CN114982064A - 相控阵天线系统 - Google Patents

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CN114982064A CN202080092985.9A CN202080092985A CN114982064A CN 114982064 A CN114982064 A CN 114982064A CN 202080092985 A CN202080092985 A CN 202080092985A CN 114982064 A CN114982064 A CN 114982064A
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罗纳德·P·史密斯
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Abstract

相控阵天线系统包括射频前端的天线元件，每一个天线元件传播无线波束部分。数字波束成形系统生成与从相控阵天线系统发射或接收的无线波束相对应的数字波束。数字波束成形处理器每一个都与天线元件的真子集相关联。数字波束成形处理器可以共同配置为在多个迭代级中迭代处理数字波束的数字波束部分，所述多个迭代级包括与对应于各个天线元件处的各个无线波束部分的最低级数字波束部分相关联的最低迭代级和与数字波束相关联的最高迭代级。与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分包括来自下一更低迭代级的较小数字波束部分的总和。

Description

相控阵天线系统
相关申请
本申请要求于2020年2月28日提交的美国专利申请序列号16/804833的优先权，其内容全部并入本文。
政府利益
本发明基于政府合同作出。因此，美国政府拥有该合同规定的发明权。
技术领域
本公开一般涉及通信，特别是涉及相控阵天线系统。
背景技术
现代无线通信为用于发射和接收无线波束的相关天线实现了各种不同的物理布置。一个示例被布置为包括天线元件阵列的相控阵天线。每个天线元件可被配置为传播(例如，发射或接收)无线波束的一部分，其中无线波束的一部分与无线波束的时延和振幅相关联，以提供无线波束的波束控制。对于接收到的无线波束，可以组合并处理接收到的无线波束部分，以确定可以被数字化并处理的合成无线波束(例如，确定其中调制的数据)。对于发射的无线波束，可以生成数字波束，并且可以将数字波束分解为各个模拟部分，这些模拟部分以各自的时延和振幅提供给天线元件，用于无线波束的发射。在数字波束和无线波束部分之间转换的过程称为波束成形(beamforming)，所述过程通常由波束成形处理器执行，波束成形处理器通过大型扇出导体与天线元件耦合。
发明内容
相控阵天线系统包括射频(Radio Frequency，RF)前端的天线元件，每一个天线元件传播无线波束部分。数字波束成形系统生成与从相控阵天线系统发射或接收的与无线波束相对应的数字波束。每一个数字波束成形处理器与天线元件的真子集相关联。数字波束成形处理器可以共同配置为在多个迭代级中迭代处理数字波束的数字波束部分，所述多个迭代级包括与最低级数字波束部分相关联的最低迭代级以及与数字波束相关联的最高迭代级，所述最低级数字波束部分对应于每一个天线元件处的各个无线波束部分。每一个与给定迭代级相关联的数字波束部分包括来自下一更低迭代级的较小且相对时延的数字波束部分的总和。
另一个示例包括用于通过相控阵天线系统接收无线波束的方法。所述方法包括在阵列中布置的多个天线元件中的每一个天线元件处接收无线波束的一部分，并且所述天线元件与RF前端相关联。所述方法还包括通过各自的多个模数转换器(analog-to-digitalconverters，ADC)将与每一个天线元件相关联的无线波束部分转换为各自的最低级数字波束部分。所述方法还包括通过多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器添加与天线元件的多个真子集中的每一个真子集相关联的最低级数字波束部分，以在无线波束的迭代处理的最低迭代级生成多个数字波束部分。所述方法还包括经由数字波束成形处理器在包括最低迭代级和最高迭代级的多个迭代级中迭代添加数字波束部分。与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分包括来自迭代处理的下一更低迭代级的较小且相对时延的数字波束部分的总和。所述方法还包括添加与最高迭代级相关联的数字波束部分，以生成对应于无线波束的数字波束。
另一示例包括用于通过相控阵天线系统发射无线波束的方法。所述方法包括生成与从相控阵天线系统发射的无线波束相对应的数字波束。所述方法包括通过多个数字波束成形处理器，在数字波束的迭代处理的多个迭代级中的最高迭代级处分配来自数字波束的数字波束部分。所述方法还包括经由数字波束成形处理器在包括最高迭代级和最低迭代级的多个迭代级中迭代分配数字波束部分。每一个与给定迭代级相关联的数字波束部分，作为具有相对不同时延的多个较小数字波束部分，从给定迭代级分配到迭代处理的下一更低的迭代级，其中较小数字波束部分在总体上等于各自的数字波束部分。所述方法还包括分配多个数字波束部分，以通过多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器生成与多个天线元件中的每一个天线元件相关联的多个最低级数字波束部分，所述数字波束的迭代处理的最低迭代级。所述方法还包括通过各自的多个数模转换器(digital-to-analog converters，DAC)将最低级数字波束部分转换为与各自的多个天线元件中的每一个天线元件相关联的无线波束部分，并从各自的多个天线元件中的每一个天线元件发射无线波束部分作为无线波束。
附图说明
图1示出了相控阵天线系统的示例图。
图2示出了数字波束成形器处理器的示例图。
图3示出了RF前端的天线元件的示例图。
图4示出了RF前端的天线元件的另一示例图。
图5示出了RF前端的天线元件的另一示例图。
图6示出了RF前端的天线元件的另一示例图。
图7示出了RF前端的天线元件的又一示例图。
图8示出了迭代波束成形处理的示例图。
图9示出了迭代波束成形处理的另一个示例图。
图10示出了通过相控阵天线系统接收无线波束的方法的示例。
图11示出了通过相控阵天线系统发射无线波束的方法的示例。
具体实施方式
本公开一般涉及通信，特别是涉及相控阵天线系统。相控阵天线系统在实现波束控制或多向信号接收的各种通信应用中的任何一种来实施。相控阵天线系统包括射频(RF)前端，所述射频前端包括天线元件阵列，每一个天线元件可被配置为传播无线波束部分。如本文所述，关于无线波束和无线波束部分的术语“传播”意指信号发射或接收，使得相控阵天线系统可以发射和接收无线波束。因此，无线波束部分可以具有不同的相位和/或振幅分量，这些相位和/或振幅分量可以对应于无线波束的波束成形，例如用于从相控阵天线系统沿预定方向发射无线波束，或者用于处理源(source)，相控阵天线系统从该源接收无线波束。
相控阵天线系统还包括数字波束成形系统，所述系统被配置为生成数字波束。例如，数字波束可以包含有调制数据。数字波束可以对应于从RF前端发射或在RF前端处接收的无线波束，并且可以生成数字波束以具有可与无线波束的波束成形相关联的对应时延和振幅分量。相控阵天线系统还包括数字信号调节器(conditioner)系统，所述系统被配置为提供各自数字波束/无线波束的信号调节和模拟/数字转换。例如，信号调节可以包括部分数字波束的调谐、滤波、抽取和/或时间对齐(time-alignment)，还可以包括将接收到的模拟无线波束转换为数字波束的模数转换器(ADC)和将数字波束转换为模拟无线波束以供传输的数模转换器(DAC)。
此外，数字波束成形系统包括多个数字波束成形处理器。数字波束成形处理器可以分配在天线元件阵列上，使得每个数字波束成形处理器可以与天线元件的真子集相关联。因此，每个数字波束成形处理器可以通信地耦接到天线元件的一部分，以处理与真子集中的每一个对应天线元件相关联的最低级数字波束部分。如本文所述，术语“处理”是指在与各个天线元件中的每一个天线元件相关联的最低级数字波束部分和作为所有最低级数字波束部分的集合的数字波束之间，在多个迭代级中的每一个迭代级处数字波束的数字波束部分的相加组合(例如，对于接收到的无线波束)或分配(例如，对于发射的无线波束)。在每一个迭代级处，可以将时延信息应用于天线元件的每一个迭代组的各自数字波束部分，以执行迭代波束成形。
例如，如本文更详细地描述，接收方向上时延的应用涉及对给定的更低迭代级数字波束部分进行时延以便与形成给定的下一更高迭代级数字波束部分的其他更低迭代级数字波束部分中的至少一个数字波束部分(例如，基于接收到的无线波束的波束方向而延迟到达最大的数字波束部分)时间对齐。因此，例如，数字波束部分的集合中时延时间最长的数字波束部分对应于天线阵列中在方向上最接近源的部分，所述源发射所接收到的无线波束。类似地，如本文中更详细地描述的，发射方向上时延的应用涉及使每一个更低迭代级的数字波束部分相对于彼此单独进行时延。因此，例如，数字波束部分的集合中时延最长的数字波束部分对应于天线阵列中在方向上最接近无线波束发射的方向的部分。作为另一示例，与天线元件级处的最低级数字波束部分相关联的时延可以通过使与天线元件相关联的数字信号或模拟信号相对于彼此相移来实现，例如近似有限频率范围内的时延。此外，虽然上述应用时延的示例可对应于在数字波束成形系统处处理平面波，但应理解，为了波束成形的目的，可以以各种不同的方式提供数字波束部分的时延。虽然本文始终描述相对时延，但还应理解，振幅信息也可以应用于每一个迭代级中的每一个数字波束部分。如本文所述，术语“分配”及其变形是指将与给定迭代级相关联的给定数字波束部分作为多个数字波束部分从数字波束成形处理器分配到各自不同的数字波束成形处理器。
