CN112151964A - 使用基于开关的馈线功分器的移相器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及使用基于开关的馈线功分器的移相器。RF功分器被布置成使得RF输入信号被提供给并连接到将天线元件与无线电发射器/接收器/收发器相连的馈线的一部分，从而实现了馈线功分器。本文所描述的馈线功分器设有开关，该开关允许改变将RF输入信号馈送到馈线的点，该开关可以是基于半导体的开关或基于MEMS的开关。将RF输入信号提供给馈线以进行分流的点定义了RF能量沿着馈线功分器的各个路径传播的电气路径长度，这反过来又改变了在每个路径上实现的相移馈线功分器的输出。不同的天线元件可以耦合到馈线功分器的不同输出。

Description

使用基于开关的馈线功分器的移相器

相关申请的交叉引用

本申请与2019年6月26日提交的标题为“使用串联开关的馈线功分器的移相器”的PCT申请号PCT/CN2019/093016相关，在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及射频(RF)系统，并且更具体地涉及在此类系统中使用的移相器。

背景技术

无线电系统是指以电磁波形式在大约3千赫兹(kHz)至300吉赫兹(GHz)的RF范围内发送和接收信号的系统。无线电系统通常用于无线通信，蜂窝/无线移动技术是一个突出的例子。

移相器是提供可控制的RF信号相移的RF网络模块。移相器可用于相控阵中，在天线理论中，相控阵通常是指天线元件的电子扫描阵列，可产生无线电波束，该束无线电波可被电子指向不同方向而无需移动天线。在阵列天线中，来自发射机的RF电流以正确的相位关系被馈送到各个天线，从而使来自独立天线的无线电波加在一起以增加所需方向的辐射，而抵消以抑制不希望方向的辐射。在相控阵中，来自发射机的功率通过由计算机系统控制的移相器馈送到天线，移相器可以通过电子方式改变相位，从而将无线电波束转向不同的方向。

多种因素会影响RF系统中包含的移相器的成本、质量和耐用性。诸如空间/表面积之类的物理限制、以及法规可能施加的限制，可对移相器的要求或规格构成进一步的限制，因此设计移相器时必须权衡取舍和独创性。

附图说明

为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考以下描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1提供了根据本公开的一些实施例的具有使用基于开关的馈线功分器(feedline splitter)的移相器的天线设备的示意图；

图2提供了根据本公开的一些实施例的使用基于开关的馈线功分器的相移的示意图；

图3A提供了根据本公开的一些实施例的具有两个移相器的功分器的示意图，每个移相器被实现为基于开关的馈线功分器。

图3B和图3C提供根据本公开的一些实施例的图3A的功分器的示例印刷电路板(PCB)实施方式的不同视图；

图4提供了根据本公开的一些实施例的具有两个基于开关的馈线功分器移相器的功分器的示意图，其中，两个移相器的开关布置在单个裸片上或在单个封装中实现；

图5提供了根据本公开的一些实施例的具有三个移相器的功分器的示意图，每个移相器被实现为基于开关的馈线功分器。

图6提供了根据本公开的一些实施例的两个功分器的示意图，每个功分器具有一个实现为基于开关的馈线功分器的移相器和一个通过路径。

图7提供了根据本公开的一些实施例的具有四分之一波阻抗变换器以移调功分器的失配的移相器的示意图。

图8提供了根据本公开的一些实施例的四分之一波切换原理的图示；

图9提供了根据本公开的一些实施例的具有两个基于开关的馈线功分器移相器的功分器的示意图，该移相器具有四分之一波和切换到接地的实施方式。

图10提供了根据本公开的一些实施例的具有两个基于开关的馈线功分器移相器的功分器的示意图，该功分器具有四分之一波阻抗变换器并且没有切换到接地的实施方式。

图11提供了根据本公开的一些实施例的实现为基于开关的馈线功分器的移相器的示意图，该移相器具有四分之一波调谐和切换到接地的实施方式。

图12提供了根据本公开的一些实施例的实现为基于开关的馈线功分器的移相器的示意图，该移相器具有四分之一波和切换至接地的实现方式。

图13提供了根据本公开的一些实施例的具有并联电感器的静电放电(ESD)保护的示意图。

图14提供了根据本公开的一些实施例的具有四分之一波短截线的ESD保护的示意图。

图15提供了根据本公开的一些实施例的短截线带阻滤波器的示意图。

图16提供了根据本公开的一些实施例的短截线带通滤波器的示意图。

图17提供了示出根据本公开的一些实施例的示例数据处理系统的框图，该示例数据处理系统可以被配置为实现或控制使用基于开关的馈线功分器来实现相移的至少一部分。

具体实施方式

综述

本公开的系统、方法和设备每个都具有几个创新方面，没有任何一个单独地负责本文公开的所有期望属性。在以下描述和附图中阐述了本说明书中描述的主题的一种或多种实现方式的细节。

为了说明本文提出的在RF系统中使用基于开关的馈线功分器的移相器，首先了解在这种系统中可能起作用的现象可能是有用的。可以将以下基础信息视为可以适当地解释本公开的基础。提供这些信息仅出于解释的目的，因此，不应以任何方式解释为限制本公开及其潜在应用的广泛范围。

在无线电系统的上下文中，天线是一种设备，它充当在空间中无线传播的无线电波与在与发射器或接收器一起使用的金属导体中移动的电流之间的接口。在传输期间，无线电发射机可以向天线的端子提供电流，并且天线可以将电流的能量辐射为无线电波。在接收期间，天线可能会截取无线电波的某些功率，以便在其终端产生电流，该电流随后可能会被接收器放大。天线是所有无线电设备的基本组成部分，并用于无线电广播、广播电视、双向广播、通信接收器、雷达、手机、卫星通信和其他设备中。

具有单个天线元件的天线通常将广播一个辐射图，该辐射图在球面波前的所有方向上均等地辐射。相控天线阵列(通常也称为“相控阵”)通常是指天线的集合(其中个别天线通常称为“天线元件”)，这些天线用于将电磁能量聚焦在特定方向上，从而产生主波束。相控阵比单天线系统具有许多优势，例如高增益，执行定向控制的能力以及同步通信。因此，相控阵被广泛用于各种不同的应用中，例如在移动技术、蜂窝电话和数据、Wi-Fi技术、汽车雷达和飞机雷达中。

相控阵列的每个单独的天线元件可以辐射成球形，但是，总的来说，多个这样的天线元件可以通过相长和相消干涉在特定方向上产生波前(这种波前通常称为“主光束”)。即，通过小心地控制由不同天线元件辐射的信号的相位，不同天线元件的辐射方向图可以在所需方向上相长干涉，从而在该方向上产生主波束，同时在主光束方向以外的其他几个方向上产生破坏性干涉。因此，相控阵通常包括相移模块(也通常称为“移相器”)，该相移模块被配置为控制由不同天线元件辐射的信号的相位。

在一些常规实施方式中，相移在收发器中完成，其中术语“收发器”可以指通向天线元件的所有电路，并且可以包括上/下转换(UDC)电路(例如，配置为在发射(TX)路径中执行向上转换为无线传输的RF信号的混频器和/或配置为在接收(RX)路径中执行接收到的RF信号的下变频的混频器)、放大器(例如，可能包含在TX路径中的功率放大器(PA)和/或RX路径中包括的低噪声放大器(LNA))。术语“收发器”还可以指其他电路，例如滤波器，模数转换器(ADC)，数模转换器(DAC)，变压器以及通常与天线设备的UDC电路、放大器和RX/TX路径相关联的其他电路元件。当在收发器中完成相移时，通常单个收发器正在驱动天线阵列的单个天线元件(例如，可以使用64个收发器来驱动64个天线元件)。尽管这样的实现可以非常有效地实现相移，但是就组件成本、裸片面积和功耗而言，对于某些应用，使用如此多的收发器可能会过高地昂贵。

在其他常规实施方式中，与在收发器中使用机械移相器进行的相移相比，移相在更靠近天线元件的位置进行。这种机械移相器通常包括臂或某种其他机械部件，用于将RF输入信号耦合到各种电气路径，从而实现移相。通常，这样的机械移相器过大，可能不可靠，并且难以制造和定制给定应用。随着天线系统转向大规模多输入多输出(MIMO)体系结构，在天线设备中，越来越多的天线元件和更多的电子设备成为了一种宝贵的空间，而大型机械组件(如机械移相器)则利用了很多这种宝贵的空间。另外，机械移相器在实现期望的相移方面可能很慢。

本公开的各种实施例提供了旨在改善上述一个或多个挑战的系统和方法，以实现天线阵列中的相移，例如但不限于第五代蜂窝(5G)或毫米波技术的相控天线阵列。

在本公开的一个方面中，示例性移相器(在本文中也称为“相移模块”)包括RF功分器，其中术语“RF功分器”是指在两个或更多个输出端口之间分配RF输入信号(RFin)的功率的传输部件。布置RF功分器，使得RF输入信号通过第一条馈线提供，并在两条或更多条其他馈线中分解为RF信号，从而实现“馈线功分器”。如本文所用，术语“馈电线”(有时也称为“Feedline”或“Feeder”)可以指电缆或其他传输线的将天线元件与无线电发射机、无线电接收机或收发机(例如，可以通过该有线通信介质/线路向天线元件发送射频信号或从天线元件发送射频信号的有线通信介质/线路)耦合的任何部分。在传输期间(或在TX模式下用不同的措词)，可以使用给定的馈线从发射机(或从收发机的TX路径)向至少一个天线元件发射RF输入信号(例如RF电流)，在该天线元件中，RF信号作为无线电波辐射(即无线传输)。在接收RF波期间(或在RX模式下用不同的措词)，可以使用给定的馈线将通过接收的无线电波在天线元件中感应的RF信号(例如RF电压)传输到接收器(或到收发器的RX路径)。为了有效地传送RF信号，馈电线可以由通常称为“传输线”的专用类型的电缆制成，其中，传输线的一些示例可以包括同轴电缆、双引线、梯形线和微波频率波导(例如，共面波导)。

