极,则阻抗匹配将降低并且将不利地影响偶极的有效性。如果金属靠近天线,则偶极辐射效率会降低并且不能适当地反射辐射。为了在没有显著降低的天线性能的情况下实现反射,在本公开的一些方面中,金属应远离辐射器大约四分之一波长。贴片模式位于贴片和贴片下方的地之间,并且可能不需要大的接地才能有效。由于地是有限的,所以存在衍射,但损失很小。偶极到地45513的离地间隙使得孔洞允许偶极更靠近贴片,从而使结构更紧凑。当沿端射方向观察时,偶极具有水平偏振,贴片天线具有垂直偏振,每个贴片天线用作单极元件。
图456是根据本公开的一些方面的图455的天线阵列的侧视图。在屏蔽体45501附近示出阵列的坐标系,Y坐标实际上在页面之外。如图所示,贴片和偶极位于PCB中。三个贴片天线45503之一45503A以侧视图示出,其它是典型的,并且包括双贴片天线,其中贴片45503A是寄生天线,贴片45503B是通过在一个方面中使用过孔孔洞经由馈线45601激励的驱动贴片。在侧视图中示出偶极天线45509,由馈线45603馈电,该馈线可以是接地层并且也是偶极的一部分。偶极由两层构成,一个臂是地45603的一部分,第二个是从该层激励的层45509。本领域普通技术人员将认识到,仅示例性地描述了每种类型天线的数量,并且这些天线的不同数量或多个数量可以适合于附加方面。类似地,除了所描述的尺寸之外的其他尺寸可以在其他方面中使用,这取决于天线阵列可以使用的设备中可用的空间,如可以通过模拟或其他方法示出的。
图457是根据本公开的一些方面的与贴片阵列一起使用以绕过用户设备中的大障碍物的内插器的立体图。包括内插器的材料可以是PCB层叠板或其他绝缘材料。由于贴片已经在RF子系统中接地,因此内插器材料对天线没有很大影响。可以通过焊料利用焊盘(诸如LGA焊盘)将内插器固定到PCB上。在本公开的一些方面中,IF将从母板布线到RF子系统,以便处理并最终馈送到贴片天线阵列以进行传输。
在图457中,在本公开的一些方面中,用户设备的部分布图规划54700可以包括PCB母板,其可以是低温共烧陶瓷(LTCC)。项目45703可以是膝上型计算机或其他设备机壳的一部分,并且在本公开的一些方面中可以由镁制成。在45705处示出USB连接器,其阻碍有效的天线操作。
为了绕过障碍物,可以使用具有贴片天线阵列45709的内插器45707,其具有位于内插器顶部的反射器屏蔽体45710。反射器屏蔽体可以是IC屏蔽体的一部分,诸如本专利中上面描述的那些。由于空间方面的考虑,未示出整个IC屏蔽体和IC本身,但是如上所述,或者如下面关于图461A所讨论的那样设置IC屏蔽体和IC本身。内插器45707用于提供高度并升高整个RFEM,因此它包含GND过孔以及IF信号过孔,用于根据需要连接到地并向天线阵列馈电。
图458A是根据本公开的一些方面的内插器的立体图,其示出IC屏蔽罩盖45801。在图458A中,偶极天线阵列45809和反射器45810位于内插器上,类似于图457中的贴片天线阵列45709和反射器45710。在本公开的一些方面中,项目45809A可以是具有反射器45812的贴片天线阵列。示出了阵列和反射器的端射方向。
图458B是根据本公开的一些方面图的458A的偶极天线阵列的辐射图案的垂直视图,其中端射方向示出为负九十(-90)度。宽边方向表示为零(0)度。可以看出,图458B中的宽边方向的覆盖范围很强。然而,内插器已经在图458B中所示的端射方向上启用了一定量的偶极阵列辐射。图458B中示出了几种图案,每种图案用于内插器的不同高度。从图458B中可以看出,当偶极阵列放置在内插器上时,到端射的辐射降低,在所有示出的内插器高度处具有低增益和小波束宽度。为此,将贴片阵列放置在内插器上将是优选的。
图459根据本公开的一些方面将图458A的贴片天线阵列实现的增益示出为内插器在各个方向上的高度的函数。三条曲线45901、45903和45905分别将实现的增益示出为内插器在端射方向、端射上方5度和端射上方10度上的高度的函数。
图460A示出根据本公开的一些方面的用于双频段、双偏振操作的组合贴片和缝隙天线。在图460A中,天线46000示出形成第一天线的双贴片天线46001、46002以及形成第二天线的矩形缝隙天线46003。每个天线由两个馈电机构馈电,每个馈电机构与另一个正交,用于双偏振。
例如,缝隙天线46003由馈线46005和46007馈电,每个馈线与另一个正交。项目46005A和46005B是接地过孔,以参考馈线46005,其中类似的接地过孔用于参考馈线46007。贴片天线46001、46002包括寄生天线元件46001和被励天线元件46002。在示出的方面中,通过诸如图460B的46013、46015处的过孔向被励天线46002馈电。过孔46013可以耦合到馈线,诸如图460B中还示出的46011。线46011可以由用户设备(IC未示出)的集成电路(IC)馈电。过孔46015可以类似地耦合到馈线,该馈线可以与馈线46011正交并且同样由IC馈电。在所示的方面中,缝隙天线46003可以通过邻近耦合或通过任何适当的馈电机构(诸如通过微带线)馈电。
邻近耦合在图460B中示出并在下面进行描述。图460B是根据本公开的一些方面的图460A的组合贴片天线和缝隙天线的侧视图。从侧视图中,图460B示出缝隙天线46003和缝隙天线46003的两个馈电机构中的一个,诸如馈线46007,在本公开的一些方面中,其可以是微带馈线、金属迹线或其他类型的传输线。微带馈线46007被示为在PCB内并且与缝隙天线46003的底部相距一定距离,并且通过邻近耦合驱动缝隙天线46003,使得能量能够从馈线46005、46007耦合到缝隙天线46003。为了馈电信号目的,可以将线46005、46007耦合到用户设备(未示出)的集成电路以耦合到缝隙天线46003。微带馈线46005与馈线46007正交。虽然馈线已被描述为微带,但是它可以是任何合适的传输线,诸如带线、迹线等。
在本公开的一些方面中,馈线包括双频段馈线,诸如包括30GHz的带中的馈线46005和包括60GHz的带中的馈线46007。馈线也可以是39GHz频段或73GHz频段,或其他适当的带,馈线46005处于带内的频率下,并且馈线46007处于该频率的两倍。
在本公开的一些方面中,贴片天线46001、46002以一个频率操作,并且缝隙天线46003以第二频率操作,每个天线的频率取决于天线的大小。换句话说,通过设计天线大小以在期望频率下工作,可以使贴片天线和缝隙天线在不同频率下操作。在本公开的一些方面中,每个天线在不同时间操作,使得可以在适当的时间发送适当偏振的信号,这取决于来自接收设备的反馈,该反馈指示在给定时间哪个偏振是更好的偏振。
如上所述,在本公开的一些方面中,贴片天线46001是寄生天线元件,而46002是被励天线元件。如在图460B中,被励天线46002的地是“浮置的”,因为它通过过孔孔洞46013和46015(仅过孔46015在图460A中可见)馈电,每个过孔处于上面讨论的给定带中并且每个都与馈线46007和46005分别关联以用于邻近耦合,向被励元件46002馈电。这种馈线可以包括连接到被励元件的过孔。缝隙元件的内部部分是矩形金属,其可以用作贴片元件的地GND,假设它可以做得足够大以用于该目的并且天线在不同时间操作。
贴片天线和正交的缝隙天线的馈电支持具有空间分集的偏振。例如,对于X方向上的辐射,激励将通过第一馈线进行并且用于Y方向上的辐射,激励将通过与第一馈线正交的第二馈线进行。对于宽边辐射,每个天线可以在宽边(图460B中的Z)方向上以双偏振操作。可以在算法上控制每个天线以在给定时间和给定偏振下操作,偏振取决于在给定时间激活哪个馈线,并且激活取决于接收设备的定向,其向接收机反馈指定哪个偏振在给定时间提供更好的接收的信息。对于端射辐射,每个天线可以仅以一个偏振操作,偏振取决于激励是来自X方向(图460B中的46013)还是来自Y方向(图460B中的46015),通常具有比宽边辐射更低的增益。另外,对于端射辐射,如果每个天线元件用两个正交馈源激励,则每个天线也可以双偏振操作,但增益远低于单偏振操作。虽然已经描述了单个寄生元件,但是本领域普通技术人员将认识到,对于给定方面,可以适当地使用多个这样的寄生元件,或者在本公开的一些方面中,可以适当地使用一个或多个导向器。类似地,虽然已经描述了方形缝隙天线,但是缝隙天线的其他配置也可以用在各个方面中。
可以在电路板的层中的硅电路或芯片中提取天线或天线阵列,在本公开的一些方面中,该电路板是超厚金属(UTM)。已知UTM具有电路板材料的最低损耗之一。图461A是根据本公开的一些方面的芯片上天线(AOC)的分解图。AOC 46100包括PCB 46111(其也可以是BT层叠板)以及硅电路46103(其可以包括用于提供射频(RF)信号的收发机)。AOC包括天线46105,其在本公开的一些方面中可以包括2×2贴片天线阵列(贴片天线之一被指定为46105,但是其他三个通常如图所示),并且可以包括IC金属屏蔽体46101。虽然所讨论的方面包括具有四个贴片天线元件的阵列,但是这些方面不限于贴片天线。本领域普通技术人员将认识到,诸如缝隙天线或陷波天线的其他天线元件、天线阵列的操作频率可以在mmWave带中以及将支持部分或全部WiGig频段的频率范围中。PCB板46111在天线阵列下方具有金属净空46113。净空46113可防止天线阵列短路。因为天线辐射通过或穿过电路板净空46113并且还用于使天线阵列辐射能够在板外传输。
图461B是根据本公开的一些方面的包括图461A的AOC的天线46105的底视图。变换器46107包括在硅电路中使用的变换器,诸如用于共轭匹配和其他电子功能。迹线可以放置在46109处并且可以用于在贴片46105之间布线,包括针对贴片的馈源,馈源可以耦合到硅电路内的收发机,并且可以包括耦合到功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)开关的小型微带线。
图461C是图461A的AOC的侧视图,并且示出IC屏蔽体46101、硅电路46103和PCB板46111。这些贴片可以在硅46103的底部实现,并且IC屏蔽体46101可以用作地。图462示出包括四个贴片天线的贴片阵列的尺寸,其中一个贴片天线在图462中被描绘为46105。贴片本身可以是1毫米的方形。图463是根据本公开的一些方面的图461A至图461C和图462的AOC的模拟辐射图案。图案46301示出E平面,并且图案46303代表H平面。
图464A示出根据本公开的一些方面的封装叠层实施方式中的嵌入式管芯的AOC的另一侧视图。PCB 46401包括硅46405和地46403。当提供地46403时,不需要IC屏蔽体,诸如图461C中用作地的46103。硅46405和地46403中的天线之间的连接由50欧姆连接46407实现,有时称为凸块。连接46407可以包括从硅到GND的过孔,并且它在此用作馈电机构的一部分。实际上,可以有许多将IC连接到GND的过孔。
图464B是根据本公开的一些方面的作为硅的高度除以贴片的高度的函数的辐射效率的图示。换句话说,IC的高度是硅厚度,贴片高度是从GND到辐射贴片的天线大小厚度。对于地在图464A中的管芯上方60微米的方面,实现的增益为0.46dBi。图464C是根据本公开的一些方面的作为硅的高度除以贴片的高度的函数实现的增益(以dBi为单位)的图示。
图465是根据本公开的一些方面的AOC的另一图示,其象征性地示出芯片概述并且包括天线与芯片上电路的关系。芯片概述46500示出具有四个AOC元件的硅芯片,其中一个以46501表示。芯片上电路由一系列三角形表示,其中一个以46503表示。该电路可以包括RFEM(或RFIC),其包括通常的无线电电路,包括收发机,包括但不限于功率放大器和低噪声放大器。片上连接器用直线表示,诸如46505,并且可以包括通常的电路连接和到AOC的连接。
AOC提供显著的成本节省,因为可以使用简单的板来实现。在一个方面中,包括AOC的产品可以作为包括AOC的屏蔽硅电路出售,其中没有板,并且购买产品的OEM可以将产品直接焊接到母板。替代地,AOC可以与其自身的PCB以及IF或RF缆线一起安装,使得它可以放置在平台中的任何位置。在这种情况下,AOC的好处是与板载常规天线相比,它将简化PCB。替代地,AOC产品可能已经安装在主板上销售。这是成本有效的,因为不需要封装,由于AOC的位置仅限于主板区域。换句话说,没有包装,这将是一笔可观的节省。
AOC提供改进的传导功率和噪声系数,因为不需要电路板布线和焊球转换劣化。通常,与板贴片相比,贴片大小可以减少百分之五十(50%)。AOC支持宽带匹配,可能高达304GHz带宽,其可以支持四个以上的信道。所描述的AOC可以用嵌入式管芯/封装叠层(POP)解决方案来实现。POP是一种结合两个PCB的技术。包含管芯的主PCB(有时称为“简单PCB”)和具有填充金属的腔的另一PCB(其表现为屏蔽体并且还允许信号和天线阵列放置在屏蔽体的顶部)。此外,因为AOC不需要到外部天线的迹线,所以由于这种迹线,天线将没有或几乎没有损耗。
图466示出根据本公开的一些方面的示例性机器46600的框图,在该示例性机器上可以执行本文所讨论的任何一种或多种技术或方法。在替代方面中,机器46600可以操作为独立设备或可以连接(例如,联网)至其他机器。在联网部署中,机器46600可以在服务器-客户机网络环境中以服务器机器、客户机器或两者的能力操作。在示例中,机器46600可以用作对等(P2P)(或其他分布式)网络环境中的对等机器。机器46600可以是UE、eNodeB、AP、STA、个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、智能电话、网络设备、网络路由器、交换机或桥接器或能够执行指定机器要采取的动作的指令(顺序或以其他方式)的任何机器。此外,虽然仅示出单个机器,但术语“机器”也应被理解为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以实现本文讨论的方法中的任一个或多个方法的任何机器集合,例如云计算、软件即服务(SaaS)、其他计算机集群配置。
如本文所述,示例可以包括逻辑或多个组件、子系统或机制或可以对其进行操作。子系统是能够执行指定操作的有形实体(例如,硬件),并且可以以某种方式进行配置或布置。在示例中,电路可以以指定方式布置(例如,在内部或相对于例如其他电路的外部实体)为子系统。在示例中,一个或多个计算机系统(例如,单独的客户端或服务器计算机系统)或一个或多个硬件处理器的全部或一部分可以由固件或软件(例如,指令、应用部分或应用)配置为执行指定操作的子系统。在示例中,软件可以存在于机器可读介质上。在示例中,软件在由子系统的底层硬件执行时,使硬件执行指定操作。
因此,术语“子系统”被理解为包含有形实体,即物理构建、具体配置(例如,硬连线)或暂时(例如,临时)配置(例如,编程)的实体,以用于以指定方式操作或用于执行本文描述的任何操作的部分或全部。考虑到暂时配置子系统的示例,每个子系统都不需要在任何时刻实例化。例如,在子系统包括使用软件配置的通用硬件处理器的情况下,通用硬件处理器可以在不同时间处配置为相应不同的子系统。软件可以相应地配置硬件处理器,例如在一个时间点处构成特定子系统并且在不同的时间点处构成不同的子系统。
机器(例如,计算机系统)可以包括硬件处理器46602(例如,中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核心或其任何组合)、主存储器46604和静态存储器46606,其中的一些或全部可以经由互连链路(例如,总线)46608彼此通信。机器46600还可以包括显示单元46610、字母数字输入设备46612(例如,键盘)和用户界面(UI)导航设备46614(例如,鼠标)。在示例中,显示单元46610、输入设备46612和UI导航设备46614可以是触摸屏显示器。机器46600可以附加地包括存储设备(例如,驱动单元)46616、信号发生设备46618(例如,扬声器)、网络接口设备46620以及一个或多个传感器16,例如全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速度计或其他传感器。机器46600可以包括输出控制器46628,例如串行(例如,通用串行总线(USB)、并行或其他有线或无线(例如,红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接,以与一个或多个外围设备(例如,打印机、读卡器等)进行通信或对其进行控制。
存储设备46616可以包括机器可读介质46622,其上存储有体现本文所述的技术或功能中的任一个或多个或由其使用的一组或多组数据结构和指令46624(例如,软件)。指令46624还可以在其由机器执行期间完全或至少部分地存在于主存储器46604内、静态存储器46606内或硬件处理器46602内。在示例中,硬件处理器46602、主存储器46604、静态存储器46606和存储设备46616中的一个或任何组合可以构成机器可读介质。
虽然机器可读介质46622被示出为单个介质,但是术语“机器可读介质”可以包括配置为存储一个或多个指令46624的单个介质或多个介质(例如,集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓冲存储器和服务器)。
术语“机器可读介质”可以包括任何介质,其能够存储、编码或携带供机器执行的指令,并且使机器执行本公开的技术中的任一个或多个技术,或者能够存储、编码或携带由这些指令使用或与其相关联的数据结构。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器以及光和磁介质。机器可读介质的具体示例可以包括:非易失性存储器,例如半导体存储器件(例如,电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存设备;磁盘,例如内部硬盘和可移动盘;磁光盘;随机存取存储器(RAM);以及CD-ROM和DVD-ROM盘。在一些示例中,机器可读介质可以包括非暂时性机器可读介质。在一些示例中,机器可读介质可以包括不是暂时传播信号的机器可读介质。
还可以经由利用多种传输协议(例如,帧中继、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任何一种的网络接口设备46620,通过使用传输介质的通信网络46626发送或接收指令46624。示例性通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如,互联网)、移动电话网络(例如,蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如,称为的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11系列标准、称为的IEEE 802.16系列标准)、IEEE 802.15.4系列标准、长期演进(LTE)系列标准、通用移动电信系统(UMTS)系列标准或对等(P2P)网络等。在示例中,网络接口设备46620可以包括一个或多个物理插孔(例如,以太网、同轴或电话插孔)或一个或多个天线以连接至通信网络46626。在示例中,网络接口设备46620可以包括多个天线,以使用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)和多输入单输出(MISO)技术中的至少一个进行无线通信。在一些示例中,网络接口设备46620可以使用多用户MIMO技术进行无线通信。术语“传输介质”应理解为包括能够存储、编码或携带供机器执行的指令的任何无形介质,并且包括数字或模拟通信信号或有助于此类软件通信的其他无形介质。
图467示出根据本公开的一些方面的可以在无线通信设备中实现的协议功能。在一些方面中,除了未示出的其他更高层功能之外,协议层可以包括物理层(PHY)46710、媒体接入控制层(MAC)46720、无线链路控制层(RLC)46730、分组数据会聚协议层(PDCP)46740、服务数据自适应协议(SDAP)层46747、无线资源控制层(RRC)46755和非接入层(NAS)层46757中的一个或多个。
根据一些方面,协议层可以包括可以提供两个或更多个协议层之间的通信的一个或多个服务接入点。
根据一些方面,PHY 46710可以发送和接收可以由一个或多个其他通信设备分别接收或发送的物理层信号46705。根据一些方面,物理层信号46705可以包括一个或多个物理信道。
根据一些方面,PHY 46710的实例可以经由一个或多个物理层服务接入点(PHY-SAP)46715处理来自MAC 46720的实例的请求并向其提供指示。根据一些方面,经由PHY-SAP46715传送的请求和指示可以包括一个或多个传输信道。
根据一些方面,MAC 46710的实例可以经由一个或多个媒体接入控制服务接入点(MAC-SAP)46725处理来自RLC 46730的实例的请求并向其提供指示。根据一些方面,经由MAC-SAP 46725传送的请求和指示可以包括一个或多个逻辑信道。
根据一些方面,RLC 46730的实例可以经由一个或多个无线链路控制服务接入点(RLC-SAP)46735处理来自PDCP 46740的实例的请求并向其提供指示。根据一些方面,经由RLC-SAP 46735传送的请求和指示可以包括一个或多个RLC信道。
根据一些方面,PDCP 46740的实例可以经由一个或多个分组数据会聚协议服务接入点(PDCP-SAP)46745处理来自RRC 46755的实例和SDAP 46747的一个或多个实例中的一个或多个的请求并向其提供指示。根据一些方面,经由PDCP-SAP 46745传送的请求和指示可以包括一个或多个无线承载。
根据一些方面,SDAP 46747的实例可以经由一个或多个服务数据自适应协议服务接入点(SDAP-SAP)46749处理来自一个或多个更高层协议实体的请求并向其提供指示。根据一些方面,经由SDAP-SAP46749传送的请求和指示可以包括一个或多个服务质量(QoS)流。
根据一些方面,RRC实体46755可以经由一个或多个管理服务接入点(M-SAP)配置一个或多个协议层的方面,其可以包括PHY46710、MAC 46720、RLC 46730、PDCP 46740和SDAP 46747的一个或多个实例。根据一些方面,RRC 46755的实例可以经由一个或多个RRC服务接入点(RRC-SAP)46756处理来自一个或多个NAS实体的请求并向其提供指示。
图468示出根据本公开的一些方面的可以结合无线通信设备或无线通信系统实现的各种协议实体。更具体地,图468是根据一些方面的可以在无线通信设备中实现的协议实体的图示,包括用户设备(UE)46860、基站(其可以称为演进节点B(eNB)或新无线节点B)46880以及网络功能(其可以称为移动性管理实体(MME)或接入和移动性管理功能(AMF))46894中的一个或多个。
根据一些方面,gNB 46880可以被实现为诸如宏小区、毫微微小区或其他合适设备的专用物理设备中的一个或多个,或者在替代方面中,可以被实现为作为被称为云无线电接入网络(CRAN)的虚拟网络的一部分在服务器计算机上运行的一个或多个软件实体。
根据一些方面,可以在UE 46860、gNB 46880和AMF 46894中的一个或多个中实现的一个或多个协议实体可以被描述为实现其中认为层按PHY、MAC、RLC、PDCP、RRC和NAS的顺序从最低到最高排序的协议栈的全部或一部分。根据一些方面,可以在UE 46860、gNB46880和AMF 46894中的一个或多个中实现的一个或多个协议实体可以与实现另一设备的相应对等协议实体进行通信,其使用相应更低层协议实体执行这种通信。
根据一些方面,UE PHY 46872和对等实体gNB PHY 46890可以使用经由无线介质发送和接收的信号进行通信。根据一些方面,UEMAC 46870和对等实体gNB MAC 46888可以使用分别由UE PHY 46872和gNB PHY 46890提供的服务进行通信。根据一些方面,UE RLC46868和对等实体gNB RLC 46886可以使用分别由UE MAC 46870和GNBMAC 46888提供的服务进行通信。根据一些方面,UE PDCP 46866和对等实体gNB PDCP 46884可以使用分别由UERLC 46868和5GNB RLC46886提供的服务进行通信。根据一些方面,UE RRC 46864和gNBRRC46882可以使用分别由UE PDCP 46866和gNB PDCP 46884提供的服务进行通信。根据一些方面,UE NAS 46862和AMF NAS 46892可以使用分别由UE RRC 46864和gNB RRC 46882提供的服务进行通信。
根据一个方面的可以用于实现媒体接入控制层功能的MAC实体46900在图469中示出。
根据一些方面,MAC实体46900可以包括控制器46905、逻辑信道优先级排序单元46910、信道复用器和解复用器46915、PDU滤波器单元46915、随机接入协议实体46920、数据混合自动重传请求协议(HARQ)实体46925和广播HARQ实体46930中的一个或多个。
根据一些方面,更高层可以经由管理服务接入点46940与控制器46905交换控制和状态消息46935。根据一些方面,对应于一个或多个逻辑信道46945、46955、46965和46975的MAC服务数据单元(SDU)可以经由一个或多个服务接入点(SAP)46950、46960、46970和46980与MAC实体46900交换。根据一些方面,对应于一个或多个传输信道46985、46995、469105和469115的PHY服务数据单元(SDU)可以经由一个或多个服务接入点(SAP)46990、469100、469110和469120与物理层实体交换。
根据一些方面,逻辑信道优先级排序单元46910可以在一个或多个逻辑信道46945和46955之间执行优先级排序,其可以包括存储与可以在建立逻辑信道时被初始化的一个或多个逻辑信道中的每个逻辑信道对应的参数和状态信息。根据一些方面,逻辑信道优先级排序单元46910可以配置有用于一个或多个逻辑信道46945和46955中的每一个的参数集合,每个集合包括可以包括优先级比特率(PBR)和缓存周期量(BSD)中的一个或多个的参数。
根据一些方面,复用器和解复用器46915可以生成MAC PDU(其可以包括与一个或多个逻辑信道对应的MAC-SDU或部分MAC-SDU中的一个或多个)、MAC头(其可以包括一个或多个更多MAC子头)、一个或多个MAC控制元素和填充数据。根据一些方面,复用器和解复用器46915可以分离包含在接收的MAC PDU中的一个或多个MAC-SDU或部分MAC-SDU,其对应于一个或多个逻辑信道46945和46955,并且可以经由一个或多个服务接入点46950和46960将一个或多个MAC-SDU或部分MAC-SDU指示给更高层。
根据一些方面,HARQ实体46925和广播HARQ实体46930可以包括一个或多个并行HARQ过程,每个HARQ过程可以与HARQ标识符相关联,并且可以是接收或发送HARQ过程之一。
根据一些方面,发送HARQ过程可以通过选择用于传输的MAC-PDU,根据指定的冗余版本(RV)生成要由PHY编码的传输块(TB)。根据一些方面,包括在广播HARQ实体46930中的发送HARQ过程可以在连续的发送间隔中以预定次数重传同一TB。根据一些方面,包括在HARQ实体46925中的发送HARQ过程可以基于先前传输是否接收到肯定确认或否定确认来确定是在发送时重传先前发送的TB还是发送新TB。
根据一些方面,可以向接收HARQ过程提供与一个或多个接收到的TB对应并且可以与新数据指示(NDI)和冗余版本(RV)中的一个或多个相关联的编码数据,并且接收HARQ过程可以确定每个这样接收的编码数据块是否对应于先前接收的TB或先前未接收的TB的重传。根据一些方面,接收HARQ过程可以包括缓冲器,其可以实现为存储器或其他合适的存储设备,并且可以用于基于TB的先前接收的数据来存储数据。根据一些方面,接收HARQ过程可以尝试解码TB,该解码基于TB的接收数据,并且还可以基于根据TB的先前接收的数据而存储的数据。
根据一些方面,可以由MAC实体46900编码和解码的PDU的格式在图470A中示出。
根据一些方面,MAC PDU 47000可以由MAC头47005和MAC净荷47010构成,MAC净荷由零个或多个MAC控制元素47030、零个或多个MAC SDU部分47035以及零或一个填充部分47040构成。根据一些方面,MAC头47005可以由一个或多个MAC子头构成,每个MAC子头可以对应于MAC净荷部分并且以对应顺序出现。根据一些方面,MAC净荷47010中包含的零个或多个MAC控制元素47030中的每一个可以对应于MAC头47005中包含的固定长度子头47015。根据一些方面,MAC净荷47010中包含的零个或多个MAC SDU部分47035中的每一个可以对应于MAC头47005中包含的可变长度子头47020。根据一些方面,MAC净荷47010中包含的填充部分47040可以对应于MAC头47005中包含的填充子头47025。
根据一些替代方面,可以由MAC实体469100编码和解码的PDU的格式在图470B中示出。
根据一些方面,MAC PDU 47000可以包括一个或多个级联的MAC子PDU 47045,其后可以是填充47040。根据一些方面,每个MAC子PDU47045可以包含子头以及固定长度控制元素、可变长度控制元素和MAC SDU之一。根据一些方面,包含固定长度控制元素的MAC子PDU47045还可以包含固定长度子头47015。根据一些方面,包含可变长度控制元素的MAC子PDU 47045还可以包含可变长度子头47020。根据一些方面,包含MAC SDU的MAC子PDU 47045还可以包含可变长度子头47020。
可以包含在MAC头47005中的固定长度MAC子头47015的方面在图470C中示出。
可以包含在MAC头47005中的可变长度MAC子头47020的方面在图470D中示出。
可以包含在MAC头47005中的填充子头47025的方面在图470E中示出。
根据一些方面,固定长度子头47015可以包含保留比特47065、扩展比特47070和逻辑信道标识符(LCID)字段47075中的一个或多个。
根据一些方面,可变长度子头47020可以包含保留比特47065、扩展比特47070、LCID字段47075、格式字段47085和长度字段47090中的一个或多个。
根据一些方面,填充子头47025可以包含保留比特47065、扩展比特47070和逻辑信道标识符(LCID)字段47075中的一个或多个。
根据一些方面,保留比特47065可以被设置为零。根据一些方面,可以将扩展比特47070设置为指示MAC子头是否跟随有一个或多个附加MAC子头的值。根据一些方面,LCID47075可以包含指示对应MAC控制元素47030的类型、对应MAC SDU部分47035的逻辑信道标识符或填充类型之一的值。根据一些方面,格式字段47085可以指示长度字段47090的比特的数量。根据一些方面,长度字段47090可以包含指示对应MAC SDU部分47035的长度的值。
图471中示出无线链路控制(RLC)层实体47100内包含的功能的方面。
根据一些方面,RLC层实体47100可以包含透明模式(TM)发送实体47110、TM接收实体47115、未确认模式(UM)发送实体47120、UM接收实体47125和确认模式(AM)实体47130中的每一个中的零个或多个。
根据一些方面,更高层实体可以经由一个或多个服务接入点47140、47142、47144、47146、47148和47150与RLC层实体47100交换控制、状态和数据消息47162、47164、47168、47172和47174。根据一些方面,RLC层实体47100可以经由服务接入点47152、47154、47156、47158和47160与更低层协议实体交换控制、状态和数据消息47178、47180、47182、47184和47186。
透明模式
根据一些方面,TM发送实体47110和TM接收实体47115中的每一个中的零个或多个可以各自对应于不同的逻辑信道标识符(LCID),并且可以根据来自更高层控制实体(其可以是无线资源控制(RRC)实体)的请求动态创建、配置和处理。
根据一些方面,TM发送实体47110可以从经由TM SAP47140接收的RLC SDU生成透明模式数据(TMD)PDU,而不分段或级联SDU或包括任何头数据,并且可以将TMD PDU经由SAP47152传递给更低层。
根据一些方面,TM接收实体可以经由SAP 47154接受来自更低层的TMD PDU,并且可以经由SAP 47142将TMD PDU作为RLC SDU递送到更高层,而无需任何修改。
未确认模式
根据一些方面,UM发送实体47120和UM接收实体47125中的每一个中的零个或多个可以各自对应于不同的逻辑信道标识符(LCID),并且可以根据来自更高层控制实体(其可以是无线资源控制(RRC)实体)的请求动态创建、配置和处理。
根据一些方面,UM发送实体47120可以通过向每个RLC SDU添加RLC头来从RLC SDU生成未确认模式数据(UMD)PDU,并且可以通过将RLC SDU划分为分段并向每个段添加RLC头来生成UMD PDU分段。根据一些方面,UM发送实体47120可以经由SAP 47156将UMD PDU和UMDPDU分段传递到更低层。
根据一些方面,UM接收实体47125可以处理经由SAP 47158接收的UMD PDU。根据一些方面,UM接收实体47125对接收的UMD PDU的处理可以包括以下步骤中的一个或多个:检测和丢弃已经复制接收的UMD PDU,根据UMD PDU和UMD PDU分段中包含的序列号重排接收的UMD PDU和UMD PDU分段,从接收的UMD PDU分段重排RLC SDU,以及经由SAP 47146以数字递增顺序将RLC SDU传送到更高层。
确认模式
根据一些方面,AM实体47130中的每一个中的零个或多个可以各自对应于不同的逻辑信道标识符(LCID),并且可以根据来自更高层控制实体(其可以是无线资源控制(RRC)实体)的请求动态创建、配置和处理。
根据一些方面,AM实体47130可以通过向每个RLC SDU添加RLC头来从RLC SDU生成确认模式数据(AMD)PDU,并且可以通过将RLC SDU划分为分段并向每个段添加RLC头来生成AMD PDU分段。根据一些方面,AM实体47130可以经由SAP 47160将AMD PDU和AMD PDU分段传递到更低层。
根据一些方面,AM实体47130可以在AMD PDU的头中包括轮询比特,指示接收PDU的对等AM实体被请求用AM STATUS PDU进行响应,其可以包括关于哪个AMD PDU和AMD PDU分段已被正确接收的信息。
根据一些方面,AM实体47130可以将一个或多个发送的AMD PDU和AMD PDU分段存储在重传缓冲器中,并且如果确定它们未被对等接收AM实体正确接收,则可以重传一个或多个这样的PDU。
根据一些方面,在重传AMD PDU或AMD PDU分段时,如果确定可用于在时间间隔中传输的容量的字节数不足以重传整个PDU,则AM实体可以将PDU重新分段为两个或更多个更小的分段。
根据一些方面,可以由TM发送实体47110发送并由TM接收实体47115接收的TMDPDU 47200在图472A中示出。
根据一些方面,TMD PDU 47200可以包含一个或多个八位字节数据字段47205。
根据一些方面,可以由UM发送实体47120发送并由UM接收实体47125接收的UMDPDU 47220在图472B中示出。
根据一些方面,UMD PDU 47220可以由UMD PDU头和数据字段47205构成。
根据一些方面,UMD PDU 47220可以包含保留1(R1)比特47225、分段标志(SF)比特47230、最后分段标志(LSF)比特47235、序列号(SN)字段47240以及一个或多个八位字节数据47205中的每一个中的一个或多个。
根据一些方面,可以由UM发送实体47120发送并由UM接收实体47125接收的UMDPDU分段47250在图472C中示出。
根据一些方面,UMD PDU分段47250可以包含保留1(R1)比特47225、分段标志(SF)比特47230、最后分段标志(LSF)比特47235、序列号(SN)字段47240、分段偏移(SO)字段47245以及一个或多个八位字节数据47205中的每一个中的一个或多个。
根据一些方面,可以由AM实体47130发送和接收的AMD PDU 47260在图472D中示出。
根据一些方面,AMD PDU 47260可以由AMD PDU头和数据字段47205构成。
根据一些方面,AMD PDU 47260可以包含数据/控制(D/C)比特47265、分段标志(SF)比特47230、奇偶校验(P)比特47270、保留1(R1)比特47225、最后段标志(LSF)比特47235、序列号(SN)字段47240以及一个或多个八位字节数据47205中的每一个中的一个或多个。
根据一些方面,可以由AM实体47130发送和接收的AMD PDU分段47280在图472E中示出。
根据一些方面,AMD PDU 47280可以包含数据/控制(D/C)比特47265、分段标志(SF)比特47230、轮询(P)比特47270、保留1(R1)比特47225、最后段标志(LSF)比特47235、序列号(SN)字段47240、分段偏移(SO)字段47245以及一个或多个八位字节数据47205中的每一个中的一个或多个。
根据一些方面,包含在UMD PDU 47220、UMD PDU分段47250、AMD PDU 47260或AMDPDU分段47280中的SF比特47230的值可以指示PDU是UMD PDU或AMD PDU之一还是UMD PDU分段或AMD PDU分段之一,其中值0可以指示PDU是UMD PDU或AMD PDU之一,值1可以指示PDU是UMD PDU分段或AMD PDU分段之一。
根据一些方面,可以将包含在AMD PDU 47260或AMD PDU分段47280中的P比特设置为指示发送AMD PDU实体47230是否正在请求对等接收AMD PDU实体47230通过发送STATUSPDU 47290来响应的值。
根据一些方面,可以将包含在UMD PDU分段47250或AMD PDU分段47280中的LSF比特47235的值设置为指示UMD PDU分段或AMD PDU分段是否分别包含UMD PDU或AMD PDU的最后段。
根据一些方面,包含在UMD PDU 47220或AMD PDU 47260中的SN字段47240的值可以指示PDU的序列号。根据一些方面,包含在UMD PDU分段47250或AMD PDU分段47280中的SN字段的值可以指示UMD PDU的序列号,其UMD PDU分段或AMD PDU分段是段。
根据一些方面,可以由AM实体47130发送和接收的STATUS PDU 47290在图472F中示出。
根据一些方面,STATUS PDU 47290可以包含D/C比特47265和控制协议类型(CPT)字段中的每一个之一。根据一些方面,包含在STATUS PDU 47290中的CPT字段可以被设置为指示PDU是STATUS PDU的值。
根据一些方面,STATUS PDU 47290可以包含确认字段组和零个或多个否定确认字段组。
根据一些方面,确认字段组可以包括确认序列号(ACK_SN)字段(其可以是18比特长)以及扩展1(E1)比特(其可以被设置为指示确认字段组后是否是一个或多个否定确认字段组的值。
根据一些方面,否定确认字段组可以包括否定确认序列号(NACK_SN)字段(其可以是18比特长)、之后是E1比特、扩展2(E2)比特、扩展3(E3)比特以及零个、一个或两个可选字段,E1比特被设置为指示否定确认字段组后面是否是附加否定确认字段组的值,E2比特被设置为指示可选字段是否包括分段偏移开始(SOstart)字段的值,并且E3比特被设置为指示可选字段是否包括分段偏移结束(SOend)字段的值。
可以包含在分组数据会聚协议(PDCP)层实体47300内的功能的方面在图473中示出。
根据一些方面,PDCP层实体47300可以包含序列编号、重复检测和重新排序电路47325、头压缩和解压缩电路47330、完整性保护和验证电路47335、加密和解密电路47340以及封装和解封电路47345中的一个或多个。
根据一些方面,更高层实体可以经由SAP 47310与PDCP层实体47300交换PDCP服务数据单元(SDU)47305。根据一些方面,PDCP层实体47300可以经由SAP 47320与更低层协议实体交换PDCP协议数据单元(PDU)47315。
根据一些方面,PDCP层实体47300可以包括控制单元47350,其可以向序列编号、重复检测和重新排序电路47325、头压缩和解压缩电路47330、完整性保护和验证电路47335、加密和解密电路47340以及封装和解封电路47345中的一个或多个提供配置和控制输入,并从其接收状态信息。根据一些方面,PDCP层实体47300可以包括存储器47355,其可以用于存储配置参数和状态信息中的一个或多个。
根据一些方面,更高层实体可以经由接口47365与控制单元47350交换控制和状态消息47360。
根据一些方面,可以由PDCP实体47300发送和接收的PDCP PDU 47400在图474中示出。
根据一些方面,PDCP PDU 47400可以包含保留(R)比特47405、PDCP序列号(SN)字段47410、一个或多个八位字节数据47420和用于数据完整性的四个八位字节消息认证码(MAC-1)字段47420中的每一个中的一个或多个。
无线资源控制(RRC)层47500的实例之间的通信的方面在图475中示出。根据一个方面,包含在用户设备(UE)47505中的RRC47500的实例可以编码和解码分别发送到基站47510中包含的对等RRC实例47500并且分别从其接收的消息,该基站可以是演进节点B(eNodeB)、gNodeB或其他基站实例。
根据一个方面,RRC 47500实例可以对广播消息进行编码或解码,该广播消息可以包括系统信息、小区选择和重选参数、相邻小区信息、公共信道配置参数和其他广播管理信息中的一个或多个。
根据一个方面,RRC 47500实例可以编码或解码RRC连接控制消息,其可以包括寻呼信息、建立、修改、暂停、恢复或释放RRC连接的消息、要分配或修改UE标识(其可以包括小区无线网络临时标识符(C-RNTI))的消息、建立、修改或释放信令无线承载(SRB)、数据无线承载(DRB)或QoS流的消息、建立、修改或释放安全关联(包括完整性保护和加密信息)的消息、控制频率间、频率内和无线电间接入技术(RAT)切换的消息、从无线电链路故障中恢复的消息、配置和报告测量信息的消息以及其他管理控制和信息功能中的一个或多个。
在一些方面中可以在用户设备(UE)中实现的RRC 47500的状态在图476中示出。
根据一些方面,当连接到或驻留在属于5G新无线电(NR)网络的小区上时,RRC实体47500可以处于状态NR RRC Connected47605、NR RRC无效47628或NR RRC Idle 47625之一中。
根据一些方面,当连接到或驻留在属于长期演进(LTE)网络的小区上时,RRC实体47500可以处于状态E-UTRA RRC Connected47610或E-UTRA RRC Idle 47630之一中。
根据一些方面,当连接到或驻留在属于通用移动电信系统(UMTS)网络的小区上时,RRC实体47500可以处于状态CELL_DCH47615、CELL_FACH 47645、CELL_PCH/URA_PCH47645或UTRA_Idle47635之一中。
根据一些方面,当连接到或驻留在属于全球移动通信系统(GSM)网络的小区上时,RRC实体47500可以处于状态GSM_Connected/GPRS_Packet_Transfer_Mode 47620或GSM_Idle/GPRS_Packet_Idle 47640之一。
根据一些方面,RRC实体47500可以经由切换转变47660从由可以称为连接状态的NR RRC Connected 47605、E-UTRA RRC Connected 47610、CELL_DCH 47615、CELL_FACH47645和GSM_Connected/GPRS_Packet_Transfer_Mode 47640构成的集合中的状态之一转变到同一集合中的另一状态。
根据一些方面,RRC实体47500可以经由小区重选转变47680从由可以称为空闲状态的NR RRC Idle 47625、E-UTRA RRC Idle 47630、UTRA_Idle 47635和GSM_Idle/GPRS_Packet_Idle 47640构成的集合中的状态之一转变到同一集合中的另一状态。
根据一些方面,RRC实体47500可以经由RRC连接/断开转变47670在状态NR RRCConnected 47605和NR RRC Idle 47625之间转变。根据一些方面,RRC实体47500可以经由RRC连接/断开转变47670在状态E-UTRA RRC Connected 47610和E-UTRA RRC Idle 47630之间转变。根据一些方面,RRC实体可47500可以经由RRC连接/断开转变47670在状态CELL_PCH/URA_PCH 47645和UTRA_Idle 47635之间转变。根据一些方面,RRC实体47500可以经由RRC连接/断开转变47670在状态GSM_Connected/GPRS_Packet_Transfer_Mode 47620和GSM_Idle/GPRS_Packet_Idle 47640之间转变。
以上详细描述包括对附图的参考,附图形成详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本公开的各方面的具体方面。这些方面在本文中也称为“示例”。如果本文件与通过引用并入的那些文件之间的使用不一致,则并入的参考文献中的使用应当被视为对本文件的使用的补充;对于不可调和的不一致性,以本文件中的用法为准。
在本文件中,如专利文献中常见的那样,术语“一”或“一个”被用于包括一个或多于一个,与“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法无关。在本文件中,术语“或”用于表示非排他性的“或”,使得“A或B”包括“A但不是B”,“B但不是A”和“A和B”,除非另有说明。在所附权利要求中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的普通英语等同物。此外,在以下权利要求中,术语“包括”和“包含”是开放式的,即包括除了在权利要求中的这一术语之后列出的元素之外的元素的系统、设备、物品或过程仍被视为落入该权利要求的范围内。此外,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记,并不旨在对其对象施加数字要求。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在例如本领域普通技术人员阅读以上描述后,可以使用其他方面。而且,在以上详细描述中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应当被解释为意图未主张的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。相反,发明主题可以比特定公开方面的所有特征少。因此,以下权利要求在此并入具体实施方式中,每个权利要求自身作为单独的方面。可以参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本公开的各个方面的范围。
提供摘要是为了符合37C.F.R.第1.72(b)节,其要求使读者能够确定技术公开的性质和要点的摘要。提交时的理解是,它不会用于限制或解释权利要求的范围或含义。以下权利要求在此并入详细描述中,每个权利要求自身作为单独的方面。
示例
实施例1是一种装置,包括:印制电路板(PCB)基板;半导体管芯,所述半导体管芯包括多个金属支柱,所述多个金属支柱附接到所述管芯的表面并将所述管芯耦合到所述PCB基板,其中,所述多个金属支柱中的每一个包括多个重叠的金属层;和电感结构,所述电感结构包括在所述多个金属支柱中的至少两个之间的金属互连,其中,所述金属互连是所述多个金属层中的一个。
在示例2中,示例1的主题可选地包括:其中,所述金属支柱是铜柱,并且其中,所述多个重叠的金属层包括多个重叠的铜层。
在示例3中,示例1-2中的任何一个或多个的主题可选地包括:第一多个金属焊盘触点,设置在所述多个金属支柱与所述半导体管芯之间;和第二多个金属焊盘,设置在所述PCB基板与所述多个金属支柱之间。
在示例4中,示例1-3中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述电感结构包括固有自感和管芯上电感元件,以实现期望的电感。
如本文所使用的,术语电路的“固有自感”可以表示为通过自感应在电路中产生的电动势与产生电动势的电流的变化率之比。自感可以用亨利(H)单位表示。
在示例5中,示例1-4中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述电感结构包括高品质(Q)因素,所述Q因素是电感结构的电感与电感结构的电阻的比率。
在示例6中,示例1-5中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述金属互连是所述多个金属层的顶层的一部分,所述顶层与PCB基板接触。
在示例7中,示例1-6中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述电感结构与所述PCB基板无关。
在示例8中,示例1-7中的任何一个或多个的主题可选地包括:第二电感结构,所述第二电感结构由在所述多个金属支柱中的至少另外两个之间的第二金属互连形成,其中,所述第二金属互连是所述多个金属层中的第二个的一部分,并且与所述金属互连电隔离。
在示例9中,示例8的主题可选地包括:其中,所述第二金属互连与所述金属互连至少部分地重叠,以在所述第二金属互连与所述金属互连之间形成耦合区。
在示例10中,示例9的主题可选地包括:其中,所述第二金属互连和所述金属互连以交叉配置布置。
在示例11中,示例9-10中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第二金属互连和所述金属互连以并行配置布置。
在示例12中,示例8-11中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述电感结构和所述第二电感结构形成变换器。
在示例13中,示例12的主题可选地包括:其中,所述电感结构形成变换器的初级绕组,所述第二电感结构形成变换器的次级绕组。
在示例14中,示例1-13中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个金属层与对应的多个刻蚀工艺相关联。
示例15是无线通信设备,包括:无线收发机;PCB基板;半导体管芯,所述半导体管芯经由多个金属支柱耦合到所述PCB基板,其中,所述多个金属支柱中的每一个包括多个重叠的金属层;和在所述多个金属支柱中的至少两个之间形成的金属互连,其中,所述金属互连是所述多个金属层中的一个的一部分,并且包括固有自感。
在示例16中,示例15的主题可选地包括:形成在所述PCB基板上的压控振荡器(VCO),其被配置为:使用所述金属互连生成本地振荡器信号,所述VCO耦合到所述无线收发机。
在示例17中,示例16的主题可选地包括:其中,所述金属互连是所述压控振荡器的组件。
示例18是无线通信设备,包括:无线收发机,被配置为无线地发送或接收经由总线传递的数据;和与所述无线收发机关联的半导体封装件,该半导体封装件包括:PCB基板;压电振荡器(VCO),形成在所述PCB基板上;半导体管芯,所述半导体管芯经由多个金属支柱耦合到所述PCB基板,其中,所述多个金属支柱中的每一个包括相同的多个重叠的金属层;和在所述多个金属支柱中的至少两个之间形成的金属互连,其中,所述金属互连是所述多个金属层中与所述至少两个支柱关联的一个金属层的一部分,并且包括固有自感。
在示例19中,示例18的主题可选地包括:其中,所述金属互连是所述VCO的组件。
在示例20中,示例18-19中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述半导体封装件还包括:在所述多个金属支柱中的至少另外两个之间的第二金属互连,其中,所述第二金属互连是所述多个金属层中的第二金属层的一部分,并且与所述金属互连电隔离。
示例21是一种天线结构,包括:层叠电路板,包括多个平行层;所述层叠电路板内的腔体;设置在所述腔体的射频集成电路(RFIC);用于RFIC的屏蔽体,所述屏蔽体包括所述腔体的至少一个金属化层;和多个天线元件,布置在所述电路板的至少一层中,在所述腔体外部,并且耦合到RFIC,以辐射来自RFIC的RF信号。
在示例22中,示例21的主题可选地包括:其中,所述腔体包括其上设置有RFIC的基底,并且其中,所述屏蔽体包括所述层叠电路板的金属化层和将所述基底连接到至少一些的金属化层的过孔。
在示例23中,示例21-22中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述屏蔽体包括法拉第笼。
在示例24中,示例21-23中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组多个天线元件设置在所述电路板的第一层上,在所述屏蔽体外部,并且其中,所述第二组多个天线元件设置在所述电路板的第二层上,在所述屏蔽体外部。
在示例25中,示例23-24中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组中的至少一些和所述第二组中的至少一些以彼此基本上180度的角度沿相反方向辐射RF信号。
在示例26中,示例23-25中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三组多个天线元件设置在所述电路板的边缘处,在所述屏蔽体外部,用于边射操作或端射操作。
在示例27中,示例24-26中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组天线元件中的至少一些、所述第二组天线元件中的至少一些以及所述第三组天线元件中的至少一些包括相控阵列天线元件。
在示例28中,示例21-27中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线元件中的至少一些由从所述屏蔽体内的RFIC起横向延伸穿过所述电路板的一个或多个层的馈线馈电。
在示例29中,示例21-28中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一些天线元件由从所述屏蔽体内的RFIC起横向或垂直于横向延伸,然后,经过地层或屏蔽体中的开口到达至少一个天线元件的馈线馈电。
在示例30中,示例21-29中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述层叠电路板的在腔体基底上方的层的大小和面积小于腔体基底下方的层,其中,基座是相对于腔体产生的。
在示例31中,示例28-30中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述基座包括具有连接到电气设备的插座的电触点的表面,并且其中,所述电触点还包括导热路径,以将热量从所述层叠电路板传递到所述电气设备。
示例32是一种移动设备,包括:层叠电路板,包括多个平行层;层叠电路板内的腔体;设置在所述腔体的射频集成电路(RFIC);用于RFIC的屏蔽体,所述屏蔽体包括所述腔体的至少一个金属化层;多个天线元件,布置在所述电路板的至少一层中,在所述腔体外部,并且耦合到RFIC以辐射来自RFIC的RF信号。
在示例33中,示例32的主题可选地包括:其中,所述腔体包括其上布置有RFIC的基底,并且所述屏蔽体包括所述层叠电路板的至少一个金属化层和将所述基底连接到至少一个金属化层的过孔。
在示例34中,示例32-33中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述屏蔽体包括法拉第笼。
在示例35中,示例32-34中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一组多个天线元件设置在苏搜狐电路板的第一层上,在所述屏蔽体外部,并且其中,第二组多个天线元件设置在所述电路板的第二层上,在所述屏蔽体外部。
在示例36中,示例33-35中的任何一个或多个的主题可选地包括:所述第一组中的至少一些和所述第二组中的至少一些以彼此基本上180度的角度沿相反方向辐射RF信号。
在示例37中,示例33-36中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三组多个天线元件布置在所述电路板的边缘,在所述屏蔽体外部,用于边射操作或端射操作。
在示例38中,示例35-37中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组天线元件中的至少一些、所述第二组天线元件中的至少一些以及所述第三组天线元件中的至少一些包括相控阵列天线元件。
在示例39中,示例32-38中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线元件中的至少一些由从所述屏蔽体内的RFIC起横向延伸穿过所述电路板的一个或多个层的馈线馈电。
在示例40中,示例32-39中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一些天线元件由从所述屏蔽体内的RFIC起横向或垂直于横向延伸,然后,经过地层或屏蔽体中的开口到达至少一个天线元件的馈线馈电。
在示例41中,示例32-40中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述层叠电路板的在腔体基底上方的层的大小和面积小于腔体基底下方的层,其中,基座是相对于腔体产生的。
在示例42中,示例41的主题可选地包括:其中,所述基座包括具有连接到电气设备的插座的电触点的表面,并且其中,所述电触点还包括导热路径,以将热量从所述层叠电路板传递到所述电气设备。
在示例43中,主题可以包括或可以可选地与示例21至42中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例21至42的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例21至42的任何一个或多个功能。
示例44是RF前端模块(RFEM),包括:包括多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,布置为处理经由所述相控天线阵列接收的RF信号;和RF发射机子系统,布置为使用中频(IF)信号生成RF信号,所生成的RF信号用于经由相控天线阵列传输,其中,所述多个天线的第一天线子集设置在PCB基板的印制侧上,所述多个天线的第二天线子集设置在PCB基板的组件侧上,并且其中,所述第一天线子集与PCB基板的印制侧上的近场通信(NFC)天线并置。
在示例45中,示例44的主题可选地包括:其中,所述RF接收机子系统和所述RF发射机子系统与所述PCB基板的组件侧上的第二天线子集并置。在另一示例中,所述第二天线子集与所述PCB基板的组件侧上的NFC天线并置。
在示例46中,示例44-45中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述相控天线阵列被布置为在一个或多个mmWave频段中接收和发送信号。
在示例47中,示例44-46中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线包括贴片天线。
在示例48中,示例44-47中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线包括偶极天线。
在示例49中,示例44-48中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第二天线子集中的多个天线围绕所述PCB基板的周边设置。
在示例50中,示例44-49中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述相控阵列中的多个天线被布置用于垂直偏振和水平偏振。
在示例51中,示例44-50中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述NFC天线包括设置在所述第一天线子集周围的电感器。
在示例52中,示例44-51中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述NFC天线包括多层电感器,其中,所述多层电感器的每一层设置在所述第一天线子集周围。
在示例53中,示例44-52中的任何一个或多个的主题可选地包括:所述相控阵列天线的地层,其中,所述NFC天线是所述地层的一部分。
在示例54中,示例44-53中的任何一个或多个的主题可选地包括:屏蔽结构,其中,所述NFC天线是屏蔽结构的一部分。
在示例55中,示例44-54中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述NFC天线耦合到NFC处理子系统,被布置为处理经由所述NFC天线接收的NFC信号。
在示例56中,示例53-55中的任何一个或多个的主题可选地包括:本地振荡器(LO)生成器,其被布置为生成:RF LO信号,用于对接收到的RF信号进行下变频或对IF信号进行上变频;用于NFC处理子系统的NFC LO信号,所述NFC LO信号用于对所述NFC处理子系统经由所述NFC天线接收的信号进行下变频,或者用于对所述NFC处理子系统生成的信号进行上变频,以经由所述NFC天线发射。
示例57是一种无线通信设备,包括:存储器;处理器,经由通信总线耦合到所述存储器;所述RF前端模块(RFEM),布置为无线地发送或接收经由总线传递的RF数据;近场通信(NFC)子系统(NFCS),被布置为使用NFC天线无线地发送或接收经由总线传递的NFC数据;以及与所述RFEM和所述NFCS关联的半导体封装件,该半导体封装件包括:PCB基板;连接到所述基板的半导体管芯;基板上管芯外相控天线阵列,耦合到所述RFEM,并且被布置成无线地发送或接收RF数据;NFC天线,耦合到所述NFC子系统,所述NFC天线包括在相控天线阵列周围形成的电感器。
在示例58中,示例57的主题可选地包括:本地振荡器(LO)生成器,被布置为生成RFLO信号,用于下变频RF数据,所述LO生成器在所述NFCS与所述RFEM之间共享。
在示例59中,示例58的主题可选地包括:其中,所述LO生成器还被布置为:生成用于NFCS的NFC LO信号,所述NFC LO信号用于下变频或上变频NFC数据。
在示例60中,示例57-59中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为生成在NFCS与RFEM之间共享的一个或多个控制信号,所述控制信号用于控制RF数据或NFC数据的无线发送或接收。
在示例61中,示例57-60中的任何一个或多个的主题可选地包括:电源管理单元(PMU),所述PMU在NFCS与RFEM之间共享。
在示例62中,示例57-61中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述相控天线阵列包括与所述NFC天线并置在所述PCB基板上的多个mmWave贴片天线。
示例63是无线通信设备,包括:相控天线阵列;RF前端模块(RFEM),所述RFEM包括:RF接收机子系统,被布置为处理经由所述相控天线阵列接收的RF信号;RF发射机子系统,被布置为使用中频(IF)信号生成RF信号,所生成的RF信号经由所述相控天线阵列发送;基带子系统(BBS),所述BBS被布置为使用接收到的RF信号生成IF信号或基带信号;和近场通信(NFC)子系统(NFCS),被布置为使用NFC天线无线地发送或接收经由总线传递的NFC数据,其中,所述NFC天线和包括所述相控天线阵列的子集的多个天线并置于所述PCB基板的同一表面上。
示例64是无线通信设备,包括:PCB基板,包括相控天线阵列;半导体管芯,耦合到所述PCB基板,所述半导体管芯包括布置成收发机阵列的多个相同的收发机小单元,其中,所述多个收发机小单元中的收发机小单元包括:接收机电路,被布置为经由相控天线阵列接收无线信号;本地振荡器电路,被布置为生成本地振荡器(LO)信号;发射机电路,被布置为使用LO信号上变频基带信号,并经由相控天线阵列无线发送上变频的信号;和相位调整电路,被布置为使用相位调整信号调整接收的无线信号或上变频的信号的相位,所述相位调整信号与所述相控天线阵列的期望天线增益相关联。
在示例65中,示例64的主题可选地包括:其中,所述收发机阵列包括所述半导体管芯的单个未切割部分。
在示例66中,示例64-65中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述收发机阵列还包括耦合所述多个收发机小单元的通信总线,该通信总线至少包括与数字总线并行的模拟总线。
在示例67中,示例66的主题可选地包括:其中,所述收发机小单元还包括:缓冲电路,被布置为缓冲用于生成LO信号的晶体振荡器信号,所述晶体振荡器信号被提供给所述多个收发机小单元并经由通信总线接收。
在示例68中,示例64-67中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,收发机小单元还包括:数字电路,被布置为使用输入数字信号生成基带信号,并且执行对所接收的无线信号的基带处理,以生成输出数字信号。
在示例69中,示例64-68中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述相控天线阵列内的多个天线的间距等于所述收发机阵列内的所述多个收发机小单元的间距。
在示例70中,示例64-69中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个收发机小单元中的收发机小单元还包括处理器,其中,所述处理器被布置为:接收用于激活所述接收机电路或所述发射机器电路中的一个或两者的电源ON信号;以及检测所述多个收发机小单元中的一个或多个其他收发机小单元,其中,所述一个或多个其他收发机小单元是沿着所述收发机阵列内的收发机小单元的北边缘、南边缘、西边缘和东边缘中的一个或多个的相邻小单元。
在示例71中,示例70的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为:基于所述一个或多个其他收发机小单元相对于所述收发机小单元的北边缘、南边缘、西边缘和东边缘的位置,将小单元标识号分派给所述收发机小单元。
在示例72中,示例71的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为基于所分派的小单元标识号接收控制信号,该控制信号用于触发接收机电路或发射机电路。
在示例73中,示例71-72中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为:当沿着所述收发机小单元的北边缘和西边缘没有检测到相邻收发机小单元时,将初始小单元标识号分派给收发机小单元;以及将初始小单元标识号传递给沿着所述收发机的东边缘的相邻收发机小单元,以将小单元标识号分派在沿着东边缘的相邻收发机小单元内。
在示例74中,示例70-73中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为:沿着收发机小单元的西边缘和东边缘检测一个或多个其他收发机小单元;以及从所述一个或多个收发机小单元中作为沿着所述收发机的西边缘的相邻收发机小单元的收发机小单元接收小单元标识号。
在示例75中,示例74的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为:沿着西边缘递增相邻收发机小单元的小单元标识号;以及将递增的小单元标识号作为小单元标识号分派给收发机小单元。
在示例76中,示例75的主题可选地包括:其中,所述处理器被布置为:将所分派的小单元标识号传递到所述一个或多个收发机小单元中作为沿着所述收发机的东边缘的相邻收发机小单元的收发机小单元,用于在沿着东边缘的相邻收发机小单元内分派小单元标识号。
示例77是相控阵列无线电收发机装置,该装置包括:在单个半导体管芯上以平铺式配置布置的多个收发机小单元,每个收发机小单元包括:接收机电路,被布置为经由相控天线阵列接收无线信号;本地振荡器电路,被布置为生成本地振荡器(LO)信号;相位调整电路;数字电路,被布置为对接收到的无线信号执行基带处理,以生成输出数字信号;耦合多个收发机小单元的通信总线;和控制电路,被布置为:为所述多个收发机小单元中的每一个生成相位调整信号,其中,在LO波束赋形操作模式期间,所述多个收发机小单元中的相位调整电路使用相位调整信号调整LO信号的相位,并且其中,所述多个收发机小单元的接收机电路使用相位调整的LO信号对接收的无线信号进行下变频,以生成对应于所述多个收发机小单元的多个下变频信号。
在示例78中,示例77的主题可选地包括:其中,所述通信总线包括在所述多个收发机小单元之间接口的模拟总线,以在多个下变频信号中的每一个在相邻收发机小单元之间传递时,将多个下变频信号组合成组合的下变频信号。
在示例79中,示例78的主题可选地包括:其中,所述模拟总线包括采样和保持矢量流水线总线。
在示例80中,示例78-79中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述模拟总线包括开关电容模拟积分器,其被布置为对在相邻收发机小单元之间传递的多个下变频信号中的下变频信号求和。
在示例81中,示例78-80中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个收发机小单元中的一个被布置为:接收组合的下变频信号,并且将组合的下变频信号转换为数字信号。
在示例82中,示例77-81中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个收发机小单元包括多个非重叠的收发机小单元子集,其被布置成生成对应的多个数字信号。
在示例83中,示例82的主题可选地包括:其中,所述多个非重叠的收发机小单元子集中的子集被布置为:基于所述多个下变频信号中与所述收发机小单元子集对应的一部分来生成组合的下变频信号。
在示例84中,示例83的主题可选地包括:其中,子集内的单个收发机小单元被布置为:将组合的下变频信号转换为所述多个数字信号中的第一数字信号。
在示例85中,示例82-86中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在混合波束赋形操作模式期间,所述控制电路还被布置为:为所述多个数字信号中的每一个生成多个波束赋形权重值,所述多个权重值与对应于所接收的无线信号的期望输出信号波束相关联;将所述多个波束赋形值应用于所述多个数字信号中的每一个,以生成所述多个加权信号。
在示例86中,示例85的主题可选地包括:加法器,被布置为将所述多个加权信号相加,以生成期望输出信号波束。
在示例87中,示例82-86中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个非重叠的收发机小单元子集中的每个子集被布置在平铺式配置的一行中。
示例88是相控阵列无线电收发机装置,该装置包括:在单个半导体管芯上以平铺式配置布置的多个收发机小单元,每个收发机小单元包括:接收机电路,被布置为经由相控天线阵列接收无线信号;本地振荡器电路,被布置为生成地振荡器(LO)信号;相位调整电路;耦合所述多个收发机小单元的通信总线;和控制电路,被布置为:为所述多个收发机小单元中的每一个生成相位调整信号,其中,在模拟波束赋形操作模式期间,所述多个收发机小单元中的相位调整电路使用相位调整信号调整接收的无线信号的相位,并且其中,所述多个收发机小单元的接收机电路对相位调整的接收无线信号进行下变频,以生成与所述多个收发机小单元对应的多个下变频信号。
在示例89中,示例88的主题可选地包括:其中,所述通信总线包括在所述多个收发机小单元之间接口的模拟总线,以在所述多个下变频信号中的每一个信号在相邻收发机小单元之间传递时,将所述多个下变频信号组合成组合的下变频信号。
在示例90中,示例89的主题可选地包括:其中,所述多个收发机小单元中的一个被布置为:接收组合的下变频信号,并且使用模数转换器将组合的下变频信号转换为数字信号。
示例91是半导体晶圆,包括:以平铺式配置布置的多个相同的收发机小单元,每个小单元包括:接收机电路,被布置为经由相控天线阵列接收无线信号;发射机电路,被布置为经由相控天线阵列发送第二无线信号;以及耦合接收机电路和发射机电路的通信总线,其中,每个收发机小单元经由通信总线耦合到多个相邻收发机小单元,以形成平铺式配置。
在示例92中,示例91的主题可选地包括:其中,通过根据预定图案切割晶圆来选择收发机小单元的平铺式配置的大小。
本文件中提及的出版物、专利和专利文献通过引用整体并入本文,如同通过引用单独并入一样。如果本文件与通过引用并入的那些文件之间的使用不一致,则所引用的参考文献中的用法是对本文件的补充;对于不可调和的不一致性,以本文件中的用法为准。
示例93是多封装天线阵列,包括:第一电子封装件,包括:第一基板,包括多个平行层,第一层包括所述第一基板的第一侧,第二层包括所述第一基板的第二侧;第一组多个天线,设置在所述第一基板的第一侧上;第二电子封装件,物理堆叠并物理连接至所述第一电子封装件,所述第二电子封装件包括第二基板,所述第二基板包括多个层,第一层包括所述第二基板的第一侧,第二层包括所述第二侧第二基板;第二组多个天线,布置在所述第二基板的第一侧上;至少一个半导体管芯,布置在所述第一基板的第二侧上或所述第二基板的第二侧上,并耦合到所述第一组多个天线和所述第二组多个天线;和多个密集封装的触点,与所述第一基板的第二侧和所述第二基板的第二侧电接触,所述多个密集封装的触点布置成用作至少一个半导体管芯的射频干扰和电磁干扰(RFI/EMI)屏蔽件。
在示例94中,示例93的主题可选地包括:其中,所述至少一个半导体管芯包括被配置为在第一频段中操作的收发机。
在示例95中,示例93-94中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个半导体管芯包括被布置为在第一频段中操作的第一收发机和被布置为在第二频段中操作的第二收发机。
在示例96中,示例93-95中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一电子封装件还包括从所述多个第一天线横向偏移的多个分立组件。
在示例97中,示例96的主题可选地包括:其中,所述分立组件通过模具被固定到所述第一电子封装件。
在示例98中,示例93-97中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一电子封装件还包括从所述至少一个硅管芯横向偏移的多个分立组件。
在示例99中,示例6的主题可选地包括:其中,所述分立组件通过模具被固定到所述第一电子封装件。
在示例100中,示例93-99中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组多个天线布置成第一阵列,并且所述第二组多个天线布置成第二阵列,并且阵列被控制成在不同方向辐射。
在示例101中,示例93-100中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一组多个天线还包括布置在所述第一基板的边缘处,以相对于所述第一电子封装件和所述第二电子封装件操作在边射辐射的天线。
示例102是多封装天线阵列,包括:第一电子封装件,包括第一天线阵列;第二电子封装件,包括第二天线阵列,其中,所述第二电子封装件与所述第一电子封装件堆叠地物理接触并连接;至少一个半导体管芯,与所述第一电子封装件和所述第二电子封装件物理关联并耦合,所述至少一个半导体管芯耦合到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列,所述至少一个半导体管芯包括至少一个无线电收发机器,其被布置为操作在第一频段和第二频段中。
在示例103中,示例102的主题可选地包括:其中,所述第一电子封装件包括其上设置有第一天线阵列的第一基板和其上设置有第二天线阵列的第二基板,并且所述至少一个半导体管芯与所述第一基板和所述第二基板物理关联。
在示例104中,示例102-103中的任何一个或多个的主题可选地包括:在所述第一基板与所述第二基板之间并与之电接触的多个密集封装的触点,所述多个密集封装的触点被布置为用作至少一个半导体管芯的RFI/EMI屏蔽体。
在示例105中,示例102-104中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一个半导体管芯包括被配置为在WiGig频率下操作的收发机。
在示例106中,示例102-105中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一频段是WiGig频段,第二频段是mmWave频段。
在示例107中,示例102-106中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一阵列和所述第二阵列被控制成沿不同方向辐射。
在示例108中,示例107的主题可选地包括:其中,不同方向是与第一电子封装件垂直和与第二电子封装件垂直的两个相反的方向。
在示例109中,示例102-108中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一天线阵列和所述第二天线阵列被控制成沿与第一电子封装件和第二电子封装件平行的相同方向辐射。
在示例110中,示例102-109中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一电子封装还包括多个分立组件,并且所述至少一个管芯和多个分立组件由包封固定。
在示例111中,示例102-110中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第二天线阵列从所述第二天线阵列横向偏移。
在示例112中,示例102-111中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述第一电子封装件还包括布置在所述第一基板的边缘处,以相对于所述第一电子封装件和所述第二电子封装件操作在边射辐射的天线。
在示例113中,示例102-112中的任何一个或多个的主题可选地包括:提供与至少一个半导体管芯的电连接的柔性缆线,其中,柔性缆线通过包封固定到第二电子封装件。
在示例114中,示例113的主题可选地包括:其中,柔性缆线被焊接到第二电子封装件。
在示例115中,示例102-114中的任何一个或多个的主题可选地包括提供与至少一个半导体管芯的电连接的柔性缆线,其中,柔性缆线通过包封固定到第一电子封装件。
在示例116中,示例115的主题可选地包括:其中,柔性缆线被焊接到第一电子封装件。
在示例117中,示例102-116中的任何一个或多个的主题可选地包括:第三电子封装件,其包括第三天线阵列和第四天线阵列,其中,第三电子封装件与第一电子封装件或第二电子封装件堆叠地物理接触并连接,或者与第一电子封装件和第二电子封装件堆叠地物理接触并连接;和至少一个第二半导体管芯,与第三电子封装件物理关联并物理连接,至少一个第二半导体管芯耦合至第三天线阵列和第四天线阵列,至少一个第二半导体管芯包括至少一个无线电收发机,被布置为操作在第一频段和第二频段中。
在示例118中,示例117的多封装天线阵列,其中,第一天线阵列、第二天线阵列、第三天线和第四天线阵列被控制为沿不同方向或沿相同方向辐射。