如本文更详细地描述，数字波束成形处理器可以在多个迭代级中共同迭代处理数字波束的数字波束部分。迭代级可以包括与最低级数字波束部分相关联的最低迭代级，最低级数字波束部分与每一个相应天线元件相关联，迭代级可以包括与数字波束本身相关联的最高迭代级，并且可以包括其中的至少一个迭代级。因此，与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分可以包括来自下一更低迭代级的较小数字波束部分的总和。通过提供与数字波束相关联的数字波束部分的迭代处理，相控阵天线系统因此可以更有效地提供数字波束的波束成形，而不是将波束成形分量信号从每一个单独的天线元件分配给一个处理器。
图1示出了相控阵天线系统10的示例图。相控阵天线系统10可以在实现波束控制或多向信号接收的各种通信应用中的任何一种通信应用中实现。
在图1的示例中，相控阵天线系统10包括射频(RF)前端12，射频(RF)前端12包括布置在阵列中的多个天线元件14。每一个天线元件14可以配置为传播无线波束部分。在图1的示例中，无线波束被示为无线信号“WB(wireless signal)”，而无线波束部分被示为信号集合WBP(wireless beamportion)。例如，相控阵天线系统10可以是双向的，使得无线波束WB可以由相控阵天线系统10接收或从相控阵天线系统10发射。因此，无线波束部分WBP可以具有与无线波束WB的波束成形对应的不同相位和/或振幅分量，例如，用于从相控阵天线系统10沿预定方向发射无线波束WB，或者用于使相控阵天线系统10指向由相控阵天线系统10接收的无线波束WB的发射源。
相控阵天线系统10还包括数字波束成形系统16，所述系统被配置为生成数字波束，如图1的示例中所示，作为信号DB(digital beam)。例如，数字波束DB可以包括有调制数据，例如通信数据、雷达数据或可以调制到更高频率载波上的任何其他类型的基带数据。数字波束DB可以对应于从RF前端12处发射或在RF前端12处接收的无线波束WB，并且可以生成为具有如在无线波束部分WBP上提供的、可以与无线波束WB的波束成形相关联的对应时延和振幅分量。
相控阵天线系统10还包括数字信号调节器系统18，所述系统配置为在各自的数字波束DB和无线波束WB之间提供信号调节和模拟/数字转换。在图1的示例中，数字信号调节器系统18包括模数转换器(ADC)以及数模转换器(DAC)的集合，统称为“DAC/ADC”20。所述模数转换器(ADC)用于将模拟无线波束WB转换为数字波束DB，并且所述数模转换器(DAC)用于将数字波束DB转换为模拟无线波束WB以用于传输，。此外，数字信号调节器系统18可包括各种其他信号调节元件，各种其他信号调节元件可提供与数字波束DB的抽取部分对应的最低级数字波束部分(以下称为“最低级数字波束部分(lowest-level digital beam portion,LDBP)”)的调谐、滤波、抽取和/或时间对齐。
此外，数字信号调节器系统18包括多个数字波束成形处理器(digitalbeamforming processor,DBF)(“DBF处理器”)22。例如，数字波束成形处理器22可以配置为各种处理设备中的任何一种处理设备，例如处理器、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate arrays，FPGA)或其他类型的处理设备。数字波束成形处理器22可以遍及天线元件14的阵列而分配在阵列中，使得每一个数字波束成形处理器22可以与天线元件14的真子集相关联。因此，每一个数字波束成形处理器22可以通信地耦接到天线元件14的一部分，以处理与真子集中的每一个对应天线元件14相关联的各自最低级数字波束部分。如本文更详细地描述的，数字波束成形处理器22可以在多个迭代级中共同迭代处理数字波束DB的数字波束部分。迭代级可以包括与最低级数字波束部分相关联的最低迭代级，所述最低级数字波束部分对应于各个天线元件14中的每一个天线元件14，并且迭代级可以包括与数字波束DB相关联的最高迭代级，并且可以包括其之间的至少一个迭代级。
与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分可以包括来自下一更低迭代级的较小数字波束部分的集合。例如，每一个数字波束部分与对应于天线元件14的子集的多个最低级数字波束部分相关联。因此，与给定迭代级相关联的数字波束部分包括天线元件14的子集，所述子集大于与迭代处理的下一更低迭代级相关联的天线元件14的子集。此外，在每一个迭代级处，数字波束成形处理器22可以为天线元件14的每一个连续迭代组向各自的数字波束部分添加或应用时延信息，以执行迭代波束成形。基于物理上近端天线元件14的时延值相对接近，而相对远端天线元件14的时延值截然相反，在每一个迭代级中对时延的这种迭代应用提供了数字波束成形处理器的高效处理。换言之，对于任何给定的波束方向，对于物理上彼此相近的天线元件14，数字波束成形所需的时延量相似，而对于物理上相隔甚远的天线元件14，时延差最大。通过提供与数字波束DB相关联的数字波束部分的迭代处理，相控阵天线系统10因此可以更有效地为数字波束DB提供波束成形，而不是将波束成形分量信号从一个处理器分配到每一个单独的天线元件14。
此外，数字信号调节器系统18可以包括多个单独的频率通道(frequencychannel)，每一个通道与各自单独的频率相关联。每一个频率通道可以耦接到多个数字波束成形处理器22中的每一个数字波束成形处理器，使得本文描述的迭代波束成形可以在多个不同信号上同时实现，每一个信号具有各自单独的频率。例如，来自最高迭代级的数字波束部分DBP或来自最低迭代级的最低级数字波束部分LDBP可以被频率转换为不同的频带，并且可以对每一个天线元件14应用不同的时延。附加地或可选地，相控阵天线系统10可被配置为基于无线波束部分WBP(所述无线波束部分WBP对于每一个天线元件14具有不同的时延和/或振幅分量)来同时处理具有类似或相同频带的多个无线波束WB，这些无线波束WB可向不同方向提供或从不同方向接收。例如，不同的信号可以在相同或不同的频带处，并且单独的无线波束WB可以分配到各个天线元件14中的每一个天线元件14，其中每一个合成无线波束部分WBP可以在任何一个天线元件14处具有不同的时延。单独无线波束WB的时延无线波束部分WBP可以在通过每一个各自的一个天线元件14输出之前求和，其中对于各自单独的无线波束WB的各自单独的无线波束部分WBP具有不同的时延。此外，相控阵天线系统10可被配置为基于数字波束成形处理器22之间的传导连接，以并行方式分别迭代地处理所发射和所接收的无线波束的数字波束部分，如本文更详细地描述。
图2示出了数字波束成形处理器的示例示意图50，在52处以图解方式演示。示意图50演示了在迭代级的结构中提供数字波束DB的迭代处理的可视化描述。例如，数字波束成形处理器52可以对应于图1的示例中的数字波束成形处理器22。因此，在下面对图2的示例的描述中，将参考图1的示例。
示意图50示出了迭代处理的N个迭代级，其中N是大于或等于2的正整数。迭代级包括第一迭代级54，表示为“1级阵列处理”，第二迭代级56，表示为“2级阵列处理”，以及第N迭代级58，表示为“N级阵列处理”。应当理解，数字波束成形处理器52可以实现第二迭代级56和第N迭代级58之间的附加迭代级。在图2的示例中，迭代级54、56和58布置在提供给第N迭代级58和从第N迭代级58提供的数字波束DB与提供给第一迭代级54和从第一迭代级54提供的多个最低级数字波束部分LDBP之间。
作为一个示例，对于接收到的无线波束WB，每一个天线元件14可以提供与各个无线波束WB的振幅和相对时延相关联的各个无线波束部分。无线波束部分都可以数字化(例如，通过与数字信号调节器系统18相关联的ADC 20)，以生成作为无线波束部分的数字等价物的最低级数字波束部分LDBP。数字波束成形处理器52因此可以在给定天线元件14集合中的最低级数字波束部分LDBP之间应用各自的时延，并将最低级数字波束部分LDBP的多个集合中的每一个最低级数字波束部分LDBP添加到第一迭代级54中，以生成第一迭代级数字波束部分DBP1。作为一个示例，可以将相对时延分配给每一个第一迭代级数字波束部分DBP1，例如对应于与各自第一迭代级数字波束部分DBP1相关联的天线元件14集合中的单个天线元件14的最小时延。每一个第一迭代级数字波束部分DBP1可以对应于与天线元件14的给定真子集相关联的最低级数字波束部分LDBP的总和。例如，将每一个数字波束成形处理器52配置为生成各自的第一迭代级数字波束部分DBP1。作为另一示例，天线元件14的每一个真子集可以相对于天线元件14的数量大致相等。
在图2的示例中，数字波束成形处理器52可以在相对较大的天线元件14集合的第一迭代级数字波束部分DBP1之间应用各自的时延，并且可以在第二迭代级56中添加第一迭代级数字波束部分DBP1以生成第二迭代级数字波束部分DBP2。作为一个示例，可以将相对时延分配给每一个第二迭代级数字波束部分DBP2，例如对应于与各自第二迭代级数字波束部分DBP2相关联的天线元件14集合的第一迭代级数字波束部分DBP1的最小时延。作为另一示例，数字波束成形处理器52的下一更高迭代级可以应用第一迭代级数字波束部分DBP1之间的时延，以实现接收到的无线波束WB的波束成形。作为一个示例，每一个第二迭代级数字波束部分DBP2可以包括第二迭代级56中的第一迭代级数字波束部分DBP1集合的总和，使得第二迭代级数字波束部分DBP2的数量小于第一迭代级数字波束部分DBP1的数量。因此，每一个第二迭代级数字波束部分DBP2对应于来自一定数量的天线元件14的最低级数字波束部分LDBP的总和，所述一定数量大于与每一个第一迭代级数字波束部分DBP2相关联的天线元件14的数量。作为一个示例，数字波束成形处理器52的真子集可以配置为生成第二迭代级数字波束部分DBP2中的各自一个。
