CN111433972B - 巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端 - Google Patents

巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端 Download PDF

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Abstract

[问题]提供一种巴特勒矩阵电路，其具有可以被进一步减小的体积和功耗，并且可以使用该巴特勒矩阵电路获得对称的辐射特性。[解决方案]提供一种巴特勒矩阵电路，其设有：四个处理电路侧端子；四个天线侧端子；第一90°混合耦合器，其连接到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；第二90°混合耦合器，其连接到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；第三90°混合耦合器，其连接到第一天线侧端子和第三天线侧端子；第四90°混合耦合器，其连接到第二天线侧端子和第四天线侧端子；第一90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及第二90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间。

Description

巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端
技术领域
本公开涉及一种巴特勒(Butler)矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端。
背景技术
在目前准备投入实际使用的第五代移动通信系统(5G)中，计划使用具有大约几十GHz的频率的毫米波段信号以便显著地改进传输速率。在毫米波段信号中空间衰减很大；因此，对于第五代移动通信系统，已经考虑将迄今为止一直主要被用在基站中的相控阵列天线应用于移动终端，以便获得必要的天线增益。要注意的是，相控阵列天线和其中包括的相位电路的示例包括下面PTL1中公开的矩阵电路和使用该电路的相控阵列天线。
引文列表
专利文献
PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2002-57515
发明内容
本发明要解决的问题
为了确保移动终端的便携性，已经要求减小移动终端的体积和功耗。相应地，要被安装在移动终端上的相控天线阵列被要求具有对称的辐射特性，并且进一步减小体积和功耗。
因此，本公开提出了一种新颖和改进的巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端，其使得有可能进一步减小体积和功耗，而且还可以实现对称的辐射特性。
用于解决问题的手段
根据本公开，提供了一种巴特勒矩阵电路，该巴特勒矩阵电路包括：四个处理电路侧端子；四个天线侧端子；第一90°混合耦合器，其耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；第二90°混合耦合器，其耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；第三90°混合耦合器，其耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；第四90°混合耦合器，其耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；第一90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及第二90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，其中，第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
另外，根据本公开，提供了一种相控阵列天线，该相控阵列天线包括：一个或多个巴特勒矩阵电路；以及包括多个天线的阵列天线，其中，该多个巴特勒矩阵电路中的每一个包括：四个处理电路侧端子；四个天线侧端子；第一90°混合耦合器，其耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；第二90°混合耦合器，其耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；第三90°混合耦合器，其耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；第四90°混合耦合器，其耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；第一90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及第二90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，其中，第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器，并且各天线分别耦合到每个巴特勒矩阵电路中的第一天线侧端子至第四天线侧端子。
另外，根据本公开，提供了一种前端模块，该前端模块包括彼此堆叠的：巴特勒矩阵电路；包括多个天线的阵列天线；以及包括开关电路的处理电路，其中，该巴特勒矩阵电路包括：四个处理电路侧端子；四个天线侧端子；第一90°混合耦合器，其耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；第二90°混合耦合器，其耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；第三90°混合耦合器，其耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；第四90°混合耦合器，其耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；第一90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及第二90°延迟电路，其被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，其中，第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
此外，根据本公开，提供了一种与巴特勒矩阵电路一起安装的无线通信终端。
本发明的效果
如上所述，根据本公开，可以提供使得有可能进一步减小体积和功耗而且还可以实现对称的辐射特性的巴特勒矩阵电路、相控阵列天线、前端模块和无线通信终端。
要注意的是，上述效果不必是限制性的，并且除了上述效果之外或替代上述效果，可以实现本说明书中阐述的效果或可以从本说明书掌握的其他效果中的任何一个。
附图说明
图1示意性地图示说明根据本公开的第一实施例的前端块300的配置示例的电路图。
图2是根据同一实施例的巴特勒矩阵电路100的配置图。
图3是90°混合耦合器102的配置图。
图4是描述要被输出到根据同一实施例的巴特勒矩阵电路100的相应的输出端口的信号的相位的示例的说明图。
图5是描述要被输出到相控阵列天线200的信号的相位的示例的说明图，根据同一实施例的巴特勒矩阵电路100被应用到该相控阵列天线200。
图6图示了在输入信号被输入到根据同一实施例的相控阵列天线200中的输入端口A2和A3的情况下的辐射特性的仿真结果。
图7图示了在输入信号被输入到根据同一实施例的相控阵列天线200中的输入端口A1和A4的情况下的辐射特性的仿真结果。
图8是用于描述辐射特性的仿真结果的说明图。
图9图示了根据比较例的相控阵列天线650中的Ф方向上的周长上的辐射特性的仿真结果。
图10图示了根据比较例的相控阵列天线200中的Ф方向上的周长上的辐射特性的仿真结果。
图11是用于描述同一实施例的相控阵列天线200和根据比较例的相控阵列天线650的辐射特性的仿真结果之间的比较的说明图。
图12是图示了根据本公开的第二实施例的前端模块500的第一层502的配置示例的布局图。
图13是图示了根据同一实施例的前端模块500的第二层504的配置示例的布局图。
图14是图示了根据同一实施例的前端模块500的第三层506的配置示例的布局图。
图15是根据同一实施例的前端模块500的配置示例的截面图。
图16是用于描述根据同一实施例的通过通孔510对贴片天线508馈送功率的方法的说明图。
图17是用于描述根据同一实施例的通过缝隙532对贴片天线508馈送功率的方法的说明图。
图18是根据本公开的第三实施例的巴特勒矩阵电路100a的配置图。
图19是描述要被输出到相控阵列天线200a的信号的相位的示例的说明图，根据同一实施例的巴特勒矩阵电路100a被应用到该相控阵列天线200a。
图20是根据本公开的第四实施例的巴特勒矩阵电路100b的配置图。
图21是描述要被输出到相控阵列天线200b的信号的相位的示例的说明图，根据同一实施例的巴特勒矩阵电路100b被应用到该相控阵列天线200b。
图22是根据比较例的巴特勒矩阵电路600的配置图。
图23是描述要被输出到根据比较例的巴特勒矩阵电路600的相应的输出端口的信号的相位的示例的说明图。
图24是描述要被输出到相控阵列天线650的信号的相位的示例的说明图，根据比较例的巴特勒矩阵电路600被应用到该相控阵列天线650。
图25是图示了服务器700的示意性配置的示例的框图。
图26是图示了eNB 800的示意性配置的第一示例的框图。
图27是图示了eNB 830的示意性配置的第二示例的框图。
图28是图示了智能电话900的示意性配置的示例的框图。
图29是图示了汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。
图30是描绘车辆控制系统7000的示意性配置的示例的框图。
图31是辅助说明车外信息检测部分7420和成像部分7410的安装位置的示例的图。
具体实施方式
以下参照附图详细给出了本公开的优选实施例的描述。要注意的是，在本说明书和附图中，通过分配相同的附图标记省略用于基本上具有相同功能配置的组件的重复描述。
另外，存在以下情况，即，在本说明书和附图中，具有基本上相同的或类似的功能配置的组件可以用后接不同数字以区分组件的相同附图标记来表示。然而，在不必特别区分具有基本上相同或类似的配置的组件的情况下，只分配相同的附图标记。另外，存在这样的情况，即不同实施例的类似组件可以用后接不同的字母以区分组件的相同附图标记来表示。然而，在不必特别区分具有类似的功能配置的组件的情况下，只分配相同的附图标记。
另外，在以下描述中要参考的附图是用于描述本公开的实施例并且促进对该实施例的理解的附图；为了清晰起见，附图中图示的形状、尺寸、比率等可能不同于实际的形状、尺寸、比率等。此外，通过参照以下描述和已知技术，附图中图示的电路等可以在设计上被适当地修改。
在以下描述中，构成模块的堆叠层上的电极等的形状的表达不仅意指几何上限定的形状，而且还包括在天线等的稳固特性上存在可允许的差异程度等的情况下的形状，以及类似于此类形状的形状。
此外，在电路配置的以下描述中，“耦合”意指多个元件之间的电耦合，除非另有指定。此外，以下描述中的“耦合”不仅包括直接电耦合多个元件的情况，而且还包括经由另一元件间接耦合该多个元件的情况。
要注意的是，按以下次序给出描述。
1.本发明人创建根据本公开的实施例的背景
1.1相控阵列天线
1.2根据比较例的巴特勒矩阵电路
2.第一实施例
2.1前端块
2.2巴特勒矩阵电路
2.3相控阵列天线
2.4辐射特性
3.第二实施例
3.1前端模块
3.2功率馈送方法
4.第三实施例
5.第四实施例
6.比较例
6.1无线通信
6.1.1控制实体的应用示例
6.1.2基站的应用示例
6.1.3移动终端的应用示例
6.2车辆控制系统
7.总结
8.补充
<<本发明人创建根据本公开的实施例的背景>>
接下来，在描述根据本公开的实施例的细节之前，给出本发明人创建根据本公开的实施例的背景的描述。
<1.相控阵列天线>
如前所述，在第五代移动通信系统中，计划使用具有大约几十GHz的频率的毫米波段信号以便显著地改进传输速率。毫米波段信号具有较高的直进性(因此具有较高的方向性)和较大的空间衰减，因此，已经考虑将迄今为止主要被用在基站中的相控阵列天线应用于移动终端，以便获得必要的天线增益。
相控阵列天线包括多个天线；通过控制天线之间的相位差，有可能改变相控阵列天线的方向性。相应地，有可能使相控阵列天线从特定方向高效地捕获信号，并且可以在特定方向上高效地辐射信号，即使当信号是具有较大空间衰减的毫米波段信号时也如此，从而使得有可能确保必要的天线增益。