在示例119中,示例117的主题可选地包括:第三电子封装件,其包括第三天线阵列和第四天线阵列,其中,第三电子封装与第一电子封装件或第二电子封装件堆叠地物理接触并连接,或者与第一电子封装件和第二电子封装件堆叠地物理接触并连接,第三天线阵列和第四天线阵列电耦合到至少一个半导体管芯。
在示例120中,示例119的主题可选地包括:其中,第一天线阵列、,第二天线阵列、第三天线阵列和第四天线阵列被控制成在不同方向或相同方向上辐射,或者在不同方向和相同方向上辐射。
在示例121中,示例102的主题可选地包括:其中,模具覆盖至少一个半导体管芯,并且天线阵列通过耦合到至少一个半导体管芯的穿模过孔馈电。
在示例122中,主题可以包括或可以可选地与示例93至121中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例93至121的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例93至121中的任何一个或多个功能。
示例123是一种天线卡,包括:具有内部部分的插入式卡,其中,内部部分的第一部分是非金属化的,内部部分的第二部分包括金属化电连接;基板上的固定在内部部分的集成电路;和至少一个天线,布置在第一部分中并耦合到集成电路以用于辐射RF波。
在示例124中,示例123的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括天线阵列。
在示例125中,示例123-124中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线被布置用于端射操作。
在示例126中,示例124-125中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个垂直偏振的单极天线元件。
在示例127中,示例124-126中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个折回偶极天线。
在示例128中,示例123-127中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括至少两个天线,其中,所述至少两个天线中的一个被布置为发送和接收第一RF信息流,所述至少两个天线中的另一个被布置为发送和接收独立于第一RF信息流的第二RF信息流,以提供多入多出(MIMO)操作。
在示例129中,示例123-128中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括至少两个天线,其中,所述至少两个天线中的一个被布置为发送和接收第一偏振的第一RF信息流,所述至少两个天线中的另一个被布置为发送和接收第二偏振的第二RF信息流。
在示例130中,示例123-129中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一部分和第二部分彼此相对地定位。
示例131是天线阵列,包括:设置在主板上的第一插入式卡和设置在主板上的与第一插入式卡隔开的至少一个第二插入式卡,其中,至少一个插入式卡包括具有内部部分的插入式卡,其中,内部部分的第一部分是非金属化的,而内部部分的第二部分包括金属化电连接;基板上的固定在内部部分中的集成电路;和至少一个天线,布置在第一部分中并耦合到集成电路以用于辐射RF波。
在示例132中,示例131的主题可选地包括:至少一个第三插入式卡,其基本上垂直于第一插入式卡和至少一个第二插入式卡布置。
示例133是一种移动装置,包括:至少一个具有内部部分的插入式卡,其中,内部部分的第一部分是非金属化的,内部部分的第二部分包括金属化电连接;基板上的固定在内部部分中的集成电路;和至少一个天线,布置在第一部分中并耦合到集成电路以用于辐射RF波。
在示例134中,示例133的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括天线阵列。
在示例135中,示例133-134中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线被布置用于端射操作。
在示例136中,示例134-135中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个垂直偏振的单极天线元件。
在示例137中,示例134-136中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个折回偶极天线。
在示例138中,示例133-137中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括至少两个天线,其中,所述至少两个天线中的一个被布置为发送和接收第一RF信息流,所述至少两个天线中的另一个被布置为发送和接收独立于第一RF信息流的第二RF信息流,以提供多入多出(MIMO)操作。
在示例139中,示例133-138中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线包括至少两个天线,其中,所述至少两个天线中的一个被布置为发送和接收第一偏振的第一RF信息流,所述至少两个天线中的另一个被布置为发送和接收第二偏振的第二RF信息流。
在示例140中,示例133-139中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一部分和第二部分彼此相对地定位。
在示例141中,示例133-140中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个插入式卡包括:设置在主板上的第一插入式卡和设置在主板上的与第一插入式卡隔开的至少一个第二插入式卡。
在示例142中,示例131-141中的任何一个或多个的主题可选地包括:至少一个第三插入式卡,其基本上垂直于第一插入式卡和至少一个第二插入式卡布置。
在示例143中,主题可以包括或可以可选地与示例123至142中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例123至142的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例123至142的任何一个或多个功能。
示例144是一种天线结构,包括:PCB,包括第一侧和第二侧,第二侧包括触点网格,网格的特殊生成区域没有触点;连接到PCB第一侧的被屏蔽的射频集成电路(RFIC);至少一个第一天线元件,设置在第二侧上,在网格的没有触点的区域中,并且耦合到RFIC以用于RF波的辐射;主板,经由触点网格的各触点连接到PCB,并且具有基本上在没有触点的网格区域上的切除部,其中,至少一个第一天线能够通过切除部向外辐射。
在示例145中,示例144的主题可选地包括:至少一个第二天线元件,设置在第一侧上并且耦合到RFIC以用于RF波的辐射。
在示例146中,示例145的主题可选地包括:其中,设置在第一侧上的至少一个第一天线元件和设置在第二侧上的至少一个第二天线元件各自沿彼此不同的方向辐射RF信号。
在示例147中,示例146的主题可选地包括:其中,不同方向彼此基本成180度角。
在示例148中,示例144-147中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,切除部是U形切除部。
在示例149中,示例144-148中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,主板和印制电路板以角配置连接。
在示例150中,示例145-149中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线元件或所述至少一个第二天线元件中的一个被布置用于垂射操作。
在示例151中,示例145-150中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线元件或所述至少一个第二天线元件中的一个被布置用于端射或边射操作。
在示例152中,示例145-151的主题可选地包括:其中,PCB包括球栅阵列(BGA)或平面栅格阵列(LGA),并且触点网络分别包括焊球网格或LGA焊盘网格。
示例153是一种基站,包括:PCB,包括第一侧和第二侧,第二侧包括触点网格,网格的特殊生成区域没有触点;附接到PCB第一侧的被屏蔽的射频集成电路(RFIC);至少一个天线元件,设置在第二侧上,在网格的没有触点的区域中,并且耦合到RFIC以用于RF波的辐射;主板,经由触点网格的各触点连接到PCB,并且具有基本上在没有触点的网格区域上的切除部,其中,至少一个天线能够通过切除部向外辐射,其中,PCB、被屏蔽的RFIC、至少一个天线元件和主板包括天线子系统。
在示例154中,示例153的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线元件包括布置用于垂射操作的多个天线元件。
在示例155中,示例154的主题可选地包括:其中,基站包括围绕极子圆形布置的多个天线子系统,用于在基本上所有方向上进行辐射。
示例156是一种移动设备,包括:PCB,包括第一侧和第二侧,第二侧包括触点网格,网格的特殊生成区域没有接触;连接到PCB第一侧的被屏蔽的射频集成电路(RFIC);至少一个第一天线元件,设置在第二侧上,在没有触点的网格区域中,并且耦合到RFIC以用于RF波的辐射;主板,经由触点网格的各个触点连接到PCB,并且具有基本上在没有触点的网格区域上的切除部,其中,至少一个第一天线能够通过切除部向外辐射。
在示例157中,示例156的主题可选地包括:至少一个第二天线元件,设置在第一侧上并且耦合到RFIC以用于RF波的辐射。
在示例158中,示例157的主题可选地包括:其中,设置在第一侧上的至少一个第一天线元件和设置在第二侧上的至少一个第二天线元件各自沿彼此不同的方向辐射RF信号。
在示例159中,示例158的主题可选地包括:其中,不同方向彼此成大致180度角。
在示例160中,示例156-159中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,切除部是U形切除部。
在示例161中,示例156-160中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,主板和印制电路板以角配置连接。
在示例162中,示例157-161中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线元件或所述至少一个第二天线元件中的一个被布置用于垂射操作。
在示例163中,示例156-162中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线元件或所述至少一个第二天线元件中的一个被布置用于端射或边射操作。
在示例164中,示例157-162的主题可选地包括:其中,PCB包括球栅阵列(BGA)或平面栅格阵列(LGA),并且触点网格分别包括焊球网格或LGA焊盘网格。
示例165是一种天线结构,包括:PCB,包括第一侧和第二侧,第二侧包括触点网格,该网格的特殊生成区域没有触点;主板,经由触点网格的各个触点连接到PCB,并且具有基本上在没有触点的网格区域上的切除部;和射频集成电路,附接在没有触点的网格区域上以及切除部内。
在示例166中,示例165的主题可选地包括:其中,至少一个分立的电子部件附接在没有触点的网格区域上以及在切除部内。
在示例167中,主题可以包括或可以可选地与示例144至166中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例144至166的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例144至166的任何一个或多个功能。
示例168是一种自测试系统,包括:测试台,测试台被布置为安装待测系统,待测系统包括多个电子部件,包括发射机、接收机、被布置为耦合到发射机的多个发射(TX)天线以及被布置为耦合到接收机的多个接收(RX)天线;反射器,安装在测试器上,被布置为经由TX天线接收来自发射机的RF信号,并经由RX天线将RF信号反射到接收机;存储计算机指令的计算机可读硬件存储,所述指令当由计算机执行时,根据预定测试测试待测系统,所述测试包括待测系统的环回测试,环回测试包括RF信号从包含发射机和TX天线的TX元件传输到包含接收机和RX天线的RX元件,RF信号通过反射器经由反射接收,并根据环回测试的结果确定待测系统的特性。
在示例169中,示例1的主题可选地包括:其中,TX元件和RX元件被逐个触发,并且RF信号经由相应的TX元件发送并且由相应的RX元件接收。
在示例170中,示例169的主题可选地包括:其中,RF信号是毫米波(mmWave)信号。
在示例171中,示例169-170中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述特性是有缺陷的TX路径,其通过逐个测量接收的RF信号并且检测到一个测量低于每一个其他测量来确定。
在示例172中,示例169-171中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述特性是待测系统的可接受性,其通过将接收的RF信号与接收的RF信号的预期值进行比较来确定。
在示例173中,示例169-172中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,TX元件还包括TX移相器,并且RX元件还包括RX移相器,并且其中,所述特性是TX移相器的功能性,其通过用TX移相器改变TX信号的相位并测量RF信号的接收相位来确定。
在示例174中,示例169-173中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,逐个触发的每个TX元件包括TX路径,并且其中,所述特性是每个TX元件之间的幅度和相位失配,其通过检测一个TX路径的幅度或相位与除了这一个TX路径之外的每个TX路径的幅度或相位的差值来确定。
在示例175中,示例173-174中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所发送的RF信号是基带信号,并且其中,所述特性是基带信号的幅度和相位,其通过使用第一接收基带信号作为其他接收基带信号比较的参考来确定。
在示例176中,示例168-175中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述特性是估计的天线阵列增益,其通过同时触发所有TX元件并且测量接收到的基带信号来确定。
在示例177中,示例167-176中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,测试器使反射器从测试器卸下,并且计算机指令包括当由计算机执行时使测试器对多个电子部件之一执行环回测试的指令,环回测试产生第一结果。
在示例178中,示例176-177中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,测试器使反射器重新安装在测试器上,并且计算机指令包括当由计算机执行时使测试器对多个电子部件之一执行环回测试的指令,环回测试产生第二结果,并且其中,所述特性是串扰,其通过从第二结果中减去第一结果来确定。
示例179是一种测试待测系统的方法,包括:将待测系统安装在电子测试器上,待测系统包括多个电子组件,包括发射机、接收机、耦合到发射机的多个发射(TX)天线以及耦合到接收机的多个接收(RX)天线;将反射器安装在测试器上,反射器被布置成经由TX天线接收来自发射机的RF信号,并经由RX天线将RF信号反射到接收机;执行待测系统的环回测试,环回测试包括:将RF信号从包含发射机和TX天线的TX元件发送到反射器,以及经由反射器的反射,通过包含接收机和RX天线的RX元件接收RF信号;并根据环回测试的结果确定待测系统的特性。
在示例180中,示例179的主题可选地包括:其中,TX元件和RX元件被逐个触发,并且RF信号经由相应的TX元件发送并且由相应的RX元件接收。
在示例181中,示例180的主题可选地包括:其中,RF信号是毫米波(mmWave)信号。
在示例182中,示例180-181中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,特性是有缺陷的TX路径,其通过逐个测量接收的RF信号并且检测到一个测量低于每个其他测量来确定。
在示例183中,示例180-182中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述特性是待测系统的可接受性,其通过将接收的RF信号与接收的RF信号的预期值进行比较来确定。
在示例184中,示例180-183中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,TX元件还包括TX移相器,并且RX元件还包括RX移相器,并且其中,所述特性是TX移相器的功能性,其通过用TX移相器改变TX信号的相位并测量RF信号的接收相位来确定。
在示例185中,示例180-184中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,逐个触发的每个TX元件包括TX路径,并且其中,所述特性是每个TX元件之间的幅度和相位失配,其通过检测一个TX路径的幅度或相位与除了这一个TX路径之外的每个TX路径的幅度或相位的差值来确定。
在示例186中,示例185的主题可选地包括:其中,所发送的RF信号是基带信号,并且其中,所述特性是基带信号的幅度和相位,其通过使用第一接收基带信号作为除了第一基带信号之外的其他接收基带信号进行比较的参考来确定。
在示例187中,示例178-186中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所有TX元件同时被触发,并且其中,所述特性是估计的天线阵列增益,其通过测量接收到的基带信号来确定。
在示例188中,示例178-186中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,测试器使反射器从测试器卸下,并且计算机指令包括当由计算机执行时使测试器对多个电子部件之一执行环回测试的指令,环回测试产生第一结果。
在示例189中,示例188的主题可选地包括:其中,测试器使反射器重新安装在测试器上,并且计算机指令包括当由计算机执行时使测试器对多个电子部件之一执行环回测试的指令,环回测试产生第二结果,并且其中,所述特性是串扰,其通过从第二结果中减去第一结果来确定。
在示例190中,主题可以包括或可以可选地与示例168至189中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例168至189的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例168至189的任何一个或多个功能。
示例191是无线通信设备,包括:基带子系统(BBS),BBS包括:第一收发机电路,被配置为:以第一频率生成第一数据信号,并且以第二频率生成第二数据信号,第二频率与第一频率不重叠;本地振荡器(LO)生成器,被布置为以第三频率生成LO信号,第一、第二和第三频率是非重叠频率;RF前端模块(RFEM),经由单根同轴缆线与BBS耦合,RFEM包括:包括多个天线的相控天线阵列;和第二收发机电路,被布置为:基于LO信号将第一数据信号和第二数据信号转换为期望频率,并经由相控天线阵列发送转换后的第一和第二数据信号,其中,使用第一类型的天线偏振经由相控天线阵列的第一子阵列发送转换的第一数据信号,并且使用第二类型的天线偏振经由相控天线阵列的第二子阵列发送转换的第二数据信号。
在示例192中,示例191的主题可选地包括:其中,天线偏振是垂直天线偏振或水平天线偏振之一。
在示例193中,示例191-192中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三频率是第一频率和第二频率的差。
在示例194中,示例191-193中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,LO生成器被布置为:生成第二LO信号和第三LO信号,第二LO信号和第三LO信号是与LO信号与不重叠的信号。
在示例195中,示例194的主题可选地包括:其中,第一收发机电路被布置为:基于第二LO信号生成第一数据信号;以及基于第三LO信号生成第二数据信号。
在示例196中,示例195的主题可选地包括:其中,第一LO信号、第二LO信号和第三LO信号是从相同的频率源生成的,并且具有相关的相位噪声。
在示例197中,示例191-966中的任何一个或多个的主题可选地包括:BBS内的第一三工器,第一三工器被布置为:将第一数据信号、第二数据信号和LO信号复用到单根同轴缆线上;RFEM中的第二三工器,第二三工器被设置为:经由单根同轴缆线接收第一数据信号、第二数据信号和LO信号。
在示例198中,示例191-197中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二收发机电路包括:耦合到相控天线阵列的第一子阵列的垂直偏振处理链,第一子阵列使用垂直偏振;以及耦合到相控天线阵列的第二子阵列的水平偏振处理链,第二子阵列使用水平偏振。
在示例199中,示例198的主题可选地包括:RFEM内的第二LO生成器,第二LO生成器被布置为:经由单个同轴缆线接收LO信号,并且对LO信号执行一个或多个频率操纵,以生成至少第二LO信号,用于将第一数据信号和第二数据信号转换到期望频率。
在示例200中,示例199的主题可选地包括:其中,第二LO生成器还包括:分频器和倍频器,以执行一个或多个频率操纵。
示例201是无线通信设备,包括:基带子系统(BBS),BBS包括:第一收发机电路,被布置为:使用第一本地振荡器(LO)信号以第一频率生成第一数据信号,第一频率包括期望的发送频率;第二收发机电路,被布置为:使用第二LO信号以第二频率生成第二数据信号;LO生成器,被布置为:生成第一LO信号、第二LO信号和第三LO信号;和RF前端模块(RFEM),经由单根同轴缆线与BBS耦合,RFEM包括:包括多个天线的相控天线阵列;第三收发机电路,被布置为:经由多个天线的垂直偏振天线子集以期望的发送频率发送第一数据信号;和第四收发机电路,被布置为:将第二数据信号转换为期望的发送频率,并经由多个天线的水平偏振天线子集发送转换的第二数据信号。
在示例202中,示例201的主题可选地包括:其中,第三LO信号包括作为期望的发送频率与第二频率之间的差的频率。
在示例203中,示例201-202中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三LO信号包括与第一和第二频率不重叠的频率。
在示例204中,示例201-203中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三收发机电路被布置为:经由多个天线中的水平偏振天线子集以期望的发送频率发送第一数据信号;和第四收发机电路,被布置为:经由多个天线中的垂直偏振天线子集发送转换后的第二数据信号。
在示例205中,示例201-204中的任何一个或多个的主题可选地包括:BBS内的第一三工器,第一三工器被布置为:将第一数据信号、第二数据信号和第三LO信号复用到单根同轴缆线上;和RFEM中的第二三工器,第二三工器被布置为:经由单根同轴缆线接收第一数据信号、第二数据信号和第三LO信号。
在示例206中,示例201-205中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第四收发机电路还包括:上变频混频器,用于使用第三LO信号,将第二数据信号上变频到期望的发送频率。
在示例207中,示例201-206中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三收发机电路被布置为:经由多个天线中的垂直偏振天线子集接收第三数据信号;和第四收发机电路,被布置为:经由多个天线中的水平偏振天线子集接收第四数据信号;以及第三和第四数据信号处于期望的接收频率。
在示例208中,示例207的主题可选地包括:其中,RFEM还包括:第二LO生成器,被布置为:生成第四LO信号,用于将第四数据信号下变频到中频(IF)信号。
在示例209中,示例208的主题可选地包括:其中,RFEM被布置为:经由单根同轴缆线,将期望的接收频率的第三数据信号,中频的第四数据信号和第四LO信号传递到BBS。
示例210是无线通信设备,包括:基带子系统(BBS),BBS包括:第一收发机电路,被布置为:以第一无线电频率生成第一数据信号;第二收发机电路,被布置为:以第二无线电频率生成第二数据信号,其中,第一无线电频率不同于第二无线电频率;和RF前端模块(RFEM),经由单根同轴缆线与BBS耦合,RFEM包括:包括多个天线的相控天线阵列;和本地振荡器(LO)生成器,被布置为:基于期望的发送频率生成第一LO信号和第二LO信号;和第三收发机电路,被布置为:使用第一LO信号将第一数据信号转换为期望的发送频率,并经由多个天线中的垂直偏振天线子集发送转换的第一数据信号;和第四收发机电路,被布置为:使用第二LO信号将第二数据信号转换为期望的发送频率,并经由多个天线中的垂直偏振天线子集发送转换的第二数据信号。
在示例211中,示例210的主题可选地包括:BBS内的第一三工器,第一三工器被布置为:将第一数据信号和第二数据信号复用到单个同轴缆线上,以便传递到RFEM;和RFEM内的第二三工器,第二三工器被布置为:经由单根同轴缆线接收第一数据信号和第二数据信号。
在示例212中,示例210-211中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,LO生成器包括合成第一LO信号和第二LO信号的综合器。
示例213是无线通信设备,包括:包括多个天线的相控天线阵列;和RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成单个RF信号;和基带子系统(BBS),经由单个同轴(共轴)缆线耦合到RF接收机子系统,BBS被布置为:基于单个RF信号生成下变频信号;以及将下变频信号转换成数字数据信号,由无线调制解调器处理,其中,BBS经由同轴缆线从RF接收机子系统接收RF信号,RF接收机子系统经由同轴缆线接收来自BBS的DC功率信号。
在示例214中,示例213的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个放大器,用于放大多个接收的RF信号,以生成多个放大的信号。
在示例215中,示例214的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个移相器,用于偏移与多个放大信号相关联的相位,以生成多个相移信号;加法器,用于将多个相移信号相加,以生成组合RF信号;和放大器,用于放大组合RF信号,以生成单个RF信号。
在示例216中,示例215的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统被布置为:经由单个同轴缆线从BBS接收控制信号,该控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位。
在示例217中,示例213-216中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,BBS包括:放大器,被布置为:经由单个同轴缆线放大从RF接收机子系统接收的RF信号,以生成放大的RF信号;至少一个下变频混频器,用于对放大的RF信号进行下变频,以生成下变频信号;和至少一个模数转换器(ADC),用于将下变频信号转换成数字数据信号,以便由无线调制解调器处理。
在示例218中,示例213-217中的任何一个或多个的主题可选地包括:RF发射机子系统,被布置为:基于单个RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列传输。
在示例219中,示例218的主题可选地包括:其中,RF发射机子系统还包括:放大器,被布置为:放大单个RF输出信号,以生成放大的输出信号;加法器,被布置为:生成单个RF输出信号的多个信号副本;多个移相器,被布置为:偏移与信号副本关联的相位,以生成多个相移的输出信号;和多个放大器,用于放大多个相移的输出信号,以生成多个RF输出信号,以便经由相控天线阵列传输。
在示例220中,示例219的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统被布置为:经由单个同轴缆线从BBS接收控制信号,该控制信号指定用于由多个移相器进行的相位调整的信号相位。
在示例221中,示例218-220中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF发射机子系统经由单个同轴缆线从BBS接收单个RF输出信号。
在示例222中,示例221的主题可选地包括:其中,BBS包括无线调制解调器,并且其中,无线调制解调器被布置为:生成输出数据信号。
在示例223中,示例222的主题可选地包括:其中,BBS还包括:数模转换器(DAC),用于将数据信号转换为数字输出信号;滤波器,用于滤波数字输出信号,以生成滤波后的输出信号;和上变频混频器,用于将滤波后的输出信号上变频为单个RF输出信号。
在示例224中,示例213-223中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括第一自适应阻抗匹配电路,并且BBS包括第二阻抗匹配电路,第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路用于匹配与单个同轴缆线关联的阻抗。
示例225是无线通信设备,包括:第一PCB基板,第一PCB基板包括:多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成RF输入信号;和RF发射机子系统,被布置为:基于RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列进行传输;第二PCB基板,经由单根同轴缆线耦合到第一PCB基板,第二PCB基板包括基带子系统(BBS),BBS被布置为:使用RF输入信号生成数字数据信号,数字数据信号由无线调制解调器处理;以及基于由无线调制解调器生成的至少另一数字数据信号生成RF输出信号,其中,BBS经由单根同轴缆线从RF接收机子系统接收RF输入信号。
在示例226中,示例225的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统和RF发射机子系统被布置为:经由单个同轴缆线从BBS接收DC功率信号。
在示例227中,示例225-226中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统和RF发射机子系统被布置为:经由单个同轴缆线从BBS接收DC功率信号。
在示例228中,示例225-227中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个放大器,用于放大多个接收的RF信号,以生成多个放大的信号;多个移相器,用于执行相位调整,并偏移与多个放大信号关联的相位,以生成多个相移的信号;加法器,被布置为:将多个相移的信号相加,以生成组合RF信号;和放大器,被布置为:放大组合RF信号,以生成单个RF输入信号,以便传输到BBS。
在示例229中,示例228的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统被布置为:经由单个同轴缆线从BBS接收控制信号,该控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位。
在示例230中,示例225-229中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF输入信号和RF输出信号包括毫米波段频率内的信号。
在示例231中,示例225-230中的任何一个或多个的主题可选地包括:G无线规范。
示例232是无线通信设备,包括:第一射频前端模块(RFEM)和第二RFEM,第一和第二RFEM中的每一个包括:多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成RF输入信号;RF发射机子系统,被布置为:基于RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列进行传输;基带子系统(BBS),BBS被布置为:使用来自第一和第二RFEM中的每一个的RF输入信号生成数字数据信号,该数字数据信号由无线调制解调器处理;基于本地振荡器信号和由无线调制解调器生成的至少另一数字数据信号来生成RF输出信号,其中,BBS分别经由第一同轴缆线和第二同轴缆线从第一RFEM和第二RFEM接收RF输入信号。
在示例233中,示例232的主题可选地包括:其中,BBS包括:本地振荡器生成器,被布置为:生成本地振荡器信号,并且其中,本地振荡器生成器在第一RFEM与第二RFEM之间共享。
示例234是传输线电路,包括:固定到用户设备中的主板的至少一个射频集成电路(RFIC),其中,用户设备具有铰接罩盖;传输线包括至少一个波导或光纤,传输线具有耦合到至少一个RFIC的第一端、罩盖的长度以及耦合到罩盖中的一个或多个天线的第二端。
在示例235中,示例234的主题可选地包括:其中,所述一个或多个天线包括多个天线,被布置为:由中央处理单元执行的一组计算机指令基于来自接收设备的反馈信息进行控制。
在示例236中,示例234-235中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输线包括至少一个波导,该波导在罩盖中包括中空导管,导管布置成:将RF信号经由设置在罩盖中的相应无线电前端模块(RFEM)发送到一个或多个天线,以放大RF信号。
在示例237中,示例236的主题可选地包括:其中,所述至少一个RFIC被布置为:在多个频段中生成RF信号,所述至少一个波导包括用于每个频段的单独波导,并且每个波导连接到相应的RFEM。
在示例238中,示例236-237中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,一个RFIC被布置为在单个频段中生成RF信号,并且所述至少一个波导包括从RFIC到多个天线中的每一个的分开的波导,所述多个天线被布置为:由中央处理单元执行的一组计算机指令基于来自接收设备的反馈信息进行控制,并且每个波导连接到相应的RFEM。
在示例239中,示例236-238中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个波导的第一端穿过所述铰链,或者是所述铰链的一部分,并且所述至少一个波导的第二端经由相应的RFEM耦合到一个或多个天线。
在示例240中,示例234-239中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输线包括被布置为将RF信号发送到一个或多个天线的半导体集成波导(SIW)。
在示例241中,示例240的主题可选地包括:其中,SIW由带状线或共面传输线馈电,并且SIW在刚性PCB或柔性PCB内实现。
在示例242中,示例240-241中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,用户设备是膝上型计算机,并且SIW包括PCB的包括与膝上型计算机的键盘相关联的电子电路的一部分。
在示例243中,示例240-241中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,用户设备是膝上型计算机,并且SIW包括PCB的专用于实现SIW的一部分。
在示例244中,示例243的主题可选地包括:其中,专用PCB胶合到罩盖机壳。
在示例245中,示例243-244中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,专用PCB胶合在罩盖机壳中实现的沟槽中。
在示例246中,示例243-245中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SIW被固定到膝上型计算机的机壳中,在屏幕的侧面。
在示例247中,示例234-246中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输线包括光纤。
在示例248中,示例247的主题可选地包括:其中,光纤的第一端经由RF信号到光信号转换器耦合到RFIC。
在示例249中,示例248的主题可选地包括:其中,RF信号到光信号转换器包括pin二极管、雪崩pin二极管或RF光纤接口。
在示例250中,示例249的主题可选地包括:其中,pin二极管或雪崩pin二极管被布置为:将RF信号作为数字比特发送到RFEM,以便由一个或多个天线进行辐射。
在示例251中,示例249-250中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF光纤转换器被布置为:利用RFIC的RF信号来调制光信号。
在示例252中,示例251的主题可选地包括:其中,转换设备被布置为:将调制的光信号转换为RF信号,该RF信号被发送到RFEM,以便由一个或多个天线进行辐射。
在示例253中,示例251-252中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RFIC被布置为在多个频段中生成RF信号,并且光纤被布置为发送在每个频段中发送用RF信号调制的光信号。
在示例254中,示例251-253中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RFIC被布置为在单个频段中生成RF信号,并且光纤经由相应的RFEM从RFIC耦合到多个天线中的每一个,天线被布置为:由中央处理单元执行的一组计算机指令基于来自接收设备的反馈信息来控制。
在示例255中,主题可以包括或可以可选地与示例234至254中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例234至254的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例234至254的任何一个或多个功能。
示例256是无线通信设备,包括:基带子系统(BBS),BBS包括:本地振荡器(LO)生成器,被布置为生成LO信号;时钟扩频电路,被布置为:使用LO信号调制控制信号,以生成调制信号;RF前端模块(RFEM),经由单个连接与BBS耦合,以接收调制信号和数据信号,RFEM包括:时钟解扩电路,被布置为:解调调制信号,以恢复LO信号和控制信号;包括多个天线的相控天线阵列;和收发机电路,被布置为:基于恢复的LO信号,将数据信号上变频到期望的RF,以生成RF信号,并基于控制信号触发发送模式,以经由相控天线阵列发送RF信号。
在示例257中,示例256的主题可选地包括:其中,时钟扩频电路包括:脉冲整形器,被布置为接收控制信号并生成带限控制信号。
在示例258中,示例257的主题可选地包括:其中,时钟扩频电路包括:调制器电路,被布置为接收带限控制信号和LO信号,以生成调制信号。
在示例259中,示例258的主题可选地包括:其中,调制器电路是以下之一:二进制相移键控(BPSK)调制器;差分相移键控(DPSK)调制器;正交相移键控(QPSK)调制器;和高斯频移键控(GFSK)调制器。
在示例260中,示例256-259中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,时钟解扩电路包括:时钟恢复电路,包括乘法器电路和除法器电路,时钟恢复电路被布置为接收调制信号并基于调制信号恢复LO信号。
在示例261中,示例260的主题可选地包括:其中,时钟解扩电路包括:解调器电路,被布置为接收调制信号和LO信号,并基于调制信号和LO信号恢复控制信号。
在示例262中,示例256-261中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,收发机电路包括:多个放大器,用于放大多个接收的RF信号,以生成多个放大的信号。
在示例263中,示例262的主题可选地包括:其中,收发机电路包括:多个移相器,用于偏移与多个放大信号相关联的相位,以生成多个相移的信号;和组合器,被布置为组合多个相移信号,以生成组合RF信号。
在示例264中,示例263的主题可选地包括:其中,控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位,或者为多个放大器设定不同的增益调整。
在示例265中,示例263-264中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RFEM包括:频率源,被布置为:接收LO信号作为参考时钟信号,并生成用于下变频组合RF信号的第二LO信号。
在示例266中,示例265的主题可选地包括:其中,RFEM包括:下变频混频器,用于对组合RF信号进行下变频,以基于第二LO信号生成中频(IF)信号;和放大器,被布置为:放大IF信号,以生成放大的IF信号。
在示例267中,示例266的主题可选地包括:其中,BBS包括:下变频混频器,用于基于LO信号对放大的IF信号进行下变频,以生成下变频信号;和模数转换器(ADC),用于将下变频信号转换成数字数据信号,以便由无线调制解调器处理。
示例268是无线通信设备,包括:第一PCB基板,第一PCB基板包括基带子系统(BBS),BBS被布置为:在本地振荡器(LO)基准信号上调制前端控制信号,以生成调制信号;第二PCB基板,包括RF前端模块(RFEM),经由单个连接与第一PCB耦合,以接收调制信号和中频(IF)数据信号,RFEM包括:时钟解扩电路,用于解调调制信号,以恢复LO基准信号和前端控制信号;包括多个天线的相控天线阵列;收发机电路,用于根据恢复的LO基准信号将IF数据信号上变频为期望的RF,以生成RF信号,并基于前端控制信号触发发送模式,以经由相控天线阵列发送RF信号。
在示例269中,示例268的主题可选地包括:其中,BBS包括:LO生成器,被布置为生成LO基准信号;和时钟扩频电路,用于利用LO基准信号调制前端控制信号,以生成调制信号。
在示例270中,示例269的主题可选地包括:其中,时钟扩频电路包括:脉冲整形器,被布置为接收前端控制信号并生成带限控制信号;调制器电路,用于接收限带控制信号和LO基准信号,以生成调制信号。
在示例271中,示例269-270中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,时钟扩频电路被布置为:使用伪随机序列扩频LO基准信号,以获得调制信号。
在示例272中,示例270-271中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,调制器电路是以下之一:二进制相移键控(BPSK)调制器;差分相移键控(DPSK)调制器;正交相移键控(QPSK)调制器;和高斯频移键控(GFSK)调制器。
在示例273中,示例269-272中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,时钟解扩电路包括:时钟恢复电路,包括乘法器电路和除法器电路,时钟恢复电路被布置为接收调制信号并基于调制信号恢复LO基准信号。
在示例274中,示例273的主题可选地包括:其中,时钟解扩电路包括:解调器电路,被布置为接收调制信号和恢复的LO基准信号,并基于调制信号和LO基准信号恢复前端控制信号。
在示例275中,示例269-274中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RFEM中的收发机电路包括:多个放大器,用于放大经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成多个放大信号;多个移相器,用于偏移与多个放大信号相关联的相位,以生成多个相移的信号;和组合器,被布置为组合多个相移信号,以生成组合RF信号。
在示例276中,示例275的主题可选地包括:其中,控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位,或者为多个放大器设定不同的增益调整。
在示例277中,示例275-276中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,RFEM被布置为基于前端控制信号触发收发机电路的接收模式,接收模式用于接收多个RF信号。
示例278是一种无线通信设备,包括:包括多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成单个RF信号;和补充中频子系统(SIFS),经由第一连接耦合到RF接收机子系统,SIFS被布置为:基于单个RF信号生成IF信号;和基带子系统(BBS),经由第二连接耦合到SIFS,BBS被布置为:基于IF信号生成下变频信号;以及将下变频信号转换为数字数据信号,以便由无线调制解调器处理,其中,SIFS经由第一连接从RF接收机子系统接收单个RF信号,SIFS将单个RF信号经由第二连接传递给BBS。
在示例279中,示例278的主题可选地包括:其中,第一连接是同轴线缆,第二连接是PCB迹线连接。
在示例280中,示例278-279中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SIFS和BBS一起封装在多芯片模块(MCM)或系统级封装模块(SiPM)中,并且第二连接是MCM或SiPM的封装基板中的过孔信号。
在示例281中,示例278-280中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个放大器,用于放大多个接收的RF信号,以生成多个放大的信号。
在示例282中,示例281的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个移相器,用于偏移与多个放大信号相关联的相位,以生成多个相移的信号;和组合器,用于组合多个相移的信号,以生成组合RF信号。
在示例283中,示例282的主题可选地包括,其中,RF接收机子系统被布置为:经由第一连接和第二连接从无线调制解调器接收控制信号,并且其中,控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位,或者为多个放大器设定不同的增益调整。
在示例284中,示例278-283中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SIFS包括:本地振荡器(LO)信号生成器,被布置为:从BBS接收参考时钟信号,并生成LO信号,用于下变频单个RF信号。
在示例285中,示例284的主题可选地包括:其中,SIFS包括:下变频混频器,用于对单个RF信号进行下变频,以基于LO信号生成IF信号;和放大器,被布置为:放大RF信号,以生成放大的RF信号。
在示例286中,示例285的主题可选地包括:其中,BBS包括:LO生成器,用于生成BBSLO信号;下变频混频器,用于使用BBSLO信号对放大的RF信号进行下变频,以生成下变频信号;和模数转换器(ADC),用于将下变频信号转换成数字数据信号,以便由无线调制解调器处理。
在示例287中,示例278-286中的任何一个或多个的主题可选地包括:RF发射机子系统,被布置为基于单个RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列传输。
在示例288中,示例287的主题可选地包括:其中,RF发射机子系统还包括:放大器,被布置为:放大单个RF输出信号,以生成放大的输出信号;分离器,被布置为:生成单个RF输出信号的多个信号副本;多个移相器,被布置为:偏移与信号副本相关联的相位,以生成多个相移的输出信号;和多个放大器,用于放大多个相移的输出信号,以生成多个RF输出信号,以便经由相控天线阵列进行传输。
在示例289中,示例288的主题可选地包括:其中,RF发射机子系统被布置为经由SIFS从BBS接收控制信号,该控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位。
在示例290中,示例287-289中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF发射机子系统经由第一连接从SIFS接收单个RF输出信号。
在示例291中,示例290的主题可选地包括:其中,BBS包括无线调制解调器,并且其中,无线调制解调器被布置为生成输出数据信号。
在示例292中,示例291的主题可选地包括:其中,BBS还包括:数模转换器(DAC),用于将数据信号转换为输出信号;滤波器,用于滤波输出信号,以生成滤波后的输出信号;和上变频混频器,用于将滤波后的输出信号上变频为中频(IF)输出信号。
在示例293中,示例292的主题可选地包括:其中,SIFS还包括:上变频混频器,用于上变频IF输出信号,以生成单个RF输出信号。
在示例294中,示例287-293中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统和RF发射机子系统包括第一自适阻抗匹配电路,并且SIFS包括第二阻抗匹配电路,第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路用于匹配与第一连接相关联的阻抗。
示例295是一种无线通信设备,包括:第一PCB基板,第一PCB基板包括:多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成RF输入信号;RF发射机子系统,被布置为:基于RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列进行传输;第二PCB基板,经由第一连接耦合到第一PCB基板,第二PCB基板包括补充中频模块(SIFS),SIFS被布置为:使用IF输出信号生成RF输出信号,并使用RF输入信号生成IF输入信号;和第三PCB基板,经由第二连接耦合到第二PCB基板,第三PCB基板包括基带子系统(BBS),BBS被布置为:使用IF输入信号生成数字数据信号,数字数据信号由无线调制解调器处理;以及基于由无线调制解调器生成的至少另一数字数据信号生成IF输出信号,其中,SIFS经由第一连接从RF接收机子系统接收RF输入信号。
在示例296中,示例295的主题可选地包括:其中,SIFS被布置为经由第二连接从BBS接收IF输出信号。
在示例297中,示例295-296中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一连接是单个同轴缆线,并且其中,第二连接是PCB迹线连接。
在示例298中,示例295-297中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SIFS包括:本地振荡器(LO)信号生成器,被布置为:从BBS接收参考时钟信号,并生成LO信号,用于下变频RF输入信号和上变频IF输出信号。
在示例299中,示例298的主题可选地包括:其中,SIFS包括:下变频混频器,用于对RF输入信号进行下变频,以基于LO信号生成IF输入信号;和上变频混频器,用于上变频来自BBS的IF输出信号,以基于LO信号生成RF输出信号。
在示例300中,示例295-299中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统包括:多个放大器,用于放大多个接收的RF信号,以生成多个放大的信号;多个移相器,用于执行相位调整,偏移与多个放大信号相关联的相位,以生成多个相移的信号;和组合器,被布置为:组合多个相移的信号,以生成RF输入信号,以便传输到SIFS。
在示例301中,示例300的主题可选地包括:其中,RF接收机子系统被布置为经由SIFS和第一连接从BBS接收控制信号,该控制信号指定用于由多个移相器执行的相位调整的信号相位,或为多个放大器设定不同的增益调整。
在示例302中,示例18-24中的任何一个或多个的主题可选地包括:G无线规范。
示例303是无线通信设备,包括:至少第一射频前端模块(RFEM)和至少第二RFEM,所述至少第一和第二RFEM中的每一个包括:多个天线的相控天线阵列;RF接收机子系统,被布置为:处理经由相控天线阵列接收的多个RF信号,以生成RF输入信号;RF发射机子系统,被布置为:基于RF输出信号生成多个RF输出信号,所生成的多个RF输出信号经由相控天线阵列进行传输;补充中频子系统(SIFS),SIFS被布置为:使用IF输出信号生成RF输出信号;以及使用RF输入信号生成IF输入信号;和基带子系统(BBS),BBS被布置为:使用IF输入信号生成数字数据信号,该数字数据信号由无线调制解调器处理;以及基于由无线调制解调器生成的至少另一数字数据信号和本地振荡器(LO)信号,生成IF输出信号。
在示例304中,示例303的主题可选地包括:其中,BBS包括被布置为生成LO信号的频率源,并且其中,本地振荡器生成器在BBS与SIFS之间共享。
在示例305中,示例304的主题可选地包括:其中,SIFS包括第二频率源,该第二频率源被布置为生成第二LO信号,用于生成RF输出信号和IF输入信号。
在示例306中,示例305的主题可选地包括:其中,第二频率源被布置为从BBS内的LO生成器接收LO基准信号。
在示例307中,示例303-306中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少第一RFEM和所述至少第二RFEM在不同频段处操作。
在示例308中,示例307的主题可选地包括:其中,SIFS被布置为:使用与至少第一和第二RFEM的不同频段对应的不同上变频和下变频频率来生成不同的RF信号。
示例309是一种装置,包括:半导体管芯,所述半导体管芯包括多个功率放大器,所述多个功率放大器被布置为:经由对应的多个信号线接收多个信号,并且基于接收的信号生成多个放大的信号;PCB基板,耦合到半导体管芯,PCB基板包括RF功率组合器,RF功率组合器耦合到多个功率放大器,并且被布置成:组合多个放大信号,以生成单个组合信号,以用于传输。
在示例310中,示例309的主题可选地包括:收发机电路;PCB基板内的天线,其中,收发机电路被布置为经由天线发送单个组合信号。
在示例311中,示例309-310中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,半导体管芯包括将多个功率放大器耦合到功率组合器的对应多个信号输入的多个焊球。
在示例312中,示例309-311中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述功率组合器是Wilkinson双路功率组合器。
在示例313中,示例309-312中的任何一个或多个的主题可选地包括:功率组合器。
在示例314中,示例309-313中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,功率组合器包括被布置为接收多个放大信号的多个传输线。
在示例315中,示例314的主题可选地包括:其中,多个传输线中的每个包括四分之一波长传输线。
示例316是无线通信设备,包括:无线收发机;半导体管芯,包括与无线收发机关联的多个功率放大器,其中,多个功率放大器被布置为:经由对应的多个信号线接收多个输出信号;以及放大多个输出信号,以生成多个放大信号;PCB基板,耦合到半导体管芯,所述PCB基板包括RF功率组合器,所述RF功率组合器耦合到多个功率放大器,并且被布置为:组合所述多个放大信号,以生成单个组合信号;和天线,其中,无线收发机被布置为:经由天线阵列无线地发送单个组合信号。
在示例317中,示例316的主题可选地包括:其中,多个功率放大器中的一个或多个是无线收发机的组件。
在示例318中,示例316-317中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线是布置在PCB基板上的相控天线阵列。
在示例319中,示例316-318中的任何一个或多个的主题可选地包括:阻抗变换器件,被布置为:匹配多个功率放大器中的一个或多个的阻抗和无线收发机的端接点。
在示例320中,示例319的主题可选地包括:其中,端接点是天线。
在示例321中,示例319-320中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,端接点是PCB基板上的端子,用于耦合测试设备以测量无线收发机的一个或多个信号特性。
在示例322中,示例319-320中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻抗变换器件布置在PCB基板上。
在示例323中,示例322的主题可选地包括:其中,阻抗变换器件经由多个焊球中的至少一个耦合到多个功率放大器中的一个或多个,其中,多个焊球将半导体管芯与PCB基板耦合,以形成半导体封装件。
在示例324中,示例319-323中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻抗变换器件是RF功率组合器的组件。
在示例325中,示例316-324中的任何一个或多个的主题可选地包括:5G通信协议。
示例326是一种装置,包括:半导体管芯,该半导体管芯包括第一功率放大器和第二功率放大器,第一和第二放大器被布置为:接收输入信号,并生成第一放大信号和第二放大信号;以及耦合到半导体管芯的PCB基板,该PCB基板包括RF组合器网络,其耦合到多个功率放大器,并且被布置为:组合第一放大信号和第二放大信号,以生成单个组合信号,以用于传输,其中,半导体管芯包括多个焊球,其分别将第一功率放大器和第二功率放大器耦合到第一传输线和第二传输线,以生成单个组合信号。
在示例327中,示例326的主题可选地包括:其中,第一功率放大器、第二功率放大器和RF组合器网络包括Doherty放大器。
在示例328中,示例326-327中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一功率放大器是载波功率放大器,第二功率放大器是峰值功率放大器。
在示例329中,示例328的主题可选地包括:其中,RF组合器网络包括:耦合到载波功率放大器的第一偏移传输线;耦合到峰值功率放大器的第二偏移传输线;至少四分之一波长传输线,耦合到PCB上的天线,该至少四分之一波长传输线被布置为:接收单个组合信号,以供天线传输。
示例330是低损耗无线电子系统,包括:至少一个硅管芯,被布置为包括电子电路,该电子电路可操作以主要生成仅用于操作预定数量的天线的电子信号;层状基板,包括多个平行层,其中,所述至少一个硅管芯嵌入在层状基板内;预定数量的天线,被布置为仅用电子信号操作,布置在层状基板的第一层上或内,或者在层状基板的第一层和第二层上或内;导电信号馈电结构,连接在至少一个硅芯片和预定数量的天线之间,并布置成将电子信号馈送到预定数量的天线。
在示例331中,示例330的主题可选地包括:其中,所述至少一个嵌入式硅管芯包括多个嵌入式硅管芯,并且所述预定数量的天线包括多个相应的预定数量的天线,并且其中,所述导电信号馈电结构包括多个信号馈电迹线,其连接到多个嵌入式硅管芯中的相应硅管芯以及多个相应预定数量的天线中的相应天线。
在示例332中,示例330-331中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,层状结构包括多个密集封装的触点,其分别围绕所述至少一个嵌入式硅管芯,并且被布置为提供至少一个嵌入式硅管芯的射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)屏蔽体。
在示例333中,示例332的主题可选地包括:其中,所述至少一个嵌入式硅管芯包括多个嵌入式硅管芯,并且所述层状结构包括多个密集封装的触点,所述多个密集封装的触点中的每一个围绕多个嵌入式硅管芯中的相应的一个,并且布置成为多个嵌入式硅管芯中的各硅管芯提供相应的RFI和EMI屏蔽体。
在示例334中,示例331-333中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个嵌入式硅管芯彼此耦合,并且被布置为由中央处理单元执行的多个软件指令控制。
在示例335中,示例331-334中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,层状基板堆叠在第二层状基板上并物理连接到第二层状基板,该第二层状基板包括第二组多个第二相应预定数量的第二天线,其中,所述第二层状基板包括第二组多个嵌入式硅管芯,每个硅管芯布置成包括电子电路,所述电子电路可操作以主要仅生成用于操作所述第二组多个第二相应的预定数量的天线中的天线的电子信号;以及多个馈电迹线,连接到第二组多个第二相应的预定数量的第二天线中的相应天线。
在实施例336中,实施例335的主题可选地包括:其中,层状基板平行于第二层状基板或垂直于第二层状基板。
在示例337中,示例335-336中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个嵌入式硅管芯中的第一个在第一频率范围中生成信号,并且所述多个嵌入式硅管芯中的第二个在第二频率范围内生成信号。
示例338是非模制的无线电子系统,包括:层状基板,包括多个平行层;嵌入在层状基板内的硅管芯;双贴片天线,包括第一贴片和第二贴片,其中,第一贴片布置在层状基板的多个层的第一层上或内,或者在连接到第一层的表面贴装器件(SMD)上或内,第二贴片布置在层状基板的多个层的第二层上或内,并且耦合到硅管芯;和布置在多个平行层的第三层上的地平面,其中,选择第一贴片与第二贴片之间的距离,以及第二贴片与地平面之间的距离,以提供期望的带宽。
在示例339中,示例338的主题可选地包括:其中,层状基板堆叠在第二层状基板上并物理连接到第二层状基板,第二层状基板包括第二组多个平行层,其中,第二层状基板包括多个天线,其经由一个或多个过孔耦合到嵌入的硅管芯,并且第二组多个天线被布置为天线阵列。
在示例340中,示例339的主题可选地包括:其中,层状基板平行于第二层状基板或垂直于第二层状基板。
在示例341中,示例339-340中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线包括第一天线元件和第二天线元件,并且第一天线元件布置在层状基板上或内,第二天线元件布置在第二层状基板上或内。
在示例342中,示例338-341中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,柔性互连将层状基板连接到包括多个天线的第三层状基板。
在示例343中,示例342的主题可选地包括:其中,柔性互连通过焊接或通过压接连接到层状基板。
示例344是无线电子系统,包括:第一基板,包括第一PCB;第二基板,包括模具;第三基板,包括第二PCB,其中,第二基板包括一个或多个嵌入式硅管芯,其通过穿模过孔和导电再分布层(RDL)耦合到多个天线阵列,第二基板的组件部分被单独构造并焊接在一起,并且在将第二基板的组件部分焊接在一起之后通过流动工艺施加模具。
在示例345中,示例344的主题可选地包括:其中,RDL也在第一基板或第三基板内,或在第一基板和第三基板内。
在示例346中,示例344-345中任一个或多个的主题可选地包括:其中,RDL仅在第二基板内。
在示例347中,示例344-346中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RDL包括焊球、平面栅格阵列(LGA)焊盘或球栅阵列(BGA)焊盘。
在示例348中,示例344-347中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二基板的组件部分包括穿模过孔和RDL。
在示例349中,示例344-348中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,穿模过孔包括单个柱。
在示例350中,示例344-349中的任何一个或多个的主题可选地包括:在第一基板、第二基板和第三基板彼此堆叠并物理连接之前,在第二基板中测试一个或多个嵌入的硅管芯。
在示例351中,示例344-350中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,通过焊球将第一基板或第三基板焊接到用户设备的主板上,并且用户设备包括:手机、平板电脑或其他移动设备。
示例352是无线电子系统,包括:第一基板;第二基板,包括至少一个嵌入式硅管芯;第三基板;SMD,电连接到第一基板;天线元件,具有部分地布置在第一基板内并且部分地布置在SMD内的区段,并且由耦合到至少一个嵌入式管芯的导电层馈电。
在示例353中,示例352的主题可选地包括:其中,天线元件还部分地布置在第二基板和第三基板内,并且天线元件由耦合到至少一个嵌入式管芯的第二导电层馈电。
在示例354中,示例352-353中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线元件包括穿模过孔。
在示例355中,示例352-354中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SMD具有两个平行边,并且天线元件的一部分设置在平行边之一上。
在示例356中,示例352-355中的任何一个或多个的主题可选地包括:布置在SMD内的天线元件的部分比布置在第一基板、第二个基板和第三基板内的天线元件的部分短。
在示例357中,示例352-356中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线元件的设置在SMD的一个平行边上的部分比天线元件的布置在SMD内的部分或天线元件的布置在第一基板内的部分短。
在示例358中,示例352-357中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个SMD设置在天线板上或内,所述天线板堆叠在第一基板上并且物理连接到第一基板,所述天线板包括天线元件的一部分。
示例359是层叠封装无线电子系统,包括:包括至少一个嵌入式管芯的第一基板;第一组多个天线,设置在第一基板上;多个导电再分布层(RDL),将至少一个嵌入式管芯与第一组多个天线耦合;和天线板,包括第二组多个天线,天线板堆叠在第一基板上并物理连接到第一基板,RDL通过焊接触点将至少一个嵌入式管芯与第二组多个天线耦合。
在示例360中,示例359的主题可选地包括:其中,RDL包括导电水平层。
在示例361中,示例359-360中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一些RDL印制在至少一个嵌入式管芯上。
在示例362中,示例359-361中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个嵌入式管芯由模具包封。
示例363是模制的层叠封装无线电子系统,包括:第一层平行导体;第一组多个天线元件,设置在第一层上;第二层,包括模制封装件、多个穿模过孔、至少一个嵌入式管芯以及多个导电再分布层,所述至少一个嵌入式管芯通过多个导电再分布层中的一个或多个以及平行导体中的一个或多个连接到第一组多个天线中的至少一个。
在示例364中,示例363的主题可选地包括:用于将射频信号发送到层叠封装配置的连接器,该连接器放置在第一层中的凹部中。
在示例365中,示例363-364中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个嵌入式管芯由布置在模制封装件内的金属屏蔽体屏蔽,并且其中,在将模制封装件引入第二层之前,金属屏蔽体被焊接在模制封装件内。
示例366是超薄无线电子系统,包括:包括平行导电层的无芯基板;至少一个半导体管芯,设置在无芯基板上;多个天线,位于无芯基板的旁边,其中,多个天线的体积大于无芯基板的体积。
在示例367中,示例366的主题可选地包括:其中,多个天线包括由平行导电层之一馈电的天线阵列。
在示例368中,主题可以包括或可以可选地与示例330至367中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例330至367的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例330至367的任何一个或多个功能。
示例369是多层堆叠环形谐振器(SRR)天线装置,包括:多个环形谐振器,设置在多层PCB基板的第一基板层上;至少另一环形谐振器,设置在PCB基板的第二基板层上;天线馈电部,设置在PCB基板的第三基板层上,其中,天线馈电部电流耦合到至少另一环形谐振器,并且多个环形谐振器彼此电容耦合并且耦合到至少另一环形谐振器。
在示例370中,示例369的主题可选地包括:天线地平面,设置在PCB基板的第四基板层上,第四基板层与第三基板层相邻,其中,天线地平面电容耦合到多个环形谐振器和至少另一个环形谐振器。
在示例371中,示例370的主题可选地包括:其中,第一基板层和第二基板层,通过第一绝缘基板层隔开,并且其中,第三和第四基板层通过第二绝缘基板层与第二基板层隔开。
在示例372中,示例369-371中的任何一个或多个的主题可选地包括:设置在第一基板层和第二基板层上的多个偶极。
在示例373中,示例372的主题可选地包括:其中,所述多个偶极包括与SRR天线装置的电场正交设置的非谐振偶极。
在示例374中,示例372-376中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个偶极增加SRR天线装置的金属密度,以减少多层PCB基板的基板翘曲。
在示例375中,示例369-374中的任何一个或多个的主题可选地包括:设置在PCB基板的一个或多个附加基板层内的阻抗变换器,阻抗变换器通过一个或多个附加基板层耦合到集成电路和天线馈电部。
在示例376中,示例375的主题可选地包括:其中,阻抗变换器是包括多个过孔的同轴阻抗变换器,并且其中,多个过孔中的至少一个将集成电路通过一个或多个附加基板耦合到天线馈电部。
在示例377中,示例375-376中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻抗变换器被布置为使集成电路与天线馈电部之间的信号路径的阻抗与一个或多个谐振频率匹配。
在示例378中,示例375-377中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,集成电路设置在至少一个附加基板层的与多个环形谐振器相反的外表面上。
在示例379中,示例369-378中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线馈电部包括耦合到第二基板上的所述至少另一环形谐振器的一个或多个天线端口的多个馈线。
在示例380中,示例379的主题可选地包括:其中,所述至少另一环形谐振器被布置为:经由所述多个馈电接收垂直偏振信号和水平偏振信号中的一个或两者。
在示例381中,示例379-380中的任何一个或多个的主题可选地包括:Ω带状线。
在示例382中,示例379-381中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个馈线中的每一个还包括形成屏蔽的多个过孔。
在示例383中,示例379-382中的任何一个或多个的主题可选地包括:由多个地过孔屏蔽的Ω带状线。
示例384是用于传递和/或处理高频信号的无线通信设备,该设备包括:在多层PCB基板上的堆叠环形谐振器(SRR)天线;无线收发机集成电路,用于经由SRR天线发送或接收无线信号,其中,SRR天线包括:多个环形谐振器,设置在PCB基板的第一基板层上;至少另一环形谐振器,设置在PCB基板的第二基板层上;天线地平面,设置在PCB基板的第三基板层上;天线馈电部,设置在PCB基板的第四基板层上,第四基板层与第三基板层相邻,其中,天线地平面电容耦合到多个环形谐振器和至少另一环形谐振器,并且其中,天线馈电部是25Ω带状线,其在一个或多个天线馈电端口处电流耦合到至少另一环形谐振器。
在示例385中,示例384的主题可选地包括:其中,所述多个环形谐振器包括两个环形谐振器,所述两个环形谐振器彼此电容耦合并且耦合到所述至少另一环形谐振器。
在示例386中,示例384-385中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个环形谐振器包括四个环形谐振器,所述四个环形谐振器彼此电容耦合并且耦合到所述至少另一环形谐振器。
在示例387中,示例384-386中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SRR天线还包括:阻抗变换器,设置在PCB基板的一个或多个附加基板层内,阻抗变换器通过一个或多个附加基板层耦合到集成电路和天线馈电部。
在示例388中,示例387的主题可选地包括:其中,阻抗变换器是包括多个过孔的同轴阻抗变换器,并且其中,多个过孔中的至少一个将集成电路通过一个或多个附加基板层耦合到天线馈电部。
在示例389中,示例387-388中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻抗变换器被布置为使集成电路与天线馈电部之间的信号路径的阻抗与一个或多个谐振频率匹配。
在示例390中,示例387-389中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,集成电路设置在至少一个附加基板层的与多个环形谐振器相反的外表面上。
示例391是一种装置,包括:波导;PCB基板,该PCB基板包括:传输线,被布置为:使用波导发送或接收无线信号;馈电探头,耦合到传输线,被布置为:控制无线信号的发送或接收;以及将PCB耦合到波导的波导适配器,其中,波导包括用作发送或接收无线信号的天线的开口端,并且其中,馈电探头包括电镀穿过PCB基板和传输线的至少一个过孔。
在示例392中,示例391的主题可选地包括:其中,传输线被布置为在PCB基板上的RF子系统与波导之间传递无线信号。
在示例393中,示例392的主题可选地包括:其中,传输线设置在PCB基板的一个或多个层上。
在示例394中,示例392-393中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输线是背面接地的共面波导(CPW)传输线。
在示例395中,示例391-394中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,波导适配器包括当波导适配器安装到PCB基板和波导时,形成在波导与PCB基板之间的阻抗匹配空气腔体。
在示例396中,示例391-395中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB基板包括顶部地层和底部地层,其中,顶部地层和底部地层耦合到传输线的地层。
在示例397中,示例396的主题可选地包括:形成地过孔围栏的多个地过孔,地过孔围栏耦合顶部地层和底部地层。
在示例398中,示例397的主题可选地包括:其中,波导包括具有金属涂层的绝缘体,当波导适配器安装到波导和PCB时,金属涂层与波导适配器和地过孔围栏电连接。
在示例399中,示例391-398中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB基板包括切除部,用于当波导适配器安装到PCB基板和波导时,接收波导。
在示例400中,示例392-399中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,波导适配器还包括开口,用于当波导适配器安装到PCB基板和波导时,接收传输线。
在示例401中,示例391-400中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,波导包括金属涂覆的介电材料,其介电常数不同于与PCB关联的介电常数。
在示例402中,示例391-401中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB还包括用于接收安装模块的至少一个开口,该安装模块将波导适配器附接到PCB。
在示例403中,示例392-402中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,阻抗匹配空气腔体的宽度是可调节的,以配置传输线与波导之间的信号反射程度。
示例404是天线系统,包括:波导;PCB基板上的传输线,传输线布置成在RF子系统与波导之间传送无线信号;将PCB基板耦合到波导的适配器;和馈电探头,耦合到传输线并且布置成操纵经由波导发送或接收无线信号,其中,传输线经由多个地过孔围栏耦合到PCB基板的地平面层,所述多个地过孔围栏电镀穿过PCB基板和地平面层。
在示例405中,示例404的主题可选地包括:其中,适配器包括:当适配器安装到PCB基板和波导时,在波导与PCB基板之间形成的阻抗匹配空气腔体。
在示例406中,示例404-405中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输线是背面接地的共面波导(CPW)传输线。
在示例407中,示例404-406中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,馈电探头包括电镀穿过PCB基板和传输线的一个或多个PCB过孔。
在示例408中,示例404-407中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB基板包括顶部地层和底部地层,其中,顶部地层和底部地层使用地过孔围栏耦合到传输线。
在示例409中,示例408的主题可选地包括:其中,波导包括具有金属涂层的绝缘体,当适配器安装到波导和PCB基板时,金属涂层与波导适配器和地过孔围栏电连接。
在示例410中,示例404-409中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,,PCB基板包括切除部,用于当适配器安装到PCB基板和波导时,接收波导。
在示例411中,示例404-410中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,适配器还包括开口,用于当适配器安装到PCB基板和波导时,接收传输线。
示例412是双偏振天线,包括:第一偶极天线;第二偶极天线,其中,第一偶极天线和第二偶极天线各自具有相应的平面臂,并且其中,第一偶极天线和第二偶极天线各自具有基本垂直于每个相应平面臂的臂,并且其中,每个偶极被布置为:生成与各个平面臂成45度倾斜的线性偏振。
在示例413中,示例412的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极中的每一个的臂是由第一偶极和第二偶极共享的公共臂。
在示例414中,示例412-413中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极天线和第二偶极天线实现在多层基板上,并且孔在平面臂中,孔至少部分延伸进入多层基板,以减少基板波。
在示例415中,示例412-414中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极天线和第二偶极天线实现在多层基板上,并且孔在PCB中,与第一偶极和第二偶极的平面臂连续但不穿过它们,孔至少部分地延伸到多层基板中,以减少基板波。
在示例416中,示例412-415中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极是并排放置的折叠偶极。