因此，数字波束成形处理器52可以继续对数字波束部分DBPX迭代应用各自的时延，并添加连续的数字波束部分DBPX，其中X对应于给定的迭代级。例如，可以配置不同数字波束成形处理器52集合，以相对于其他迭代级从给定迭代级添加数字波束部分DBPX，使得数字波束成形处理器52中的给定一个处理器不会从多于两个单独的迭代级(例如，第一迭代级54和一个其他迭代级)生成数字波束部分DBP。在图2的示例中，第N迭代级58从N-1迭代级接收数字波束部分DBPN-1，并添加数字波束部分DBPN-1以生成数字波束DB。例如，数字波束DB因此可以对应于RF前端12的每一个天线元件14的最低级数字波束部分LDBP之和，并且因此可以对应于无线波束WB。作为一个示例，为了响应于添加数字波束部分DBPN-1，数字波束DB可以由数字波束成形处理器52中的单个数字波束成形处理器52生成。
数字波束DB可提供给数字波束成形系统16，以处理与无线波束WB相对应的数字波束DB。例如，数字波束成形系统16可以处理与数字波束DB相关联的数据，以提供与无线波束部分WBP相关联的时延和振幅信息，无线波束部分WBP与每一个天线元件14相关联。因此，由数字波束成形系统16确定的与数字波束DB相关联的波束成形信息可以促进例如在信号检测、信号表征、雷达图像处理和/或其他接收机应用的接受方向上数字波束DB中数据的解调(demodulation)。此外，如前所述，每一个迭代级处的数字波束部分可对应于多个数字波束DB的波束成形，每一个数字波束DB具有各自单独的频率，例如用于多个相应的无线波束的并发传输、接收或传输和接收的组合。
作为一个示例，数字波束成形处理器52的迭代处理可以基本上反向以发射无线波束WB。例如，数字波束成形系统16可以基于与要发射的无线波束WB的期望方向相关联的期望波束成形特性来生成数字波束DB。因此，可以将数字波束DB提供给一个数字波束成形处理器52，所述数字波束成形处理器52被配置为在第N迭代级58中从数字波束DB分配数字波束部分DBPN-1。例如，数字波束成形处理器52可以分配数字波束部分DBPN-1，并且可以在每一个连续迭代级中对每一个数字波束部分DBPX应用相对不同的时延，以将无线波束WB控制到期望的方向。在从相控阵天线系统10传输多个无线波束WB的示例中，数字波束成形处理器52可以针对不同传输方向的多个数字波束DB中的每一个数字波束DB接收数字波束部分DBPN-1，应用与不同方向和不同天线元件14相关联的多个时延，以及对最终提供给特定天线元件14的延时无线波束部分WBP求和。
将每一个数字波束部分DBPN-1提供给一个单独的数字波束成形处理器52，以实现N-1迭代级中的处理。因此，数字波束成形处理器52可以继续使用不同的数字波束成形处理器52集合迭代分配连续的数字波束部分DBPX，用于相对于其他迭代级从给定迭代级分配数字波束部分DBPX。例如，在每一个连续迭代级处，数字波束成形处理器52可以对每一个不同的数字波束部分DBPX应用不同的相对时延，例如，相对于各个数字波束部分DBPX的各个对应天线元件14集合中的其他天线元件14，与给定的一个天线元件14相关联的最小时延。在第一迭代级54处，各个最低级的数字波束部分LDBP可以由各个数字波束成形处理器52从每一个数字波束部分DBP1分配，其中每一个最低级数字波束部分LDBP具有用于传输各个对应无线波束部分WBP的各自相对时延。最低级数字波束部分LDBP可以转换为模拟无线波束部分(例如，通过图1的示例中的DAC 20)，使得每一个无线波束部分WBP可以从每一个天线元件14发射。作为另一示例，与最低级数字波束部分LDBP相关联的数字基带数据可以是用于通信链路的要被调制的数字流(例如，在相关DAC之前或之后)，或者它可以是可以转换为更高频率进行传输(例如，模拟、数字或模拟和数字的组合)的低频波形(例如，以大约0Hz为中心的复数字表示(complex digital representation)，或正频率高于大约0Hz的实数字表示(real digital representation))。因此，来自各个天线元件14的无线波束部分WBP的共同传输可以导致基于所生成的数字波束DB的期望波束成形特性的无线波束WB的传输。
如图2的示例所述，可以参考图3-图7的示例进一步描述数字波束DB和最低级数字波束部分LDBP之间的迭代级处理。图3-图7示出了RF前端的天线元件的示例图。图3-图7示例中的RF前端可对应于图1示例中的RF前端12。因此，在下面对图3-图7的示例的描述中，将参考图1和图2的示例。
图3的示例展示了天线元件102阵列的示意图100。例如，天线元件102阵列可以对应于RF前端12中的天线元件14。每一个天线元件102可以配置为传播一个各自的无线波束部分WBP，其中无线波束部分WBP共同对应于无线波束WB。例如，天线元件102可以是双向的，以发射或接收无线波束WB，从而发射或接收各个天线元件102上的各个无线波束部分WBP。在图3的示例中，示意图100示出了32列32行的方形阵列中1024个天线元件的阵列。然而，应当理解，天线元件102的阵列不限于示意图100中的天线元件102的数量，并且还不限于相同行数和列数的方形几何形状。如本文所述，每一个天线元件102可以具有与其相关联的相对时延，所述相对时延共同对应于发射或接收的无线波束WBP。
图4的示例展示了天线元件102阵列的示意图150。作为一个示例，示意图150可以对应于迭代处理的最低迭代级(例如，图2的示例中的第一迭代级54)。在图4的示例中，天线元件102被组织成真子集152，其中每一个真子集152包括四个天线元件102。因此，在图4的示例中，RF前端包括天线元件102的256个真子集152。作为一个示例，每一个真子集152都可以对应于单个各自的数字波束成形处理器，使得相关联的相控阵天线系统可以包括256个数字波束成形处理器，这些处理器共同配置为执行数字波束DB的迭代处理。作为一个示例，数字波束成形处理器可以分配在天线元件102阵列的阵列中，以大幅度减小数字波束成形处理器与各自天线元件102的传导耦合(conductive coupling)。作为另一个示例，数字波束成形处理器可以彼此通信耦合，例如基于每一个数字波束成形处理器与近端数字波束成形处理器通信耦合，以将数字波束部分传递给彼此来执行迭代处理，如本文更详细地描述。
在接收无线波束WB的示例中，在图4示例的最低迭代级中，可以对每一个无线波束部分WBP进行数字化(例如，通过可包括在数字波束成形处理器52中的ADC 20)，以生成与无线波束部分WBP数字等价的最低级数字波束部分LDBP。因此，每一个数字波束成形处理器52可以在给定的一个真子集152中添加来自每一个各自天线元件102的最低级数字波束部分LDBP，以生成各自的第一迭代级数字波束部分DBP1。因此，每一个第一迭代级数字波束部分DBP1可以对应于给定的一个真子集152中与各自四个天线元件102相关联的四个最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，可以应用给定的真子集152中的每一个最低级数字波束部分LDBP之间的相对时延(例如，如前所述，在添加最低级数字波束部分LDBP之前)，并且可以为与给定的真子集152相关联的第一迭代级数字波束部分DBP1分配相对于与其他真子集152相关联的第一迭代级数字波束部分DBP1的相关时延，相关时延对应于与各自真子集152中给定的天线元件102之一相关联的时延最大值(例如，对应于各自的真子集152中的最后接收的无线波束部分WBP)。
类似地，在发射无线波束WB的示例中，在图4示例的最低迭代级中，每一个数字波束成形处理器52因此可以将来自第一迭代级数字波束部分DBP1的四个最低级数字波束部分LDBP分配到给定的真子集152中，使四个最低级数字波束部分LDBP中的每一个数字波束部分LDBP对应于各自真子集152中的四个天线元件102中的相应一个天线元件102。每一个最低级数字波束部分LDBP可以转换为模拟量(例如，通过DAC 20，DAC可以包括在数字波束成形处理器52中)，以生成无线波束部分WBP，无线波束部分WBP将作为无线波束WB从各个天线元件102发射。此外，对于与无线波束WB的波束控制相对应的无线波束WBP的时间交错(time-staggered)发射，可以为给定的一个真子集152中的每一个最低级数字波束部分LDBP分配彼此相关联的各自的时延。
图5的示例展示了天线元件102阵列的示意图200。作为一个示例，示意图200可以对应于迭代处理的第二迭代级(例如，图2示例中的第二迭代级56)。在图5的示例中，天线元件102被组织成真子集202，其中每一个真子集202包括图4示例中的四个真子集152。因此，每一个真子集202包括16个天线元件102。因此，在图5的示例中，RF前端包括天线元件102的64个真子集202。
在接收无线波束WB的示例中，在图5示例的第二迭代级中，数字波束成形处理器52中的一个数字波束成形处理器52可以与每一个真子集202相关联。因此，一些数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将各自的第一迭代级数字波束部分DBP1发射到另一个数字波束成形处理器52，以使另一个数字波束成形处理器52添加第一迭代级数字波束部分DBP1以生成第二迭代级数字波束部分DBP2，所述第二迭代级数字波束部分DBP2是提供给它的第一迭代级数字波束部分DBP1的总和。例如，由于图5示例中的第二迭代级表明每一个真子集202包括图4示例中的四个真子集152，与各自的三个真子集152相关联的三个数字波束成形处理器52可以将各自的第一迭代级数字波束部分DBP1提供给第四数字波束成形处理器52，并且第四数字波束成形处理器52可以添加四个第一迭代级数字波束部分DBP1(例如，提供给第四数字波束成形处理器52的三个第一迭代级数字波束部分DBP1，以及由各自的第四数字波束成形处理器52生成的第一迭代级数字波束部分DBP1)以生成第二迭代级数字波束部分DBP2。因此，第二迭代级数字波束部分DBP2可以对应于各自真子集202中各自16个天线元件102中的每一个天线元件102的最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，可以应用给定真子集202中的每一个第一迭代级数字波束部分DBP1之间的相对时延，并且可以为与给定真子集202相关联的第二迭代级数字波束部分DBP2分配相对于与其他真子集202相关联的第二迭代级数字波束部分DBP2的相关时延，相关时延对应于与各自真子集202中给定的一个天线元件102相关联的时延最大值。