通常使用包括电路和控制设备的移相器(移相器)作为相位电路，该控制设备通过切换延迟线和电容来控制相位，该相位电路是相控阵列天线的组件之一。例如，在使用移相器的情况下，对于相控阵列天线中包括的天线中的每一个，有必要提供移相器和用于控制移相器的驱动器电路。相应地，在这种情况下，难以避免相控阵列天线的块的电路规模增大。
顺便提及，如前所述，移动终端被要求进一步减小体积和功耗以便确保其便携性，因此对于要安装在移动终端上的相控阵列天线，也同样被要求进一步减小体积和功耗。相应地，在这样的情况下，增大相控阵列天线的块的电路规模并非优选。
鉴于这样的情况，本发明人已经想到使用组合有90°混合耦合器的巴特勒矩阵电路作为要用在相控阵列天线中的相移电路。巴特勒矩阵电路是能够通过切换输入侧端口来向多个输出侧端口输出具有按照预定间隔的相位差的信号的电路，并且是具有分配器和移相器两个功能的电路。巴特勒矩阵电路是无源电路，并且通过与用于在输入端口之间切换的开关组合，能够实现用于相控阵列天线的相移电路。相应地，巴特勒矩阵电路的使用对于尝试实现相控阵列天线的尺寸减小和功耗降低是有益的。
<1.2根据比较例的巴特勒矩阵电路>
基于上述概念，本发明人已经深入研究了要应用于安装在移动终端的相控阵列天线的巴特勒矩阵电路。以下，参照图22至图24给出根据本发明人已经研究的比较例的巴特勒矩阵电路600的描述。图23是根据比较例的巴特勒矩阵电路600的配置图。图24是描述要被输出到根据比较例的巴特勒矩阵电路600的相应的输出端口的信号的相位的示例的说明图，并且图25是描述要被输出到向其应用根据比较例的巴特勒矩阵电路600的相控阵列天线650的信号的相位的示例的说明图。要注意的是，如本文中所使用的，比较例意指本发明人一直在深入研究直到创建本公开的实施例为止的巴特勒矩阵电路600。
如图22所示，根据比较例的巴特勒矩阵电路600包括四个输入端口A1至A4、四个输出端口B1至B4、四个90°混合耦合器102a至102d、以及两个45°延迟电路602a和602b。具体地说，90°混合耦合器102a、45°延迟电路602a和90°混合耦合器102b被设在输入端口A1和输出端口B1之间。90°混合耦合器102a和90°混合耦合器102d被设在输入端口A2和输出端口B2之间。90°混合耦合器102c和90°混合耦合器102b被设在输入端口A3和输出端口B3之间。此外，90°混合耦合器102c、45°延迟电路602b和90°混合耦合器102d被设在输入端口A4和输出端口B4之间。
两个45°延迟电路602a和602b各是将输入信号的相位延迟45°的电路。另外，90°混合耦合器102a至102d各具有两个输入侧端口和两个输出侧端口，但是稍后描述90°混合耦合器102a至102d的详细配置。在90°混合耦合器102中，输入到输入侧端口的信号被相等地分布到两个输出侧端口(即，每个输出侧端口处的输出信号的功率为输入信号的1/2功率)。此外，在90°混合耦合器102中，一个输出侧端口处的输出信号被以相对于输入信号成90°的相移输出。另外，另一个输出端口处的输出信号以相对于该一个输出端口处的输出信号成90°的相移被输出。
在根据比较例的巴特勒矩阵电路600中，要输出到相应的输出端口B1至B4的信号的相位具有如图23所示的值。具体地说，在输入信号被输入到巴特勒矩阵电路600的输入端口A1的情况下，要从输出端口B1至B4输出的输出信号的相位分别为45°、90°、135°和180°。在输入信号被输入到巴特勒矩阵电路600的输入端口A2的情况下，要从输出端口B1至B4输出的输出信号的相位分别为135°、0°、-135°和-270°。即，如从图23所理解的，在根据比较例的巴特勒矩阵电路600中，从相应的输出端口B1至B4同时输出的输出信号之间的相位差具有相等的间隔。此外，在根据比较例的巴特勒矩阵电路600中，具有±45°或±135°的相位差的四个被分发的输出信号根据输入信号被输入到的输入端口A1至A4被从输出端口B1至B4输出。
然而，本发明人已经反复研究并且已经发现在根据比较例的巴特勒矩阵电路600被应用于两行两列的相控阵列天线650的情况下，不可能获得对称的辐射特性。具体地说，根据比较例的巴特勒矩阵电路600按相等的间隔移动相应的输出端口B1至B4处的输出信号的相位，因此对于具有布置成行的天线的相控阵列天线是有效的。然而，已经理解到，在根据比较例的巴特勒矩阵电路600被应用于包括按多行多列(诸如两行两列)布置的多个天线的相控阵列天线650的情况下，在一些场合中有可能不获得对称的辐射特性。
现在，考虑将根据比较例的巴特勒矩阵电路600应用于如图24的左侧所示的其中四个天线202a至202d按两行两列布置的相控阵列天线650的情况。要注意的是，在如图24的左侧所示的相控阵列天线650中，假定位于左上的天线202a耦合到巴特勒矩阵电路600的输出端口B1，而位于右上的天线202b耦合到输出端口B2。此外，在相控阵列天线650中，假定位于左下的天线202c耦合到输出端口B3，而位于右下的天线202d耦合到输出端口B4。
在这样的相控阵列天线650中，要输出到天线202a至202d的信号的相位具有如图24所示的值。具体地说，在信号被输入到巴特勒矩阵电路600的输入端口A1的情况下，如图24中从左边起第二个中所示，将从左上、右上、左下和右下处的相应的天线202a至202d输出的输出信号的相位分别为45°、90°、135°和180°。另外，在信号被输入到巴特勒矩阵电路600的输入端口A2的情况下，如图24中从左边起第三个中所示，将从左上、右上、左下和右下处的相应的天线202a至202d输出的输出信号的相位分别为135°、0°、-135°和-270°。
即，在根据比较例的巴特勒矩阵电路600被应用于按两行两列布置有四个天线202a至202d的相控阵列天线650的情况下，相位在四个天线202a至202d中在行方向和列方向这两个方向上改变，并且相邻的天线202之间的相位差在45°和135°之间改变。作为结果，在相控阵列天线650中，通过在输入信号所输入到的输入端口A1至A4之间切换，相控阵列天线650的辐射角以在水平轴方向和垂直轴方向上同时改变结束。相应地，在这样的情况下，通过在输入端口A1至A4之间切换而能够被相控阵列天线650覆盖的辐射特性不是均匀的，即，不对称的；不可能避免其中辐射特性弱的区域的产生。要注意的是，稍后将根据比较例的辐射特性的细节一起与本公开的实施例的辐射特性相比进行描述。
为了避免上述现象，可设想在垂直轴方向和水平轴方向上彼此独立地控制相控阵列天线650的辐射角。然而，为了执行这样的控制，有必要将切换机构(诸如开关)添加到相控阵列天线650；作为结果，相控阵列天线650的块的电路规模变大。
因此，基于上述考虑，本发明人已经创建了巴特勒矩阵电路，该巴特勒矩阵电路使得有可能进一步减小相控阵列天线的块的体积和功耗，并且使相控阵列天线获得对称的辐射特性。以下，本发明人创建的根据本公开的实施例的巴特勒矩阵电路的细节被顺序地描述。
<<2.第一实施例>>
<2.1前端块>
首先，参照图1给出根据本公开的实施例的前端块300的描述。图1是示意性地图示根据本公开的第一实施例的前端块300的配置示例的电路图。前端块300被安装在移动终端(图示被省略)等中，并且能够接收信号以及将该信号输出到内部的处理电路部分(图示被省略)，或者将信号从该处理电路部分发送到外部。
如图1所示，根据本实施例的前端块300包括稍后描述的巴特勒矩阵电路100、包括多个天线202的相控阵列天线200、切换信号路径的开关(开关电路)302a和302b、移除噪声信号的滤波器304a和304b、LNA(低噪声放大器)(处理电路)306和PA(功率放大器)(处理电路)308。要注意的是，根据本实施例的前端块300可能不一定包括图1所示的所有的元件，并且至少包括巴特勒矩阵电路100和相控阵列天线200就足够了。另外，稍后描述前端块300中包括的巴特勒矩阵电路100和相控阵列天线200的细节。
具体地说，开关302a耦合到巴特勒矩阵电路100的输入端口。开关302a是切换巴特勒矩阵电路100的输入端口的开关，包括例如单刀四掷(SP4T)开关，并且能够切换相控阵列天线200的方向性(波束方向)。另外，耦合到开关302a的开关302b是切换输入/输出信号的开关，并且包括例如单刀双掷(SPDT)开关。
相控阵列天线200接收的信号通过巴特勒矩阵电路100、开关302a、开关302b和滤波器304a，并且被耦合到滤波器304a的LNA 306放大。此外，放大的信号被移动终端内部的处理电路单元(图示被省略)处理。
同时，从移动终端内部的处理电路单元(图示被省略)输出的信号被PA 308放大，通过滤波器304b、开关302b、开关302a和巴特勒矩阵电路100，并且被从相控阵列天线200辐射。此外，所辐射的信号被基站(图示被省略)接收。
要注意的是，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100能够用如稍后描述的传输线来配置，因此与使用诸如移相器(移相器)的组件的情况相比，具有更少的传输损耗。相应地，在使用巴特勒矩阵电路100的相控阵列天线200中，有可能从相控阵列天线200有效地输出高功率信号，因此将该高功率信号发送到上述处理电路单元。作为结果，即使上述具有低特性的LNA 306和PA 308也可以被容忍并且被使用，并且这些组件的成本预期会降低，从而使得有可能抑制前端块300的制造成本的增加。
<2.2巴特勒矩阵电路>
接着，参照图2至图4给出根据本实施例的巴特勒矩阵电路的描述。图2是根据本实施例的巴特勒矩阵电路100的配置图。图3是90°混合耦合器102的配置图。图4是描述要输出到根据实施例的巴特勒矩阵电路100的相应的输出端口的信号的相位的示例的说明图。
如图2所示，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100包括四个输入端口(处理电路侧端子)A1至A4、四个输出端口(天线侧端子)B1至B4、四个90°混合耦合器102a至102d、两个90°延迟电路104a和104b以及两个180°延迟电路106a和106b。
具体地说，在巴特勒矩阵电路100中，90°混合耦合器102a(第一90°混合耦合器)耦合到输入端口A1和A2(第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子)；90°混合耦合器102c(第二90°混合耦合器)耦合到输入端口A3和A4(第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子)；90°混合耦合器102b(第三90°混合耦合器)耦合到输出端口B1和B3(第一天线侧端子和第三天线侧端子)；90°混合耦合器102d(第四一90°混合耦合器)耦合到输出端口B2和B4(第二天线侧端子和第四天线侧端子)。此外，在巴特勒矩阵电路100中，90°延迟电路104a(第一90°延迟电路)被设在90°混合耦合器102a和90°混合耦合器102b之间，并且90°延迟电路104b(第二90°延迟电路)被设在90°混合耦合器102a和90°混合耦合器102d之间。另外，在巴特勒矩阵电路100中，180°延迟电路106a(第一180°延迟电路)被设在90°混合耦合器102b和输出端口B3之间，并且180°延迟电路106b(第二180°延迟电路)被设在90°混合耦合器102d和输出端口B4之间。另外，90°混合耦合器102c直接耦合到90°混合耦合器102b和90°混合耦合器102d。
要注意的是，如稍后描述，本实施例不限于在90°混合耦合器102b和输出端口B3之间提供180°延迟电路106a以及在90°混合耦合器102d和输出端口B4之间提供180°延迟电路106b。例如，在本实施例中，在提供类似于180°延迟电路106a和106b运行的元件的情况下，可能不一定提供180°延迟电路106b。另外，在本实施例中，180°延迟电路106a和106b可以分别被设在90°混合耦合器102b和输出端口B1之间以及90°混合耦合器102d和输出端口B2之间，而不是分别被设在90°混合耦合器102b和输出端口B3以及90°混合耦合器102d和输出端口B4之间。
该两个90°延迟电路104a和104b各自是将所输入的输入信号的相位延迟90°的电路。另外，该两个180°延迟电路106a和106b各自是将输入的输入信号的相位延迟180°的电路。延迟电路104a、104b、106a和106b可以是例如电子组件，或是各自具有预定长度(电长度)的传输线。
接着，参照图3给出上述90°混合耦合器102a至102d的描述。如图3所示，90°混合耦合器102包括四个端口P1至P4、具有Z0的阻抗(例如，50Ω的阻抗Z0)的传输线110a和110b，以及具有Z0/√2的阻抗的传输线112a和112b。如图3所示，这些端口P1至P4和传输线110a、110b、112a和112b按对称的关系布置和耦合。要注意的是，这些传输线110a、110b、112a和112b中的每个传输线的电长度被设置为λ/4(要注意的是，设λ为要由传输线110a、110b、112a和112b发送的信号的波长)。