示例性移相器可以包括开关装置，该开关装置被配置为将第一馈送线电耦合至第二馈送线的两个相对端之间的耦合点，从而在第一馈电线上传输的RF信号的功率包括(例如是)在第二馈电线的第一部分上传输的RF信号的功率和在第二馈电线的第二部分上传输的RF信号的功率之和。第一部分是第二馈电线的耦合点和第二馈电线的第一端之间的一部分(其中，在操作中，第一天线元件耦合到第二馈电线的第一端)。第二部分是第二馈电线的耦合点和第二馈电线的第二端之间的一部分(其中，在操作中，第二天线元件耦合到第二馈电线的第二端)。所述开关装置可以包括多个开关，使得所述开关装置可以取决于所述多个开关中的每个开关的每个状态而操作/处于多个不同状态中的一个，其中，当开关装置处于其第一状态时，耦合点可以位于第二馈线的两个相对端之间的多个不同的预定位置的第一位置，并且当开关装置处于多个状态中的第二状态时，耦合点位于多个位置中的第二位置。因此，开关布置可以允许取决于多个开关的构造(例如，取决于哪些开关断开和哪些开关闭合)来改变耦合点的位置。换句话说，耦合点的位置基于开关装置所处的状态，该状态取决于多个开关的配置。改变耦合点的位置有利地允许改变当在第二馈电线的给定部分上传输时RF信号经历的相移。在一些实施例中，多个这样的移相器可以被包括在单个天线装置中。

特别地，本文所述的移相器基于几种认识。一个是可以将相应的(即，不同的)天线元件耦合到馈线的两个或更多个分开的部分的每一端。另一个是移相器可以设置有开关装置，该开关装置包括多个开关(因此，此类移相器可以称为“基于开关的”)，这些开关允许改变此处称为“耦合点”的点的位置，在该点处，第一馈电线中的RF信号被分成在第二馈电线的相应部分上传输的两个RF信号。耦合点的位置定义了RF能量沿第二馈线的每个相应部分向下传播的电路径长度，继而改变了在该部分的输出端实现的相移(因此，基于开关的馈电本文所述的分线器可用于实现移相器。在各种实施例中，本文所述的开关装置的各种开关可以被实现为基于半导体的开关(例如，晶体管、绝缘体上硅(SOI)器件、PIN二极管或其他基于半导体的开关元件)或基于微机电系统(MEMS)的开关，或任何机械开关元件，例如电磁继电器。本文所述的移相器所基于的另一种认识是，可以布置开关装置和沿着第二馈电线的耦合点，使得在第二馈电线的两个相对端的输出处实现的相移可以彼此互补或微分。例如，在第二馈电线的第一部分上传输的RF信号可经历θ的相移，而在第二馈电线的第二部分上传输的RF信号可经历-θ的相移。例如，由第二馈电线的第一部分实现的相移可以是35度(°)，而由第二馈电线的第二部分实现的相移可以是-35°。

使用如本文所述的基于开关的馈线分离器的移相器可以提供各种优点。例如，将不同的天线元件耦合到馈线分离器的不同输出有利地允许使用单个收发器来操作两个或更多个天线元件(例如，与RF输入信号在其上被分离的输出路径一样多的天线元件)。在另一个示例中，使用开关装置将RF输入信号耦合到馈线分离器有利地允许改变将RF输入信号分离成两个或更多个路径的点，这继而，可以改变耦合到不同天线元件的馈线功分器输出的相移。以这种方式，与上述在收发器中完成相移的传统实现方式相比，可以使用更少的收发器来操作(例如，以变速箱模式行驶)给定数量的天线元件。例如，如果馈线功分器将RF输入信号分成2条路径，并且在每条路径上都包含一个将RF输入信号的分离部分耦合到相应馈线的开关布置(因此，进一步执行RF分离)，然后，可以使用单个收发器的RF输入信号将相移后的RF信号部分提供给4个不同的天线元件(因为每条馈线都有2个端部/输出，每个端部耦合到不同的天线元件，并且有2条路径提供了各自的馈线以及相应的开关)。因此，在这样的示例中，仅16个收发器可用于驱动64个天线元件(因为每个收发器可驱动4个天线元件，并且4*16＝64)。因此，与在收发器中进行相移的常规实现方式相比，使用本文所述的基于开关的馈线分离器的移相器的各种实施例可以在组件成本，管芯面积和功耗方面提供显着的改进。另一方面，使用本文所述的基于开关的馈线分离器的移相器的各种实施例也可以提供相对于上述机械移相器的显着改进，例如在尺寸、实现期望的相移的时间、以及制造的便利性方面。

应该注意的是，相对于TX路径，或者在收发器和天线元件的TX操作模式下，提供了使用基于开关的馈线分离器的移相器的一些描述。当移相器以TX模式工作时，RF输入信号RFin从收发器提供给第一馈线，随后在第二馈线中被分成两个或更多的分割部分，RF信号RFin的一部分为在移相器的多个输出端提供的信号被提供给相应的天线元件以进行无线发送。然而，这些描述同样适用于这样的移相器在RX路径中或者在收发器和天线元件的RX操作模式下工作的情况。当移相器以RX模式工作时，天线元件接收无线RF信号，并在第二馈电线的两个或更多部分上将其作为电信号提供，以在第二馈电线耦合到第一馈电线的点被组合成单个RF信号。在这种情况下，由第二馈电线的不同部分实现的相移类似于TX模式的相移。

在一些实施方式中，如本文所述的移相器可以用于执行相控阵校准以实现在5G相控阵中使用的不同UDC电路之间的相位同步(例如，以补偿、减少或消除相位失配)。在各种实施例中，术语“UDC电路”可用于包括这样的频率转换电路(例如，配置为对无线传输进行RF信号的上变频的混频器，配置为对接收的RF信号进行降频的混频器，或者两者)以及此术语的广义含义中可能包含的任何其他组件，例如滤波器、ADC、DAC、变压器和通常与混频器结合使用的其他电路元件。在所有这些变体中，术语“UDC电路”涵盖了其中UDC电路仅包括与TX路径相关的电路元件的实施方式(例如，只有上变频混频器，而没有下变频混频器；在这样的实施方式中，UDC电路可用作/在RF发射机中/用于生成RF信号进行传输，例如，UDC电路可以使校准探针或连接到UDC电路的天线阵列的天线元件能够起作用，或者用作发射器)、UDC电路仅包含与RX路径相关的电路元件的实施方式(例如，仅下变频混频器，而不是上变频混频器；在这样的实施方式中，UDC电路可以用作/在RF接收机中以下变频所接收的RF信号，例如，UDC电路可以使连接到UDC电路的校准探针或天线阵列的天线元件起作用，或者用作接收器)，以及UDC电路同时包含TX路径的电路元件和RX路径的电路元件的实施方式(例如，上变频混频器和下变频混频器；在这样的实施方式中，UDC电路可以用作/在RF收发器中，例如，UDC电路可以使校准探针或连接到UDC电路的天线阵列的天线元件能够用作或用作收发器。)。

如本领域技术人员将理解的，本公开的各方面，特别是使用如本文所述的基于开关的馈线功分器的移相器的各方面，可以以各种方式来体现–例如作为一种方法、一种系统、一种计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码)或结合了软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中通常都被称为“电路”、“模块”或“系统”。可以将本公开中描述的功能实现为由一台或多台计算机的一个或多个硬件处理单元，例如一个或多个微处理器执行的算法。在各种实施例中，本文描述的任何方法的不同步骤和步骤的一部分可以由不同的处理单元执行。此外，本公开的方面可以采取一种计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在一个或多个计算机可读介质中，优选地是非暂时性的，其上存储有例如嵌入的计算机可读程序代码。在各种实施例中，例如可以将这样的计算机程序下载(更新)到现有设备和系统(例如，下载到现有无线通信发射机，接收机，收发机，移相器和/或其控制器等)或在制造这些设备和系统时将其存储。

以下详细描述给出了特定某些实施例的各种描述。但是，本文所述的创新可以以多种不同的方式体现，例如，如权利要求书或所选示例所定义和涵盖的那样。在以下描述中，参考附图，其中相似的附图标记可以指示相同或功能相似的元件。将理解的是，附图中示出的元件不必按比例绘制。此外，将理解的是，某些实施例可以包括比图中示出的更多的元件和/或图中示出的元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适的组合。

该描述可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”，其可以分别指代相同或不同实施例中的一个或多个。除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述一个共同的对象，仅表示正在引用相同对象的不同实例，并不意味着这样描述的对象必须在时间、空间、等级或任何其他方式上以给定的顺序进行。使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施例的各个方面，以将其工作的实质传达给本领域其他技术人员。术语“基本上”、“大约”、“大概”等可用于通常指的是基于本文所述或本领域已知的特定值的上下文，在目标值的+/-20％范围内。为了本公开的目的，短语“A和/或B”或符号“A/B”表示(A)、(B)或(A和B)。为了本公开的目的，短语“A、B和/或C”是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)。当参考测量范围使用时，术语“在...之间”包括测量范围的末端。如本文所用，符号“A/B/C”是指(A、B和/或C)。