类似地，在发射无线波束WB的示例中，在图5示例的第二迭代级中，一组数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将来自各自第二迭代级数字波束部分DBP2的四个第一迭代级数字波束部分DBP1分配到给定的真子集202之一，使四个第一迭代级数字波束部分DBP1中的每一个第一迭代级数字波束部分DBP1对应于图4示例中相应的一个真子集152。此外，可以为给定的一个真子集202中的每一个第一迭代级数字波束部分DBP1分配相对于彼此的各自的时延，以用于波束控制从天线元件102阵列发射的无线波束WB。
图6的示例展示了天线元件102阵列的示意图250。作为一个示例，示意图250可以对应于迭代处理的第三迭代级。在图6的示例中，天线元件102被组织成真子集252，其中每一个真子集252包括图5示例中的四个真子集202。因此，每一个真子集252包括64个天线元件102。因此，在图6的示例中，RF前端包括天线元件102的16个真子集252。
在接收无线波束WB的示例中，在图6示例的第三迭代级中，一个数字波束成形处理器52可以与每一个相应的真子集252相关联。例如，每一个与一个真子集252相关联的数字波束成形处理器52可以和与任何其他迭代级的真子集相关联的数字波束成形处理器52不同。因此，一些数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将各自的第二迭代级数字波束部分DBP2发射到另一个数字波束成形处理器52，用于另一个数字波束成形处理器52添加第二迭代级数字波束部分DBP2，以生成第三迭代级数字波束部分DBP3，第三迭代级数字波束部分DBP3是提供给它的第二迭代级数字波束部分DBP2的总和。例如，由于图6示例中的第三迭代级表明每一个真子集252包括图5示例中的四个真子集202，与各自的四个真子集202相关联的四个数字波束成形处理器52可以向第五数字波束成形处理器52提供各自的第二迭代级数字波束部分DBP2，并且第五数字波束成形处理器52可以添加四个第二迭代级数字波束部分DBP2以生成第三迭代级数字波束部分DBP3。因此，第三迭代级数字波束部分DBP3可以对应于各自真子集252中各自64个天线元件102中每一个天线元件64的最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，可以应用给定真子集252中的每一个第二迭代级数字波束部分DBP2之间的相对时延，并且可以为与给定真子集252相关联的第三迭代级数字波束部分DBP3分配相对于与其他真子集252相关联的第三迭代级数字波束部分DBP3的相关时延，相关时延对应于在各自真子集252中与给定的一个天线元件102相关联的时延最大值。
类似地，在发射无线波束WB的示例中，在图6示例的第三迭代级中，一组数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将来自各自第三迭代级数字波束部分DBP3的四个第二迭代级数字波束部分DBP2分配到给定的一个真子集252中，使四个第二迭代级数字波束部分DBP2中的每一个第二迭代级数字波束部分DBP2对应于图5示例中相应的一个真子集202。此外，在给定的一个真子集252中的每一个第二迭代级数字波束部分DBP2都可以分配相对于彼此的各自时延，用于波束控制从天线元件102阵列发射的无线波束WB。
图7的示例展示了天线元件102阵列的示意图300。作为一个示例，示意图300可以对应于迭代处理的第四迭代级。在图7的示例中，天线元件102被组织成真子集302，其中每一个真子集302包括图6示例中的四个真子集252。因此，每一个真子集302包括256个天线元件102。因此，在图7的示例中，RF前端包括天线元件102的四个真子集302。
在接收无线波束WB的示例中，在图7示例的第三迭代级中，数字波束成形处理器52中的一个数字波束成形处理器52可以与每一个相应的真子集302相关联。例如，每一个与一个真子集302相关联的数字波束成形处理器52可以和与任何其他迭代级的真子集相关联的数字波束成形处理器52不同。因此，一些数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将相应的第三迭代级数字波束部分DBP3发射到另一个数字波束成形处理器52，用于另一个数字波束成形处理器52添加第三迭代级数字波束部分DBP3，以生成第四迭代级数字波束部分DBP4，第四迭代级数字波束部分DBP4是提供给它的第三迭代级数字波束部分DBP3的总和。例如，由于图7示例中的第四迭代级表明每一个真子集302包括图6示例中的四个真子集252，与各自的四个真子集252相关联的四个数字波束成形处理器52可以向第五数字波束成形处理器52提供各自的第三迭代级数字波束部分DBP3，并且第五数字波束成形处理器52可添加四个第三迭代级数字波束部分DBP3，以生成所述第四迭代级数字波束部分DBP4。因此，第四迭代级数字波束部分DBP4可以对应于各自真子集302中各自256个天线元件102的每一个天线元件102的最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，可以应用给定真子集302中的每一个第三迭代级数字波束部分DBP3之间的相对时延，并且可以为与给定真子集302相关联的第四迭代级数字波束部分DBP4分配相对于与各自真子集302相关联的其他第四迭代级数字波束部分的相关时延，相关时延对应于与各自真子集302中给定的一个天线元件102相关联的时延最大值。
类似地，在发射无线波束WB的示例中，在图7示例的第四迭代级中，一组数字波束成形处理器52中的每一个数字波束成形处理器52可以将来自各自的第四迭代级数字波束部分DBP4的四个第三迭代级数字波束部分DBP3分配到给定的一个真子集302中，使四个第三迭代级数字波束部分DBP3中的每一个第三迭代级数字波束部分DBP3对应于图6示例中相应的一个真子集252。此外，在给定的一个真子集302中的每一个第三迭代级数字波束部分DBP3可以分配相对于彼此的各自的时延，用于波束控制从天线元件102阵列发射的无线波束WB。
图3-图7示例的迭代处理还可以包括最高级迭代处理，最高级迭代处理包括阵列中的所有天线元件102。例如，在接收无线波束WB的示例中，可以将四个数字波束部分DBP4相加，以生成数字波束部分DBP5，所述数字波束部分DBP5对应于阵列所有天线元件102的最低级数字波束部分LDBP的总和。因此，数字波束部分DBP5可以对应于数字波束DB，所述数字波束DB可以提供给数字波束成形系统16来处理和解调数字波束DB以确定其中的数据。在发射无线波束WB的示例中，可以从数字波束部分DBP5分配四个数字波束部分DBP4，并进一步迭代分配，如图3-图7示例所示，在生成数字波束DB时，以反向顺序基于数字波束成形系统16所定义的波束成形特性生成无线波束WB。
数字波束成形处理器通过将处理数字波束DB的处理负担转移到数字波束成形处理器52上，而不是在数字波束成形系统16处提供所有数字波束DB的处理，数字波束成形处理器52的操作为发射或接收无线波束WB提供了更有效的处理数字波束DB的方式。因此，数字波束成形处理器52对数字波束DB的处理可以大幅缓解数字波束成形系统16所提供的潜在处理瓶颈。此外，通过实现将数字波束成形处理器52相对于天线元件102分配在RF前端12上，如在典型相控阵天线系统中提供的那样，相控阵天线系统10可以通过减少数字波束成形系统16和每一个单独的天线元件102之间的互连，具有明显更高效的设计。
此外，数字波束成形系统16可以与一个或更多个数字波束成形处理器52进行通信，例如与处理某些更高迭代级的迭代处理相关联。因此，数字波束成形系统16可以有效地监控迭代处理，以确定给定数字波束DB的充分性(例如，响应于接收无线波束WB)。例如，数字波束成形系统16可以监控更高的迭代级(例如，在一个或更多个各自的数字波束成形处理器52处)，以确定给定的接收无线波束WB是否满足某些预定准则。如果未确定数字波束DB在给定的迭代级处满足预定准则，因此数字波束DB不是相控阵天线系统10感兴趣的信号，那么数字波束成形系统16可以停止对数字波束DB的处理，以节省数字波束成形处理器52的带宽和/或处理开销。
作为另一个示例，在更高的迭代级处，数字波束成形处理器52可以在更低的数字采样率下实现分辨率更高的(例如精度更低)时延。因此，每一个物理延迟元件可以用更少的存储器元件实现更大的延迟。在更低的迭代级处，可以增加采样率，或者可能只有最低的迭代级将有更高的采样率，以实现对时延的精细分辨。作为又一个示例，不是在最低迭代级处增加采样率，最低迭代可以使用相移(例如，作为窄频带延时的近似值)。因此，波束成形系统可以实现混合相移(例如，在最低迭代级处)和时延(例如，在更高的迭代级处)，以有效地实现波束控制。因此，由于本文所述的这些原因，相控阵天线系统10可以为无线波束WB的波束成形提供更高效和更有效的设计。
图8示出了迭代波束成形处理的示例示意图350。示意图350演示了天线元件352的第一真子集和第一数字波束成形处理器354，以及天线元件356的第二真子集和第二数字波束成形处理器358。天线元件352和356可以对应于图1和图3-图7各自示例中的天线元件14和102，并且数字波束成形处理器354和358可以对应于图2示例中的数字波束成形处理器52。因此，在下面对图8的示例的描述中，将参考图1-图7的示例。