在输入信号被输入到90°混合耦合器102的端口P1的情况下，信号不从端口P4输出，并且相对于输入信号具有1/2的功率和90°的相移的输出信号从端口P2输出。此外，相对于端口P2处的输出信号具有相同的功率和90°的相移的输出信号从端口P3输出。另外，在输入信号被输入到端口P4的情况下，信号不从端口P1输出，并且相对于输入信号具有1/2的功率和90°的相移的输出信号从端口P3输出。此外，相对于端口P3处的输出信号具有相同的功率和90°的相移的输出信号从端口P2输出。
在根据本实施例的这样的巴特勒矩阵电路100中，要输出到相应输出端口B1至B4的信号的相位具有如图4所示的值。具体地说，在信号被输入到巴特勒矩阵电路100的输入端口A1的情况下，要从输出端口B1至B4输出的输出信号的相位分别为90°、180°、0°和90°。另外，在信号被输入到巴特勒矩阵电路100的输入端口A2的情况下，将从输出端口B1至B4输出的输出信号的相位分别为180°、90°、90°和0°。相应地，在根据本实施例的巴特勒矩阵电路100的输出端口B1至B4中，两个同相信号和相对于该信号成+90°和-90°的相位差的信号形成组合，该组合产生不同于根据上述比较例的巴特勒矩阵电路600的结果。
要注意的是，如前所述，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100是无源电路，并且通过与用于在输入端口A1至A4之间切换的开关组合，能够实现稍后描述的相控阵列天线200的相移电路。相应地，在本实施例中，上述巴特勒矩阵电路100的使用允许简单的配置，从而使得有可能实现相控阵列天线200的块的尺寸减小和功耗降低。
另外，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100能够如稍后描述的那样用传输线来配置，因此与使用诸如移相器的组件的情况相比具有更小的传输损耗。相应地，在使用巴特勒矩阵电路100的相控阵列天线200中，消除该组件的使用使得不仅有可能抑制制造成本的增加，而且有可能有效地增大相控阵列天线200的信号输出。
要注意的是，在上述巴特勒矩阵电路100中，输入信号所输入到的端口被设置为输入端口A1至A4，并且输出信号所输出到的端口被设置为输出端口B1至B4，但是本实施例不限于此。因此，在根据本实施例的巴特勒矩阵电路100中，输入信号可以被输入到输出端口B1至B4，并且输出信号可以从输入端口A1至A4输出。换句话说，在根据本实施例的巴特勒矩阵电路100中，可以说，输入端口A1至A4是布置在处理电路侧并且要被耦合的端口，而输出端口B1至B4是布置在相控阵列天线200侧并且要被耦合的端口。
<2.3相控阵列天线>
接着，参照图5给出应用根据本实施例的巴特勒矩阵电路100的相控阵列天线200的描述。图5是描述要输出到相控阵列天线200的信号的相位的示例的说明图，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100应用到该相控阵列天线200。
根据本实施例的相控阵列天线200是例如这样的相控阵列天线，其中四个天线202a至202d如图5的左侧所示按两行两列布置。具体地说，在相控阵列天线200中假定，如图5的左侧所示，位于左上的天线202a耦合到巴特勒矩阵电路100的输出端口B1；位于右上的天线202b耦合到输出端口B2；位于左下的天线202c耦合到输出端口B3；位于右下的天线202d耦合到输出端口B4。
在这样的相控阵列天线200中，要输出到相应的天线的信号的相位具有如图5所示的值。具体地说，在输入信号被输入到巴特勒矩阵电路100的输入端口A1的情况下，如图5中从左边起第二个中所示，将从左上、右上、左下和右下处的相应的天线202a至202d输出的输出信号的相位分别为90°、180°、0°和90°。另外，在信号被输入到巴特勒矩阵电路100的输入端口A2的情况下，如图5中从左边起第三个中所示，将从左上、右上、左下和右下处的相应的天线202a至202d输出的输出信号的相位分别为180°、90°、90°和0°。要注意的是，输入端口A1至A4在没有输入信号被输入的情况下可以开路，或者可以耦合到地电位。
如从图5理解到的，在本实施例中，即使在输入信号被输入到输入端口A1至A4中的任何一个的情况下，要从相应的天线202a至202d输出的输出信号的相位也被顺序地移动90°。此外，在本实施例中，每次切换输入信号所输入到的输入端口A1至A4时，相位关系被移动180°的方向(在附图中用箭头表示)被切换到四个方向，即，右上、左上、右下和左下。相应地，根据本实施例的相控阵列天线200能够在成相互对称关系的四个方向上具有方向性。
<2.4辐射特性>
接着，参照图6和图7给出根据本实施例的上述相控阵列天线200中的辐射特性的仿真结果的描述。图6图示了在输入信号被输入到根据本实施例的相控阵列天线200中的输入端口A2和A3的情况下辐射特性的仿真结果。另外，图7图示了在输入信号被输入到根据本实施例的相控阵列天线200中的输入端口A1和A4的情况下辐射特性的仿真结果。要注意的是，图6和图7各自在下侧示意性地图示了相控阵列天线200中的相应的天线202a至202d的位置、天线202a至202d和输出端口B1至B4之间的相应的耦合关系，以及辐射特性的仿真结果中的90°至-90°的范围。具体地说，每个附图的指示辐射特性的仿真结果中的90°至-90°的范围的弧形箭头对应于相关附图在下侧所示的弧形箭头。
如图6所示，在根据本实施例的相控阵列天线200中，在预定频率的输入信号被输入到输入端口A2和输入端口A3的情况下，辐射图案各自在连接天线202d和天线202a的对角线的方向上具有峰。另外，如图7所示，在根据本实施例的相控阵列天线200中，在预定频率的输入信号被输入到输入端口A1和输入端口A4的情况下，辐射图案各自在连接天线202c和天线202b的对角线的方向上具有峰。即，如从仿真结果理解到的，在输入信号被输入到相应的输入端口A1至A4的情况下，在根据本实施例的相控阵列天线200中可以获得相互对称的辐射特性，其中峰在相控阵列天线200的基板平面的对角线方向上。
接着，参照图8至图11给出根据本实施例的相控阵列天线200中的Ф方向上的圆周上的辐射特性的仿真结果的描述。图8是描述辐射特性的仿真结果的说明图。要注意的是，图8在下侧示意性地图示了相控阵列天线200的天线202a至202d和输出端口B1至B4之间的相应的耦合关系。图9图示了根据比较例的相控阵列天线650中的Ф方向上的圆周上的辐射特性的仿真结果。图10图示了根据本实施例的相控阵列天线200中的Ф方向上的圆周上的辐射特性的仿真结果。此外，图11是用于描述本实施例的相控阵列天线200和根据比较例的相控阵列天线650的辐射特性的仿真结果之间的比较的说明图。
如图8所示，下面描述的辐射特性的仿真结果对应于在Ф方向上的圆周上的辐射特性，该Ф方向上的圆周是在从相控阵列天线的基板400的前方向(垂直于平面的方向)402倾斜30°(θ＝30°)的轴404围绕作为中心轴的前方向旋转的情况下获得的。
首先，给出图9所示的根据比较例的相控阵列天线650中的Ф方向上的圆周上的辐射特性的仿真结果的描述。如从图9理解到的，在根据比较例的相控阵列天线650中，在预定频率的输入信号被输入到输入端口A2和输入端口A3的情况下，从中心到峰在对角线上延伸的长度与预定频率的输入信号被输入到输入端口A1和输入端口A4的情况相比较小。即，在根据比较例的相控阵列天线650中，在预定频率的输入信号被输入到输入端口A2和输入端口A3的情况下，要辐射的信号与预定频率的输入信号被输入到输入端口A1和输入端口A4的情况相比较弱。
接着，给出图10所示的根据本实施例的相控阵列天线200中的Ф方向上的圆周上的辐射特性的仿真结果的描述。如从图10理解到的，在根据本实施例的相控阵列天线200中，即使在预定频率的输入信号被输入到输入端口A1至A4中的任何一个的情况下，也表现出相互对称的辐射特性。即，已经理解到，在根据本实施例的相控阵列天线200中，在所有的方向上都获得对称的且均匀的有利的辐射特性。
根据本实施例的相控阵列天线200和根据比较例的相控阵列天线650具有辐射特性的不同方向(角度)的峰，因此相应的辐射特性的结果在图11中是以与峰的方向匹配的重叠方式图示的。在图11中，比较例的结果用实线指示，而本实施例的结果用虚线指示。如从图11理解到的，与比较例相比，根据本实施例的相控阵列天线200在输入信号被输入到输入端口A2和输入端口A3的情况下具有改进的辐射特性。
如上所述，根据本实施例，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100的使用使得有可能进一步减小相控阵列天线200的块的体积和功耗，而且还可以实现对称的辐射特性。
<<3.第二实施例>>
<3.1前端模块>
接着，参照图12至图17给出使用根据本公开的第一实施例的相控阵列天线200的前端模块500的配置示例的描述，作为本公开的第二实施例。图12是图示了根据本实施例的前端模块500的第一层502的配置示例的布局图；图13是图示了根据本实施例的前端模块500的第二层504的配置示例的布局图；图14是图示了根据本实施例的前端模块500的第三层506的配置示例的布局图。图15是根据本实施例的前端模块500的配置示例的截面图。图16是用于描述根据本实施例的通过通孔510对贴片天线508馈送功率的方法的说明图。图17是用于描述根据本实施例的通过缝隙532对贴片天线508馈送功率的方法的说明图。
如稍后描述的图15所示，根据本实施例的前端模块500是通过将图12至14所示的第一层至第三层502、504和506这三层相互堆叠而构成的。另外，如稍后描述的，这些层502、504和506中的每层设有包括多个贴片天线(天线)508的阵列天线、根据本实施例的巴特勒矩阵电路100，以及包括开关电路等的处理电路。
层502、504和506各自包括在包括树脂的基板上形成有布线等的印刷(PCB)基板、陶瓷基板、硅基板、或玻璃基板上。要注意的是，在高电介质基板中预期有波长缩短效果；因此用于根据本实施例的前端模块500的高电介质基板的使用使得有可能减小基板的面积和模块的体积。例如，在本实施例中，有可能使用具有7至9的相对介电常数的基板。另外，硅基板和玻璃基板各自具有高耐热性和高硬度，因此使得有可能通过应用半导体制造工艺技术来对布线等进行处理。相应地，使用硅基板或玻璃基板用于根据本实施例的前端模块500使得有可能以高准确度对更细的传输线等进行处理。
首先，如图12所示，包括四个正方形电极的贴片天线508a至508d按两行两列布置在包括正方形基板的第一层502上。贴片天线508a至508d具有相同的形状和相同的大小，并且被布置为围绕作为对称点的第一层502的中心点对称。要注意的是，在本实施例中，贴片天线508a至508d优选地被准确地布置为对称的以使得前端模块500的辐射特性是对称的且均匀的。
另外，贴片天线508a至508d包括通孔510a至510d，通孔510a至510d分别耦合到设在稍后描述的第二层504上的巴特勒矩阵电路100的相应输出端口B1至B4。具体地说，在图12中，设置在第一行第一列中的贴片天线508a(第一天线)耦合到巴特勒矩阵电路100的输出端口B1(第一天线侧端子)，设置在第二行第一列中的贴片天线508c(第二天线)耦合到巴特勒矩阵电路100的输出端口B3(第三天线侧端子)。此外，设置在第一行第二列中的贴片天线508b(第三天线)耦合到巴特勒矩阵电路100的输出端口B2(第一天线侧端子)，设置在第二行第二列中的贴片天线508d(第四天线)耦合到巴特勒矩阵电路100的输出端口B4(第四天线侧端子)。
另外，在图12中，通孔510a至510d在贴片天线508a至508d中布置在同一列中的的两个贴片天线中被设为具有彼此反转180°的位置关系。以这种方式提供通孔510a至510d使得贴片天线508a至508d中设置在同一列中的两个贴片天线具有彼此反转180°的形状。具体地说，设置在第一行第一列中的贴片天线508a的通孔510a和设置在第二行第一列中的贴片天线508c的通孔510c被布置在具有彼此反转180°的位置关系的位置处。另外，设置在第一行第二列中的贴片天线508b的通孔510b和设置在第二行第二列中的贴片天线508d的通孔510d被布置在具有彼此反转180°的位置关系的位置处。以这种方式，布置通孔510a至510d使得巴特勒矩阵电路100中到通孔510a至510d的传输线作为巴特勒矩阵电路100的180°延迟电路106a和106d运作。
要注意的是，在本实施例中，通孔510a至510d不限于如图12所示那样提供；例如，通孔510a至510d可以被设为在贴片天线508a至508d中布置在同一行中的两个贴片天线中具有彼此反转180°的位置关系。替代地，在本实施例中，通孔510a至510d可以被设在所有贴片天线508a至508d中的相同位置处。在后一种情况下，用作180°延迟电路106a和106d的元件可以被设在稍后描述的设在第二层504上的巴特勒矩阵电路100中。
另外，如图13所示，包括没有交叉的传输线的巴特勒矩阵电路100被设在包括正方形基板的第二层504中，类似于第一层502。传输线的线宽例如为大约几百μm，但是可以根据要使用的信号的波长(频率)以及要使用的基板的介电常数来改变线宽。