在示例417中,示例416的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极包括正交偏振的天线对。
在示例418中,示例417的主题可选地包括:其中,偏振垂直于PCB。
示例419是双偏振天线阵列,包括多个正交偏振的天线元件,其中,多个正交偏振的天线元件中的每一个包括:第一偶极天线;第二偶极天线,其中,第一偶极天线和第二偶极天线各自具有相应的平面臂,并且其中,第一偶极天线和第二偶极天线各自具有基本垂直于每个相应平面臂的臂,并且其中,每个偶极被布置为生成与各个平面臂成45度倾斜的线性偏振。
在示例420中,示例419的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极中的每一个的臂是由第一偶极和第二偶极共享的公共臂。
在示例421中,示例419-420中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极天线和第二偶极天线实现在多层基板上,并且孔在平面臂中,孔至少部分延伸进入多层基板,以减少基板波。
在示例422中,示例419-421中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极天线和第二偶极天线实现在多层基板上,并且孔在PCB中,与第一偶极和第二偶极的平面臂连续但不穿过它们,孔至少部分地延伸到多层基板中,以减少基板波。
在示例423中,示例419-422中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极是并排放置的折叠偶极。
在示例424中,示例423的主题可选地包括:其中,第一偶极和第二偶极包括正交偏振的天线对。
在示例425中,示例423-424中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,偏振是垂直的。
在示例426中,主题可以包括或可以可选地与示例412至425中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例412至425的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例412至425的任何一个或多个功能。
示例427是无线电子系统,包括:嵌入第一基板内的管芯;至少一个第一天线,设置在第一基板上并耦合到管芯;连接到第一基板的表面贴装器件,其中,表面贴装器件包括至少一个第二天线;第二基板,包括腔体,第二基板连接到第一基板,使得表面贴装器件被腔体覆盖。
在示例428中,示例427的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线包括被布置为第一天线阵列的多个天线。
在示例429中,示例427-428中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第二天线包括被布置为第二天线阵列的多个第二天线。
在示例430中,示例427-429中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个第一天线包括布置为第一天线阵列的多个天线,并且所述至少一个第二天线包括布置为第二天线阵列的多个第二天线,并且其中,第一天线阵列布置成在第一频段中操作,第二天线阵列布置成在第二频段中操作。
在示例431中,示例430的主题可选地包括:其中,第一频段处于毫米波频率,第二频段处于WiGig频率。
在示例432中,示例427-431中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,表面贴装器件通过焊接连接连接到第一基板,焊接连接是机械连接或电连接。
在示例433中,示例427-432中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一基板通过焊接连接而连接到第二基板,焊接连接是机械连接或电连接。
在示例434中,示例427-433中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一基板或第二基板通过柔性互连连接到第三基板,其中,第三基板包括第二管芯,其耦合到布置为天线阵列的多个第三天线。
在示例435中,示例434的主题可选地包括:其中,所述多个第三天线包括被布置为操作在毫米波频率的第三天线阵列。
在示例436中,示例434-435中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三基板连接到连接器,该连接器布置成接收将要由第三天线阵列发送或接收的无线电信号。
示例437是一种移动设备,包括:布置为收发机的管芯,其中,管芯嵌入在第一基板内,第一基板包括焊接到第一基板的第一层的第一天线阵列;第二天线阵列,焊接到第一基板的第二层,其中,第二层平行于第一层;和包括腔体的第二基板,其中,第二基板连接到第一基板,使得第二天线阵列被腔体覆盖。
在示例438中,示例437的主题可选地包括:其中,第一天线阵列被布置为在第一频段中操作,第二天线阵列被布置为在第二频段中操作。
在示例439中,示例438的主题可选地包括:其中,第一频段处于毫米波频率,第二频段处于WiGig频率。
在示例440中,示例437-439中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一基板通过焊接连接而连接到第二基板,焊接连接是机械连接或电连接。
在示例441中,示例437-440中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一基板或第二基板通过柔性互连连接到第三基板,其中,第三基板包括第二管芯,其被布置为收发机并耦合到第三天线阵列。
在示例442中,示例441的主题可选地包括:其中,第三基板连接到连接器,该连接器布置成接收将要由第三天线阵列发送或接收的无线电信号。
在示例443中,示例437-442中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二基板连接到第四基板,第四基板包括布置为收发机并耦合到第四天线阵列的第三管芯,其中,第二基板和第四基板以使得第二基板和第四基板彼此平行的配置连接。
在示例444中,主题可以包括或可以可选地与示例427至443中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例427至443的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例427至443的任何一个或多个功能。
示例445是一种天线元件,包括:PCB,包括多个平行层;以及波导,包括:电镀表面组件,包括附接到PCB的第一导电层的介电体;电镀表面组件内的单极天线,单极天线垂直于PCB的第一导电层;和未电镀的介电体组件,附接到或形成电镀表面组件的一部分,电镀表面组件和未电镀介电体组件具有预定形状,未电镀介电体组件提供从波导到空气的阻抗匹配。
在示例446中,示例445的主题可选地包括:其中,单极天线包括附接到PCB的第二层的过孔。
在示例447中,示例445-446中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,单极天线由来自射频集成电路(RFIC)的导电迹线馈电。
在示例448中,示例445-447中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB具有边缘表面,并且未电镀介电体组件延伸超出边缘表面。
在示例449中,示例445-448中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,单极天线被布置成以边射方式辐射。
在示例450中,示例445-449中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,未电镀元件用作调谐元件,以提供从波导到空气的阻抗匹配。
在示例451中,示例445-450中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电镀表面组件焊接到PCB的第一导电层。
在示例452中,示例445-451中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB被切割以配合预定形状,PCB被至少部分地切穿第一导电层以配合预定形状,电镀表面组件和未电镀介电体附接到第一导电层的通过切割以能够配合预定形状而形成的边缘,单极天线是第一单极天线,其部分地在电镀表面组件内延伸;和第二单极天线,其至少部分位于电镀表面元件内并垂直于第一单极天线,其中,第一单极天线以第一偏振辐射,第二单极天线以垂直于第一偏振的第二偏振辐射。
在示例453中,示例445-452中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电镀表面组件包括具有两个平行元件的夹层结构,PCB布置在两个平行元件之间,单极天线通过从波导的末端布置的传输线馈电。
示例454是天线阵列,包括:包括多个层的PCB;多个天线元件,每个天线元件包括波导,该波导包括:附接到PCB的第一导电层的电镀表面组件;电镀表面组件内的单极天线,单极天线垂直于与PCB的第一层平行的层;以及附接到或形成电镀表面组件的一部分的未镀介电体组件,电镀表面组件和未电镀介电体组件具有预定形状,未电镀介电体组件提供从波导到空气的阻抗匹配。
在示例455中,示例454的主题可选地包括:其中,PCB被切割以配合预定形状,PCB被至少部分地切穿第一导电层以配合预定形状,电镀表面组件和未电镀介电体附接到第一导电层的通过切割以能够配合到预定形状而形成的边缘,单极天线是第一单极天线,其部分地在电镀表面组件内延伸;和第二单极天线,其至少部分位于电镀表面元件内并垂直于第一单极天线,其中,第一单极天线以第一偏振辐射,第二单极天线以垂直于第一偏振的第二偏振辐射。
在示例456中,示例454-455中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电镀表面组件包括具有两个平行元件的夹层结构,PCB布置在两个平行元件之间,单极天线通过从波导的末端布置的传输线馈电。
示例457是无线电子系统,包括:布置在PCB上或内的收发机,PCB包括多个平行层;和耦合到收发机的天线阵列,其中,天线阵列包括多个天线元件,其中,每个天线元件包括波导,该波导包括:附接到PCB的第一导电层的电镀表面组件;电镀表面组件内的单极天线,单极天线垂直于与PCB的第一层平行的层;以及附接到或形成电镀表面组件的一部分的未电镀介电体组件,电镀表面组件和未电镀介电体组件具有预定形状,未电镀介电体元件提供从波导到空气的阻抗匹配。
在示例458中,示例457的主题可选地包括:其中,PCB被切割以配合预定形状,PCB被至少部分地切穿第一导电层以配合预定形状,电镀表面组件和未电镀介电体附接到第一导电层的通过切割以能够配合到预定形状而形成的边缘,单极天线是第一单极天线,其部分地在电镀表面组件内延伸;和第二单极天线元件,其至少部分位于电镀表面组件内并垂直于第一单极天线,其中,第一单极天线以第一偏振辐射,第二单极天线以垂直于第一偏振的第二偏振辐射。
在示例459中,示例457-458中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电镀表面组件包括具有两个平行元件的夹层结构,PCB布置在两个平行元件之间,单极天线通过从波导的末端布置的传输线馈电。
在示例460中,主题可以包括或可以可选地与示例445至459中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例445至459的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例445至459的任何一个或多个功能。
示例461是双偏振差分天线,包括:天线元件;四个天线端口,每个天线端口布置用于激励天线元件,其中,四个端口中的第一端口和第二端口彼此面对,四个端口中的第一端口和第二端口被布置为分别由第一极性的信号和第一极性的反相信号驱动;以及四个端口中的第三端口和第四端口,它们彼此面对并且与四个端口中的第一端口和第二端口正交,四个端口中的第三端口和第四端口被布置成分别由第二极性的信号和第二极性的反相信号驱动。
在示例462中,示例461的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口以及四个端口中的第三端口和第四端口均形成天线元件的一部分。
在示例463中,示例461-462中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口以及四个端口中的第三端口和第四端口均耦合到天线元件。
在示例464中,示例461-463中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口中的至少一个形成天线元件的一部分。
在示例465中,示例461-464中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第三端口和第四端口中的至少一个耦合到天线元件。
示例466是双偏振差分天线阵列,包括:多个天线元件;彼此相对的第一端口和第二端口,第一端口和第二端口被布置为分别由第一极性的信号和第一极性的反相信号驱动;第三端口和第四端口,它们彼此相对并且垂直于第一端口和第二端口,第三端口和第四端口布置成分别由第二极性的信号和第二极性的反相信号驱动。
在示例467中,示例466的主题可选地包括:其中,第一端口和第二端口以及第三端口和第四端口均形成天线元件的一部分。
在示例468中,示例466-467中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一端口和第二端口以及第三端口和第四端口均耦合到天线元件。
在示例469中,示例466-468中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一端口和第二端口中的至少一个形成天线元件的一部分。
在示例470中,示例466-469中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三端口和第四端口中的至少一个耦合到天线元件。
示例471是一种天线卡,包括:层叠结构;层叠结构上或内的天线元件;四个天线端口,每个天线端口布置在层叠结构上或内,用于激励天线元件,其中,四个端口中的第一端口和第二端口彼此相对,四个端口中的第一端口和第二端口分别由第一极性的信号和第一极性的反相信号驱动,四个端口中的第三端口和第四端口彼此相对,并且与四个端口中的第一端口和第二端口正交,四个端口中的第三端口和第四端口布置成分别由第二极性的信号和第二极性的反相信号驱动。
在示例472中,示例471的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口以及四个端口中的第三端口和第四端口均形成天线元件的一部分。
在示例473中,示例471-472中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口以及四个端口中的第三端口和第四端口均耦合到天线元件。
在示例474中,示例471-473中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第一端口和第二端口中的至少一个形成天线元件的一部分。
在示例475中,示例471-474中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,四个端口中的第三端口和第四端口中的至少一个耦合到天线元件。
示例476是一种天线卡,包括:层叠结构;多个天线元件,布置在双偏振差分天线阵列中,每个天线单元布置在层叠结构上或内,并包括:第一端口和第二端口,彼此相对,第一端口和第二端口被布置为分别由第一极性的信号和第一极性的反相信号驱动;以及第三端口和第四端口,彼此相对并且垂直于第一端口和第二端口,第三端口和第四端口被布置成分别由第二极性的信号和第二极性的反相信号驱动。
在示例477中,示例476的主题可选地包括:其中,第一端口和第二端口以及第三端口和第四端口均形成天线元件的一部分。
在示例478中,示例476-477中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一端口和第二端口以及第三端口和第四端口均耦合到天线元件。
在示例479中,示例476-478中的任何一个或多个的主题可选地包括;其中,第一端口和第二端口中的至少一个形成天线元件的一部分。
在示例480中,示例476-479中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第三端口和第四端口中的至少一个耦合到天线元件。
示例481是双偏振差分天线,包括:天线元件,被布置为由第一偏振的第一信号和第二偏振的第二信号驱动;与天线元件相关联的第一端口和与天线元件相关联的第二端口,其中,第一端口和第二端口彼此正交地定位;第一馈线,被布置为接收第一偏振的第一信号,第一馈线耦合第一端口;第二馈线,被布置为接收第二偏振的第二信号,第二馈线耦合到第二端口;与天线元件相关联并位于第一端口对面的第三端口;与天线元件相关并位于第二端口的对面的第四端口;第三馈线,被布置为接收与第一信号反相的信号,第三馈线与第三端口耦合;和第四馈线,被布置为接收与第二信号反相的信号,第四馈线连接到第四端口。
在示例482中,示例481的主题可选地包括:其中,第一端口、第二端口、第三端口或第四端口中的至少一个形成天线的一部分。
示例483是双偏振差分天线阵列,包括:以相控阵列布置的多个天线元件,多个天线元件中的每一个布置成由第一偏振的第一信号、与第一信号反相的信号、第二偏振的第二信号和与第二信号反相的信号驱动;与所述多个天线元件中的第一天线元件相关联的第一端口和与所述第一天线元件相关联的第二端口,其中,第一端口和第二端口彼此正交地定位;第一馈线,被布置为接收第一偏振的第一信号,第一馈线耦合第一端口;第二馈线,被布置为接收第二偏振的第二信号,第二馈线耦合到第二端口;第三端口,与第一天线元件相关联并位于第一端口的对面;第四端口,与第一天线元件相关联并位于第二端口的对面;第三馈线,被布置为接收与第一信号反相的信号,第三馈线与第三端口耦合;第四馈线,被布置为接收与第二信号反相的信号,第四馈线连接到第四端口。
在示例484中,示例483的主题可选地包括:其中,第一端口、第二端口、第三端口或第四端口中的至少一个耦合到第一天线元件。
在示例485中,主题可以包括或可以可选地与示例461至484中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例461至484的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例461至484的任何一个或多个功能。
示例486是毫米波(mmWave)通信设备的装置,该装置包括:多个相控天线阵列;包括多个接收机的接收机结构,该接收机结构布置成通过多个相控天线阵列的第一相控天线阵列接收mmWave波束赋形信号;包括多个发射机的发射机架构,发射机架构布置成通过第一相控天线阵列发送mmWave波束赋形信号,其中,多个接收机中的第一接收机正在从第一基站接收mmWave波束赋形信号的同时,多个接收机中的至少第二接收机正在扫描来自第二基站的mmWave波束赋形信号。
在示例487中,示例486的主题可选地包括:其中,多个相控天线阵列中的每一个与多个重叠三维区域中的对应一个相关联,用于发送和接收电磁信号。
在示例488中,示例487的主题可选地包括:垂直平面中的度。
在示例489中,示例486-488中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个相控天线阵列中的每一个是双偏振天线阵列,被布置为发送垂直偏振(V)信号和水平偏振(H)信号中的一个或两者。
在示例490中,示例486-489中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,发射机架构被布置为:将mmWave波束赋形信号作为垂直偏振(V)信号和水平偏振(H)信号经由第一相控天线阵列发送到第一基站。
在示例491中,示例490的主题可选地包括:使用第一相控天线阵列的多输入多输出(MIMO)配置。
在示例492中,示例490-491中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个发射机中的第一发射机被布置为:多个发射机中的第二发射机正在经由第一天线阵列发送H信号的同时,经由第一天线阵列发送V信号。
在示例493中,示例491-492中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个接收机中的至少第二接收器使用多个相控天线阵列中的第二相控天线阵列扫描来自第二基站的mmWave波束赋形信号。
在示例494中,示例486-493中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,接收机架构被布置为:检测来自第二基站的mmWave波束赋形信号;并确定检测到的mmWave波束赋形信号的一个或多个信号特性。
在示例495中,示例494的主题可选地包括:其中,一个或多个信号特性包括接收信号强度指示符(RSSI)。
在示例496中,示例494-495中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,接收机架构被布置为:基于所述一个或多个信号特性,执行从第一基站到第二基站的软切换。
在示例497中,示例496的主题可选地包括:在软切换期间,接收机架构被布置为:经由第一天线阵列从第一基站接收mmWave信号,并且经由第二天线阵列从第二基站接收mmWave信号。
示例498是毫米波(mmWave)通信设备的装置,该装置包括:多个相控天线阵列,多个相控天线阵列被布置为在提供360度覆盖的多个三维区域中接收或发送信号;收发机架构,包括:第一收发机,被布置为经由多个相控天线阵列中的第一相控天线阵列接收第一基站的mmWave波束赋形信号;第二收发机,被布置为:使用多个相控天线阵列中的至少第二相控天线阵列扫描来自第二基站的mmWave波束赋形信号的一个或多个mmWave频率;第三收发机,被布置为:使用多个相控天线阵列中的至少第三相控天线阵列接收或发送mmWave波束赋形信号;和应用处理器,被布置为:在检测到有来自第二基站的mmWave波束赋形信号时,推迟从第一基站接收mmWave波束赋形信号,并发起使用第三收发机从第二基站接收mmWave波束赋形信号以执行切换。
在示例499中,示例498的主题可选地包括:其中,第二收发机被布置为:在切换期间,继续扫描mmWave波束赋形信号的一个或多个mmWave频率。
在示例500中,示例498-499中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个相控天线阵列中的每一个是双偏振天线阵列,被布置为发送垂直偏振(V)信号和水平偏振(H)信号中的一个或两者。
在示例501中,示例498-500中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一收发机被布置为:经由第一相控天线阵列,将mmWave波束赋形信号作为垂直偏振(V)信号发送到第一基站。
在示例502中,示例501的主题可选地包括:其中,收发机架构还包括第四收发机,第四收发机被布置为:第一收发机正在发送V信号的同时,经由第一相控天线阵列,将mmWave波束赋形信号作为水平偏振(H)信号发送到第一基站。
在示例503中,示例502的主题可选地包括:其中,第二收发机被布置为:第一收发机和第四收发机正在经由第一相控天线阵列将mmWave波束赋形信号发送到第一基站的同时,扫描多个相控天线阵列中的至少第二相控天线阵列的一个或多个mmWave频率。
在示例504中,示例502-503中的任何一个或多个的主题可选地包括:使用第一相控天线阵列的多输入多输出(MIMO)配置。
示例505是车载毫米波(mmWave)通信设备的装置,该装置包括:多个相控天线阵列,多个相控天线阵列中的每一个与多个重叠的三维区域中的对应一个相关联,用于发送和接收电磁信号;包括多个接收机的接收机架构,该接收机架构布置成经由多个相控天线阵列中的第一相控天线阵列接收mmWave波束赋形信号;包括多个发射机的发射机架构,发射机架构布置成经由第一相控天线阵列发送mmWave波束赋形信号,其中,多个接收机中的第一接收机正在从第一基站接收mmWave波束赋形信号的同时,多个接收机中的至少第二接收机使用多个相控天线阵列中的第二相控天线阵列从至少第二车辆接收车辆到车辆(V2V)mmWave信号。
在示例506中,示例505的主题可选地包括:V mmWave信号。
在示例507中,示例505-506中的任何一个或多个的主题可选地包括:应用处理器,被布置成:使用至少一个传感器来检测与车辆相关联的一个或多个道路危险。
在示例508中,示例507的主题可选地包括:其中,多个发射机中的第一发射机被布置成:在检测到一个或多个道路危险时,使用多个相控天线阵列中的第三相控天线阵列,将指示检测到的一个或多个道路危险的V2V mmWave信号发送到至少第三车辆。
以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以与其他示例组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读以上描述后,可以使用其他方面。摘要是为了使读者能够快速确定技术公开的本质。提交时的理解是,它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。而且,在以上详细描述中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。然而,权利要求可能未阐述本文公开的每个特征,因为方面可以以所述特征的子集为特征。此外,方面可包括比特定示例中公开的特征更少的特征。因此,以下权利要求在此并入具体实施方式中,权利要求本身作为单独的方面。本文公开的方面的范围将参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。
示例509是一种天线,包括:层状基板,包括多个介电层;基板内的过孔;馈电机构,耦合到过孔,馈电机构布置成向过孔提供RF信号,以便由过孔传输。
在示例510中,示例509的主题可选地包括:其中,过孔是锥形的。
在示例511中,示例509-510中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,过孔为圆柱形或平行六面体形状。
在示例512中,示例509-511中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,过孔填充有金属或者部分填充有金属,或者被电镀而没有填充金属。
在示例513中,示例509-512中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,过孔具有第一直径和第二直径,并且第一直径布置在多个电介质层中的第一个的边界处,过孔的在第一直径与第二直径之间的部分设置在多个电介质层中的第二个内。
在示例514中,示例513的主题可选地包括:其中,第一直径大于第二直径。
在示例515中,示例509-514中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,过孔具有第一直径和第二直径,并且多个电介质层包括N个电介质层,其中N是整数,并且其中,第一直径和第二直径设置在多个N电介质层内。
在示例516中,示例509-515中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,过孔由水平馈电部或垂直馈电部馈电。
在示例517中,示例509-516中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输是端射传输。
示例518是天线阵列,包括:层状基板,包括多个电介质层;多个天线元件,每个天线元件包括设置在层状基板内的至少一个过孔;馈电机构,耦合到至少一个过孔,馈电机构布置成向多个天线元件提供RF信号,以便由多个天线元件传输。
在示例519中,示例518的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些是锥形的。
在示例520中,示例518-519中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些是圆柱形或平行六面体形状。
在示例521中,示例518-520中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线元件中的至少一些填充有金属填充或者部分地填充有金属,或者被电镀而没有填充金属。
在示例522中,示例518-521中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线元件包括射频子系统(RFS)的一部分。
在示例523中,示例518-522中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件与RFS隔开并且附接到RFS。
在示例524中,示例518-523中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述多个天线元件中的每一个具有第一直径和第二直径,第一直径布置在多个电介质层中的第一个的边界处,多个天线元件中的每个的在第一直径与第二直径之间的部分设置在多个电介质层中的第二个内。
在示例525中,示例524的主题可选地包括:其中,第一直径大于第二直径。
在示例526中,示例518-525中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的每一个通过水平馈电部或垂直馈电部馈电。
在示例527中,示例518-526中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,每个天线元件包括以背对背关系布置的两个过孔。
示例528是射频子系统(RFS),包括:收发机;天线阵列,耦合到收发机,该天线阵列包括:层状基板,包括多个电介质层;多个天线元件,每个天线元件包括设置在层状基板内的至少一个过孔;馈电机构,耦合到多个天线元件,馈电机构布置成向多个天线元件提供RF信号,以便由多个天线元件传输。
在示例529中,示例528的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些是具有圆锥形状的过孔。
在示例530中,示例528-529中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些是具有圆柱形状的过孔。
在示例531中,示例528-530中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些是填充有金属或电镀但未填充金属的过孔。
在示例532中,示例528-531中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件与RFS隔开并且附接到RFS。
在示例533中,示例528-532中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件是过孔,每个过孔具有第一直径和第二直径,第一直径和第二直径设置在层状基板的层内。
在示例534中,示例533的主题可选地包括:其中,第一直径大于第二直径。
在示例535中,示例528-534中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的每一个通过水平馈电部或垂直馈电部馈电。
在示例536中,示例528-535中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的每一个包括以背对背关系布置的两个过孔。
在示例537中,主题可以包括或可以可选地与示例509至536中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例509至536的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例509至536的任何一个或多个功能。
示例538是三维(3D)天线元件,包括:层状基板,包括多个层;多个层中的一个上的3D天线;以及作为修改的地平面的地平面,布置在3D天线下方。
在示例539中,示例538的主题可选地包括:具有最大直径和最小直径的D天线,并且修改的地平面在最小直径下方。
在示例540中,示例539的主题可选地包括:D天线元件由最小直径处或最小直径相邻的带状传输线馈电。
在示例541中,示例538-540中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,修改的地平面包括对角开槽的地平面。
在示例542中,示例538-541中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件是圆柱形或平行六面体形状。
在示例543中,示例538-542中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件填充有金属或者部分地填充有金属,或者被电镀但没有填充金属。
在示例544中,示例538-543中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件被布置为以边射操作在毫米波频率下操作。
示例545是天线阵列,包括:层状基板,包括多个层;多个3D天线元件,附接到多个层中的一个;以及地平面,其为平滑的平面金属化层的修改,布置在每个3D天线元件下方。
在示例546中,示例545的主题可选地包括:其中,多个天线元件中的至少一些通过焊接附接到多个层中的一个。
在示例547中,示例545-546中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件。
在示例548中,示例547的主题可选地包括:D天线元件由最小直径处或与最小直径相邻的带状线馈电。
在示例549中,示例545-548中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,修改的地平面包括对角开槽的地平面。
在示例550中,示例545-549中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件是圆柱形或平行六面体形状。
在示例551中,示例545-550中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件包括射频子系统(RFS)的一部分。
在示例552中,示例545-551中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件与RFS隔开并且附接到RFS。
在示例553中,示例545-552中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件与反射器相邻,该反射器被布置成在期望方向上反射天线阵列的辐射。
在示例554中,示例545-553中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件通过水平馈电部或垂直馈电部馈电。
示例555是射频子系统(RFS),包括:布置在层状基板上或内的收发机,层状基板包括多个平行层;天线阵列,包括多个3D天线元件,每个天线元件附接到层状基板的金属化层;地平面,其为修改的平滑平面金属化层,地平面布置在每个3D天线元件下方;从收发机耦合到每个3D天线元件的馈电机构,馈电机构布置成向多个3D天线元件提供RF信号,以便由多个3D天线元件传输。
在示例556中,示例555的主题可选地包括:D天线元件具有圆锥形状或平行六面体形状。
在示例557中,示例555-556中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件具有圆柱形状。
在示例558中,示例555-557中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件填充有金属或被电镀但未填充金属。
在示例559中,示例555-558中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件与RFS隔开并且附接到RFS。
在示例560中,示例555-559中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件。
在示例561中,示例555-560中的任何一个或多个的主题可选地包括:D天线元件通过水平馈电部或垂直馈电部馈电部。
在示例562中,主题可以包括或可以可选地与示例538至561中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例538至561的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例538至561的任何一个或多个功能。
示例563是接收机装置,包括:多个分段低噪声放大器(LNA),每个分段LNA包括多个LNA片段,其被布置为放大输入RF信号以生成放大的RF信号;多个分段下变频混频器,每个下变频混频器包括多个下变频混频器片段,其被布置为:基于专用本地振荡器(LO)信号将放大的RF信号下变频为基带信号;和控制电路,被布置为:接收输入RF信号的至少一个信号特性的指示;基于所接收的指示,触发所述多个LNA片段中的至少一个LNA片段和所述多个混频器片段中的至少一个混频器片段。
在示例564中,示例563的主题可选地包括:其中,所述至少一个信号特性指示:输入RF信号的带宽;输入RF信号是连续载波聚合信号;或输入RF信号是非连续载波聚合信号。
在示例565中,示例563-564中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:基于输入RF信号的至少一个信号特性,为接收机装置选择分离操作模式和开关操作模式中的一个;在所选择的分离操作模式或开关操作模式期间,触发至少一个LNA片段和至少一个混频器片段。
在示例566中,示例565的主题可选地包括:其中,在分离操作模式和开关操作模式期间,多个分段LNA的接收RF信号的信号输入处的输入阻抗保持恒定。
在示例567中,示例565-566中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:当至少一个信号特性指示输入RF信号是带宽超过信道滤波器带宽的非连续载波聚合信号或连续载波聚合信号时,选择分离操作模式。
在示例568中,示例565-567中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:当至少一个信号特性指示输入RF信号是带宽不超过信道滤波器带宽的连续载波聚合信号时,选择开关操作模式。
在示例569中,示例565-568中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:在开关操作模式期间:触发多个分段LNA中的一个,以放大输入RF信号,并生成放大的RF信号;以及触发多个分段下变频混频器中的一个,以使用LO信号对放大的RF信号进行下变频,以生成基带信号。
在示例570中,示例569的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:在开关操作模式期间:对多个分段LNA中的不活动LNA和多个分段下变频混频器中的不活动混频器断电。
在示例571中,示例565-570中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:在分离操作模式期间:触发多个分段LNA中的至少两个,每个触发的分段LNA接收输入RF信号的一部分,并生成至少两个放大的RF信号;以及触发多个分段下变频混频器中的与至少两个所触发的分段LNA对应的至少两个下变频混频器,以对至少两个放大的RF信号进行下变频,以生成至少两个基带信号。
在示例572中,示例571的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:在分离操作模式期间:对多个分段LNA中的不活动LNA和多个分段下变频混频器中的不活动混频器断电。
在示例573中,示例565-572中的任何一个或多个的主题可选地包括:LO生成器,被布置为生成LO信号;除法器,耦合到多个扇出缓冲器,除法器布置为生成与LO信号对应的多个差分LO信号。
在示例574中,示例573的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:在分离操作模式或开关操作模式期间,为被触发的至少一个混频器选择多个差分LO信号中的至少一个。
在示例575中,示例565-574中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:基于输入RF信号的至少一个信号特性,在分离操作模式和开关操作模式之间动态切换。
示例576是接收机装置,包括:第一RF处理链,包括:第一分段低噪声放大器(LNA),被布置为:接收输入RF信号的第一信号部分,以生成第一放大RF信号;第一分段下变频混频器,被布置为:使用第一差分本地振荡器(LO)信号对第一放大RF信号进行下变频,以生成第一基带信号;第一信道滤波器,被布置为:对第一基带信号进行滤波,以生成第一滤波后的基带信号;第二RF处理链,包括:第二分段低噪声放大器(LNA),被布置为:接收输入RF信号的第二信号部分,以生成第二放大RF信号;第二分段下变频混频器,被布置为:使用第二差分LO信号对第二放大RF信号进行下变频,以生成第二基带信号;和第二信道滤波器,被布置为:对第二基带信号进行滤波,以生成第一滤波后的基带信号。
在示例577中,示例576的主题可选地包括:控制电路,被布置为:接收输入RF信号的信号特性的指示;以及基于信号特性,为接收机装置触发分离操作模式和开关操作模式之一。
在示例578中,示例577的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:当信号特性指示输入RF信号是带宽超过信道滤波器带宽的连续载波聚合信号时,触发分离操作模式。
在示例579中,示例577-578中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:当信号特性指示输入RF信号的带宽高于与第一信道滤波器或第二信道滤波器相关联的带宽时,触发分离操作模式。
在示例580中,示例577-579中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,控制电路被布置为:当信号特性指示输入RF信号是带宽不超过信道滤波器的带宽的连续载波聚合信号时,触发开关操作模式。
在示例581中,示例577-580中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在分离操作模式期间,控制电路被布置为:触发第一分段LNA和第二分段LNA中的每一个内的LNA片段,以分别生成第一放大RF信号和第二放大RF信号;触发第一分段下变频混频器和第二分段下变频混频器的每一个内的混频器片段,以分别生成第一基带信号和第二基带信号,其中,输入RF信号包括第一信号部分和第二信号部分。
在示例582中,示例581的主题可选地包括:其中,在分离操作模式期间,控制电路被布置为:对第一分段LNA和第二分段LNA内的其余多个LNA片段断电;以及对第一分段下变频混频器和第二分段下变频混频器内的其余多个混频器片段断电。
在示例583中,示例577-582中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,在开关操作模式期间,控制电路被布置为:触发第一分段LNA,以生成第一放大RF信号;以及触发第一分段下变频混频器,以生成第一基带信号,其中,第一分段LNA接收输入RF信号,使得第一信号部分包括输入RF信号。
在示例584中,示例583的主题可选地包括:其中,在切换操作模式期间,控制电路被布置为:对第二分段LNA和第二分段下变频混频器断电。
示例585是无线设备,包括:相控天线阵列,被布置为接收RF信号;放大和下变频块,包括:本地振荡器(LO)生成器,被布置为生成多个差分LO信号;低噪声放大器(LNA),包括多个放大级,LNA被布置为放大RF信号以生成放大的RF信号;在对应的多个RF处理路径内的多个分段下变频混频器,每个下变频混频器包括多个下变频混频器片段,并且被布置为:基于多个差分LO信号之一,将至少一部分放大的RF信号下变频到基带信号;控制电路,被布置为:基于接收到的RF信号的至少一个信号特性,触发多个分段下变频混频器内的至少一个混频器片段。
在示例586中,示例585的主题可选地包括:其中,LNA是具有分段输出的两级LNA。
在示例587中,示例586的主题可选地包括:其中,所接收的RF信号在LNA的分段输出处被分离,以便传递到至少一个被触发的混频器片段。
在示例588中,示例585-587中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,多个分段下变频混频器中的每一个使用利用了多个差分LO信号中的至少一个的专用LO驱动器。
示例589是一种多封装天线阵列,包括:第一电子封装件,包括第一层状基板;第二电子封装件,包括第二层状基板,第二电子封装件堆叠在第一电子封装件上并与之物理接触;第一天线阵列,布置在第一层状基板上;第二天线阵列,布置在第二层状基板上;和至少一个处理器管芯,嵌入在第一电子封装件或第二电子封装件中的一个内,所述至少一个管芯电耦合到第一天线阵列和第二天线阵列,所述至少一个半导体管芯包括至少一个无线电收发机,被布置成在第一频率范围和第二频率范围内操作。
在示例590中,示例589的主题可选地包括:其中,所述至少一个管芯经由电子电路耦合到第一天线阵列和第二天线,所述电子电路印制在第一层状基板上或内,或者在第二层状基板上或内,并且在至少一个管芯与第一或第二天线阵列之间提供电功能。
在示例591中,示例590的主题可选地包括:其中,电子电路由外部基板前端(eSFE)或集成基板前端(iSFE)实现。
在示例592中,示例591的主题可选地包括:其中,电子电路包括表面贴装器件。
在示例593中,示例591-592中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电子电路被印制在第一电子封装件或第二电子封装件内,与所述至少一个管芯在相同平面中。
在示例594中,示例591-593中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,电子电路包括滤波器、巴伦、多路复用器、耦合器或天线中的一个。
在示例595中,示例591-594中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一个天线阵列在第一电子封装件或第二电子封装件中的一个内。
在示例596中,示例591-595中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,至少一个天线阵列在第一电子封装件或第二电子封装件之一的外部。
在示例597中,示例589-596中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个管芯包括在第一频率范围中操作的第一收发机和在第二频率范围中操作的第二收发机。
在示例598中,示例591-597中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个管芯包括嵌入在第一电子封装件上或内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,印制电子电路支承第一管芯并位于第一电子封装件上或内。
在示例599中,示例591-598中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个管芯包括嵌入在第一电子封装件上或内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,印制电子电路支承第一管芯并位于第二电子封装件上或内。
在示例600中,示例591-599中的任何一个或多个的主题可选地包括:堆叠在第二电子封装件上并与之物理接触的第三电子封装件,其中,所述至少一个管芯包括位于第一电子封装上或嵌入在其内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,以及嵌入在第三电子封装件内并在第三频率范围内操作的第三管芯,印制电子电路支承第一管芯并位于第一电子封装件、第二电子封装件或第三电子封装件上或内。
在示例601中,示例591-600中的任何一个或多个的主题可选地包括:堆叠在第二电子封装件上并与之物理接触的第三电子封装件,其中,所述至少一个管芯包括位于第一电子封装上或嵌入在其内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,以及嵌入在第三电子封装件内并在第三频率范围内操作的第三管芯,印制电子电路支承第二管芯并位于第一电子封装件、第二电子封装件或第三电子封装件上或内。
在示例602中,示例591-601中的任何一个或多个的主题可选地包括:堆叠在第二电子封装件上并与之物理接触的第三电子封装件,其中,所述至少一个管芯包括位于第一电子封装上或嵌入在其内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,以及嵌入在第三电子封装件内并在第三频率范围内操作的第三管芯,印制电子电路支承第三管芯并位于第一电子封装件、第二电子封装件或第三电子封装件上或内。
示例603是第一电子封装件,包括:第一层状基板;第一天线阵列,布置在第一层状基板上;至少一个处理器管芯,嵌入在第一层状基板内,所述至少一个管芯经由电子电路耦合到第一天线阵列或第二天线,所述电子电路印制在第一层状基板上或内并且在至少一个管芯与第一天线阵列或第二天线阵列之间提供电功能。
在示例604中,示例603的主题可选地包括:其中,电子电路用外部基板前端(eSFE)或集成基板前端(iSFE)实现。
在示例605中,示例604的主题可选地包括:其中,印制电子电路包括表面贴装器件。
在示例606中,示例604-605中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,印制电子电路包括滤波器、巴伦、多路复用器、耦合器或天线中的一个。
在示例607中,示例604-606中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列在第一电子封装件内。
在示例608中,示例604-607中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列在第一电子封装件的外部。
在示例609中,示例604-608中的任何一个或多个的主题可选地包括:堆叠在第一电子封装件上并与之物理连接的第二电子封装件,第二电子封装件包括第二层状基板和布置在第二层状基板上的第二天线阵列,其中,所述至少一个管芯包括嵌入在第一电子封装件上或内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,电子电路支承第一管芯并位于第一电子封装件上或内。
在示例610中,示例604-609中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个管芯包括嵌入在所述第一电子封装件上或内并在第一频率范围内操作的第一管芯,以及嵌入在第二电子封装件内并在第二频率范围内操作的第二管芯,电子电路支承第一管芯并位于第二电子封装件上或内。
在示例611中,主题可以包括或可以可选地与示例1至610中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括如下主题,其可以包括用于执行示例1至610的任何一个或多个功能的模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例1至610中的任何一个或多个功能。
示例612是双收发机系统,包括:第一收发机,被布置为:接收多个基带信号,将多个基带信号上变频为第一5G频段中的水平偏振射频(RF)信号和5G第二频段中的垂直偏振RF信号,并通过传输线发送上变频后的RF信号;第二收发机,被布置为:通过传输线接收上变频后的射频信号,将第一5G频段的水平偏振射频信号上变频为第二频段的水平偏振射频信号,并将第二频段的水平偏振RF信号和第二频段的垂直偏振5G RF信号发送到天线子系统,其中,传输线连接在第一收发机与第二收发机之间,并且布置成是第一收发机与第二收发机之间的上变频后的RF信号的唯一导体,并且其中,第二5G频段是与双收发机系统相关联的使用系统所位于地理区域中所支持的5G生态系统频段,第一5G频段是该地理区域不支持的5G生态系统频段。
在示例613中,示例612的主题可选地包括:其中,第一收发机还被布置为:通过传输线在WiGig频段中发送至少一个RF信号,并且第二收发机还被布置为:通过传输线在WiGig频段中接收所发送的RF信号,并将接收到的WiGig频段的至少一个RF信号发送到天线子系统。
在示例614中,示例612-613中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二收发机包括第一配置的多个开关,第一配置能够将第一频段的水平偏振RF信号转换为第二频段的水平偏振RF信号,发送第二频段的转换后的水平偏振RF信号,以及发送第二频段的垂直偏振RF信号,其中,第二频段的水平偏振RF信号和第二频段的垂直偏振RF信号被发送到天线子系统。
在示例615中,示例614的主题可选地包括:其中,第二收发机还包括混频器,其连接到第一开关和发送来自第一收发机的本地振荡器RF信号的导体,该混频器被布置为:将第一频段的水平偏振RF信号转换为第二频段的水平偏振RF信号。
在示例616中,示例612-615中的任何一个或多个的主题可选地包括:将G频段发送到天线子系统。
在示例617中,示例616的主题可选地包括:G频段。
在示例618中,示例612-617中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线子系统包括至少一个天线阵列,其被布置用于多输入多输出(MIMO)操作。
在示例619中,示例618的主题可选地包括:其中,被布置用于MIMO操作的至少一个天线阵列包括被布置成辐射垂直偏振信息流和水平偏振信息流的天线阵列。
在示例620中,示例618-619中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例621中,示例618-620的主题可选地包括:其中,布置用于MIMO操作的至少一个天线阵列包括两个天线阵列,每个天线阵列被布置为在第二5G频段中操作。
在示例622中,示例612-621中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线阵列包括被布置为在WiGig频段中操作的天线阵列。
在示例623中,示例612-622中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例624中,示例612-623中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例625中,示例612-624中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例626中,示例615-625中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例627中,示例612-626中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一收发机包括:第三DAC,被布置为提供第三宽带信号;第三DPLL,被布置为提供WiGig频段的RF信号;以及连接到第三DAC和第三DPLL的第三混频器,第三混频器被布置为:将第三宽带信号转换为WiGig频段的RF信号。
在示例628中,示例615-627中的任何一个或多个的主题可选地包括:第一收发机还包括第一组多个带通滤波器,其中,第一5G频段的水平偏振RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出第一5G频段的第一个带通滤波器被发送到传输线,第二5G频段的垂直偏振RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出第二5G频段的第二个带通滤波器被发送到传输线,WiGig频段的RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出WiGig频段的第三个带通滤波器被发送到传输线,本地振荡器RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出本地振荡器频率的第四个带通滤波器被发送到传输线。
在示例629中,示例628的主题可选地包括:第二收发机,还包括第二组多个带通滤波器,其中,第一5G频段的水平偏振RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出第一5G频段的第一个带通滤波器从传输线接收,第二5G频段的垂直偏振RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出第二5G频段的第二个带通滤波器从传输线接收,WiGig频段的RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出WiGig频段的第三个带通滤波器从传输线接收,本地振荡器RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出本地振荡器频率的第四个带通滤波器从传输线接收。
在示例630中,示例612-629中的任何一个或多个的主题可选地包括:无线电收发机控制系统,位于第二收发机中并且被布置为控制第二收发机,其中,无线电收发机控制系统被布置为:经由第一收发机中的低通滤波器接收第一收发机在传输线上发送的时钟信息,以及经由第二收发机中的低通滤波器由第二收发机在传输线上接收的时钟信息。
在示例631中,示例630的主题可选地包括:其中,通过耦合到第三DPLL的参考时钟在第一收发机中生成时钟信息。
在示例632中,示例630-631中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,无线电收发机控制系统被布置为:接收由耦合到第一收发机中的第三DPLL的控制调制解调器发送的控制信息,其中,控制调制解调器从处理器接收控制信息并从第三DPLL接收时钟信息,并经由第一带通滤波器中被布置为滤出第三DPLL的频率的第五个带通滤波器在传输线上发送控制信息。
在示例633中,示例632的主题可选地包括:其中,控制信息由第二收发机经由第二带通滤波器中被布置为滤出第三DPLL的频率的第五个带通滤波器在传输线上接收。
在示例634中,示例612-633中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例635中,示例634的主题可选地包括:G频段。
在示例636中,示例634-635中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例637中,示例634-636中的任何一个或多个的主题可选地包括:,其中,在第一次转换之后执行环回测试,以解决在第一次转换之后存在的同相和正交(IQ)不平衡。
示例638是双转换射频(RF)系统,包括:数模转换器(DAC),被布置为提供宽带信号;第一数字锁相环(DPLL),被布置为提供第一5G频段的RF信号;频率转换器,用于将第一5G频段的RF信号下变频到低于第一5G频段的第二5G频段的RF信号;第一混频器,连接到DAC和频率转换器;至少一个开关,被布置为将RF双收发机系统设定为测试模式,其中,所述至少一个开关能够测试和校正第二5G频段的RF信号误差;第二DPLL,被布置为提供第三5G频段的RF信号;第二混频器,连接到第一混频器的输出和第二DPLL,并且被布置成:在第二5G频段下校正RF信号误差之后,将第二5G频段的RF信号转换为高于第二5G频段的第四5G频段的RF信号。
在示例639中,示例638的主题可选地包括:其中,RF信号误差包括同相和正交(IQ)不平衡。
在示例640中,示例638-639中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例641中,示例617-640中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例642中,示例617-641中的任何一个或多个的主题可选地包括:第一收发机,还包括第一组多个带通滤波器,其中,第一5G频段的水平偏振RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出第一5G频段的第一个带通滤波器被发送到传输线,第二5G频段的垂直偏振RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出第二5G频率的第二个带通滤波器被发送到传输线,WiGig频段的RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出WiGig频段的第三个带通滤波器被发送到传输线,本地振荡器RF信号经由第一带通滤波器中被布置为滤出本地振荡器频率的第四个带通滤波器被发送到传输线。
在示例643中,示例642的主题可选地包括:第二收发机,还包括第二组多个带通滤波器,其中,第一5G频段的水平偏振RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出第一5G频段的第一个带通滤波器从传输线接收,第二5G频段的垂直偏振RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出第二5G频段的第二个带通滤波器从传输线接收,WiGig频段的RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出WiGig频段的第三个带通滤波器从传输线接收,本地振荡器RF信号经由第二带通滤波器中被布置为滤出本地振荡器频率的第四个带通滤波器从传输线接收。
示例644是双收发机系统,包括:第一收发机,被布置为:接收多个基带信号,将多个基带信号上变频为第一5G频段的水平偏振射频(RF)信号和第二5G频段的垂直偏振RF信号,并通过传输线发送上变频后的RF信号;第二收发机,包括:第一配置的多个开关,第一配置能够将第一频段的水平偏振RF信号转换为第二频段的水平偏振RF信号,发送第二频段的转换后的水平偏振RF信号,以及发送第二频段的垂直偏振RF信号,其中,第二频段的水平偏振RF信号和第二频段的垂直偏振RF信号被发送到天线子系统;或者,第二配置的多个开关,第二配置能够将第二5G频段的垂直偏振RF信号转换为第一5G频段的水平偏振RF信号,发送第一5G频段的转换后的水平偏振RF信号,以及发送第一5G频段的垂直偏振RF信号,其中,第一5G频段的水平偏振RF信号和第一5G频段的垂直偏振RF信号被发送到天线子系统,其中,传输线连接在第一收发机与第二收发机之间,并且布置成第一收发机与第二收发机之间的上变频后的RF信号的唯一导体,其中,第二5G频段是与双收发机系统相关联的使用系统所位于地理区域中所支持的5G生态系统频段,其中,第一5G频段该地理区域中不支持的5G生态系统频段,其中,第一收发机、第二收发机和传输线包括移动设备的一部分;其中,第一配置的多个开关和第二配置的多个开关是相同的多个开关,并且多个开关还被布置为:基于移动设备的位置或基于提供接入服务和互联网使用给移动设备的互联网服务提供商,自动设定为第一配置或第二配置。
示例645是一种将RF信号在多个频段中发送到天线子系统的方法,包括:配置第一收发机以:接收多个基带信号,将多个基带信号上变频为第一5G频段的水平偏振第一射频(RF)信号和第二5G频段中的垂直偏振RF信号,并且通过传输线发送上变频后的RF信号;配置第二收发机以:通过传输线接收上变频后的RF信号,将第一5G频段的水平偏振RF信号下变频为第二5G频段的水平偏振RF信号,并将第二频段的水平偏振RF信号和第二频段的垂直偏振5G RF信号发送到天线子系统;以及将传输线配置为从第一收发机到第二收发机的上变频后的RF信号的唯一导体。
在示例646中,示例645的主题可选地包括:配置第一收发机以在传输线上发送WiGig频段的RF信号,并且配置第二收发机以在传输线上接收所发送的WiGig频段的RF信号,并将接收到的WiGig频段的RF信号发送到天线子系统。
在示例647中,示例645-646中的任何一个或多个的主题可选地包括:在第二收发机中配置多个开关,以使得能够:将第一5G频段的水平偏振RF信号转换为第二5G频段的水平偏振RF信号,发送转换后的第二5G频段的水平偏振RF信号,并发送第二5G频段的垂直偏振第二RF信号,其中,第二5G频段的水平偏振RF信号和第二5G频段的垂直偏振RF信号被发送到天线子系统。
在示例648中,示例647的主题可选地包括:G频段。
在示例649中,示例645-648中的任何一个或多个的主题可选地包括:配置第二收发机中的多个开关,以使得能够:将第二5G频段的垂直偏振RF信号转换为第一5G频段的垂直偏振RF信号,发送转换后的第一5G频段的垂直偏振RF信号,发送第一5G频段的水平偏振RF信号,其中,第一5G频段的水平偏振信号和第一5G频段的垂直偏振RF信号被发送到天线子系统。
在示例650中,示例649的主题可选地包括:G频段。
在示例651中,示例645-650中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述天线子系统包括至少一个天线阵列,所述方法还包括:将至少一个天线阵列配置用于多输入多输出(MIMO)操作。
在示例652中,示例651的主题可选地包括:配置被布置用于MIMO操作的至少一个天线阵列,以辐射垂直偏振信息流和水平偏振信息流。
在示例653中,示例651-652中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例654中,示例651-653中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,所述至少一个天线阵列包括双天线阵列,所述方法还包括:将双天线阵列配置为在WiGig频段下操作。
在示例655中,示例645-654中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例656中,示例645-655中的任何一个或多个的主题可选地包括:配置位于第二收发机中的无线电收发机控制系统,以通过接收由第一收发机经由第一收发机中的低通滤波器在传输线上发送的时钟信息,来控制第二收发机,时钟信息是由第二收发机经由第二收发机中的低通滤波器在传输线上接收的。
在示例657中,示例656的主题可选地包括:其中,通过耦合到第三DPLL的参考时钟在第一收发机中生成时钟信息。
在示例658中,示例657的主题可选地包括:配置无线电收发机控制系统,以通过接收由耦合到第一收发机中的第三DPLL的控制调制解调器发送的控制信息,来控制第二收发机,其中,控制调制解调器从处理器接收控制信息并从第三DPLL接收时钟信息,并经由带通滤波器在传输线上发送控制信息,该带通滤波器被布置为滤出第三DPLL的频率。
在示例659中,示例658的主题可选地包括:其中,控制信息由第二收发机经由第二收发机中的带通滤波器在传输线上接收,带通滤波器被布置为滤出第三DPLL的频率。
在示例660中,示例645-659中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
在示例661中,示例660的主题可选地包括:G频段。
示例662是射频(RF)系统中的双变频方法,该方法包括:配置数模转换器(DAC)以提供宽带信号;配置第一数字锁相环(DPLL)以提供第一5G频段的RF信号;配置频率转换器以将第一5G频段的RF信号下变频为低于第一5G频段的第二5G频段的RF信号;将第一混频器连接到DAC和频率转换器;将RF系统配置为环回模式,以能够在第二5G频段下测试和校正RF信号误差;配置第二DPLL以提供第三频率的RF信号;将第二混频器连接到第一混频器的输出和第二DPLL;以及在第二5G频段下校正RF信号误差之后,配置第二混频器以将第二5G频段的RF信号转换为高于第二5G频段的第四5G频段的RF信号。
在示例663中,示例661-662中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,RF信号误差包括同相和正交(IQ)不平衡。
在示例664中,示例661-663中的任何一个或多个的主题可选地包括:G频段。
示例665是通信设备的装置。该装置可以包括数字极坐标发射机。数字极坐标发射机可以包括:直角坐标到极坐标转换器、数字到时间转换器(DTC)和输出振荡器。直角坐标到极坐标转换器可以被配置为:基于向其提供的直角坐标输入信号提供极坐标输出信号。DTC可以被配置为:接收射频(RF)振荡器信号,并且作为响应,基于极坐标输出信号提供DTC输出信号。输出振荡器可以被配置为:以mmWave频率接收DTC输出信号和输出振荡器信号。
在示例666中,示例665的主题可选地包括:输出振荡器可以包括脉冲整形器和注入振荡器。脉冲整形器可以被配置为:接收DTC输出信号并提供mmWave频率的DTC输出信号的谐波。注入振荡器可以被配置为:从脉冲整形器接收谐波,并将输出振荡器信号锁定到谐波以产生mmWave频率的输出振荡器信号。
在示例667中,示例666的主题可选地包括:脉冲整形器和注入振荡器形成积分电路。
在示例668中,示例667的主题可选地包括:积分电路可以包括谐振电路和注入锁定电路。谐振电路可以包括电感器-电容器组合,其被配置为以mmWave频率谐振。注入锁定电路可以被配置为:接收DTC输出信号的谐波,并且引起谐振电路以mmWave频率谐振。注入锁定电路可以包括串联连接的晶体管,DTC输出信号的谐波作为栅极电压提供给该串联连接的晶体管,以将电流注入到谐振电路中。
在示例669中,示例665-668中的任何一个或多个的主题可选地包括:DTC可以包括时间交织的DTC,其包括被配置为在不同时间被触发的多个单独的DTC。
在示例670中,示例669的主题可选地包括:数字极坐标发射机还可以包括串并转换器,以将来自直角坐标到极坐标转换器的极坐标输出信号转换为数字字,以及将数字字提供给多个单独的DTC以生成DTC输出信号。
在示例671中,示例670的主题可选地包括:时间交织的DTC还可以包括逻辑组合器,其被配置为组合来自各DTC的输出,以生成DTC输出信号。
在示例672中,示例665-671中的任何一个或多个的主题可选地包括:DTC可以被配置为:每个周期动态地延迟RF振荡器信号的边沿,以在生成DTC输出信号时引入相位调制。
在示例673中,示例672的主题可选地包括:数字极坐标发射机还可以包括:多模分频器,被配置为:将RF振荡器信号的频率降低到中频;以及数字控制的边沿内插器,被配置为:接收中频,并且作为响应,基于此以更高的频率生成自对准相位信号。
在示例674中,示例665-673中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线,其可以被配置为根据输出振荡器信号发送信号。
示例675是提供mmWave频率信号的方法。该方法可以包括:接收参考振荡信号,并采用多级处理以基于参考振荡信号生成mmWave频率的相位调制输出信号。多级处理可以包括:将参考振荡信号的频率降低到较低频率信号;根据输入信号,在数字到时间转换器(DTC)处调制较低频率信号的相位,以生成频率高于较低频率信号频率的相位调制信号;将相位调制信号从DTC发送到振荡器电路;以及基于相位调制信号,在振荡器电路处生成mmWave频率的相位调制信号。
在示例676中,示例675的主题可选地包括:生成mmWave频率的相位调制信号可以包括:放大相位调制信号的谐波,并将振荡器电路的振荡器信号锁定到谐波,以生成输出振荡器信号。
在示例677中,示例676的主题可选地包括:将振荡器电路的振荡器信号锁定到谐波可以包括:经由串联连接的晶体管,将电流注入到谐振电路中,以引起谐振电路在mmWave频率处谐振。
在示例678中,示例675-677中的任何一个或多个的主题可选地包括:调制较低频率信号的相位可以包括:向DTC的多个单独DTC提供数字字。数字字可以取决于输入信号。调制还可以包括:基于数字字触发各个DTC。
在示例679中,示例678的主题可选地包括:调制较低频率信号的相位可以包括:将直角坐标输入信号转换为极坐标输出信号,并生成数字字的并行副本,以基于极坐标输出信号,将数字字的副本发送到各个DRC。
在示例680中,示例679的主题可选地包括:调制较低频率信号的相位可以包括:逻辑地组合来自各个DTC的输出,以生成相位调制信号。
在示例681中,示例675-680中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,调制较低频率信号的相位可以包括:每个周期动态地延迟参考振荡器信号的边沿,以引入相位调制以生成相位调制信号。
在示例682中,示例681的主题可选地包括:使用边沿内插来基于较低频率信号生成自对准相位信号。
示例683是数字极坐标发射机的装置。该装置可以包括:用于将直角坐标输入信号转换为用于数字到时间转换器(DTC)的极坐标输出信号的模块;用于接收参考振荡信号的模块;用于将参考振荡信号的频率降低到较低频率信号的模块;用于根据输入信号在DTC处调制较低频率信号的相位以生成频率高于较低频率信号的相位调制信号的模块;用于将相位调制信号从DTC发送到振荡器电路的模块;以及用于基于相位调制信号在振荡器电路处生成mmWave频率的相位调制信号的模块。
在示例684中,示例683的主题可选地包括:用于放大相位调制信号的谐波的模块和用于将振荡器电路的振荡器信号锁定到谐波以生成输出振荡器信号的模块。
在示例685中,示例684的主题可选地包括:用于经由串联连接的晶体管将电流注入谐振电路以引起谐振电路在mmWave频率谐振的模块。
在示例686中,示例683-685中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于向DTC的多个单独DTC提供数字字的模块,该数字字取决于极坐标输出信号;和用于根据数字字触发各个DTC的模块。
在示例687中,示例686的主题可选地包括:用于基于极坐标输出信号生成数字字的并行副本以发送到各个DRC的模块。
在示例688中,示例687的主题可选地包括;用于逻辑地组合来自各个DTC的输出以生成相位调制信号的模块。
在示例689中,示例683-688中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于在每个周期动态地延迟参考振荡器信号的边沿以引入相位调制以生成相位调制信号的模块。
在示例690中,示例689的主题可选地包括:用于使用边沿内插来基于较低频率信号生成自对准相位信号的模块。
示例691是计算机可读存储介质,其存储由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。一个或多个处理器可以将通信设备配置为将参考振荡信号的频率降低到较低频率信号。一个或多个处理器还可以将通信设备配置为在数字到时间转换器(DTC)处调制较低频率信号的相位,以在参考振荡信号的频率处生成相位调制信号。一个或多个处理器还可以将通信设备配置为将相位调制信号从DTC发送到振荡器电路。一个或多个处理器还可以将通信设备配置为基于相位调制信号在振荡器电路处以mmWave频率生成相位调制信号。
在示例692中,示例691的主题可选地包括:一个或多个处理器可以还将通信设备配置为:放大相位调制信号的谐波,并将振荡器电路的振荡器信号锁定到谐波,以产生输出振荡器信号。
在示例693中,示例692的主题可选地包括:一个或多个处理器可以还将通信设备配置为:经由串联连接的晶体管,将电流注入到谐振电路中,以引起谐振电路在mmWave频率处谐振。
在示例694中,示例691-693中的任何一个或多个的主题可选地包括:一个或多个处理器还可以将通信设备配置为:将直角坐标输入信号转换为极坐标输出信号。一个或多个处理器还可以将通信设备配置为:向DTC的多个单独DTC提供数字字。数字字可以取决于极坐标输出信号。一个或多个处理器可以还将通信设备配置为:基于数字字触发各个DTC。
在示例695中,示例694的主题可选地包括:一个或多个处理器可以还将通信设备配置为:基于极坐标输出信号生成数字字的并行副本,以发送到各个DRC。
在示例696中,示例695的主题可选地包括:一个或多个处理器可以还将通信设备配置为:逻辑组合来自各个DTC的输出,以生成相位调制信号。
示例697是接收机的装置。该装置可以包括前馈均衡器(FFE)。FFE可以包括串联连接的多个FFE级,垂直和水平偏振的同相(I)和正交相(Q)信号被并行地提供给它们。每个FFE级可以包括多个延迟部。垂直和水平偏振的I和Q信号可以在与每个延迟部相邻的抽头处交叉耦合。交叉耦合可以被配置为提供交叉耦合的垂直和水平偏振的I和Q信号。
在示例698中,示例697的主题可选地包括:延迟部可以包括:提供水平偏振I输入信号的水平偏振I信号线上的水平I延迟部,提供水平偏振Q输入信号的水平偏振Q信号线上的水平Q延迟部,提供垂直偏振I输入信号的垂直偏振I信号线上的垂直偏振I延迟部,提供垂直偏振Q输入信号的垂直偏振Q信号线上的垂直偏振Q延迟部。
在示例699中,示例697-698中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个交叉耦合可以包括:第一组乘法器,每个乘法器被配置为:对提供给交叉耦合的垂直偏振I信号进行加权,以产生加权的垂直偏振I信号;第二组乘法器,每个乘法器被配置为:对提供给交叉耦合的水平偏振I信号进行加权,以产生加权的水平偏振I信号;第三组乘法器,每个乘法器被配置为:对提供给交叉耦合的垂直偏振Q信号进行加权,以产生加权的垂直偏振Q信号;第四组乘法器,每个乘法器被配置为:对提供给交叉耦合的水平偏振Q信号进行加权,以产生加权的水平偏振Q信号。
在示例700中,示例699的主题可选地包括:第一、第二、第三和第四组乘法器中的至少一些的加权系数彼此独立。
在示例701中,示例700的主题可选地包括:第一、第二、第三和第四组乘法器中的至少一个的加权系数独立于第一、第二、第三和第四组乘法器中的至少另一个的加权系数。
在示例702中,示例700-701中的任何一个或多个的主题可选地包括:第一、第二、第三和第四组乘法器之一内的每个加权系数独立于第一、第二、第三和第四组乘法器中这一个内的其他加权系数。
在示例703中,示例699-702中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个交叉耦合可以包括第一加权垂直偏振I信号与第一加权水平偏振I信号、第一加权垂直偏振Q信号和第一加权水平偏振Q信号组合,以提供组合的I水平偏振信号,第二加权水平偏振I信号与第二加权垂直偏振I信号、第二加权垂直偏振Q信号和第二加权水平偏振Q信号组合,以提供组合的垂直偏振I信号,第三加权垂直偏振Q信号与第三加权水平偏振I信号、第三加权垂直偏振I信号和第三加权水平偏振Q信号组合,以提供组合的Q水平偏振信号,以及第四加权水平偏振Q信号与第四加权垂直偏振I信号、第四加权垂直偏振Q信号和第四加权水平偏振I信号组合,以提供组合的垂直偏振Q信号。