在图8的示例中，数字波束成形处理器354和358可以对应于多个(X个)数字波束成形处理器中的两个数字波束成形处理器，这些数字波束成形处理器作为阵列分配在天线元件阵列(例如，天线元件102)上，其中X是大于1的正整数。因此将数字波束成形处理器354标记为“DBF-P1”，将数字波束成形处理器358标记为“DBF-PX”。与上述类似，数字波束成形处理器354和358中的每一个数字波束成形处理器以通信方式耦接到天线元件352和356的各自真子集。因此，每一个数字波束成形处理器354和358分别与多个(Y个)天线元件352和356中的每一个天线元件相关联，其中Y是大于1的正整数。因此，将天线元件352标记为“AE1_1”到“AE1_Y”，并将天线元件352标记为“AEX_1”到“AEX_Y”，以指定与各自的数字波束成形处理器354和358的关联以及相应的真子集中每一个真子集的数量。在图3-图7的示例中，X等于256，Y等于4。例如，天线元件352的真子集可以最接近数字波束成形处理器354，天线元件356的真子集可以最接近数字波束成形处理器358，以提供横跨RF前端12的天线元件和数字波束成形处理器之间更短的传导互连。
在图8的示例中，天线元件352和356中的每一个天线元件配置为传播无线波束部分WBP，无线波束部分WBP标记为“WBP1_1”到“WBP1_Y”和“WBPX_1”到“WBPX_Y”，以对应于各自的天线元件352和356，天线元件352和356共同对应于无线波束WB。例如，对于接收的无线波束WB，每一个天线元件14可以分别将与各自的无线波束WB相关联的各自的无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y和WBPX_1到WBPX_Y提供给数字波束成形处理器354和358。无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y和WBPX_1到WBPX_Y中的每一个都可以进行数字化，例如通过数字波束成形处理器354和358(例如，通过ADC 20作为数字波束成形处理器354和358功能的一部分)生成各自的最低级数字波束部分LDBP，所述最低级数字波束部分LDBP是无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y和WBPX_1到WBPX_Y的数字等价物。或者，数字化可以由数字波束成形处理器354和358的单独部件来执行。因此，数字波束成形处理器354可以在第一迭代级54中添加各自的最低级数字波束部分，以生成各自的第一迭代级数字波束部分DBP1_1，因此数字波束成形处理器358可以在第一迭代级54中添加各自的最低级数字波束部分，以生成各自的第一迭代级数字波束部分DBP1_X。第一迭代级数字波束部分DBP1_1可以对应于与无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y相关联的最低级数字波束部分LDBP的总和，第一迭代级数字波束部分DBP1_X可以对应于与无线波束部分WBPX_1到WBPX_Y相关联的最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，如上所述，无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y和WBPX_1到WBPX_Y的相对时延可以应用于接收/发射的无线波束部分WBP1_1到WBP1_Y和WBPX_1到WBPX_Y。
在图8的示例中，数字波束成形处理器354和358可以相互通信耦合。例如，数字波束成形处理器354和358可以在与天线元件阵列相关联的数字波束成形处理器阵列中彼此最接近(例如，相邻)，这样，天线元件352的真子集可以与天线元件356的真子集相邻。例如，数字波束成形处理器阵列中的每一个数字波束成形处理器52可以最接近(例如，相邻)对应于相邻的天线阵列真子集的至少两个其他数字波束成形处理器52，并且可以传导耦合到一个或更多个(例如，最多四个)最接近(例如，相邻)的数字波束成形处理器52(例如，对应于数字波束成形处理器52的2×2阵列)。因此，近端数字波束成形处理器52中的每一个近端数字波束成形处理器52可以彼此通信耦合以大幅减少互连长度，以便更有效地在数字波束成形处理器52之间传递波束成形信息。
由于最接近的数字波束成形处理器52彼此传导耦合的结果，将数字波束成形处理器52配置为向最接近的数字波束成形处理器52提供数字波束部分，以便最接近的数字波束成形处理器52执行迭代处理的下一迭代级处理。此外，一些数字波束成形处理器52可以通信地耦接到另一个数字波束成形处理器52，以将处理过的数字波束部分(例如，已分配或已添加)传递给另一个数字波束成形处理器52来执行下一迭代级处理。在图8的示例中，数字波束成形处理器354演示为将第一迭代级数字波束部分DBP1_1对应的信号“DBP1_1”传递给数字波束成形处理器358。因此，数字波束成形处理器358可以与来自其他数字波束成形处理器(在图8的示例中未示出)的第一迭代级数字波束部分DBP1_X和其他第一迭代级数字波束部分DBP1一起处理第二迭代级数字波束部分DBP2。例如，数字波束成形处理器358可以基于第一迭代级数字波束部分DBP1_1、DBP1_X和DBP1生成第二迭代级数字波束部分DBP2，并可以将第二迭代级数字波束部分DBP2提供给另一个数字波束成形处理器，用于为接收的无线波束WB生成第三迭代级数字波束部分(例如，连同其他第二迭代级数字波束部分)。作为另一示例，数字波束成形处理器358可以从另一个数字波束成形处理器接收第二迭代级数字波束部分DBP2，使得数字波束成形处理器358可以从第二迭代级数字波束部分DBP2中分配第一迭代级数字波束部分DBP1_1、DBP1_X和DBP1，以用于发射无线波束WB。
图9示出了迭代波束成形处理的示例示意图400。示意图400演示了以近似阵列排列的16个数字波束成形处理器。示意图400包括位于402处的数字波束成形处理器的第一集合，所述数字波束成形处理器的第一集合402包括数字波束成形处理器404、数字波束成形处理器406、数字波束成形处理器408和数字波束成形处理器410。示意图400还包括位于412处的数字波束成形处理器的第二集合，所述数字波束成形处理器的第二集合412包括数字波束成形处理器414、数字波束成形处理器416、数字波束成形处理器418和数字波束成形处理器420。示意图400还包括位于422处的数字波束成形处理器的第三集合，所述数字波束成形处理器的第三集合422包括数字波束成形处理器424、数字波束成形处理器426、数字波束成形处理器428和数字波束成形处理器430。示意图400还包括位于432处的数字波束成形处理器的第四集合，所述数字波束成形处理器的第四集合432包括数字波束成形处理器434、数字波束成形处理器436、数字波束成形处理器438和数字波束成形处理器440。示意图400中的数字波束成形处理器可以对应于图2示例中的数字波束成形处理器52。因此，在下面对图9的示例的描述中，将参考图1-图8的示例。此外，接收到的无线波束的波束成形示例提供了图9示例中演示的迭代处理。然而，应当理解，对于发射的无线波束的波束成形的示例，可以反转数据流的方向。
示意图400中的数字波束成形处理器标记为具有名称“DBF-PN_M”，其中“N”对应于数字波束成形处理器402、412、422和432所属的数字波束成形处理器的集合，“M”对应于数字波束成形处理器的各自集合中各自的名称。示意图400中的每一个数字波束成形处理器都可以与天线元件的各自的真子集相关联。例如，示意图400中的每一个数字波束成形处理器可以通信地耦接到天线元件阵列的四个独立天线元件102，使得每一个数字波束成形处理器可以与图4示例中的真子集152中的一个相关联。与上述类似，示意图400中的数字波束成形处理器可以排列成阵列，其中数字波束成形处理器402、412、422和432的集合中的每一集合与天线元件102的各自相邻真子集152相关联。因此，每一个数字波束成形处理器配置为实现迭代处理的第一迭代级，对应于处理最低级数字波束部分LDBP，所述最低级数字波束部分LDBP分别对应于给定的真子集152中每一个相应天线元件的无线波束部分WBP。因此，在图9的示例中，每一个数字波束成形处理器处理标记为“DBP1_N_M”的相应第一迭代级数字波束部分，其中“1”对应于第一迭代级。
在图9的示例中，数字波束成形处理器404生成第一迭代级数字波束部分DBP1_1_1，数字波束成形处理器406生成第一迭代级数字波束部分DBP1_1_2，数字波束成形处理器408生成第一迭代级数字波束部分DBP1_1_3，以及数字波束成形处理器410生成第一迭代级数字波束部分DBP1_1_4。类似地，数字波束成形处理器414生成第一迭代级数字波束部分DBP1_2_1，数字波束成形处理器416生成第一迭代级数字波束部分DBP1_2_2，数字波束成形处理器418生成第一迭代级数字波束部分DBP1_2_3，数字波束成形处理器420生成第一迭代级数字波束部分DBP1_2_4。类似地，数字波束成形处理器424生成第一迭代级数字波束部分DBP1_3_1，数字波束成形处理器426生成第一迭代级数字波束部分DBP1_3_2，数字波束成形处理器428生成第一迭代级数字波束部分DBP1_3_3，数字波束成形处理器430生成第一迭代级数字波束部分DBP1_3_4。类似地，数字波束成形处理器434生成第一迭代级数字波束部分DBP1_4_1，数字波束成形处理器436生成第一迭代级数字波束部分DBP1_4_2，数字波束成形处理器438生成第一迭代级数字波束部分DBP1_4_3，数字波束成形处理器440生成第一迭代级数字波束部分DBP1_4_4。相应的第一迭代级数字波束部分DBP1中的每一个第一迭代级数字波束部分DBP1可以对应于与天线元件的各个真子集(例如，数量4)的每一个天线元件相关联的最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，与上述类似，可以应用每一个最低级数字波束部分LDBP之间的相对时延，并且可以为每一个第一迭代级数字波束部分DBP1分配相对于其他第一迭代级数字波束部分DBP1的相关时延。