具体地说，如图13所示，90°混合耦合器102b和90°混合耦合器102d被布置为相对于第二层504的中心双侧对称且垂直对称，从90°混合耦合器102b和102d到输出端口B1至B4的传输线也被布置为相对于第二层504的中心双侧对称。另外，在图13中，90°混合耦合器102a和90°混合耦合器102c被布置为相对于第二层504的中心双侧对称，但是未被布置为相对于第二层504的中心垂直对称。将90°混合耦合器102a和90°混合耦合器102c的位置布置为不相对于第二层504的中心垂直对称使得耦合到输入端口A1至A4(特别地，通孔510a至510d)的传输线的长度彼此不同。传输线的这样的长度差使得可以形成90°延迟电路104a和104b。
根据本实施例的巴特勒矩阵电路100能够由设在一层504上的传输线构成，因此使得有可能提供与提供四个移相器(组件)的情况相比的小规模电路。作为结果，根据本实施例，第二层504被允许具有与第一层502相等的大小(面积)，第一层502设有上述贴片天线508a至508d。另外，在本实施例中，巴特勒矩阵电路100能够由一层504上的没有交叉的传输线构成，从而使构成巴特勒矩阵电路100的层没有增加的厚度。此外，巴特勒矩阵电路100主要由对称的传输线构成，因此容易设计，并且还具有较高的设计自由度，因此使得也易于进一步减小第二层504的面积。
另外，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100能够由传输线配置，因此具有与使用诸如移相器的组件的情况相比较小的传输损耗。相应地，根据本实施例，消除所述组件的使用使得可以抑制制造成本的增加，并且还有效地增大相控阵列天线200的信号输出。
接着，如图14所示，类似于第一层502，开关302a和302b、滤波器304a和304b、LNA306和PA 308被设在包括正方形基板的第三层506上。开关302a和302b、滤波器304a和304b、LNA 306和PA308各自包括诸如半导体电路的组件，并且该组件通过导线512等彼此电耦合。此外，导线512通过设在第三层506上的电极焊盘514和布线516电耦合到设在外围的端子518。
然后，第一层至第三层502、504和506这三层重叠，从而使得有可能形成如图15所示的前端模块500。在图15中，前端模块500包括基板520(第一基板)、基板528(第二基板)和基板530。此外，基板520在前表面(第二表面)上设有第一层502，在后表面(第一表面)上设有第二层504。
更具体地说，如图15所示，设在第一层502上的贴片天线808和设在第二层504上的输出端口B1至B4通过穿过基板520的通孔510电耦合。另外，设在第二层504上的输入端口A1至A4和设在第三层506上的端子518通过通孔522电耦合。此外，设在第三层506上的端子518和设在前端模块500的最下层处的基板530通过通孔524电耦合，通孔524穿过基板528和凸块526。这样的前端模块500是通过在基板520和528中的每个中执行引线接合之后形成凸块526等并且堆叠基板520、528和530而形成的。
<3.2功率馈送方法>
接着，参照图16和图17给出根据本实施例的从巴特勒矩阵电路100到前端模块500中的贴片天线508的功率馈送方法的描述。在本实施例中，如图16所示，功率能够通过通孔510从巴特勒矩阵电路100直接馈送到贴片天线508。即，通孔510将巴特勒矩阵电路100和贴片天线508直接电耦合在一起。
另外，在本实施例中，如图17所示，功率也能够使用缝隙532从巴特勒矩阵电路100馈送到贴片天线508。具体地说，缝隙532包括馈送焊盘538和馈送焊盘534，馈送焊盘538具有开口536，开口536面对设在第二层504上的布线516的预定区域，馈送焊盘534被设为面对开口536。布线516的预定区域和馈送焊盘534彼此电磁耦合，从而使得可以将功率馈送到贴片天线508。
要注意的是，在本实施例中，上述功率馈送方法中的任何一个都是适用的。然而，与使用通孔510的功率馈送方法相比，使用缝隙532的功率馈送方法使得可以在宽带中进行阻抗匹配；因此优选的是在本实施例中使用利用缝隙532的功率馈送方法以便避免阻抗匹配的不匹配并且减少制造工艺。
如上所述，在本实施例中，巴特勒矩阵电路100能够在一层502上的没有交叉的传输线中实现，从而使得有可能缩小包括巴特勒矩阵电路100的前端模块500的厚度，而不增大构成巴特勒矩阵电路100的层中的每层的厚度。另外，巴特勒矩阵电路100由对称的传输线配置，因此容易设计，并且还具有较高的设计自由度，从而使得易于进一步减小其上提供有巴特勒矩阵电路100的第二层504的面积。
<<4.第三实施例>>
多个上述巴特勒矩阵电路100可以被组合为一个巴特勒矩阵电路100a。现在参照图18和图19，给出组合有两个巴特勒矩阵电路100的巴特勒矩阵电路100a的描述作为本公开的第三实施例。图18是根据本实施例的巴特勒矩阵电路100a的配置图，图19是描述要输出到相控阵列天线200a的信号的相位的示例的说明图，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100a应用到该相控阵列天线200a。
如图18所示，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100a包括两个根据第一实施例的巴特勒矩阵电路100-1和100-2、四个输入端口C1至C4以及八个输出端口B1至B8。特别地，在巴特勒矩阵电路100a中，输入端口C1至C4分别耦合到分配器114a至114d，相应的分配器114a至114d将信号均等地分配给巴特勒矩阵电路100-1和100-2中的每一个电路的具有相同标号的输入端口A1至A4。另外，180°延迟电路116a至116d分别被设在分配器114a至114d和巴特勒矩阵电路100-2的输入端口A1至A4之间。此外，所分发的信号被输入到的巴特勒矩阵电路100-1和100-2被耦合到八个输出端口B1至B8。
要注意的是，在图18的示例中，180°延迟电路116a至116d分别被设在分配器114a至114d和一个巴特勒矩阵电路100-2的输入端口A1至A4之间；然而，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100a不限于此。例如，180°延迟电路116a至116d可以被布置在该一个巴特勒矩阵电路100-2和输出端口B5至B8之间。即，180°延迟电路可以被设在该一个巴特勒矩阵电路100-2的90°混合耦合器102b和输出端口B5之间，并且180°延迟电路可以被设在该一个巴特勒矩阵电路100-2的90°混合耦合器102d和输出端口B6之间。在这种情况下，设在该一个巴特勒矩阵电路100-2的90°混合耦合器102b和输出端口B7之间的180°延迟电路106a未被设置，并且设在该一个巴特勒矩阵电路100-2的90°混合耦合器102d和输出端口B8之间的180°延迟电路106b也未被设置。
这里，例如，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100a被应用于这样的相控阵列天线200a，在相控阵列天线200a中，如图19的上层中所示，八个天线被按两行两列布置。要注意的是，在相控阵列天线200a中，如图19的上层中所示，位于第一行第一列中的天线202a耦合到巴特勒矩阵电路100a的输出端口B1，而位于第一行第二列中的天线202b耦合到巴特勒矩阵电路100a的输出端口B2。位于第二行第一列中的天线202c耦合到巴特勒矩阵电路100a的输出端口B3，而位于第二行第二列中的天线202d耦合到巴特勒矩阵电路100a的输出端口B4。另外，位于第一行第三列中的天线202e耦合到输出端口B5，而位于第一行第四列中的天线202f耦合到输出端口B6。此外，位于第二行第三列中的天线202g耦合到输出端口B7，而位于第二行第四列中的天线202h耦合到输出端口B8。即，根据本实施例的相控阵列天线200a具有这样的布置，在该布置中，根据第一实施例的两行两列的两个相控阵列天线200被并排地布置以使得具有180°的相位差的信号可以被输入。
在这样的相控阵列天线200a中，要输出到相应的天线202a至202d的信号的相位具有如图19的下层中所示的值。具体地说，在信号被输入到巴特勒矩阵电路100a的输入端口C1的情况下，如图19的第二层的左侧所示，要从天线202a至202h输出的输出信号的相位按第一行第一列、第一行第二列、第一行第三列、第一行第四列、第二行第一列、第二行第二列、第二行第三列、第二行第四列的次序分别为90°、180°、270°、360°、0°、90°、180°和270°。另外，在信号被输入到巴特勒矩阵电路100a的输入端口C2的情况下，如图19的第二层的右侧所示，要从天线202a至202h输出的输出信号的相位按第一行第一列、第一行第二列、第一行第三列、第一行第四列、第二行第一列、第二行第二列、第二行第三列、第二行第四列的次序分别为180°、90°、0°、-90°、90°、0°、-90°和-180°。
即，在本实施例中，要从相应的天线202a至202h输出的输出信号的相位使得一行四列中各相移90°的天线被以90°的相位差布置在两行中。在本实施例中，这使得可以获得在右上、左上、右下和左下的四个方向上的方向性之间切换的相控阵列天线200a。
要注意的是，在以上描述中，相应的天线202a至202h被假定按两行四列布置，但是这不是限制性的；根据本实施例的相控阵列天线200a可以由按四行两列布置的天线202a至202h构成。
<<5.第四实施例>>
接着，参照图20和图21，给出组合有两个根据第三实施例的巴特勒矩阵电路100a的巴特勒矩阵电路100b的描述作为本公开的第四实施例。图20是根据本实施例的巴特勒矩阵电路100b的配置图，图21是描述要输出到相控阵列天线200b的信号的相位的示例的说明图，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100b应用到该相控阵列天线200b。
如图20所示，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100b包括两个根据第三实施例的巴特勒矩阵电路100a、四个输入端口D1至D4(第一端子至第四端子)和十六个输出端口B1至B16。另外，在巴特勒矩阵电路100b中，相应的输入端口D1至D4分别耦合到分配器118a至118d，相应的分配器118a至118d将信号均等地分配给巴特勒矩阵电路100a中的每一个电路的具有相同标号的输入端口C1至C4。此外，所分配的信号被输入到的巴特勒矩阵电路100a被耦合到十六个输出端口B1至B16。即，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100b包括根据第一实施例的四个巴特勒矩阵电路100。
这里，例如，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100b被应用于这样的相控阵列天线200b，在该相控阵列天线200b中，如图21的上层中所示，十六个天线被按四行四列布置。要注意的是，在相控阵列天线200b中，如图21的上层中所示，位于第一行第一列中的天线202a至位于第二行第四列中的天线202h分别耦合到巴特勒矩阵电路100b的输出端口B1至B8(天线侧端子)，类似于第三实施例。此外，位于第三行第三列中的天线202i耦合到巴特勒矩阵电路100b的输出端口B9；位于第三行第四列中的天线202h耦合到巴特勒矩阵电路100b的输出端口B10；位于第四行第三列中的天线202k耦合到输出端口B11；并且位于第四行第四列中的天线202m耦合到输出端口B12。另外，位于第三行第一列中的天线202n耦合到输出端口B13；位于第三行第二列中的天线202p耦合到输出端口B14；位于第四行第一列中的天线202q耦合到输出端口B15；并且位于第四行第二列中的天线202r耦合到输出端口B16。即，根据本实施例的相控阵列天线200b具有这样的布置，在该布置中，两个根据第三实施例的两行四列的相控阵列天线200a被垂直地布置。
要注意但是，同样在本实施例中，类似于第二实施例，天线202和要与其配对的天线202可以具有彼此反转180°的位置关系(形状)，从而构成每个巴特勒矩阵电路100的180°延迟电路106a和106d。即，同样在本实施例中，布置在每列的偶数行中的天线202可以具有布置在同一列的奇数行中的天线202的反转180°的形状。要注意的是，本实施例不限于此；例如，布置在每行的偶数列中的天线202可以具有布置在同一行的奇数列中的天线202的反转180°的形状。
在这样的相控阵列天线200b中，要输出到相应的天线202a至202r的信号的相位具有如图21的右侧所示的值。即，在本实施例中，要从天线202a至202r输出的输出信号的相位使得一行四列中各相移90°的天线被以90°的相位差布置在四行中。这使得有可能获得在右上、左上、右下和左下的四个方向上的方向性之间切换的相控阵列天线200b。