使用本领域技术人员通常用来向本领域其他技术人员传达其工作实质的术语来描述说明性实施例的各个方面。例如，术语“连接”是指所连接的物体之间的直接电连接，而没有任何中间设备/组件，而术语“耦合”是指所连接的物体之间的直接电连接，或者是通过一个或多个无源或有源中间设备/组件的间接电连接。在另一示例中，术语“电路”是指被布置为彼此协作以提供期望功能的一个或多个无源和/或有源组件。有时，在本说明书中，可以省略术语“电路”(例如，可以将移相器电路简称为“移相器”等)。如果使用的话，术语“基本上”、“大约”、“大概”等可以用来通常指基于本文所述或本领域已知的特定值的上下文在目标值的+/-20％以内，例如，在目标的+/-10％以内。

具有使用基于开关的馈线功分器的移相器的示例天线设备

图1提供了根据本公开的一些实施例的天线设备100的示意图，例如相控阵系统/设备。如图1所示，系统100可以包括天线阵列，该天线阵列包括多个天线元件110、多个收发器120和多个移相器130。

每个移相器130可包括封闭在图1所示的虚线轮廓内的，用于一个移相器130(用附图标记“130”标记的那个)的组件。移相器130中的任何一个都可以是如本文所述的基于开关的馈线分离器，其细节在下面提供，例如参考图2和后续附图。在一些实施例中，两个或多个这样的移相器130可以在功分器140中组合，如图1所示，具有多个功分器140，每个功分器140包括2个移相器130(但是，通常，功分器140可以包括多个移相器130中的任何一个)。每个功分器140可包括封闭在图1所示的虚线轮廓中的一个功分器140之一的组件(用附图标记“140”标记的一个)。

在图1中，只有天线元件110之一，收发器120之一，移相器130之一和功分器140之一用附图标记来标记，以使附图不混乱。图1中示出的示例示出了64个天线元件110。在一些实施例中，这样的天线元件110可以被布置成列，例如，每个天线列对应于收发器120中的不同的一个。因此，在一些实施例中，由于图1所示的示例示出了16个收发器120，所以64个天线元件110可以被布置成16列。每列或每个收发器120可以有2个移相器130，因此总共有32个移相器130。

除非另有说明，否则虽然在图1和后续附图中可以显示一定数量的组件，但应将这一数量理解为一个特定实施例的示例，并且在其他实施例中，可以使用比所示的更多的组件或更少的组件，所有这些实施例均在本公开的范围内。例如，图1示出了64个天线元件110、16个收发器120、32个移相器130和16个功分器140的示例，但是在其他实施例中，可以在天线设备100中使用比图1所示的组件更多或更少的组件。

通常，每个天线元件110可以包括一个或多个辐射元件或无源元件(其中图1的示例示出了在每个天线元件110内的3个这样的元件，如叉号所示，但是在其他实施例中，任何一个或多个这样的元件可以被包括在每个天线元件110内)。例如，天线元件110可以包括偶极子、开放式波导、开槽波导、微带天线、贴片天线等。在一些实施例中，天线元件110可以包括被配置为无线地发送和/或接收RF信号的任何合适的元件。尽管在附图中示出的一些实施例示出了一定数量的天线元件110，但是应当理解，可以利用任何数量的两个或更多个天线元件的阵列来实现这些实施例。此外，尽管本公开可以将某些实施例讨论为一种类型的天线阵列，但是应当理解，在此公开的实施例可以用不同类型的天线阵列来实现，例如时域波束形成器、频域波束形成器、动态天线阵列、天线阵列、无源天线阵列等等。

每个收发器120可包括封装在图1所示的虚线轮廓内的、用于一个收发器120(用附图标记“120”标记的一个)的组件。如图1所示，收发器120可以包括开关122，以将路径从对应的移相器130切换到收发器120的RX路径或TX路径。尽管在图1中示出了在RX路径和TX路径之间切换的开关(即，开关122)，在收发器120的其他实施例中，可以使用其他部件代替开关122，例如双工器。同样如图1所示，收发器120的TX路径可以包括滤波器124-1、放大器(例如，PA)126-1，以及被配置为提供要由PA 126-1放大的信号的TX电路128-1。类似地，如图1所示，收发器120的RX路径可以包括滤波器124-2、放大器(例如，LNA)126-2，以及被配置为从LNA 126-2接收信号的RX电路128-2。

在各种实施例中，TX和RX电路128-1、128-2(它们一起可以被称为TX/RX电路128)可以包括上变频器和/或下变频器电路。特别地，TX电路128-1可以包括上变频器电路，而RX电路128-2可以包括下变频器电路，其一起可以形成UDC电路。

TX电路128-1的上变频器电路可以包括混频器(其可以被称为“上变频混频器”)，该混频器可以具有至少两个输入和一个输出。上变频混频器的两个输入可以包括指示(例如，可以包括或可以是)本地振荡器(LO)信号的输入信号，以及较低频率的TX信号，例如，中频(IF)的TX信号。上变频混频器的输出可以耦合到PA 126-1。上变频混频器可以被配置为在其第一输入处接收IF TX信号(即，较低频率，例如IF，由天线阵列发送的信号)并在其第二输入处接收LO信号，并且混合这两个信号以将IF TX信号上变频为所需的RF频率，产生上变频的RF TX信号以提供给PA 126-1。PA 126-1被配置为放大向其提供的上变频的RF TX信号，并经由移相器130将其提供给一个或多个天线元件110，可能经过可选的滤波器124-1进行滤波。

RX电路128-2的下变频器电路可以包括混频器(可以称为“下变频混频器”)，该混频器可以具有至少两个输入和一个输出。降频混频器可以至少具有两个输入和一个输出。下变频混频器的两个输入可以包括来自LNA126-2的输入和指示LO信号的输入信号。下变频混频器的输出可以是下变频信号，例如可以是IF信号。下变频混频器可以被配置为在已经被LNA126-2放大之后，在其第一输入处从收发器120的RX路径接收RF RX信号，并且在其第二输入处接收LO信号，以及将这两个信号混合以将RF RX信号下变频为较低的频率，从而产生下变频的RX信号，例如，IF处的RX信号。

如在通信和电子工程中已知的，IF是载波可以作为传输或接收的中间步骤而被移动到的频率。可以通过在称为外差的过程中将载波信号与LO信号混合来创建IF信号，从而产生差频或拍频信号。出于多种原因，转换为IF可能很有用。原因之一是，当使用几级滤波器时，都可以将它们全部设置为固定频率，这使得它们更易于构建和调整。另一个原因是低频晶体管通常具有较高的增益，因此可能需要较少的级数。另一个原因是提高频率选择性，因为在较低的固定频率下更容易制作尖锐的选择性滤波器。

还应当注意，尽管本文提供的一些描述将一些信号称为IF信号，但是这些描述同样适用于这些信号是基带信号的实施例。在这样的实施例中，上变频和下变频混频器的频率混合可以是零中频混合(也称为“零中频转换”)，其中用于执行混合的LO信号的中心频率可能在RF RX/TX频率范围内。

尽管未在图1中具体示出，但是在其他实施例中，收发器120可以进一步包括在TX和RX路径中的每个路径中的平衡器，该平衡器被配置为缓解由于失配导致的同相(I)和正交(Q)信号不平衡。此外，尽管在图1中也未具体示出，但是在其他实施例中，天线设备100可以包括如本文所述的天线元件110、收发器120和移相器130的组合的其他实例。在一些这样的实施例中，移相器130可以用于在天线设备100的不同TX/RX电路128之间执行相位同步/匹配。

天线设备100可以在特定方向上引导包括天线元件110的天线阵列的电磁辐射方向图，从而使天线阵列能够在该方向上生成主波束而在其他方向上生成旁瓣。可以基于基于发射信号的相位的发射RF信号的建设性推论来产生辐射图的主光束。旁瓣电平可以由天线元件发送的RF信号的幅度确定。天线设备100可以通过使用如本文所述的移相器130为天线元件110，例如提供移相器设置来生成期望的天线方向图。

使用基于开关的馈线功分器的移相器

在图2中示出了使用基于开关的馈线功分器的相移的更多细节。具体而言，根据本公开的一些实施例，图2示出了可以是或包含在图1中所示的任何相移器130的示例的相移器230。

如图2所示，移相器230可以包括第一馈线231和第二馈线232。可以在移相器230的输入处将RF输入信号234提供给第一馈送线231。馈送线231可以耦合到第二馈送线232的在此称为“耦合点”的点，因此，RF输入信号234被分成RF输出信号236-1和236-2，它们可以提供在移相器230的两个输出上。特别地，第一馈电线231可以耦合到可以包括多个开关240的开关装置(例如，多路复用器)238，其可以用来将RF输入信号234选择性地连接到馈线232上的不同耦合点(即，开关装置238可用于选择馈电线232上的耦接点的位置中的一个，以将第一馈电线231耦接至)。例如，在一些实施例中，开关装置238可以包括四个开关，在图4中显示为开关240-1、240-2、240-3和240-4，它们可以配置为在四个耦合点242之一处将馈线231耦合到馈线232，在图4中被示为耦合点242-1、242-2、242-3和242-4。每个开关240可以处于两种状态之一。在第一状态(例如，闭合)中，开关240使RF输入信号234的一部分能够通过开关发送，并且在第二状态(例如，断开)中，开关240禁用RF输入信号234的一部分的传输。在某些实施例中，开关装置238可以使得，在移相器230的操作期间，开关240中的一个可以闭合，而其他开关240可以断开。以这种方式，开关装置238可以在闭合开关耦合到馈线232的位置处的耦合点242处将第一馈线231中的RF输入信号234耦合到馈线232。。