在示例704中,示例699-703中的任何一个或多个的主题可选地包括:在FFE级之一中:每个交叉耦合的组合I水平偏振信号可以被组合,以形成从FFE级之一输出的水平偏振I信号,并且输出的水平偏振I信号可以提供作为对另一FFE级的输入水平偏振I信号或作为该FFE的输出水平偏振I信号。在FFE级,每个交叉耦合的组合垂直偏振I信号可以被组合,以形成从FFE级之一输出的垂直偏振I信号,并且输出的垂直偏振I信号可以提供作为对另一FFE级的输入偏振I信号或作为该FFE的输出垂直偏振I信号。在FFE级,每个交叉耦合的组合Q水平偏振信号可以被组合,以形成从FFE级之一输出的水平偏振Q信号,并且输出的水平偏振Q信号被提供作为对另一FFE级的输入水平偏振Q信号或作为该FFE的输出水平偏振Q信号;以及每个交叉耦合的组合垂直偏振Q信号被组合,以形成从FFE级之一输出的垂直偏振Q信号,并且输出的垂直偏振Q信号被提供作为对另一FFE级的输入垂直偏振Q信号或作为该FFE的输出垂直偏振Q信号。
在示例705中,示例697-704中的任何一个或多个的主题可选地包括:在每个FFE级,抽头的数量是相同的。
在示例706中,示例697-705中的任何一个或多个的主题可选地包括:至少一个FFE级中的的抽头的数量不同于至少一个其他FFE级中的抽头的数量。
在示例707中,示例706的主题可选地包括:抽头的数量在各FFE级上逐渐减少。
在示例708中,示例699-707中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头的数量对应于要消除的前体符间干扰(ISI)的数量,每个抽头被配置为消除不同的前体ISI类型。
在示例709中,示例708的主题可选地包括:每个FFE级包括垂直偏振I(VI)信号、水平偏振I(HI)信号、垂直偏振Q(VQ)信号和水平偏振Q(HQ)信号,并且FFE被配置为:消除包括VI-VI、VQ-VQ、HI-HI、HQ-HQ ISI的直接ISI,和包括VI-VQ、VI-HI、VI-HQ、VQ-VI、VQ-HI、VQ-HQ、HI-VI、HI-VQ、HI-HQ、HQ-VI、HQ-VQ、HQ-HI ISI串扰ISI。
在示例710中,示例697-709中的任何一个或多个的主题可选地包括:在FFE操作时,调整每个FFE级中的垂直和水平I和Q偏振信号的每个加权系数。
在示例711中,示例710的主题可选地包括:除了初始抽头之外,加权系数在收敛和稳定之前,均被初始设定为预定值。
在示例712中,示例697-711中的任何一个或多个的主题可选地包括:向FFE提供输入信号的天线。
示例713是提供模拟信号均衡的方法。该方法可以包括:向前馈均衡器(FFE)的多个串联连接的FFE级提供多种类型的信号。多种类型的信号可以包括垂直和水平偏振的同相(I)和正交相(Q)信号(VI、VQ、HI和HQ信号)。该方法还可以包括:在第一FFE级处,通过一系列延迟部来延迟输入VI、VQ、HI和HQ信号,以形成多组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号。每组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号可以与多个抽头中的不同抽头相关联。该方法可以进一步包括:在第一FFE级处,利用多种类型的加权系数中的每一种对每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ信号中的每一个进行加权,以在抽头处形成VI、VQ、HI和HQ加权信号。多种类型的加权系数可以包括VI、VQ,HI和HQ加权系数。该方法可以进一步包括:在第一FFE级处,组合每个抽头处的VI加权信号以形成VI输出信号,组合每个抽头处的VQ加权信号以形成VQ输出信号,组合每个抽头处的HI加权信号以形成HI输出信号,组合每个抽头处的HQ加权信号以形成HQ输出信号。该方法可以进一步包括:在第一FFE级处,将VI、VQ、HI和HQ输出信号中的每一个作为对另一FFE级的VI、VQ、HI和HQ输入信号或作为该FFE的VI、VQ、HI和HQ输出。
在示例714中,示例713的主题可选地包括:在每个抽头处使用VI、VQ、HI和HQ加权信号来消除不同的前体符间干扰(ISI)类型。
在示例715中,示例713-714中的任何一个或多个的主题可选地包括:VI、VQ、HI和HQ加权系数中的至少一些彼此独立。
在示例716中,示例713-715中的任何一个或多个的主题可选地包括:一种类型的信号的每种类型的加权系数独立于该种类型的信号的每种其他类型的加权系数。
在示例717中,示例713-716中的任何一个或多个的主题可选地包括:每种类型的信号的一种类型的加权系数独立于每种其他类型的信号的这种类型的加权系数。
在示例718中,示例713-717中的任何一个或多个的主题可选地包括:对连续FFE级重复输入信号的延迟、加权和组合。
在示例719中,示例713-718中的任何一个或多个的主题可选地包括:在每个FFE级中,抽头的数量是相同的。
在示例720中,示例713-719中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头的数量在各FFE级上逐渐减少。
在示例721中,示例713-720中的任何一个或多个的主题可选地包括:将初始抽头处之外的每一个VI、VQ、HI和HQ信号的VI、VQ、HI和HQ加权系数初始设定为预定值,并在适配过程期间更新VI、VQ、HI和HQ加权系数,以在加权期间收敛和稳定VI、VQ、HI和HQ加权系数。
示例722是通信设备的装置。该装置可以包括用于向前馈均衡器(FFE)的多个串联连接的FFE级提供多种类型的信号的模块。多种类型的信号可以包括垂直和水平偏振的同相(I)和正交相位(Q)信号(VI、VQ,HI和HQ信号);在第一FFE级处。该装置还可以包括用于通过一系列延迟部来延迟输入VI、VQ、HI和HQ信号以形成多组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号的模块。每组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号可以与多个抽头中的不同抽头相关联。该装置还可以包括用于利用多种类型的加权系数中的每一种对每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ信号中的每一个进行加权以在抽头处形成VI、VQ、HI和HQ加权信号的模块。多种类型的加权系数可以包括VI、VQ、HI和HQ加权系数。该装置还可以包括用于组合每个抽头处的VI加权信号以形成VI输出信号,组合每个抽头处的VQ加权信号以形成VQ输出信号,组合每个抽头处的HI加权信号以形成HI输出信号以及组合每个抽头处的HQ加权信号以形成HQ输出信号的模块。该装置还可以包括用于将VI、VQ、HI和HQ输出信号中的每一个提供作为对另一FFE级的VI、VQ、HI和HQ输入信号或作为该FFE的VI、VQ、HI和HQ输出的模块。
在示例723中,示例722的主题可选地包括:用于使用每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ加权信号以消除不同的前体符间干扰(ISI)类型的模块。
在示例724中,示例722-723中的任何一个或多个的主题可选地包括:VI、VQ、HI和HQ加权系数中的至少一些彼此独立。
在示例725中,示例722-724中的任何一个或多个的主题可选地包括:一种类型的信号的每种类型的加权系数独立于这种类型的信号的每种其他类型的加权系数。
在示例726中,示例722-725中的任何一个或多个的主题可选地包括:每种类型的信号的一种类型的加权系数独立于每种其他类型的信号的这种类型的加权系数。
在示例727中,示例722-726中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于对连续FFE级重复输入信号的延迟、加权和组合的模块。
在示例728中,示例722-727中的任何一个或多个的主题可选地包括:在每个FFE级中,抽头的数量是相同的。
在示例729中,示例722-728中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头的数量在各FFE级上逐渐减少。
在示例730中,示例722-729中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于将除了初始抽头处之外的每一个VI、VQ、HI和HQ信号的VI、VQ、HI和HQ加权系数初始设定为预定值的模块;和用于在适配过程期间更新VI、VQ、HI和HQ加权系数以在加权期间收敛和稳定VI、VQ、HI和HQ加权系数的模块。
示例731是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:向前馈均衡器(FFE)的多个串联连接的FFE级提供多种类型的信号。多种类型的信号可以包括垂直和水平偏振的同相(I)和正交相(Q)信号(VI、VQ、,HI和HQ信号)。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:在第一FFE级处,通过一系列延迟部来延迟输入VI、VQ、HI和HQ信号以形成多组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号。每组延迟的VI、VQ、HI和HQ信号可以与多个抽头中的不同抽头相关联。指令还可以被配置为命令所述一个或多个处理器:在第一FFE级处,利用多种类型的加权系数中的每一种对每个抽头处的每个VI、VQ、HI和HQ信号进行加权,以在抽头处形成VI、VQ、HI和HQ加权信号。多种类型的加权系数可以包括VI、VQ、HI和HQ加权系数。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:在第一FFE级处,组合每个抽头处的VI加权信号以形成VI输出信号,组合每个抽头处的VQ加权信号以形成VQ输出信号,组合每个抽头处的HI加权信号以形成HI输出信号,以及组合每个抽头处的HQ加权信号以形成HQ输出信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:在第一FFE级处,提供VI、VQ、HI和HQ输出信号中的每一个作为对另一FFE级的VI、VQ、HI和HQ输入信号或该FFE的VI、VQ、HI和HQ输出。
在示例732中,示例731的主题可选地包括:其中,指令还命令一个或多个处理器:使用每个抽头处的VI、VQ、HI和HQ加权信号来消除不同的前体符号间干扰(ISI)类型。
在示例733中,示例731-732中的任何一个或多个的主题可选地包括:VI、VQ、HI和HQ加权系数中的至少一些彼此独立。
在示例734中,示例731-733中的任何一个或多个的主题可选地包括:一种类型的信号的每种类型的加权系数独立于这种类型的信号的每种其他类型的加权系数。
在示例735中,示例731-734中的任何一个或多个的主题可选地包括:每种类型的信号的一种类型的加权系数独立于每种其他类型的信号的这种类型的加权系数。
在示例736中,示例731-735中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:针对连续FFE级重复输入信号的延迟、加权和组合。
在示例737中,示例731-736中的任何一个或多个的主题可选地包括:在每个FFE级中,抽头的数量是相同的。
在示例738中,示例731-737中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头的数量在各FFE级上逐渐减少。
在示例739中,示例731-738中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:将除了初始抽头处之外的每一个VI、VQ、HI和HQ信号的VI、VQ、HI和HQ加权系数初始设定为预定值;并在适配过程期间更新VI、VQ、HI和HQ加权系数,以在加权期间收敛和稳定VI、VQ、HI和HQ加权系数。
示例740是接收机的装置。该装置可以包括判决反馈均衡器(DFE)。DFE可以包括具有串行链和平行链的路径。串行链可以被配置为:提供1比特输出,以及2比特,最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)输出。该装置还可以包括被配置为在串行链与并行链之间进行选择的选择器和沿着该路径设置多个抽头。抽头的数量可以取决于选择器选择串行链和并行链中的哪一个。来自抽头的输出可以被配置为补偿后体符号间干扰(ISI)。
在示例741中,示例740的主题可选地包括:多个延迟部,每个延迟部由时钟信号触发。每个抽头可以从不同延迟部的输出中引出。
在示例742中,示例741的主题可选地包括:每个延迟部包括D触发器。
在示例743中,示例742的主题可选地包括:选择器包括多个复用器。每个复用器可以与不同的延迟部相关联并且具有与关联延迟部的输入连接的输出。
在示例744中,示例743的主题可选地包括:每个复用器与相同的选择器信号连接。选择器信号可以被配置为:控制对DFE使用串行链和并联链中的哪一个的选择。
在示例745中,示例744的主题可选地包括:每个选择器的输入包括来自串行链中的先前延迟部的输出和来自并行链中的先前延迟部的输出。
在示例746中,示例740-745中的任何一个或多个的主题可选地包括:选择器被配置为基于调制方案选择链类型。链类型可以包括串联链和平行链。
在示例747中,示例746的主题可选地包括:选择串行链用于正交相移键控(QPSK),并且选择并行链用于16正交幅度调制(16QAM)或更高。
在示例748中,示例740-747中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头包括第一和第二抽头以及在第一和第二抽头之后的其余抽头。该装置还可以包括设置在其余抽头之前的第一和第二锁存器。可以从第一锁存器的输入引出第一抽头,并且可以从第二锁存器的输出引出第二抽头。第一锁存器的输出可以与第二锁存器的输入连接。
在示例749中,示例748的主题可选地包括:在串行链中,第二锁存器的输出可以与形成串行链的第一延迟部的输入连接。
在示例750中,示例748-749中的任何一个或多个的主题可选地包括:在并行链中:MSB取自第一与第二锁存器之间;LSB取自第三锁存器的输出;第一锁存器的输出还与复用器的选择器输入连接;复用器的输出与第三锁存器的输入连接;第二抽头取自第二和第三锁存器的输出。
在示例751中,示例740-750中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头包括第一和第二抽头以及在第一和第二抽头之后的其余抽头。第一抽头可以具有严格的延迟约束。每一个其余抽头可以从不同D触发器的输出引出。可以从第一锁存器的输入引出第一抽头,并且从第二锁存器的输出引出第二抽头。第一锁存器的输出和第二锁存器的输入可以连接在一起,并且与并联路径之一中的复用器的选择器输入连接,以避免当存在复用器并选择了并行路径时影响第一抽头的延迟。
在示例752中,示例740-751中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线,被配置为接收由DFE补偿的射频(RF)信号。
示例753是一种补偿接收机中的后体符号间干扰(ISI)的方法。该方法可以包括:确定在接收机中的判决反馈均衡器(DFE)处接收的信号的调制方案。该方法还可以包括:基于调制方案,确定在DFE中要使用的抽头的抽头数量。该方法还可以包括:基于抽头数量,选择在DFE中要使用串行链和并行链中的哪一个。串行链和并行链可以具有不同的抽头数量。该方法还可以包括:使用来自抽头的输出来补偿信号的后体ISI。
在示例754中,示例753的主题可选地包括:同时触发多个延迟部。每个抽头可以从不同延迟部的输出引出。
在示例755中,示例753-754中的任何一个或多个的主题可选地包括:选择要使用串行链和并行链中的哪一个可以包括:将相同的选择器信号施加于多个复用器,每个复用器与不同的延迟部相关联并且具有与关联的延迟部的输入连接的输出。
在示例756中,示例753-755中的任何一个或多个的主题可选地包括:选择要使用串行链和并行链中的哪一个可以包括:选择串行链用于正交相移键控(QPSK),选择并行链用于16正交幅度调制(16QAM)或更高。
在示例757中,示例753-756中的任何一个或多个的主题可选地包括:当选择了并行链时,该方法还可以包括:使用最高有效位(MSB)的第一抽头和第二抽头之间的锁存输出来选择最低有效位(LSB)。
在示例758中,示例753-757中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头包括第一和第二抽头以及在第一和第二抽头之后的其余抽头。第一抽头可以具有严格的延迟约束。该方法可以进一步包括:当选择了并行路径时,通过以下方式避免影响第一抽头的延迟:从第一锁存器的输入引出第一抽头,从第二锁存器的输出引出第二抽头;将第一锁存器的输出与第一并行路径中的第二锁存器的输入连接,并且与第二并行路径中的复用器的选择器输入连接。
示例759是判决反馈均衡器(DFE)的装置。该装置可以包括:用于确定在DFE处接收的信号的调制方案的模块。该装置还可以包括:用于基于调制方案确定要在DFE中使用的抽头的抽头数量的模块。该装置还可以包括:用于基于抽头数量选择在DFE中要使用串行链和并行链中的哪一个的模块。串行链和并行链可以具有不同的抽头数量。该装置还可以包括:用于使用来自抽头的输出来补偿信号的后体符号间干扰(ISI)的模块。
在示例760中,示例759的主题可选地包括:用于同时触发多个延迟部的模块。每个抽头可以从不同延迟部的输出引出。
在示例761中,示例759-760中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于选择要使用串行链和并行链中的哪一个的模块包括:用于将相同的选择器信号施加于多个复用器的模块,每个复用器与不同的延迟部相关联,并且其输出与关联的延迟部的输入连接。
在示例762中,示例759-761中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于选择要使用串行链和并行链中的哪一个的模块包括:用于选择串行链用于正交相移键控(QPSK)并选择并行链用于16正交幅度调制(16QAM)或更高的模块。
在示例763中,示例759-762中的任何一个或多个的主题可选地包括:当选择了并行链时,该装置还可以包括:用于使用最高有效位(MSB)的第一抽头和第二抽头之间的锁存输出来选择最低有效位(LSB)的模块。
在示例764中,示例759-763中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头包括第一和第二抽头以及在第一和第二抽头之后的其余抽头。第一抽头可以具有严格的延迟约束。该装置还可以包括:用于当选择了并行路径时通过以下模块避免影响第一抽头的延迟的模块:用于从第一锁存器的输入引出第一抽头,从第二锁存器的输出引出第二抽头的模块;和用于将第一锁存器的输出与第一并行路径中的第二锁存器的输入连接以及与第二并行路径中的复用器的选择器输入连接的模块。
示例765是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:确定在判决反馈均衡器(DFE)处接收的信号的调制方案。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:基于调制方案确定要在DFE中使用的抽头的抽头数量。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:基于抽头数量选择在DFE中要使用串行链和并行链中的哪一个。串行链和并行链可以具有不同的抽头数量。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:使用来自抽头的输出来补偿信号的后体符号间干扰(ISI)。
在示例766中,示例765的主题可选地包括:指令还被配置为命令一个或多个处理器:同时触发多个延迟部。每个抽头可以从不同延迟部的输出引出。
在示例767中,示例765-766中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还被配置为命令一个或多个处理器:将相同的选择器信号施加于多个复用器,每个复用器与不同的延迟部关联并且其输出与关联的延迟部的输入连接。
在示例768中,示例765-767中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还被配置为命令一个或多个处理器:选择串行链用于正交相移键控(QPSK)并选择并行链用于16正交幅度调制(16QAM)或更高。
在示例769中,示例765-768中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还被配置为命令一个或多个处理器:使用最高有效位(MSB)的的第一抽头和第二抽头之间的锁存输出来选择最低有效位(LSB)。
在示例770中,示例765-769中的任何一个或多个的主题可选地包括:抽头包括第一和第二抽头以及在第一和第二抽头之后的其余抽头。第一抽头可以具有严格的延迟约束。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:当选择了并行路径时,通过以下步骤避免影响第一抽头的延迟:从第一锁存器的输入引出第一抽头,从第二个锁存器的输出引出第二抽头;将第一锁存器的输出与第一并行路径中的第二锁存器的输入连接,并且与第二并行路径中的复用器的选择器输入连接。
示例771是mmWave通信设备的装置。该装置可以包括以下中的至少一个:接收机混合波束赋形架构,被配置为接收mmWave波束赋形信号;或发射机混合波束赋形架构,被配置为发送mmWave波束赋形信号。接收机混合波束赋形架构可以被配置为接收mmWave波束赋形信号,并且发射机混合波束赋形架构可以被配置为发送mmWave波束赋形信号。接收机混合波束赋形架构可以包括模拟接收机波束赋形结构和数字接收机波束赋形结构,其包括具有不同分辨率的不同数量的模数转换器(ADC)。发射机混合波束赋形架构可以包括模拟发射机波束赋形结构和数字发射机波束赋形结构,其包括具有不同分辨率的不同数量的数模转换器(DAC)。
在示例772中,示例771的主题可选地包括:模拟接收机波束赋形结构包括ADC,并且模拟发射机波束赋形结构包括DAC,并且数字接收机波束赋形结构包括多个ADC,数字发射机波束赋形结构包括多个DAC。
在示例773中,示例772的主题可选地包括:ADC的分辨率高于多个ADC中的每一个的分辨率,并且DAC的分辨率高于多个DAC中的每一个的分辨率。
在示例774中,示例773的主题可选地包括:多个ADC中的每个ADC的分辨率是可变的。
在示例775中,示例772-774中的任何一个或多个的主题可选地包括:模拟接收机和发射机波束赋形结构中的每一个还可以包括与每个天线相关联的移相器和与每个移相器连接的组合器。
在示例776中,示例772-775中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机混合波束赋形架构还可以包括与每个天线相关联的接收机开关,接收机开关控制选择模拟和数字接收机波束赋形结构中的哪一个。发射机混合波束赋形架构还可包括与每个天线相关联的发射机开关。发射机开关可以控制选择模拟和数字发射机波束赋形结构中的哪一个。可以基于由天线传递射频(RF)信号的信道的信道类型、RF信号的信号类型、信道状况、用户设备(UE)的移动性或调制方案来控制接收机或发射机开关中的至少一个。
在示例777中,示例776的主题可选地包括:接收机或发射机开关中的至少一个响应于信道类型为视距(LOS)、使用了高阶调制方案以及存在高信噪比(SNR)和低移动性而选择模拟波束赋形。
在示例778中,示例776-777中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机或发射机开关中的至少一个响应于以下中的至少一个而选择数字波束赋形:信号类型是控制信号并且使用了低阶调制方案;或者信号类型是数据信号,信道类型是非视距(NLOS),并且存在低SNR。
在示例779中,示例771-778中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机混合波束赋形架构包括共享模拟接收机组件,其对于每个天线包括:低噪声放大器,被配置为放大来自天线的复合射频(RF)信号;混频器,被配置为将RF信号的同相和正交相分量下变频到基带;连接到每个混频器的可变增益;和低通滤波器,被配置为提供对每个可变增益的输出进行低通滤波。
在示例780中,示例771-779中的任何一个或多个的主题可选地包括:被配置为传递mmWave信号的多个天线。
示例781是传递波束赋形mmWave信号的方法。该方法可以包括:确定要传递的mmWave信号的信道和信号特性。该方法可以进一步包括:基于从mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用高分辨率量化或从数字到模拟的转换,选择包括模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构用于传递mmWave信号。该方法还可以包括:基于从来自mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用低分辨率量化或从数字到模拟的转换,选择数字波束赋形架构用于传递mmWave信号。该方法还可以包括:使用所选择的模拟或数字波束赋形架构,经由波束赋形来传递mmWave信号。模拟和数字波束赋形架构中的转换器的数量可以是不同的。
在示例782中,示例781的主题可选地包括:模拟波束赋形结构包括模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC),并且数字波束赋形结构包括:多个ADC或多个DAC。
在示例783中,示例782的主题可选地包括:每个ADC和DAC的分辨率是固定的。
在示例784中,示例782-783中的任何一个或多个的主题可选地包括:取决于mmWave信号的信道和信号特性,改变每个ADC和DAC的分辨率。
在示例785中,示例782-784中的任何一个或多个的主题可选地包括:当选择了模拟波束赋形架构时,该方法还包括:相移mmWave信号中的每一个以产生相移信号,并组合相移信号以形成要量化的组合信号。
在示例786中,示例782-785中的任何一个或多个的主题可选地包括:至少基于要使用视距(LOS)或非LOS(NLOS)中的哪一个传递mmWave信号,mmWave信号是控制或数据信号中的哪一个,信噪比(SNR),以及要用于传递mmWave信号的调制方案,来控制模拟或数字波束赋形架构的选择。
在示例787中,示例786的主题可选地包括:响应于信道类型是LOS,使用高阶调制方案以及高SNR和低移动性,选择模拟波束赋形架构。
在示例788中,示例786-787中的任何一个或多个的主题可选地包括:响应于以下中的至少一个而选择数字波束赋形架构:信号类型是控制信号并且使用低阶调制方案;或者信号类型是数据信号,信道类型是NLOS,并且存在低SNR。
在示例789中,示例781-788中的任何一个或多个的主题可选地包括:在模拟和数字波束赋形架构之间共享模拟组件。共享的模拟组件可以包括:低噪声放大器,被配置为放大mmWave信号;混频器,被配置为将mmWave信号的同相和正交相分量下变频到基带;连接到每个混频器的可变增益;以及低通滤波器,被配置为提供对每个可变增益的输出进行低通滤波。
示例790是通信设备的装置。该装置可以包括:用于确定要传递的mmWave信号的信道和信号特性的模块。该装置还可以包括:基于从mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用高分辨率量化或从数字到模拟的转换,用于选择包括模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构的模块,以用于传递mmWave信号的模块。该装置还可以包括:基于从mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用低分辨率量化或从数字到模拟的转换,用于选择数字波束赋形架构以用于传递mmWave信号的模块。该装置还可以包括:用于使用所选择的模拟或数字波束赋形架构,经由波束赋形来传递mmWave信号的模块。模拟和数字波束赋形架构中的转换器的数量可以是不同的。
在示例791中,示例790的主题可选地包括:模拟波束赋形结构包括模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC),并且数字波束赋形结构包括:多个ADC或多个DAC。
在示例792中,示例791的主题可选地包括:每个ADC和DAC的分辨率是固定的。
在示例793中,示例791-792中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于根据mmWave信号的信道和信号特性来改变每个ADC和DAC的分辨率的模块。
在示例794中,示例790-793中的任何一个或多个的主题可选地包括:当选择了模拟波束赋形架构时,该装置还包括:用于对每个mmWave信号进行相移以生成相移信号的模块,和用于组合相移信号以形成要量化的组合信号的模块。
在示例795中,示例790-794中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于至少基于视距(LOS)或非LOS(NLOS)信道中的哪一个要用于传递mmWave信号,mmWave信号是控制或数据信号中的哪一个,信噪比(SNR),以及要用于传递mmWave信号的调制方案,来控制模拟或数字波束赋形架构的选择的模块。
在示例796中,示例795的主题可选地包括:响应于信道类型是LOS,使用高阶调制方案以及高SNR和低移动性而选择模拟波束赋形架构。
在示例797中,示例795-796中的任何一个或多个的主题可选地包括:响应于以下中的至少一个而选择数字波束赋形架构:信号类型是控制信号和并且使用低阶调制方案;或者信号类型是数据信号,信道类型是NLOS,并且存在低SNR。
在示例798中,示例790-797中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于在模拟和数字波束赋形架构之间共享模拟组件的模块。共享的模拟组件可以包括:低噪声放大器,被配置为放大mmWave信号;混频器,被配置为将mmWave信号的同相和正交相分量下变频到基带;连接到每个混频器的可变增益;以及低通滤波器,被配置为提供对每个可变增益的输出进行低通滤波。
示例799是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:确定要传递的mmWave信号的信道和信号特性。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:基于从mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用高分辨率量化或从数字到模拟的转换,选择包括模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构的混合波束赋形架构中的模拟波束赋形架构,以用于传递mmWave信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:基于从mmWave信号的信道和信号特性确定出要使用低分辨率量化或从数字到模拟的转换,选择数字波束赋形架构用于传递mmWave信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:使用所选择的模拟或数字波束赋形架构,经由波束赋形来传递mmWave信号。模拟和数字波束赋形架构中的转换器的数量可以是不同的。
在示例800中,示例799的主题可选地包括:模拟波束赋形结构包括单个模数转换器(ADC)或单个数模转换器(DAC),以及数字波束赋形结构包括多个ADC或多个DAC。
在示例801中,示例800的主题可选地包括:ADC和DAC中的每一个的分辨率是固定的。
在示例802中,示例800-801中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,指令还命令一个或多个处理器:根据mmWave信号的信道和信号特性,改变每个ADC和DAC的分辨率。
在示例803中,示例799-802中的任何一个或多个的主题可选地包括:当选择了模拟波束赋形架构时,指令还命令一个或多个处理器:对每个mmWave信号进行相移以产生相移信号,并组合相移信号以形成要量化的组合信号。
在示例804中,示例799-803中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:至少基于要使用视距(LOS)或非LOS(NLOS)信道中的哪一个来传递mmWave信号,mmWave信号是控制信号或数据信号中的哪一个,信噪比(SNR)和要用于传递mmWave信号的调制方案,来控制模拟或数字波束赋形架构的选择。
在示例805中,示例804的主题可选地包括:响应于信道类型是LOS,使用高阶调制方案以及高SNR和低移动性而选择模拟波束赋形架构。
在示例806中,示例804-805中的任何一个或多个的主题可选地包括:响应于以下中的至少一个而选择数字波束赋形架构:信号类型是控制信号并且使用低阶调制方案;或者信号类型是数据信号,信道类型是NLOS,并且存在低SNR。
在示例807中,示例799-806中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,指令还命令一个或多个处理器:在模拟和数字波束赋形架构之间共享模拟组件。共享的模拟组件可以包括:低噪声放大器,被配置为放大mmWave信号;混频器,被配置为将mmWave信号的同相和正交相分量下变频到基带;连接到每个混频器的可变增益;以及低通滤波器,被配置为提供对每个可变增益的输出进行低通滤波。
示例808是mmWave通信设备的装置。该装置可以包括:接收机波束赋形架构,被配置为接收mmWave波束赋形信号;以及发射机波束赋形架构,被配置为发送mmWave波束赋形信号。接收机波束赋形架构可以包括可变分辨率模数转换器(ADC)。发射机波束赋形架构可以包括可变分辨率数模转换器(DAC)。ADC或DAC的分辨率可以适于将功耗限制到预定的收发机功率耗散约束,而不会减少接收机或发射机波束赋形架构中使用的ADC或DAC的数量。
在示例809中,示例808的主题可选地包括:接收机波束赋形架构包括混合接收机波束赋形架构,其包括模拟接收机波束赋形架构和数字接收机波束赋形架构。发射机波束赋形架构可以包括混合发射机波束赋形架构,其包括模拟发射机波束赋形架构和数字发射机波束赋形架构。
在示例810中,示例809的主题可选地包括:模拟接收机和发射机波束赋形架构分别包括ADC和DAC。数字接收机和发射机波束赋形架构可以分别包括多个ADC和DAC。
在示例811中,示例810的主题可选地包括:模拟接收机波束赋形架构包括组合器,其被配置为将来自多个天线的复合mmWave信号组合成组合信号。组合信号可以作为输入提供给单个ADC。
在示例812中,示例808-811中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:用于通信的信道,信道中的干扰,信号噪声比(SNR),或与mmWave通信设备通信的用户的数量。
在示例813中,示例809-812中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:mmWave波束赋形信号的信号类型,mmWave波束赋形信号的信号质量,由mmWave波束赋形信号使用的调制,或与mmWave波束赋形信号相关联的装置操作。
在示例814中,示例813的主题可选地包括:当mmWave波束赋形信号包括控制平面信令时,降低ADC或DAC的分辨率。
在示例815中,示例813-814中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率随着信噪比(SNR)的增加而降低。
在示例816中,示例813-815中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率随着调制阶数的增加而降低。
在示例817中,示例813-816中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率随着调制阶数的增加而降低。
在示例818中,示例813-817中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率随着通信设备正在服务的用户设备(UE)的数量减少以及峰均功率比(PAPR)的降低而降低。
在示例819中,示例813-818中的任何一个或多个的主题可选地包括:当测得的DC偏移下降到低于预定设定点时,ADC或DAC的分辨率降低。
在示例820中,示例813-819中的任何一个或多个的主题可选地包括:当mmWave波束赋形信号是演进NodeB(eNB)搜索的一部分时,ADC或DAC的分辨率降低。
在示例821中,示例813-820中的任何一个或多个的主题可选地包括:当mmWave波束赋形信号是前导或中导时,ADC或DAC的分辨率降低。
在示例822中,示例813-821中的任何一个或多个的主题可选地包括:当带内或相邻信道干扰中的至少一个足够强以增加ADC或DAC的动态范围时,ADC或DAC的分辨率增加。
在示例823中,示例813-822中的任何一个或多个的主题可选地包括:当信道是非视距(NLOS)信道和多径数量增加时,ADC或DAC的分辨率增加。
在示例824中,示例808-823中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个天线,被配置为传递mmWave波束赋形信号。
示例825是一种传递波束赋形mmWave信号的方法。该方法可以包括以下中的至少一个:在多个天线处接收第一组mmWave波束赋形信号,或者从天线发送第二组mmWave波束赋形信号。该方法可以进一步包括:基于收发机功率耗散约束并且不减少ADC或DAC的数量,设定在接收中使用的模数转换器(ADC)和在发送中使用的数模转换器(DAC)的分辨率。该方法还可以包括:基于ADC或DAC的分辨率,在模拟和数字信号之间转换第一组或第二组mmWave波束赋形信号。
在示例826中,示例825的主题可选地包括:选择混合波束赋形架构的模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构中的哪一个用于接收或发送mmWave波束赋形信号。
在示例827中,示例826的主题可选地包括:基于选择模拟和数字波束赋形架构中的哪一个来调整ADC和DAC的分辨率。
在示例828中,示例826-827中的任何一个或多个的主题可选地包括:模拟波束赋形架构包括用于接收的单个ADC和用于发送的单个DAC。数字波束赋形架构还可以包括用于接收的多个ADC和用于发送的多个DAC。
在示例829中,示例826-828中的任何一个或多个的主题可选地包括:将从天线接收的复合mmWave信号组合成组合信号,并将组合信号作为输入提供给单个ADC。
在示例830中,示例825-829中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:用于通信的信道,信道中的干扰,信号噪声比(SNR),或与mmWave通信设备通信的用户的数量。
在示例831中,示例825-830中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:mmWave波束赋形信号的信号类型,mm波形波束赋形信号的信号质量,mmWave波束赋形信号使用的调制或与mmWave波束赋形信号相关的操作。
示例832是通信设备的装置。该装置可以包括:用于在多个天线处接收第一组mmWave波束赋形信号的模块,以及用于从天线发送第二组mmWave波束赋形信号的模块。该装置还可以包括:用于基于收发机功率耗散约束并且不减少ADC或DAC的数量,设定在接收中使用的模数转换器(ADC)和在发送中使用的数模转换器(DAC)的分辨率的模块。该装置还可以包括:用于基于ADC或DAC的分辨率,在模拟和数字信号之间转换第一或第二组mmWave波束赋形信号的模块。
在示例833中,示例832的主题可选地包括:用于选择混合波束赋形架构的模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构中的哪一个用于接收或发送mmWave波束赋形信号的模块。
在示例834中,示例833的主题可选地包括:用于基于选择模拟和数字波束赋形架构中的哪一个来调整ADC和DAC的分辨率的模块。
在示例835中,示例833-834中的任何一个或多个的主题可选地包括:模拟波束赋形架构包括用于接收的单个ADC和用于发送的单个DAC。数字波束赋形架构可以包括用于接收的多个ADC和用于发送的多个DAC。
在示例836中,示例833-835中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于将从天线接收的复合mmWave信号组合成组合信号的模块和用于将组合信号作为输入提供给单个DAC的模块。
在示例837中,示例832-836中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:用于通信的信道,信道中的干扰,信号噪声比(SNR),或与mmWave通信设备通信的用户的数量。
在示例838中,示例825-837中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:mmWave波束赋形信号的信号类型,mmWave波束赋形信号的信号质量,mmWave波束赋形信号使用的调制或与mmWave波束赋形信号相关的操作。
示例839是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:在多个天线处接收第一组mmWave波束赋形信号,以及从天线发送第二组mmWave波束赋形信号。指令还可以被配置为:基于收发机功率耗散约束并且不减少ADC或DAC的数量,设定在接收中使用的模数转换器(ADC)和在发送中使用的数模转换器(DAC)的分辨率。指令还可以被配置为:基于ADC或DAC的分辨率,在模拟和数字信号之间转换第一组或第二组mmWave波束赋形信号。
在示例840中,示例839的主题可选地包括:其中,指令还命令一个或多个处理器:选择混合波束赋形架构的模拟波束赋形架构和数字波束赋形架构中的哪一个用于接收或发送mmWave波束赋形信号。
在示例841中,示例840的主题可选地包括:其中,指令还命令一个或多个处理器:基于选择模拟和数字波束赋形架构中的哪一个来调整ADC和DAC的分辨率。
在示例842中,示例840-841中的任何一个或多个的主题可选地包括:模拟波束赋形架构包括用于接收的单个ADC和用于发送的单个DAC。数字波束赋形架构可以包括用于接收的多个ADC和用于发送的多个DAC。
在示例843中,示例840-842中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:将从天线接收的复合mmWave信号组合成组合信号,并将组合信号提供给单个ADC作为输入。
在示例844中,示例839-843中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADC或DAC的分辨率取决于以下中的至少一个:用于通信的信道,信道中的干扰,信噪比(SNR),或与mmWave通信设备通信的用户的数量。
示例845是通信设备的装置。该装置可以包括模拟或混合波束赋形架构,该架构包括多个移相器,被配置为设定被配置为传递波束赋形信号的天线的转向角。该装置还可以包括处理器,被配置为:确定码本以为天线提供波束控制。码本可以限于天线的转向角的子集。处理器还可以向移相器提供输入,以通过确定转向角子集内的有限转向角和整数偏移值来设定转向角子集外的特定转向角,以将有限转向角偏移到特定转向角。
在示例846中,示例845的主题可选地包括:模拟或混合波束赋形架构包括多个主移相器和多个辅移相器。每个辅移相器可以与一组主移相器相关联。码本可以被配置为:控制主移相器和辅移相器的值。
在示例847中,示例846的主题可选地包括:主移相器和辅移相器是低位移相器。
在示例848中,示例846-847中的任何一个或多个的主题可选地包括:码本还包括酉乘数,以指示特定转向角是否是由有限转向角和偏移值直接设定的,或者特定转向角是否是由有限转向角的反射和约180°的偏移值周围的偏移值设定的。
在示例849中,示例848的主题可选地包括:码本限于之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例850中,示例849的主题可选地包括:主移相器值限于[0,0,0,…,0]和[0,1,2,…,L-1]之间,其中,L是主移相器的数量。
在示例851中,示例845-850中的任何一个或多个的主题可选地包括:码本限于其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例852中,示例846-851中的任何一个或多个的主题可选地包括:辅移相器是射频或基带移相器,并且主移相器是中频或数字移相器。
在示例853中,示例845-852中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个天线,被配置为由移相器转向以传递波束赋形信号。
示例854是一种在通信设备中提供波束转向的方法。该方法可以包括:将用于天线波束转向的码本的大小限制到天线要被转向的转向角的子集。该方法可以进一步包括:确定转向角子集之外的天线要转向到的特定转向角。该方法还可以包括:确定与特定转向角对应的转向角子集内的有限转向角。该方法还可以包括:确定偏移值,以将有限转向角偏移到特定转向角。该方法还可以包括:通过应用有限转向角和偏移值来转向天线。
在示例855中,示例854的主题可选地包括:转向天线包括:将有限转向角值应用于多个主移相器,以将天线转向到有限转向角。转向天线可以进一步包括:将偏移值应用于多个辅移相器,以将有限转向角偏移到特定转向角。每个辅移相器可以与一组主移相器连接。
在示例856中,示例855的主题可选地包括:转向天线还包括:应用酉乘数,其指示特定转向角是否是由有限转向角和偏移值直接设定的,或者特定转向角是否是由有限转向角的反射和约180°的偏移值周围的偏移值设定的。
在示例857中,示例856的主题可选地包括:码本限于之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例858中,示例857的主题可选地包括:主移相器值被限制于[0,0,0,…,0]和[0,1,2,…,L-1]之间,其中,L是主移相器的数量。
在示例859中,示例854-858中的任何一个或多个的主题可选地包括:码本限于之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
示例860是通信设备的装置。该装置可以包括:用于将天线波束转向的码本的大小限制到天线要被转向的转向角的子集的模块。该装置还可以包括:用于确定转向角子集之外的天线要转向到的特定转向角的模块。该装置还可以包括:用于确定与特定转向角对应的转向角子集内的有限转向角的模块。该装置还可以包括:用于确定偏移值,以将有限转向角偏移到特定转向角的模块。该装置还可以包括:用于通过应用有限转向角和偏移值来转向天线的模块。
在示例861中,示例860的主题可选地包括:该装置还包括:用于将有限转向角值应用于多个主移相器,以将天线转向到有限转向角的模块。该装置还可以包括:用于将偏移值应用于多个辅移相器,以将有限转向角偏移到特定转向角的模块。每个辅助移相器可以与一组主移相器连接。
在示例862中,示例861的主题可选地包括:其中,该装置还包括:用于应用酉乘数的模块,酉乘数指示特定转向角是否是由有限转向角和偏移值直接设定的,或者特定转向角是否是由有限转向角的反射和约180°的偏移值周围的偏移值设定的。
在示例863中,示例862的主题可选地包括:码本限于之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例864中,示例863的主题可选地包括:主移相器值被限制于[0,0,0,…,0]和[0,1,2,…,L-1]之间,其中,L是主移相器的数量。
在示例865中,示例860-864中的任何一个或多个的主题可选地包括:码本限于之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例866中,示例861-865中的任何一个或多个的主题可选地包括:辅移相器是射频或基带移相器,并且主移相器是中频或数字移相器。
在示例867中,示例861-866中的任何一个或多个的主题可选地包括:主和辅移相器是低位移相器。
示例868是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:确定转向角子集之外的天线要被转向到的特定转向角。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:确定与特定转向角对应的转向角子集内的有限转向角。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:确定偏移值以将有限转向角偏移到特定转向角。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:通过应用有限转向角和偏移值来转向天线。
在示例869中,示例868的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:将有限转向角值应用于多个主移相器,以将天线转向到有限转向角。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:将偏移值应用于多个辅移相器,以将有限转向角偏移到特定转向角。每个辅移相器与一组主移相器连接。
在示例870中,示例869的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:应用酉乘数,其指示特定转向角是否是由有限转向角和偏移值直接设定的,或者特定转向角是否是由有限转向角的反射和约180°的偏移值周围的偏移值设定的。
在示例871中,示例870的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:将包含用于转向天线的值的码本限制到之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
在示例872中,示例871的主题可选地包括:主移相器值被限制于[0,0,0,…,0]和[0,1,2,…,L-1]之间,其中,L是主移相器的数量。
在示例873中,示例868-872中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,指令进一步命令一个或多个处理器:将包含用于转向天线的值的码本限制到之间的转向角,其中,bp是每个主移相器的位数。
实施例874是电荷泵的装置。该装置可以包括:由多个不同控制信号控制的多个开关和开关所连接到的输出电容器。输出电容器上的电压可以通过开关的漏电容和亚阈值注入来控制,使得电荷泵的输出电压不使用电流基准源或电荷累积器件。
在示例875中,示例874的主题可选地包括:开关包括:第一开关组,被配置为将输出电容器上的电压升高预定量;以及第二开关组,被配置为将输出电容器上的电压降低预定量。
在示例876中,示例875的主题可选地包括:第一和第二开关组中的每一个包括连接到不同轨电压的动态开关和连接在动态开关与输出电容器之间的亚阈值开关。
在示例877中,示例876的主题可选地包括:动态开关的漏电容控制亚阈值开关的亚阈值注入。
在示例878中,示例876-877中的任何一个或多个的主题可选地包括:与第一和第二开关组中的每一个的动态开关连接的定时电路。定时电路可以被配置为:分别向第一和第二开关组提供多个不同控制信号中的第一和第二控制信号。第一和第二控制信号可以具有由控制信号的一组预设位定义的脉冲宽度。
在示例879中,示例878的主题可选地包括:该组预设位中的每个预设位控制不同的亚阈值开关。
在示例880中,示例878-879中的任何一个或多个的主题可选地包括:输出电容器包括与一组串联连接的电容器-开关组合并联的内部电容器。该组串联连接的电容器-开关组合的每个开关可以由该组预设位的不同预设位控制。
在示例881中,示例876-880中的任何一个或多个的主题可选地包括:通过每个动态开关的栅-漏电容注入电荷。
在示例882中,示例874-881中的任何一个或多个的主题可选地包括:控制逻辑,其与一对开关连接并且被配置为触发输出电容器的电压变化。
实施例883是电荷泵的装置。该装置可以包括第一和第二动态开关,其被配置为分别由UP和DOWN控制信号控制。第一和第二动态开关可以连接到不同的轨电压。该装置还可以包括第一和第二系列开关。第一和第二系列开关可以分别连接到第一和第二动态开关。第一和第二系列开关中的每个开关可以被配置为由多个位的不同位控制。该装置还可以包括:输出电容器,其与第一和第二系列开关连接并被配置成提供电荷泵的输出电压。
在示例884中,示例883的主题可选地包括:第一和第二动态开关的漏电容控制该系列开关的亚阈值注入。
在示例885中,示例883-884中的任何一个或多个的主题可选地包括:所述一系列开关包括1到5个开关。
在示例886中,示例883-885中的任何一个或多个的主题可选地包括:分别与第一和第二动态开关连接的第一和第二定时电路。第一和第二定时电路可以被配置为分别控制UP和DOWN控制信号的脉冲宽度,从而控制输出电压的电压阶跃。
在示例887中,示例886的主题可选地包括:第一和第二定时电路中的每一个包括AND门,UP或DOWN控制信号和UP或DOWN控制信号的延迟反相副本被提供到AND门作为输入。UP或DOWN控制信号的延迟反相副本可以通过UP或DOWN控制信号被延迟连接到反相器的延迟线来形成,该反相器连接到AND门。
在示例888中,示例887的主题可选地包括:脉冲宽度由提供给延迟线的一组预设位定义。
在示例889中,示例888的主题可选地包括:该组预设位中的每个预设位控制第一和第二系列开关的不同开关。
在示例890中,示例888-889中的任何一个或多个的主题可选地包括:输出电容器包括与一组串联连接的电容器-开关组合并联的内部电容器。串联连接的电容器-开关组合的每个开关由该组预设位的不同预设位控制。
示例891是一种在电荷泵中注入电荷的方法。该方法可以包括:在电荷注入阶段期间,在动态开关的栅-漏电容上注入电荷。该方法还可以包括:在注入电荷之后,在电荷转移阶段期间,使用亚阈值漏极电流将亚阈值开关上的电荷转移到电荷泵的输出电容。该方法还可以包括:在转移电荷之后,在关断阶段期间,终止电荷转移和输出电容中的电流,以停止输出电压的电压变化。
在示例892中,示例891的主题可选地包括:在提供给动态开关的控制信号的上升沿上,在动态开关的栅-漏电容上发生电荷注入。动态开关可以被配置为在正边沿处关断。
在示例893中,示例891-892中的任何一个或多个的主题可选地包括:终止发生在提供给动态开关的控制信号的负边沿上。动态开关可以被配置为在负边沿处接通。
在示例894中,示例893的主题可选地包括:在终止阶段期间,动态开关和亚阈值开关之间的网络处的电压返回到动态开关所连接到的轨电压。
在示例895中,示例891-894中的任何一个或多个的主题可选地包括:在电荷注入阶段期间,控制控制信号的脉冲宽度,并且因此控制电压变化。
在示例896中,示例895的主题可选地包括:控制控制信号的脉冲宽度包括:将控制信号和控制信号的延迟反相副本提供给AND门,以及提供一组预设位,以控制控制信号的延迟反相副本的延迟量。
在示例897中,示例896的主题可选地包括:在电荷转移阶段期间,电荷被转移到多个亚阈值开关上的输出电容,亚阈值开关的数量等于该组预设位的预设位数,每个预设位控制不同的亚阈值开关。
在示例898中,示例896-897中的任何一个或多个的主题可选地包括:控制多个并联内部电容器的并入以形成输出电容器。并联内部电容器的数量可以等于该组预设位的预设位数。每个内部电容器可以由不同的预设位并入。
示例899是电荷泵的装置。该装置可以包括:用于在动态开关的栅-漏电容上注入电荷的模块。该装置还可以包括:用于在注入电荷之后,使用亚阈值漏极电流将亚阈值开关上的电荷转移到电荷泵的输出电容的模块。该装置还可以包括:用于在转移电荷之后,终止电荷转移和输出电容中的电流,以停止输出电压的电压变化的模块。
在示例900中,示例899的主题可选地包括:用于在电荷注入阶段期间,控制控制信号的脉冲宽度并且因此控制电压变化的模块。
在示例901中,示例899-900中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于控制控制信号的脉冲宽度的模块,包括用于将控制信号和控制信号的延迟反相副本提供给AND门,并且提供一组预设位,以控制控制信号的延迟反相副本的延迟量的模块。
在示例902中,示例901的主题可选地包括:用于将电荷转移到多个亚阈值开关上的输出电容的模块,亚阈值开关的数量等于该组预设位的预设位的数量。每个预设位可以控制不同的亚阈值开关。
在示例903中,示例901-902中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于控制多个并联内部电容器的并入以形成输出电容器的模块。并联内部电容器的数量可以等于该组预设位的预设位数。每个内部电容器可以由不同的预设位并入。
示例904是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:分别通过UP和DOWN控制信号控制第一和第二动态开关。第一和第二动态开关可以连接到不同的轨电压。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:通过多个位中的不同位控制第一和第二系列开关的每个开关。第一和第二系列开关可以分别连接到第一和第二动态开关。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:调整第一和第二系列开关所连接到的电荷泵的输出电容器的输出电压。
在示例905中,示例904的主题可选地包括:其中,指令被配置为命令一个或多个处理器:经由分别与第一和第二动态开关连接的第一和第二定时电路来控制UP和DOWN控制信号的脉冲宽度。
在示例906中,示例905的主题可选地包括:第一和第二定时电路中的每一个包括AND门,UP或DOWN控制信号和UP或DOWN控制信号的延迟反相副本被提供到AND门作为输入。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:控制连接到与AND门连接的反相器的延迟线的延迟。UP或DOWN控制信号可以被延迟线延迟,以形成UP或DOWN控制信号的延迟反相副本。
在示例907中,示例906的主题可选地包括:脉冲宽度由提供给延迟线的一组预设位定义。
在示例908中,示例907的主题可选地包括:其中,指令被配置为命令一个或多个处理器:使用不同的预设位来控制第一和第二系列开关的不同开关。
在示例909中,示例907-908中的任何一个或多个的主题可选地包括:输出电容器包括与一组串联连接的电容器-开关组合并联的内部电容器。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:通过不同的预设位来控制该组串联连接的电容器-开关组合中的每个开关。
示例910是通信设备的装置。该装置可以包括接收机电路。接收机电路可以包括多个第一量化器,被配置为接收波束赋形信号。接收机电路还可以包括前馈环路,其被配置为:在波束赋形信号被提供给量化器之前,向波束赋形信号提供模拟补偿信号,以形成补偿的波束赋形信号。波束赋形信号可以包括来自发射机的信号和干扰源信号。模拟补偿信号可以被配置为:补偿干扰源信号。
在示例911中,示例910的主题可选地包括:前馈环路包括多个第二量化器,其被配置为将波束赋形信号转换为粗量化的信号。前馈环路还可以包括多个数模转换器(DAC),其被配置为转换为模拟补偿信号。
在示例912中,示例911的主题可选地包括:第二量化器的分辨率小于第一量化器的分辨率。
在示例913中,示例911-912中的任何一个或多个的主题可选地包括:前馈环路还包括设置在第二量化器与DAC之间的数字滤波器。数字滤波器可以被配置为:为粗量化的信号提供互相关的干扰补偿,并产生模拟补偿信号的数字版本。
在示例914中,示例913的主题可选地包括:多个组合器,其被配置为组合模拟补偿信号的数字版本和补偿后的波束赋形信号的数字版本,以提供用于调整接收机电路的信号质量。
在示例915中,示例913-914中的任何一个或多个的主题可选地包括:数字滤波器被配置为:从估计来自每个方向的干扰,其中y[n]是特定第二量化器处的粗量化信号,ark)是来自方向θk的干扰的估计矢量,并且随后将干扰矢量确定为:
在示例916中,示例911-915中的任何一个或多个的主题可选地包括:前馈环路还包括:多个组合器,被配置为:在将波束赋形信号提供给第二量化器之前,将抖动噪声添加到波束赋形信号。抖动噪声可以取决于干扰的估计。
在示例917中,示例911-916中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个模拟延迟线,其被配置为:向波束赋形信号添加足够的延迟,以允许波束赋形信号与通过前馈电路提供的模拟补偿信号组合。
在示例918中,示例911-917中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个组合器,其被配置为:将抖动噪声添加到补偿后的波束赋形信号。抖动噪声可以取决于接收机性能的度量。
在示例919中,示例911-918中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个第一组合器,其被配置为:在将波束赋形信号提供给第二量化器之前,将第一抖动噪声添加到波束赋形信号。多个第二组合器可以被配置为:将第二抖动噪声添加到补偿洁癖的波束赋形信号。第一和第二抖动噪声可以取决于波束赋形信号的不同质量。
在示例920中,示例910-919中的任何一个或多个的主题可选地包括:多个天线,被配置为提供波束赋形信号。
示例921是补偿接收机中的干扰源的方法。该方法可以包括:从多个天线接收波束赋形信号。每个波束赋形信号可以包括来自发射机的信号和干扰源信号。该方法还可以包括:在量化补偿信号以用于输出之前,通过对波束赋形信号前馈补偿干扰源信号来形成补偿后的信号。补偿后的信号可以取决于波束赋形信号。该方法还可以包括:量化补偿后的信号以形成量化的输出信号。该方法还可以包括:将量化的输出信号提供给基带处理器以进行处理。
在示例921a中,示例921的主题可选地包括:沿前馈路径量化波束赋形信号以形成量化的前馈信号。该方法还可以包括:补偿量化的前馈信号中的干扰源信号,以提供数字补偿信号。该方法还可以包括:将数字补偿信号转换为模拟补偿信号。该方法还可以包括:将模拟补偿信号与波束赋形信号组合以形成补偿后的信号。
在示例922中,示例921a的主题可选地包括:波束赋形信号的量化分辨率低于补偿后的信号的量化分辨率。
在示例923中,示例922的主题可选地包括:在量化波束赋形信号之前,将第一抖动噪声添加到波束赋形信号。该方法还可以包括:将第二抖动噪声添加到补偿后的信号。
在示例924中,示例923的主题可选地包括:组合数字补偿信号和补偿后的信号的数字版本,以提供信号质量。该方法还可以包括:基于信号质量,控制以下中的至少一个:波束赋形信号的量化,补偿后的信号的量化,第一抖动噪声或第二抖动噪声。
在示例925中,示例921-924(包括921a)中的任何一个或多个的主题可选地包括:补偿干扰源信号包括:从估计来自每个方向的干扰,其中,y[n]是特定第二量化器处的粗量化的信号,ark)是来自方向θk的干扰的估计矢量,并且随后将干扰矢量确定为:
在示例926中,示例921-926(包括921a)中的任何一个或多个的主题可选地包括:充分地延迟波束赋形信号,以允许波束赋形信号与模拟补偿信号组合。
示例927是接收机的装置。该装置可以包括:用于从多个天线接收波束赋形信号的装置。每个波束赋形信号可以包括来自发射机的信号和干扰源信号。该装置还可以包括:用于在量化补偿后的信号以用于输出之前,通过对波束赋形信号前馈补偿干扰源信号来形成补偿后的信号的模块。补偿后的信号可以取决于波束赋形信号。该装置还可以包括:用于量化补偿后的信号以形成量化的输出信号的模块。
在示例928中,示例927的主题可选地包括:用于沿前馈路径量化波束赋形信号,以形成量化的前馈信号的模块;用于补偿量化的前馈信号中的干扰源信号以提供数字补偿信号的模块。该装置还可以包括:用于将数字补偿信号转换为模拟补偿信号的模块。该装置还可以包括:用于将模拟补偿信号与波束赋形信号组合以形成补偿后的信号的模块。
在示例929中,示例928的主题可选地包括:波束赋形信号的量化分辨率低于补偿后的信号的量化分辨率。
在示例930中,示例929的主题可选地包括:用于在量化波束赋形信号之前,将第一抖动噪声添加到波束赋形信号的模块;和用于将第二抖动噪声添加到补偿后的信号的模块。
在示例931中,示例930的主题可选地包括:用于组合数字补偿信号和补偿后的信号的数字版本,以提供信号质量的模块。该装置还可以包括:用于基于信号质量控制以下中的至少一个的模块:波束赋形信号的量化,补偿后的信号的量化,第一抖动噪声或第二抖动噪声。
在示例932中,示例928-931中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于从估计来自每个方向的干扰的模块,其中y[n]是特定第二量化器处的粗量化的信号,ark)是来自方向θk的干扰的估计矢量,并且随后将干扰矢量确定为:
在示例933中,示例931-932中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于充分延迟波束赋形信号,以允许波束赋形信号与模拟补偿信号组合的模块。
示例934是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:从多个天线接收波束赋形信号。每个波束赋形信号可以包括来自发射机的信号和干扰源信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:在量化补偿后的信号以用于输出之前,通过对波束赋形信号前馈补偿干扰源信号来形成补偿后的信号。补偿后的信号可以取决于波束赋形信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:量化补偿后的信号以形成量化的输出信号。
在示例935中,示例934的主题可选地包括:指令还配置一个或多个处理器:沿前馈路径量化波束赋形信号,以形成量化的前馈信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:补偿量化的前馈信号中的干扰,以提供数字补偿信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:将数字补偿信号转换为模拟补偿信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:将模拟补偿信号与波束赋形信号组合,以形成补偿后的信号。
在示例936中,示例935的主题可选地包括:波束赋形信号的量化分辨率低于补偿后的信号的量化分辨率。
在示例937中,示例936的主题可选地包括:指令还配置一个或多个处理器:在量化波束赋形信号之前,将第一抖动噪声添加到波束赋形信号。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:将第二抖动噪声添加到补偿后的信号。
在示例938中,示例937的主题可选地包括:指令还配置一个或多个处理器:组合数字补偿信号和补偿后的信号的数字版本,以提供信号质量。指令还可以被配置为命令一个或多个处理器:基于信号质量,控制以下中的至少一个:波束赋形信号的量化,补偿后的信号的量化,第一抖动噪声或第二抖动噪声。
在示例939中,示例934-938中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还将一个或多个处理器配置为:从估计来自每个方向的干扰,其中y[n]是特定第二量化器处的粗量化的信号,ark)是来自方向θk的干扰的估计矢量,并且随后将干扰矢量确定为:
在示例940中,示例934-939中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令还配置一个或多个处理器:充分延迟波束赋形信号,以允许波束赋形信号与模拟补偿信号组合。
示例941是通信设备的装置。该装置可以包括接收机,该接收机包括:补偿电路;量化器;和基带处理器。补偿电路可以被配置为:在接收机的模拟域中,补偿在多个波束赋形天线中的每一个处接收的射频(RF)信号中的干扰,并产生模拟补偿后的信号。量化器可以被配置为:将取决于补偿电路的模拟输入信号变换为量化的输出。基带处理器可以被配置为:接收取决于量化的输出的基带输入信号,将补偿的反转应用于基带输入信号,以重构RF信号的数字版本,并且对RF信号的数字版本的执行信号处理。
在示例942中,示例941的主题可选地包括:补偿电路包括反馈回路,其被配置为:将来自量化器的量化的输出提供给模拟域。反馈回路可以包括滤波器,该滤波器被配置为:根据干扰的方向对量化的输出进行滤波并产生滤波的信号。反馈回路还可以包括数模转换器(DAC),其被配置为:将滤波的信号转换为模拟信号。反馈回路还可以包括组合器,该组合器被配置为:将模拟信号与来自天线的用于生成量化器的模拟输入信号的信号组合,并形成组合信号。
在示例943中,示例942的主题可选地包括:量化器和数模转换器具有不同的分辨率。
在示例944中,示例943的主题可选地包括:至少一个分辨率取决于期望的误码率(BER)或滤波器特性中的至少一个。
在示例945中,示例942-944中的任何一个或多个的主题可选地包括:低通滤波器(LPF),设置在组合器和量化器之间,并且被配置为:将组合信号中的量化噪声整形到带外。
在示例946中,示例945的主题可选地包括:设置在LPF和量化器之间的增益,并且被配置为:将增益输入调整到量化器的动态范围并提供模拟输入信号。
在示例947中,示例942-946中的任何一个或多个的主题可选地包括:低通滤波器(LPF),其设置在量化器和基带处理器之间,并且被配置为:消除由量化器引入的谐波。
在示例948中,示例942-947中的任何一个或多个的主题可选地包括:设置在DAC和组合器之间的增益,并且被配置为:根据信道质量调整模拟信号或将模拟信号设定为固定增益。
在示例949中,示例942-948中的任何一个或多个的主题可选地包括:量化器被配置为对模拟输入信号进行过采样。接收机还可以包括:设置在量化器和基带处理器之间的抽取器,并且被配置为:将抽取器输入信号下采样到Nyquist速率。
在示例950中,示例942-949中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波器的系数取决于干扰的方向性。
在示例951中,示例950的主题可选地包括:将滤波器定义为其中K是过采样率并且Nr是天线的数量。
在示例952中,示例951的主题可选地包括:
其中,d是天线间距离,滤波器系数矩阵为:
其中,[·]+是伪逆运算符,I是干扰方向的总数,表示Kronecker乘积。
在示例953中,示例941-952中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线,被配置为:根据输出振荡器信号发送信号。
示例954是在接收机中使用减小的量化器动态范围的方法。该方法可以包括:从多个波束赋形天线接收多个波束赋形信号。该方法还可以包括:对于每个波束赋形信号:通过以下步骤来减小波束赋形信号被提供到的量化器的动态范围:在波束赋形信号被提供给量化器之前对波束赋形信号补偿来自干扰源的干扰,并且将补偿后的信号提供给量化器;量化补偿后的信号;数字反相应用于波束赋形信号的补偿,以再生波束赋形信号的数字版本,并且对波束赋形信号的数字版本进行信号处理。
在示例955中,示例954的主题可选地包括:使用系数取决于干扰源的方向的滤波器对量化的输出进行滤波,以产生滤波的信号。该方法还可以包括:将滤波的信号转换为模拟信号。该方法还可以包括:将模拟信号与波束赋形信号组合,以生成补偿后的信号。
在示例956中,示例955的主题可选地包括以下中的至少一个:在量化补偿后的信号和转换滤波的信号时使用不同的分辨率,或者不同分辨率中的至少一个取决于期望的误码率(BER)或滤波器特性中的至少一个。
在示例957中,示例953-955中的任何一个或多个的主题可选地包括:使用低通滤波器(LPF)将补偿后的信号中的量化噪声整形到带外,以形成LPF信号。
在示例958中,示例957的主题可选地包括:在量化LPF信号之前,调整LPF信号的增益,以减小量化器的动态范围。
在示例959中,示例954-958中的任何一个或多个的主题可选地包括:在量化期间对补偿后的信号进行过采样。该方法可以进一步包括:使用低通滤波器(LPF)消除由量化器引入的谐波,以生成LPF信号,并且将LPF信号下采样为Nyquist速率。
在示例960中,示例953-959中的任何一个或多个的主题可选地包括:将滤波器定义为其中K是过采样率并且Nr是天线的数量,
其中,d是天线间距离,滤波器系数矩阵是:
其中,[·]+是伪逆运算符,I是干扰方向的总数,表示Kronecker乘积。
示例961是数字极坐标发射机的装置。该装置可以包括:用于从多个波束赋形天线接收多个波束赋形信号的模块。该装置还可以包括:对于每个波束赋形信号:用于通过以下步骤来减小波束赋形信号被提供到的量化器的动态范围的模块:在波束赋形信号被提供给量化器之前对波束赋形信号补偿来自干扰源的干扰,并且将补偿后的信号提供给量化器;用于量化补偿后的信号的模块;用于数字反相应用于波束赋形信号的补偿,以再生波束赋形信号的数字版本的模块;以及用于对波束赋形信号的数字版本进行信号处理的模块。
在示例962中,示例961的主题可选地包括:用于使用系数取决于干扰源的方向的滤波器对量化的输出进行滤波,以产生滤波的信号的模块。该装置还可以包括:用于将滤波的信号转换为模拟信号的模块。该装置还可以包括:用于将模拟信号与波束赋形信号组合以生成补偿后的信号的模块。
在示例963中,示例962的主题可选地包括以下中的至少一个:在量化补偿后的信号和转换滤波的信号时使用不同的分辨率,或者不同分辨率中的至少一个取决于期望的误码率(BER)或滤波器特性中的至少一个。
在示例964中,示例961-963中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于使用低通滤波器(LPF)将补偿后的信号中的量化噪声整形到带外以形成LPF信号的模块。
在示例965中,示例964的主题可选地包括:用于在量化LPF信号之前,调整LPF信号的增益以减小量化器的动态范围的模块。
在示例966中,示例961-965中的任何一个或多个的主题可选地包括:在量化期间对补偿后的信号进行过采样。该装置还可以包括:用于使用低通滤波器(LPF)消除由量化器引入的谐波以生成LPF信号的模块。该装置还可以包括:用于将LPF信号下采样为Nyquist速率的模块。
在示例967中,示例961-966中的任何一个或多个的主题可选地包括:将滤波器定义为其中K是过采样率并且Nr是天线的数量,
其中,d是天线间距离,滤波器系数矩阵是:
其中,[·]+是伪逆运算符,I是干扰方向的总数,表示kronecker乘积。
示例968是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令,以将通信设备配置为:从多个波束赋形天线接收多个波束赋形信号。指令还可以将通信设备配置为:对于每个波束赋形信号:通过以下步骤来减小波束赋形信号被提供到的量化器的动态范围:在波束赋形信号被提供给量化器之前对波束赋形信号补偿来自干扰源的干扰,并且将补偿后的信号提供给量化器;独立调整补偿和补偿后的信号中的每一个的幅度;量化补偿后的信号;数字反相应用于波束赋形信号的补偿,以再生波束赋形信号的数字版本;以及对波束赋形信号的数字版本进行信号处理。
在示例969中,示例968的主题可选地包括:一个或多个处理器还将通信设备配置为:使用系数取决于干扰源的方向的滤波器对量化的输出进行滤波,以产生滤波的信号。指令还可以将通信设备配置为:将滤波的信号转换为模拟信号。指令还可以将通信设备配置为:将模拟信号与波束赋形信号组合,以生成补偿后的信号。
在示例970中,示例969的主题可选地包括以下中的至少一个:在量化补偿后的信号和转换滤波的信号时使用不同的分辨率,或者不同分辨率中的至少一个取决于期望的误码率(BER)或滤波器特性中的至少一个。
在示例971中,示例968-970中的任何一个或多个的主题可选地包括:一个或多个处理器还将通信设备配置为:使用低通滤波器(LPF)将补偿后的信号中的量化噪声整形到带外,以形成LPF信号。
在示例972中,示例968-971中的任何一个或多个的主题可选地包括:在量化期间对补偿后的信号进行过采样。指令还可以将通信设备配置为:使用低通滤波器(LPF)消除由量化器引入的谐波,以生成LPF信号,并且将LPF信号下采样为Nyquist速率。
在示例973中,示例968-972中的任何一个或多个的主题可选地包括:将滤波器定义为其中K是过采样率并且Nr是天线的数量,
其中,d是天线间距离,滤波器系数矩阵是:
其中,[·]+是伪逆运算符,I是干扰方向的总数,表示kronecker乘积。
示例974是通信设备的装置。该装置可以包括模数转换器系统(ADCS),其包括可调整的ADC配置。ADC配置可以包括多个内核ADC,其可以在平均模式下的并行操作和时间交织模式下的串行操作之间调整。ADCS可以被配置在平均模式下,以用于通信设备的较高分辨率、较低带宽操作,并且被配置在时间交织模式下,以用于通信设备的较低分辨率、较高速度操作。
在示例975中,示例974的主题可选地包括:ADCS还包括多个定时单元。每个定时单元可以与多个内核ADC中的不同内核ADC连接。每个定时单元可以被配置为:基于提供给定时单元的主时钟信号,向相关联的内核ADC提供系统时钟信号。系统时钟信号可以取决于ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个。
在示例976中,示例975的主题可选地包括:每个定时单元和内核ADC被配置为从控制器接收模式信号,该模式信号指示ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个,并且接收一组配置比特,以在平均或时间交织模式中的至少一个中将定时单元和内核ADC调谐到期望的设置。
在示例977中,示例976的主题可选地包括:模式信号包括指示ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个的单个比特以及指示要使用多少内核ADC的至少一个附加比特。
在示例978中,示例977的主题可选地包括:至少一个附加位指定要使用哪一个内核ADC。
在示例979中,示例976-978中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式信号由指示ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个的单个比特组成。