如上所述，根据本实施例的巴特勒矩阵电路100，包括按四行四列布置的十六个天线202的相控阵列天线200b还使得有可能进一步减小相控阵列天线200b的块的体积和功耗。此外，根据巴特勒矩阵电路100，包括按四行四列布置的十六个天线202的相控阵列天线200b还使得可以实现对称的辐射特性，类似于第一实施例。
要注意的是，在相控阵列天线200是通过如上述第三实施例和第四实施例中那样布置许多天线202而构成的情况下，从相控阵列天线200辐射的无线电波束的形状变锐利，因此增强了相控阵列天线200的方向性。相应地，在本公开的技术中，优选的是选择天线202的数量和布置来实现期望的方向性。
<<6.应用示例>>
上述技术(诸如根据本实施例的前端模块500，其中体积和功耗进一步减小)可以被安装在被要求减小体积和功耗的各种无线通信终端上，诸如移动电话、平板、可穿戴终端、笔记本PC(个人计算机)、移动路由器、车内无线模块(例如，汽车导航系统)、机器人、无人机和IC(集成电路)-TAG。即，根据本公开的技术适用于各种无线通信终端。要注意的是，在这样的情况下，由无线通信终端处理的信号不限于如上所述的毫米波。下面给出本实施例的各种应用示例的描述。
<6.1无线通信>
根据本公开的技术适用于控制实体、基站、终端设备等的无线通信单元。例如，控制实体可以被实现为任何类型的服务器，诸如塔式服务器、机架式服务器或刀片式服务器。另外，控制实体可以是要安装在服务器上的控制模块(例如，由一个管芯构成的集成电路模块或要插入到刀片式服务器的插槽中的卡或刀片)。
另外，例如，基站可以被实现为任何类型的eNB(演进节点B)，诸如宏eNB或小eNB。小eNB可以是覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、宏eNB或家庭(毫微微)eNB。替代地，基站可以被实现为节点B或另一类型的基站，诸如BTS(基地收发站)。基站可以包括控制无线通信的主体(也被称为基站设备)以及设置在与主体不同位置的一个或多个RRH(远程无线电头)。另外，稍后描述的各种类型的终端可以临时地或半永久地执行基站功能，从而作为基站操作。
另外，例如，终端设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板PC(个人计算机)、笔记本PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗类型移动路由器或数字相机)或车内终端(诸如汽车导航设备)。另外，终端设备可以被实现为执行M2M(机器对机器)通信的终端(也被称为MTC(机器类型通信)终端)。此外，终端设备可以是要安装在这样的终端上的无线通信模块(例如，由一个管芯构成的集成电路模块)。
[6.1.1.控制实体的应用示例]
图25是图示了根据本公开的技术所适用的服务器700的示意性配置的示例的框图。服务器700包括处理器701、存储器702、存储装置703、网络接口704和总线706。
处理器701可以是例如CPU(中央处理单元)或DSP(数字信号处理器)，并且控制服务器700的各种功能。存储器702包括RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)，并且存储要由处理器701执行的程序和数据。存储装置703可以包括诸如半导体存储器或硬盘的存储介质。
网络接口704是用于将服务器700耦合到无线通信网络705的无线通信接口。无线通信网络705可以是诸如EPC(演进分组核心)的核心网络，或者可以是诸如互联网的PDN(分组数据网络)。
总线706将处理器701、存储器702、存储装置703和网络接口704相互耦合。总线706可以包括不同速度的两个或更多个总线(例如，高速总线和低速总线)。
[6.1.2.基站的应用示例]
(第一应用示例)
图26是图示了本公开的技术所适用的eNB 800的示意性配置的第一示例的框图。eNB 800包括一个或多个天线810和基站装置820。天线810中的每个和基站装置820都可以经由RF线缆彼此耦合。
天线810中的每个都包括单个或多个天线元件(例如，构成MIMO(多输入多输出)天线的多个天线元件)，并且被用于由基站设备820发送和接收无线电信号。eNB 800包括如图26所示的多个天线810，该多个天线810可以对应于例如要由eNB 800使用的相应频带。要注意的是，图26图示了eNB 800包括多个天线810的示例，但是eNB 800可以包括单个天线810。
基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823和无线通信接口825。
控制器821可以是例如CPU或DSP，并且操作基站设备820的上层的各种功能。例如，控制器821从无线通信接口825处理的信号内部的数据生成数据分组，并且经由网络接口823传送生成的分组。控制器821可以通过绑定来自多个基带处理器的数据来生成绑定的分组，并且传送所生成的绑定的分组。另外，控制器821可以具有执行诸如以下控制的逻辑功能：无线电资源管理(Radio ResourceControl)、无线电载体控制(Radio BearerControl)、移动性管理(Mobility Management)、流入控制(Admission Control)或调度(Scheduling)。另外，该控制可以与外围eNB或核心网络节点结合执行。存储器822包括RAM和ROM，并且存储要由控制器821执行的程序和各种控制数据(例如，终端列表、传输功率数据、调度数据等)。
网络接口823是用于将基站设备820耦合到核心网络824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823与核心网络节点或其它eNB通信。在这样的情况下，eNB 800和核心网络节点或其它eNB可以通过逻辑接口(例如，S1接口或X2接口)彼此耦合。网络接口823可以是有线通信接口，或者可以是用于无线回传的无线通信接口。在网络接口823是无线通信接口的情况下，网络接口823可以使用比要由无线通信接口825使用的频带更高的频带来进行无线通信。
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案，诸如LTE(长期演进)或LTE-Advanced，并且经由天线810向位于eNB 800的小区内部的终端提供无线耦合。无线通信接口825通常可以包括基带(BB)处理器826、RF电路827等。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调、复用/解复用等，并且执行每层的各种类型的信号处理(例如，L1、MAC(介质访问控制)、RLC(无线电链接控制)和PDCP(分组数据收敛协议))。BB处理器826可以具有上述逻辑功能中的一些或全部来代替控制器821。BB处理器826可以是这样的模块，该模块包括存储通信控制程序的存储器、执行该程序的处理器以及相关联的电路；通过更新程序，BB处理器826的功能可以是可修改的。另外，该模块可以是要插入到基站设备820的插槽中的卡或刀片、或要安装在该卡或刀片上的芯片。同时，RF电路827可以包括混频器、滤波器、放大器等，并且经由天线810发送和接收无线电信号。
无线通信接口825包括如图26所示的多个BB处理器826，该多个BB处理器826可以对应于要由例如eNB 800使用的相应频带。另外，无线通信接口825包括如图26所示的多个RF电路827，该多个RF电路827可以对应于例如相应的天线元件。要注意的是，尽管图26图示了无线通信接口825包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例，但是无线通信接口825可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。
(第二应用示例)
图27是图示了本公开的技术所适用的eNB 830的示意性配置的第二示例的框图。eNB 830包括一个或多个天线840、基站设备850和RRH 860。天线840中的每个和RRH 860可以经由RF线缆彼此耦合。另外，基站设备850和RRH 860可以通过高速线(诸如光纤线缆)彼此耦合。
天线840中的每个包括单个或多个天线元件(例如，构成MIMO天线的多个天线元件)，并且被用于由RRH 860发送和接收无线电信号。eNB 830可以包括如图27所示的多个天线840，该多个天线840可以对应于要由例如eNB 830使用的相应频带。要注意的是，尽管图28图示了eNB 830包括该多个天线840的示例，但是eNB 830可以包括单个天线840。
基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855和耦合接口857。控制器851、存储器852和网络接口853类似于参照图26描述的控制器821、存储器822和网络接口823。
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案，诸如LTE(长期演进)或LTE-Advanced，并且经由RRH 860和天线840向位于对应于RRH860的扇区内部的终端提供无线耦合。无线通信接口855通常可以包括BB处理器856等。BB处理器856类似于参照图26描述的BB处理器826，除了BB处理器856经由耦合接口857耦合到RRH 860的RF电路864之外。无线通信接口855包括如图27所示的多个BB处理器856，该多个BB处理器856可以对应于要由例如eNB 830使用的相应频带。要注意的是，尽管图27图示了无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例，但是无线通信接口855可以包括单个BB处理器856。
耦合接口857是用于将基站设备850(无线通信接口855)耦合到RRH 860的接口。耦合接口857可以是用于通过将基站设备850(无线通信接口855)和RRH 860耦合的上述高速线进行通信的通信模块。
另外，RRH 860包括耦合接口861和无线通信接口863。
耦合接口861是用于将RRH 860(无线通信接口863)耦合到基站设备850的接口。耦合接口861可以是用于通过上述高速线进行通信的通信模块。
无线通信接口863经由天线840发送和接收无线电信号。无线通信接口863通常可以包括RF电路864等。RF电路864可以包括混频器、滤波器、放大器等，并且经由天线840发送和接收无线电信号。无线通信接口863包括如图27所示的多个RF电路864，该多个RF电路864可以对应于例如相应的天线元件。要注意的是，尽管图27图示了无线通信接口863包括多个RF电路864的示例，但是无线通信接口863可以包括单个RF电路864。
[6.1.3.移动终端的应用示例]
(第一应用示例)
图28是图示了本公开的技术所适用的智能电话900的示意性配置的示例的框图。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部耦合接口904、相机906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918和辅助控制器919。
处理器901可以是例如CPU或SoC(片上系统)，并且控制智能电话900的应用层和其他层的功能。存储器902包括RAM和ROM，并且存储要由处理器901执行的程序和数据。存储装置903可以包括诸如半导体存储器或硬盘的存储介质。外部耦合接口904是用于将外部装置(诸如存储卡或USB(通用串行总线)设备)耦合到智能电话900的接口。
相机906包括例如成像元件，诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)，并且生成捕获图像。传感器907可以包括例如传感器组，诸如定位传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入设备909包括例如触摸传感器(其检测显示设备910的屏幕上的触摸)、小键盘、键盘、按钮、开关等，并且接收用户输入的操作或信息。显示设备910包括诸如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器之类的屏幕以显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案，诸如LTE(长期演进)或LTE-Advanced，并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括BB处理器913、RF电路914等。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调、复用/解复用等，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路914可以包括混频器、滤波器、放大器等，并且经由天线916发送和接收无线电信号。无线通信接口912可以是集成BB处理器913和RF电路914的单芯片模块。如图28所示，无线通信接口912可以包括多个BB处理器913和多个RF电路914。要注意的是，尽管图28图示了无线通信接口912包括多个BB处理器913和多个RF电路914的示例，但是无线通信接口912可以包括单个BB处理器913或单个RF电路914。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口912还可以支持其他类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、紧邻无线通信方案或无线LAN(局域网)方案；在这样的情况下，无线通信接口912可以包括用于每个无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。