在与迭代处理的下一迭代级相对应的第二迭代级中，将一些第一迭代级数字波束部分加在一起以生成第二迭代级数字波束部分。在图9的示例中，数字波束成形处理器406、408和410以通信方式耦接到数字波束成形处理器404。因此，第一迭代级数字波束部分DBP1_1_2、DBP1_1_3和DBP1_1_4分别从数字波束成形处理器406、408和410提供给数字波束成形处理器404。因此，将数字波束成形处理器404配置为生成第二迭代级数字波束部分DBP2_1，所述第二迭代级数字波束部分DBP2_1对应于第一迭代级数字波束部分DBP1_1_1、DBP1_1_2、DBP1_1_3和DBP1_1_4的总和。类似地，数字波束成形处理器416、418和420以通信方式耦接到数字波束成形处理器414。因此，第一迭代级数字波束部分DBP1_2_2、DBP1_2_3和DBP1_2_4分别从数字波束成形处理器416、418和420提供给数字波束成形处理器414。因此，将数字波束成形处理器414配置为生成第二迭代级数字波束部分DBP2_2，所述第二迭代级数字波束部分DBP2_2对应于第一迭代级数字波束部分DBP1_2_1、DBP1_2_2、DBP1_2_3和DBP1_2_4的总和。类似地，数字波束成形处理器426、428和430以通信方式耦接到数字波束成形处理器424。由此，从数字波束成形处理器426、428和430分别向数字波束成形处理器424提供第一迭代级数字波束部分DBP1_3_2、DBP1_3_3和DBP1_3_4。因此，将数字波束成形处理器424配置为生成第二迭代级数字波束部分DBP2_3，所述第二迭代级数字波束部分DBP2_3对应于第一迭代级数字波束部分DBP1_3_1、DBP1_3_2、DBP1_3_3和DBP1_3_4的总和。类似地，数字波束成形处理器436、438和440以通信方式耦接到数字波束成形处理器434。因此，第一迭代级数字波束部分DBP1_4_2、DBP1_4_3和DBP1_4_4分别从数字波束成形处理器436、438和440提供给数字波束成形处理器434。因此，将数字波束成形处理器434配置为生成第二迭代级数字波束部分DBP2_4，所述第二迭代级数字波束部分DBP2_4对应于第一迭代级数字波束部分DBP1_4_1、DBP1_4_2、DBP1_4_3和DBP1_4_4的总和。此外，与前面描述的类似，可以应用每一个第一迭代级数字波束部分DBP1之间的相对时延，并且可以为每一个第二迭代级数字波束部分DBP2分配相对于其他第二迭代级数字波束部分DBP2的相关时延。
在与迭代处理的下一迭代级相对应的第三迭代级中，将一些第二迭代级数字波束部分加在一起以生成第三迭代级数字波束部分。在图9的示例中，数字波束成形处理器404、414、424和434通信地耦接到数字波束成形处理器406。因此，第二迭代级数字波束部分DBP2_1、DBP2_2、DBP2_3和DBP2_4分别由数字波束成形处理器404、414、424和434提供给数字波束成形处理器406。因此，将数字波束成形处理器406配置为生成第三迭代级数字波束部分DBP3_1，所述第三迭代级数字波束部分DBP3_1对应于第二迭代级数字波束部分DBP2_1、DBP2_2、DBP2_3和DBP2_4的总和。此外，与上述类似，可以应用每一个第二迭代级数字波束部分DBP2之间的相对时延，并且可以为每一个第三迭代级数字波束部分DBP3分配相对于其他第三迭代级数字波束部分DBP3的相关时延。
在与迭代处理的下一迭代级相对应的第四迭代级中，将一些第三迭代级的数字波束部分加在一起以生成第四迭代级的数字波束部分。在图9的示例中，数字波束成形处理器406以通信方式耦接到数字波束成形处理器408，图9的示例中未演示的其他(例如，其他三个)数字波束成形处理器也是如此。因此，将第三迭代级数字波束部分DBP3_1从数字波束成形处理器406提供给数字波束成形处理器408，将其他第三迭代级数字波束部分DBP3从其他数字波束成形处理器提供给数字波束成形处理器408。因此，将数字波束成形处理器408配置为生成第四迭代级数字波束部分DBP4_1，所述第四迭代级数字波束部分DBP4_1对应于第三迭代级数字波束部分DBP3_1和其他第三迭代级数字波束部分DBP3的总和。作为一个示例，在图3-图7的示例中，基于RF前端的布置，第四迭代级数字波束部分DBP4_1可以是四个第四迭代级数字波束部分中的一个第四迭代级数字波束部分。此外，与上述类似，可以应用每一个第三迭代级数字波束部分DBP3之间的相对时延，可以为每一个第四迭代级数字波束部分DBP4分配相对于其他第四迭代级数字波束部分DBP4的相关时延。
在与迭代处理的下一迭代级相对应的第五迭代级中，将一些第四迭代级数字波束部分加在一起以生成第五迭代级数字波束部分。在图9的示例中，数字波束成形处理器408通信地耦接到数字波束成形处理器410，图9的示例中未演示的其他(例如，其他三个)数字波束成形处理器也是如此。因此，将第四迭代级数字波束部分DBP4_1从数字波束成形处理器408提供给数字波束成形处理器410，将其他第四迭代级数字波束部分DBP4从其他数字波束成形处理器提供给数字波束成形处理器410。因此，数字波束成形处理器410配置为生成第五迭代级数字波束部分DBP5，所述第五迭代级数字波束部分DBP5对应于所述第四迭代级数字波束部分DBP4_1和其他第四迭代级数字波束部分DBP4的总和。例如，图3-图7示例中基于RF前端的布置，第五迭代级数字波束部分DBP5可以是最高迭代级数字波束部分，因此可以表示图3-图7示例中所有相应天线元件102的所有最低级数字波束部分LDBP的总和。此外，与前面所述类似，可以应用每一个第四迭代级数字波束部分DBP4之间的相对时延来生成第五迭代级数字波束部分DBP5。
因此，图9的示例演示了数字波束成形处理器之间的相互作用，以执行数字波束成形的迭代处理。在图9的示例中，没有数字波束成形处理器配置为处理多于两个的迭代级，从而将波束成形的处理分配在数字波束成形处理器之间。因此，通过将数字波束DB的处理负担转移到数字波束成形处理器，而不是在数字波束成形系统16处提供所有数字波束DB的处理，数字波束成形处理器的操作提供了更有效的处理数字波束DB以发射或接收无线波束WB的方式。因此，数字波束成形处理器对数字波束DB的处理可以大幅缓解数字波束成形系统16所提供的潜在处理瓶颈。此外，通过实现将数字波束成形处理器相对于天线元件102分配在RF前端12上，如典型相控阵天线系统所提供的那样，相控阵天线系统10可以通过减少数字波束成形系统16和每一个独立天线元件102之间的互连，具有明显更高效设计。因此，出于本文所述的这些原因，相控阵天线系统10可以为无线波束WB的波束成形提供一种更高效和更有效的设计。
鉴于上述结构和功能特征，参考图10和图11可以更好地理解示例方法。虽然为了简化解释，这些方法被显示和描述为串行执行(executing serially)，但应理解并意识到，所述方法不受所示顺序的限制，因为部分所述方法可以不同于本文所示和描述的顺序和/或同时出现。诸如此类的方法可以通过例如集成电路、处理器或控制器中配置的各种部件来执行。
图10示出了用于通过相控阵天线系统(例如，相控阵天线系统10)接收无线波束(例如，无线波束WB)的方法450的示例。在452处，在设置在阵列中并与射频前端(例如，RF前端12)相关联的多个天线元件(例如，天线元件14)中的每一个天线元件处接收所述无线波束的一部分。在454处，与每一个天线元件相关联的无线波束部分(例如，无线波束部分WBP)通过各自的多个ADC(例如，DAC/ADC 20)转换为各自的最低级数字波束部分(例如，最低级数字波束部分LDBP)。在456处，通过多个数字波束成形处理器(例如，数字波束成形处理器22)中的每一个数字波束成形处理器添加与天线元件的多个真子集(例如，真子集152)相关联的最低级数字波束部分，以在无线波束迭代处理的最低迭代级上生成多个数字波束部分(例如，数字波束部分DBP)。在458处，数字波束部分在包括最低迭代级和最高迭代级的多个迭代级中通过数字波束成形处理器迭代添加。与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分包括来自迭代处理的下一更低迭代级的较小且相对时延的数字波束部分的总和。在460处，添加与最高迭代级相关联的数字波束部分以生成对应于无线波束的数字波束(例如，数字波束DB)。
图11示出了通过相控阵天线系统(例如，相控阵天线系统10)发射无线波束(例如，无线波束WB)的方法500的示例。在502处，生成与要从相控阵天线系统发射的无线波束相对应的数字波束(例如，数字波束DB)。在504处，数字波束部分(例如，数字波束部分DBP)通过多个数字波束成形处理器(例如，数字波束成形处理器22)从位于数字波束迭代处理的多个迭代级中的最高迭代级的数字波束分配。在506处，将数字波束部分通过数字波束成形处理器在包括最高迭代级和最低迭代级的多个迭代级中迭代分配。与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分从给定迭代级作为具有相对不同时延的多个较小的数字波束部分分配到迭代处理的下一更低的迭代级，较小的数字波束部分在总体上与各自的数字波束部分相等。在508处，分配多个数字波束部分，以通过多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器生成与多个天线元件(例如，天线元件14)中的每一个相关联的多个最低级数字波束部分(例如，最低级数字波束部分LDBP)，这些数字波束成形处理器是数字波束迭代处理的最低迭代级。在510处，最低级数字波束部分通过各自的多个DAC(例如DAC/ADC 20)转换为与每一个各自的天线元件相关联的无线波束部分(例如，无线波束部分WB)。在512处，无线波束部分作为无线波束从相应的多个天线元件的每一个天线元件发射。