在示例980中,示例974-979中的任何一个或多个的主题可选地包括:内核ADC是可变位ADC,其分辨率根据ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个而改变。
在示例981中,示例974-980中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个内核ADC包括采样电路,以对要量化的输入信号进行过采样和抽取。
在示例982中,示例974-981中的任何一个或多个的主题可选地包括:ADCS还包括处理电路,该处理电路被配置为:从内核ADC接收量化信号,并且取决于ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个,不同地处理量化信号。
在示例983中,示例982的主题可选地包括:处理电路被配置为:当ADCS处于平均模式时作为缓冲器操作,并且当ADCS处于时间交织模式时作为均衡器操作。
在示例984中,示例974-983中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线,该天线包括向ADCS提供输入信号的天线元件。
示例985是提供灵活的模数转换器(ADC)架构的方法。该方法可以包括:在用于较高分辨率、较低带宽操作的平均模式ADC配置和用于较低分辨率、较高速度操作的时间交织模式ADC配置(其中,来自内核ADC的输出被平均)之间调整ADC配置。该方法还可以包括:在平均模式ADC配置中,对来自内核ADC的输出求平均,以产生平均的ADC输出。该方法还可以包括:在时间交织模式ADC配置中,组合来自内核ADC的输出,以产生时间交织的ADC输出。
在示例986中,示例985的主题可选地包括:基于提供给定时单元的主时钟信号,向每个内核ADC提供系统时钟信号和本地主时钟信号。该方法还可以包括:根据ADC配置,调整系统时钟信号。
在示例987中,示例986的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。模式信号可以包括指示ADC配置的单个比特和指示要使用多少个内核ADC的至少一个附加比特。
在示例988中,示例986-987中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。模式信号可以由指示ADC配置的单个比特组成。
在示例989中,示例986-988中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。该方法还可以包括:基于一组配置比特,将ADC配置调谐到期望的设置。
在示例990中,示例985-989中的任何一个或多个的主题可选地包括:根据ADC配置调整内核ADC的分辨率。
在示例991中,示例985-990中的任何一个或多个的主题可选地包括:在量化输入信号以产生量化信号之前,对每个内核ADC的输入信号进行过采样和抽取。
在示例992中,示例985-991中的任何一个或多个的主题可选地包括;根据ADC配置不同地处理量化信号。该处理可以包括:在平均模式ADC配置中缓冲来自每个内核ADC的量化信号,以及在时间交织模式ADC配置中均衡来自每个内核ADC的量化信号。
示例993是通信设备的装置。该装置可以包括:用于在用于较高分辨率、较低带宽操作的平均模式ADC配置和用于较低分辨率、较高速度操作的时间交织模式ADC配置(其中,来自内核ADC的输出被平均)之间调整ADC配置的模块。该装置还可以包括:用于在平均模式ADC配置中,对来自内核ADC的输出求平均,以产生平均的ADC输出的模块。该装置还可以包括:用于在时间交织模式ADC配置中,组合来自内核ADC的输出,以产生时间交织的ADC输出的模块。
在示例994中,示例993的主题可选地包括:用于基于提供给定时单元的主时钟信号,向每个内核ADC提供系统时钟信号和本地主时钟信号的模块。该装置还可以包括:用于根据ADC配置,调整系统时钟信号的模块。
在示例995中,示例994的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。模式信号可以包括指示ADC配置的单个位和指示要使用多少个核ADC的至少一个附加位。
在示例996中,示例994-995中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。模式信号可以由指示ADC配置的单个比特组成。
在示例997中,示例994-996中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于指示ADC配置的模式信号来调整系统时钟信号。模式信号可以包括指示ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个的单个比特以及指示要使用多少个内核ADC的至少一个附加比特。
在示例998中,示例994-997中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于根据ADC配置调整内核ADC的分辨率的模块。
在示例999中,示例994-998中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于在量化输入信号以产生量化信号之前对每个内核ADC的输入信号进行过采样和抽取的模块。
示例1000是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:在平均模式和时间交织模式之间调整多个内核ADC的模数转换器(ADC)配置。平均模式可以被配置用于较高分辨率、较低带宽操作,并且时间交织模式可以被配置用于较低分辨率、较高速度操作。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:根据ADC配置不同地处理来自内核ADC的量化信号。该处理可以包括:在平均模式ADC配置中缓冲来自每个内核ADC的量化信号,以及在时间交织模式ADC配置中均衡来自每个内核ADC的量化信号。
在示例1001中,示例1000的主题可选地包括:指令还命令一个或多个处理器:配置多个定时单元中的每一个,以基于提供给定时单元的主时钟信号向不同的内核ADC提供系统时钟信号。系统时钟信号可以取决于ADC配置。
在示例1002中,示例1001的主题可选地包括:每个定时单元和内核ADC被配置为接收指示哪一个ADC配置的模式信号。模式信号可以包括包含指示ADC配置的单个比特和指示要使用多少内核ADC的至少一个附加比特的模式信号。
在示例1003中,示例1002的主题可选地包括:至少一个附加比特指定要使用哪个内核ADC。
在示例1004中,示例1003的主题可选地包括:每个定时单元和内核ADC被配置为接收指示哪一个ADC配置的模式信号。模式信号可以包括指示ADC配置的单个比特。
在示例1005中,示例1000-1004中的任何一个或多个的主题可选地包括:内核ADC是可变位ADC,其分辨率根据ADCS处于平均或时间交织模式中的哪一个而改变。
在示例1006中,示例1000-1005中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个内核ADC包括采样电路,以对要量化的输入信号进行过采样和抽取。
示例1007是通信设备的装置。该装置可以包括接收机电路,该接收机电路包括被配置为接收波束赋形信号的多个模数转换器(ADC)。接收机电路可以被配置为:在波束赋形信号被提供给ADC之前,对波束赋形信号提供模拟补偿。波束赋形信号可以包括期望信号和干扰源信号。补偿可以被配置为:补偿源干扰信号并降低ADC的动态增益。
在示例1008中,示例1007的主题可选地包括:接收机电路还包括:基带处理器,被配置为从ADC接收数字信号。基带处理器还可以被配置为:在确定期望信号的方向之前提供模拟补偿的反转。
在示例1009中,示例1007-1008中的任何一个或多个的主题可选地包括:射频(RF)前端,其被配置为将波束赋形信号输出为多个模拟输出。接收机电路还可以包括用于每个模拟输出的组合器。组合器可以被配置为:组合每个模拟输出的加权副本。
在示例1010中,示例1009的主题可选地包括:描述模拟输出的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵,权重是固定的。
在示例1011中,示例1009-1010中的任何一个或多个的主题可选地包括:描述模拟输出的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以自适应地取决于期望信号和干扰源信号的条件,以最大化期望信号的信号干扰加噪声(SINR)。
在示例1012中,示例1011的主题可选地包括:模拟求和加权矩阵包括Hadamard矩阵。
在示例1013中,示例1009-1012中的任何一个或多个的主题可选地包括:对于每个组合器,接收机电路还包括可变增益,该可变增益包括向其提供组合器的输出的输入和与对应ADC的输入连接的输出。可以设定可变增益的增益,以归一化提供给对应ADC的波束赋形信号的功率水平。
在示例1014中,示例1009-1013中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用电流模求和来实现组合器。
在示例1015中,示例1008-1014中的任何一个或多个的主题可选地包括:基带处理器还被配置为使得能够在特定操作期间使用多个ADC。
在示例1016中,示例1008-1015中的任何一个或多个的主题可选地包括:基带处理器还被配置为:根据期望的阵列干扰抑制和角度分辨率来选择每个ADC的动态范围。
在示例1017中,示例1007-1016中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线,该天线包括提供波束赋形信号的天线元件。
示例1018是一种降低接收机中的模数转换器(ADC)的动态增益的方法。该方法可以包括:从天线的多个天线元件接收波束赋形信号。每个波束赋形信号可以包括期望信号和干扰源信号。该方法还可以包括:在将波束赋形信号提供给ADC之前补偿干扰源信号,以形成补偿后的信号。每个补偿后的信号可以提供给不同的ADC;在ADC处量化补偿后的信号以形成量化信号。该方法还可以包括:在处理量化信号之前反转补偿。
在示例1019中,示例1018的主题可选地包括:量化信号的处理包括:确定期望或干扰源信号中的至少一个的方向或者信道探测中的至少一个。
在示例1020中,示例1018-1019中的任何一个或多个的主题可选地包括:补偿干扰源信号包括:对于每个补偿后的信号,组合每个波束赋形信号的加权副本。
在示例1021中,示例1020的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以是固定的。
在示例1022中,示例1020-1021中的任何一个或多个的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以取决于期望信号和干扰源信号的条件,以最大化期望信号的信号干扰加噪声(SINR)。
在示例1023中,示例1022的主题可选地包括:模拟求和加权矩阵包括Hadamard矩阵。
在示例1024中,示例1018-1023中的任何一个或多个的主题可选地包括:调整每个补偿后的信号的可变增益,以归一化提供给ADC中的对应ADC的信号的功率水平。
在示例1025中,示例1018-1024中的任何一个或多个的主题可选地包括:调整在特定操作期间使用的ADC的数量。
在示例1026中,示例1018-1025中的任何一个或多个的主题可选地包括:根据期望的阵列干扰抑制和角度分辨率来选择每个ADC的动态范围。
示例1027是通信设备的装置。该装置可以包括:用于从天线的多个天线元件接收波束赋形信号的模块。每个波束赋形信号可以包括期望信号和干扰源信号。该装置还可以包括:用于在将波束赋形信号提供给模数转换器(ADC)之前,补偿干扰源信号,以形成补偿后的信号的模块。可以将每个补偿后的信号提供给不同的ADC。该装置还可以包括:用于在ADC处量化补偿后的信号,以形成量化信号的模块。该装置还可以包括:用于在处理量化信号之前反转补偿的模块。
在示例1028中,示例1027的主题可选地包括:用于在处理量化信号期间确定期望或干扰源信号或信道探测中的至少一个的方向的模块中的至少一个。
在示例1029中,示例1027-1028中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于补偿干扰信号的模块包括:对于每个补偿后的信号,用于组合每个波束赋形信号的加权副本的模块。
在示例1030中,示例1029的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以是固定的。
在示例1031中,示例1029-1030中的任何一个或多个的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以取决于期望信号和干扰源信号的条件,以最大化期望信号的信号干扰加噪声(SINR)。
在示例1032中,示例1031的主题可选地包括:模拟求和加权矩阵包括Hadamard矩阵。
在示例1033中,示例1027-1032中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于调整每个补偿后的信号的可变增益以归一化提供给ADC中的对应ADC的信号的功率水平的模块。
在示例1034中,示例1027-1033中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于调整在特定操作期间使用的ADC的数量的模块。
在示例1035中,示例1027-1034中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于根据期望的阵列干扰抑制和角度分辨率来选择每个ADC的动态范围的模块。
示例1036是计算机可读存储介质,其存储用于由通信设备的一个或多个处理器执行的指令。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:反转在模拟补偿的反转之前已经量化以形成量化信号的波束赋形信号的模拟补偿。每个波束赋形信号可以包括期望信号和干扰源信号。可以在不同的信号路径上提供每个量化信号。指令还可以被配置为:在将模拟补偿反转之后处理量化信号以进行以下中的至少一个:确定期望或干扰源信号中的至少一个的方向,或者执行信道探测。
在示例1037中,示例1036的主题可选地包括:模拟补偿包括,对于每个信号路径,组合每个波束赋形信号的加权副本。
在示例1038中,示例1037的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。权重可以是固定的。
在示例1039中,示例1037-1038中的任何一个或多个的主题可选地包括:描述波束赋形信号的权重的模拟求和加权矩阵是可逆矩阵。指令可以被配置为命令一个或多个处理器:根据期望信号和干扰源信号的条件调整权重,以最大化期望信号的信号干扰加噪声(SINR)。
在示例1040中,示例1039的主题可选地包括:模拟求和加权矩阵包括Hadamard矩阵。
在示例1041中,示例1036-1040中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令被配置为命令一个或多个处理器:在模拟补偿后的波束赋形信号的量化以形成量化信号之前,调整每个模拟补偿后的波束赋形信号的可变增益以归一化模拟补偿后的波束赋形信号的功率水平。
在示例1042中,示例1036-1041中的任何一个或多个的主题可选地包括:指令被配置为命令一个或多个处理器:调整在特定操作期间活动的多个同时量化。
在示例1043中,示例1036-1042中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,指令被配置为命令一个或多个处理器:根据期望的阵列干扰抑制和波束赋形信号的角度分辨率来选择每个量化的动态范围。
示例1044是用于时间交织的模数转换器(ADC)的基于环回的时间偏斜校准电路,其可以包括:多个信号通道,每个通道在射频收发机的发送路径中包括数模转换器(DAC),在收发机的接收路径中包括由时钟驱动的ADC;基准信号生成器,在至少一个信号通道的发送路径中生成基准信号;环回连接,用于将基准信号发送到与至少一个信号信道的发送路径对应的接收路径;相位估计器,用于确定与基准信号关联的估计的时间偏斜;以及延迟校正电路,用于控制时钟定时以补偿估计的时间偏斜,并且包括提供估计的时间偏斜的输入。
在示例1045中,示例1044的主题可选地包括:基准信号生成器在所有信号通道的发送路径中生成基准信号。
在示例1046中,示例1044-1045中的任何一个或多个的主题可选地包括:发送路径中频(IF)放大器和接收路径IF放大器,并且环回连接与发送路径IF放大器和接收路径IF放大器两者相邻地连接。
在示例1047中,示例1044-1046中的任何一个或多个的主题可选地包括:至少一个信号通道包括同相(I)子通道和正交(Q)子通道,基准信号在I发送子路径和Q发送子路径中提供,相位估计器包括I相位估计器和Q相位估计器,延迟校正电路包括I延迟校正电路和Q延迟校正电路。
在示例1048中,示例1044-1047中的任何一个或多个的主题可选地包括:基准信号是预定义频率的正弦信号。
在示例1049中,示例1048的主题可选地包括:基准信号具有形式s(t)=Asin(2πft+θ),其中,f是预定义的正弦波频率,θ是正弦波的相位,A是正弦波的幅度。
在示例1050中,示例1044-1049中的任何一个或多个的主题可选地包括:基准信号是复指数信号。
在示例1051中,示例1050的主题可选地包括:基准信号具有形式sI(t)=AIcos(2πft+θ),sQ(t)=AQsin(2πft+θ),其中,f是预定义正弦波频率,θ是正弦波的相位,AI是同相正弦波的幅度,AQ是正交正弦波的幅度。
在示例1052中,示例1044-1051中的任何一个或多个的主题可选地包括:将ADC组合以形成时间交织的模数转换器(TI-ADC)。
在示例1053中,示例1052的主题可选地包括:ADC以公共采样频率操作。
在示例1054中,示例1044-1053中的任何一个或多个的主题可选地包括:电路与用于射频收发机的调制解调器电路集成。
在示例1055中,示例1054的主题可选地包括:调制解调器电路与射频收发机集成在一起。
示例1056是用于操作用于时间交织的模数转换器(ADC)的基于环回的时间偏斜校准电路的方法,其可以包括:由基准信号生成器生成基准信号,该基准信号被提供到多个信号通道中的至少一个,每个信号通道在收发机的发送路径中包括数模转换器(DAC),在收发机的接收路径中包括由时钟驱动的模数转换器(ADC);将基准信号从发送路径传递到与至少一个信号通道的发送路径对应的接收路径;利用相位估计器基于基准信号计算估计的时间偏斜;以及用延迟校正电路校正时钟定时以控制时钟定时,以补偿估计的时间偏斜。
示例1057是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时配置该设备:通过基准信号生成器生成基准信号,该基准信号提供给多个信号通道中的至少一个,每个信号通道在收发机的发送路径中包括数模转换器(DAC),在收发机的接收路径中包括由时钟驱动的模数转换器(ADC);将基准信号从发送路径传递到与至少一个信号通道的发送路径对应的接收路径;利用相位估计器基于基准信号计算估计的时间偏斜;利用延迟校正电路校正时钟定时,以控制时钟定时,以补偿估计的时间偏斜。
在示例1058中,示例1057的主题可选地包括:基准信号生成器在所有信号通道的发送路径中生成基准信号。
示例1059是包含执行示例1056的方法的模块的系统。
示例1060是用于操作用于时间交织的模数转换器(ADC)的基于环回的时间偏斜校准电路的装置,其可以包括:用于由基准信号生成器生成基准信号的模块,该基准信号提供给多个信号通道中的至少一个,每个信号通道在收发机的发送路径中包括数模转换器(DAC),在收发机的接收路径中包括由时钟驱动的模数转换器(ADC);用于将基准信号从发送路径传递到与至少一个信号通道的发送路径对应的接收路径的模块;用于利用相位估计器基于基准信号计算估计的时间偏斜的模块;和用于利用延迟校正电路校正时钟定时,以控制时钟定时以补偿估计的时间偏斜的模块。
在示例1061中,示例1060的主题可选地包括:基准信号生成器在所有信号通道的发送路径中生成基准信号。
在示例1062中,示例1060-1061中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于放大发送路径中的中频信号的模块,以及用于放大接收路径中的IF信号的模块,环回连接与发送路径放大器和接收路径放大器两者相邻地连接。
在示例1063中,示例1060-1062中的任何一个或多个的主题可选地包括:基准信号是预定义频率的正弦信号。
在示例1064中,示例1063的主题可选地包括:基准信号具有形式s(t)=Asin(2πft+θ),其中,f是预定义的正弦波频率,θ是正弦波的相位,A是正弦波的幅度。
在示例1065中,示例1060-1064中的任何一个或多个的主题可选地包括:基准信号是复指数信号。
在示例1066中,示例1065的主题可选地包括:基准信号具有形式sI(t)=AIcos(2πft+θ),sQ(t)=AQsin(2πft+θ),其中,是f预定义正弦波频率,θ是正弦波的相位,AI是同相正弦波的幅度,AQ是正交正弦波的幅度。
在示例1067中,示例1060-1066中的任何一个或多个的主题可选地包括:将ADC组合以形成时间交织的模数转换器(TI-ADC)。
在示例1068中,示例1067的主题可选地包括:ADC以公共采样频率操作。
在示例1069中,示例1060-1068中的任何一个或多个的主题可选地包括:该装置与用于射频收发机的调制解调器电路集成。
在示例1070中,示例1069的主题可选地包括:调制解调器电路与射频收发机集成在一起。
示例1071是具有增益校正装置的时间交织的模数转换器(TI-ADC),其可以包括用于在正常操作模式下的装置输入和在校准模式下的参考电压输入之间进行切换并输出切换信号的开关;以及多个信号通道,每个包括用于接收切换信号片段并提供数字输出信号的模数转换器(ADC);复用器,用于从ADC的数字输出信号产生组合输出信号;测量和校正单元,用于在正常模式下操作时调整或支持信号调整,以产生增益调整的输出信号,并在校准模式操作时提供测量信号;和控制器,用于控制开关以及测量和校正单元在正常操作模式或校准模式下操作,将测量信号相关数据存储在存储器中以调整组合输出信号,并控制信号通道的交织定时。
在示例1072中,示例1071的主题可选地包括:多个信号通道各自还包括在ADC之前的跟踪或采样和保持电路,其由控制器总体控制,以级联方式提供ADC的交织定时和操作。
在示例1073中,示例1072的主题可选地包括:在通道跟踪或采样和保持电路与各ADC之间提供开关。
在示例1074中,示例1071-1073中的任何一个或多个的主题可选地包括:测量信号相关数据是用于各个通道中的调整的增益值。
在示例1075中,示例1074的主题可选地包括:增益值是增益偏移。
在示例1076中,示例1074-1075中的任何一个或多个的主题可选地包括:增益值基于由参考电压输入提供的多个参考电压值。
在示例1077中,示例1076的主题可选地包括:多个参考电压值是波形信号值。
在示例1078中,示例1077的主题可选地包括:根据从增益调整的输出信号导出的反馈信号提供波形信号值。
在示例1079中,示例1077-1078中的任何一个或多个的主题可选地包括:波形信号值基于复指数信号。
在示例1080中,示例1076-1079中的任何一个或多个的主题可选地包括:将增益值存储在存储器中的查找表(LUT)中。
在示例1081中,示例1076-1080中的任何一个或多个的主题可选地包括:增益值计算器利用线性内插得到校准值之间的值。
在示例1082中,示例1071-1081中的任何一个或多个的主题可选地包括:控制器基于测量信号相关数据在信号通道内进行模拟调整。
在示例1083中,示例1082的主题可选地包括:通过对ADC的控制来进行模拟调整。
在示例1084中,示例1071-1083中的任何一个或多个的主题可选地包括:温度基准源,用于提供温度相关信息以与测量信号相关数据关联并存储。
示例1085是用于操作具有增益校正装置的时间交织的模数转换器(TI-ADC)的方法,其可以包括:在正常操作模式下的设备输入和在校准模式下的参考电压输入之间进行切换,并输出切换信号;利用多个信号通道接收切换信号片段并提供数字输出信号,每个信号通道包括模数转换器(ADC);利用复用器从ADC的数字输出信号产生组合输出信号;当在正常模式下操作时调整或支持信号的调整,以产生增益调整的输出信号,并在校准模式下操作时提供测量信号;以及控制开关和测量和校正单元在正常操作模式或校准模式下操作,将测量信号相关数据存储在存储器中,用于调整组合输出信号,并控制信号通道的交织定时。
示例1086是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:在正常操作模式下的设备输入和校准模式下的参考电压输入之间进行切换,并输出切换信号;用多个信号通道接收切换信号片段并提供数字输出信号,每个信号通道包括模数转换器(ADC);利用复用器从ADC数字输出信号产生组合输出信号;在正常模式下操作时调整或支持信号调整,以产生增益调整地输出信号,并在校准模式下操作时提供测量信号;以及控制开关以及测量和校正单元在正常操作模式或校准模式下操作,将测量信号相关数据存储在存储器中,用于调整组合输出信号,并控制信号通道的交织定时。
在示例1087中,示例1086的主题可选地包括:多个信号通道各自还包括在ADC之前的跟踪或采样和保持电路,其由控制器总体控制,以级联方式提供ADC的交织定时和操作。
示例1088是包括用于执行示例1087的方法的模块的系统。
示例1089是用于操作具有增益校正装置的时间交织的模数转换器(TI-ADC)的装置,其可以包括:用于在正常操作模式下的装置输入与校准模式下的参考电压输入之间进行切换并输出切换信号的模块;用于利用多个信号通道接收切换信号片段并提供数字输出信号的模块,每个信号通道包括模数转换器(ADC);用于利用复用器从ADC的数字输出信号产生组合输出信号的模块;用于在正常模式下操作时调整或支持信号调整以产生增益调整的输出信号,并在校准模式下操时提供测量信号的模块;以及用于控制开关以及测量和校正单元在正常操作模式或校准模式下操作,将测量信号相关数据存储在存储器中用于调整组合输出信号,并控制信号通道的交织定时的模块。
在示例1090中,示例1089的主题可选地包括:多个信号通道各自还包括在ADC之前的跟踪或采样和保持电路,其由用于控制从而以级联方式提供ADC的交织定时和操作的模块总体控制。
在示例1091中,示例1090的主题可选地包括:在信道跟踪或采样和保持电路与各ADC之间提供用于切换的模块。
在示例1092中,示例1091的主题可选地包括:测量信号相关数据是用于在各个通道中进行调整的模块的增益值。
在示例1093中,示例1092的主题可选地包括:增益值是增益偏移。
在示例1094中,示例1092-1094中的任何一个或多个的主题可选地包括:增益值基于由参考电压输入提供的多个参考电压值。
在示例1095中,示例1094的主题可选地包括:多个参考电压值是波形信号值。
在示例1096中,示例1095的主题可选地包括:从根据增益调整的输出信号导出的反馈信号提供波形信号值。
在示例1097中,示例1095-1096中的任何一个或多个的主题可选地包括:波形信号值基于复指数信号。
在示例1098中,示例1094-1097中的任何一个或多个的主题可选地包括:将增益值存储在存储器中的查找表(LUT)中。
在示例1099中,示例1094-1098中的任何一个或多个的主题可选地包括:增益值计算器利用线性内插得到校准值之间的值。
在示例1100中,示例1099的主题可选地包括:用于控制的模块基于测量信号相关数据在信号通道内进行模拟调整。
在示例1101中,示例1100的主题可选地包括:通过对ADC的控制来进行模拟调整。
在示例1102中,示例1101的主题可选地包括:进一步包括用于提供温度相关信息以与测量信号相关数据关联和存储的模块。
示例1103是相控阵列发射机,其可以包括:多个发送通道,每个发送通道包括天线和连接到天线的发送放大器;发送功率分离器,用于将输出信号分离成多个输出通道信号,其被提供给发送通道中的发送放大器;基带-RF发送电路,用于将数字发送数据转换成输出信号;外部非线性数据处理器,用于确定关于外部相控阵列收发机(EPAT)的功率发送信号特性的信号的非线性特性,并将可用于校正EPAT中的非线性的非线性数据提供给IF发射机级,以便发送到EPAT。
在示例1104中,示例1103的主题可选地包括:射频(RF)调制级,用于将输出信号提供给发送功率分离器;以及中频(IF)调制级,包括数模转换器(DAC),用于将数字基带输出信号转换为IF输出信号。
在示例1105中,示例1104的主题可选地包括:非线性数据包括补偿EPAT的输入功率与输出功率的特性曲线的非线性的曲线的多项式系数。
在示例1106中,示例1105的主题可选地包括:曲线的多项式系数是五阶或更小。
在示例1107中,示例1104-1106中的任何一个或多个的主题可选地包括:非线性数据包括查找表(LUT)值,其对应于补偿EPAT的输入功率与输出功率的特性曲线的非线性。
在示例1108中,示例1104-1107中的任何一个或多个的主题可选地包括:发射机是收发机,还可以包括相控阵列接收机,其可以包括:多个接收通道,每个接收通道包括天线和连接到天线的接收放大器;接收功率组合器,用于将接收通道中的接收放大器提供的多个输入通道信号组合成输入信号;射频(RF)解调级,用于将RF信号转换成中频(IF)信号;和中频(IF)解调级,包括用于将IF信号转换为数字基带输入信号的模数转换器(ADC);内部非线性数据处理器,用于处理数字基带输入信号中包含的非线性数据;数字预失真(DPD)处理器,可以包括用于基于处理后的非线性数据接收控制信号的控制输入;和包括用于发送的基带数字数据信号的数据输入;以及用于提供输出信号的数据输出,输出信号已经基于非线性数据被DPD修改,以输出将扩展发送通道内的发送放大器的总体线性输出的信号。
示例1109是用于校准相控阵列收发机的方法,其可以包括:将发送信号分离成提供给多个发送通道的信号,每个发送通道包括天线和连接到天线的发射放大器;经由通道的天线将输出信号发送到外部相控阵列收发机(EPAT),输出信号具有组合功率输出,该组合功率输出是相控天线阵列的通道的功率输出的总和;在收发机的输入处接收非线性数据,其与相控天线阵列的各个通道的功率输出之和的天线特性曲线反向相关;将非线性数据转换成数字预失真(DPD)处理器的控制数据,使得DPD处理器基于非线性数据修改输出信号,以扩展发送通道内的发送放大器的总体线性输出;以及通过通道的天线发送DPD处理器修改的输出信号。
示例1110是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:将发送信号分离成提供给多个发送通道的信号,每个发送通道包括天线和连接到天线的发送放大器;经由通道的天线将输出信号发送到外部相控阵收发机(EPAT),输出信号具有组合功率输出,其为相控天线阵列的通道的输出功率之和;在收发机的输入处接收与相控天线阵列的各个通道的功率输出之和的天线特性曲线反向相关的非线性数据;将非线性数据转换为数字预失真(DPD)处理器的控制数据,使得DPD处理器基于非线性数据将输出信号修改为扩展发送通道内的发送放大器的总体线性输出;以及经由通道的天线发送DPD处理器修改的输出信号。
在示例1111中,示例1110的主题可选地包括:指令还可操作以:将输出信号提供给发送功率分离器,并将数字基带输出信号转换为IF输出信号。
示例1112是用于发送射频信号的模块,其可以包括:用于将发送信号分离成提供给多个发送通道的信号的模块,每个发送通道包括天线和连接到天线的发送放大器;用于经由通道的天线将输出信号发送到外部相控阵列收发机(EPAT)的模块,输出信号具有组合功率输出,其为相控天线阵列的通道的功率输出之和;用于在收发机的输入处接收与相控天线阵列的各个通道的功率输出之和的天线特性曲线反向相关的非线性数据的模块;用于将非线性数据转换成数字预失真(DPD)处理器的控制数据,使得DPD处理器基于非线性数据修改输出信号以扩展发送通道内的发送放大器的总体线性输出的模块;以及用于经由通道的天线发送DPD处理器修改的输出信号的模块。
在示例1113中,示例1112的主题可选地包括:非线性数据包括补偿EPAT的输入功率与输出功率的特性曲线的非线性的曲线的多项式系数。
在示例1114中,示例1113的主题可选地包括:曲线的多项式系数是五阶或更小。
在示例1115中,示例1112-1114中的任何一个或多个的主题可选地包括:非线性数据包括查找表(LUT)值,其对应于补偿EPAT的输入功率与输出功率的特性曲线的非线性。
在示例1116中,示例1112-1115中的任何一个或多个的主题可选地包括:发射机是收发机,还可以包括相控阵列接收机,其可以包括:多个接收通道,每个接收通道包括天线和连接到天线的接收放大器;接收功率组合器,用于将接收通道中的接收放大器提供的多个输入通道信号组合成输入信号;射频(RF)解调级,用于将RF信号转换成中频(IF)信号;和中频(IF)解调级,包括用于将IF信号转换为数字基带输入信号的模数转换器(ADC);内部非线性数据处理器,用于处理数字基带输入信号中包含的非线性数据;数字预失真(DPD)处理器,可以包括用于基于处理后的非线性数据接收控制信号的控制输入;和包括用于发送的基带数字数据信号的数据输入;以及用于提供输出信号,输出信号已经由DPD基于非线性数据修改,以输出将扩展发送通道内的发送放大器的总体线性输出。
在示例1117中,示例1112-1116中的任何一个或多个的主题可选地包括:射频(RF)调制级,用于向发送功率分离器提供输出信号;和中频(IF)调制级,包括数模转换器(DAC),用于将数字基带输出信号转换为IF输出信号。
示例1118是用于接收机的增益控制设备,包括处理器和存储器,处理器被配置为:在抖动操作模式下,接收第一信号功率水平的第一输入信号;使用开关分别将第一和第二AGC增益设置应用于输入信号,并针对第一和第二AGC增益设置分别测量第一和第二信号质量度量(SQM);以及基于第一和第二SQM,确定和存储表示用于在使用第一AGC增益设置和第二AGC增益设置之间进行切换的功率水平的最优阈值;在正常操作模式下,基于最优阈值,确定对第一信号功率水平的第二输入信号使用第一还是第二AGC增益设置。
在示例1119中,示例1118的主题可选地包括:第一输入信号是射频输入信号、中频输入信号或基带信号中的至少一个。
在示例1120中,示例1118-1119中的任何一个或多个的主题可选地包括:对于给定输入帧,开关对多个输入信号进行操作。
在示例1121中,示例1118-1120中的任何一个或多个的主题可选地包括:SQM是误差矢量幅度(EVM)。
在示例1122中,示例1118-1121中的任何一个或多个的主题可选地包括:将最优阈值存储在查找表(LUT)中。
在示例1123中,示例1118-1122中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还被配置为:在抖动操作模式中,确定并存储与最优阈值关联的另一条件值,以及在正常操作模式中,另外基于另一条件值,确定使用第一还是第二AGC增益设置。
在示例1124中,示例1123的主题可选地包括:另一条件值是温度、通道、工作频率或电压中的至少一个。
在示例1125中,示例1118-1124中的任何一个或多个的主题可选地包括:位于接收机的调制解调器中的功率水平检测器,其用于确定输入信号的功率水平。
在示例1126中,示例1118-1125中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还被配置为:基于预定义条件将设备置于抖动操作模式。
在示例1127中,示例1126的主题可选地包括:预定义条件是定时器的期满。
在示例1128中,示例1127的主题可选地包括:确定最优阈值将第一与第二SQM之间的差值用于所确定的值。
在示例1129中,示例1128的主题可选地包括:确定最优阈值还将存储的功率与SQM曲线形状用于所确定的值。
在示例1130中,示例1118-1129中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机是相控阵列接收机。
示例1131是用于操作用于接收机的增益控制装置的方法,其可以包括:在抖动操作模式下,接收第一信号功率水平的第一输入信号;使用开关分别将第一和第二AGC增益设置应用于输入信号,并针对第一和第二AGC增益设置,分别测量第一和第二信号质量度量(SQM);以及基于第一和第二SQM,确定和存储表示用于在使用第一AGC增益设置和第二AGC增益设置之间进行切换的功率水平的最优阈值;在正常操作模式下,基于最优阈值,确定对第一信号功率水平的第二输入信号使用第一还是第二AGC增益设置。
在示例1132中,示例1131的主题可选地包括:第一输入信号是射频输入信号、中频输入信号或基带信号中的至少一个。
在示例1133中,示例1131-1132中的任何一个或多个的主题可选地包括:针对给定输入帧,开关对多个输入信号进行操作。
在示例1134中,示例1131-1133中的任何一个或多个的主题可选地包括:SQM是误差矢量幅度(EVM)。
在示例1135中,示例1131-1134中的任何一个或多个的主题可选地包括:将最优阈值存储在查找表(LUT)中。
在示例1136中,示例1131-1135中的任何一个或多个的主题可选地包括:在抖动操作模式下,确定并存储与最优阈值关联的另一条件值;以及在正常操作模式下,另外基于另一条件值,确定使用第一还是第二AGC增益设置。
在示例1137中,示例1136的主题可选地包括:另一条件值是温度、通道、工作频率或电压中的至少一个。
在示例1138中,示例1131-1137中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用位于接收机的调制解调器中的功率水平检测器来确定输入信号的功率水平。
在示例1139中,示例1131-1138中的任何一个或多个的主题可选地包括:基于预定义条件将设备置于抖动操作模式。
在示例1140中,示例1139的主题可选地包括:预定义条件是定时器的期满。
在示例1141中,示例1140的主题可选地包括:确定最优阈值将第一和第二SQM之间的差值用于所确定的值。
在示例1142中,示例1141的主题可选地包括:确定最优阈值还将存储的功率与SQM曲线形状用于所确定的值。
在示例1143中,示例1131-1142中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机是相控阵列接收机。
示例1144是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:在抖动操作模式下接收第一信号功率水平的第一输入信号;使用开关,分别将第一和第二AGC增益设置应用于输入信号,并针对第一和第二AGC增益设置分别测量第一和第二信号质量度量(SQM);以及基于第一和第二SQM,确定和存储表示用于在使用第一AGC增益设置和第二AGC增益设置之间进行切换的功率水平的最优阈值;在正常操作模式下,基于最优阈值,确定对第一信号功率水平的第二输入信号使用第一还是第二AGC增益设置。
在示例1145中,示例1144的主题可选地包括:第一输入信号是射频输入信号、中频输入信号或基带信号中的至少一个。
示例1146是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时配置该设备以执行上述方法示例的任何方法。
示例1147是包含用于执行示例1131-1143的任何方法的模块的系统。
示例1148是用于接收机的增益控制设备,其可以包括:用于在抖动操作模式下接收第一信号功率水平的第一输入信号的模块;用于使用开关分别将第一和第二AGC增益设置应用于输入信号,并针对第一和第二AGC增益设置分别测量第一和第二信号质量度量(SQM),并基于第一和第二SQM,确定和存储表示用于在使用第一AGC增益设置和第二AGC增益设置之间进行切换的功率水平的最优阈值的模块;以及用于在正常操作模式下,基于最优阈值,确定对第一信号功率水平的第二输入信号使用第一还是第二AGC增益设置的模块。
在示例1149中,示例1148的主题可选地包括:第一输入信号是射频输入信号、中频输入信号或基带信号中的至少一个。
在示例1150中,示例1148-1149中的任何一个或多个的主题可选地包括:对于给定输入帧,开关对多个输入信号进行操作。
在示例1151中,示例1148-1150中的任何一个或多个的主题可选地包括:SQM是误差矢量幅度(EVM)。
在示例1152中,示例1148-1151中的任何一个或多个的主题可选地包括:将最优阈值存储在查找表(LUT)中。
在示例1153中,示例1148-1152中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于在抖动操作模式下,确定和存储与最优阈值关联的另一条件值的模块;以及用于在正常操作模式下,另外基于另一条件值,确定使用第一还是第二AGC增益设置的模块。
在示例1154中,示例1153的主题可选地包括:另一条件值是温度、通道、操作频率或电压中的至少一个。
在示例1155中,示例1148-1154中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于利用位于接收机的调制解调器中的功率水平检测器来确定输入信号的功率水平的模块。
在示例1156中,示例1148-1155中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于基于预定义条件将设备置于抖动操作模式的模块。
在示例1157中,示例1156的主题可选地包括:预定义条件是定时器的期满。
在示例1158中,示例1157的主题可选地包括:用于确定最优阈值的模块将第一和第二SQM之间的差值用于所确定的值。
在示例1159中,示例1158的主题可选地包括:用于确定最优阈值的模块还将存储的功率与SQM曲线形状用于所确定的值。
在示例1160中,示例1148-1159中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收机是相控阵列接收机。
示例1161是相控阵列无线电收发机,其可以包括多个平铺且互连的收发机小单元,每个收发机小单元可以包括发射机、接收机、数字处理块、输入-输出和相位组合单元以及四个小单元边缘中的每一个上的用于与相邻的相似小单元进行通信的复用器和解复用器,将小单元互连并且在小单元之间携带振荡器信号和控制信号的总线。
在示例1162中,示例1161的主题可选地包括:发射机包括多个发射机或者接收机包括多个接收机中的至少一个为真。
在示例1163中,示例1161-1162中的任何一个或多个的主题可选地包括:总线是模拟和数字总线。
在示例1164中,示例1161-1163中的任何一个或多个的主题可选地包括:总线的宽度等于可同时支持的用户的数量。
在示例1165中,示例1161-1164中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元仅可直接连接到其小单元边缘的每一侧上的相邻小单元元件。
在示例1166中,示例1161-1165中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线阵列,与包括多个平铺的收发机小单元的晶圆组合。
在示例1167中,示例1161-1166中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元还包括自配置元件,其允许小单元为自身生成在互连的收发机小单元内唯一的标识符。
在示例1168中,示例1167的主题可选地包括:当满足预定义标准时,第一小单元利用第一标识符自我识别自身。
在示例1169中,示例1168的主题可选地包括:预定义标准是小单元是角部小单元。
在示例1170中,示例1169的主题可选地包括:非第一小单元通过从相邻小单元接收与标识符相关的信息来识别它们自己,然后将另外标识符相关信息发送到另一相邻小单元。
在示例1171中,示例1161-1170中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元还包括环回,用于测量和校准由小单元引入的延迟。
在示例1172中,示例1161-1171中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在数字相控阵列模式下操作,并且还包括组合元件,用于将数字化的接收信号与从具有中间前任小单元(当存在时)的小单元接收的信号进行矢量求和。
在示例1173中,示例1172的主题可选地包括:每个小单元之间的矢量和是流水线的。
在示例1174中,示例1172-1173中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元包含k个总线以支持k个用户。
在示例1175中,示例1161-1174中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在本地振荡器(LO)相位组合模式下操作,每个小单元从中央控制点接收其相位偏移,混频器输出在模拟域中求和,仅一个模数转换器(ADC)将相加的混频器输出转换为数字信号。
在示例1176中,示例1161-1175中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在混合操作模式下操作,其中,每行在本地振荡器相移中平铺,并且共享单个模数转换器。
在示例1177中,示例1161-1176中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在模拟相控阵列组合操作模式下操作,其中,第一复函数被应用于小单元接收的输入信号,结果与第二复函数应用于从另一小单元接收的输入的另一结果组合。
示例1178是一种用于操作相控阵列无线电收发机的方法,其可以包括:利用多个平铺且互连的收发机小单元发送和接收信号,每个收发机小单元可以包括发射机、接收机、数字处理块、输入-输出和相位组合单元,以及在四个小单元边缘中的每一个上的用于与相邻的相似单元通信的复用器和解复用器;以及使用总线在小单元之间进行通信,该总线互连小单元并在小单元之间携带振荡器信号和控制信号。
在示例1179中,示例1178的主题可选地包括:发射机包括多个发射机或者接收机包括多个接收机中的至少一个为真。
在示例1180中,示例1178-1179中的任何一个或多个的主题可选地包括:总线是模拟和数字总线。
在示例1181中,示例1178-1180中的任何一个或多个的主题可选地包括:总线的宽度等于可同时支持的用户的数量。
在示例1182中,示例1178-1181中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个单元仅可直接连接到其单元边缘的每一侧上的相邻小单元元件。
在示例1183中,示例1178-1182中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线阵列,与包括多个平铺的收发机小单元的晶圆组合。
在示例1184中,示例1178-1183中的任何一个或多个的主题可选地包括:对于每个小单元,为自身生成在互连的收发机小单元内唯一的标识符。
在示例1185中,示例1184的主题可选地包括:当满足预定义标准时,第一小单元利用第一标识符自我识别自身。
在示例1186中,示例1185的主题可选地包括:预定义标准是小单元是角部小单元。
在示例1187中,示例1186的主题可选地包括:由非第一小单元通过从相邻小单元接收标识符相关信息,然后将另一标识符相关信息发送到另一相邻小单元,来识别自身。
在示例1188中,示例1178-1187中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元还包括环回,用于测量和校准由小单元引入的延迟。
在示例1189中,示例1178-1188中的任何一个或多个的主题可选地包括:在数字相控阵列模式下,对来自具有直接前任小单元(当存在时)的小单元的数字化的接收信号进行矢量求和。
在示例1190中,示例1189的主题可选地包括:每个小单元之间的矢量和是流水线的。
在示例1191中,示例1189-1190中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元包含k个总线以支持k个用户。
在示例1192中,示例1178-1191中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在本地振荡器(LO)相位组合模式下操作,每个小单元从中央控制点接收其相位偏移,混频器输出在模拟域中求和,仅一个模数转换器(ADC)将相加的混频器输出转换为数字信号。
在示例1193中,示例1178-1192中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在混合操作模式下操作,其中,每行在本地振荡器相移中平铺,并且共享单个模数转换器。
在示例1194中,示例1178-1193中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元可在模拟相控阵列组合操作模式下操作,其中,第一复函数被应用于小单元接收的输入信号,结果与第二复函数应用于从另一小单元接收的输入的另一结果组合。
示例1195是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:利用多个平铺且互连的收发机小单元发送和接收信号,每个收发机小单元可以包括发射机、接收机、数字处理模块、输入-输出和相位组合单元,以及四个小单元边缘中的每一个上的用于与相邻的相似小单元进行通信的复用器和解复用器;以及使用总线在这些小单元之间进行通信,总线互连小单元,并在小单元之间携带振荡器信号和控制信号。
在示例1196中,示例1195的主题可选地包括:每个小单元仅可直接连接到其小单元边缘的每一侧上的相邻小单元元件。
示例1197是包括一个或多个计算机可读存储介质的计算机程序产品,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为执行示例1178-1194的任何方法。
示例1198是包含用于执行示例1178-1194的任何方法的模块的系统。
示例1199是相控阵列无线电收发机,其可以包括:用于利用多个平铺且互连的收发机小单元发送和接收信号的模块,每个收发机小单元可以包括发射机、接收机、数字处理块、输入-输出和相位组合单元,以及在四个小单元边缘中的每一个上的用于与相邻的相似小单元进行通信的复用器和解复用器;以及用于使用总线在小单元之间进行通信的模块,该总线互连小单元,并在小单元之间携带振荡器信号和控制信号。
在示例1200中,示例1199的主题可选地包括:发射机包括多个发射机或者接收机包括多个接收机中的至少一个为真。
在示例1201中,示例1199-1200的主题可选地包括:总线是模拟和数字总线。
在示例1202中,示例1199-1201的主题可选地包括:总线的宽度等于可同时支持的用户的数量。
在示例1203中,示例1199-1202的主题可选地包括:每个小单元仅可直接连接到其小单元边缘的每一侧上的相邻小单元元件。
在示例1204中,示例1199-1203的主题可选地包括:进一步包括:天线阵列,与包括多个平铺收发机小单元的晶圆组合。
在示例1205中,示例1199-1204的主题可选地包括:针对每个小单元,为自身生成在互连的收发机小单元内唯一的标识符。
在示例1206中,示例1205的主题可选地包括:当满足预定义标准时,第一小单元利用第一标识符自我识别自身。
在示例1207中,示例1206的主题可选地包括:预定义标准是该小单元是角部小单元。
在示例1208中,示例1207的主题可选地包括:由非第一小单元通过从相邻小单元接收标识符相关信息,然后将另一标识符相关信息发送到另一相邻小单元,来识别自身。
在示例1209中,示例1208的主题可选地包括:每个小单元还包括环回,用于测量和校准由小单元引入的延迟。
在示例1210中,示例1209的主题可选地包括:在数字相控阵列模式中,对来自具有中间前任小单元(当存在时)的小单元的数字化的接收信号进行矢量求和。
在示例1211中,示例1210的主题可选地包括:每个小单元之间的矢量和是流水线的。
在示例1212中,示例1210-1211中的任何一个或多个的主题可选地包括:每个小单元包含k个总线以支持k个用户。
在示例1213中,示例1212的主题可选地包括:每个小单元可在本地振荡器(LO)相位组合模式下操作,每个小单元从中央控制点接收其相位偏移,混频器输出在模拟域中求和,仅一个模数转换器(ADC)将相加的混频器输出转换为数字信号。
在示例1214中,示例1213的主题可选地包括:每个小单元可在混合操作模式下操作,其中,每行在本地振荡器相移中平铺,并共享单个模数转换器。
在示例1215中,示例1214的主题可选地包括:每个小单元可在模拟相控阵列组合操作模式下操作,其中,第一复函数被应用于小单元接收的输入信号,结果与第二复函数应用于从另一小单元接收的输入的另一结果组合。
示例1216是用于相控阵列收发机的注入锁定调制电路,其可以包括:谐振电路,包括连接到电容数模转换器(CAP-DAC)的电感器,振荡电路频率可由数据输入信号修改;注入电路,提供锁定注入频率,以将谐振电路的输出频率锁定在输出载波频率的整数次谐波N处,数据输入信号的数据值修改锁定的谐振电路输出频率的相位达±180°/N的量;以及倍频器,通过将锁定的谐振电路输出频率乘以N来产生载波频率。
在示例1217中,示例1216的主题可选地包括:注入电路是锁相环(PLL)。
在示例1218中,示例1216-1217中的任何一个或多个的主题可选地包括:锁定注入频率是谐振电路频率的第二整数次谐波M。
在示例1219中,示例1218的主题可选地包括M=3。
在示例1220中,示例1216-1219中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=3。
在示例1221中,示例1216-1220中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=2,并且该电路还包括连接在倍频器与天线之间的Gilbert四极开关。
在示例1222中,示例1216-1221中的任何一个或多个的主题可选地包括:连接到倍频器的数字功率放大器,以及连接到功率放大器以发送无线信号的天线。
示例1223是用于操作用于相控阵列收发机的注入锁定调制电路的方法,其可以包括:通过数据输入信号修改包括连接到电容数模转换器(CAP-DAC)的电感器的谐振电路的谐振电路频率;通过注入电路提供锁定注入频率,以将谐振电路的输出频率锁定在输出载波频率的整数次谐波N;数据输入信号的数据值修改锁定的谐振电路输出频率的相位达±180°/N的量;以及用倍频器通过将锁定的谐振电路输出频率乘以N,产生载波频率。
在示例1224中,示例1223的主题可选地包括:注入电路是锁相环(PLL)。
在示例1225中,示例1223-1224中的任何一个或多个的主题可选地包括:锁定注入频率是谐振电路频率的第二整数次谐波M。
在示例1226中,示例1225的主题可选地包括:M=3。
在示例1227中,示例1223-1226中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=3。
在示例1228中,示例1223-1227中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=2,并且该方法还包括:操作连接在倍频器和天线之间的Gilbert四极开关。
在示例1229中,示例1223-1228中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用连接到功率放大器的天线发送无线信号。
示例1230是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时配置该设备:通过数据输入信号修改包括连接到电容数模转换器(CAP-DAC)的电感器的谐振电路的谐振电路频率;通过注入电路提供锁定注入频率,以将谐振电路的输出频率锁定在输出载波频率的整数次谐波N处,数据输入信号的数据值将锁定的谐振电路输出频率的相位修改达±180°/N的量;以及用倍频器通过将锁定的谐振电路输出频率乘以N,产生载波频率。
在示例1231中,示例1230的主题可选地包括:注入电路是锁相环(PLL)。
示例1232是包括一个或多个计算机可读存储介质的计算机程序产品,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为执行示例1223-1229的任何方法。
示例1233是包含执行示例1223-1229的任何方法的模块的系统。
示例1234是用于相控阵列收发机的注入锁定调制电路,其可以包括:用于通过数据输入信号修改谐振电路的谐振电路频率的模块,该振荡电路包括连接到电容数模转换器(CAP-DAC)的电感器;用于通过注入电路提供锁定注入频率,以将谐振电路的输出频率锁定在输出载波频率的整数次谐波N的模块,数据输入信号的数据值修改锁定的谐振电路输出频率的相位达±180°/N的量;以及用于用倍频器通过将锁定的谐振电路输出频率乘以N,产生载波频率的模块。
在示例1235中,示例1234的主题可选地包括:注入电路是锁相环(PLL)。
在示例1236中,示例1234-1235中的任何一个或多个的主题可选地包括:锁定注入频率是谐振电路频率的第二整数次谐波M。
在示例1237中,示例1236的主题可选地包括:M=3。
在示例1238中,示例1234-1237中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=3。
在示例1239中,示例1234-1238中的任何一个或多个的主题可选地包括:N=2,并且该方法还包括:用于操作连接在倍频器和天线之间的Gilbert四极开关的模块。
在示例1240中,示例1234-1239中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于利用连接到功率放大器的天线发送无线信号的模块。
示例1241是用于在无线接收机中执行无线正交幅度调制(QAM)信号的时钟和数据恢复(CDR)的装置,其可以包括:同相(I)和正交(Q)通道,用于处理接收机接收的QAM信号;该装置的存储器中的模式表,存储具有调整指示的多个模式值;模式单元,包括处理器,用于从I和Q通道接收数据,从模式表读取当前模式,并且取决于当前模式,按照用于当前模式的调整指示,调整信号的当前采样相位。
在示例1242中,示例1241的主题可选地包括:QAM支持至少四个值。
在示例1243中,示例1242的主题可选地包括:16-QAM。
在示例1244中,示例1241-1243中的任何一个或多个的主题可选地包括:在操作期间动态地调整当前模式。
在示例1245中,示例1241-1244中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有仅考虑I通道或仅考虑Q通道的模式。
在示例1246中,示例1245的主题可选地包括:处理器还被配置为:检测I通道或Q通道中的通信问题,并且利用未检测到通信问题的通道的模式。
在示例1247中,示例1241-1246中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有考虑I通道和Q通道两者的模式。
在示例1248中,示例1241-1247中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表包括如下定义的至少八种模式:
模式 早出 晚出 采样相位判决
0 0 0 无判决
1 1 0
2 0 1
3 1 1 无判决
4 早I 晚I 旁路I
5 早Q 晚Q 旁路Q
6 早I或早Q 晚I或晚Q I或Q
7 早I和早Q 晚I和晚Q I和Q
在示例1249中,示例1248的主题可选地包括:定时估计器确定是接收的数据符号的符号和误差值的函数。
在示例1250中,示例1249的主题可选地包括:定时估计器确定基于以下公式ZK =SIGN(DK)SIGN(DK-1)(EK-EK-1),ZK>0EARLY,ZK=0HOLD,ZK<0LATE。
在示例1251中,示例1250的主题可选地包括:由定时估计器使用的估计器表,包括至少四个数据值,每个数据值具有关联的符号和数据值之上和之下的误差值。
在示例1252中,示例1251的主题可选地包括:最高数据值之下和最低数据值之下的误差值是正1,所有其他误差值是负1。
在示例1253中,示例1252的主题可选地包括:16-QAM。
在示例1254中,示例1253的主题可选地包括:估计器表包括
ZK是定时估计器值,DK是当前数据值,DK-1是先前数据值,EK是当前误差值,EK-1是先前误差值。
在示例1255中,示例1240-1254中的任何一个或多个的主题可选地包括:定时估计器,其确定是将采样相位调整到更早点,将其保持在其当前点,还是将其调整到更晚点。
示例1256是一种用于在无线接收机中执行无线正交幅度调制(QAM)信号的时钟和数据恢复(CDR)的方法装置,其可以包括:处理由接收机接收的QAM信号的同相(I)和正交(Q)通道;将具有调整指示的多个模式值存储在该装置的模式表存储器中;从I和Q通道接收数据;从模式表读取当前模式,并且取决于当前模式,按照用于当前模式的调整指示,调整信号的当前采样相位。
在示例1257中,示例1256的主题可选地包括:QAM支持至少四个值。
在示例1258中,示例1257的主题可选地包括:16-QAM。
在示例1259中,示例1256-1258中的任何一个或多个的主题可选地包括:在操作期间动态地调整当前模式。
在示例1260中,示例1256-1259中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有仅考虑I通道或仅考虑Q通道的模式。
在示例1261中,示例1260的主题可选地包括:检测I通道或Q通道中的通信问题,并且利用未检测到通信问题的通道的模式。
在示例1262中,示例1256-1261中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有考虑I通道和Q通道两者的模式。
在示例1263中,示例1256-1262中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表包括如下定义的至少八种模式:
在示例1264中,示例1263的主题可选地包括:定时估计器确定是接收的数据符号的符号和误差值的函数。
在示例1265中,示例1264的主题可选地包括:定时估计器确定基于以下公式ZK=SIGN(DK)SIGN(DK-1)(EK-EK-1),ZK>0EARLY,ZK=0HOLD,ZK<0LATE。
在示例1266中,示例1265的主题可选地包括:由定时估计器使用的估计器表包括至少四个数据值,每个数据值具有关联的符号和在数据值之上和之下的误差值。
在示例1267中,示例1266的主题可选地包括:最高数据值之下和最低数据值之下的误差值是正1,所有其他误差值是负1。
在示例1268中,示例1267的主题可选地包括:16-QAM。
在示例1269中,示例1268的主题可选地包括:估计器表包括
ZK是定时估计器值,DK是当前数据值,DK-1是先前数据值,EK是当前误差值,EK-1是先前误差值。
在示例1270中,示例1256-1269中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用定时估计器确定是将采样相位调整到更早点,将其保持在其当前点,还是将它调整到更晚点。
示例1271是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:处理由接收机接收的QAM信号的同相(I)和正交(Q)通道;将具有调整指示的多个模式值存储在该装置的模式表存储器中;从I和Q通道接收数据;从模式表读取当前模式,并且取决于当前模式,按照用于当前模式的调整指示,调整信号的当前采样相位。
在示例1272中,示例1271的主题可选地包括:QAM支持至少四个值。
示例1273是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时配置该设备以执行上述方法示例的任何方法。
示例1274是用于在无线接收机中执行无线正交幅度调制(QAM)信号的时钟和数据恢复(CDR)的装置,其可以包括:处理接收机接收的QAM信号的同相(I)和正交(Q)通道;将具有调整指示的多个模式值存储在该装置的模式表存储器中;从I和Q通道接收数据;从模式表读取当前模式,并根据当前模式,按照用于当前模式的调整指示,调整信号的当前采样相位。
在示例1275中,示例1274的主题可选地包括:QAM支持至少四个值。
在示例1276中,示例1275的主题可选地包括:16-QAM。
在示例1277中,示例1274-1276中的任何一个或多个的主题可选地包括:在操作期间动态地调整当前模式。
在示例1278中,示例1274-1277中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有仅考虑I通道或仅考虑Q通道的模式。
在示例1279中,示例1278的主题可选地包括:检测I通道或Q通道中的通信问题,并且利用未检测到通信问题的通道的模式。
在示例1280中,示例1274-1279中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表具有考虑I通道和Q通道两者的模式。
在示例1281中,示例1274-1280中的任何一个或多个的主题可选地包括:模式表包括如下定义的至少八种模式:
在示例1282中,示例1281的主题可选地包括:定时估计器确定是接收的数据符号的符号和误差值的函数。
在示例1283中,示例1282的主题可选地包括:定时估计器确定基于以下公式ZK=SIGN(DK)SIGN(DK-1)(EK-EK-1),ZK>0EARLY,ZK=0HOLD,ZK<0LATE。
在示例1284中,示例1283的主题可选地包括:由定时估计器使用的估计器表包括至少四个数据值,每个数据值具有关联的符号和在数据值之上和之下的误差值。
在示例1285中,示例1284的主题可选地包括:最高数据值之上和最低数据值之下的误差值是正1,所有其他误差值是负1。
在示例1286中,示例1285的主题可选地包括:-QAM。
在示例1287中,示例1286的主题可选地包括:估计器表包括
ZK是定时估计器值,DK是当前数据值,DK-1是先前数据值,EK是当前误差值,EK-1是先前误差值。
在示例1288中,示例1274-1287中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用定时估计器确定是将采样相位调整到更早点,将其保持在其当前点,还是将它调整到更晚点。
示例1289是用于射频(RF)接收机的自动增益控制(AGC)电路,包括处理器和存储器,该处理器用于:从正交调制信号接收多个量化信号;根据其量化功率水平,将量化信号分配到由同相(I)/正交(Q)量化仓的星座图的区域中;基于所分配的量化信号,确定最大似然估计器(MLE);基于MLE估计功率;以及基于估计的功率,调整可变增益放大器以用于进一步接收的信号。
在示例1290中,示例1289的主题可选地包括:利用以下等式计算MLE
其中,是区域ri中量化的N中的样本数,b=log2(2n)在接收信号的每个I/Q分量中的比特,P是平均接收信号功率,其被计算为
在示例1291中,示例1290的主题可选地包括:通过求解以下等式来估计功率
在示例1292中,示例1289-1291中的任何一个或多个的主题可选地包括:量化信号是来自低分辨率模数转换器(ADC)的信号。
在示例1293中,示例1292的主题可选地包括:低分辨率ADC产生三个或更少的比特。
在示例1294中,示例1289-1293中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还用于:利用来自所有ADC的所有样本,以允许时延减少。
在示例1295中,示例1289-1294中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还用于:选择具有单调增加或减小的条件分布P(ri|P)的区域;从所选择的区域中挑选一组区域,使得在感兴趣的P上,以及求解优化问题
在示例1296中,示例1289-1295中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还用于:构造用于估计的功率的查找表(LUT),以用于后续功率估计。
在示例1297中,示例1289-1296中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还用于:利用抖动算法来确定针对指定信噪比(SNR)值的最佳功率估计解。
示例1298是接收正交调制射频(RF)信号的无线电接收机设备,其可以包括:多个通道,每个通道可以包括接收正交调制RF信号的天线;混频器,将正交调制RF信号转换成中频(IF)信号;可变增益放大器(VGA),接收IF信号;采样和保持电路,对VGA输出进行采样并提供采样的输出信号;以及模数转换器(ADC),接收采样的输出信号并将其量化为数字信号;处理器和存储器,处理器用于:从正交调制信号接收多个量化信号;根据其量化功率水平,将量化信号分配到由同相(I)/正交(Q)量化仓组成的星座图的区域中;基于分配的量化信号,确定最大似然估计(MLE);基于MLE估计功率;以及基于估计的功率,调整可变增益放大器以用于进一步接收的信号。
在示例1299中,示例1298的主题可选地包括:ADC是产生三个或更少比特的低分辨率ADC。
示例1300是用于射频(RF)接收机的自动增益控制(AGC)的方法,其可以包括:从正交调制信号接收多个量化信号;根据其量化功率水平,将量化信号分配到由同相(I)/正交(Q)量化仓组成的星座图的区域中;基于分配的量化信号,确定最大似然估计器(MLE);基于MLE估计功率;以及基于估计的功率,调整可变增益放大器以用于进一步接收的信号。
在示例1301中,示例1300的主题可选地包括:利用以下等式计算MLE
其中,是区域ri中量化的N中的样本数,b=log2(2n)在接收信号的每个I/Q分量中的比特,P是平均接收信号功率,其被计算为
在示例1302中,示例1301的主题可选地包括:通过求解以下等式来估计功率
在示例1303中,示例1330-1302中的任何一个或多个的主题可选地包括:量化信号是来自低分辨率模数转换器(ADC)的信号。
在示例1304中,示例1303的主题可选地包括:低分辨率ADC产生三个或更少的比特。
在示例1305中,示例1300-1304中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用来自所有ADC的所有样本,以允许时延减少。
在示例1306中,示例1300-1305中的任何一个或多个的主题可选地包括:选择具有单调增加或减小的条件分布P(ri|P)的区域;从所选择的区域中挑选一组区域,使得在感兴趣的P上,以及求解优化问题
在示例1307中,示例1300-1306中的任何一个或多个的主题可选地包括:构造用于估计的功率的查找表(LUT),以用于后续功率估计。
在示例1308中,示例1300-1307中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用抖动算法来确定针对指定信噪比(SNR)值的最佳功率估计解。
示例1309是包括一个或多个计算机可读存储介质的计算机程序产品,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为:从正交调制信号接收多个量化信号;根据其量化的功率水平,将量化信号分配到由同相(I)/正交(Q)量化仓组成的星座图的区域中;基于分配的量化信号,确定最大似然估计器(MLE);基于MLE估计功率;以及基于估计的功率,调整可变增益放大器以用于进一步接收的信号。
在示例1310中,示例1309的主题可选地包括:利用以下等式计算MLE
其中,是区域ri中量化的N中的样本数,b=log2(2n)在接收信号的每个I/Q分量中的比特,P是平均接收信号功率,其被计算为
另一示例是包括一个或多个计算机可读存储介质的计算机程序产品,所述计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时配置所述设备以执行示例1300-1308的任何方法。
示例1311是包含用于执行示例1300-1308的任何方法的模块的系统。
示例1312是射频(RF)接收机的自动增益控制(AGC)电路,其可以包括:用于从正交调制信号接收多个量化信号的模块;用于根据其量化功率水平,将量化信号分配到由同相(I)/正交(Q)量化仓组成的星座图的区域中的模块;用于基于所分配的量化信号,确定最大似然估计器(MLE)的模块;用于基于MLE估计功率的模块;以及用于基于估计的功率,调整可变增益放大器以用于进一步接收的信号的模块。
在示例1313中,示例1312的主题可选地包括:用于利用以下等式计算MLE的模块
其中,是区域ri中量化的N中的样本数,b=log2(2n)在接收信号的每个I/Q分量中的比特,P是平均接收信号功率,其被计算为
在示例1314中,示例1313的主题可选地包括:用于求解以下功率估计等式的模块
在示例1315中,示例1312-1314中的任何一个或多个的主题可选地包括:量化信号是来自低分辨率模数转换器(ADC)的信号。
在示例1316中,示例1315的主题可选地包括:低分辨率ADC产生三个或更少的比特。
在示例1317中,示例1312-1316中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于利用来自所有ADC的所有样本,以允许时延减少的模块。
在示例1318中,示例1312-1317中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于选择具有单调增加或减小的条件分布P(ri|P)的区域的模块;用于从所选择的区域中挑选一组区域,使得在感兴趣的P上,的模块;以及用于求解以下优化问题的模块
在示例1319中,示例1312-1318中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于构造用于估计的功率查找表(LUT),以用于后续功率估计的模块。
在示例1320中,示例1312-1319中的任何一个或多个的主题可选地包括:用于利用抖动算法来确定针对指定信噪比(SNR)值的最佳功率估计解的模块。
示例1321是用于控制相控阵列收发机中的天线阵列的设备,其可以包括:多个收发机片段,每个收发机片段可以包括:形成设备的天线阵列的一部分的天线元件;发送和接收开关,可在发送模式(TM)和接收模式(RM)操作之间切换;接收路径,包括可变低噪声放大器和移相器,接收路径可连接到RM中的天线元件;以及发送路径,包括可变功率放大器和移相器,发送路径可连接到TM中的天线;增益表,包含映射到有源天线元件的数量或配置的增益调整值;处理器,用于:配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置;在RM中使用增益表执行自动增益控制;以及确定何时存在干扰源,并且当存在时,配置增益表卡以用于天线阵列的较窄波束宽度设置并返回执行自动增益控制,当不存在时,返回配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1322中,示例1321的主题可选地包括:处理器还用于:在TM中使用增益表执行功率控制;确定是否存在与其他信号的共存或来自其他信号的干扰,当存在共存或干扰时,处理器还用于:配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并返回执行功率控制,当不存在共存和干扰时,处理器还用于:确定何时存在对较窄波束宽度的网络请求,当网络请求为真时,处理器还用于:返回配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并且当网络请求非真时,处理器还用于:返回配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1323中,示例1321-1322中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收路径可连接到组合器,发送路径可连接到分离器。
在示例1324中,示例1321-1323中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还用于:确定接收信号值是否超过预定义值,当为真时,处理器还用于:返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1325中,示例1324的主题可选地包括:接收信号值是接收信号强度指示符(RSSI)。
在示例1326中,示例1321-1325中的任何一个或多个的主题可选地包括:由处理器确定何时存在干扰,以执行宽带和窄带检测并比较各个结果。
在示例1327中,示例1322-1326中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还被配置为:确定是否满足用户接近条件,并且当满足条件时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置。
在示例1328中,示例1327的主题可选地包括:接近条件是通信的方向远离用户。
在示例1329中,示例1328的主题可选地包括:接近条件还包括用户与设备的距离。
在示例1330中,示例1321-1329中的任何一个或多个的主题可选地包括:处理器还被配置为:确定设备相对于它正在与之通信的另一设备的速度,并且当速度低于预定义阈值时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置。
在示例1331中,示例1321-1330中的任何一个或多个的主题可选地包括:该设备是蜂窝电话网络中的基站。
在示例1332中,示例1321-1331中的任何一个或多个的主题可选地包括:形成天线阵列的一部分的全向天线。
在示例1333中,示例1321-1332中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线元件以矩形配置布置。
示例1334是一种用于控制相控阵列收发机中的天线阵列的方法,其可以包括:切换可在发送模式(TM)和接收模式(RM)之间切换的发送和接收开关;利用可变低噪声放大器和移相器对接收路径中的信号进行放大和相移,接收路径可连接到RM中的天线元件;以及在包括可变功率放大器和移相器的发送路径中放大和相移信号,发送路径可连接到TM中的天线;将增益调整值存储在增益表中,该增益表映射到有源天线元件的数量或配置;配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置;以及在RM中使用增益表执行自动增益控制;以及确定何时存在干扰源,并且当存在时,配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并返回到执行自动增益控制,当不存在时,返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1335中,示例1334的主题可选地包括:处理器还用于:在TM中使用增益表执行功率控制,确定是否存在与其他信号的共存或来自其他信号的干扰,当存在共存或干扰时,配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并返回到执行功率控制,当不存在共存和干扰时,确定何时存在对较窄波束宽度的网络请求,当网络请求为真时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,当网络请求不为真时,返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1336中,示例1334-1335中的任何一个或多个的主题可选地包括:接收路径可连接到组合器,发送路径可连接到分离器。