天线开关915中的每个在无线通信接口912中包括的多个电路(例如，用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的耦合目的地。
天线916中的每个包括单个或多个天线元件(例如，构成MIMO天线的多个天线元件)，并且被用于由无线通信接口912发送和接收无线电信号。智能电话900可以包括如图28所示的多个天线916。要注意的是，尽管图28图示了智能电话900包括多个天线916的示例，但是智能电话900可以包括单个天线916。
此外，智能电话900可以包括用于每个无线通信方案的天线916。在这样的情况下，可以从智能电话900的配置省略天线开关915。
总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部耦合接口904、相机906、传感器907、麦克风908、输入设备909、显示设备910、扬声器911、无线通信接口912和辅助控制器919相互耦合。电池918经由附图中部分用虚线指示的功率馈送线向图28所示的智能电话900的每个块供电。辅助控制器919例如在休眠模式下操作智能电话900的最小必要功能。
(第二应用示例)
图29是图示了本公开的技术所适用的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、GPS(全球定位系统)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入设备929、显示设备930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937和电池938。
处理器921可以例如是CPU或SoC，并且控制汽车导航设备920的导航功能和其他功能。存储器922包括RAM和ROM，并且存储要由处理器921执行的程序和数据。
GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来确定汽车导航设备920的位置(例如，维度、经度和海拔)。传感器925可以包括例如传感器组，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和气压传感器。数据接口926经由例如未图示的端子耦合到车载网络941，并且获取车辆侧产生成的数据，诸如车辆速度数据。
内容播放器927再现存储在插入到存储介质接口928中的存储介质(例如，CD或DVD)中的内容。输入设备929包括例如触摸传感器(检测显示设备930的屏幕上的触摸)、按钮、开关等，并且接收由用户输入的操作或信息。显示设备930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕以显示导航功能或要再现的内容的声音。扬声器931输出导航功能或要再现的内容的声音。
无线通信接口933支持任何蜂窝通信方案，诸如LTE或LTE-Advanced，并且执行无线通信。无线通信接口933通常可以包括BB处理器934、RF电路935等。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调、复用/解复用等，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路935可以包括混频器、滤波器、放大器等，并且经由天线937发送和接收无线电信号。无线通信接口933可以是集成BB处理器934和RF电路935的单芯片模块。如图29所示，无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。要注意，尽管图30图示了无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例，但是无线通信接口933可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口933还可以支持其他类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、紧邻无线通信方案或无线LAN(局域网)方案；在这样的情况下，无线通信接口933可以包括用于每个无线通信方案的BB处理器934和RF电路935。
天线开关936中的每个在无线通信接口933中包括的多个电路(例如，用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的耦合目的地。
天线937中的每个包括单个或多个天线元件(例如，构成MIMO天线的多个天线元件)，并且被用于由无线通信接口933发送和接收无线电信号。汽车导航设备920可以具有如图29所示的多个天线937。要注意的是，尽管图29图示了汽车导航设备920包括多个天线937的示例，但是汽车导航设备920可以包括单个天线937。
此外，汽车导航设备920可以包括用于每个无线通信方案的天线937。在这样的情况下，可以从汽车导航设备920的配置省略天线开关936。
电池938经由附图中部分用虚线指示的功率馈送线向图29所示的汽车导航设备920的每个块供电。另外，电池938储存从车辆侧馈送的功率。
另外，根据本公开的技术可以被实现为包括上述汽车导航设备920、车载网络941和车辆侧模块942的一个或多个块的车载系统(或车辆)940。车辆侧模块942生成车辆侧数据，诸如车速、引擎速度或故障信息，并且将所生成的数据输出到车载网络941。
<6.2车辆控制系统>
另外，例如，本公开的技术(诸如根据本实施例的前端模块500，其中体积和功耗进一步减小)可以被实现为要安装在任何种类的移动体(诸如汽车、电动车、混合电动车、摩托车、自行车、个人移动性设备、飞机、无人机、船舶、机器人、施工机械和农业机械(拖拉机))上的移动体控制装置。
图30是描绘车辆控制系统7000的示意性配置的示例的框图，该车辆控制系统7000作为可以应用根据本公开的实施例的技术的移动体控制系统的示例。车辆控制系统7000包括经由通信网络7010相互连接的多个电子控制单元。在图30中描绘的示例中，车辆控制系统7000包括驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元7200、电池控制单元7300、车外信息检测单元7400、车内信息检测单元7500和集成控制单元7600。将所述多个控制单元相互连接的通信网络7010可以是例如遵循任意标准(诸如控制器区域网络(CAN)、局部互连网络(LIN)、局域网(LAN)、FlexRay(注册商标)等)的车载通信网络。
控制单元中的每个包括：微型计算机，其根据各种程序执行算术处理；存储部分，其存储微型计算机执行的程序、用于各种操作的参数等；以及驱动电路，其驱动各种控制目标设备。该控制单元中的每个进一步包括：网络接口(I/F)，其用于经由通信网络7010与其他控制单元执行通信；以及通信I/F，其用于通过有线通信或无线电通信与车辆内部和外部的设备、传感器等执行通信执行通信。图30所示的集成控制单元7600的功能配置包括微型计算机7610、通用通信I/F7620、专用通信I/F 7630、定位部分7640、信标接收部分7650、车内设备I/F 7660、声音/图像输出部分7670、车载网络I/F 7680和存储部分7690。其他控制单元类似地包括微型计算机、通信I/F、存储部分等。
驱动系统控制单元7100根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元7100用作以下设备的控制设备：用于生成车辆的驱动力的驱动力生成设备，诸如内燃机、驱动电机等；用于将驱动力传送给车轮的驱动力传送机构；用于调整车辆的转向角度的转向机构；用于生成车辆的制动力的制动设备等。驱动系统控制单元7100可以具有作为防抱死制动系统(ABS)、电子稳定性控制(ESC)等的控制设备的功能。
驱动系统控制单元7100与车辆状态检测部分7110连接。车辆状态检测部分7110包括例如以下中的至少一个：陀螺仪传感器，其检测车身的轴向旋转移动的角速率；加速度传感器，其检测车辆的加速度；以及用于检测加速踏板的操作量、制动踏板的操作量、方向盘的转向角度、引擎速度或车轮转速等的传感器。驱动系统控制单元7100使用从车辆状态检测部分7110输入的信号来执行算术处理，并且控制内燃机、驱动电机、电动转向设备、制动设备等。
车身系统控制单元7200根据各种程序来控制提供到车身的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元7200用作用于以下设备的控制设备：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗设备或各种灯(诸如头灯、倒车灯、制动灯、转向灯、雾灯等)。在这种情况下，从作为钥匙的替代的移动设备发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元7200。车身系统控制单元7200接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁设备、电动窗设备、灯等。
电池控制单元7300根据各种程序来控制二次电池7310，该二次电池7310是用于驱动电机的电源。例如，将来自包括二次电池7310的电池设备的关于电池温度、电池输出电压、电池中剩余的电荷量等的信息供应电池控制单元7300。电池控制单元7300使用这些信号来执行算术处理，并且执行用于调节二次电池7310的温度的控制，或者控制提供给电池设备等的冷却设备。
车外信息检测单元7400检测关于包括车辆控制系统7000的车辆外部的信息。例如，车外信息检测单元7400与成像部分7410和车外信息检测部分7420中的至少一个连接。成像部分7410包括以下中的至少一个：飞行时间(ToF)相机、立体相机、单目相机、红外相机和其他相机。车外信息检测部分7420例如包括以下中的至少一个：环境传感器，其用于检测当前的大气状况或天气状况；以及外围信息检测传感器，其用于检测包括车辆控制系统7000的车辆的周边的另一个车辆、障碍物、行人等。
环境传感器例如可以是以下中的至少一个：检测雨水的雨滴传感器；检测雾的雾传感器；检测阳光的程度的阳光传感器；以及检测降雪的雪传感器。周边信息检测传感器可以是以下中的至少一个：超声传感器、雷达设备和LIDAR设备(光检测和测距设备或激光成像检测和测距设备)。成像部分7410和车外信息检测部分7420中的每个可以作为独立的传感器或设备被提供，或者可以作为其中集成多个传感器或装置的装置被提供。
图31描绘成像部分7410和车外信息检测部分7420的安装位置的示例。成像部分7910、7912、7914、7916和7918例如被布置在以下位置中的至少一个处：车辆7900的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置；以及车辆内部的挡风玻璃的上部部分上的位置。提供到前鼻的成像部分7910和提供到车辆内部的挡风玻璃的上部部分的成像部分7918主要获得车辆7900的前面的图像。提供到侧视镜的成像部分7912和7914主要获得车辆7900的侧面的图像。提供到后保险杠或后门的成像部分7916主要获得车辆7900的后面的图像。提供到车辆内部的挡风玻璃的上部部分的成像部分7918主要用于检测前面的车辆、行人、障碍物、交通标志、车道等。
顺便提及，图31描绘了相应的成像部分7910、7912、7914和7916的摄影范围的示例。成像范围a表示提供到前鼻的成像部分7910的成像范围。成像范围b和c分别表示提供到侧视镜的成像部分7912和7914的成像范围。成像范围d表示提供到后保险杠或后门的成像部分7916的成像范围。从上面看的车辆7900的鸟瞰图像可以通过例如重叠由成像部分7910、7912、7914和7916成像的图像数据而获得。