尽管在图2中示出了四个开关240，但是在其他实施例中，可以使用任何其他数量的两个或更多个开关240。此外，不同的耦合点242的数量不必等于开关240的数量，并且在进一步的实施例中，开关装置238可包括任意数量的两个或更多个开关240，其布置成使得开关装置238可以在馈线232的两个相对端之间的多个不同的耦合点242中的任何一个处将馈线231耦合到馈线232。

馈线232可以具有两个分支/部分，这意味着RF输入信号234在馈电线231耦合到馈电线232的点(即，在耦合点242)进入馈电线232的分支。。如同样在图2中提供的图示250所示，如果所有分支的阻抗(例如两个分支的阻抗256-1和256-2)相同，则输入254提供的信号的功率可以被平均分配。因此，RF输入信号234的功率可以在第一分支256-1中的RF输出信号236-1和第二分支256-2中的RF输出信号236-2之间平均分配，即50％和50％。在一些实施例中，输入线254到馈线232的阻抗(即，支持RF输入信号234传播的线路)可以是50欧姆(Ω)。在一些实施例中，为了使功分器的阻抗为50Ω，可以将分支256-1和256-2中的每一个的阻抗设置为等于功分器阻抗的平方根，例如对于50Ω功分器为70.71Ω。为了避免阻抗失配损失，可能需要使功分器的阻抗为50Ω。如果将两条输出线设计为70.71Ω(50*√2)，则进入信号分离点的阻抗看起来就像50Ω，因此不会引入失配损耗。

图2还提供了图示260，其示出了点262，耦合到馈线232的输入线234，从而将馈线232分成两个(或更多个)分支256，可以用于定义由每个分支256实现的相移。具体地，RF输入信号234被提供给馈线232以被分路的点262定义了分路信号的RF能量将沿着馈线功分器的每个相应路径/分支256行进的电路径长度，其反过来改变在馈线功分器的每个输出处实现的相移。例如，如图260中所示，可以在分支256-1上实现35度(°)的相移，并且可以在分支256-2上实现105°的相移。每个分支256可以耦合到相应的天线元件110，也如图2的图示260所示。在如图260所示的馈线分离器的其他实施例中，馈线232的长度可以是这样的，使得将馈线231耦合到馈线232上的耦合点的预定义位置之一可以对于来自第一分支256-1的输出RF信号236-1实现一定角度θ的最终相移，并且对于来自第一分支256-2的输出RF信号236-2实现角度-θ的相移。在移相器230中，如果馈线连接点之间的线长可以实现45°的相移，并且在开关240-1接通而其他断开的情况下，如果假设相移相对于第一或零相移状态，则θ可以为0°，-θ可以为0°。在开关240-2接通而其他开关断开的情况下，θ可以为+45°，-θ可以为-45°。在开关240-3接通而其他开关断开的情况下，θ可以为+90°，-θ可以为-90°。在开关240-4接通而其他开关断开的情况下，θ可以为+135°，-θ可以为-135°。这样，说明了该方法的差异性。这也在图2中也提供的示意图270中示出，其示出单个开关240可以从RF输入信号234产生两个差分相移信号236-1和236-2。通过在传输线(例如，馈线232)上的不同点处馈送RF输入信号234，可以产生差分相移(即，一个分支中的θ的相移和另一分支中的-θ的相移)。可以通过闭合开关装置238的开关240之一来控制RF输入信号234被馈送到传输线的点。因此，如在移相器230中以角度θ₁、θ₂、θ₃和θ₄示意性地指示的，闭合第一开关240-1可分别为输出信号236-1和236-2产生θ₁和–θ₁的差分相移，闭合第二开关240-2可分别为输出信号236-1和236-2产生θ₂和-θ₂的差分相移，闭合第三开关240-3可分别为输出信号236-1和236-2产生θ₃和–θ₃的差分相移，并且闭合第四开关240-4可分别为输出信号236-1和236-2产生θ₄和-θ₄的差分相移。

通常，开关装置238可以是可以将输入信号(例如，RF输入信号234)连接到传输线(例如，馈线232)的任何开关设备，其中，输入信号的RF功率可以分为两个或更多分支，连接点可以改变，从而使信号进行差分相移。在各种实施例中，开关240中的任何一个可以被实现为半导体开关(例如，晶体管、SOI器件、PIN二极管或其他基于半导体的开关元件)或MEMS开关。通常，开关240中的不同开关可以被实现为不同类型的开关，例如，开关之一可以被实现为PIN二极管，而另一开关可以被实现为MEMS开关。通常，MEMS开关可以被实现为可以物理地形成或断开电接触的微米级机械可动元件。在一些实施方式中，就传输损耗、线性、功率处理和驱动功率而言，MEMS开关可以优于诸如PIN、SOI等的其他RF开关技术。

具有多个移相器的功分器的示例

图3A提供了根据本公开的一些实施例的具有两个移相器130的功分器340的示意图，每个移相器130被实现为基于开关的馈线功分器。根据本公开的一些实施例，功分器340可以是图1所示的功分器140的示例。如图3A所示，功分器340是2x开关功分器(即，它包括两个移相器130)。每个移相器130的每个馈线的输出可以耦合到不同的天线元件110，如例如参考图2所示的图示260所描述的。如图3A所示，RF输入信号234首先可以在两个分支356-1和356-2之间分配为50/50，每个分支356可包括相应的相应移相器130(在图3A中示为分支356-1中的移相器130-1和分支356-2中的移相器130-2)。然后，借助于每个移相器130，将RF信号进一步分成两个输出信号236-1和236-2，如参考图2所述。以这种方式，RF输入信号234的功率可以被分成4个RF输出信号，每个RF输出信号具有RF输入信号234的功率的四分之一。例如，考虑到RF输入信号234是22Watt(W)信号，然后首先在分支356-1和356-2中将此功率分配为两个11W(22W/2＝11W)信号，然后针对两个分支356中的每个分支，在支持输出信号236-1和236-2的分支中再次拆分为两个5.5W(11W/2＝5.5W)信号，如图3A所示。同样如图3A所示，第一移相器130-1可以向天线元件110-1提供具有2θ(例如60度)的相移的RF信号236-1，并且可以向天线元件110-4提供具有-2θ(例如-60度)的相移的RF信号236-2。另一方面，第二移相器130-2可以使得向天线元件110-2提供具有θ(例如30度)的相移的RF信号236-1，并且向天线元件110-3提供具有-θ(例如-30度)的相移的RF信号236-2。相移的θ和2θ性质意味着，由于馈线长度和/或开关连接点之间的线长度是长度的两倍，因此由130-1产生的相移是130-2的两倍。这种关系在一个移相器的移相是同一列中移相器驱动天线的移相的两倍(或者通常是大于1的任何整数倍)的情况下，对天线波束控制特别有效。

根据本公开的一些实施例，图3B提供了功分器340的示例PCB实施方式342。PCB布局342示出了具有功率分配、阻抗变压器和馈线开关功分器、产生4个相移信号的PCB实现的示例。图3B中所示的插图344示出了开关装置238的示例电路板实施方式，特别是具有倒装芯片MEMS实施方式的开关装置。图3C提供了PCB实施方案342的另一视图。实施方案342包括功分器，四分之一波变压器和带有馈线功分器的开关，可以实现为独立的模块电路板，该电路板在输入端使用线连接器连接到天线，也可以是较大印刷电路板的子部分，其中可以包括其他电路元件和子电路。

图4提供了具有两个移相器130的功分器440的示意图，根据本公开的一些实施例，其中两个移相器130的开关装置238在单个裸片上或在单个封装中实现，其中封装可以包括任何数量的裸片，例如安装在金属框架上并且电连接到金属框架并且例如被塑料包裹。根据本公开的一些实施例，功分器440可以是图1所示的功分器140的示例。图4中所示的功分器440基本上类似于图3A中所示的分离器，因此，为了简洁起见，在此不再重复对其的描述，并且仅描述不同之处。特别地，尽管图3A所示的功分器340示出了在不同的管芯338-1和338-2上实现不同的移相器130的开关装置238，图4中所示的功分器440示出了移相器130中的不同移相器130的开关装置238可以被实现在单个管芯438上。图4示出了多个多路复用器可以有利地被置于一个封装中以减少所需的部件数量。功分器440可以用本文描述的其他变体来实现，例如四分之一波。此外，尽管可能没有具体说明，但是这里描述的具有多个移相器的各种实施例也可以通过如图4所示在单个管芯或封装上实现两个或更多个这样的移相器的开关装置238来实现。

图5提供了根据本公开的一些实施例的具有三个移相器130的功分器540的示意图，每个移相器130被实现为基于开关的馈线功分器。根据本公开的一些实施例，功分器540可以是图1所示的功分器140的示例。图5中所示的功分器540基本上类似于图3A中所示的功分器，因此，为了简洁起见，在此不再重复对其的描述，并且仅描述不同之处。特别地，尽管图5中所示的功分器540示出，代替如图3A中所示将RF输入信号234两路分离，但是在一些实施例中，RF输入信号234可以被三路分离，例如如图5所示，其中将22W RF输入信号234 3路分离为大约7W的3个信号。如图5所示，对于每个分离的7W信号，提供了各自的移相器110。以这种方式，可以使用3个移相器130来驱动6个天线元件110，如图5所示，与图3A相比，它可以提供更高性能的天线，因为图3A所示为2个移相器130驱动4个天线元件110。如图5中所示，第一移相器130-1可以使得向天线元件110-1提供具有5θ(例如150度)的相移的RF信号236-1并且可以向天线元件110-6提供具有-5θ(例如-150度)的相移的RF信号236-2；第二移相器130-2可以使得向天线元件110-2提供具有3θ(例如90度)的相移的RF信号236-1，并且可以向天线元件110-5提供具有-3θ(例如-90度)相移的RF信号236-2；并且第三移相器130-3可以向天线元件110-3提供具有θ(例如30度)的相移的RF信号236-1，并且可以向天线元件110-4提供具有-θ(例如-30度)的相移的RF信号236-2。如图5所示的3向分裂可以使得能够减少每个天线元件110内的组件的数量，如图5所示，其中每个天线元件110包括2个组件，与图3A所示的天线元件110的每个组件3个组件相反。功分器540可以用本文描述的其他变体来实现，例如四分之一波和/或单芯片或封装的实现。