在示例1337中,示例1334-1336中的任何一个或多个的主题可选地包括:确定接收信号值是否超过预定义值,当为真时,返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1338中,示例1337的主题可选地包括:接收信号值是接收信号强度指示符(RSSI)。
在示例1339中,示例1334-1338中的任何一个或多个的主题可选地包括:由处理器确定何时存在干扰,以执行宽带和窄带检测并比较各个结果。
在示例1340中,示例1335-1339中的任何一个或多个的主题可选地包括:确定是否满足用户接近条件,并且当满足条件时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置。
在示例1341中,示例1340的主题可选地包括:接近条件是通信方向远离用户。
在示例1342中,示例1341的主题可选地包括:接近条件还包括用户与设备的距离。
在示例1343中,示例1334-1342中的任何一个或多个的主题可选地包括:确定设备相对于它正在与之通信的另一设备的速度,并且当速度低于预定义阈值时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置。
在示例1344中,示例1334-1343中的任何一个或多个的主题可选地包括:该设备是蜂窝电话网络中的基站。
在示例1345中,示例1334-1344中的任何一个或多个的主题可选地包括:形成天线阵列的一部分的全向天线。
在示例1346中,示例1334-1345中的任何一个或多个的主题可选地包括:天线元件以矩形配置布置。
示例1347是一种计算机程序产品,包括一个或多个计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令可操作以在由设备的处理电路执行时配置所述设备:切换可在发送模式(TM)和接收模式(RM)操作之间切换的发送和接收开关;利用可变低噪声放大器和移相器对接收路径中的信号进行放大和相移,接收路径可连接到RM中的天线元件;以及在包括可变功率放大器和移相器的发送路径中放大和相移信号,发送路径可连接到TM中的天线;将增益调整值存储在映射到有源天线元件的数量或配置的增益表中;配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置;以及在RM中使用增益表执行自动增益控制,并确定何时存在干扰源,并且当存在时,配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置并返回到执行自动增益控制,当不存在时,返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
在示例1348中,示例1347的主题可选地包括:指令还可操作以:在TM中使用增益表执行功率控制,确定是否存在与其他信号的共存或来自其他信号的干扰,当存在共存或干扰时,配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,并返回到执行功率控制,当不存在共存和干扰时,确定何时存在对较窄波束宽度的网络请求,当网络请求为真时,返回到配置增益表以用于天线阵列的较窄波束宽度设置,当网络请求不为真时,返回到配置增益表以用于天线阵列的最小电流消耗设置。
示例1349是包括一个或多个计算机可读存储介质的计算机程序产品,该计算机可读存储介质包括计算机可执行指令,其可操作以在由设备的处理电路执行时将该设备配置为执行示例1334-1346的任何方法。
示例1350是包含执行示例1334-1346的任何方法的模块的系统。
示例1351是数字-模拟电路装置,其可以包括第一组件,其包括电流源和至少两个用于电流源流出的可切换路径,在与路径关联的电压基准点处的电压基准取决于接通的路径的数量;以及第二组件,包括至少两个可切换路径,与第二组件关联的输出取决于接通的路径的第二数量和电压基准点,电压基准点将第一组件连接到第二组件。
在示例1352中,示例1351的主题可选地包括:第一分量路径各自包括晶体管,其栅极连接到电压基准点。
在示例1353中,示例1352的主题可选地包括:第一分量路径各自都具有第二晶体管作为与电流源和晶体管之间的晶体管串联连接的开关。
在示例1354中,示例1351-1353中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点包括可切换地将第一组件连接到第二组件的开关。
在示例1355中,示例1351-1354中的任何一个或多个的主题可选地包括:第二组件的每个路径包括栅极连接到电压基准点的晶体管。
在示例1356中,示例1355的主题可选地包括:第二组件的每个路径还包括在输出和晶体管之间串联的第二晶体管,其用作接合路径的开关。
在示例1357中,示例1351-1356中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点处的电压是V/N,其中,N是第一组件中的路径的数量,并且V是当只有一条路径活跃时的基准点的电压。
示例1358是一种操作数字-模拟电路器件的方法,其可以包括:在第一组件中提供至少两个可切换路径;使电流从电流源流过至少两个可切换路径,以建立基准电压点处的基准电压,其取决于接通的路径的数量;以及在第二组件中提供至少两个可切换路径,与第二组件关联的输出取决于接通的路径的第二数量和电压基准点,电压基准点将第一组件连接到第二组件。
在示例1359中,示例1358的主题可选地包括:第一分量路径各自包括晶体管,其栅极连接到电压基准点。
在示例1360中,示例1359的主题可选地包括:第一分量路径各自具有第二晶体管作为与电流源和晶体管之间的晶体管串联连接的开关。
在示例1361中,示例1358-1360中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点包括可切换地将第一组件连接到第二组件的开关。
在示例1362中,示例1358-1361中的任何一个或多个的主题可选地包括:第二组件的每个路径包括栅极连接到电压基准点的晶体管。
在示例1363中,示例1362的主题可选地包括:第二组件的每个路径还包括在输出和晶体管之间串联的第二晶体管,其用作接合路径的开关。
在示例1364中,示例1358-1363中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点处的电压是V/N,其中,N是第一分量中的路径的数量,并且V是当只有一条路径活跃时的基准点的电压。
示例1365是包含用于执行示例1358-1364的任何方法的模块的系统。
示例1366是一种操作数字-模拟电路器件的方法,其可以包括:在提供至少两个可切换路径的第一组件中,用于使电流从电流源流过至少两个可切换路径来建立基准电压点处的基准电压的模块,基准电压取决于接通的路径的数量;以及在提供至少两个可切换路径的第二组件中,与第二组件关联的输出取决于接通的路径的第二数量和电压基准点,电压基准点将第一组件连接到第二组件。
在示例1367中,示例1366的主题可选地包括:第一分量路径各自包括晶体管,其栅极连接到电压基准点。
在示例1368中,示例1367的主题可选地包括:第一分量路径各自具有第二晶体管作为与电流源和晶体管之间的晶体管串联连接的开关。
在示例1369中,示例1366-1368中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点包括可切换地将第一组件连接到第二组件的模块。
在示例1370中,示例1366-1369中的任何一个或多个的主题可选地包括:第二组件的每个路径包括栅极连接到电压基准点的晶体管。
在示例1371中,示例1370的主题可选地包括:第二组件的每个路径还包括在输出和晶体管之间串联的第二晶体管,其用作接合路径的模块。
在示例1372中,示例1366-1371中的任何一个或多个的主题可选地包括:电压基准点处的电压是V/N,其中,N是第一组件中的路径的数量,并且V是当只有一条路径活跃时的基准点的电压。
示例1373是用于射频接收机设备的混合信号前馈反馈偏振器均衡器(MSFFPE)设备,其可以包括:在接收机数字侧上的可连接到同相(I)信号线和正交(Q)信号线的输入;滤波和处理元件,对输入处的输入信号进行操作;在接收机模拟侧上的可连接到的I信号线和Q信号线的输出。
在示例1374中,示例1373的主题可选地包括:接收机的数字侧和模拟侧上的I和Q信号线各自包括垂直分量VI和VQ,以及水平分量HI和HQ。
在示例1375中,示例1374的主题可选地包括:滤波和处理元件包括用于减少VI和HI信号线之间,VI和HQ信号线之间,VQ和HI信号线之间,以及VQ和HQ信号线之间的串扰的电路。
在示例1376中,示例1373-1375中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括用于减少I和Q信号线之间的串扰的电路。
在示例1377中,示例1373-1376中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括数字延迟和求和电路。
在示例1378中,示例1373-1377中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括可复位电容器,其输出电容器电压可由复位时钟信号复位。
在示例1379中,示例1378的主题可选地包括:电容器在积分时钟周期期间对电荷进行积分。
在示例1380中,示例1373-1379中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件还包括运算放大器,其提供与增压装置相关的共模反馈,用于带宽增强和偏移消除。
在示例1381中,示例1380的主题可选地包括:反馈抽头和判决反馈均衡器(DFE)输入。
示例1382是用于操作用于射频接收机设备的混合信号前馈反馈偏振器均衡器(MSFFPE)设备的方法,其可以包括:在可连接到接收机数字侧上的同相(I)信号线和正交(Q)信号线的输入处接收数字信号;用滤波和处理元件对接收的数字信号进行滤波和处理;以及在可连接到接收机模拟侧上的I信号线和Q信号线的输出处输出模拟信号。
在示例1383中,示例1382的主题可选地包括:接收机的数字侧和模拟侧上的I和Q信号线各自包括垂直分量VI和VQ,以及水平分量HI和HQ。
在示例1384中,示例1383的主题可选地包括:利用滤波和处理元件来减少VI和HI信号线之间,VI和HQ信号线之间,VQ和HI信号线之间以及VQ和HQ信号线之间的串扰。
在示例1385中,示例1382-1384中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用滤波和处理元件来减少I和Q信号线之间的串扰。
在示例1386中,示例1382-1385中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括数字延迟和求和电路。
在示例1387中,示例1382-1386中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括可复位电容器,其输出电容器电压可由复位时钟信号复位。
在示例1388中,示例1387的主题可选地包括:电容器在积分时钟周期期间对电荷进行积分。
在示例1389中,示例1382-1388中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件还包括运算放大器,其提供与增压装置相关的共模反馈,用于带宽增强和偏移消除。
在示例1390中,示例1389的主题可选地包括:反馈抽头和判决反馈均衡器(DFE)输入。
示例1391是包含执行示例1382-1390的任何方法的模块的系统。
示例1392是用于操作用于射频接收机设备的混合信号前馈反馈偏振器均衡器(MSFFPE)设备的设备,其可以包括:用于在可连接到接收机数字侧上的同相(I)信号线和正交(Q)信号线的输入处接收数字信号的模块;用于利用滤波和处理元件对接收的数字信号进行滤波和处理的模块;以及用于在可连接到接收机模拟侧上的I信号线和Q信号线的输出处输出模拟信号的模块。
在示例1393中,示例1392的主题可选地包括:接收机的数字侧和模拟侧上的I和Q信号线各自包括垂直分量VI和VQ,以及水平分量HI和HQ。
在示例1394中,示例1393的主题可选地包括:利用滤波和处理元件来减少VI和HI信号线之间,VI和HQ信号线之间,VQ和HI信号线之间以及VQ和HQ信号线之间的串扰。
在示例1395中,示例1392-1394中的任何一个或多个的主题可选地包括:利用滤波和处理元件来减少I和Q信号线之间的串扰。
在示例1396中,示例1392-1395中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括数字延迟和求和电路。
在示例1397中,示例1392-1396中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件包括可复位电容器,其输出电容器电压可由复位时钟信号复位。
在示例1398中,示例1397的主题可选地包括:电容器在积分时钟周期期间对电荷进行积分。
在示例1399中,示例1392-1398中的任何一个或多个的主题可选地包括:滤波和处理元件还包括用于与增压设备相关的共模反馈的模块,用于带宽增强和偏移消除。
在示例1400中,示例1399的主题可选地包括:反馈抽头和判决反馈均衡器(DFE)输入。
示例1401包括一种包括双向放大器的装置,该双向放大器包括:第一放大器,用于放大发送(Tx)信号,以在Tx模式下提供放大的Tx信号;第二放大器,用于放大接收(Rx)信号,以在Rx模式下提供放大的Rx信号;第一变压器,用于在Tx模式下从第一输入/输出向第一放大器提供Tx信号,并在Rx模式下在第一输入/输出处从第二放大器输出放大的Rx信号;第二变压器,用于在Rx模式下从第二输入/输出向第二放大器提供Rx信号,并在Tx模式下在第二输入/输出处从第一放大器输出放大的Tx信号;和多个开关,在Tx模式下,将多个激活电压切换到第一放大器,将多个停用电压切换到第二放大器,多个开关在Rx模式下,将多个激活电压切换到第二放大器,将多个停用电压切换到第一放大器。
在一个示例中,示例1401的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向分离器/组合器、双向混频器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如下面关于示例1422、1440、1454、1465、1476、1487、1500、1513、1526、1538和/或1551所述的。
示例1402包括示例1401的主题,并且可选地,其中,多个激活电压包括漏极电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个漏极。
示例1403包括示例1402的主题,并且可选地,其中,多个停用电压包括源极电压,在Tx模式下施加到第二放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式下施加到第一放大器的至少一个漏极。
示例1404包括示例1402或1403的主题,并且可选地,其中,所述多个开关包括第一开关,用于:在Tx模式下的漏极电压与Rx模式下的源极电压之间切换第二放大器的至少一个漏极;第二开关,用于:在Tx模式下的源极电压与Rx模式下的漏极电压之间切换第一放大器的至少一个漏极。
示例1405包括示例示例1402-1404中任一示例的主题,并且可选地,其中,双向放大器包括:第一电容器,用于:将来自第一变压器的Tx信号提供给第一放大器的第一输入;第二电容器,用于:将来自第一变压器的Tx信号提供给第一放大器的第二输入;第三电容器,用于:将来自第二变压器的Rx信号提供给第二放大器的第一输入;第四电容器,用于:将来自第二变压器的Rx信号提供给第二放大器的第二输入。
示例1406包括示例1402-1405中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一和第二放大器中的至少一个放大器包括共源负金属氧化物半导体(NMOS)场效应晶体管(FET)。
示例1407包括示例1401的主题,并且可选地,其中,多个激活电压包括:漏极电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个漏极;偏置电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个栅极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个栅极;以及源极电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个源极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个源极。
示例1408包括示例1407的主题,并且可选地,其中,多个停用电压包括:漏极电压,在Tx模式下施加到第二放大器的至少一个栅极,并且在Rx模式下施加到第一放大器的至少一个栅极;和偏置电压,在Tx模式下施加到第二放大器的至少一个源极,并且在Rx模式下施加到第一放大器的至少一个源极。
示例1409包括示例1407或1408的主题,并且可选地,其中,多个开关包括:第一开关,用于:在Tx模式下的漏极电压与Rx模式下的偏置电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极;第二开关,用于:在Tx模式下的偏置电压与Rx模式下的源极电压之间切换第一放大器的至少一个源极;第三开关,用于:在Tx模式下的源极电压与Rx模式下的偏置电压之间切换第二放大器的至少一个源极;第四开关,用于:在Tx模式下的偏置电压与RX模式下的漏极电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极。
示例1410包括示例1401的主题,并且可选地,其中,多个激活电压包括:漏极电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个源极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个漏极;源极电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个源极;第一偏置电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个栅极;以及第二偏置电压,在Rx模式下施加到第二放大器的至少一个栅极。
示例1411包括示例1410的主题,并且可选地,其中,所述多个停用电压包括:第一偏置电压,施加到第二放大器的至少一个漏极,并且在Tx模式下第二放大器的至少一个源极;和第二偏置电压,在Tx模式下施加到第一放大器的至少一个漏极,并且在Rx模式下施加到第一放大器的至少一个源极。
示例1412包括示例1410或1411中任一示例的主题,并且可选地,其中,所述多个开关包括:第一开关,用于:在Tx模式下的源极电压与Rx模式下的第二偏置电压之间切换第二放大器的至少一个漏极和第一放大器的至少一个栅极;第二开关,用于:在Tx模式下的第一偏置电压与Rx模式下的源极电压之间切换第一放大器的至少一个源极;第三开关,用于:在Tx模式下的漏极电压与Rx模式下的第二偏置电压之间切换第二放大器的至少一个源极;第四开关,用于:在Tx模式下的第一偏置电压与Rx模式下的漏极电压之间切换第一放大器的至少一个漏极和第二放大器的至少一个栅极。
示例1413包括示例1410-1412中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一放大器包括一个或多个正金属氧化物半导体(PMOS)FET,并且第二放大器包括一个或多个负金属氧化物半导体(NMOS)FET。
示例1414包括示例1401-1413中任一示例的主题,包括控制电路,用于:提供多个控制信号,以基于Tx模式或Rx模式,可控地在第一放大器与第二放大器之间切换多个开关。
示例1415包括示例1401-1414中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一放大器包括功率放大器(PA),第二放大器包括低噪声放大器(LNA)。
示例1416包括示例1401-1415中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一放大器包括第一共源场效应晶体管(FET)对,并且第二放大器包括第二共源场效应晶体管(FET)对。
示例1417包括示例1401-1416中任一示例的主题,包括:收发机,被配置为发送Tx信号并接收Rx信号。
示例1418包括示例1417的主题,并且可选地,其中,收发机包括第五代(5G)蜂窝收发机。
示例1419包括示例1417的主题,并且可选地,其中,收发机包括60千兆赫兹(GHz)收发机,其被配置为:在60GHz频段上发送Tx信号和接收Rx信号。
示例1420包括示例1417-1419中任一示例的主题,并且可选地,其中,收发机包括半双工收发机。
示例1421包括示例1401-1420中任一示例的主题,其包括一个或多个相控阵列天线。
示例1422包括一种装置,包括在组合器模式与分离器模式之间可切换的有源双向分离器/组合器(ABDSC),ABDSC包括:多个天线接口,用于:在组合器模式下从相应的多个天线端口接收多个接收(Rx)信号,并且在分离器模式下将多个发送(Tx)信号输出到相应的多个天线端口;以及变压器,将ABDSC可操作地耦合到放大电路,变压器被配置为:在分离器模式下将来自放大电路的Tx信号传送到多个天线接口,并且在组合器模式下将多个Rx信号组合成组合的Rx信号并将组合的Rx信号提供给放大电路。
在一个示例中,示例1422的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1440、1454、1465、1476、1487、1501、1513、1526、1538和/或1551所述的。
示例1423包括示例1422的主题,包括控制器电路,用于:在分离器模式与组合器模式之间可控地切换ABDSC。
示例1424包括示例1422或1423的主题,并且可选地,其中,多个天线接口中的天线接口包括:级联连接的第一晶体管对,通过第一晶体管对的晶体管,在分离器模式下被激活并且在组合器模式下被停用;级联连接的第二晶体管对,通过第二晶体管对的晶体管,在组合器模式下被激活并且在分离器模式下被停用。
示例1425包括示例1424的主题,并且可选地,其中,第一晶体管对包括第一对场效应晶体管(FET),第二晶体管对包括第二对FET。
示例1426包括示例1422或1423的主题,并且可选地,其中,多个天线接口中的天线接口包括:共源连接的第一晶体管,在组合器模式下被激活并且在分离器模式下被停用;共源连接的第二晶体管,在分离器模式下被激活并且在组合器模式下被停用。
示例1427包括示例1426的主题,并且可选地,其中,第一晶体管和第二晶体管包括场效应晶体管(FET)。
示例1428包括示例1422或1423的主题,并且可选地,其中,多个天线接口中的天线接口包括:共栅连接的晶体管,在分离器模式下,在晶体管的源极处接收源极电压(Vs),在晶体管的栅极处接收栅极电压(Vg),并且在组合器模式下,在晶体管的源极处接收漏极电压(Vd),在晶体管的栅极处接收源极电压Vs。
示例1429包括示例1428的主题,并且可选地,其中,晶体管包括场效应晶体管(FET)。
示例1430包括示例1422或1423的主题,并且可选地,其中,多个天线接口中的天线接口包括:共栅连接的第一晶体管,在组合器模式下被激活并且在分离器模式下被停用;共源连接的第二晶体管,在分离器模式下被激活并且在组合器模式下被停用。
示例1431包括示例1430的主题,并且可选地,其中,第一晶体管和第二晶体管包括场效应晶体管(FET)。
示例1432包括示例1422-1431中任一示例的主题,并且可选地,其中,多个天线接口包括至少四个天线接口。
示例1433包括示例1422-1432中任一示例的主题,包括:放大电路,放大电路包括双向放大器,用于:将组合的Rx信号放大为放大的Rx信号,并通过放大上变频的Tx信号来生成Tx信号;混频器,用于:将中频(IF)Tx信号上变频为上变频的Tx信号,并将放大的Rx信号下变频为IF Rx信号;IF子系统,用于:基于IF Rx信号生成第一数字信号,并基于第二数字信号生成IF Tx信号。
示例1434包括示例1433的主题,包括控制器电路,用于:在分离器模式与组合器模式之间可控地切换ABDSC,控制器电路控制、引起和/或触发双向放大器在ABDSC处于分离器模式时放大上变频的Tx信号,并且,控制、引起和/或触发双向放大器在ABDSC处于组合器模式时放大组合的Rx信号。
示例1435包括示例1422-1434中任一示例的主题,包括:收发机,被配置为发送Tx信号和接收Rx信号。
示例1436包括示例35的主题,并且可选地,其中,收发机包括60千兆赫兹(GHz)收发机,其被配置为在60GHz频段上发送Tx信号和接收Rx信号。
示例1437包括示例1435或1436的主题,并且可选地,其中,收发机包括半双工收发机。
示例1438包括示例1435-1437中任一示例的主题,包括第五代(5G)蜂窝收发机。
示例1439包括示例1422-1438中任一示例的主题,其包括一个或多个相控阵列天线。
示例1440包括一种装置,包括数字功率放大器(PA),用于基于数字控制信号可控制地放大和调制输入信号,该数字PA包括:可由数字控制信号控制的多个堆叠栅极控制放大器,用于提供多个放大的调制信号,多个堆叠栅极控制放大器的堆叠栅极控制放大器包括接收输入信号的第一输入、接收数字控制信号的第二输入以及提供多个放大的调制信号中的放大的调制信号的输出;组合器,用于将多个放大的调制信号组合成组合器输出信号,其输出功率水平和调制基于数字控制信号。
在一个示例中,示例1440的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1454、1465、1476、1487、1500、1513、1526、1538和/或1551所描述的。
示例1441包括一个示例1440的主题,并且可选地,其中,堆叠栅极控制放大器包括:第一晶体管,通过基于数字控制信号放大和调制输入信号来提供放大的调制信号;和第二晶体管,基于数字控制信号来数字地控制第一晶体管的栅极。
示例1442包括示例1440或1441的主题,并且可选地,其中,第二晶体管被配置为:基于数字控制信号的比特值,在导通(ON)状态与截止(OFF)状态之间切换堆叠栅极控制放大器。
示例1443包括示例1440-1442中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一晶体管包括第一场效应晶体管(FET),第二晶体管包括第二FET。
示例1444包括示例1440-1443中任一示例的主题,并且可选地,其中,第一晶体管被配置为:基于数字控制信号的比特,将输入信号放大两倍。
示例1445包括示例1440-1444中任一示例的主题,并且可选地,其中,数字PA用于:根据调制方案,基于数字控制信号调制输入信号。
示例1446包括示例1440-1445中任一示例的主题,并且可选地,其中,调制方案包括正交幅度调制(QAM)方案。
示例1447包括示例1446的主题,并且可选地,其中,QAM方案包括64QAM方案。
示例1448包括示例1440-1447中任一示例的主题,并且可选地,其中,数字信号包括6比特。
示例1449包括示例1440-1448中任一示例的主题,并且可选地,其中,多个堆叠栅极控制放大器包括六个堆叠栅极控制放大器。
示例1450包括示例1440-1449中任一示例的主题,包括相位调制器,用于基于相位数据向数字PA提供输入信号;以及基带,用于基于相位数据向数字PA提供数字控制信号。
示例1451包括示例1440-1450中任一示例的主题,包括毫米波发射机,用于发送组合器输出信号。
示例1452包括示例1440-1451中任一示例的主题,包括可操作地耦合到数字PA的一个或多个相控阵列天线。
示例1453包括示例1440-1452中任一示例的主题,包括可操作地耦合到数字PA的一个或多个天线。
示例1454包括一种包括两级Doherty放大器的装置,该两级Doherty放大器包括:至少一个驱动器放大器,用于放大驱动器放大的输入信号,以在第一级提供驱动器射频(RF)信号;至少一个主放大器,用于放大驱动器RF信号,以在第二级提供主放大器信号;至少一个可控峰值放大器,基于驱动器RF信号的电平转为ON状态,并且在ON状态下,放大驱动器RF信号以提供峰值放大器信号;亚四分之一波长(SQWL)巴伦,用于将主放大器信号与峰值放大器信号组合,SQWL巴伦包括第一传输线,用于匹配至少一个驱动器放大器的至少一个输出、至少一个主放大器的至少一个输入以及至少一个可控峰值放大器的至少一个输入之间的阻抗,SQWL巴伦包括第二传输线,用于匹配至少一个主放大器的至少一个输出和至少一个可控峰值放大器的至少一个输出之间的阻抗。
在一个示例中,示例1454的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1465、1476、1487、1500、1513、1526、1538和/或1551所描述的。
示例1455包括示例1454的主题,并且可选地,其中,SQWL巴伦包括具有第一阻抗的第三传输线,以及多个支节,多个支节中的每个支节具有第二阻抗,多个支节将至少一个驱动放大器的至少一个输入可操作地耦合到第三传输线,将至少一个驱动放大器的至少一个输出可操作地耦合到第一传输线,将至少一个主放大器的至少一个输入可操作地耦合到第一传输线,将至少一个可控峰值放大器的至少一个输入可操作地耦合到第一传输线,将至少一个主放大器的至少一个输出可操作地耦合到第二传输线,以及将至少一个可控峰值放大器的至少一个输出可操作地耦合到第二传输线。
示例1456包括示例1455的主题,并且可选地,其中,第一阻抗是大约50欧姆,第二阻抗是大约25欧姆。
示例1457包括示例1455或1456的主题,并且可选地,其中,支节的长度基于驱动器RF信号的波长的大约八分之一。
示例1458包括示例1455-1457中任一示例的主题,并且可选地,其中,第二传输线和多个支节被配置为:在至少一个主放大器的至少一个输出处以及在至少一个可控峰值放大器的至少一个输出处提供串行负载。
示例1459包括示例1455-1458中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个驱动放大器包括:第一匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入;第二匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入,第一匹配网络和第二匹配网络匹配第一支节和第二支节的阻抗与第三传输线的阻抗;第一功率放大器,包括可操作地耦合到第一匹配网络的第一输出的第一输入和可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出;第二功率放大器,包括可操作地耦合到第二匹配网络的第二输出的第二输入以及可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出,第三和第四支节匹配第一和第二功率放大器的第一输出和第二输出以及第一传输线之间的阻抗。
示例1460包括示例1455-1459中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个主放大器包括:第一匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入;第二匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入,第一匹配网络和第二匹配网络匹配第一和第二支节的阻抗与第一传输线的阻抗;第一功率放大器,包括可操作地耦合到第一匹配网络的第一输出的第一输入和可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出;第二功率放大器,包括可操作地耦合到第二匹配网络的第二输出的第二输入以及可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出,第三和第四支节匹配第一和第二功率放大器的第一第二输出以及第二传输线之间的阻抗。
示例1461包括示例1455-1460中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个可控峰值放大器包括:第一匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第一支节的第一输入;第二匹配网络,包括可操作地耦合到多个支节中的第二支节的第二输入,第一和第二匹配网络匹配第一和第二支节的阻抗与第一传输线的阻抗;第一功率放大器,包括可操作地耦合到第一匹配网络的第一输出的第一输入和可操作地耦合到多个支节中的第三支节的第一输出;第二功率放大器,包括可操作地耦合到第二匹配网络的第二输出的第二输入以及可操作地耦合到多个支节中的第四支节的第二输出,第三和第四支节匹配第一和第二功率放大器的第一和第二输出以及第二传输线之间的阻抗。
示例1462包括示例1454-1461中任一示例的主题,包括:本地振荡器(LO),用于生成LO信号;同相(I)混频器电路,用于:基于LO信号生成I信号;正交相混频器电路,用于:基于LO信号生成Q信号;和组合器电路,将I信号和Q信号组合成驱动器放大的输入信号。
示例1463包括示例1454-1462中任一示例的主题,包括可操作地耦合到两级Doherty放大器的一个或多个相控阵列天线。
示例1464包括示例1454-1463中任一示例的主题,包括可操作地耦合到两级Doherty放大器的一个或多个天线。
示例1465包括一种装置,包括同相(I)正交相(Q)(I/Q)生成器,该I/Q生成器包括:本地振荡器(LO),用于生成LO信号;第一可控相位调制链,用于:在发送(Tx)模式下,基于LO信号生成相位调制的Tx信号,并且在接收(Rx)模式下,基于LO信号生成相位调制的I信号;第二可控相位调制链,用于:在Rx模式下,基于LO信号生成相位调制的Q信号;和混频器电路,用于:在Rx模式下,将来自一个或多个天线端口的Rx信号基于相位调制的I信号下变频为I相调制的下变频信号,并基于相位调制的Q信号下变频为Q相调制的下变频信号。
在一个示例中,示例1465的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1476、1487、1500、1513、1526、1538和/或1551所述的。
示例1466包括示例1465的主题,并且可选地,其中,混频器电路包括:第一混频器,用于:基于相位调制的I信号,将Rx模式下的接收信号下变频为I相调制的下变频信号;第二混频器,用于:基于相位调制的Q信号,将Rx模式下的接收信号下变频为Q相调制的下变频信号。
示例1467包括示例1466的主题,并且可选地,其中,I/Q生成器包括:第一开关,用于在Rx模式下将第一可控相位调制链连接到第一混频器;第二开关,用于在Tx模式下将第一可控相位调制链连接到功率放大器。
示例1468包括示例1465的主题,其包括低噪声放大器(LNA),用于:基于从一个或多个相控阵列天线接收的信号生成接收信号。
示例1469包括示例1465的主题,并且可选地,其中,I相调制的下变频信号和Q相调制的下变频信号包括基带信号。
示例1470包括示例1465的主题,并且可选地,其中,I/Q生成器包括:第一相位调制器,用于将本地振荡器信号的相位偏移达第一相移以施加到相控阵列天线的元件;第二相位调制器,用于将本地振荡器信号的相位偏移第二相移,第二相移包括第一相移的90度旋转。
示例1471包括示例1470的主题,并且可选地,其中,第一可控相位调制链包括:第一相位调制器;以及三倍器,在Tx模式下使相位调制的Tx信号的相位和频率成三倍,以及在Rx模式下使相位调制的Q信号的相位和频率成三倍。
示例1472包括示例1470的主题,并且可选地,其中,第二可控相位调制链包括:第二相位调制器;以及三倍器,在Rx模式下使相位调制的Q信号的相位和频率成三倍。
示例1473包括示例1465的主题,并且可选地,其中,本地振荡器信号的频率是载波频率的三分之一(fcarier/3)。
示例1474包括示例1465的主题,包括一个或多个相控阵列天线。
示例1475包括示例1465的主题,包括半双工收发机。
示例1476包括一种包括射频(RF)放大器的装置,该RF放大器包括:第一异相放大器电路,用于:基于第一输入信号提供第一同相(I)信号,并且基于第二输入信号提供第一正交相(Q)信号;第二异相放大器电路,用于:基于第一输入信号提供第二I信号,并且基于第二输入信号提供第二Q信号;第三异相放大器电路,用于:基于第三输入信号提供第三I信号,并且基于第四输入信号提供第三Q信号;第四异相放大器电路,用于:基于第三输入信号提供第四I信号,并且基于第四输入信号提供第四Q信号;和亚四分之一波长(SQWL)四路组合器巴伦,包括:第一电感支节,用于将第一I信号和第二I信号耦合到第一传输线;第二电感支节,用于将第三I信号和第四I信号耦合到第二传输线;第一电容支节,用于将第一Q信号和第二Q信号耦合到第一传输线;以及第二电容支节,用于将第三Q信号和第四Q信号耦合到第二传输线,第一传输线基于第一I信号、第二I信号、第一Q信号和第二Q信号的组合提供第一RF信号,第二传输线基于第三I信号、第四I信号、第三Q信号和第四Q信号的组合提供第二RF信号。
在一个示例中,示例1476的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1487、1500、1513、1526、1538和/或1551所描述的。
示例1477包括示例1476的主题,并且可选地,其中,第一异相放大器电路包括可操作地耦合到第一电感支节和第一电容支节的第一异相放大器,第二异相放大器电路包括可操作地耦合到第一电感支节和第一电容支节的第二异相放大器,第三异相放大器电路包括可操作地耦合到第二电感支节和第二电容支节的第三异相放大器,第四异相放大器电路包括可操作地耦合到第二电感支节和第二电容支节的第四异相放大器电路。
示例1478包括示例1477的主题,并且可选地,其中,第一、第二、第三和第四异相放大器的每个异相放大器包括:I/Q生成器,用于:基于本地振荡器(LO)I信号生成初始I信号,并基于LO Q信号生成初始Q信号;相位调制器电路,用于:通过基于异相放大器的第一输入调制初始I信号来生成相位调制的I信号,并通过基于异相放大器的第二输入调制初始Q信号来生成相位调制的Q信号;第一放大器,用于:通过放大相位调制的I信号输出放大的I信号;和第二放大器,用于:通过放大相位调制的Q信号输出放大的Q信号。
示例1479包括示例1478的主题,并且可选地,其中,第一电感支节将25欧姆阻抗施加到异相放大器的第一放大器的输出,并且第一电容支节将25欧姆阻抗施加到异相放大器的第二放大器的输出。
示例1480包括示例1478或1479的主题,并且可选地,其中,第二电感支节将25欧姆阻抗施加到异相放大器的第一放大器的输出,并且第二电容支节将25欧姆阻抗施加到异相放大器的第二放大器的输出。
示例1481包括示例1478-1480中任一示例的主题,包括用于生成LO I信号和LO Q信号的LO。
示例1482包括示例1476-1481中任一示例的主题,并且可选地,其中,SQWL四路组合器巴伦包括Chireix组合器。
示例1483包括示例1476-1481中任一示例的主题,并且可选地,其中,SQWL四路组合器巴伦包括非隔离组合器。
示例1484包括示例1476-1483中任一示例的主题,包括半双工收发机。
示例1485包括示例1476-1484中任一示例的主题,包括可操作地耦合到RF放大器的一个或多个天线。
示例1486包括示例1476-1485中任一示例的主题,包括可操作地耦合到RF放大器的一个或多个相控阵列天线。
示例1487包括一种包括可控移相器的装置,该可控移相器包括:同相(I)相移电路,用于:基于I信号和正交相(Q)信号提供相移的I信号,I相移电路被配置为:通过根据第一控制信号偏移I信号的相位来提供第一偏移的I信号,通过根据第二控制信号偏移Q信号的相位来提供第一偏移的Q信号,通过将第一偏移的I信号与第一偏移的Q信号组合来提供相移的I信号;和Q相移电路,用于:基于Q信号和I信号提供相移的Q信号,Q相移电路被配置为:通过根据第三控制信号偏移I信号的相位来提供第二偏移的I信号,通过根据第四控制信号偏移Q信号的相位来提供第二偏移的Q信号,并通过组合第二偏移的I信号和第二偏移的Q信号来提供相移的Q信号。
在一个示例中,示例1487的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器和/或I/Q生成器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1500、1513、1526、1538和/或1551所述的。
示例1488包括示例1487的主题,并且可选地,其中,I相移电路包括:第一电压数模转换器(VDAC),用于:将第一控制信号转换为I控制电压,I相移电路根据I控制电压偏移I信号的相位;和第二VDAC,用于:将第二控制信号转换为Q控制电压,I相移电路根据Q控制电压偏移Q信号的相位。
示例1489包括示例1488的主题,并且可选地,其中,I相移电路包括:级联栅极布置的第一多个晶体管,用于根据I控制电压生成第一偏移的I信号;级联栅极布置的第二多个晶体管,用于根据Q控制电压生成第一偏移的Q信号。
示例1490包括示例1487-1489中任一示例的主题,并且可选地,其中,Q相移电路包括:第一电压数模转换器(VDAC),用于将第三控制信号转换为I控制电压,Q相移电路根据I控制电压偏移I信号的相位;和第二VDAC,用于将第四控制信号转换为Q控制电压,Q相移电路根据Q控制电压偏移Q信号的相位。
示例1491包括示例1490的主题,并且可选地,其中,Q相移电路包括:级联栅极布置的第一多个晶体管,用于根据I控制电压生成第二偏移的I信号;和级联栅极布置的第二多个晶体管,用于根据Q控制电压生成第二偏移的Q信号。
示例1492包括示例1487-1491中任一示例的主题,包括:低噪声放大器(LNA),用于通过放大来自一个或多个天线的射频(RF)信号来提供接收(Rx)信号;第一混频器,可操作地耦合到可控移相器的第一输入,第一混频器通过根据正弦信号混合Rx信号来生成I信号;第二混频器,可操作地耦合到压控移相器的第二输入,第二混频器通过根据余弦信号混合Rx信号来生成Q信号。
示例1493包括示例1487-1492中任一示例的主题,包括:第一混频器,可操作地耦合到可控移相器的第一输出,第一混频器通过根据正弦信号混合相移的I信号来生成第一射频(RF)信号;第二混频器,可操作地耦合到可控移相器的第二输出,第二混频器通过根据余弦信号混合相移的Q信号来生成第二RF信号;和功率放大器(PA),通过放大第一RF信号和第二RF信号向一个或多个天线提供发送(Tx)信号。
示例1494包括示例1487的主题,包括校准子系统,该校准子系统被配置为:基于预定义的星座点图来校准可控移相器的线性度和分辨率。
示例1495包括示例1494的主题,并且可选地,其中,校准子系统用于:根据预定的星座点图生成查找表(LTU),LTU包括与相应的多个星座点对应的多对电压值,一对电压值包括要施加到第一控制信号的第一I电压值、要施加到第二控制信号的第一Q电压值、要施加到第三控制信号的第二I电压值和要施加到第四控制信号的第二Q电压值。
示例1496包括示例1494或1495的主题,并且可选地,其中,第一控制信号包括第一数字信号,用于基于预定义的星座点图将第一数据施加到I相移电路,第二控制信号包括第二数字信号,用于基于预定义的星座点图将第二数据施加到I相移电路,第三控制信号包括第三数字信号,用于基于预定义的星座点图将第三数据施加到Q相移电路,第四控制信号包括第四数字信号,用于基于预定义的星座点图将第四数据施加到Q相移电路。
示例1497包括示例1487-1495之一的主题,包括可操作地耦合到一个或多个相控阵列天线的收发机。
示例1498包括示例1497的主题,并且可选地,其中,收发机包括半双工收发机。
示例1499包括示例1497的主题,并且可选地,其中,收发机包括全双工收发机。
示例1500包括一种装置,包括功率放大器(PA)低噪声放大器(LNA)(PA-LNA)接口,用于将天线端子与PA和LNA接口,PA-LNA接口包括:传感器,用于基于来自PA的发送(Tx)信号提供感测信号;相位旋转器,用于通过旋转感测信号的相位来提供相位旋转的信号;可变增益放大器(VGA),用于通过基于Tx信号的幅度放大相位旋转的信号来提供Tx泄漏消除信号;和组合器,用于将第一组合器输入信号与第二组合器输入信号组合,第一组合器输入信号包括Tx泄漏消除信号,第二组合器输入信号包括从Tx信号到LNA的Tx泄漏。
在一个示例中,示例1500的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1487、1513、1526、1538和/或1551所描述的。
示例1501包括示例1500的主题,并且可选地,其中,在接收(Rx)模式下,第二组合器输入信号包括来自天线端子的接收(Rx)信号和从Tx信号到LNA的Tx泄漏的组合。
示例1502包括示例1501的主题,并且可选地,其中,在Rx模式下,组合器向LNA提供第一组合器输入信号和第二组合器输入信号之和。
示例1503包括示例1500-1502中任一示例的主题,并且可选地,其中,相位旋转器被配置为将感测信号的相位旋转180度。
示例1504包括示例1500-1503中任一项的主题,并且可选地,其中,组合器包含Wilkinson组合器。
示例1505包括示例1500-1504中任一示例的主题,并且可选地,其中,传感器包括电容传感器。
示例1506包括示例1500-1505中任一示例的主题,并且可选地,其中,PA-LNA接口被配置为:在Tx模式下从PA向天线端子提供Tx信号,并且在Rx模式下从天线端子向LNA提供接收(Rx)信号。
示例1507包括示例1506的主题,并且可选地,其中,PA-LNA接口在Tx模式下将高阻抗施加到LNA的输入。
示例1508包括示例1506或1507的主题,并且可选地,其中,PA-LNA接口在Rx模式下在PA的输出处施加高阻抗。
示例1509包括示例1500-1508中任一示例的主题,包括半双工收发机。
示例1510包括示例1500-1509中任一示例的主题,包括全双工收发机。
示例1511包括示例1500-1510中任一示例的主题,包括可操作地耦合到天线端子的一个或多个天线。
示例1512包括示例1500-1511中任一示例的主题,包括用于在Tx模式下发送Tx信号的发射机电路,以及用于在接收(Rx)模式下接收Rx信号的接收机电路。
示例1513包括一种装置,包括本地振荡器(LO)分配网络电路,该电路包括至少一个同相(I)正交相(Q)(IQ)生成器,该I/Q生成器包括:移相电路,用于基于具有第一频率的LO信号生成第一相移信号和第二相移信号,第二相移信号的相位从第一相移信号的相位偏移30度;第一三倍器电路,用于通过使第一相移信号的相位成三倍,并使第一相移信号的频率成三倍,来生成具有第二频率的I信号;第二三倍器电路,用于通过使第二相移信号的相位成三倍,并使第二相移信号的频率成三倍,来生成具有第二频率的Q信号。
在一个示例中,示例1513的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1487、1500、1526、1538和/或1551所述的。
示例1514包括示例1513或1514的主题,并且可选地,其中,第一相移信号包括第一I相移信号和第二I相移信号,并且第二相移信号包括第一Q相移位信号和第二Q相移信号。
示例1515包括示例1514的主题,并且可选地,其中,第一三倍器电路包括不平衡和幅度电路,用于:根据第二Q相移信号平衡第一I相移信号的幅度,并且根据第一Q相移信号平衡第二I相移信号的幅度。
示例1516包括示例1514或1515的主题,并且可选地,其中,第二三倍器电路包括不平衡和幅度电路,用于:根据第二I相移信号平衡第一Q相移信号的幅度,并且根据第一I相移信号平衡第二Q相移信号的幅度。
示例1517包括示例1513-1515中任一示例的主题,并且可选地,其中,移相电路包括无源移相电路。
示例1518包括示例1513-1517中任一示例的主题,并且可选地,其中,移相电路包括:第一注入LO(ILO)电路,用于生成第一相移信号;和第二ILO电路,用于生成第二相移信号。
示例1519包括示例1513-1518中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个IQ生成器包括接收(Rx)IQ生成器,该装置包括:一个或多个低噪声放大器(LNA),用于:基于Rx信号生成放大的Rx信号;Rx混频器电路,用于:基于I信号和放大的Rx信号,将放大的Rx信号下变频为下变频的I信号,并基于Q信号和放大的Rx信号,将放大的Rx信号下变频为下变频的Q信号。
示例1520包括示例1519的主题,并且可选地,其中,Rx混频器电路包括:第一混频器,用于将Rx信号下变频为下变频的I信号;以及第二混频器,用于将Rx信号下变频为下变频的Q信号。
示例1521包括示例1513-1520中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个IQ生成器包括发送(Tx)IQ生成器,该装置包括:Tx混频器电路,用于:基于I信号将中频(IF)I信号上变频为上变频的I信号,并基于Q信号将IF Q信号上变频为上变频的Q信号;组合器,用于将上变频的I信号和上变频的Q信号组合成Tx信号;和功率放大器(PA),用于放大Tx信号。
示例1522包括示例1521的主题,并且可选地,其中,Tx混频器电路包括:第一混频器,用于将IF I信号上变频为上变频的I信号;以及第二混频器,用于将IF Q信号上变频为上变频的Q信号。
示例1523包括示例113-122中任一示例的主题,并且可选地,其中,至少一个IQ生成器包括:第一IQ生成器,用于生成第一I信号和第一Q信号;以及第二IQ生成器,用于生成第二I信号和第二Q信号。
示例1524包括示例1513-1523中任一示例的主题,包括可操作地耦合到一个或多个天线的收发机。
示例1525包括示例1524的主题,并且可选地,其中,收发机包括半双工收发机。
示例1526包括一种包括宽带放大器电路的装置,该宽带放大器电路包括分离器,用于将射频(RF)输入信号分离成高频段信号和低频段信号,该分离器包括:第一电路,用于从RF输入信号中滤出低频段信号;以及第二电路,用于从RF输入信号中滤出高频段信号;高频段放大器,用于放大高频段信号,以提供第一放大信号;低频段放大器,用于放大低频段信号,以提供第二放大信号;以及组合器,用于将第一放大信号和第二放大信号组合成放大的RF信号。
在一个示例中,示例1526的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1487、1500、1513、1538和/或1551所描述的。
示例1527包括示例1526的主题,并且可选地,其中,宽带放大器电路包括:第一开关,用于在RF输入信号至少在第一频段上时激活低频段放大器;第二开关,用于当RF输入信号至少在高于第一频段的第二频段上时,激活高频段放大器。
示例1528包括示例1526或示例1527的主题,包括基带电路,用于基于RF输入信号的一个或多个频段可控地激活第一开关和第二开关。
示例1529包括示例1526-1528中任一示例的主题,并且可选地,其中,组合器包括:变换器,用于在变换器的第一分段处接收来自高频段放大器的第一放大信号并匹配变换器的第一分段与高频段放大器之间的阻抗,并且变换器用于:在变换器的第二分段接收来自低频段放大器的第二放大信号,并匹配变换器的第二部分与低频段放大器之间的阻抗,变换器包括第三分段,用于:将来自变换器的第一分段的第一放大信号和来自变换器的第二分段的第二放大信号组合成放大的RF信号。
示例1530包括示例1529的主题,并且可选地,其中,变换器的第一分段的物理尺寸大于变换器的第二分段的物理尺寸。
示例1531包括示例1526-1530中任一示例的主题,并且可选地,其中,分离器包括变换器,用于在变换器的第一分段处接收RF输入信号,通过变换器的第二分段提供低频段信号到低频段放大器,并匹配变换器的第二分段和低频段放大器之间的阻抗,以及通过变换器的第三分段将高频段提供给高频频段放大器,并匹配变换器的第三分段和高频段放大器之间的阻抗。
示例1532包括示例1531的主题,并且可选地,其中,第一电路包括变换器的第二分段和变换器的第一分段的至少一部分,并且第二电路包括变换器的第三分段以及变换器的第一分段的至少一部分。
示例1533包括示例1526-1532中任一示例的主题,包括:基带电路,用于生成中频(IF)输入信号;RF电路,用于通过上变频IF输入信号生成RF输入信号。
示例1534包括示例1533的主题,并且可选地,其中,基带电路和RF电路通过RF缆线可操作地耦合。
示例1535包括示例1526-1534中任一示例的示例的主题,包括可操作地耦合到一个或多个相控阵列天线的发射机。
示例1536包括示例1526-1535中任一示例的主题,包括可操作地耦合到宽带放大器的一个或多个相控阵列天线。
示例1537包括示例1526-1536中任一示例的主题,并且可选地,其中,宽带放大器包括60GHZ频段放大器。
示例1538包括一种装置,包括多个阻抗匹配开关,用于将调制解调器内核可切换地耦合到多个无线电内核中的一个或多个无线电内核,多个阻抗匹配开关中的阻抗匹配开关包括:第一端子,可操作地耦合到调制解调器内核;第二端子,其可操作地耦合到所述多个无线电内核的相应无线电内核;阻抗匹配电路,用于:基于通过多个阻抗匹配开关耦合到调制解调器内核的一个或多个无线电内核的计数,可控地匹配无线电内核与调制解调器内核之间的阻抗。
在一个示例中,示例1538的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向混频器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1487、1500、1513、1526和/或1551所描述的。
示例1539包括示例1538的主题,并且可选地,其中,阻抗匹配电路根据来自调制解调器内核的控制信号可在多个阻抗匹配模式之间切换,多个阻抗匹配模式对应于要耦合到调制解调器内核的相应的多个不同无线电内核计数。
示例1540包括示例1539的主题,并且可选地,其中,阻抗匹配电路被配置为:在多个阻抗匹配模式中的阻抗匹配模式下,基于对应于阻抗匹配模式的无线电内核计数,匹配无线电内核与调制解调器内核之间的阻抗。
示例1541包括示例1539或1540的主题,并且可选地,其中,多个阻抗匹配模式包括:第一阻抗匹配模式,其中,阻抗匹配电路匹配调制解调器内核与一个无线电内核之间的阻抗;第二阻抗匹配模式,其中,阻抗匹配电路匹配调制解调器内核与两个无线电内核之间的阻抗;和第三阻抗匹配模式,其中,阻抗匹配电路匹配调制解调器内核与三个无线电内核之间的阻抗。
示例1542包括示例1538-1541中任一示例的主题,并且可选地,其中,阻抗匹配电路包括多个晶体管,用于将调制解调器内核耦合到一个或多个无线电内核。
示例1543包括示例1538-1542中任一示例的主题,包括多个射频(RF)缆线,多个RF缆线中的RF缆线将多个阻抗匹配开关中的相应阻抗匹配开关连接到多个无线电内核中的相应无线电内核。
示例1544包括示例1543的主题,并且可选地,其中,多个RF缆线中的至少一个RF缆线包括同轴缆线。
示例1545包括示例1538-1544中任一示例的主题,并且可选地,其中,阻抗匹配开关在无线电内核与一个或多个无线电内核之间保持约50欧姆的阻抗。
示例1546包括示例1538-1545中任一示例的主题,包括多个无线电内核。
示例1547包括示例146的主题,并且可选地,其中,多个无线电内核中的至少一个无线电内核包括半双工收发机。
示例1548包括示例1538-1547中任一示例的主题,包括包含调制解调器内核的基带电路。
示例1549包括示例1538-1548中任一示例的主题,包括一个或多个天线。
示例1550包括示例1538-1549中任一示例的主题,包括一个或多个相控阵列天线。
示例1551包括一种包括双向混频器的装置,该双向混频器包括:射频(RF)端子;中频(IF)端子;第一电压端子;第二电压端子;混频电路,被配置为:当第一偏置电压施加到第一电压端子并且第二偏置电压施加到第二电压端子时操作在上变频模式,并且当第二偏置电压施加到第一电压端子并且第一偏置电压施加到第二电压端子时操作在下变频模式,混频电路在下变频模式下将RF端子处的第一RF信号下变频为IF端子处的第一IF信号,并且在上变频模式下,将IF端子处的第二IF信号上变频为RF端子处的第二RF信号。
在一个示例中,示例1551的装置可以包括例如一个或多个附加元件,例如,双向放大器、双向分离器/组合器、PA、LNA、一个或多个开关、一个或多个混频器、I/Q生成器和/或一个或多个移相器,例如,如关于示例1401、1422、1440、1454、1465、1476、1487、1500、1513、1526和/或1538所描述的。
示例1552包括示例1551的主题,并且可选地,其中,混频电路包括Gilbert单元,其包括多个晶体管,多个晶体管在上变频模式下将第二IF信号上变频为第二RF信号,并且在下变频模式下将第一RF信号下变频为第一IF信号。
示例1553包括示例1552的主题,并且可选地,其中,混频电路包括:第一变换器,用于将多个晶体管的漏极耦合到RF端子和第一电压端子;第二变换器,用于将多个晶体管的源极耦合到IF端子和第二电压端子;以及本地振荡器(LO)端子,用于将LO信号耦合到多个晶体管的栅极。
示例1554包括示例1553的主题,并且可选地,其中,在上变频模式下,第二变换器将第二IF信号和第二偏置电压提供给多个晶体管的源极,并且Gilbert单元将第二IF信号与LO信号混合,以向多个晶体管的漏极提供混合RF信号。
示例1555包括示例1554的主题,并且可选地,其中,第一变换器将多个晶体管的漏极处的混合IF信号组合成第一RF信号。
示例1556包括示例1553-1555中任一示例的主题,并且可选地,其中,在下变频模式中,第一变换器将第一RF信号和第二偏置电压提供给多个晶体管的漏极,并且Gilbert单元将第一RF信号与LO信号混合,以向多个晶体管的源极提供混合IF信号。
示例1557包括示例1556的主题,并且可选地,其中,第二变换器将多个晶体管的源处的混合RF信号组合成第二IF信号。
示例1558包括示例1552-1557中任一示例的主题,并且可选地,其中,混频电路包括:第一开关,可操作地耦合到第一电压端子,以在上变频模式下将第一偏置电压耦合到多个晶体管的漏极,在下变频模式下将第二偏置电压耦合到多个晶体管的漏极;和第二开关,可操作地耦合到第二电压端子,以在上变频模式下将第二偏置电压耦合到多个晶体管的源极,在下变频模式下,将第一偏置电压耦合到多个晶体管的源极。
示例1559包括示例1552-1558中任一示例的主题,包括控制器,用于:通过将第一偏置电压施加到多个晶体管的漏极,并且通过将第二偏置电压施加到多个晶体管的源极,来将双向混频器切换到上变频模式。
示例1560包括示例1559的主题,并且可选地,其中,控制器通过将第一偏置电压施加到多个晶体管的源极,并且通过将第二偏置电压施加到多个晶体管的漏极,来将双向混频器切换到下变频模式。
示例1561包括示例1552-1560中任一示例的主题,并且可选地,其中,多个晶体管包括一个或多个场效应晶体管(FET)。
示例1562包括示例1551-1561中任一示例的主题,包括:双向RF放大器,用于:在发送(Tx)模式下,将来自双向混频器的第二RF信号放大为Tx RF信号,并且在接收(Rx)模式下,放大Rx RF信号以向第一端子提供第一RF信号;以及双向IF放大器,用于:在Tx模式下,将第一基带信号放大为第二IF信号,并且在Rx模式下,将来自双向混频器的第二端子的第一IF信号放大为第二基带信号。
示例1563包括示例1551-1561中任一示例的主题,包括:第一RF放大器,用于在发送(Tx)模式下将来自双向混频器的第二RF信号放大为Tx RF信号;第二RF放大器,用于在接收(Rx)模式下将RxRF信号放大为第一RF信号,以提供给双向混频器;第一IF放大器,用于在Tx模式下将第一基带信号放大为第二IF信号,以提供给双向混频器;和第二IF放大器,用于在Rx模式下将来自双向混频器的第一IF信号放大为第二基带信号。
示例1564包括示例1563的主题,并且可选地,其中,第一RF放大器包括功率放大器,第二RF放大器包括低噪声放大器(LNA)。
示例1565包括示例1563或1564的主题,并且可选地,其中,第一IF放大器包括TxIF放大器,第二IF放大器包括Rx IF放大器。
示例1566包括示例1551-1565中任一示例的主题,包括半双工收发机。
示例1567包括示例1566的主题,包括可操作地耦合到收发机的一个或多个天线。
示例1568包括示例1567的主题,并且可选地,其中,一个或多个天线包括一个或多个相控阵列天线。
在示例1569中,示例1的主题可选地包括用于移动设备的装置,该装置包括:电路板,包括多个平行层,所述多个平行层包括顶层和底层;无线电前端模块,附接到电路板并包括集成电路(IC);连接到电路板的接地屏蔽体,接地屏蔽体被配置为屏蔽IC免受干扰;堆叠式贴片定向天线,包括辐射元件和寄生元件,至少寄生元件与接地屏蔽层相邻,辐射元件位于电路板的除顶层和底层之外的其中一层上,并通过馈电机构馈电,馈电机构包括耦合到IC的馈带;其中,接地屏蔽体被配置作为堆叠式贴片定向天线的反射器和地平面,并且其中,堆叠式贴片定向天线被配置为在端射方向上传播第一偏振信号并且在垂射方向上传播第二偏振信号,并且其中,第一偏振和第二偏振是正交偏振。2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一偏振包括具有与电路板的层平行的电场的信号,并且第二偏振包括垂直于电路板的层的信号。
在示例1570中,示例1569的主题可选地包括,其中,第一偏振是水平偏振,第二偏振是垂直偏振。
在示例1571中,示例1569-1570中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,馈电机构还包括耦合馈线和辐射元件的过孔。
在示例1572中,示例1569-1571中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,当传输处于端射方向时,堆叠式贴片定向天线被配置为作为单极天线操作。
在示例1573中,示例1569-1572中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,接地屏蔽体是直线的,并且具有多个第一侧面和与多个第一侧面正交的第二侧面,其中,多个堆叠式定向贴片天线包括位于设备内的屏蔽体的第一侧之一处的天线阵列。
在示例1574中,示例1569-1573中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,接地屏蔽体是直线的,并且具有多个第一侧面和与多个第一侧面正交的第二侧面,并且多个堆叠式贴片天线包括多个天线阵列,多个天线阵列中的至少第一个位于设备内的接地屏蔽体的第一侧中的第一个,并且多个天线阵列中的至少第二个位于设备内的接地屏蔽体的第一侧中的第二个。
在示例1575中,示例1569-1574中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,馈电机构包括进入堆叠式定向贴片天线的馈电点,并且馈电点被配置为阻抗匹配堆叠式定向贴片天线。
示例1576是一种移动设备的装置,该装置包括:印制电路板,包括顶侧和底侧;无线电前端模块,附接到电路板的顶侧并包括集成电路(IC);导电屏蔽体,覆盖IC并且附接到电路板的顶侧,其中,导电屏蔽体包括四个侧面和顶部,并且被配置为保护IC免受射频干扰;和至少一个定向天线,由屏蔽体的至少一个切除区段形成,其中,至少一个定向天线由作为电路板的一部分并且耦合到IC的至少一个馈电机构馈电,其中,电路板包括用于至少一个定向天线的地平面,并且其中,至少一个定向天线被配置为在从IC向外的方向上辐射。
在示例1577中,示例1576的主题可选地包括,其中,至少一个定向天线包括端接于馈电机构的平面倒F天线(PIFA),并且被配置为以四分之一波长谐振。
在示例1578中,示例1576-1577中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,至少一个天线包括陷波天线、缝隙天线或贴片天线。
在示例1579中,示例1576-1578中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,至少一个天线包括两个天线的阵列,其中,该阵列的每个天线彼此正交地位于屏蔽体上,并且至少一个馈电机构包括两个馈电机构,每个馈电机构分别馈电两个天线中的一个,并且其中,天线阵列被配置为支持两个不同的偏振。
在示例1580中,示例1579的主题可选地包括,其中,该阵列的两个天线中的每一个配置在屏蔽体的不同侧上,或者其中,两个天线中的一个配置在屏蔽体的四个侧面中的一个上,两个天线中的第二个配置在屏蔽体的顶部。
在示例1581中,示例1576-1580中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,至少一个天线包括两个天线的阵列,其中,该阵列的每个天线彼此正交地位于屏蔽体上,其中,至少一个馈电机构包括两个馈电机构,每个馈电机构分别馈电两个天线中的一个,并且其中,无线电前端模块被配置为:向每个馈电机构提供相同的信号以产生新的矢量求和,或者为每个馈电机构提供不同信号,以用于多输入多输出(MIMO)操作模式。
在示例1582中,示例1579-1581中的任何一个或多个的主题可选地包括,其中,两个馈电机构中的每一个被配置为:在不同时间激活两个天线,以提供两个不同偏振中的第一个,以用于两个天线中的第一个,并且提供两个不同偏振中的第二个,以用于两个天线中的第二个。
在示例1583中,示例1582的主题可选地包括,其中,无线电前端模块被配置为:通过算法控制来激活,激活取决于接收设备的取向,该设备从接收设备接收反馈信息,其指定在不同时间的给定一个时间处是第一偏振还是第二偏振提供更好的接收,并且反馈信息包括馈线激活的算法控制。
示例1584是移动设备的装置,该装置包括:收发机,位于装置内的基板上;相控阵列天线元件,耦合到收发机,并配置成在扫描相控阵列时在第一覆盖角内发送无线电波;透镜,与相控阵列相邻放置,并配置成将发送的无线电波偏转到大于第一覆盖角的第二覆盖角。
在示例1585中,示例1584的主题可选地包括:其中,透镜包括棱镜。
示例1586是一种天线系统,包括:无线电前端模块,被配置为生成无线电波;反射器;多个相控阵列的天线元件,每个阵列位于与反射器相邻的不同位置,并配置成向反射器发送所生成的无线电波,用无线电波照射反射器的焦点,其中,每个阵列在不同位置的位置在多个窄波束中从反射器产生射频辐射,每个波束在不同方向上倾斜以扫描不同的波束扫描扇区,并且其中,向多个相控阵列添加附加的相控阵列使得形成附件的波束扫描扇区。
在示例1587中,示例1586的主题可选地包括:其中,每个相控阵列位于反射器的一侧或底部中的一个处。
在示例1588中,示例1586-1587中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,每个相控阵列天线元件具有两个馈电机构,两个馈电机构中的第一个被配置为以第一偏振向天线元件提供所生成的无线电波,两个馈电机构中的第二个被配置为以与第一偏振正交的第二偏振向天线元件提供所生成的无线电波。
示例1589是移动设备的装置,该装置包括:机壳;机壳内的基板;保形屏蔽的集成电路(IC)管芯,包括:收发机,被配置为生成射频(RF)信号,IC管芯连接到机壳内的基板;一个或多个天线导向器在机壳上或内,在基板外部;天线阵列,耦合到收发机并配置成发送RF信号以与一个或多个天线导向器交互,其中,天线阵列位于基板的第一侧内,在安装在基板的第二侧上的表面贴装器件(SMD)上,或者在安装在基板的第二侧上的SMD内,并且其中,一个或多个天线导向器被配置为引导RF信号。
在示例1590中,示例1589的主题可选地包括:其中,保形屏蔽体包括用于天线阵列的地平面。
在示例1591中,示例1589-1590中的任何一个或多个的主题可选地包括:导热机构,被配置为将来自IC管芯的热量传导到管芯外部的表面上。
在示例1592中,示例1589-1591中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,导热机构是耦合到IC管芯的散热器。
示例1593是移动设备的装置,该装置包括:基板;集成电路(IC),包括配置成生成射频(RF)信号的收发机,该IC连接到基板;偶极天线,具有两个水平臂并配置在基板内;和包括垂直金属过孔的表面贴装器件(SMD),其中,SMD安装在基板上,邻近偶极天线,其中,垂直金属过孔接触偶极天线的两个水平臂中的一个,其中,垂直金属过孔包括单极天线的垂直臂,并且其中,当馈送RF信号时,偶极天线被配置为展示第一偏振,并且当馈送RF信号时,单极天线的垂直臂被配置为展示第二偏振。
在示例1594中,示例1593的主题可选地包括:其中,垂直金属过孔包括金属迹线。
在示例1595中,示例1593-1594中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,垂直金属过孔延伸到SMD的顶部,并且单极天线还包括配置在SMD顶部的水平金属迹线,其中,水平金属迹线与垂直金属过孔接触并垂直于垂直金属过孔,并且包括单极天线的垂直臂的一部分。
示例1596是L形偶极天线,包括:基板,包括偶极天线的水平臂;集成电路(IC)屏蔽体,覆盖IC管芯并连接到基板;和安装在基板上与IC屏蔽体相邻的表面贴装器件(SMD),其中,SMD包括偶极天线的垂直臂,其中,垂直臂至少部分在SMD内部,其中,IC屏蔽体用作偶极天线的反射器,其中,偶极天线通过馈线从IC管芯馈电,并且其中,偶极天线的水平臂和偶极天线的垂直臂的配置包括L形。
在示例1597中,示例1596的主题可选地包括:其中,垂直臂的至少一部分在基板内部。
在示例1598中,示例1597的主题可选地包括:其中,基板内部的垂直臂的至少一部分包括金属化过孔。
在示例1599中,示例1598的主题可选地包括:其中,金属化过孔包括金属迹线。
在示例1600中,示例1596-1599中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,SMD内部的垂直臂的至少一部分延伸穿过SMD,其中,水平金属迹线被配置在SMD的顶部上,并且其中,水平金属迹线与垂直臂接触并且垂直于垂直臂,并且是垂直臂的一部分。
示例1601是移动设备的装置,该装置包括:基板;集成电路(IC)屏蔽体,覆盖被配置为生成射频(RF)链的IC,屏蔽体和IC都连接到基板;天线阵列,包括多个L形偶极天线,每个偶极天线位于IC屏蔽体附近,其中,每个偶极天线配置成通过RF链从IC馈电,其中,每个偶极天线包括水平臂和垂直臂,并且其中,多个偶极天线以相邻对布置,每个相邻对的水平臂沿相反方向取向。
在示例1602中,示例1601的主题可选地包括:其中,当每个偶极天线通过RF链从IC馈电时,该阵列提供多个RF链,每个所提供的RF链具有第一偏振和与第一偏振正交的第二偏振。
示例1603是一种用于移动设备的装置,该装置包括:印制电路板(PCB),包括顶层和底层;集成电路(IC)芯片,包括顶层和底层,其中,IC芯片包括收发机,IC芯片连接到PCB的顶层;天线阵列,包括多个天线元件,配置在IC芯片的底层内,靠近PCB,并由耦合到收发机的馈电传输线馈电;以及IC屏蔽体,覆盖IC以屏蔽IC免受干扰,并且连接到PCB,其中,IC屏蔽体或PCB内的地层之一包括用于天线阵列的地。
在示例1604中,示例1603的主题可选地包括:还包括PCB和天线阵列之间的间隙体积,以防止至少一个天线元件接触PCB。
在示例1605中,示例1603-1604中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,传输馈线包括金属迹线。
在示例1606中,示例1603-1605中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,PCB包括主板。
示例1607是移动设备的装置,该装置包括:收发机,配置在集成电路(IC)上,该IC连接到印制电路板(PCB),该收发机被配置为在第一频段内并且在第二频段内生成射频(RF)信号;第一天线,配置在PCB内,和第二天线,配置在PCB内,与第一天线同轴关系;第一馈电机构,耦合到收发机和第一天线,其中,第一馈电机构向第一天线馈送第一频段的RF信号;第二馈电机构,与第一馈电机构正交,第二馈电机构耦合到收发机和第二天线,其中,第二馈电机构向第二天线馈送第二频段的RF信号,其中,处理电路被配置为:在不同时间操作每个馈电机构,以在不同时间激活第一天线和第二天线中的每一个,并且其中,当在第一时间激活时,第一天线以第一偏振发送第一频段的RF信号,并且当在第二时间激活时,第二天线以与第一偏振正交的第二偏振发送第二频段的RF信号。
在示例1608中,示例1607的主题可选地包括:其中,第一天线是配置为受驱天线元件和寄生天线元件的贴片天线,并且第二天线是缝隙天线。
在示例1609中,示例1608的主题可选地包括:其中,缝隙天线被配置为直线缝隙天线。
在示例1610中,示例1607-1609中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第一馈电机构配置在PCB内并且包括耦合到收发机和第一天线的受驱元件的第一组两个正交馈线。
在示例1611中,示例1607-1610中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二馈电机构配置在PCB内并且包括耦合到收发机和第二天线的第二组两个正交馈线,其中,第二天线通过接近耦合从两个正交馈线馈电。
在示例1612中,示例1607-1611中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,第二天线包括用于第一天线的地。
示例1613是移动设备的装置,该装置包括:基板;集成电路(IC),连接到基板;收发机,配置在IC内以生成射频(RF)信号;导电屏蔽体,连接到基板,覆盖IC,并配置成保护IC免受干扰;天线导向器,配置在机壳上或内,在基板外部;天线,配置在表面贴装器件(SMD)上或内;和双正交馈电机构,耦合到收发机和天线,其中,天线配置成以两个正交偏振发送RF信号,以与天线导向器相互作用,并且其中,天线导向器配置成引导RF信号。
在示例1614中,示例1613的主题可选地包括:其中,导电屏蔽体被配置为用作天线的地平面。
在示例1615中,示例1613-1614中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线包括双元件贴片天线,其中,双元件中的第一个是受驱电容贴片天线元件,双元件中的第二个是寄生贴片天线元件。
在示例1616中,示例1615的主题可选地包括:还包括用于天线的地平面,地平面配置在基板内。
在示例1617中,示例1613-1616中的任何一个或多个的主题可选地包括:交叉阴影图案电容贴片天线和用于交叉阴影图案电容贴片天线的交叉阴影图案地平面,交叉阴影图案电容贴片天线和交叉阴影图案地平面配置在SMD上或内。
示例1618是移动设备的装置,该装置包括:基板;集成电路(IC),连接到基板;收发机,配置在IC内以生成射频(RF)信号;导电屏蔽体,连接到基板,覆盖IC,并配置成保护IC免受干扰;天线导向器,配置在机壳上或内,在基板外部;天线,配置在表面贴装器件(SMD)上或内;耦合到收发机和天线的单个馈电机构,其中,天线被配置为以单个偏振发送RF信号以与天线导向器相互作用,并且其中,天线导向器被配置为引导RF信号。
在示例1619中,示例1618的主题可选地包括:其中,天线包括配置在SMD内的螺旋天线,螺旋天线包括SMD上或内的连接迹线和过孔,并且其中,屏蔽体被配置作为反射器并作为螺旋天线的平面。
在示例1620中,示例1618-1619中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线包括配置在SMD上或内的贴片天线,并且,屏蔽体被配置作为反射器和贴片天线的地平面。
示例1621是移动设备的装置,该装置包括:基板;集成电路(IC),连接到基板;收发机,配置在IC内以生成射频(RF)信号;导电屏蔽体,连接到基板,覆盖IC,并配置成保护IC免受干扰;多个天线导向器,配置在机壳上或内,在基板外部;多个天线元件,包括配置在相应的表面贴装器件(SMD)上或内的天线阵列,或配置在基板上或基板内的天线阵列;馈电机构,耦合到收发机和天线阵列的多个天线元件中的每一个,其中,天线阵列的多个天线元件中的每一个被配置为发送RF信号以与多个天线导向器交互,并且其中,多个天线导向器被配置为引导RF信号。
在示例1622中,示例1621的主题可选地包括:其中,馈电机构包括多个馈电元件,其被配置为以单个偏振向多个天线元件馈送RF信号,其中,天线阵列发送单个偏振的RF信号。
在示例1623中,示例1621-1622中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,馈电机构包括多个双正交馈电元件,其被配置为以第一偏振和与第一偏振正交的第二偏振向多个天线元件馈送RF信号,其中,天线阵列以第一偏振和第二偏振发送RF信号。
示例1624是移动设备的装置,该装置包括:基板,包括第一层和第二层;无线电前端模块(RFEM),附接到基板的第一层并且包括被配置为生成射频(RF)信号的集成电路(IC);导电屏蔽体,覆盖IC,连接到基板的第一层,并配置成保护IC免受干扰;表面贴装器件(SMD),耦合到基板,与导电屏蔽体相邻;至少一个定向单极天线,包括第一臂,该第一臂包括连接到RFEM并垂直于基板延伸到SMD中的金属化过孔,其中,定向单极天线由作为基板的一部分并且耦合到IC的至少一个馈电机构馈电,其中,定向单极天线被配置为在从RFEM向外的方向上以第一偏振发送RF信号,并且其中,导电屏蔽体是用于定向单极天线的反射器。
在示例1625中,示例1624的主题可选地包括:其中,过孔延伸穿过SMD,到SMD的顶部。
在示例1626中,示例1625的主题可选地包括:其中,第一臂还包括金属迹线,其配置在SMD的顶层上,垂直于并连接到过孔,该过孔延伸穿过SMD,到SMD的顶部。
示例1627是移动设备的装置,该装置包括:基板,包括第一层和第二层;集成电路(IC),附接到基板的第一层并配置成生成射频(RF)信号;导电屏蔽体,覆盖IC,连接到基板的第一层,并配置成保护IC免受干扰;多个天线阵列,每个天线阵列包括与导电屏蔽体相邻的多个定向单极天线元件,导电屏蔽体是定向单极天线的反射器;多个第二阵列,每个第二阵列包括多个与第二层平行的定向偶极天线元件,第二层是多个定向偶极天线的地平面,其中,多个单极天线元件和多个偶极天线元件分别彼此相邻定位,并且其中,多个单极天线中的每一个被配置为以第一偏振发送RF信号,并且多个偶极天线中的每一个被配置为以与第一偏振正交的第二偏振发送RF信号。