提供到车辆7900的前面、后面、侧面和拐角以及车辆内部的挡风玻璃的上部部分的车外信息检测部分7920、7922、7924、7926、7928和7930可以是例如超声传感器或雷达设备。提供到车辆7900的前鼻、车辆7900的后保险杠、后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部部分的车外信息检测部分7920、7926和7930可以是例如LIDAR装置。这些车外信息检测部分7920至7930主要用于检测前面的车辆、行人、障碍物等。
返回到图30，将继续描述。车外信息检测单元7400使成像部分7410对车辆外部的图像进行成像，并且接收成像的图像数据。另外，车外信息检测单元7400从连接到车外信息检测单元7400的车外信息检测部分7420接收检测信息。在车外信息检测部分7420是超声传感器、雷达设备或LIDAR设备的情况下，车外信息检测单元7400发送超声波、电磁波等，并且接收所接收的反射波的信息。基于接收的信息，车外信息检测单元7400可以执行检测物体(诸如人、车辆、障碍物、标志、道路表面上的字符等)的处理或检测到它们的距离的处理。车外信息检测单元7400可以基于接收的信息来执行识别降雨、雾、道路表面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于接收的信息来计算到车辆外部的物体的距离。
另外，基于接收的图像数据，车外信息检测单元7400可以执行识别人、车辆、障碍物、标志、道路表面上的字符等的图像识别处理或检测到它们的距离的处理。车外信息检测单元7400可以对接收的图像数据进行诸如失真校正、对齐等的处理，并且组合多个不同的成像部分7410成像的图像数据以产生鸟瞰图像或全景图像。车外信息检测单元7400可以使用成像部分7410成像的图像数据来执行视点转换处理，成像部分7410包括不同的成像部分。
车内信息检测单元7500检测关于车辆的内部的信息。车内信息检测单元7500例如与检测驾驶者的状态的驾驶者状态检测部分7510连接。驾驶者状态检测部分7510可以包括对驾驶者进行成像的相机、检测驾驶者的生物信息的生物传感器、收集车辆内部声音的麦克风等。生物传感器例如被布置在座位表面、方向盘等中，并且检测坐在座位上的乘员或握住方向盘的驾驶者的生物信息。基于从驾驶者状态检测部分7510输入的检测信息，车内信息检测单元7500可以计算驾驶者的疲劳程度或驾驶者的集中程度，或者可以确定驾驶者是否正在打盹。车内信息检测单元7500可以对通过收集声音而获得的音频信号进行诸如噪声取消处理等的处理。
集成控制单元7600根据各种程序来控制车辆控制系统7000内的整体操作。集成控制单元7600与输入部分7800连接。输入部分7800由能够供乘员进行输入操作的设备实现，该设备诸如例如，触摸板、按钮、麦克风、开关、操纵杆等。可以将由对通过麦克风输入的语音进行语音识别而获得的数据供应给集成控制单元7600。输入部分7800可以例如是使用红外线或其他无线电波的远程控制设备或支持车辆控制系统7000的操作的外部连接设备，诸如移动电话、个人数字助理(PDA)等。输入部分7800可以是例如相机。在这种情况下，乘员可以通过手势输入信息。替代地，可以输入通过检测乘员佩戴的可佩戴装置的移动而获得的数据。此外，输入部分7800可以例如包括输入控制电路等，其基于乘员等使用上述输入部分7800输入的信息来生成输入信号，并且将生成的输入信号输出到集成控制单元7600。乘员等输入各种数据，或者通过操作输入部分7800向车辆控制系统7000给出用于处理操作的指令。
存储部分7690可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)，ROM存储微型计算机执行的各种程序，RAM存储各种参数、操作结果、传感器值等。另外，存储部分7690可以由磁性存储设备(诸如硬盘驱动器(HDD)等)、半导体存储设备、光学存储设备、磁光存储设备等实现。
通用通信I/F 7620是广泛使用的通信I/F，该通信I/F调解与外部环境7750中存在的各种设备的通信。通用通信I/F 7620可以实现蜂窝通信协议(诸如全球移动通信系统(GSM(注册商标))、全世界微波接入互操作(WiMAX(注册商标))、长期演进(LTE(注册商标))、LTE-Advanced(LTE-A)等)或另一无线通信协议(诸如无线LAN(也被称为无线保真(Wi-Fi(注册商标))、蓝牙(注册商标)等)。通用通信I/F 7620可以例如经由基站或接入点连接到外部网络(例如，互联网、云网络或公司特定网络)上存在的装置(例如，应用服务器或控制服务器)。另外，通用通信I/F 7620可以使用例如对等(P2P)技术连接到车辆附近存在的终端(该终端是例如驾驶者、行人或商店的终端，或机器类型通信(MTC)终端)。
专用通信I/F 7630是支持被开发用于车辆中的通信协议的通信I/F。专用通信I/F7630可以实现标准协议，诸如例如，车辆环境中的无线接入(WAVE)(其是作为下层的电气与电子工程师协议(IEEE)802.11p和作为上层的IEEE 1609的组合)、专用短距离通信(DSRC)或蜂窝通信协议。专用通信I/F 7630通常实现作为包括以下通信中的一个或多个的概念的V2X通信：车辆和车辆之间的通信(Vehicle to Vehicle)、道路和车辆之间的通信(Vehicleto Infrastructure)、车辆和家庭之间的通信(Vehicle to Home)、以及行人和车辆之间的通信(Vehicle to Pedestrian)。
定位部分7640例如通过从全球导航卫星系统(GNSS)卫星接收GNSS信号(例如，从全球定位系统(GPS)卫星接收GPS信号)来执行定位，并且生成定位信息，该定位信息包括车辆的纬度、经度和海拔。顺便提及，定位部分7640可以通过与无线接入点交换信号来识别当前位置，或者可以从终端(诸如移动电话、个人手提电话系统(PHS)或具有定位功能的智能电话)获得位置信息。
信标接收部分7650例如接收从安装在道路等上的无线电站发送的无线电波或电磁波，从而获得关于当前位置、拥塞、封闭道路、必要时间等的信息。顺便提及，信标接收部分7650的功能可以包括在上述专用通信I/F 7630中。
车内设备I/F 7660是调解微型计算机7610和车辆内存在的各种车内设备7760之间的连接的通信接口。车内设备I/F 7660可以使用无线通信协议(诸如无线LAN、蓝牙(注册商标)、近场通信(NFC)或无线通用串行总线(WUSB))来建立无线连接。另外，车内设备I/F7660可以经由图中没有描绘的连接终端(以及线缆，如果必要的话)，通过通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI(注册商标))、移动高清链接(MHL)等来建立有线连接。车内设备7760可以例如包括以下中的至少一个：移动设备、乘员拥有的可穿戴设备以及携带到车辆中或者附接到车辆的信息设备。车内设备7760还可以包括搜索到任意目的地的路径的导航设备。车内设备I/F 7660与这些车内设备7760交换控制信号或数据信号。
车载网络I/F 7680是调解微型计算机7610和通信网络7010之间的通信的接口。车载网络I/F 7680遵循通信网络7010支持的预定协议来发送和接收信号等。
集成控制单元7600的微型计算机7610根据基于经由以下设备中的至少一个获得的信息的各种程序来控制车辆控制系统7000：通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位部分7640、信标接收部分7650、车内设备I/F 7660和车载网络I/F 7680。例如，微型计算机7610可以基于获得的关于车辆内部和外部的信息来计算用于驱动力生成设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并且将控制命令输出到驱动系统控制单元7100。例如，微型计算机7610可以执行意图实现高级驾驶者辅助系统(ADAS)的功能的协调控制，这些功能包括对于车辆的防撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆的碰撞的警报、车辆偏离车道的警报等。另外，微型计算机7610可以通过基于获得的关于车辆的周围环境的信息控制驱动力生成设备、转向机构、制动设备等来执行意图自动驾驶的协调控制，该控制使车辆在不依赖于驾驶者的操作等的情况下自主地行进。
微型计算机7610可以基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F7630、定位部分7640、信标接收部分7650、车内设备I/F 7660和车载网络I/F 7680中的至少一个获得的信息，生成车辆和对象(诸如周围建筑、人等)之间的三维距离信息，并且生成包括关于车辆的当前位置的周围环境的信息的局部地图信息。另外，微型计算机7610可以基于获得的信息来预测危险，诸如车辆的碰撞、行人等的靠近、进入封闭道路等，并且生成警报信号。警报信号可以是例如用于产生警报声音或点亮警报灯的信号。
声音/图像输出部分7670将声音和图像中的至少一个的输出信号发送给能够向车辆的乘员或车辆的外部视觉地或听觉地通知信息的输出装置。在图30的示例中，音频扬声器7710、显示部分7720和仪器面板7730被图示为输出设备。显示部分7720可以例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一个。显示部分7720可以具有增强现实(AR)显示功能。输出设备可以不同于这些设备，并且可以是另一装置，诸如耳机、可穿戴设备(诸如由乘员等穿戴的眼镜类型显示器)、投影仪、灯等。在输出设备是显示设备的情况下，该显示设备将通过微型计算机7610执行的各种处理获得的结果或从另一控制单元接收的信息以各种形式(诸如文本、图像、表格、曲线图等)进行视觉显示。另外，在输出设备是音频输出设备的情况下，音频输出设备将由再现的音频数据或声音数据等组成的音频信号转换为模拟信号，并且将该模拟信号听觉地输出。
顺便提及，在图30中描绘的示例中经由通信网络7010相互连接的至少两个控制单元可以被集成到一个控制单元中。替代地，每个单独的控制单元可以包括多个控制单元。此外，车辆控制系统7000可以包括图中没有描绘的另一控制单元。另外，以上描述中的控制单元之一执行的功能的一部分或全部可以被分配给另一控制单元。即，预定算术处理可以由控制单元中的任何一个执行，只要信息经由通信网络7010发送和接收即可。类似地，连接到控制单元之一的传感器或设备可以连接到另一控制单元，并且多个控制单元可以经由通信网络7010相互发送和接收检测信息。
<<7.总结>>
如上所述，根据本公开的技术，有可能进一步减小相控阵列天线200的块的体积和功耗，而且还可以实现对称的辐射特性。此外，有可能使根据本公开的技术的这样的巴特勒矩阵电路100作为无线通信单元或传感器安装在各种无线通信终端(诸如智能电话、平板、可佩戴终端、车内无线模块、机器人和无人机)中，其中该无线通信终端被要求减小体积和功耗。
<<8.补充>>
虽然以上已经参照附图详细给出了本公开的优选实施例的描述，本公开的技术范围不限于这样的示例。显而易见，本公开的领域的普通技术人员可以找到如权利要求中描述的技术构思的范围内的各种改变或修改，并且应理解，这些改变和修改自然地落在本公开的技术范围下。
另外，本文中所描述的效果仅仅是说明性的或示例性的，而不是限制性的。即，除了以上效果或代替以上效果，根据本公开的技术可以实现对于本领域技术人员来说从本说明书的描述显而易见的其他效果。
要注意的是，本公开的技术范围还包括以下配置。
(1)
一种巴特勒矩阵电路，包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
(2)
根据(1)所述的巴特勒矩阵电路，其中，所述第一90°混合耦合器至第四90°混合耦合器以及第一90°延迟电路和第二90°延迟电路由设在基板上的传输线构成。
(3)
根据(2)所述的巴特勒矩阵电路，其中，所述基板由玻璃基板或硅基板构成。
(4)
根据(1)或(2)所述的巴特勒矩阵电路，进一步包括：
第一180°延迟电路，所述第一180°延迟电路被设在第三90°混合耦合器和第三天线侧端子之间；以及
第二180°延迟电路，所述第二180°延迟电路被设在第四90°混合耦合器和第四天线侧端子之间。
(5)
一种相控阵列天线，包括：
一个或多个巴特勒矩阵电路；以及
阵列天线，所述阵列天线包括多个天线，
各个所述巴特勒矩阵电路包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器，并且
各所述天线分别耦合到各所述巴特勒矩阵电路的第一天线侧端子至第四天线侧端子。
(6)
根据(5)所述的相控阵列天线，包括：
一个所述巴特勒矩阵电路；以及
所述阵列天线，包括分别耦合到该巴特勒矩阵电路的第一天线侧端子至第四天线侧端子的四个天线。
(7)
根据(6)所述的相控阵列天线，其中，所述四个天线按两行两列布置。
(8)
根据(7)所述的相控阵列天线，其中，所述巴特勒矩阵电路进一步包括：
第一180°延迟电路，所述第一180°延迟电路被设在第三90°混合耦合器和第三天线侧端子之间；以及
第二180°延迟电路，所述第二180°延迟电路被设在第四90°混合耦合器和第四天线侧端子之间。