图6提供了根据本公开的一些实施例的两个功分器640-1和640-2的示意图，每个功分器具有被实现为基于开关的馈线功分器的一个移相器和一个通过路径。根据本公开的一些实施例，每个功分器640可以是图1所示的功分器140的示例。如图6中所示的架构可以允许在16收发器系统上使收发器加倍(即，与图1所示的16个收发器相比，图6的实施例可以用于32个收发器120)，每列的控制加倍。虽然它可以增加零件的数量，但是可以有利地实现更大的控制。以这种方式，如图6所示，可以使用2个移相器130来驱动4个天线元件110。功分器640可以用本文描述的其他变体来实现，例如四分之一波和/或单芯片实现。

使用四分之一波元件的基于开关的馈线功分器的示例

图7提供了根据本公开的一些实施例的实现为具有四分之一波调谐的基于开关的馈线功分器的移相器730的示意图。根据本公开的一些实施例，移相器730可以是图1所示的移相器130的示例。

如图7所示，在一些实施例中，RF输入信号234可以在进入开关装置238之前横穿阻抗基本为50/√2Ω(即基本为35.5Ω)的四分之一波部分732。因此，在四分之一波部分732中，可以将输入线254的输入阻抗从50Ω调整为35.5Ω(即，部分732的长度基本上等于RF输入信号234的波长的四分之一，并且部分732的阻抗为35.5Ω)。如图7所示的架构可以允许实现最佳的损耗、移位和功率分配。开关装置238的输入处的35.5Ωλ/4阻抗互感器可用于重新平衡由两个50Ω分支形成的分裂器支路引起的失配，因此，在分流点时，它远低于50Ω，导致失配损失。在一些实施例中，馈线232可以被形成为具有50Ω的线长度，其中开关接触线沿着所希望的相移而相连接。包括这样的50Ω线部分可以确保，当信号通过馈线232时，它具有良好的回波损耗。在一些实施例中，开关装置238可以被制成具有非常低的寄生电感和电容，以避免改变5050Ω线232的阻抗。在一些实施例中，移相器730可以处于4种状态之一，如图7中图750所示。

在一些实施例中，根据本公开的一些实施例，如图8所示，可以在RF输入信号234被分离之后使用四分之一波部分，从而提供具有四分之一波切换原理的功分器840的图示。根据本公开的一些实施例，功分器840可以是图1所示的功分器140的示例。

RF输入信号234可以进入功分器840，在功分器的所有分支之间可以将其基本上相等地分离。例如，它可以在两个分支之间以50/50的比例分离。如图8所示，在分裂的每个分支中，距离分裂点四分之一波长距离，可能会有一个接地开关–在第一分支中示为开关842-1，在第二分支中示为开关842-2。考虑一个开关闭合(例如开关842-1)，另一个开关断开(例如开关842-2)。在这种情况下，当开关842-1闭合时，遍历该分支的RF输入信号234的功率(即，在该示例中为RF输入信号234的功率的50％)可以从开关842-1反射并且将经历180度相移变换，因此开关842-1在RF输入信号中将呈现开路状态。另一方面，当开关842-2断开时，遍历该分支的RF输入信号234的功率(即，在该示例中为RF输入信号234的功率的50％)将看不到开关842-2并通过，如图8所示。尽管图8示出了具有2路功率分配的示例(即，在其上划分了RF输入信号234的两个分支)，但是参照图8提供的描述可以容易地扩展到任何N路功率分配的实施例，其中N是大于1的整数。在这样的实施例中，可以闭合与地连接的N-1个开关并且可以断开与地连接的1个开关，然后，RF输入信号234的分离功率将通过开路开关穿过分支，类似于图8所示的下部分支的示例。

图9提供了根据本公开的一些实施例的具有两个基于开关的馈线功分器移相器的功分器940的示意图，该移相器移相器具有四分之一波和接地切换。根据本公开的一些实施例，功分器940可以是图1所示的功分器140的示例。图9中所示的功分器940基本上类似于图3A中所示的功分器，因此，为了简洁起见，在此不再重复对其的描述，并且仅描述不同之处。特别地，图9所示的每个移相器130的开关装置938(即，移相器130-1的开关装置938-1和移相器130-2的开关装置938-2)被配置为实现如图8所示的四分之一波开关原理，但是以4路功率分配为例(与图8中所示的2路拆分相反)。如图9所示，对于每个开关装置938，可以闭合3个接地连接的开关，并且可以断开1个接地连接的开关，然后RF输入信号234的分流功率将用打开的开关遍历分支，导致RF输入信号234的分流功率通过断开开关穿越支路。因此，在这种情况下，在给定馈线232的输出处实现的相移将取决于哪个开关240断开(而该开关装置938的所有其他开关240闭合)。在一些实施例中，功分器940的每个移相器130可以处于4个状态之一，如图9所示的插图950所示。

图10提供了根据本公开的一些实施例的具有两个基于开关的馈线功分器移相器的功分器1040的示意图，该移相器移相器具有四分之一波并且没有切换到地。根据本公开的一些实施例，功分器1040可以是图1所示的功分器140的示例。图10中所示的功分器1040基本上类似于图3A中所示的功分器，因此，为了简洁起见，在此不再重复对其的描述，并且仅描述不同之处。特别地，图10示出，在一些实施例中，RF输入信号234可以在其上被分割的多个(例如2个)分支1056中的每一个(即，以2个分支为例，图10所示的第一分支1056-1和第二分支1056-2)可以包括具有70.71Ω(50√2)阻抗的四分之一波部分1002，接着是另一个四分之一波部分1004，但现在具有35.5Ω(50/√2)阻抗，然后分支中的RF信号被分支中的相应开关装置338进一步分开。可以选择两个四分之一波部分1002和1004的阻抗值，以创建阻抗变换，其中波长为四分之一波长且在(50/√2)或35.5Ω处的线在四分之一波长线的末端转换为50Ω。同样，如果波长为四分之一波长且在(50√2)或70.71Ω的线在四分之一波长线的末端转换为50Ω。通常，这些值可以是适合于重新平衡由功分器上的失配产生的阻抗失配的任何值，其可以是众多线长、阻抗值和电路元件(例如电容或电感)中的任何一种。

图11提供了根据本公开的一些实施例的实现为基于开关的馈线功分器的移相器1130的示意图，其具有四分之一波调谐和接地切换。根据本公开的一些实施例，移相器1130可以是图1所示的移相器130的示例。图11所示的移相器1130基本上类似于图7所示的移相器1130，因此，为了简洁起见，在此不再重复其描述，并且仅描述不同之处。特别地，图11示出了在一些实施例中，RF输入信号234可以穿过部分1132，该部分1132与图7所示的部分732基本相似，因为它可以具有35.5Ω的阻抗，但是，如图11所示，也可以具有四分之一波长。另外，图11示出，在一些实施例中，开关装置1138(基本上类似于开关装置238)可以包括多个开关1140(基本上类似于开关240)，但是每个开关被配置为使得它可以使用另一个开关(称为“接地开关”)1142接地。为了不使附图混乱，在图11中仅开关1140之一和接地开关1142之一用附图标记表示，但是在图11的示例中示出了这样的开关1140和接地开关1142中的4个。开关1140如参考图2所示的开关240所描述的那样操作，而接地开关1142如参照图8所示但针对图4所示的4路功率分配(与图8所示的2路功率分配相反)的例子在图11中所示的开关842所描述的那样进行操作。在一些实施例中，在给定时间内，开关1140之一可以被闭合(所有其他开关1140都被打开)，并且相应的接地开关1142然后可以被打开，从而导致RF输入信号234的分离部分。这时，其余的接地开关1142可以是闭合的或断开的，这无关紧要，因为那些其余的接地开关1142的开关1140是断开的，因此没有RF信号经过这些分支。因此，图11的实施方式类似于图3A，但是这次使用四分之一波馈线，其中短路开关与每个开关240相关联。当不使用通道时，接地开关1142可以使馈线看起来像断开。图11还示出了将每个接地开关1142连接到馈线232的部分可以是四分之一波部分1144(为了不使附图混乱，在图11中仅其中一个用参考数字1144标记)。图11所示的插图1150示出了移相器1130的PCB实现的一个示例。

图12提供了根据本公开的一些实施例的，实现为基于开关的馈线功分器的移相器1230的示意图，具有四分之一波和切换到接地的实现方式。根据本公开的一些实施例，移相器1230可以是图1所示的移相器130的示例。图12中所示的移相器1230基本上类似于图9中所示的两个移相器938中的任何一个，因此，为了简洁，这里不再重复其描述，并且仅描述了不同之处。特别地，图12示出，在一些实施例中，移相器1230可以被配置为利用一个裸片或封装来驱动4个天线元件，其中先前的实施例驱动了2个天线元件。特别地，该实现方式可以在输入侧使用如图9所示的四分之一波开关实现，而在开关的输出端，信号又被分离，并且两条四分之一波长线连接到两条长度不同的馈线1232-1和1232-2。在一些实施例中，从开关到馈电线的四分之一波长线都可以在开关处端接到接地的四分之一波长，从而有效地利用了该接地元件。结果，一个4信道多路复用器可以被配置为驱动具有不同和差分相移的4个天线元件，而先前的实施例是驱动2个天线元件。