在示例1628中,示例1627的主题可选地包括:其中,多个单极天线元件中的每一个包括第一臂,第一臂包括金属化过孔,金属化过孔垂直于基板延伸到相应表面贴装器件(SMD)中,其中,多个单极天线中的每一个由馈电机构馈电,该馈电机构被配置为基板的一部分并且耦合到IC以将RF信号馈送到多个单极天线,并且其中,定向偶极天线由馈电机构馈电,该馈电机构被配置为基板的一部分并且耦合到IC以将RF信号馈送到多个偶极天线。
在示例1629中,示例1628的主题可选地包括:其中,多个单极天线中的至少一个的垂直臂延伸到多个单极天线中的至少一个的相应SMD的顶部,并且多个单极天线中的至少一个的垂直臂还包括金属迹线,金属迹线配置在相应SMD的顶部上,垂直于并连接到金属化过孔。
示例1630是用于移动设备的装置,该装置包括:基板;连接到基板的集成电路(IC),该IC包括收发机,该收发机包括配置成生成第一射频(RF)信号的发射机(TX)和配置成处理接收的第二RF信号的接收机(RX),其中,TX和RX在不同时间操作,其中,TX包括耦合到第一馈电机构的功率放大器(PA),RX包括耦合到第二馈电机构的低噪声放大器(LNA);双馈电天线,配置在基板上,其中,双馈电天线包括TX馈线匹配点和RX馈线匹配点,其中,第一馈电机构直接连接到双馈电天线的TX馈线匹配点,并且第二馈电机构直接连接到双馈电天线的RX馈线匹配点,其中,第一RF信号由双馈电天线发送,第二RF信号由双馈电天线接收。
在示例1631中,示例1630的主题可选地包括:其中,双馈电天线是贴片天线,第一馈电机构是被配置为以单个偏振发送第一RF信号的第一单偏振馈线,并且第二馈电机构是被配置为以单个偏振接收第二RF信号的第二单偏振馈线。
在示例1632中,示例1630-1631中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,双馈电天线是贴片天线,第一馈电机构包括被配置为以双正交偏振发送第一RF信号的第一双正交馈电机构,并且第二馈电机构包括被配置为以双正交偏振接收第二RF信号的第二双正交馈电机构。
示例1633是移动设备的装置,该装置包括:基板;多个天线阵列,配置在基板上;集成电路(IC)屏蔽体,包括附接到基板的第一区段和连接到第一区段的封盖;和连接到基板并位于第一区段内的IC,其中,封盖的一个区域被配置为天线阵列的反射器以提升天线的增益,其中,第一区段的一部分延伸通过封盖中的空间,以扩展被配置为天线阵列的反射器的覆盖区域,并且其中,扩展区域被配置为用于多个天线阵列中的至少一个的反射器。
在示例1634中,示例1633的主题可选地包括:其中,多个天线阵列包括多个贴片天线元件和多个偶极天线元件。
示例1635是移动设备的装置,该装置包括:基板;无线电前端模块(RFEM),连接到基板并包括配置成生成射频(RF)信号的集成电路(IC);天线阵列,由耦合到IC的馈电机构馈电,其中,天线阵列被配置为发送RF信号;覆盖IC的导电IC屏蔽体;天线阵列附近的阻碍部,干扰天线阵列传输;耦合到基板的内插器,其中,天线阵列和导电IC屏蔽体安装在内插器上,并且其中,内插器提供高度以改善天线阵列传输。
在示例1636中,示例1635的主题可选地包括:其中,导电屏蔽体被配置作为天线阵列的反射器。
在示例1637中,示例1635-1636中的任何一个或多个的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个贴片天线。
在示例1638中,示例1635的主题可选地包括:其中,天线阵列包括多个贴片天线。
示例1639可以包括,或者可以可选地与示例1569至1639中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合进行组合,以包括以下主题,其可以包括用于执行示例1569至1639的任何一种或多种功能模块,或包括指令的机器可读介质,所述指令在由机器执行时使机器执行示例1569至1639的任何一个或多个功能。
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以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以与其他示例组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读以上描述后可以使用其他方面。摘要是为了使读者能够快速确定技术公开的本质。提交时的理解是,它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。而且,在以上详细描述中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。然而,权利要求可能未阐述本文公开的每个特征,因为各方面可以以所述特征的子集为特征。此外,各方面可以包括比特定示例中公开的特征更少的特征。因此,以下权利要求在此并入具体实施方式中,其中,权利要求本身作为单独的方面。本文公开的方面的范围将参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (94)

1.一种用于移动设备的装置,所述装置包括:
电路板,包括包含顶层和底层的多个并行层;
无线电前端模块,附接到所述电路板并且包括集成电路(IC);
接地屏蔽体,附接到所述电路板,所述接地屏蔽体被配置为将所述IC屏蔽不受干扰;
堆叠式贴片定向天线,包括辐射元件和寄生元件,其中,所述寄生元件被布置成与所述接地屏蔽体相邻,并且其中,所述辐射元件被布置在所述电路板上并且由包括耦合到所述IC的馈带的馈电机构进行馈电,
其中,所述接地屏蔽体被配置作为用于所述堆叠式贴片定向天线的反射器和地平面,并且
其中,所述堆叠式贴片定向天线被配置为传播第一偏振的信号和第二偏振的信号,并且其中,所述第一偏振和第二偏振是正交偏振。
2.如权利要求1所述的装置,其中,所述辐射元件被布置在所述电路板上,而非在所述顶层或所述底层处。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述堆叠式贴片定向天线被配置为在端射方向上传播所述第一偏振的信号。
4.如权利要求1所述的装置,其中,所述堆叠式贴片定向天线被配置为在垂射方向上传播所述第二偏振的信号。
5.一种移动设备的装置,所述装置包括:
印制电路板,包括顶侧和底侧;
无线电前端模块,附接到所述印制电路板的顶侧并且包括集成电路(IC);
导电屏蔽体,布置在所述IC上并且附接到所述印制电路板的顶侧,使得所述屏蔽体的至少一部分与所述印制电路板是共面的,其中,所述导电屏蔽体包括多个侧部和一顶部,并且被配置为保护所述IC不受射频干扰;和
至少一个定向天线,由所述导电屏蔽体的至少一个切除区段形成,
其中,所述至少一个定向天线由作为所述电路板的一部分的至少一个馈电机构进行馈电,并且其中,所述至少一个馈电机构耦合到所述IC,
其中,所述印制电路板还包括用于所述至少一个定向天线的地平面,并且
其中,所述至少一个定向天线被配置为在从所述IC向外的方向上进行辐射。
6.一种移动设备的装置,所述装置包括:
收发机,布置在所述装置内的基板上;
相控阵列天线元件,耦合到所述收发机,并且被配置为:当所述相控阵列被扫描时,在第一覆盖角度内发送无线电波;和
透镜,布置成与所述相控阵列天线元件相邻,并且被配置为:将所发送的无线电波偏转到大于所述第一覆盖角度的第二覆盖角度。
7.一种天线系统,包括:
无线电前端模块,被配置为生成无线电波;
反射器;和
多个相控阵列天线元件,每个阵列布置在与所述反射器相邻的不同位置处,并且被配置为:朝向所述反射器发送所生成的无线电波,以用所述无线电波照射所述反射器的焦点,
其中,每个阵列被布置所在的不同位置在多个窄波束中反射来自所述反射器的射频辐射,其中,每个窄波束在不同方向上倾斜,以用于扫描不同波束扫描扇区。
8.如权利要求7所述的天线系统,其中,所述多个相控阵列包括附加相控阵列,以形成附加波束扫描扇区。
9.一种移动设备的装置,所述装置包括:
机壳;
基板,布置在所述机壳中;
保形屏蔽式集成电路(IC)管芯,包括被配置为生成射频(RF)信号的收发机,所述IC管芯耦合到所述机壳中的基板;
一个或多个天线导向器,布置在机壳上或机壳中,在所述基板外部;和
天线阵列,耦合到所述收发机,并且被配置为:发送所述RF信号,以与所述一个或多个天线导向器进行交互,
其中,所述天线阵列布置在所述基板的第一侧内,或者布置在安装于所述基板的第二侧上的表面贴装器件(SMD)上或其内,并且
其中,所述一个或多个天线导向器被配置为:引导所述RF信号。
10.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC),包括被配置为生成射频(RF)信号的收发机,所述IC耦合到所述基板;
偶极天线,包括多个水平臂并且布置在所述基板内;和
表面贴装器件(SMD),包括垂直金属过孔,
其中,所述SMD安装在所述基板上,与所述偶极天线相邻,
其中,所述垂直金属过孔接触所述偶极天线的所述多个水平臂之一,
其中,所述垂直金属过孔包括单极天线的垂直臂,并且
其中,在接收RF信号时,所述偶极天线被配置为展现第一偏振,并且所述单极天线的垂直臂被配置为展现第二偏振。
11.一种偶极天线,包括:
基板,包括偶极天线的水平臂;
集成电路(IC)屏蔽体,处于IC管芯上并且连接到所述基板;和
表面贴装器件(SMD),安装在所述基板上,与所述IC屏蔽体相邻,
其中,所述SMD包括所述偶极天线的垂直臂,
其中,所述垂直臂至少部分地处于所述SMD内部,
其中,所述IC屏蔽体形成用于所述偶极天线的反射器,并且
其中,所述偶极天线由来自所述IC管芯的馈线进行馈电。
12.如权利要求11所述的天线,其中,所述偶极天线的水平臂和所述偶极天线的垂直臂的配置包括L形。
13.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC)屏蔽体,处于被配置为生成射频(RF)链的IC上,其中,所述屏蔽体和所述IC耦合到所述基板;和
天线阵列,包括多个L形偶极天线,每个偶极天线与所述IC屏蔽体相邻,其中,每个偶极天线被配置为由来自所述IC的RF链进行馈电,
其中,每个偶极天线包括水平臂和垂直臂,并且
其中,所述多个偶极天线被布置成相邻对,每个相邻对的水平臂朝向相反方向。
14.如权利要求13所述的装置,其中,所述多个偶极天线包括多个L形天线。
15.一种移动设备的装置,所述装置包括:
印制电路板(PCB),包括顶层和底层;
集成电路(IC)芯片,包括顶部层级和底部层级,其中,所述IC芯片包括收发机,并且其中,所述IC芯片连接到所述PCB的顶层;
天线阵列,包括多个天线元件,所述多个天线元件被配置在所述IC芯片的底部层级内,与所述PCB相邻,并且由耦合到所述收发机的馈电传输线进行馈电;和
IC屏蔽体,布置在所述IC上以将所述IC屏蔽不受干扰,并且连接到所述PCB,其中,所述PCB内的所述IC屏蔽体或地层之一包括用于所述天线阵列的地。
16.一种移动设备的装置,所述装置包括:
收发机,被配置在连接到印制电路板(PCB)的集成电路(IC)上,所述收发机被配置为生成第一频段中和第二频段中的射频(RF)信号;
第一天线,布置在所述PCB内,和第二天线,按与所述第一天线同轴的关系布置在所述PCB内;
第一馈电机构,耦合到所述收发机并且耦合到所述第一天线,其中,所述第一馈电机构用所述第一频段中的RF信号对所述第一天线进行馈电;
第二馈电机构,布置成与所述第一馈电机构正交,所述第二馈电机构耦合到所述收发机并且耦合到所述第二天线,其中,所述第二馈电机构用所述第二频段中的RF信号对所述第二天线进行馈电;和
处理电路,被配置为:在不同时间操作所述第一馈电机构和第二馈电机构,并且在不同时间激活所述第一天线和所述第二天线中的每一个,
其中,当在第一时间激活时,所述第一天线以第一偏振发送第一频段中的RF信号,并且其中,当在第二时间激活时,所述第二天线以与所述第一偏振正交的第二偏振发送所述第二频段中的RF信号。
17.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC),连接到所述基板;
收发机,被配置在所述IC内,以生成射频(RF)信号;
导电屏蔽体,连接到所述基板,覆盖所述IC,并且被配置为保护所述IC不受干扰;
天线导向器,布置在机壳上或其内,在所述基板外部;
天线,布置在表面贴装器件(SMD)上或其内;和
双正交馈电机构,耦合到所述收发机并且耦合到所述天线,其中,所述天线被配置为:以不同正交偏振发送RF信号,以与所述天线导向器进行交互,并且其中,所述天线导向器被配置为引导RF信号。
18.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC),连接到所述基板;
收发机,被配置在所述IC内,以生成射频(RF)信号;
导电屏蔽体,连接到所述基板,覆盖所述IC,并且被配置为保护所述IC不受干扰;
天线导向器,布置在机壳上或机壳内,在所述基板外部;
天线,布置在表面贴装器件(SMD)上或其内;和
单个馈电机构,耦合到所述收发机并且耦合到所述天线,其中,所述天线被配置为:以单个偏振发送RF信号,以与所述天线导向器进行交互,并且其中,所述天线导向器被配置为引导RF信号。
19.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC),连接到所述基板;
收发机,被配置在所述IC内,以生成射频(RF)信号;
导电屏蔽体,连接到所述基板,覆盖所述IC,并且被配置为保护所述IC不受干扰;
多个天线导向器,布置在机壳上或机壳内,在所述基板外部;
多个天线元件,包括布置在相应表面贴装器件(SMD)上或其内或布置在所述基板上或其内的天线阵列;和
馈电机构,耦合到所述收发机并且耦合到所述天线阵列的多个天线元件中的每一个,
其中,所述天线阵列的多个天线元件中的每一个被配置为:发送RF信号,以与所述多个天线导向器进行交互,并且
其中,所述多个天线导向器被配置为引导RF信号。
20.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板,包括第一层和第二层;
无线电前端模块(RFEM),附接到所述基板的第一层,并且包括被配置为生成射频(RF)信号的集成电路(IC);
导电屏蔽体,覆盖所述IC,附接到所述基板的第一层,并且被配置为保护所述IC不受干扰;
表面贴装器件(SMD),耦合到所述基板,与所述导电屏蔽体相邻;和
至少一个定向单极天线,包括第一臂,所述第一臂包括连接到RFEM并且与所述基板垂直地延伸到所述SMD中的金属化过孔,
其中,所述定向单极天线由作为所述基板的一部分并且耦合到所述IC的至少一个馈电机构进行馈电,
其中,所述定向单极天线被配置为:在从所述RFEM向外的方向上,以第一极性发送RF信号,并且
其中,所述导电屏蔽体是用于所述定向单极天线的反射器。
21.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板,包括第一层和第二层;
集成电路(IC),附接到所述基板的第一层,并且被配置为生成射频(RF)信号;
导电屏蔽体,覆盖所述IC,附接到所述基板的第一层,并且被配置为保护所述IC不受干扰;
多个第一天线阵列,每个第一天线阵列包括与所述导电屏蔽体相邻的多个定向单极天线元件,所述导电屏蔽体作为用于所述多个定向单极天线的反射器;和
多个第二天线阵列,每个第二天线阵列包括与所述基板的第二层并行的多个定向偶极天线元件,所述基板的第二层作为用于所述多个定向偶极天线的地平面,
其中,所述多个定向单极天线元件和所述多个定向偶极天线元件分别布置成彼此相邻,并且
其中,所述多个定向单极天线中的每一个被配置为以第一偏振发送RF信号,并且其中,所述多个定向偶极天线中的每一个被配置为以与所述第一偏振正交的第二偏振发送RF信号。
22.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
集成电路(IC),连接到所述基板,所述IC包括收发机,所述收发机包括:发射机(TX),被配置为生成第一射频(RF)信号;和接收机(RX),被配置为处理接收到的第二RF信号,其中,所述TX和所述RX在不同时间进行操作;和
双馈电天线,被配置在所述基板上,其中,所述双馈电天线包括TX馈线匹配点和RX馈线匹配点,其中,所述第一馈电机构直接连接到所述双馈电天线的TX馈线匹配点,并且所述第二馈电机构直接连接到所述双馈电天线的RX馈线匹配点,
其中,所述第一RF信号由所述双馈电天线发送,并且所述第二RF信号由所述双馈电天线接收。
23.如权利要求22所述的装置,其中,所述TX包括耦合到第一馈电机构的功率放大器(PA),并且所述RX包括耦合到第二馈电机构的低噪声放大器(LNA)。
24.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
多个天线阵列,被配置在所述基板上;
集成电路(IC)屏蔽体,包括附接到所述基板的第一区段和连接到所述第一区段的封盖;和
IC,连接到所述基板并且位于所述第一区段内,
其中,所述封盖的区域被配置作为所述天线阵列的反射器,以提升所述天线的增益,
其中,所述第一区段的一部分延伸通过所述封盖中的空间,以延伸所述封盖的区域作为所述天线阵列的反射器,并且
其中,所延伸的区域被配置作为用于所述多个天线阵列中的至少一个的反射器。
25.一种移动设备的装置,所述装置包括:
基板;
无线电前端模块(RFEM),连接到所述基板并且包括被配置为生成射频(RF)信号的集成电路(IC);
天线阵列,由耦合到所述IC的馈电机构进行馈电,其中,所述天线阵列被配置为发送RF信号;
导电IC屏蔽体,覆盖所述IC;
阻碍部,与所述天线阵列相邻,干扰天线阵列传输;和
内插器,耦合到所述基板,
其中,所述天线阵列和所述导电IC屏蔽体安装在所述内插器上,并且
其中,所述内插器增加高度以改善天线阵列传输。
26.一种通信设备的装置,所述装置包括:
数字极坐标发射机,包括:
矩形坐标到极坐标转换器,被配置为:基于矩形坐标输入信号,生成极坐标输出信号;
数字到时间转换器(DTC),被配置为:接收射频(RF)振荡器信号,并且响应于接收到RF振荡器信号,基于所述极坐标输出信号生成DTC输出信号;和
输出振荡器,被配置为:接收所述DTC输出信号和mmWave频率下的输出振荡器信号。
27.一种接收机的装置,所述装置包括:
前馈均衡器(FFE),所述FFE包括:
多个FFE级,串行连接并且包括并行的垂直和水平偏振同相(I)和正交相(Q)信号输入,每个FFE级包括:
多个延迟部,和
所述垂直和水平偏振I和Q信号的交叉耦合部,处于与所述多个延迟部中的每一个相邻的抽头处,所述交叉耦合部被配置为生成交叉耦合的垂直和水平偏振I和Q信号。
28.一种接收机的装置,所述装置包括:
判决反馈均衡器(DFE),所述DFE包括:
包括串行链和并行链的路径,所述串行链被配置为至少生成1位输出以及2位的最高有效位(MSB)和最低有效位(LSB)输出;
选择器,被配置为在所述串行链与所述并行链之间进行选择;和
多个抽头,沿着所述路径布置,其中,所述多个抽头中的抽头的数量取决于所选择的串行链和并行链,并且其中,来自所述多个抽头的输出被配置为补偿后体符号间干扰(ISI)。
29.一种mmWave通信设备的装置,所述装置包括以下中的至少一个:
接收机混合波束赋形架构,被配置为接收mmWave波束赋形的信号,所述接收机混合波束赋形架构包括模拟接收机波束赋形结构和数字接收机波束赋形结构,它们具有不同数量的分辨率不同的模数转换器(ADC);或
发射机混合波束赋形架构,被配置为发送mmWave波束赋形的信号,所述发射机混合波束赋形架构包括模拟发射机波束赋形结构和数字发射机波束赋形结构,它们具有不同数量的分辨率不同的数模转换器(DAC)。
30.一种mmWave通信设备的装置,所述装置包括:
接收机波束赋形架构,被配置为接收mmWave波束赋形的信号,所述数字接收机波束赋形架构包括可变分辨率模数转换器(ADC);和
发射机波束赋形架构,被配置为发送mmWave波束赋形的信号,所述发射机波束赋形架构包括可变分辨率数模转换器(DAC),
其中,所述ADC或DAC的分辨率适于将功耗限制为预定收发机功率耗散约束,而不减少所述接收机或发射机波束赋形架构中所使用的ADC或DAC的数量。
31.一种通信设备的装置,所述装置包括:
模拟或混合波束赋形架构,包括多个移相器,所述多个移相器被配置为设定天线的转向角,所述天线被配置为传递波束赋形的信号;和
处理器,被配置为:
确定用于为所述天线提供波束转向的码本,所述码本被限制于所述天线的转向角的子集;以及
将输入提供给所述移相器,以通过确定被限制在所述转向角的子集内的转向角和用于将所限制的转向角偏移到所述转向角的子集外部的特定转向角的整数偏移值,来设定所述特定转向角度。
32.一种电荷泵的装置,所述装置包括:
多个开关,由多个不同控制信号来控制;和
输出电容器,所述多个开关连接至所述输出电容器,
其中,所述输出电容器上的电压受控于所述开关的泄漏电容和亚阈值注入,使得所述电荷泵的输出电压免于使用电流基准或电荷累积器件。
33.一种通信设备的装置,包括:
接收机电路,包括:
多个第一量化器,被配置为接收波束赋形的信号;和
前馈环路,被配置为:在将所述波束赋形的信号提供给所述量化器之前,将模拟补偿信号提供给所述波束赋形的信号,以形成补偿的波束赋形的信号,
其中,所述波束赋形的信号包括来自发射机的信号和干扰源信号,其中,所述模拟补偿信号被配置为补偿所述干扰源信号。
34.一种通信设备的装置,所述装置包括:
接收机,包括:
补偿电路,被配置为:在所述接收机的模拟域中补偿在多个波束赋形天线中的每一个处接收到的射频(RF)信号中的干扰,并且产生模拟补偿的信号;
量化器,用于将取决于所述补偿电路的模拟输入信号变换为量化的输出;和
基带处理器,被配置为:
接收取决于所述量化的输出的基带输入信号;
将补偿的反转应用于所述基带输入信号,以重构RF信号的数字版本;以及
对RF信号的数字版本执行信号处理。
35.一种通信设备的装置,包括:
模数转换器系统(ADCS),包括:
可调整ADC配置,所述ADC配置包括:
多个内核ADC,能够在平均化模式下的并行操作与时间交织模式下的串行操作之间进行调整,
其中,所述ADCS对于所述通信设备的较高分辨率、较低带宽操作被配置在所述平均化模式下,并且对于所述通信设备的较低分辨率、较高速度操作被配置在所述时间交织模式下。
36.一种通信设备的装置,包括:
接收机电路,包括被配置为接收波束赋形的信号的多个模数转换器(ADC),所述接收机电路被配置为:在所述波束赋形的信号被提供给所述ADC之前,将模拟补偿提供给所述波束赋形的信号,
其中,所述波束赋形的信号包括期望信号和干扰源信号,所述补偿被配置为补偿所述干扰源信号并减少所述ADC的动态增益。
37.一种用于模数转换器(ADC)的校准电路,包括:
多个信号通道,每个信号通道在射频收发机的发送路径中包括数模转换器(DAC),并且在所述收发机的接收路径中包括时钟驱动的ADC;
基准信号生成器,用于:在至少一个信号通道的发送路径中生成基准信号;
环回连接,用于:将所述基准信号发送到与所述至少一个信号通道的发送路径对应的接收路径;
相位估计器,用于:确定与所述基准信号关联的估计的时间偏斜;和
延迟校正电路,用于:控制时钟定时以补偿估计的时间偏斜,并且其中,所述延迟校正电路包括用于估计的时间偏斜的输入。
38.一种具有增益校正设备的模数转换器(ADC),包括:
开关,用于:在正常操作模式下的设备输入与校准模式下的基准电压输入之间进行切换,以输出开关信号;
多个信号通道,每个信号通道包括模数转换器(ADC),以接收所述开关信号的片段并且输出数字输出信号;
选择电路,用于:从所述ADC的数字输出信号选择组合的输出信号;
测量和校正单元,用于:在所述正常操作模式期间调整信号,以产生增益调整的输出信号,并且在所述校准模式期间生成测量信号;和
控制器,用于:控制所述开关以及所述测量和校正单元,以在所述正常操作模式和所述校准模式下进行操作,将测量信号数据存储在存储器中以调整所述组合的输出信号,并且控制所述信号通道的交织定时。
39.一种相控阵列发射机,包括:
多个发送通道,每个发送通道包括:天线;和发送放大器,耦合到所述天线;
发送功率分离器,将输出信号分离为在所述发送通道中去往所述发送放大器的多个输出通道信号,以用于在相应天线处输出;
转换电路,用于:将数字发送数据转换为输出信号,所述输出信号被分离为所述多个输出通道信号;和
外部非线性数据处理器,用于:关于外部相控阵列收发机(EPAT)的功率发送信号特性,确定信号的非线性特性,并且将用于校正所述EPAT中的非线性的非线性数据提供给IF发射机级,以用于发送到所述EPAT。
40.一种用于接收机的增益控制设备,包括处理器和存储器,所述处理器被配置为:
在抖动操作模式下:
接收第一信号功率等级的第一输入信号;
使用开关将第一AGC增益设置和第二AGC增益设置分开地应用于所述第一输入信号,并且分别对于所述第一AGC增益设置和所述第二AGC增益设置测量第一信号质量测度(SQM)和第二SQM;以及
基于所述第一SQM和所述第二SQM,确定用于在使用所述第一AGC增益设置与所述第二AGC增益设置之间进行切换的功率等级的阈值;以及
在正常操作模式下:
基于所述阈值,确定对于所述第一信号功率等级的第二输入信号使用所述第一AGC增益设置还是所述第二AGC增益设置。
41.一种相控阵列无线电收发机,包括:
多个小单元,每个小单元包括:
发射机;
接收机;
数字处理块;
输入-输出和相位组合单元;和
复用器和解复用器,用于多个小单元边缘中的每一个,以与相邻小单元进行通信;和
总线,互连所述多个小单元,并且在所述多个小单元之间携带振荡器信号和控制信号。
42.一种用于相控阵列收发机的注入锁定调制电路,包括:
谐振电路,包括连接到电容性数模转换器(CAP-DAC)的电感器,所述谐振电路具有能够由数据输入信号修改的频率;
注入电路,用于:锁定注入频率,以将所述谐振电路的输出频率锁定在输出载波频率的亚谐波处;和
频率生成器,通过将锁定的输出频率乘以整数来生成载波频率。
43.一种用于无线接收机中对无线调制信号执行时钟和数据恢复(CDR)的装置,包括:
同相(I)通道和正交(Q)通道,用于处理所述接收机接收到的调制信号;
存储器,用于存储具有调整指示的多个模式值;和
模式单元,包括处理器,用于:
从所述I通道和所述Q通道接收数据;
从所述存储器读取当前模式;以及
基于所述当前模式,调整与所述调整指示一致的信号的当前采样相位。
44.如权利要求43所述的装置,其中,所述存储器包括模式表。
45.一种用于射频(RF)接收机的自动增益控制(AGC)电路,包括处理器和存储器,所述处理器用于:
从正交调制信号接收多个量化信号;
将所述多个量化信号根据其量化的功率等级,分派到同相(I)/正交(Q)量化箱构成的星座图的区域中;
基于所分派的量化信号,确定最大似然估计器(MLE);
基于所述MLE估计功率;以及
基于所估计的功率,对于进一步接收到的信号调整可变增益放大器。
46.一种用于控制相控阵列收发机中的天线阵列的设备,包括:
多个收发机片段,每个收发机片段包括:
天线元件,形成所述设备的天线阵列的一部分;
发送和接收开关,能够在发送模式(TM)与接收模式(RM)操作之间切换;
接收路径,包括可变低噪声放大器和移相器,所述接收路径在所述接收模式下耦合到所述天线元件;和
发送路径,包括可变功率放大器和移相器,所述发送路径在所述发送模式下耦合到所述天线;
存储器,包括映射到活跃的天线元件的数量的增益调整值;和
处理器,用于:基于所述增益调整值,配置所述天线阵列的最小电流耗尽设置。
47.如权利要求46所述的设备,其中,所述存储器包括存储所述增益调整值的增益表。
48.一种数字到模拟电路设备,包括:
第一组件,包括电流源和用于所述电流源耗尽的第一组多个可切换路径;
电压基准点,耦合到所述第一组件,并且基于接通的第一数量的路径,与所述第一组多个可切换路径关联;和
第二组件,耦合到所述电压基准点,所述第二组件包括第二组多个可切换路径和与所述第二组件关联的输出,所述输出基于接通的第二数量的路径和所述电压基准点。
49.一种用于射频接收机设备的均衡器设备,包括:
数字处理部段,其中,多个输入耦合到所述接收机的数字处理部段上的同相(I)信号线和正交(Q)信号线;和
模拟处理部段;和
多个滤波器和处理元件,对所述多个输入的输入信号进行操作,以生成用于多个输出的信号,
其中,所述多个输出耦合到所述接收机的模拟处理部段上的I信号线和Q信号线。
50.一种包括双向放大器的装置,所述双向放大器包括:
第一放大器,用于:放大发送(Tx)信号,以在Tx模式下提供放大的Tx信号;
第二放大器,用于:放大接收(Rx)信号,以在Rx模式下提供放大的Rx信号;
第一变换器,用于:在所述Tx模式下,将所述Tx信号从第一输入或输出提供给所述第一放大器,并且在所述Rx模式下,在所述第一输入或输出处从所述第二放大器输出所述放大的Rx信号;
第二变换器,用于:在所述Rx模式下,将所述Rx信号从第二输入或输出提供给所述第二放大器,并且在所述Tx模式下,在所述第二输入或输出处从所述第一放大器输出所述放大的Tx信号;和
多个开关,用于:在所述Tx模式下,将多个激活电压切换到所述第一放大器并且将多个停用电压切换到所述第二放大器,所述多个开关用于:在所述Rx模式下,将所述多个激活电压切换到所述第二放大器并且将所述多个停用电压切换到所述第一放大器。
51.一种包括能够在组合器模式与分离器模式之间切换的有源双向分离器/组合器(ABDSC)的装置,所述ABDSC包括:
多个天线接口,用于:在所述组合器模式下,从相应的多个天线端口接收多个接收(Rx)信号,并且在所述分离器模式下,将多个发送(Tx)信号输出到相应的多个天线端口;和
变换器,用于:可操作地将所述ABDSC耦合到放大电路,所述变换器被配置为:在所述分离器模式下,将Tx信号从所述放大电路传送到所述多个天线接口,并且在所述组合器模式下,将所述多个Rx信号组合为组合的Rx信号,以提供给所述放大电路。
52.一种包括用于基于数字控制信号可控地放大并调制输入信号的数字功率放大器(PA)的装置,所述数字PA包括:
多个堆叠式门控放大器,能够由所述数字控制信号控制,以提供多个放大的调制信号,所述多个堆叠式门控放大器中的堆叠式门控放大器包括:第一输入,用于接收输入信号;第二输入,用于接收数字控制信号;和输出,用于提供所述多个放大的调制信号中的放大的调制信号;和
组合器,用于将所述多个放大的调制信号组合为具有输出功率等级和调制的组合器输出信号,所述输出功率等级和调制基于所述数字控制信号。
53.一种包括两级Doherty放大器的装置,所述两级Doherty放大器包括:
至少一个驱动器放大器,用于:放大驱动器放大的输入信号,以在第一级提供驱动器射频(RF)信号;
至少一个主放大器,用于:放大所述驱动器RF信号,以在第二级提供主放大器信号;
至少一个可控峰值放大器,用于:基于所述驱动器RF信号的等级转变为On状态,并且在所述On状态下,放大所述驱动器RF信号以提供峰值放大器信号;和
亚四分之一波长(SQWL)巴伦,用于将所述主放大器信号与所述峰值放大器信号组合,所述SQWL巴伦包括第一传输线,用于匹配所述至少一个驱动器放大器的至少一个输出、所述至少一个主放大器的至少一个输入以及所述至少一个可控峰值放大器的至少一个输入之间的阻抗,所述SQWL巴伦包括第二传输线,用于匹配所述至少一个主放大器的至少一个输出与所述至少一个可控峰值放大器的至少一个输出之间的阻抗。
54.一种包括同相(I)正交相(Q)(I/Q)生成器的装置,所述I/Q生成器包括:
本地振荡器(LO),用于生成LO信号;
第一可控相位调制链,用于:在发送(Tx)模式下,基于所述LO信号生成相位调制的Tx信号,并且在接收(Rx)模式下,基于所述LO信号生成相位调制的I信号;
第二可控相位调制链,用于:在所述Rx模式下,基于所述LO信号生成相位调制的Q信号;和
混频器电路,用于:在所述Rx模式下,将来自一个或多个天线端口的Rx信号基于所述相位调制的I信号下变频为I相位调制的下变频的信号,并且基于所述相位调制的Q信号下变频为Q相位调制的下变频的信号。
55.一种包括射频(RF)放大器的装置,所述RF放大器包括:
第一异相放大器电路,用于:基于第一输入信号提供第一同相(I)信号,并且基于第二输入信号提供第一正交相(Q)信号;
第二异相放大器电路,用于:基于所述第一输入信号提供第二I信号,并且基于所述第二输入信号提供第二Q信号;
第三异相放大器电路,用于:基于第三输入信号提供第三I信号,并且基于第四输入信号提供第三Q信号;
第四异相放大器电路,用于:基于所述第三输入信号提供第四I信号,并且基于所述第四输入信号提供第四Q信号;
亚四分之一波长(SQWL)四路组合器巴伦,包括:第一电感支节,用于将所述第一I信号和所述第二I信号耦合到第一传输线;第二电感支节,用于将所述第三I信号和所述第四I信号耦合到第二传输线;第一电容支节,用于将所述第一Q信号和所述第二Q信号耦合到所述第一传输线;和第二电容支节,用于将所述第三Q信号和所述第四Q信号耦合到所述第二传输线,所述第一传输线基于所述第一I信号、所述第二I信号、所述第一Q信号和所述第二Q信号的组合提供第一RF信号,所述第二传输线基于所述第三I信号、所述第四I信号、所述第三Q信号和所述第四Q信号的组合提供第二RF信号。
56.一种包括可控移相器的装置,所述可控移相器包括:
同相(I)移相电路,用于基于I信号和正交相(Q)信号提供相移的I信号,所述I移相电路被配置为:通过根据第一控制信号偏移所述I信号的相位来提供第一偏移的I信号,通过根据第二控制信号偏移所述Q信号的相位来提供第一偏移的Q信号,并且通过将所述第一偏移的I信号与所述第一偏移的Q信号组合来提供所述相移的I信号;和
Q移相电路,用于基于所述Q信号和所述I信号提供相移的Q信号,所述Q移相电路被配置为:通过根据第三控制信号偏移所述I信号的相位来提供第二偏移的I信号,通过根据第四控制信号偏移所述Q信号的相位来提供第二偏移的Q信号,并且通过将所述第二偏移的I信号与所述第二偏移的Q信号组合来提供所述相移的Q信号。
57.一种包括用于将天线端子与功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)进行接口的PALNA(PA-LNA)接口的装置,所述PA-LNA接口包括:
传感器,用于:基于来自所述PA的发送(Tx)信号提供感测的信号;
相位旋转器,用于:通过旋转所述感测的信号的相位来提供相位旋转的信号;
可变增益放大器(VGA),用于:通过基于所述Tx信号的幅度放大所述相位旋转的信号来提供Tx泄漏消除信号;和
组合器,用于:将第一组合器输入信号与第二组合器输入信号组合,所述第一组合器输入信号包括所述Tx泄漏消除信号,所述第二组合器输入信号包括从所述Tx信号到所述LNA的Tx泄漏。
58.一种包括本地振荡器(LO)分配网络电路的装置,所述LO分配网络电路包括至少一个同相(I)正交相(IQ)生成器,所述I/Q生成器包括:
移相电路,用于:基于具有第一频率的LO信号生成第一相移的信号和第二相移的信号,所述第二相移的信号的相位相对于所述第一相移的信号的相位偏移达大约30度;
第一三倍器电路,用于:通过三倍化所述第一相移的信号的相位并且三倍化所述第一相移的信号的频率,生成具有第二频率的I信号;和
第二三倍器电路,用于:通过三倍化所述第二相移的信号的相位并且三倍化所述第二相移的信号的频率,生成具有所述第二频率的Q信号。
59.一种包括宽带放大器电路的装置,所述宽带放大器电路包括:
分离器,用于:将射频(RF)输入信号分离为高频段信号和低频段信号,所述分离器包括:第一电路,用于从所述RF输入信号对所述低频段信号进行滤波;和第二电路,用于从所述RF输入信号对所述高频段信号进行滤波;
高频段放大器,用于:放大所述高频段信号,以提供第一放大信号;
低频段放大器,用于:放大所述低频段信号,以提供第二放大信号;和
组合器,用于:将所述第一放大信号和第二放大信号组合为放大的RF信号。
60.一种包括多个阻抗匹配开关的装置,所述阻抗匹配开关用于可切换地将调制解调器内核耦合到多个无线电内核中的一个或多个无线电内核,所述多个阻抗匹配开关中的阻抗匹配开关包括:
第一端子,用于:可操作地耦合到所述调制解调器内核;
第二端子,用于:可操作地耦合到所述多个无线电内核中的相应无线电内核;和
阻抗匹配电路,用于:基于待由所述多个阻抗匹配开关耦合到所述调制解调器内核的一个或多个无线电内核的计数,可控地匹配所述无线电内核与所述调制解调器内核之间的阻抗。
61.一种包括双向混频器的装置,所述双向混频器包括:
射频(RF)端子;
中频(IF)端子;
第一电压端子;
第二电压端子;和
混频电路,被配置为:当第一偏置电压施加到所述第一电压端子并且第二偏置电压施加到所述第二电压端子时操作在上变频模式下,并且当所述第二偏置电压施加到所述第一电压端子并且所述第一偏置电压施加到所述第二电压端子时操作在下变频模式下,所述混频电路在所述下变频模式下,将所述RF端子处的第一RF信号下变频为所述IF端子处的第一IF信号,并且在所述上变频模式下,将所述IF端子处的第二IF信号上变频为所述RF端子处的第二RF信号。
62.一种电感器组件,包括:
印制电路板(PCB)基板;
半导体管芯,所述半导体管芯包括附接到所述管芯的表面并且将所述管芯耦合到所述PCB基板的多个金属支柱,其中,所述多个金属支柱中的每一个包括多个覆盖的金属层;和
电感结构,所述电感结构包括所述多个金属支柱中的至少两个之间的金属互连部,所述金属互连部是所述多个金属层之一的一部分。
63.一种天线结构,包括:
层叠电路板,包括多个并行层;
腔体,处于所述层叠电路板内;
射频集成电路(RFIC),被配置在所述腔体内;
屏蔽体,用于所述RFIC,所述屏蔽体包括所述腔体的至少一个金属化层;和
多个天线元件,被配置在所述电路板的至少一个层中,在所述腔体外部,并且耦合到所述RFIC以用于辐射从所述RFIC接收到的射频(RF)信号。
64.一种射频(RF)前端模块(RFEM),包括:
相控天线阵列,包括多个天线;
RF接收机子系统,被配置为:处理经由所述相控天线阵列接收到的RF信号;和
RF发射机子系统,被配置为:使用中频(IF)信号生成RF信号,所生成的RF信号用于经由所述相控天线阵列发送,
其中,所述多个天线的第一天线子集布置在PCB基板的印制侧上,并且所述多个天线的第二天线子集布置在所述PCB基板的组件侧上,并且
其中,所述第一天线子集与近场通信(NFC)天线并置在所述PCB基板的印制侧上。
65.一种无线通信设备,包括:
PCB基板,包括相控天线阵列;和
半导体管芯,耦合到所述PCB基板,所述半导体管芯包括被布置到收发机阵列中的多个相同收发机小单元,其中,所述多个收发机小单元中的收发机小单元包括:
接收机电路,被配置为:经由所述相控天线阵列接收无线信号;
本地振荡器电路,被配置为:生成本地振荡器(LO)信号;
发射机电路,被配置为:使用所述LO信号上变频基带信号,并且经由所述相控天线阵列无线发送上变频的信号;和
相位调整电路,被配置为:使用相位调整信号调述接收到的无线信号或上变频的信号的相位,所述相位调整信号与所述相控天线阵列的期望天线增益关联。
66.多封装天线阵列,包括:
第一电子封装件,包括:第一基板,包括多个并行层,第一层包括所述第一基板的第一侧,第二层包括所述第一基板的第二侧;
第一组多个天线,被配置在所述第一基板的第一侧上;
第二电子封装件,物理上堆叠在所述第一电子封装件上并且物理上连接至所述第一电子封装件,所述第二电子封装件包括:第二基板,包括多个层,第一层包括所述第二基板的第一侧,第二层包括所述第二基板的第二侧;
第二组多个天线,被配置在所述第二基板的第一侧上;
至少一个半导体管芯,被配置在所述第一基板的第二侧上或所述第二基板的第二侧上,并且耦合到所述第一组多个天线和所述第二组多个天线;和
多个密集填充的触点,与所述第一基板的第二侧和所述第二基板的第二侧电接触,所述多个密集填充的触点被配置为:用作所述至少一个半导体管芯的射频干扰和电磁干扰(RFI/EMI)屏蔽体。
67.一种天线卡,包括:
插入式卡,具有内部部段,所述内部部段的第一部分为非金属化的,并且所述内部部段的第二部分具有金属化的电连接;
集成电路,处于紧固在所述内部部段中的基板上;和
至少一个天线,被配置在所述第一部分中并且耦合到所述集成电路,以用于辐射射频(RF)波。
68.一种天线结构,包括:
PCB,包括第一侧和第二侧,所述第二侧包括触点栅格,所述栅格的特殊生成的区域没有触点;
屏蔽的射频集成电路(RFIC),附接到所述PCB的第一侧;
至少一个第一天线元件,被配置在所述第二侧上,在所述栅格的没有触点的区域中,并且耦合到所述RFIC,以用于辐射射频(RF)波;和
主板,经由所述触点栅格中的各触点连接到所述PCB,并且具有基本上在所述栅格的没有触点的区域上的切除部,其中,使得所述至少一个第一天线能够通过所述切除部进行辐射。
69.一种自测试系统,包括:
测试台,所述测试台被配置为安装待测系统,所述待测系统包括:多个电子组件,其包括发射机、接收机、被配置为耦合到所述发射机的多个发送(TX)天线和被配置为耦合到所述接收机的多个接收(RX)天线;
反射器,安装在所述测试器上,并且被配置为:经由TX天线从所述发射机接收射频(RF)信号,并经由RX天线将所述RF信号反射到所述接收机;和
计算机可读硬件存储,存储计算机指令,所述计算机指令当由所述计算机执行时:根据预定测试来测试所述待测系统,所述测试包括所述待测系统的环回测试,所述环回测试包括RF信号从包括所述发射机和TX天线的TX元件到包括所述接收机和RX天线的RX元件的传输,所述RF信号经由所述反射器的反射而接收;以及根据所述环回测试的结果,确定所述待测系统的特性。
70.一种无线通信设备,包括:
基带子系统(BBS),所述BBS包括:
第一收发机电路,被配置为:生成第一频率的第一数据信号和第二频率的第二数据信号,所述第二频率与所述第一频率不重叠;和
本地振荡器(LO)生成器,被配置为:生成第三频率的LO信号,所述第一频率、第二频率和第三频率是不重叠的频率;和
射频(RF)前端模块(RFEM),经由单个同轴缆线与所述BBS耦合,所述RFEM包括:
相控天线阵列,包括多个天线;和
第二收发机电路,被配置为:基于所述LO信号将所述第一数据信号和所述第二数据信号转换到期望频率,并且经由所述相控天线阵列发送转换的第一数据信号和第二数据信号,
其中,使用第一类型的天线偏振经由所述相控天线阵列的第一子阵列发送转换的第一数据信号,并且使用第二类型的天线偏振经由所述相控天线阵列的第二子阵列发送转换的第二数据信号。
71.一种无线通信设备,包括:
相控天线阵列,包括多个天线;
射频(RF)接收机子系统,被配置为:处理经由所述相控天线阵列接收到的多个RF信号,以生成单个RF信号;和
基带子系统(BBS),经由单个同轴(共轴)缆线耦合到所述RF接收机子系统,所述BBS被配置为:
基于所述单个RF信号,生成下变频的信号;以及
将下变频的信号转换为数字数据信号,以用于由无线调制解调器处理,
其中,所述BBS经由所述同轴缆线从所述RF接收机子系统接收所述RF信号,并且所述RF接收机子系统经由所述同轴缆线从所述BBS接收DC功率信号。
72.一种传输线电路,包括:
至少一个射频集成电路(RFIC),附接到用户设备中的主板,其中,所述用户设备具有铰接式罩盖;和
传输线,包括至少一个波导或光纤,所述传输线具有耦合到所述至少一个RFIC的第一端、所述罩盖中的长度和耦合到所述罩盖中的一个或多个天线的第二端。
73.一种无线通信设备,包括:
基带子系统(BBS),所述BBS包括:
本地振荡器(LO)生成器,被配置为生成LO信号;和
时钟扩频电路,被配置为:使用所述LO信号调制控制信号,以生成调制的信号;和
射频(RF)前端模块(RFEM),经由单个连接与所述BBS耦合,以接收所述调制的信号和数据信号,所述RFEM包括:
时钟解扩电路,被配置为:解调所述调制的信号,以恢复所述LO信号和所述控制信号;
相控天线阵列,包括多个天线;和
收发机电路,被配置为:基于恢复的LO信号,将所述数据信号上变频到期望的射频(RF),以生成RF信号,并且基于所述控制信号,激活发送模式,以经由所述相控天线阵列发送所述RF信号。
74.一种无线通信设备,包括:
相控天线阵列,包括多个天线;
射频(RF)接收机子系统,被配置为:处理经由所述相控天线阵列接收到的多个RF信号,以生成单个RF信号;和
补充中频子系统(SIFS),经由第一连接耦合到所述RF接收机子系统,所述SIFS被配置为:基于所述单个RF信号生成IF信号;和
基带子系统(BBS),经由第二连接耦合到所述SIFS,所述BBS被配置为:
基于所述IF信号生成下变频的信号;以及
将下变频的信号转换为数字数据信号,以用于由无线调制解调器处理,
其中,所述SIFS经由所述第一连接从所述RF接收机子系统接收所述单个RF信号,并且所述SIFS经由所述第二连接将所述单个RF信号传递到所述BBS。
75.一种装置,包括:
半导体管芯,所述半导体管芯包括多个功率放大器,其被配置为:经由对应的多个信号线接收多个信号,并且基于接收到的信号生成多个放大的信号;和
PCB基板,耦合到所述半导体管芯,所述PCB基板包括射频(RF)功率组合器,所述RF功率组合器耦合到所述多个功率放大器并且被配置为:组合所述多个放大的信号,以生成单个组合的信号,以用于传输。
76.一种低损耗无线电子系统,包括:
至少一个硅管芯,被配置为包括可操作以生成电子信号以用于操作预定数量的天线的电子电路;
层叠式基板,包括多个并行层,其中,所述至少一个硅管芯嵌入在所述层叠式基板内;
所述预定数量的天线,被配置为仅以所述电子信号操作,被配置在所述层叠式基板的第一层上或其内或者所述层叠式基板的第一层和第二层二者上或其内;和
导电信号馈电结构,连接在所述至少一个硅管芯与所述预定数量的天线之间,并且被配置为:将所述电子信号馈送到所述预定数量的天线。
77.一种多层堆叠式环形谐振器(SRR)天线设备,包括:
多个环形谐振器,布置在多层式PCB基板的第一基板层上;
至少另一环形谐振器,布置在所述PCB基板的第二基板层上;和
天线馈电部,布置在所述PCB基板的第三基板层上,
其中,所述天线馈电部以电流方式耦合到所述至少另一环形谐振器,并且所述多个环形谐振器以电容方式耦合到彼此和所述至少另一环形谐振器。
78.一种设备,包括:
波导;
PCB基板,所述PCB基板包括:
传输线,被配置为使用所述波导发送或接收无线信号;和
馈电探测器,耦合到所述传输线,并且被配置为操控所述无线信号的发送或接收;和
波导适配器,将所述PCB耦合到所述波导,
其中,所述波导包括开口端,所述开口端充当天线以发送或接收所述无线信号,并且
其中,所述馈电探测器包括电镀通过所述PCB基板和所述传输线的至少一个过孔。
79.一种双偏振式天线,包括:
第一偶极天线;
第二偶极天线,
其中,所述第一偶极天线和所述第二偶极天线均具有相应的平面臂,
其中,所述第一偶极和所述第二偶极均具有基本上垂直于每个相应平面臂的臂,并且
其中,每个偶极被配置为:产生与相应平面臂成45度倾斜的线性偏振。
80.一种无线电子系统,包括:
管芯,嵌入在第一基板内;
至少一个第一天线,被配置在所述第一基板上并且耦合到所述管芯;
表面贴装器件,连接到所述第一基板,其中,所述表面贴装器件包括至少一个第二天线;和
第二基板,包括腔体,所述第二基板连接到所述第一基板,使得所述表面贴装器件被所述腔体覆盖。
81.一种天线元件,包括:
PCB,包括多个并行层;和
波导,包括:
电镀的表面组件,包括附接到所述PCB的第一导电层的介电体;
单极天线,处于所述电镀的表面组件内,所述单极天线垂直于所述PCB的第一导电层;和
非电镀的介电体组件,附接到或形成所述电镀的表面组件的一部分,所述电镀的表面组件和所述非电镀的介电体组件具有预定形状,所述非电镀的介电体组件提供从所述波导到空气的阻抗匹配。
82.一种双偏振式差分天线,包括:
天线元件;和
四个天线端口,均被配置用于激励所述天线元件,其中,
所述四个端口中的第一端口和第二端口彼此面对,所述四个端口中的第一端口和第二端口被配置为:分别由第一极性的信号和所述第一极性的反相信号驱动,并且
所述四个端口中的第三端口和第四端口彼此面对且与所述四个端口中的第一端口和第二端口正交,所述四个端口中的第三端口和第四端口被配置为:分别由第二极性的信号和所述第二极性的反相信号驱动。
83.一种毫米波(mmWave)通信设备的装置,所述装置包括:
多个相控天线阵列;
接收机架构,包括多个接收机,所述接收机架构被配置为:经由所述多个相控天线阵列中的第一相控天线阵列,接收mmWave波束赋形的信号;和
发射机架构,包括多个发射机,所述发射机架构被配置为:经由所述第一相控天线阵列发送mmWave波束赋形的信号,
其中,所述多个接收机中的第一接收机正在从第一基站接收所述mmWave波束赋形的信号的同时,所述多个接收机中的至少第二接收机正在扫描来自第二基站的mmWave波束赋形的信号。
84.一种天线,包括:
层叠式基板,包括多个介电层;
过孔,处于所述基板内;和
馈电机构,耦合到所述过孔,所述馈电机构被配置为:向所述过孔提供射频(RF)信号,以用于所述过孔进行传输。
85.一种三维(3D)天线元件,包括:
层叠式基板,包括多个层;
3D天线,处于所述多个层之一上;和
地平面,其为修改的地平面,被配置在所述3D天线之下。
86.一种接收机装置,包括:
多个分段的低噪声放大器(LNA),每个分段的LNA包括被配置为放大输入射频(RF)信号以生成放大的RF信号的多个LNA片段;
多个分段的下变频混频器,每个下变频混频器包括被配置为基于专用本地振荡器(LO)信号将放大的RF信号下变频为基带信号的多个下变频混频器片段;和
控制电路,被配置为:
接收所述输入RF信号的至少一个信号特性的指示;以及
基于接收到的指示,激活所述多个LNA片段中的至少一个LNA片段和所述多个混频器片段中的至少一个混频器片段。
87.一种多封装天线阵列,包括:
第一电子封装件,包括第一层叠式基板;
第二电子封装件,包括第二层叠式基板,所述第二电子封装件堆叠在所述第一电子封装件上并且与之物理接触;
第一天线阵列,被配置在所述第一层叠式基板上;
第二天线阵列,被配置在所述第二层叠式基板上;和
至少一个处理器管芯,嵌入在所述第一电子封装件或所述第二电子封装件之一内,所述至少一个管芯电耦合到所述第一天线阵列和所述第二天线阵列,所述至少一个半导体管芯包括被配置为操作在第一频率范围和第二频率范围的至少一个无线电收发机。
88.一种双收发机系统,包括:
第一收发机,被配置为:接收多个基带信号,将所述多个基带信号上变频为第一5G频段中的水平偏振射频(RF)信号和5G第二频段中的垂直偏振RF信号,并且通过传输线发送上变频的RF信号;和
第二收发机,被配置为:通过所述传输线接收上变频的RF信号,将所述第一5G频段中的水平偏振RF信号上变频为第二频段中的水平偏振RF信号,并且将所述第二频段中的水平偏振RF信号和所述第二频段中的垂直偏振5G RF信号发送到天线子系统。
89.一种双变频射频(RF)系统,包括:
数模转换器(DAC),被配置为提供宽带信号;
第一数字锁相环(DPLL),被配置为提供第一5G频段中的RF信号;
频率转换器,用于将所述第一5G频段中的RF信号下变频为第二5G频段中的RF信号,所述第二5G频段低于所述第一5G频段;
第一混频器,连接到所述DAC和所述频率转换器;
至少一个开关,被配置为将所述RF双收发机系统设定为测试模式,其中,所述至少一个开关使得能够测试并校正所述第二5G频段的RF信号误差;
第二DPLL,被配置为提供第三5G频段的RF信号;和
第二混频器,连接到所述第一混频器的输出和所述第二DPLL,并且被配置为:在校正所述第二5G频段的RF信号误差之后,将所述第二5G频段中的RF信号变频为第四5G频段中的RF信号,所述第四5G频段高于所述第二5G频段。
90.一种在多个频段中将RF信号发送到天线子系统的方法,包括:
将第一收发机配置为:接收多个基带信号,将所述多个基带信号上变频为第一5G频段中的水平偏振第一射频(RF)信号和第二5G频段中的垂直偏振RF信号,并且通过传输线发送上变频的RF信号;
将第二收发机配置为:通过所述传输线接收上变频的RF信号,将所述第一5G频段中的水平偏振RF信号下变频为所述第二频段中的水平偏振RF信号,并且将所述第二频段中的水平偏振RF信号和所述第二频段中的垂直偏振5G RF信号发送到天线子系统;以及
将所述传输线配置成为上变频的RF信号从所述第一收发机到所述第二收发机的唯一导体。
91.一种射频(RF)系统中的双变频的方法,所述方法包括:
将数模转换器(DAC)配置为提供宽带信号;
将第一数字锁相环(DPLL)配置为提供第一5G频段中的RF信号;
将频率转换器配置为将所述第一5G频段中的RF信号下变频为第二5G频段中的RF信号,所述第二5G频段低于所述第一5G频段;
将第一混频器连接到所述DAC和所述频率转换器;
将所述RF系统配置为环回模式,以使得能够测试并校正所述第二5G频段的RF信号误差;
将第二DPLL配置为提供第三频率的RF信号;
将第二混频器连接到所述第一混频器的输出和所述第二DPLL;以及
将所述第二混频器配置为:在校正所述第二5G频段的RF信号误差之后,将所述第二5G频段中的RF信号变频为第四5G频段中的RF信号,所述第四5G频段高于所述第二5G频段。
92.一种非瞬时性计算机可读存储介质,存储有由无线设备的一个或多个处理器执行的指令,所述指令用于将所述一个或多个处理器配置为使所述设备:
将第一收发机配置为:接收多个基带信号,将所述多个基带信号上变频为第一5G频段中的水平偏振第一射频(RF)信号和第二5G频段中的垂直偏振RF信号,并且通过传输线发送上变频的RF信号;
将第二收发机配置为:通过所述传输线接收上变频的RF信号,将所述第一5G频段中的水平偏振RF信号下变频为所述第二5G频段中的水平偏振RF信号,并且将所述第二频段中的水平偏振RF信号和所述第二频段中的垂直偏振5G RF信号发送到天线子系统;以及
将所述传输线配置成为上变频的RF信号从所述第一收发机到所述第二收发机的唯一导体。
93.一种非瞬时性计算机可读存储介质,存储有由无线设备的一个或多个处理器执行的指令,所述指令用于将所述一个或多个处理器配置为使所述设备:
将数模转换器(DAC)配置为提供宽带信号;
将第一数字锁相环(DPLL)配置为提供第一5G频段中的RF信号;
将频率转换器配置为将所述第一5G频段中的RF信号下变频为第二5G频段中的RF信号,所述第二5G频段低于所述第一5G频段;
将第一混频器连接到所述DAC和所述频率转换器;
将所述RF系统配置为环回模式,以使得能够测试并校正所述第二5G频段的RF信号误差;
将第二DPLL配置为提供第三频率的RF信号;
将第二混频器连接到所述第一混频器的输出和所述第二DPLL;以及
将所述第二混频器配置为:在校正所述第二5G频段的RF信号误差之后,将所述第二5G频段中的RF信号变频为第四5G频段中的RF信号,所述第四5G频段高于所述第二5G频段。
94.一种非瞬时性计算机程序介质,包括指令,所述指令使设备或系统如本文所示出和/或描述的那样进行操作。
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Cited By (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109244669A (zh) * 2018-10-26 2019-01-18 北京华镁钛科技有限公司 一种可重构相控阵天线的驱动系统、驱动方法及天线装置
CN109408986A (zh) * 2018-11-01 2019-03-01 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种椭圆波束卡塞格伦天线的设计方法
CN109684665A (zh) * 2018-11-21 2019-04-26 浙江大学城市学院 基于FinFET的三值SRAM单元电路及控制方法
CN110795864A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 成都天锐星通科技有限公司 一种iq电压计算实现方法、电子设备及系统
CN110968714A (zh) * 2019-12-23 2020-04-07 自然资源部国土卫星遥感应用中心 一种卫星遥感影像即时服务方法及即时服务平台
CN111077521A (zh) * 2019-12-25 2020-04-28 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种动态检测对象的成像补偿方法、装置、设备和介质
CN111146536A (zh) * 2019-12-25 2020-05-12 南通大学 一种低通道频率固定高通道频率可调的双工器
CN111294003A (zh) * 2020-02-17 2020-06-16 电子科技大学 一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器
CN111327317A (zh) * 2020-03-02 2020-06-23 天津智模科技有限公司 一种数模混合神经元电路
CN111404785A (zh) * 2020-05-13 2020-07-10 袁野 基于云计算的5g移动网络检测系统
CN111490959A (zh) * 2020-04-03 2020-08-04 北京力通通信有限公司 宽带多通道射频收发机iq失衡校正方法、装置及电路
CN111504347A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种低噪声信号检测系统
US20200280350A1 (en) * 2018-02-26 2020-09-03 Parallel Wireless, Inc. Miniature Antenna Array With Polar Combining Architecture
CN111756897A (zh) * 2020-06-22 2020-10-09 联想(北京)有限公司 一种电子设备
CN111769840A (zh) * 2020-06-04 2020-10-13 广州慧智微电子有限公司 具有多种工作模式的射频信号处理电路和射频前端单元
CN111786082A (zh) * 2020-06-19 2020-10-16 深圳国人通信技术服务有限公司 一种小型化5g基站
CN111816234A (zh) * 2020-07-30 2020-10-23 中科院微电子研究所南京智能技术研究院 一种基于sram位线同或的电压累加存内计算电路
CN111834735A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 武汉虹信科技发展有限责任公司 一种阵列天线及基站设备
CN111913162A (zh) * 2020-09-04 2020-11-10 内蒙古工业大学 射频干扰检测方法及装置、射频干扰抑制方法及装置
CN112165350A (zh) * 2020-08-24 2021-01-01 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种面向中低轨卫星下行相控阵捷变波束控制装置及方法
CN112182892A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 西安空间无线电技术研究所 一种基于分段仿射的功率放大器行为建模方法及装置
CN112492648A (zh) * 2020-12-18 2021-03-12 深圳市微网力合信息技术有限公司 一种数据丢包处理方法、系统及终端
CN112532307A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 中国空间技术研究院 一种高通量卫星有效载荷在轨测试系统及方法
CN112887398A (zh) * 2020-04-28 2021-06-01 丁禹 采用通信联网平台的指定范围信号控制系统
CN112908376A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 爱思开海力士有限公司 半导体器件和半导体系统
CN112910513A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 立讯精密工业(昆山)有限公司 智能天线系统和通信方法
CN113113774A (zh) * 2020-12-04 2021-07-13 西安电子科技大学 一种宽带波束扫描反射阵天线
CN113126530A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海极海半导体有限公司 一种用于计算定时器滤波器的采样率的方法及控制装置
CN113156225A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 上海航天测控通信研究所 一种深空高增益天线在轨指向校准方法
CN113225150A (zh) * 2020-02-06 2021-08-06 创意电子股份有限公司 多通道传输装置
CN113282524A (zh) * 2021-05-08 2021-08-20 重庆大学 一种缓存分片的配置方法、装置以及存储介质
US20210320692A1 (en) * 2018-06-20 2021-10-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for massive mu-mimo
CN113504508A (zh) * 2021-04-13 2021-10-15 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种改善雷达低频包络及rcta镜像目标检测的方法
CN113552539A (zh) * 2021-06-22 2021-10-26 珠海市海米软件技术有限公司 一种提高毫米波雷达收发隔离度的谐振电磁解耦构件
CN113594687A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
CN113590418A (zh) * 2021-07-06 2021-11-02 合肥联宝信息技术有限公司 一种螺丝锁附状态的检测方法、装置及存储介质
CN113708785A (zh) * 2021-09-15 2021-11-26 许昌学院 一种大数据网络传输抗干扰系统
TWI751957B (zh) * 2020-12-31 2022-01-01 智原科技股份有限公司 資料通信設備的控制器和方法
TWI754551B (zh) * 2021-02-24 2022-02-01 友達光電股份有限公司 主動相位陣列
US20220069885A1 (en) * 2018-12-11 2022-03-03 Nordic Semiconductor Asa Radio devices with switchable antennas
CN114143705A (zh) * 2020-09-02 2022-03-04 蓝色创源(北京)科技有限公司 测向方法、设备、系统及存储介质
CN114171885A (zh) * 2021-11-30 2022-03-11 南京国睿防务系统有限公司 一种高机动的大口径米波超轻型展开天线
CN114334919A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种基于晶圆级封装工艺的波导过渡结构
CN114500200A (zh) * 2022-02-22 2022-05-13 苏州大学 一种概率整形qam动态均衡及数字信号处理方法
CN114510268A (zh) * 2021-12-24 2022-05-17 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种基于gpu实现下变频中单精度浮点数累积误差控制方法
CN114553153A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 电子科技大学 一种幅相独立可调的模拟预失真线性化器
WO2022106933A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 Swiftlink Technologies Co., Ltd. Bidirectional image-rejection active array with reduced lo requirement
CN114710121A (zh) * 2022-03-25 2022-07-05 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种超宽带小型化上下变频器
TWI773282B (zh) * 2020-04-29 2022-08-01 南韓商三星電子股份有限公司 資料發送與接收系統
US11424539B2 (en) 2016-12-21 2022-08-23 Intel Corporation Wireless communication technology, apparatuses, and methods
CN114978384A (zh) * 2022-04-29 2022-08-30 南京邮电大学 一种超高频频段室内办公室无线信道小尺度参数建模方法
CN115117583A (zh) * 2022-08-09 2022-09-27 广东环波新材料有限责任公司 一种基于ltcc的小型化超宽带巴伦
CN115209519A (zh) * 2022-06-02 2022-10-18 四川大学 短帧开环结构的无线时间同步设备
CN115225114A (zh) * 2022-07-11 2022-10-21 北京航天科工世纪卫星科技有限公司 一种弹载跳频通信体制全向电扫描射频组件
WO2023000793A1 (zh) * 2021-07-19 2023-01-26 华为技术有限公司 射频收发信机、射频收发信机用连接组件及射频收发系统
US20230099685A1 (en) * 2020-03-02 2023-03-30 Calterah Semiconductor Technology (Shanghai) Co., Ltd. Automatic gain control method, sensor, and radio device
US20230179252A1 (en) * 2020-03-18 2023-06-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Removal of passive intermodulation in antenna systems
CN116707575A (zh) * 2023-07-27 2023-09-05 为准(北京)电子科技有限公司 射频端口电路和通信装置
WO2023187515A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Jio Platforms Limited System and design method of rf front end module of massive mimo radio unit
WO2023187514A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Jio Platforms Limited System and design method of high speed transceiver board (hstb) of a massive mimo radio unit
CN116914447A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 成都锐芯盛通电子科技有限公司 一种双频段多通道sip模块
US20230352836A1 (en) * 2021-02-24 2023-11-02 Bluehalo, Llc System and method for a digitally beamformed phased array feed
CN117039459A (zh) * 2023-10-09 2023-11-10 成都智芯雷通微系统技术有限公司 一种用于毫米波有源相控阵的高集成度t/r组件
US11929872B2 (en) 2020-09-18 2024-03-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for configuring home devices in batches and device

Families Citing this family (322)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012125186A1 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Intel Corporation Conformal phased array antenna with integrated transceiver
US11502551B2 (en) 2012-07-06 2022-11-15 Energous Corporation Wirelessly charging multiple wireless-power receivers using different subsets of an antenna array to focus energy at different locations
US10965164B2 (en) 2012-07-06 2021-03-30 Energous Corporation Systems and methods of wirelessly delivering power to a receiver device
US9515690B1 (en) * 2014-08-22 2016-12-06 Interstate Electronics Corporation Receiver with multi-spectrum parallel amplification
US11238247B2 (en) * 2015-04-13 2022-02-01 Rfid Technologies Pty Ltd RFID tag and reader
US10523033B2 (en) 2015-09-15 2019-12-31 Energous Corporation Receiver devices configured to determine location within a transmission field
US20170237180A1 (en) 2015-09-18 2017-08-17 Anokiwave, Inc. Laminar Phased Array Antenna
US10079515B2 (en) 2016-12-12 2018-09-18 Energous Corporation Near-field RF charging pad with multi-band antenna element with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US10038332B1 (en) 2015-12-24 2018-07-31 Energous Corporation Systems and methods of wireless power charging through multiple receiving devices
US10923954B2 (en) 2016-11-03 2021-02-16 Energous Corporation Wireless power receiver with a synchronous rectifier
DE102017124343B4 (de) * 2016-12-16 2021-04-08 Infineon Technologies Ag Erzeugung schneller frequenzrampen
DE102017130379A1 (de) * 2017-03-30 2018-10-04 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Sensoreinrichtung mit kapazitivem Sensor für Kraftfahrzeuge
KR102094159B1 (ko) * 2017-03-31 2020-03-27 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 페이즈드 어레이 안테나의 위상 조정 제어 장치, 어레이 안테나 장치, 안테나 측정 장치 및 페이즈드 어레이 안테나의 위상 조정 방법
US10908255B2 (en) * 2017-03-31 2021-02-02 Remote Sensing Solutions, Inc. Modular object-oriented digital sub-system architecture with primary sequence control and synchronization
US11462949B2 (en) 2017-05-16 2022-10-04 Wireless electrical Grid LAN, WiGL Inc Wireless charging method and system
JP2018207184A (ja) * 2017-05-30 2018-12-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 施設内伝送システム、施設内伝送方法及び基地局
US10433260B1 (en) * 2018-07-02 2019-10-01 Arris Enterprises Llc Antenna-parameter control in a distributed system
CN107765104B (zh) * 2017-09-04 2020-02-14 华为技术有限公司 一种相控阵校测的方法以及校测装置
US10425190B2 (en) * 2017-09-08 2019-09-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Channel encoding method and apparatus in wireless communications
US10063303B1 (en) * 2017-09-18 2018-08-28 Integrated Device Technology, Inc. Fast memory access control for phase and gain
US11363600B2 (en) * 2017-09-19 2022-06-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Beam assignment in a communications network
US20190103365A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Nxp Usa, Inc. Selectively shielded semiconductor package
US11452173B2 (en) * 2017-10-04 2022-09-20 Nec Corporation Remote radio head, beamforming method and storage medium
WO2019079341A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 Huawei Technologies Co., Ltd. METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING DIRECT VISIBILITY (LOS)
CN109839631B (zh) * 2017-11-27 2023-09-19 松下知识产权经营株式会社 雷达装置
US10855332B2 (en) * 2017-12-06 2020-12-01 Mitsubishi Electric Corporation Signal transmission system
US11418971B2 (en) 2017-12-24 2022-08-16 Anokiwave, Inc. Beamforming integrated circuit, AESA system and method
US10615647B2 (en) 2018-02-02 2020-04-07 Energous Corporation Systems and methods for detecting wireless power receivers and other objects at a near-field charging pad
US11177567B2 (en) 2018-02-23 2021-11-16 Analog Devices Global Unlimited Company Antenna array calibration systems and methods
US11159187B2 (en) * 2018-02-26 2021-10-26 Parallel Wireless, Inc. Microcomponent massive MIMO arrays
US10847478B2 (en) * 2018-02-27 2020-11-24 Amkor Technology Singapore Holding Pte. Ltd. Method of forming an electronic device structure having an electronic component with an on-edge orientation and related structures
DE102019203172A1 (de) * 2018-04-10 2019-10-10 Globalfoundries Inc. Multibandempfänger für Millimeterwellenvorrichtungen
EP3557786A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of testing rf integrated circuit
US11716558B2 (en) 2018-04-16 2023-08-01 Charter Communications Operating, Llc Apparatus and methods for integrated high-capacity data and wireless network services
KR102468136B1 (ko) * 2018-04-23 2022-11-18 삼성전자 주식회사 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
US10998640B2 (en) 2018-05-15 2021-05-04 Anokiwave, Inc. Cross-polarized time division duplexed antenna
KR102482148B1 (ko) 2018-05-16 2022-12-29 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치 및 방법
US10475786B1 (en) * 2018-05-23 2019-11-12 Texas Instruments Incorporated Packaged semiconductor device
MX2020012804A (es) 2018-05-29 2021-03-25 Juul Labs Inc Dispositivo vaporizador con cartucho.