以上所描述的都是一些示例。当然，不可能将每一种可以想象的组成部分或方法的组合描述出来，但本领域的普通技术人员将认识到，许多进一步的组合和排列是可能的。因此，本公开旨在包括本申请范围内的所有此类变更、修改和变形，包括所附权利要求。如本文所用，术语“包括(includes)”指包括但不限于，术语“包括(including)”指包括但不限于。术语“基于”是指至少部分基于。此外，本公开或权利要求列举了“一个(a)”、“一个(an)”、“第一(afirst)”或“另一个(another)”元件，或其等价物时，应解释为包括一个或更多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。

Claims (20)

1.一种相控阵天线系统，包括：
射频RF前端，配置为发射或接收无线波束，所述RF前端包括布置在阵列中的多个天线元件，所述多个天线元件中的每一个天线元件配置为以各自的时延和振幅传播无线波束部分；
数字波束成形系统，配置为产生与所述无线波束对应的数字波束；以及
在所述RF前端和所述数字波束成形系统之间的数字信号调节器系统，所述数字信号调节器系统包括多个数字波束成形处理器，所述多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器与所述多个天线元件的真子集相关联，所述多个数字波束成形处理器共同配置为在多个迭代级中迭代地处理所述数字波束的数字波束部分，所述多个迭代级包括与对应于各个天线元件处的各个无线波束部分的最低级数字波束部分相关联的最低迭代级和与所述数字波束相关联的最高迭代级，其中，与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分包括来自下一更低迭代级的较小且相对时延的数字波束部分的总和。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，每一个数字波束部分与对应于所述多个天线元件的子集的多个最低级数字波束部分相关联，使得与给定迭代级相关联的数字波束部分包括所述多个天线元件的子集，所述多个天线元件的子集大于与所述迭代处理的下一更低迭代级相关联的多个天线元件的子集。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，每一个给定迭代级中的每一个数字波束部分与连续天线元件组的无线波束部分的总和相关联，其中，所述连续天线元件组的数量从所述最低迭代级增加到所述最高迭代级。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，第一数字波束成形处理器配置为在所述迭代处理的给定迭代级中处理与各自连续天线元件组相关联的最低级数字波束部分的总和，其中，第二数字波束成形处理器配置为在所述迭代处理的下一更高迭代级中处理与各自连续天线元件组和至少一个相邻且尺寸大致相等的连续天线元件组相关联的最低级数字波束部分的总和。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数字波束成形处理器的每一个真子集配置为处理与所述最低迭代级相关联的数字波束部分，并处理与所述多个迭代级中的更高迭代级相关联的数字波束部分。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，每一个数字波束成形处理器配置为在所述迭代处理的最低迭代级处处理与所述天线元件的相应真子集相关联的最低级数字波束部分的总和。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个数字波束成形处理器的集合与所述天线元件的相应相邻真子集相关联，使得数字波束成形处理器集合中的相应一个数字波束成形处理器通信地耦接到所述数字波束成形处理器集合中的每一个剩余数字波束成形处理器，以将所述数字波束成形处理器集合中的每一个数字波束成形处理器的最低级数字波束部分处理为第一迭代级数字波束部分。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述数字波束成形处理器集合中的第二数字波束成形处理器以通信方式耦接到所述数字波束成形处理器集合之外的另一数字波束成形处理器，使得所述另一数字波束成形处理器配置为基于所述第一迭代级数字波束部分和与多个数字波束成形处理器的另一集合相关联的至少一个其他第一迭代级数字波束部分来处理第二迭代级中的第二迭代级数字波束部分。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数字信号调节器系统包括多个频率通道，每一个所述频率通道与单独的频率相关联，其中，每一个频率通道耦接到所述多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述RF前端配置为发射和接收所述无线波束，其中，所述数字波束成形处理器共同配置为：响应于接收到所述无线波束，将所述数字波束的数字波束部分迭代地添加到从所述最低迭代级到所述最高迭代级的所述多个迭代级中，以及在从所述最高迭代级到所述最低迭代级的所述多个迭代级中迭代地分配所述数字波束的数字波束部分，以发射所述无线波束。
11.一种用于通过相控阵天线系统接收无线波束的方法，所述方法包括：
在布置在阵列中并与射频RF前端相关联的多个天线元件中的每一个天线元件处接收与无线波束的一部分相对应的无线波束部分；
通过相应的多个模数转换器ADC，将与每一个天线元件相关联的无线波束部分转换为相应的最低级数字波束部分；
通过多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器，添加与天线元件的多个真子集中的每一个真子集相关联的最低级数字波束部分，以在无线波束的迭代处理的最低迭代级处生成多个数字波束部分；
在包括所述最低迭代级和最高迭代级的多个迭代级中，通过所述数字波束成形处理器迭代地添加所述数字波束部分，其中，与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分包括来自所述迭代处理的下一更低迭代级的较小且相对时延的数字波束部分的总和；以及
添加与所述最高迭代级相关联的数字波束部分，以生成与所述无线波束相对应的数字波束。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，每一个数字波束部分与多个最低级数字波束部分相关联，所述多个最低级数字波束部分对应于所述多个天线元件的子集，其中，迭代地添加所述数字波束部分包括迭代地添加与相应的多个天线元件的多个子集相关联的多个数字波束部分，所述多个子集中的每一个子集都与下一更低迭代级相关联，以生成与所述多个天线元件的子集相关联的较大数字波束部分，所述多个天线元件的子集包括在所述迭代处理的下一更高迭代级处的天线元件的多个子集。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个天线元件的子集包括天线元件的连续子集，其中，迭代地添加所述多个数字波束部分包括迭代地添加与彼此相邻的多个天线元件的相应多个子集相关联的所述多个数字波束部分。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，迭代地添加所述数字波束部分包括向多个数字波束部分中的每一个数字波束部分分配时延值，以对所述多个数字波束部分中的每一个数字波束部分进行时间对齐，从而形成下一更高迭代级的数字波束部分，所述下一更高迭代级的数字波束部分包括所述多个数字波束部分。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个数字波束成形处理器的第一集合和第二集合中的每一个都与所述天线元件的相应相邻真子集相关联，其中，迭代地添加所述数字波束部分包括：
在所述数字波束成形处理器的第一集合中的相应一个数字波束成形处理器处接收所述数字波束成形处理器的第一集合的每一个剩余数字波束成形处理器的最低级数字波束部分；
添加与所述数字波束成形处理器的第一集合中的每一个数字波束成形处理器相关联的最低级数字波束部分，作为第一迭代级数字波束部分；
将所述第一迭代级数字波束部分从所述数字波束成形处理器的第一集合中相应的一个数字波束成形处理器提供给所述数字波束成形处理器的第二集合中的数字波束成形处理器；以及
在所述数字波束成形处理器的第二集合中的数字波束成形处理器处，分别添加所述第一迭代级数字波束部分和与所述多个数字波束成形处理器的至少第二集合相关联的至少一个其他第一迭代级数字波束部分，以生成第二迭代级数字波束部分。
16.一种用于通过相控阵天线系统发射无线波束的方法，所述方法包括：
生成与要从所述相控阵天线系统发射的无线波束相对应的数字波束；
通过多个数字波束成形处理器，将来自所述数字波束的数字波束部分分配在所述数字波束的迭代处理的多个迭代级中的最高迭代级处；
在包括所述最高迭代级和最低迭代级的多个迭代级中，通过所述数字波束成形处理器迭代地分配所述数字波束部分，其中，与给定迭代级相关联的每一个数字波束部分作为具有相对不同时延的多个较小数字波束部分从给定迭代级分配到迭代处理的下一更低迭代级，所述较小数字波束部分在总体上等于相应的数字波束部分；
分配具有相对不同时延的多个最低数字波束部分，以通过所述多个数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器生成与多个天线元件中的每一个天线元件相关联的多个最低级数字波束部分，所述数字波束的迭代处理的最低迭代级；
通过相应的多个数模转换器DAC，将所述最低级数字波束部分转换为与各个天线元件中的每一个天线元件相关联的无线波束部分；以及