更多实施例

图13提供了根据本公开的一些实施例的具有并联电感器1302的ESD保护的示意图。如图13所示，电感器1302可以接地，以确保其在工作频率下具有高阻抗。可以将这种电感器配置为在发生任何ESD击穿的情况下接地短路。可以可选地将这种电感器/结构添加到图2所示的节点236或234中的任何一个，特别是来自前级的馈源，例如功率放大器或驱动天线元件的输出节点。在图13中以图示1310示出了使用电感器1302的一个示例，其中图示1310示出了如上所述的图3B和3C所示的电路布局的一部分。

图14提供了根据本公开的一些实施例的具有四分之一波截线1402的ESD保护的示意图。如图14所示，四分之一波短截线1402可以以工作频率耦合到地面。这样的四分之一波短截线1402可以可选地添加到图2中所示的节点236或234中的任何一个，具体地，来自诸如功率放大器的前一级的馈源或驱动天线元件的输出节点。在图14中以图示1410示出了使用四分之一波截线1402的一个示例，其中图示1410示出了如上所述的图3B和3C所示的电路布局的一部分。

图15提供了根据本公开的一些实施例的短截带阻滤波器1502的示意图。如图15所示，短截线带阻滤波器1502可以放置在馈线上，短截线的长度是在期望过滤的频率处的四分之一波。可以将这样的短带阻滤波器1502添加到图2所示的节点236或234中的任何一个，特别是来自前级的馈送，例如功率放大器或驱动天线元件的输出节点。在图15中以图示1510示出了使用短截带阻滤波器1502的一个示例，其中图示1510示出了如上所述的图3B和3C所示的电路布局的一部分。

图16提供了根据本公开的一些实施例的短截带通滤波器1602的示意图。如图16所示，短截线带通滤波器1602可以被放置在馈电线上，短截线的长度是在期望的工作频率处的四分之一波，从而减少或完全去除了其他频率处的不希望的信号。可以将这样的短带通滤波器1602可选地添加到图2中所示的节点236或234中的任何一个，特别是来自前级的馈送，例如功率放大器或驱动天线元件的输出节点。在图16中以图示1610示出了使用存根带通滤波器1602的一个示例，其中图示1610示出了如上所述的图3B和3C所示的电路布局的一部分。

示例数据处理系统

图17提供了示出根据本公开的一些实施例的示例数据处理系统1700的框图，该示例数据处理系统1700可以被配置为使用如本文所述的基于开关的馈线功分器来实现或控制移相器的至少一部分的实现。

如图17所示，数据处理系统1700可以包括至少一个处理器1702，例如硬件处理器1702，其通过系统总线1706耦合到存储元件1704。这样，数据处理系统可以将程序代码存储在存储元件1704内。此外，处理器1702可以执行经由系统总线1706从存储元件1704访问的程序代码。一方面，数据处理系统可以被实现为适合于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应当理解，数据处理系统1700可以以包括能够执行本公开中所描述的功能的处理器和存储器的任何系统的形式来实现。

在一些实施例中，处理器1702可以执行软件或算法以执行本说明书中所讨论的活动，特别是与使用如本文所述的基于开关的馈线功分器来实现移相器有关的活动。处理器1702可以包括提供可编程逻辑的硬件、软件或固件的任意组合，包括但不限于微处理器，数字信号处理器(DSP)，现场可编程门阵列(FPGA)，可编程逻辑阵列(PLA)，专用集成电路(IC)(ASIC)或虚拟机处理器。处理器1702可以例如以直接存储器访问(DMA)配置通信地耦合到存储元件1704，使得处理器1702可以从存储元件1704读取或向其写入。

通常，存储元件1704可以包括任何合适的易失性或非易失性存储技术，包括双倍数据率(DDR)随机存取存储器(RAM)，同步RAM(SRAM)，动态RAM(DRAM)，闪存，只读存储器(ROM)，光学介质，虚拟内存区域，磁或磁带存储器或任何其他合适的技术。除非另有说明，否则本文讨论的任何存储元件应被解释为涵盖在广义术语“存储器”内。可以在任何数据库、寄存器、控制列表，高速缓存或存储结构中提供被测量，处理、跟踪或发送到数据处理系统1700的任何组件或从数据处理系统1700的任何组件发送的信息，所有这些都可以在任何合适的时间范围内引用。任何这样的存储选项可以被包括在本文所使用的广义术语“存储器”内。类似地，本文描述的任何潜在处理元件、模块和机器都应被解释为包含在广义术语“处理器”内。当前附图中示出的每个元件，例如，图1-16中示出的任何电路/组件，还可以包括用于在网络环境中接收、发送和/或以其他方式传递数据或信息的合适的接口，使得它们可以与例如这些元件中的另一个的数据处理系统1700通信。

在某些示例实施方式中，可以通过在一种或多种有形介质中编码的逻辑来实现本文中概述的用于使用基于开关的馈线功分器来实现移相器的机制，所述一种或多种有形介质可以包括非暂时性介质，例如ASIC，DSP指令中提供的嵌入式逻辑、由处理器或其他类似机器执行的软件(可能包括目标代码和源代码)等。在这些情况中的某些情况下，存储元件(例如图17中所示的存储元件1704)可以存储用于此处描述的操作的数据或信息。这包括能够存储被执行以执行本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令的存储元件。处理器可执行与数据或信息相关联的任何类型的指令，以实现本文详述的操作。在一个示例中，诸如图17所示的处理器1702之类的处理器可以将元素或物品(例如，数据)从一个状态或事物转换为另一状态或事物。在另一个示例中，本文概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)来实现，并且此处标识的元素可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，FPGA、DSP、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或其任何合适组合的ASIC。

存储器元件1704可以包括一个或多个物理存储器设备，例如本地存储器1708和一个或多个大容量存储设备1710。本地存储器可以指在程序代码的实际执行期间通常使用的RAM或其他非持久性存储设备。大容量存储设备可以被实现为硬盘驱动器或其他持久性数据存储设备。处理系统1700还可包括一个或多个高速缓冲存储器(未示出)，其提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储设备1710检索程序代码的次数。

如图17所示，存储元件1704可以存储应用程序1718。在各种实施例中，应用程序1718可以存储在本地存储器1708，一个或多个大容量存储设备1710中，或者与本地存储器和大容量存储设备分开。应当理解，数据处理系统1700可以进一步执行可以促进应用1718的执行的操作系统(图17中未示出)。以可执行程序代码的形式实现的应用1718可以通过数据处理系统1700例如由处理器1702执行。响应于执行该应用，数据处理系统1700可以被配置为执行本文所述的一个或多个操作或方法步骤。

描绘为输入设备1712和输出设备1714的输入/输出(I/O)设备可以可选地耦合到数据处理系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘，诸如鼠标之类的定点设备等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器等。在一些实施例中，输出设备1714可以是任何类型的屏幕显示器，例如等离子体显示器，液晶显示器(LCD)，有机发光二极管(OLED)显示器、电致发光(EL)显示器或任何其他指示器，例如刻度盘、气压计或LED。在一些实施例中，系统可以包括用于输出设备1714的驱动器(未示出)。输入和/或输出设备1712、1714可以直接地或者通过中间的I/O控制器耦合到数据处理系统。

在一个实施例中，输入和输出设备可以被实现为组合的输入/输出设备(在图17中以虚线示出，包围输入设备1712和输出设备1714)。这种组合设备的示例是触敏显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称为“触摸屏”。在这样的实施例中，可以通过诸如触摸笔或用户的手指的物理对象在触摸屏显示器上或附近的运动来提供对设备的输入。

网络适配器1716还可以可选地耦合到数据处理系统，以使其能够通过中间专用或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。该网络适配器可以包括：数据接收器，用于接收由所述系统、设备和/或网络发送到数据处理系统1700的数据；以及数据发送器，用于将数据从数据处理系统1700发送到所述系统、设备和/或网络。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡是可以与数据处理系统1700一起使用的不同类型的网络适配器的示例。

选择例子

以下段落提供了本文公开的各个实施例的例子。

例子A1提供一种如本文所述的移相器，用于实现RF系统的RF信号中的相移。

例子A2提供一种用于使用天线阵列的多个天线元件无线地接收和发送RF信号的天线设备，该天线设备包括如本文所述的移相器。

例子A3提供了一种如本文所述的操作移相器的方法。

例子B1提供用于天线设备的相移模块，相移模块包括：开关装置(例如图2所示的开关装置238)，被配置为将第一馈线(例如图2所示的馈线231)电耦合至第二馈线(例如图2所示的馈线232)的两个相对端之间的耦合点(例如图2所示的耦合点242中的一个)，使得在所述第一馈线上传输的射频(RF)信号的功率包括(例如基本上等于)在所述第二馈线的第一部分上传输的RF信号的功率和在所述第二馈线的第二部分上传输的RF信号的功率之和，其中所述第一部分是在所述耦合点和耦合到所述第二馈线的两个相对端的第一端的第一天线元件之间的第二馈线的一部分，和所述第二部分是在所述耦合点和耦合到所述第二馈线的两个相对端的第二端的第二天线元件之间的第二馈线的点。开关装置包括多个开关(例如图2所示的开关240)，并且被配置为取决于所述多个开关中的每个开关的状态而处于多个状态之一。当所述开关装置处于所述多个状态中的第一状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的两个相对端之间的多个位置中的第一位置(例如耦合点是图2所示的耦合点242-1)。当所述开关装置处于所述多个状态中的第二状态(不同于第一状态)时，所述耦合点位于所述多个位置中的第二位置(例如耦合点是图2所示的耦合点242-2)。