US10581164B2 (en) * 2018-06-07 2020-03-03 Futurewei Technologies, Inc. Hybrid millimeter wave FEM architecture for mobile devices
GB201810548D0 (en) 2018-06-27 2018-08-15 Nordic Semiconductor Asa OFDM channel estimation
GB201810547D0 (en) * 2018-06-27 2018-08-15 Nordic Semiconductor Asa OFDM channel estimation
US10496587B1 (en) * 2018-06-27 2019-12-03 Integrated Device Technology, Inc. Wide programmable gain receiver data path for single-ended memory interface application
US11349539B2 (en) 2018-06-29 2022-05-31 Apple Inc. Spatial thermal density reduction for MMWAVE antenna arrays
US11081453B2 (en) 2018-07-03 2021-08-03 Mediatek Inc. Semiconductor package structure with antenna
US20200021010A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Qualcomm Incorporated Air coupled superstrate antenna on device housing
CN109041094B (zh) * 2018-07-18 2021-06-25 Oppo广东移动通信有限公司 射频电路调试方法及相关装置
WO2020022180A1 (ja) * 2018-07-23 2020-01-30 株式会社村田製作所 高周波モジュール
WO2020023317A1 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Knowles Electronics, Llc Microphone device with inductive filtering
US11528068B2 (en) 2018-07-30 2022-12-13 Innophase, Inc. System and method for massive MIMO communication
US11038267B2 (en) 2018-07-31 2021-06-15 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for electromagnetic shielding using an outer cobalt layer
KR20200014601A (ko) * 2018-08-01 2020-02-11 삼성전자주식회사 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
EP3837771A4 (en) 2018-08-14 2022-05-11 AVX Antenna, Inc. D/B/A Ethertronics, Inc. METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING A MODAL ANTENNA
US10944171B2 (en) * 2018-08-22 2021-03-09 Psemi Corporation Fast transceiver front end serial control
US11196142B2 (en) * 2018-08-31 2021-12-07 Micron Technology, Inc. Millimeter wave antenna and EMI shielding integrated with fan-out package
KR102526400B1 (ko) * 2018-09-06 2023-04-28 삼성전자주식회사 5g 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
US10978785B2 (en) * 2018-09-10 2021-04-13 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip antenna module
JP7314257B2 (ja) * 2018-09-19 2023-07-25 アカーシュ・システムズ・インコーポレイテッド 衛星通信のためのシステム及び方法
US10588089B1 (en) * 2018-09-21 2020-03-10 Qualcomm Incorporated Mitigation of calibration errors
KR102438864B1 (ko) * 2018-09-28 2022-08-31 램 리써치 코포레이션 플라즈마 챔버의 전극으로 전력 전달 최적화를 위한 방법들 및 시스템들
EP3864917A4 (en) 2018-10-12 2022-07-06 Charter Communications Operating, LLC APPARATUS AND METHODS FOR IDENTIFYING CELLS IN WIRELESS NETWORKS
KR102537318B1 (ko) * 2018-10-19 2023-05-26 삼성전자 주식회사 회로 기판 어셈블리 및 그것을 포함하는 전자 장치
US11129098B2 (en) * 2018-10-26 2021-09-21 Silicon Laboratories Inc. Multiplexed signal processing system for bluetooth and WLAN transceiver
US11108170B2 (en) * 2018-11-01 2021-08-31 Qualcomm Incorporated Multi-band millimeter-wave (MMW) antenna array and radio-frequency integrated circuit (RFIC) module
WO2020093005A1 (en) 2018-11-01 2020-05-07 Innophase, Inc. Reconfigurable phase array
KR102585305B1 (ko) * 2018-11-07 2023-10-05 삼성전자주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
CN111163019B (zh) * 2018-11-07 2022-10-28 中兴通讯股份有限公司 处理数据包的方法、装置和存储介质
DE102018219569B3 (de) * 2018-11-15 2020-02-20 Audi Ag Rundfunkempfangsvorrichtung für ein Fahrzeug
TWI681604B (zh) * 2018-11-16 2020-01-01 大陸商東莞寶德電子有限公司 可分離的充電板
BE1026802B1 (de) * 2018-11-26 2020-06-25 Phoenix Contact Gmbh & Co Steckverbinder
KR20200063019A (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 삼성전자주식회사 안테나 반사 계수를 측정하기 위한 방법 및 장치
US10630336B1 (en) * 2018-11-30 2020-04-21 Intel Corporation Apparatus and method for operating with a radio frequency circuitry and wireless transmission and reception in a millimeter wave range
KR102612360B1 (ko) 2018-12-04 2023-12-12 삼성전자 주식회사 안테나를 통해 송신하고 수신된 신호에 기반하여 통신 회로의 성능을 확인하는 방법
US20200183837A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Dataflow accelerator architecture for general matrix-matrix multiplication and tensor computation in deep learning
US10979117B2 (en) * 2018-12-15 2021-04-13 MMRFIC Technology Pvt. Ltd. Method, system and apparatus for beam forming in a radio frequency transceiver with reduced complexity
WO2020124979A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Huawei Technologies Co., Ltd. A portable, integrated antenna test bed with built-in turntable
CN110011027A (zh) * 2018-12-28 2019-07-12 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种天线、天线阵列和基站
US20200243978A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Wispry, Inc. Systems and methods for virtual ground extension for monopole antenna with a finite ground plane using a wedge shape
US11171682B2 (en) * 2019-01-30 2021-11-09 Swiftlink Technologies Inc. Dual polarization millimeter-wave frontend integrated circuit
WO2020158040A1 (ja) * 2019-01-31 2020-08-06 三菱電機株式会社 衛星送信機および中継衛星通信システム
US10447510B1 (en) * 2019-02-04 2019-10-15 Globalfoundries Inc. On-demand feed forward equalizer with distributed arithmetic architecture and method
CN113661660B (zh) 2019-02-06 2023-01-24 艾诺格思公司 估计最佳相位的方法、无线电力发射设备及存储介质
US11037915B2 (en) * 2019-02-14 2021-06-15 Facebook Technologies, Llc Integrated display devices
US11169940B2 (en) * 2019-02-20 2021-11-09 Qualcomm Incorporated Trace length on printed circuit board (PCB) based on input/output (I/O) operating speed
US11281247B2 (en) * 2019-02-26 2022-03-22 Skyworks Solutions, Inc. Biasing scheme for power amplifiers
US11137783B2 (en) * 2019-02-26 2021-10-05 Skyworks Solutions, Inc. Biasing scheme for power amplifiers
KR102597392B1 (ko) * 2019-02-28 2023-11-03 삼성전자주식회사 이중 대역을 지원하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
JP7109832B2 (ja) * 2019-03-07 2022-08-01 株式会社フェニックスソリューション Rfタグおよびrfタグ付き導体
US11404779B2 (en) * 2019-03-14 2022-08-02 Analog Devices International Unlimited Company On-chip phased array calibration systems and methods
US10985951B2 (en) 2019-03-15 2021-04-20 The Research Foundation for the State University Integrating Volterra series model and deep neural networks to equalize nonlinear power amplifiers
CN111725605B (zh) * 2019-03-20 2022-03-15 Oppo广东移动通信有限公司 毫米波模组和电子设备
US10950542B2 (en) 2019-03-20 2021-03-16 Analog Devices, Inc. High-performance variable gain amplifier employing laminate transmission line structures
US11777764B2 (en) * 2019-03-28 2023-10-03 Qualcomm Incorporated Sounding reference signal waveform design for wireless communications
US11569886B2 (en) * 2019-04-01 2023-01-31 Qualcomm Incorporated Network-sensitive transmit diversity scheme
EP3996289A1 (en) * 2019-04-11 2022-05-11 Nexite Ltd. Wireless dual-mode identification tag
US11018633B2 (en) * 2019-04-18 2021-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for calibrating digital pre-distortion of cellular transmitter
US10903544B2 (en) 2019-04-25 2021-01-26 International Business Machines Corporation Magnetic balun/transformer with post processing adjustments
DE102019110716B3 (de) * 2019-04-25 2020-01-16 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Leistungshalbleiterschaltern
DE102019110840A1 (de) * 2019-04-26 2020-10-29 Infineon Technologies Ag Rf-vorrichtungen mit konformen antennen und verfahren zu deren herstellung
US11159197B2 (en) * 2019-04-29 2021-10-26 Qualcomm Incorporated Self-interference cancellation for in-band full-duplex wireless communication
JP2020184665A (ja) 2019-05-07 2020-11-12 株式会社村田製作所 送受信回路
US10978793B2 (en) * 2019-05-09 2021-04-13 Harada Industry Of America, Inc. Antenna with gain reduction
EP3970289A4 (en) * 2019-05-14 2022-12-21 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) RADIO NODE WITH AUTOMATIC GAIN CONTROL ENHANCEMENT
US10778337B1 (en) * 2019-05-17 2020-09-15 Google Llc Phase noise tolerant coherent modulation formats for short reach optical communication systems
KR102121591B1 (ko) * 2019-05-21 2020-06-10 중앙대학교 산학협력단 안테나 어레이 보정 방법 및 이를 포함하는 전자 장치
TWI773982B (zh) * 2019-05-22 2022-08-11 啟碁科技股份有限公司 波束成型裝置、用於其之校正方法及校正系統
EP3742555A1 (en) 2019-05-23 2020-11-25 Nokia Solutions and Networks Oy Apparatus comprising a plurality of antenna devices and method of operating such apparatus
CN112187309A (zh) * 2019-06-13 2021-01-05 中兴通讯股份有限公司 一种毫米波收发信机
CN110247674B (zh) * 2019-06-19 2021-06-29 成都星联芯通科技有限公司 基于电源电压编码调制的一线通射频前端控制方法及系统
CN110265787A (zh) * 2019-06-21 2019-09-20 西安电子科技大学 基于基片集成波导siw的背腔缝隙圆极化毫米波天线
US11240696B2 (en) 2019-07-15 2022-02-01 Qualcomm Incorporated Measuring and verifying layer 2 sustained downlink maximum data rate decoding performance
US11108672B2 (en) * 2019-07-15 2021-08-31 Qualcomm Incorporated Measuring and verifying layer 2 sustained downlink maximum data rate decoding performance
JP7315829B2 (ja) * 2019-07-18 2023-07-27 株式会社バッファロー 無線lanアクセスポイント
KR102308438B1 (ko) * 2019-07-18 2021-10-05 삼성전자 주식회사 밀리미터파 통신 시스템에서 i/q 불균형을 교정하기 위한 송수신기를 포함하는 전자 장치 및 그의 동작 방법
EP3970332B1 (en) 2019-08-01 2024-04-10 AVX Antenna, Inc. D/B/A Ethertronics, Inc. Method and system for controlling a modal antenna
US11217899B2 (en) * 2019-08-05 2022-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd Antenna module and electronic device for using the antenna module
WO2021032009A1 (en) * 2019-08-16 2021-02-25 Mediatek Inc. Automatic gain control for serving cell activation based on two different reference signals
CN110534924B (zh) 2019-08-16 2021-09-10 维沃移动通信有限公司 天线模组和电子设备
US10886903B1 (en) * 2019-08-20 2021-01-05 Apple Inc. Programmable clock skewing for timing closure
US11088456B2 (en) * 2019-08-20 2021-08-10 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Cavity backed notch antenna with additively manufactured radome
US11258184B2 (en) 2019-08-21 2022-02-22 Ticona Llc Antenna system including a polymer composition having a low dissipation factor
US11637365B2 (en) 2019-08-21 2023-04-25 Ticona Llc Polymer composition for use in an antenna system
EP4018546A4 (en) 2019-08-23 2022-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. DEVICE AND METHOD FOR UPCONVERTING SIGNALS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
KR102632180B1 (ko) 2019-08-30 2024-02-01 삼성전자 주식회사 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
EP4016877A4 (en) 2019-08-30 2022-08-31 Huawei Technologies Co., Ltd. ANTENNA CORRECTION DEVICE AND METHOD
US11474228B2 (en) 2019-09-03 2022-10-18 International Business Machines Corporation Radar-based detection of objects while in motion
US11005542B2 (en) * 2019-09-04 2021-05-11 Mano D. Judd Passive beam mechanics
US11335992B2 (en) 2019-09-05 2022-05-17 Apple Inc. Integrated millimeter wave antenna modules
US11555113B2 (en) 2019-09-10 2023-01-17 Ticona Llc Liquid crystalline polymer composition
US11912817B2 (en) 2019-09-10 2024-02-27 Ticona Llc Polymer composition for laser direct structuring
WO2021055898A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
US11381118B2 (en) 2019-09-20 2022-07-05 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
EP4032166A4 (en) 2019-09-20 2023-10-18 Energous Corporation SYSTEMS AND METHODS FOR PROTECTING WIRELESS POWER RECEIVERS USING MULTIPLE RECTIFIER AND ESTABLISHING IN-BAND COMMUNICATIONS USING MULTIPLE RECTIFIER
US10749248B1 (en) 2019-09-23 2020-08-18 Qualcomm Incorporated Antenna module placement and housing for reduced power density exposure
US11646760B2 (en) 2019-09-23 2023-05-09 Ticona Llc RF filter for use at 5G frequencies
US11917753B2 (en) 2019-09-23 2024-02-27 Ticona Llc Circuit board for use at 5G frequencies
US20220376403A1 (en) * 2019-09-30 2022-11-24 Macdonald, Dettwiler And Associates Corporation Direct radiating array assembly of an antenna
US10693529B1 (en) * 2019-09-30 2020-06-23 Aeroantenna Technology, Inc. Method and apparatus for multiplexing several antenna subsystem signals onto a single RF coaxial cable
PE20220876A1 (es) * 2019-10-10 2022-05-26 Galactic Telecom Group Llc Tarjeta de interfaz de red de banda ancha inalambrica movil (mwbnic) y k-net
US20220299594A1 (en) * 2019-10-14 2022-09-22 Google Llc Millimeter wave radar on flexible printed circuit board
US11323164B2 (en) 2019-10-24 2022-05-03 Electronics And Telecommunications Research Institute Communication method and apparatus in cloud radio access network
US11721888B2 (en) 2019-11-11 2023-08-08 Ticona Llc Antenna cover including a polymer composition having a low dielectric constant and dissipation factor
EP3823162B1 (en) 2019-11-14 2022-07-27 Imec VZW Digital rf circuitry
KR20210061576A (ko) 2019-11-20 2021-05-28 삼성전기주식회사 안테나 장치
WO2021100925A1 (ko) * 2019-11-22 2021-05-27 엘지전자 주식회사 5g 안테나 모듈과 통신 모듈을 구비하는 전자 기기
US11477664B2 (en) * 2019-11-27 2022-10-18 Qualcomm Incorporated Dynamic beam sweep procedure
DE102019132332B3 (de) * 2019-11-28 2021-01-28 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Herstellen eines Moduls, Lötkörper mit einem erhöhten Rand zum Herstellen eines Moduls und Verwenden des Lötkörpers zum Herstellen eines Leistungsmoduls
US11165416B2 (en) 2019-12-03 2021-11-02 Apple Inc. Duty cycle and skew measurement and correction for differential and single-ended clock signals
US11476894B2 (en) 2019-12-10 2022-10-18 AR & NS Investment, LLC Edge communication system with cascaded repeater devices over wired medium
US11038666B1 (en) * 2019-12-11 2021-06-15 Qualcomm Incorporated Open-loop, super fast, half-rate clock and data recovery for next generation C-PHY interfaces
KR20210074739A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 복수의 대역들에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법
WO2020098822A2 (en) * 2019-12-12 2020-05-22 Alipay (Hangzhou) Information Technology Co., Ltd. Determining action selection policies of an execution device
EP4073905A4 (en) 2019-12-13 2024-01-03 Energous Corp CHARGING PAD WITH GUIDING CONTOURS FOR ALIGNING AN ELECTRONIC DEVICE ON THE CHARGING PAD AND FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING NEAR FIELD HIGH FREQUENCY ENERGY TO THE ELECTRONIC DEVICE
US10778148B1 (en) * 2019-12-13 2020-09-15 Raytheon Company Gain and sensitivity in a Gilbert switch stage
US11581640B2 (en) 2019-12-16 2023-02-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Phased array antenna with metastructure for increased angular coverage
RU200964U1 (ru) * 2019-12-17 2020-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Корректор межсимвольных искажений цифровых сигналов
RU200553U1 (ru) * 2019-12-18 2020-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук (ИППИ РАН) Устройство для передачи сигналов с помощью неортогонального множественного доступа с фазовым вращением в wi-fi сетях
US11296040B2 (en) * 2019-12-19 2022-04-05 Intel Corporation Electrostatic discharge protection in integrated circuits
CN110839204B (zh) * 2019-12-23 2020-10-16 华中科技大学 一种irs辅助通信系统的通信优化方法及装置
EP3843098A1 (en) 2019-12-23 2021-06-30 IMEC vzw Sign switching circuitry
US11424783B2 (en) * 2019-12-27 2022-08-23 Mediatek Inc. Transceiver having radio-frequency front-end circuit, dedicated radio-frequency front-end circuit, and switchable matching circuit integrated in same chip
US10985617B1 (en) 2019-12-31 2021-04-20 Energous Corporation System for wirelessly transmitting energy at a near-field distance without using beam-forming control
CN113067665B (zh) * 2020-01-02 2022-03-11 海思光电子有限公司 一种编码方法、解码方法和装置
US11095014B2 (en) * 2020-01-07 2021-08-17 Aptiv Technologies Limited Waveguide antenna with integrated temperature management
CN114946084A (zh) 2020-01-24 2022-08-26 京瓷Avx元器件(圣地亚哥)有限公司 用于具有模态天线的天线系统的射频rf放大器电路
US11430710B2 (en) 2020-01-27 2022-08-30 International Business Machines Corporation Lid/heat spreader having targeted flexibility
US10680694B1 (en) * 2020-01-29 2020-06-09 The Florida International University Board Of Trustees Cross-mixing beamformer
US11374686B2 (en) * 2020-02-04 2022-06-28 Qualcomm Incorporated Parity check bits for non-coherent communication
WO2021156663A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-12 Zeku Inc. Radio frequency chips having waveform generators for self-testing
US11140633B2 (en) * 2020-02-10 2021-10-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for loopback gain step calibration on RF chain with phase shifter
EP3866356B1 (en) * 2020-02-17 2023-08-23 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Method of measuring a total radiated power of a device under test as well as test system
TWI773966B (zh) * 2020-02-20 2022-08-11 瑞昱半導體股份有限公司 運作方法以及接收裝置
US11265055B2 (en) * 2020-02-21 2022-03-01 Qualcomm Incorporated Flexible beamforming using frequency-division multiplexing
WO2021172614A1 (ko) * 2020-02-26 2021-09-02 엘지전자 주식회사 5g 통신 중계 장치
US11450952B2 (en) 2020-02-26 2022-09-20 Analog Devices International Unlimited Company Beamformer automatic calibration systems and methods
EP4111834A1 (en) 2020-02-26 2023-01-04 Ticona LLC Circuit structure
TW202135173A (zh) * 2020-03-13 2021-09-16 力成科技股份有限公司 具局部外金屬層的半導體封裝結構及其製法
US11703881B2 (en) * 2020-03-19 2023-07-18 Logistics And Supply Chain Multi Tech R&D Centre Limited Method of controlling a guide machine and a navigation system
KR20210118615A (ko) 2020-03-23 2021-10-01 삼성전자주식회사 복수의 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그 제어 방법
JP2021158425A (ja) * 2020-03-25 2021-10-07 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP7368291B2 (ja) * 2020-03-27 2023-10-24 京セラ株式会社 通信モジュール、通信システム及び通信モジュールの制御方法
JP2021164022A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
KR20220149722A (ko) * 2020-04-02 2022-11-08 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍) 아날로그 빔 스티어링을 위한 방법 및 송신기
EP4336735A2 (en) * 2020-04-02 2024-03-13 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Antenna array grouping
US11837457B2 (en) 2020-09-11 2023-12-05 Wolfspeed, Inc. Packaging for RF transistor amplifiers
US11670605B2 (en) 2020-04-03 2023-06-06 Wolfspeed, Inc. RF amplifier devices including interconnect structures and methods of manufacturing
US11356070B2 (en) * 2020-06-01 2022-06-07 Wolfspeed, Inc. RF amplifiers having shielded transmission line structures
KR102149887B1 (ko) * 2020-04-09 2020-09-01 주식회사 영윈 저전력 주파수 대역 감지회로
US11799324B2 (en) 2020-04-13 2023-10-24 Energous Corporation Wireless-power transmitting device for creating a uniform near-field charging area
MX2022012816A (es) 2020-04-14 2023-01-16 Johnstech Int Corporation Sistema de prueba de chip por aire (ota).
WO2021211135A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Beacon transmission
US11422774B2 (en) 2020-04-21 2022-08-23 International Business Machines Corporation Multiply and accumulate using current division and switching
US11625707B1 (en) * 2020-04-27 2023-04-11 Amazon Technologies, Inc. Mitigating near-field-communication (NFC) antenna interference
CN111901766A (zh) * 2020-04-27 2020-11-06 中兴通讯股份有限公司 承载配置、上下文信息管理、释放方法、装置和设备
US11470695B2 (en) * 2020-04-28 2022-10-11 Northrop Grumman Systems Corporation Filter with an enclosure having a micromachined interior using semiconductor fabrication
EP4066316A4 (en) * 2020-04-30 2023-12-27 Kyocera Avx Components (San Diego), Inc. METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING AN ANTENNA ARRAY
US11652266B2 (en) * 2020-04-30 2023-05-16 Spire Global Subsidiary, Inc. Calibration system for satellite radio receivers operation
KR20210135098A (ko) 2020-05-04 2021-11-12 삼성전자주식회사 고주파 안테나 모듈 및 이를 이용하는 전자 장치
US11329857B2 (en) * 2020-05-05 2022-05-10 Nanya Technologies Corporation Cellular network
CN113645670A (zh) * 2020-05-11 2021-11-12 苹果公司 5g新无线电的组播广播服务
US11293968B2 (en) 2020-05-12 2022-04-05 Johnstech International Corporation Integrated circuit testing for integrated circuits with antennas
US11317502B2 (en) * 2020-05-15 2022-04-26 Raytheon Company PCB cavity mode suppression
US11962098B2 (en) * 2020-05-21 2024-04-16 Qualcomm Incorporated Wireless communications using multiple antenna arrays and a lens array
US11706637B2 (en) * 2020-05-28 2023-07-18 Starry, Inc. Nodes for high frequency fixed wireless access network
US11581648B2 (en) 2020-06-08 2023-02-14 The Hong Kong University Of Science And Technology Multi-port endfire beam-steerable planar antenna
US11018688B1 (en) 2020-06-08 2021-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. DTC device and method based on capacitive DAC charging
KR20230040987A (ko) 2020-06-11 2023-03-23 스카이기그, 엘엘씨 멀티빔 빔형성 프론트엔드 무선 트랜시버용 안테나 시스템
TWI743841B (zh) * 2020-06-17 2021-10-21 啟碁科技股份有限公司 抑制無線功率變化之方法及其裝置
CN111756418B (zh) * 2020-06-17 2021-10-26 电子科技大学 一种基于接收空间调制的无线数能同传方法
US11283510B2 (en) * 2020-06-24 2022-03-22 AR & NS Investment, LLC Phase noise removal in a network of radio frequency (RF) repeaters
US11711126B2 (en) * 2020-06-24 2023-07-25 AR & NS Investment, LLC Wireless communication system based on mmWave RF repeaters
US11177872B1 (en) 2020-06-24 2021-11-16 AR & NS Investment, LLC Managing a network of radio frequency (RF) repeater devices
EP3930204A1 (en) * 2020-06-27 2021-12-29 Pharrowtech BV A structure for distributing radio frequency signals
TWI742755B (zh) * 2020-07-09 2021-10-11 台達電子工業股份有限公司 波束成形系統及波束產生器
US11373965B2 (en) 2020-07-17 2022-06-28 Northrop Grumman Systems Corporation Channelized filter using semiconductor fabrication
US20220029688A1 (en) * 2020-07-24 2022-01-27 Qualcomm Incorporated Switching between beamforming modes
JP7322832B2 (ja) 2020-07-29 2023-08-08 信越半導体株式会社 量子コンピュータ用半導体装置の製造方法
JP2022025914A (ja) * 2020-07-30 2022-02-10 株式会社ジャパンディスプレイ フェーズドアレイアンテナの駆動方法及び反射板の駆動方法
US11706828B2 (en) 2020-09-15 2023-07-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for supporting terminal relay
US11700530B2 (en) * 2020-09-21 2023-07-11 Cogitari, Inc. Radio frequency threat detection
US11296802B1 (en) 2020-09-24 2022-04-05 Apple Inc. Wireless circuitry with self-calibrated harmonic rejection mixers
US11502391B2 (en) 2020-09-24 2022-11-15 Apple Inc. Electronic devices having differentially-loaded millimeter wave antennas
CN116235413A (zh) * 2020-09-28 2023-06-06 华为技术有限公司 带混频器的三相/六相lo发生器
US11863224B2 (en) 2020-10-02 2024-01-02 Apple Inc. Multi-layer matching structures for high frequency signal transmission
US11588225B2 (en) * 2020-10-14 2023-02-21 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Low profile antenna
KR20220050364A (ko) 2020-10-16 2022-04-25 한국전자통신연구원 셀-탈피 대규모 mimo 전송 방법 및 이를 위한 장치
TWI738551B (zh) * 2020-10-28 2021-09-01 中華汽車工業股份有限公司 可插拔的車載控制裝置、車輛控制系統及車輛控制方法
CN112350065A (zh) * 2020-10-30 2021-02-09 昆山国显光电有限公司 显示面板、显示装置和显示面板的制作方法
US11431422B2 (en) * 2020-11-05 2022-08-30 Electronics And Telecommunications Research Institute Calibration method for cooperative transmission of cell-free wireless network, and apparatus therefor
JP2023549709A (ja) * 2020-11-06 2023-11-29 デジェロ ラブス インコーポレイテッド アンテナを格納するシステムおよび方法
US20220272701A1 (en) * 2020-11-09 2022-08-25 Commscope Technologies Llc Systems and methods for planning and operating radios controlled by a spectrum access system
CN112421240B (zh) * 2020-11-09 2022-03-25 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种基于法拉第旋转的单通道波束扫描装置及方法
KR102519357B1 (ko) * 2020-11-18 2023-05-03 (주)에프알텍 O-RAN 프론트홀의 5G mmWave 광대역 빔포밍 MIMO 서비스 방법과 그 장치
CN112467399B (zh) * 2020-11-18 2021-12-28 厦门大学 正馈激励多频点新型圆极化毫米波宽带平面反射阵列天线
KR20220069587A (ko) * 2020-11-20 2022-05-27 삼성전자주식회사 복수의 안테나를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법
FI130399B (en) * 2020-11-23 2023-08-14 Saab Ab Receiver system
EP4252321A1 (en) * 2020-11-30 2023-10-04 MacDonald, Dettwiler and Associates Corporation Direct radiating array ("dra") antenna, method of assembling a dra antenna, and system for managing heat generated by a dra antenna
CN116547542A (zh) 2020-12-02 2023-08-04 特克特朗尼克公司 相控阵空中测试
KR20220078331A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 삼성전자주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
US11218225B1 (en) 2020-12-07 2022-01-04 Marvell Asia Pte, Ltd. Analog receiver equalizer architectures for high-speed wireline and optical applications
CN112615646B (zh) * 2020-12-09 2022-06-17 中国科学院新疆天文台 一种射电天文接收机使用的四通道中频均衡放大模块
KR102405623B1 (ko) * 2020-12-24 2022-06-07 아주대학교산학협력단 안테나 모듈 및 그 제어 방법
TWI819264B (zh) 2020-12-25 2023-10-21 立積電子股份有限公司 射頻裝置及其電壓產生與諧波抑制器
CN112738841B (zh) * 2020-12-28 2022-05-13 四川天邑康和通信股份有限公司 一种5g基站中ssb波束动态配置方法及5g基站
US11381266B1 (en) * 2020-12-31 2022-07-05 Iridium Satellite Llc Wireless communication with interference mitigation
JP2022107522A (ja) * 2021-01-08 2022-07-21 三星ディスプレイ株式會社 位相調整方法およびシステム
KR102433783B1 (ko) * 2021-01-15 2022-08-19 한국과학기술원 광대역 시스템의 단일 반송파 기반 하이브리드 빔포밍 방법 및 장치
JP2022112306A (ja) 2021-01-21 2022-08-02 富士通株式会社 無線通信装置
US11480992B1 (en) * 2021-01-21 2022-10-25 Qualcomm Incorporated Techniques for phase shift reduction in a single crystal multiple output clock system
IT202100001301A1 (it) * 2021-01-25 2022-07-25 St Microelectronics Srl Dispositivo a semiconduttore e procedimento di fabbricazione corrispondente
CN112671383B (zh) * 2021-01-31 2022-08-23 山西大学 一种频率可连续调谐的激光相位快速锁定装置
TWI774231B (zh) * 2021-02-05 2022-08-11 瑞昱半導體股份有限公司 聲音輸入輸出系統及噪音消除電路
US11374614B1 (en) * 2021-02-12 2022-06-28 Charter Communications Operating, Llc In-device coexistence for new radio
CN117203277A (zh) * 2021-02-18 2023-12-08 提克纳有限责任公司 用于天线系统的聚合物组合物
US11728559B2 (en) * 2021-02-18 2023-08-15 Ticona Llc Polymer composition for use in an antenna system
CN113028238B (zh) * 2021-03-03 2022-06-14 操璐 一种无线路由器增强定向信号传送的支架
WO2022191855A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Johnstech International Corporation Integrated circuit testing for integrated circuits with antennas
US20220303106A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 National Taiwan University Scalable phased-array system for wireless systems
US11843175B2 (en) 2021-03-19 2023-12-12 Google Llc Three-dimensional antenna module for transmitting and receiving electromagnetic millimeter waves
US20220311131A1 (en) * 2021-03-29 2022-09-29 M2SL Corporation Communication system with portable interface mechanism and method of operation thereof
WO2022209750A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
WO2022209737A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
WO2022214974A1 (en) * 2021-04-05 2022-10-13 Radsee Technologies Ltd Antenna arrays
EP4075334B1 (en) * 2021-04-14 2023-11-08 Yocto Technologies, S.L. Method for wirelessly receiving and transmitting electromagnetic radiation, and electronic device therefor
US11368277B1 (en) 2021-04-21 2022-06-21 Apple Inc. Accurate sign change for radio frequency transmitters
TWI763457B (zh) * 2021-04-23 2022-05-01 新唐科技股份有限公司 波形產生電路
KR20220149273A (ko) * 2021-04-30 2022-11-08 삼성전자주식회사 무선 주파수 집적 회로 및 상기 집적 회로를 포함하는 통신 장치
CN113300717B (zh) * 2021-05-19 2022-06-10 西南交通大学 一种基于码率自适应的高效化ldpc编码器电路
US11411596B1 (en) 2021-05-24 2022-08-09 Apple Inc. Transmit-receive switch with harmonic distortion rejection and electrostatic discharge protection
CN113311397B (zh) * 2021-05-25 2023-03-10 西安电子科技大学 基于卷积神经网络的大型阵列快速自适应抗干扰方法
CN113471186B (zh) * 2021-05-31 2023-08-29 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 卫星通信多通道射频收发接口单元3d集成封装架构
KR20220163726A (ko) * 2021-06-03 2022-12-12 삼성전자주식회사 커넥터 구조체 및 이를 포함하는 전자 장치
US11923621B2 (en) 2021-06-03 2024-03-05 Apple Inc. Radio-frequency modules having high-permittivity antenna layers
US11646501B2 (en) 2021-06-03 2023-05-09 Apple Inc. Electronic devices having antennas with hybrid substrates
US20230396405A1 (en) * 2021-06-14 2023-12-07 David E. Newman Polarization Encoding for High-Density 5G/6G Communication
US20220407516A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 Texas Instruments Incorporated Soft handover in a coupled dual-oscillator system
CN113688589B (zh) * 2021-07-15 2023-05-02 电子科技大学 一种电磁热可靠性寿命分析方法
TWI807914B (zh) * 2021-07-19 2023-07-01 創未來科技股份有限公司 射頻傳輸器與用於發射射頻輸出訊號的方法
US20230057702A1 (en) * 2021-08-19 2023-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI777741B (zh) * 2021-08-23 2022-09-11 欣興電子股份有限公司 內埋元件基板及其製作方法
US20230070175A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-09 Mobix Labs, Inc. Dual-polarized magneto-electric dipole with simultaneous dual-band operation capability
WO2023049663A1 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 Jabil Inc. Horn aperture for a simplified mmwave phased array antenna
WO2023049662A1 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 Jabil Inc. Double back drill via for low cost pcb mmwave phased array antennas
WO2023048613A1 (en) * 2021-09-24 2023-03-30 Beammwave Ab An electronic device, a method, a computer program product, and a single-chip radio
WO2023057884A2 (en) * 2021-10-05 2023-04-13 Divya Gudapati Dual polarized sub-ghz 5g base station antenna for low mobility n-urban applications
CN114256603A (zh) * 2021-10-14 2022-03-29 南京理工大学 频率可调自振荡有源天线
TW202316824A (zh) 2021-10-14 2023-04-16 財團法人工業技術研究院 類比式陣列天線波束成型器及其運作方法
US11687483B1 (en) * 2021-12-05 2023-06-27 Western Digital Technologies, Inc. Embedded physical layers with passive interfacing for configurable integrated circuits
CN113866708B (zh) * 2021-12-06 2022-03-25 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种基于智能断路器的电能表计量误差分析方法
TWI790857B (zh) 2021-12-15 2023-01-21 財團法人工業技術研究院 差動式電容裝置與差動式電容校準方法
US11715891B2 (en) 2021-12-24 2023-08-01 Wistron Neweb Corp. Communication device
US11916398B2 (en) 2021-12-29 2024-02-27 Energous Corporation Small form-factor devices with integrated and modular harvesting receivers, and shelving-mounted wireless-power transmitters for use therewith
US11901977B2 (en) * 2022-01-14 2024-02-13 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Delay compensated analog beam forming network
US11891808B2 (en) 2022-01-19 2024-02-06 Oatey Co. Roof flashing
WO2023146441A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Calibration for wireless communication network
WO2023149042A1 (ja) * 2022-02-03 2023-08-10 株式会社村田製作所 アンテナモジュール、アンテナシステム、及び電波受信方法
US11736320B2 (en) * 2022-02-14 2023-08-22 Ultralogic 6G, Llc Multiplexed amplitude-phase modulation for 5G/6G noise mitigation
KR102566968B1 (ko) * 2022-02-16 2023-08-14 한국과학기술원 단일 믹서를 구비한 무선 송수신기
TWI792922B (zh) * 2022-02-16 2023-02-11 和碩聯合科技股份有限公司 測試系統
WO2023155018A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 Macdonald, Dettwiler And Associates Corporation Direct radiating array antenna assembly
TW202341645A (zh) * 2022-02-18 2023-10-16 美商喬治亞科技研究公司 混合互補雙向放大器及裝置
US11953639B2 (en) * 2022-03-17 2024-04-09 Halliburton Energy Services, Inc. Cross-component response interpolation for coaxially oriented antennas in an electromagnetic tool
US11515993B1 (en) * 2022-03-18 2022-11-29 UTVATE Corporation Antenna lattice for single-panel full-duplex satellite user terminals
KR20230142433A (ko) * 2022-03-31 2023-10-11 지오 플랫폼즈 리미티드 통합 매크로 차세대 무선 유닛의 시스템 및 설계 방법
TWI806542B (zh) * 2022-04-11 2023-06-21 晶豪科技股份有限公司 用於聲音訊號處理之雜訊抑制的設備
CN114726425B (zh) * 2022-04-14 2023-06-09 哈尔滨工业大学(深圳) 基于移相器开关控制的波束成形方法、装置、无线通信系统及存储介质
KR20230150690A (ko) * 2022-04-22 2023-10-31 삼성전자주식회사 안테나 어레이의 편파들 간 디커플링을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치
TWI822030B (zh) * 2022-05-05 2023-11-11 律芯科技股份有限公司 雜訊整型式數位自動增益控制系統
US11901909B2 (en) * 2022-05-20 2024-02-13 Qualcomm Incorporated Dynamic range adjustment for analog-to-digital converter (ADC)
TWI804325B (zh) * 2022-05-20 2023-06-01 國立勤益科技大學 可變資料之窄頻多通道通訊系統
WO2023229170A1 (ko) * 2022-05-23 2023-11-30 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 도허티 전력 증폭기 및 이를 포함하는 전자 장치
DE102022205483A1 (de) 2022-05-31 2023-11-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Schnelles Schalten von Transistoren in einem Wandler mit begrenzter Kapazität
WO2023245274A1 (en) * 2022-06-22 2023-12-28 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Tightly-coupled antenna array and method thereof
CN115133280B (zh) * 2022-07-27 2024-04-19 重庆邮电大学 一种差分宽带滤波天线
CN115455886B (zh) * 2022-08-05 2023-04-11 上海移柯通信技术股份有限公司 Pcb板设计方法、pcb板、电子设备、存储介质及终端
CN115549789B (zh) * 2022-08-12 2023-05-12 广州致远仪器有限公司 基于光纤的信号传输系统及测量设备
CN115279038B (zh) * 2022-09-26 2022-12-27 深圳国人无线通信有限公司 一种适用于高速信号传输的布线方法和pcb板
WO2024074852A1 (en) * 2022-10-07 2024-04-11 Argo Semiconductors SA Analog front end for massive multiple input, multiple output (mmimo) communication systems
TWI823731B (zh) * 2022-12-28 2023-11-21 國立清華大學 前饋等化器及使用其的電壓模態信號發射器
CN116500549B (zh) * 2023-06-28 2023-11-07 南京邮电大学 一种基于ltcc的四通道x波段三维堆叠结构tr组件
CN117200980B (zh) * 2023-09-08 2024-04-05 广州天力能科技有限公司 一种电数字数据传输芯片电路
CN117543225B (zh) * 2024-01-08 2024-04-12 成都恪赛科技有限公司 一种毫米波tr组件、吸波材料切割装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828344A (en) * 1990-08-01 1998-10-27 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Radiation sensor
US20130293420A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-07 Wilocity Ltd. Techniques for maximizing the size of an antenna array per radio module
CN103493292A (zh) * 2011-03-15 2014-01-01 英特尔公司 半柔性封装上的系统集成和毫米波相控阵列天线
CN203617426U (zh) * 2013-12-17 2014-05-28 北京无线电计量测试研究所 一种用于近距离主动式毫米波成像系统的天线阵列
US20160049723A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 International Business Machines Corporation Wireless communications package with integrated antennas and air cavity
CN105356051A (zh) * 2015-11-16 2016-02-24 中国电子科技集团公司第十研究所 大功率导引头瓦式有源相控阵天线

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR408E (fr) 1902-02-08 1902-12-29 Driancourt Georges Appareil continu pour la fabrication des vins et cidres mousseux
US4838475A (en) 1987-08-28 1989-06-13 Motorola, Inc. Method and apparatus for EMI/RFI shielding an infrared energy reflow soldered device
US5231406A (en) 1991-04-05 1993-07-27 Ball Corporation Broadband circular polarization satellite antenna
EP0542181B1 (en) 1991-11-12 2005-05-11 Dyno Nobel Inc. Cast primer and small-diameter explosive composition and process for the manufacture thereof
US6215454B1 (en) 1998-02-20 2001-04-10 Qualcomm, Inc. Multi-layered shielded substrate antenna
JP2000307322A (ja) 1999-04-20 2000-11-02 Murata Mfg Co Ltd 高周波回路装置およびそれを用いた通信機
US7994996B2 (en) * 1999-11-18 2011-08-09 TK Holding Inc., Electronics Multi-beam antenna
JP2002033419A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Sharp Corp 高周波モジュールおよび高周波モジュールの製造方法
US7262744B2 (en) * 2001-02-14 2007-08-28 Comsat Corporation Wide-band modular MEMS phased array
JP2003309423A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Murata Mfg Co Ltd アンテナ一体型高周波回路モジュール
WO2003103361A1 (en) 2002-06-03 2003-12-11 Mendolia, Greg, S. Combined emi shielding and internal antenna for mobile products
DE10242526B4 (de) * 2002-09-12 2004-12-09 Daimlerchrysler Ag Fahrzeugteile aus Kunststoff mit integrierten Antennenelementen sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung der Fahrzeugteile
KR100846872B1 (ko) 2006-11-17 2008-07-16 한국전자통신연구원 유전체 도파관 대 전송선의 밀리미터파 천이 장치
CN101652897B (zh) * 2007-04-05 2013-07-31 艾利森电话股份有限公司 极化相关的波束宽度调整器
SE532279C2 (sv) * 2008-04-11 2009-12-01 Powerwave Technologies Sweden Förbättrad antennisolation
US8901688B2 (en) * 2011-05-05 2014-12-02 Intel Corporation High performance glass-based 60 ghz / mm-wave phased array antennas and methods of making same
US8759950B2 (en) 2011-05-05 2014-06-24 Intel Corporation Radio- and electromagnetic interference through-silicon vias for stacked-die packages, and methods of making same
WO2012167283A2 (en) 2011-06-02 2012-12-06 Brigham Young University Planar array feed for satellite communications
JP5730159B2 (ja) * 2011-08-25 2015-06-03 京セラ株式会社 アンテナ基板およびアンテナモジュール
US8818457B2 (en) * 2011-09-21 2014-08-26 Broadcom Corporation Antenna having polarization diversity
US9325056B2 (en) 2012-09-11 2016-04-26 Alcatel Lucent Radiation efficient integrated antenna
US9196951B2 (en) 2012-11-26 2015-11-24 International Business Machines Corporation Millimeter-wave radio frequency integrated circuit packages with integrated antennas
TWI652857B (zh) 2013-07-08 2019-03-01 高通公司 於毫米波無線電模組中操作相控陣列天線之技術
US10516214B2 (en) 2013-11-05 2019-12-24 Si2 Technologies, Inc. Antenna elements and array
KR101833154B1 (ko) 2013-12-09 2018-04-13 인텔 코포레이션 패키징된 다이용 세라믹 상의 안테나와 컴퓨팅 시스템 및 이의 제조방법
US9917707B2 (en) 2014-09-11 2018-03-13 The Hong Kong University Of Science And Technology Adaptive cascaded equalization circuits with configurable roll-up frequency response for spectrum compensation
CN107078406B (zh) 2014-10-31 2021-07-23 株式会社村田制作所 天线模块以及电路模块
US9461001B1 (en) * 2015-07-22 2016-10-04 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package integrated with coil for wireless charging and electromagnetic interference shielding, and method of manufacturing the same
US20170141938A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 Futurewei Technologies, Inc. High Performance PIM Cancellation With Feed Forward Structure
DE112017006442T5 (de) 2016-12-21 2019-09-19 Intel Corporation Drahtlose kommunikationstechnologie, einrichtungen und verfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828344A (en) * 1990-08-01 1998-10-27 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Radiation sensor
CN103493292A (zh) * 2011-03-15 2014-01-01 英特尔公司 半柔性封装上的系统集成和毫米波相控阵列天线
US20130293420A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-07 Wilocity Ltd. Techniques for maximizing the size of an antenna array per radio module
CN203617426U (zh) * 2013-12-17 2014-05-28 北京无线电计量测试研究所 一种用于近距离主动式毫米波成像系统的天线阵列
US20160049723A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 International Business Machines Corporation Wireless communications package with integrated antennas and air cavity
CN105356051A (zh) * 2015-11-16 2016-02-24 中国电子科技集团公司第十研究所 大功率导引头瓦式有源相控阵天线

Cited By (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11424539B2 (en) 2016-12-21 2022-08-23 Intel Corporation Wireless communication technology, apparatuses, and methods
US11955732B2 (en) 2016-12-21 2024-04-09 Intel Corporation Wireless communication technology, apparatuses, and methods
US20200280350A1 (en) * 2018-02-26 2020-09-03 Parallel Wireless, Inc. Miniature Antenna Array With Polar Combining Architecture
US11923924B2 (en) * 2018-02-26 2024-03-05 Parallel Wireless, Inc. Miniature antenna array with polar combining architecture
US11632151B2 (en) * 2018-06-20 2023-04-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for massive MU-MIMO
US20210320692A1 (en) * 2018-06-20 2021-10-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for massive mu-mimo
CN109244669A (zh) * 2018-10-26 2019-01-18 北京华镁钛科技有限公司 一种可重构相控阵天线的驱动系统、驱动方法及天线装置
CN109244669B (zh) * 2018-10-26 2023-12-19 北京华镁钛科技有限公司 一种可重构相控阵天线的驱动系统、驱动方法及天线装置
CN109408986A (zh) * 2018-11-01 2019-03-01 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种椭圆波束卡塞格伦天线的设计方法
CN109408986B (zh) * 2018-11-01 2022-11-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种椭圆波束卡塞格伦天线的设计方法
CN109684665A (zh) * 2018-11-21 2019-04-26 浙江大学城市学院 基于FinFET的三值SRAM单元电路及控制方法
US20220069885A1 (en) * 2018-12-11 2022-03-03 Nordic Semiconductor Asa Radio devices with switchable antennas
CN110795864A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 成都天锐星通科技有限公司 一种iq电压计算实现方法、电子设备及系统
CN110795864B (zh) * 2019-11-13 2022-10-14 成都天锐星通科技有限公司 一种iq电压计算实现方法、电子设备及系统
CN112908376A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 爱思开海力士有限公司 半导体器件和半导体系统
CN110968714B (zh) * 2019-12-23 2020-11-06 自然资源部国土卫星遥感应用中心 一种卫星遥感影像即时服务方法及即时服务平台
CN110968714A (zh) * 2019-12-23 2020-04-07 自然资源部国土卫星遥感应用中心 一种卫星遥感影像即时服务方法及即时服务平台
CN111077521B (zh) * 2019-12-25 2023-07-18 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种动态检测对象的成像补偿方法、装置、设备和介质
CN111146536A (zh) * 2019-12-25 2020-05-12 南通大学 一种低通道频率固定高通道频率可调的双工器
CN111077521A (zh) * 2019-12-25 2020-04-28 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种动态检测对象的成像补偿方法、装置、设备和介质
CN111146536B (zh) * 2019-12-25 2021-02-02 南通大学 一种低通道频率固定高通道频率可调的双工器及设计方法
CN113126530B (zh) * 2019-12-30 2022-03-18 珠海极海半导体有限公司 一种用于计算定时器滤波器的采样率的方法及控制装置
CN113126530A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 珠海极海半导体有限公司 一种用于计算定时器滤波器的采样率的方法及控制装置
CN113225150A (zh) * 2020-02-06 2021-08-06 创意电子股份有限公司 多通道传输装置
CN113225150B (zh) * 2020-02-06 2022-10-04 创意电子股份有限公司 多通道传输装置
CN111294003B (zh) * 2020-02-17 2023-05-12 电子科技大学 一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器
CN111294003A (zh) * 2020-02-17 2020-06-16 电子科技大学 一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器
CN111327317B (zh) * 2020-03-02 2023-03-28 天津智模科技有限公司 一种数模混合神经元电路
US20230099685A1 (en) * 2020-03-02 2023-03-30 Calterah Semiconductor Technology (Shanghai) Co., Ltd. Automatic gain control method, sensor, and radio device
CN111327317A (zh) * 2020-03-02 2020-06-23 天津智模科技有限公司 一种数模混合神经元电路
US20230179252A1 (en) * 2020-03-18 2023-06-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Removal of passive intermodulation in antenna systems
CN111490959A (zh) * 2020-04-03 2020-08-04 北京力通通信有限公司 宽带多通道射频收发机iq失衡校正方法、装置及电路
CN112887398A (zh) * 2020-04-28 2021-06-01 丁禹 采用通信联网平台的指定范围信号控制系统
CN111504347B (zh) * 2020-04-28 2021-12-17 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种低噪声信号检测系统
CN112929902A (zh) * 2020-04-28 2021-06-08 丁禹 一种采用通信联网平台的指定范围信号控制系统
CN111504347A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种低噪声信号检测系统
US11481217B2 (en) 2020-04-29 2022-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Data transmitting and receiving system including clock and data recovery device and operating method of the data transmitting and receiving system
TWI773282B (zh) * 2020-04-29 2022-08-01 南韓商三星電子股份有限公司 資料發送與接收系統
CN113594687A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
WO2021218392A1 (zh) * 2020-04-30 2021-11-04 Oppo广东移动通信有限公司 天线模组及电子设备
CN111404785A (zh) * 2020-05-13 2020-07-10 袁野 基于云计算的5g移动网络检测系统
CN111769840A (zh) * 2020-06-04 2020-10-13 广州慧智微电子有限公司 具有多种工作模式的射频信号处理电路和射频前端单元
CN111786082B (zh) * 2020-06-19 2021-09-07 深圳国人通信技术服务有限公司 一种小型化5g基站
CN111786082A (zh) * 2020-06-19 2020-10-16 深圳国人通信技术服务有限公司 一种小型化5g基站
CN111756897A (zh) * 2020-06-22 2020-10-09 联想(北京)有限公司 一种电子设备
CN111834735A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 武汉虹信科技发展有限责任公司 一种阵列天线及基站设备
CN111816234B (zh) * 2020-07-30 2023-08-04 中科南京智能技术研究院 一种基于sram位线同或的电压累加存内计算电路
CN111816234A (zh) * 2020-07-30 2020-10-23 中科院微电子研究所南京智能技术研究院 一种基于sram位线同或的电压累加存内计算电路
CN112165350B (zh) * 2020-08-24 2022-04-12 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种面向中低轨卫星下行相控阵捷变波束控制装置及方法
CN112165350A (zh) * 2020-08-24 2021-01-01 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种面向中低轨卫星下行相控阵捷变波束控制装置及方法
CN114143705A (zh) * 2020-09-02 2022-03-04 蓝色创源(北京)科技有限公司 测向方法、设备、系统及存储介质
CN114143705B (zh) * 2020-09-02 2024-03-26 蓝色创源(北京)科技有限公司 测向方法、设备、系统及存储介质
CN111913162A (zh) * 2020-09-04 2020-11-10 内蒙古工业大学 射频干扰检测方法及装置、射频干扰抑制方法及装置
US11929872B2 (en) 2020-09-18 2024-03-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for configuring home devices in batches and device
CN112182892A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 西安空间无线电技术研究所 一种基于分段仿射的功率放大器行为建模方法及装置
CN112182892B (zh) * 2020-09-30 2024-01-02 西安空间无线电技术研究所 一种基于分段仿射的功率放大器行为建模方法及装置
US11539383B2 (en) 2020-11-23 2022-12-27 Swiftlink Technologies Co., Ltd. Bidirectional image-rejection active array with reduced LO requirement
WO2022106933A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 Swiftlink Technologies Co., Ltd. Bidirectional image-rejection active array with reduced lo requirement
CN112532307B (zh) * 2020-11-30 2022-07-29 中国空间技术研究院 一种高通量卫星有效载荷在轨测试系统及方法
CN112532307A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 中国空间技术研究院 一种高通量卫星有效载荷在轨测试系统及方法
CN113113774A (zh) * 2020-12-04 2021-07-13 西安电子科技大学 一种宽带波束扫描反射阵天线
CN112492648A (zh) * 2020-12-18 2021-03-12 深圳市微网力合信息技术有限公司 一种数据丢包处理方法、系统及终端
CN112492648B (zh) * 2020-12-18 2021-07-02 深圳市微网力合信息技术有限公司 一种数据丢包处理方法、系统及终端
TWI751957B (zh) * 2020-12-31 2022-01-01 智原科技股份有限公司 資料通信設備的控制器和方法
US20230352836A1 (en) * 2021-02-24 2023-11-02 Bluehalo, Llc System and method for a digitally beamformed phased array feed
TWI754551B (zh) * 2021-02-24 2022-02-01 友達光電股份有限公司 主動相位陣列
CN112910513A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 立讯精密工业(昆山)有限公司 智能天线系统和通信方法
CN113504508A (zh) * 2021-04-13 2021-10-15 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种改善雷达低频包络及rcta镜像目标检测的方法
CN113504508B (zh) * 2021-04-13 2023-11-17 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种改善雷达低频包络及rcta镜像目标检测的方法
CN113156225A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 上海航天测控通信研究所 一种深空高增益天线在轨指向校准方法
CN113282524A (zh) * 2021-05-08 2021-08-20 重庆大学 一种缓存分片的配置方法、装置以及存储介质
CN113282524B (zh) * 2021-05-08 2022-08-16 重庆大学 一种缓存分片的配置方法、装置以及存储介质
CN113552539A (zh) * 2021-06-22 2021-10-26 珠海市海米软件技术有限公司 一种提高毫米波雷达收发隔离度的谐振电磁解耦构件
CN113590418A (zh) * 2021-07-06 2021-11-02 合肥联宝信息技术有限公司 一种螺丝锁附状态的检测方法、装置及存储介质
WO2023000793A1 (zh) * 2021-07-19 2023-01-26 华为技术有限公司 射频收发信机、射频收发信机用连接组件及射频收发系统
CN113708785B (zh) * 2021-09-15 2023-06-16 许昌学院 一种大数据网络传输抗干扰系统
CN113708785A (zh) * 2021-09-15 2021-11-26 许昌学院 一种大数据网络传输抗干扰系统
CN114171885A (zh) * 2021-11-30 2022-03-11 南京国睿防务系统有限公司 一种高机动的大口径米波超轻型展开天线
CN114510268A (zh) * 2021-12-24 2022-05-17 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种基于gpu实现下变频中单精度浮点数累积误差控制方法
CN114334919A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种基于晶圆级封装工艺的波导过渡结构
CN114500200A (zh) * 2022-02-22 2022-05-13 苏州大学 一种概率整形qam动态均衡及数字信号处理方法
CN114500200B (zh) * 2022-02-22 2023-01-17 苏州大学 数字信号处理方法、动态均衡方法、装置、介质以及设备
CN114553153A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 电子科技大学 一种幅相独立可调的模拟预失真线性化器
CN114710121A (zh) * 2022-03-25 2022-07-05 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种超宽带小型化上下变频器
CN114710121B (zh) * 2022-03-25 2024-01-26 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种超宽带小型化上下变频器
WO2023187514A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Jio Platforms Limited System and design method of high speed transceiver board (hstb) of a massive mimo radio unit
WO2023187515A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Jio Platforms Limited System and design method of rf front end module of massive mimo radio unit
CN114978384B (zh) * 2022-04-29 2023-05-30 南京邮电大学 一种超高频频段室内办公室无线信道小尺度参数建模方法
CN114978384A (zh) * 2022-04-29 2022-08-30 南京邮电大学 一种超高频频段室内办公室无线信道小尺度参数建模方法
CN115209519B (zh) * 2022-06-02 2024-01-26 四川大学 短帧开环结构的无线时间同步设备
CN115209519A (zh) * 2022-06-02 2022-10-18 四川大学 短帧开环结构的无线时间同步设备
CN115225114A (zh) * 2022-07-11 2022-10-21 北京航天科工世纪卫星科技有限公司 一种弹载跳频通信体制全向电扫描射频组件
CN115225114B (zh) * 2022-07-11 2024-03-22 北京航天科工世纪卫星科技有限公司 一种弹载跳频通信体制全向电扫描射频组件
CN115117583B (zh) * 2022-08-09 2023-09-19 广东环波新材料有限责任公司 一种基于ltcc的小型化超宽带巴伦
CN115117583A (zh) * 2022-08-09 2022-09-27 广东环波新材料有限责任公司 一种基于ltcc的小型化超宽带巴伦
CN116707575B (zh) * 2023-07-27 2023-09-29 为准(北京)电子科技有限公司 射频端口电路和通信装置
CN116707575A (zh) * 2023-07-27 2023-09-05 为准(北京)电子科技有限公司 射频端口电路和通信装置
CN116914447B (zh) * 2023-09-14 2023-12-22 成都锐芯盛通电子科技有限公司 一种双频段多通道sip模块
CN116914447A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 成都锐芯盛通电子科技有限公司 一种双频段多通道sip模块
CN117039459B (zh) * 2023-10-09 2023-12-12 成都智芯雷通微系统技术有限公司 一种用于毫米波有源相控阵的高集成度t/r组件
CN117039459A (zh) * 2023-10-09 2023-11-10 成都智芯雷通微系统技术有限公司 一种用于毫米波有源相控阵的高集成度t/r组件

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