(9)
根据(8)所述的相控阵列天线，其中，在所述阵列天线中，布置在同一行中或同一列中的两个天线具有为彼此反转180°的关系的形状，从而形成所述第一180°延迟电路和第二180°延迟电路。
(10)
根据(9)所述的相控阵列天线，其中，
设置在第一行第一列中并且耦合到第一天线侧端子的第一天线和设置在第二行第一列中并且耦合到第三天线侧端子的第二天线具有为彼此反转180°的关系的形状，并且
设置在第一行第二列中并且耦合到第二天线侧端子的第三天线和设置在第二行第二列中并且耦合到第四天线侧端子的第四天线具有为彼此反转180°的关系的形状。
(11)
根据(5)所述的相控阵列天线，包括：
四个所述巴特勒矩阵电路中；以及
所述阵列天线，包括分别耦合到各所述巴特勒矩阵电路的各个所述天线侧端子的十六个天线。
(12)
根据(11)所述的相控阵列天线，其中，所述十六个天线按四行四列布置。
(13)
根据(12)所述的相控阵列天线，其中，在所述阵列天线中，
布置在每列的偶数行中的天线具有将布置在同一列的奇数行中的天线的反转180°而成的形状，或者
布置在每行的偶数列中的天线具有简爱那个布置在同一行的奇数列中的天线的反转180°而成的形状。
(14)
根据(11)至(13)中任一项所述的相控阵列天线，其中，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第一处理电路侧端子耦合到第一端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第二处理电路侧端子耦合到第二端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第三处理电路侧端子耦合到第三端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第四处理电路侧端子耦合到第四端子，并且
所述第一端子至第四端子耦合到包括开关电路的处理电路。
(15)
根据(14)所述的相控阵列天线，其中，所述第一处理电路侧端子至第四处理电路侧端子分别经由分配器耦合到第一端子至第四端子。
(16)
一种前端模块，包括：
巴特勒矩阵电路；
包括多个天线的阵列天线；以及
包括开关电路的处理电路，
所述巴特勒矩阵电路、阵列天线和处理电路相互堆叠，
所述巴特勒矩阵电路包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；以及
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
(17)
根据(16)所述的相控阵列天线，包括：
第一基板；以及
第二基板，
所述第一基板和第二基板相互堆叠，其中，
所述巴特勒矩阵电路被设在所述第一基板的第一表面上，
所述阵列天线被设在所述第一基板的第二表面上，并且
所述处理电路被设在所述第二基板上。
(18)
根据(17)所述的相控阵列天线，其中，所述巴特勒矩阵电路和每个所述天线通过设在第一基板中的通孔电耦合。
(19)
根据(19)所述的相控阵列天线，其中，所述巴特勒矩阵电路和每个所述天线通过设在第一基板中的缝隙电磁耦合。
(20)
一种安装有根据(1)至(4)中任一项所述的巴特勒矩阵电路的无线通信终端。
(21)
根据(1)至(4)中任一项所述的巴特勒矩阵电路，其中，所述巴特勒矩阵电路将发送的信号包括毫米波。
[标号列表]
100、100a、100b、600 巴特勒矩阵电路
102a、102b、102c、102d 90°混合耦合器
104a、104b 90°延迟电路
106a、106b、116a、116b、116c、116d 180°延迟电路
110a、110b、112a、112b 传输线
114a、114b、114c、114d、118a、118b、118c、118d 分配器
200、200a、200b、650 相控阵列天线
202、202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g、202h、202i、202j、202k、202m、202n、202p、202q、202r、810、840、916、937天线
300 前端块
302a、302b 开关
304a、304b 滤波器
306 LNA
308 PA
400、520、528、530 基板
402 前方向
404 轴
500 前端模块
502、504、506 层
508a、508b、508c、508d 贴片天线
510a、510b、510c、510d、522、524 通孔
512 导线
514 电极焊盘
516 布线
518 端子
526 凸块
532 缝隙
534、538 馈送焊盘
536 开口
602a、602b 45°延迟电路
700 服务器
701、901、921 处理器
702、822、852、902、922 存储器
703、903 存储装置
704、823、853 网络接口
705、7010 无线通信网络
706、917 总线
800 eNB
820、850 基站装置
821、851 控制器
825、855、863、912、933 无线通信接口
826、856、913、934 BB处理器
827、864、914、935 RF电路
857、861 耦合接口
860 RRH
900 智能电话
904 外部耦合接口
906、925 相机
907 传感器
908 麦克风
909、929 输入设备
910、930 显示设备
911、931 扬声器
915、936 天线开关
918、938 电池
919 辅助控制器
920 汽车导航装置
923 GPS模块
926 数据接口
927 内容播放器
928 存储介质接口
940 车载系统
941 车载网络
942 车辆侧模块
7000 车辆控制系统
7100 驱动系统控制单元
7110 车辆状态检测部分
7200 车身系统控制单元
7300 电池控制单元
7310 二次电池
7400 车外信息检测单元
7410、7910、7912、7914、7916、7918 成像部分
7420、7920、7921、7922、7923、7924、7925、7926、7928、7929、7930 车外信息检测部分
7500 车内信息检测单元
7510 驾驶者状态检测部分
7600 集成控制单元
7610 微型计算机
7620 通用通信I/F
7630 专用通信I/F
7640 定位部分
7650 信标接收部分
7660 车内设备I/F
7670 声音/图像输出部分
7680 车载网络I/F
7690 存储部分
7710 音频扬声器
7720 显示部分
7730 仪器面板
7750 外部环境
7760 车内设备
7800 输入部分
7900 车辆
A1、A2、A3、A4、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3、D4输入端口
B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16 输出端口
P1、P2、P3、P4 端口

Claims (18)

1.一种巴特勒矩阵电路，包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间；
第一180°延迟电路，所述第一180°延迟电路被设在第三90°混合耦合器和第三天线侧端子之间；以及
第二180°延迟电路，所述第二180°延迟电路被设在第四90°混合耦合器和第四天线侧端子之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
2.根据权利要求1所述的巴特勒矩阵电路，其中，所述第一90°混合耦合器至第四90°混合耦合器以及第一90°延迟电路和第二90°延迟电路由设在基板上的传输线构成。
3.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵电路，其中，所述基板由玻璃基板或硅基板构成。
4.一种相控阵列天线，包括：
一个或多个巴特勒矩阵电路；以及
阵列天线，所述阵列天线包括多个天线，
各个所述巴特勒矩阵电路包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间；
第一180°延迟电路，所述第一180°延迟电路被设在第三90°混合耦合器和第三天线侧端子之间；以及
第二180°延迟电路，所述第二180°延迟电路被设在第四90°混合耦合器和第四天线侧端子之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器，并且
各所述天线分别耦合到各所述巴特勒矩阵电路的第一天线侧端子至第四天线侧端子。
5.根据权利要求4所述的相控阵列天线，包括：
一个所述巴特勒矩阵电路；以及
所述阵列天线，包括分别耦合到该巴特勒矩阵电路的第一天线侧端子至第四天线侧端子的四个天线。
6.根据权利要求5所述的相控阵列天线，其中，所述四个天线按两行两列布置。
7.根据权利要求4所述的相控阵列天线，其中，在所述阵列天线中，布置在同一行中或同一列中的两个天线具有为彼此反转180°的关系的形状，从而形成所述第一180°延迟电路和第二180°延迟电路。
8.根据权利要求7所述的相控阵列天线，其中，
设置在第一行第一列中并且耦合到第一天线侧端子的第一天线和设置在第二行第一列中并且耦合到第三天线侧端子的第二天线具有为彼此反转180°的关系的形状，并且
设置在第一行第二列中并且耦合到第二天线侧端子的第三天线和设置在第二行第二列中并且耦合到第四天线侧端子的第四天线具有成彼此反转180°的关系的形状。
9.根据权利要求4所述的相控阵列天线，包括：
四个所述巴特勒矩阵电路；以及
所述阵列天线，包括分别耦合到各所述巴特勒矩阵电路的各个所述天线侧端子的十六个天线。
10.根据权利要求9所述的相控阵列天线，其中，所述十六个天线按四行四列布置。
11.根据权利要求10所述的相控阵列天线，其中，在所述阵列天线中，
布置在每列的偶数行中的天线具有将布置在同一列的奇数行中的天线反转180°而成的形状，或者
布置在每行的偶数列中的天线具有将布置在同一行的奇数列中的天线反转180°而成的形状。
12.根据权利要求9所述的相控阵列天线，其中，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第一处理电路侧端子耦合到第一端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第二处理电路侧端子耦合到第二端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第三处理电路侧端子耦合到第三端子，
每个所述巴特勒矩阵电路中的第四处理电路侧端子耦合到第四端子，并且
所述第一端子至第四端子耦合到包括开关电路的处理电路。
13.根据权利要求12所述的相控阵列天线，其中，所述第一处理电路侧端子至第四处理电路侧端子分别经由分配器耦合到第一端子至第四端子。
14.一种前端模块，包括：
巴特勒矩阵电路；
包括多个天线的阵列天线；以及
包括开关电路的处理电路，
所述巴特勒矩阵电路、阵列天线和处理电路相互堆叠，
所述巴特勒矩阵电路包括：
四个处理电路侧端子；
四个天线侧端子；
第一90°混合耦合器，所述第一90°混合耦合器耦合到第一处理电路侧端子和第二处理电路侧端子；
第二90°混合耦合器，所述第二90°混合耦合器耦合到第三处理电路侧端子和第四处理电路侧端子；
第三90°混合耦合器，所述第三90°混合耦合器耦合到第一天线侧端子和第三天线侧端子；
第四90°混合耦合器，所述第四90°混合耦合器耦合到第二天线侧端子和第四天线侧端子；
第一90°延迟电路，所述第一90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第三90°混合耦合器之间；
第二90°延迟电路，所述第二90°延迟电路被设在第一90°混合耦合器和第四90°混合耦合器之间；
第一180°延迟电路，所述第一180°延迟电路被设在第三90°混合耦合器和第三天线侧端子之间；以及
第二180°延迟电路，所述第二180°延迟电路被设在第四90°混合耦合器和第四天线侧端子之间，
所述第二90°混合耦合器直接耦合到第三90°混合耦合器和第四90°混合耦合器。
15.根据权利要求14所述的前端模块，包括：
第一基板；以及
第二基板，
所述第一基板和第二基板相互堆叠，其中，
所述巴特勒矩阵电路被设在所述第一基板的第一表面上，
所述阵列天线被设在所述第一基板的第二表面上，并且
所述处理电路被设在所述第二基板上。
16.根据权利要求15所述的前端模块，其中，所述巴特勒矩阵电路和每个所述天线通过设在第一基板中的通孔电耦合。
17.根据权利要求15所述的前端模块，其中，所述巴特勒矩阵电路和每个所述天线通过设在第一基板中的缝隙电磁耦合。
18.一种安装有根据权利要求1所述的巴特勒矩阵电路的无线通信终端。
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