例子B2提供根据例子B1的相移模块，其中每个开关被配置为处于第一状态(例如，闭合并且电流可以通过开关传导)或第二状态(例如，开启并且电流不可通过开关传导)。

例子B3提供根据例子B2的相移模块，其中所述每个开关耦合在所述第一馈线和第二馈线的两个相对端之间的多个位置中的不同位置之间，并且在所述开关装置的多个不同状态中的每个状态下，所述多个开关中只有一个处于第一状态。

例子B4提供根据前述例子B中任一项的相移模块，其中对于该耦合点的多个位置中的每一个，在所述第二馈线的第一部分上传输的RF信号经历角度θ的相移，并且在所述第二馈线的第二部分上传输的RF信号经历角度-θ的相移，并且角度θ的值对于耦合点的不同位置是不同的。

例子B5提供根据例子B4的相移模块，其中所述耦合点的多个位置包括第一位置、第二位置、第三位置和第四位置,当所述耦合点位于第一位置时，角度θ的值为0度,当所述耦合点位于第二位置时，角度θ的值为45度,当所述耦合点位于第三位置时，角度θ的值为90度，并且当所述耦合点位于第四位置时，角度θ的值为135度。

例子B6提供根据前述例子B中任一项的相移模块，其中所述第一馈线包括第一部分和第二部分，所述第二部分是最接近并耦合到该耦合点的第一馈线的部分，并且所述第一部分电耦合到所述第一部分，所述第一馈线的第二部分包括阻抗变换器，该阻抗变换器被配置为将所述第一馈线的阻抗从所述第一馈线的第一部分处的第一值转换为所述第一馈线的第二部分处的第二值。

例子B7提供根据例子B6的相移模块，其中所述第二值基本上等于50/√2欧姆。

例子B8提供根据例子B6或B7的相移模块，其中所述第一馈线的第二部分的长度基本上等于在所述第一馈线上传输的RF信号的波长的四分之一。

例子B9提供根据前述例子B中任一项的相移模块，其中所述第二馈线的阻抗基本上等于50欧姆。

例子B10提供根据前述例子B中任一项的相移模块，还包括耦合到第二馈线的ESD保护组件。

例子B11提供根据例子B10的相移模块，其中ESD保护组件是并联电感器。

例子B12提供根据例子B10的相移模块，其中ESD保护组件是四分之一波短截线。

例子B13提供根据前述例子B中任一项的相移模块，其中多个开关中的至少一个(但优选全部)是基于MEMS的开关。

例子B14提供用于天线设备的相移模块，相移模块包括：第一馈线，该第一馈线分为第二馈线和第三馈线；耦合到所述第二馈线的第一开关装置；和耦合到所述第三馈线的第二开关装置。在操作中，在所述第一馈线上传输的RF信号包括在所述第二馈线上传输的RF信号和在所述第三馈线上传输的RF信号之和。所述第一开关装置被配置为在第四馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将所述第二馈线耦合到所述第四馈线。所述第二开关装置被配置为在第五馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将所述第三馈线耦合到所述第五馈线。而且，在操作中，所述第四馈线的第一端、所述第四馈线的第二端、所述第五馈线的第一端和所述第五馈线的第二端中的每一个耦合到不同的天线元件。

例子B15提供根据例子B14的相移模块，还包括第一输入或输出(I/O)端口，与所述第一馈线的一端耦合，该端与其中所述第一馈线被分成第二馈线和第三馈线的第一馈线的一端相对；和四个第二I/O端口。所述四个第二I/O端口中的第一个被配置为将所述第四馈线的第一端耦合到第一天线元件，所述四个第二I/O端口中的第二个被配置为将所述第四馈线的第二端耦合到第二天线元件，所述四个第二I/O端口中的第三个被配置为将所述第五馈线的第一端耦合到第三天线元件，和所述四个第二I/O端口中的第四个被配置为将所述第五馈线的第二端耦合到第四天线元件。

例子B16提供根据例子B15的相移模块，其中在第一操作模式中，第一I/O端口是输入端口，并且四个第二I/O端口中的每个是输出端口，进而在第二操作模式中，第一I/O端口是输出端口，并且四个第二I/O端口中的每个是输入端口。

例子B17提供根据前述例子B14-B16中任一项的相移模块，其中在操作中，在所述第二馈线上传输的RF信号是在所述第四馈线的第一部分上传输的RF信号和在所述第四馈线的第二部分上传输的RF信号之和，其中所述第四馈线的第一部分在耦合点和第四馈线的第一端之间，和所述第四馈线的第二部分在所述耦合点和所述第四馈线的第二端之间。而且，在操作中，在所述第三馈线上传输的RF信号是在所述第五馈线的第一部分上传输的RF信号和在所述第五馈线的第二部分上传输的RF信号之和，其中所述第五馈线的第一部分在耦合点和第五馈线的第一端之间，和所述第五馈线的第二部分在所述耦合点和所述第五馈线的第二端之间。所述第一开关装置被配置成使得在操作中，在所述第四馈线的第一部分上传输的RF信号经历正第一角度的相移，并且在所述第四馈线的第二部分上传输的RF信号经历负第一角度的相移。所述第二开关装置被配置成使得在操作中，在所述第五馈线的第一部分上传输的RF信号经历正第二角度的相移，并且在所述第五馈线的第二部分上传输的RF信号经历负第二角度的相移。

例子B18提供根据例子B17的相移模块，其中所述第一角度基本上等于所述第二角度的两倍。

例子B19提供根据例子B17或B18的相移模块，其中所述第一开关装置被配置成使得当所述第一开关装置将第二馈线耦合到第四馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的不同位置时，所述第一角度是不同的，和所述第二开关装置被配置成使得当所述第二开关装置将第三馈线耦合到第五馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的不同位置时，所述第二角度是不同的。

例子B20提供根据前述例子B14-B19中任一项的相移模块，还包括与第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线和第五馈线中的一个或多个耦合的一个或多个ESD保护组件。

例子B21提供用于天线设备的相移模块，相移模块包括：开关装置，被配置为在第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将第一馈线耦合到第二馈线，其中在操作中，所述第二馈线的第一端耦合到天线设备的第一天线元件，并且所述第二馈线的第二端耦合到天线设备的第二天线元件。

例子B22提供根据例子B21的相移模块，其中当所述开关装置处于第一状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置的第一位置，和当所述开关装置处于第二状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置的第二位置。

例子B23提供根据例子B21或B22的相移模块，其中在操作中，在所述第一馈线上传输的RF信号被分为从所述耦合点传输到所述第二馈线的第一端的第一RF信号和从所述耦合点传输到所述第二馈线的第二端的第二RF信号，所述第一RF信号相对于所述RF信号相移了角度θ，和所述第二RF信号相对于所述RF信号相移了角度-θ。

例子B24提供根据例子B23的相移模块，其中θ的值基于所述第二馈线的第一端和第二端之间的耦合点的位置。

例子B25提供一种用于使用天线阵列的多个天线元件无线地接收和发送RF信号的天线设备，该天线设备包括根据例子B中任一个的相移模块。

例子B26提供了根据例子B中的任何一个的操作相移模块的方法。

变体和实现

尽管上面参照如图1-17所示的示例性实施方式描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员将意识到，上述各种教导可应用于多种其他实施方式。例如，相同的原理可以应用于雷达系统、汽车雷达、频率生成电路(例如，锁相环等)和光网络。

在某些情况下，本文讨论的特征可以适用于汽车系统、医疗系统、科学仪器、无线和有线通信、无线电、雷达和基于数字处理的系统。

在以上实施例的讨论中，可以容易地替换、替代或以其他方式修改诸如移相器、混频器、放大器和/或其他组件的系统组件，以适应特定的电路需求。此外，应当注意，互补电子设备、硬件、软件等的使用为实现与本文所述的基于开关的馈线功分器的移相器有关的本公开的教导提供了同等可行的选择。

如本文中所提出的用于使用基于开关的馈线功分器来实现移相器的各种系统的部分可以包括执行本文中所描述的功能的电子电路。在某些情况下，系统的一个或多个部分可以由专门配置用于执行本文所述功能的处理器提供。例如，处理器可以包括一个或多个专用组件，或者可以包括被配置为执行本文描述的功能的可编程逻辑门。该电路可以在模拟域、数字域或混合信号域中运行。在某些情况下，处理器可以被配置为通过执行存储在非暂时性计算机可读存储介质上的一个或多个指令来执行本文所述的功能。

在一个示例实施例中，可以在相关联的电子设备的板上实现当前附图中的任意数量的电路。该板可以是通用电路板，其可以容纳电子设备的内部电子系统的各种组件，并且还可以提供用于其他外围设备的连接器。更具体地说，该板可提供电连接，系统的其他组件可通过该电连接进行电通信。可以基于特定的配置需求、处理需求、计算机设计等，将任何合适的处理器(包括DSP、微处理器、支持芯片组等)、计算机可读非暂时性存储元件等适当地耦合到板上。其他组件，例如外部存储器、附加传感器、用于音频/视频显示的控制器和外围设备，可以通过电缆作为插入卡连接到板上，也可以集成到板上。在各种实施例中，本文描述的功能可以以仿真形式实现为在以支持这些功能的结构布置的一个或多个可配置(例如，可编程)元件内运行的软件或固件。可以在包括允许处理器执行那些功能的指令的非暂时性计算机可读存储介质上提供提供仿真的软件或固件。

在另一个示例实施例中，当前附图的电路可以被实现为独立模块(例如，具有关联的组件和电路的设备，该设备和电路配置为执行特定的应用程序或功能)或被实现为电子设备的专用硬件中的插入模块。注意，本公开的特定实施例可以容易地部分或全部地包括在片上系统(SOC)封装中。SOC代表将计算机或其他电子系统的组件集成到单个芯片中的IC。它可能包含数字、模拟、混合信号以及通常的RF功能：所有这些功能都可以在单个芯片基板上提供。其他实施例可以包括多芯片模块(MCM)，其中多个分离的IC位于单个电子封装内并且被配置为通过电子封装彼此紧密地相互作用。在各种其他实施例中，本文描述的电路可以在专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)和其他半导体芯片中的一个或多个硅核中实现。

还必须注意，本文概述的所有规格、尺寸和关系(例如，图1-17的系统中所示的组件数)仅出于示例和教导的目的而提供。在不脱离本公开的精神或所附权利要求的范围的情况下，可以对这些信息进行相当大的改变。应当理解，可以以任何合适的方式来合并系统。沿着类似的设计替代方案，可以以各种可能的配置组合本发明的任何图示的电路、组件、模块和元件，所有这些显然都在本说明书的广泛范围内。在前面的描述中，已经参考特定处理器和/或组件布置描述了示例实施例。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。

同样重要的是要注意，与本文提出的使用基于开关的馈线功分器来实现移相器有关的功能仅示出了可以由RF系统或在RF系统内执行的一些可能功能。这些操作中的一些可以在适当的地方被删除或去除，或者这些操作可以在不脱离本公开的范围的情况下被相当大地修改或改变。本文描述的实施例提供了很大的灵活性，因为在不脱离本公开的教导的情况下，可以提供任何合适的布置、时序、配置和定时机制。

Claims (20)

1.用于天线设备的相移模块，该相移模块包括：

开关装置，被配置为将第一馈线耦合至第二馈线的两个相对端之间的耦合点，使得在所述第一馈线上传输的射频(RF)信号的功率包括在所述第二馈线的第一部分上传输的RF信号的功率和在所述第二馈线的第二部分上传输的RF信号的功率之和，其中，所述第一部分是在所述耦合点和耦合到所述第二馈线的两个相对端的第一端的第一天线元件之间的第二馈线的一部分，并且所述第二部分是在所述耦合点和耦合到所述第二馈线的两个相对端的第二端的第二天线元件之间的第二馈线的点，

所述开关装置包括多个开关，并且被配置为取决于所述多个开关中的每个开关的状态而处于多个状态之一，

其中，当所述开关装置处于所述多个状态中的第一状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的两个相对端之间的多个位置中的第一位置，并且当所述开关装置处于所述多个状态中的第二状态时，所述耦合点位于所述多个位置中的第二位置。

2.根据权利要求1所述的相移模块，其中:

每个开关被配置为处于第一状态或第二状态，

所述每个开关耦合在所述第一馈线和第二馈线的两个相对端之间的多个位置中的不同位置之间，和

在所述开关装置的多个状态中的每个状态下，所述多个开关中只有一个处于第一状态。

3.根据权利要求1所述的相移模块，其中:

对于该耦合点的多个位置中的每一个，在所述第二馈线的第一部分上传输的RF信号经历角度θ的相移，并且在所述第二馈线的第二部分上传输的RF信号经历角度-θ的相移，和

角度θ的值对于耦合点的不同位置是不同的。

4.根据权利要求3所述的相移模块，其中:

所述耦合点的多个位置包括第一位置、第二位置、第三位置和第四位置，

当所述耦合点位于第一位置时，角度θ的值为0度，

当所述耦合点位于第二位置时，角度θ的值为45度，

当所述耦合点位于第三位置时，角度θ的值为90度，和

当所述耦合点位于第四位置时，角度θ的值为135度。

5.根据权利要求1所述的相移模块，其中:

所述第一馈线包括第一部分和第二部分，所述第二部分是最接近并耦合到该耦合点的第一馈线的部分，并且所述第一部分耦合到所述第一部分，

所述第一馈线的第二部分包括阻抗变换器，该阻抗变换器被配置为将所述第一馈线的阻抗从所述第一馈线的第一部分处的第一值转换为所述第一馈线的第二部分处的第二值。

6.根据权利要求5所述的相移模块，其中所述第二值基本上等于

欧姆。

7.根据权利要求5所述的相移模块，其中所述第一馈线的第二部分的长度基本上等于在所述第一馈线上传输的RF信号的波长的四分之一。

8.根据权利要求1所述的相移模块，其中所述第二馈线的阻抗基本上等于50欧姆。

9.根据权利要求1所述的相移模块，还包括耦合到所述第二馈线的静电放电(ESD)保护组件。

10.用于天线设备的相移模块，该相移模块包括:

第一馈线，该第一馈线分为第二馈线和第三馈线；

耦合到所述第二馈线的第一开关装置；和

耦合到所述第三馈线的第二开关装置，

其中:

在操作中，在所述第一馈线上传输的射频(RF)信号包括在所述第二馈线上传输的RF信号和在所述第三馈线上传输的RF信号之和，

所述第一开关装置被配置为在第四馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将所述第二馈线耦合到所述第四馈线，

所述第二开关装置被配置为在第五馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将所述第三馈线耦合到所述第五馈线，以及

在操作中，所述第四馈线的第一端、所述第四馈线的第二端、所述第五馈线的第一端和所述第五馈线的第二端中的每一个耦合到不同的天线元件。

11.根据权利要求10所述的相移模块，还包括：

第一输入或输出(I/O)端口，与所述第一馈线的一端耦合，该端与其中所述第一馈线被分成第二馈线和第三馈线的第一馈线的一端相对；和

四个第二I/O端口，其中：

所述四个第二I/O端口中的第一个被配置为将所述第四馈线的第一端耦合到第一天线元件，

所述四个第二I/O端口中的第二个被配置为将所述第四馈线的第二端耦合到第二天线元件，

所述四个第二I/O端口中的第三个被配置为将所述第五馈线的第一端耦合到第三天线元件，和

所述四个第二I/O端口中的第四个被配置为将所述第五馈线的第二端耦合到第四天线元件。

12.根据权利要求11所述的相移模块，其中:

在第一操作模式中，第一I/O端口是输入端口，并且四个第二I/O端口中的每个是输出端口，以及

在第二操作模式中，第一I/O端口是输出端口，并且四个第二I/O端口中的每个是输入端口。

13.根据权利要求10所述的相移模块，其中:

在操作中，在所述第二馈线上传输的RF信号是在所述第四馈线的第一部分上传输的RF信号和在所述第四馈线的第二部分上传输的RF信号之和，其中所述第四馈线的第一部分在耦合点和第四馈线的第一端之间，并且所述第四馈线的第二部分在所述耦合点和所述第四馈线的第二端之间，

在操作中，在所述第三馈线上传输的RF信号是在所述第五馈线的第一部分上传输的RF信号和在所述第五馈线的第二部分上传输的RF信号之和，其中所述第五馈线的第一部分在耦合点和第五馈线的第一端之间，并且所述第五馈线的第二部分在所述耦合点和所述第五馈线的第二端之间，

所述第一开关装置被配置成使得在操作中，在所述第四馈线的第一部分上传输的RF信号经历正第一角度的相移，并且在所述第四馈线的第二部分上传输的RF信号经历负第一角度的相移，以及

所述第二开关装置被配置成使得在操作中，在所述第五馈线的第一部分上传输的RF信号经历正第二角度的相移，并且在所述第五馈线的第二部分上传输的RF信号经历负第二角度的相移。

14.根据权利要求13所述的相移模块，其中所述第一角度基本上等于所述第二角度的两倍。

15.根据权利要求13所述的相移模块，其中:

所述第一开关装置被配置成使得当所述第一开关装置将第二馈线耦合到第四馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的不同位置时，所述第一角度是不同的，和

所述第二开关装置被配置成使得当所述第二开关装置将第三馈线耦合到第五馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的不同位置时，所述第二角度是不同的。

16.根据权利要求10所述的相移模块，还包括与第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线和第五馈线中的一个或多个耦合的一个或多个静电放电(ESD)保护组件。

17.用于天线设备的相移模块，该相移模块包括:

开关装置，被配置为在第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置中的一个的耦合点选择性地将第一馈线耦合到第二馈线，

其中在操作中，所述第二馈线的第一端耦合到天线设备的第一天线元件，并且所述第二馈线的第二端耦合到天线设备的第二天线元件。

18.根据权利要求17所述的相移模块，其中:

当所述开关装置处于第一状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置的第一位置，和

当所述开关装置处于第二状态时，所述耦合点位于所述第二馈线的第一端和第二端之间的多个预定位置的第二位置。

19.根据权利要求17所述的相移模块，其中:

在操作中，在所述第一馈线上传输的射频(RF)信号被分为从所述耦合点传输到所述第二馈线的第一端的第一RF信号和从所述耦合点传输到所述第二馈线的第二端的第二RF信号，

所述第一RF信号相对于所述RF信号相移了角度θ，并且

所述第二RF信号相对于所述RF信号相移了角度-θ。

20.根据权利要求19所述的相移模块，其中θ的值基于所述第二馈线的第一端和第二端之间的耦合点的位置。

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