从各自的多个天线元件中的每一个天线元件发射所述无线波束部分作为所述无线波束。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，每一个所述数字波束部分与多个最低级数字波束部分相关联，所述多个最低级数字波束部分对应于所述多个天线元件的子集，其中，迭代地分配所述数字波束部分包括在给定迭代级处迭代地分配与多个天线元件的各自子集相关联的数字波束部分，以生成与所述多个天线元件的多个子集相关联的多个较小数字波束部分，所述多个子集在所述迭代处理的下一更低迭代级处形成所述天线元件的相应子集。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述多个天线元件的相应子集包括所述连续天线元件子集，其中，迭代地分配多个数字波束部分包括迭代地分配与彼此相邻的多个天线元件的相应多个子集相关联的多个数字波束部分。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述迭代地分配所述数字波束部分包括将时延分配给从所述多个迭代级中的更高迭代级的数字波束部分分配的多个数字波束部分中的每一个数字波束部分，多个数字波束部分中的每一个数字波束部分的时延是相对于从更高迭代级的数字波束部分分配的其他数字波束部分的时延。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，多个数字波束成形处理器的集合各自与所述天线元件的相应相邻真子集相关联，其中，迭代地分配所述数字波束部分包括：
将第二迭代级数字波束部分提供给与数字波束成形处理器的集合中的第一集合相关联的数字波束成形处理器；
在与所述数字波束成形处理器的第一集合相关联的数字波束成形处理器处分配来自第二迭代级总和的多个第一迭代级数字波束部分；
将多个第一级数字波束部分中的每一个第一级数字波束部分提供给与所述数字波束成形处理器的相应多个集合相关联的相应数字波束成形处理器；
在与所述数字波束成形处理器的第一集合相关联的所述数字波束成形处理器处分配来自所述第一迭代级总和的多个最低级数字波束部分；以及
在所述数字波束成形处理器的相应集合的每一集合中，从所述数字波束成形处理器中的每一个数字波束成形处理器的各个最低级数字波束部分提供多个最低级数字波束部分中的每一个最低级数字波束部分。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10263342B2 (en) 2013-10-15 2019-04-16 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna system
US10892549B1 (en) 2020-02-28 2021-01-12 Northrop Grumman Systems Corporation Phased-array antenna system
US11926424B2 (en) * 2021-12-16 2024-03-12 The Boeing Company Thermoelectric cooling assembly and method for thermally insulating an aircraft fuselage exterior from an aircraft antennae array

Family Cites Families (136)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3045236A (en) 1954-09-28 1962-07-17 Lockheed Aircraft Corp Rotatable radomes for aircraft
US2980909A (en) 1956-12-03 1961-04-18 Chance Vought Corp Reduced-height radome-antenna
US3026516A (en) 1957-12-02 1962-03-20 Lockheed Aircraft Corp Rotatable radome for aircraft
US3099836A (en) 1960-05-16 1963-07-30 Lockheed Aircraft Corp V-strip antenna with artificial dielectric lens
US3148370A (en) 1962-05-08 1964-09-08 Ite Circuit Breaker Ltd Frequency selective mesh with controllable mesh tuning
US3681771A (en) 1970-03-23 1972-08-01 Macdowell Associates Inc Retroflector dipole antenna array and method of making
US3852765A (en) 1972-12-19 1974-12-03 Itt Spherical double reflector antenna
CA1063235A (en) 1975-10-31 1979-09-25 Yumio Kawai Endfire-type phased array antenna
US4658258A (en) 1983-11-21 1987-04-14 Rca Corporation Taperd horn antenna with annular choke channel
US4797682A (en) 1987-06-08 1989-01-10 Hughes Aircraft Company Deterministic thinned aperture phased antenna array
US5155050A (en) 1987-06-26 1992-10-13 Texas Instruments Incorporated Method of fabrication of a monolithic microwave transmitter/receiver
US4905014A (en) 1988-04-05 1990-02-27 Malibu Research Associates, Inc. Microwave phasing structures for electromagnetically emulating reflective surfaces and focusing elements of selected geometry
US5191351A (en) 1989-12-29 1993-03-02 Texas Instruments Incorporated Folded broadband antenna with a symmetrical pattern
US5049891A (en) 1990-02-23 1991-09-17 Grumman Aerospace Corporation Radome-antenna installation with rotating equipment rack
US5087896A (en) 1991-01-16 1992-02-11 Hughes Aircraft Company Flip-chip MMIC oscillator assembly with off-chip coplanar waveguide resonant inductor
US5220330A (en) 1991-11-04 1993-06-15 Hughes Aircraft Company Broadband conformal inclined slotline antenna array
US5400042A (en) 1992-12-03 1995-03-21 California Institute Of Technology Dual frequency, dual polarized, multi-layered microstrip slot and dipole array antenna
JPH07170118A (ja) 1993-07-01 1995-07-04 Commonw Sci & Ind Res Org <Csiro> 平面アンテナ
US5459123A (en) 1994-04-08 1995-10-17 Das; Satyendranath Ferroelectric electronically tunable filters
US5483246A (en) 1994-10-03 1996-01-09 Motorola, Inc. Omnidirectional edge fed transmission line antenna
US5552797A (en) 1994-12-02 1996-09-03 Avnet, Inc. Die-castable corrugated horns providing elliptical beams
US5619216A (en) 1995-06-06 1997-04-08 Hughes Missile Systems Company Dual polarization common aperture array formed by waveguide-fed, planar slot array and linear short backfire array
US6198450B1 (en) 1995-06-20 2001-03-06 Naoki Adachi Dielectric resonator antenna for a mobile communication
JP3133677B2 (ja) 1996-06-27 2001-02-13 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 復号処理装置およびその復号処理方法
US6121939A (en) 1996-11-15 2000-09-19 Yagi Antenna Co., Ltd. Multibeam antenna
US5892485A (en) 1997-02-25 1999-04-06 Pacific Antenna Technologies Dual frequency reflector antenna feed element
US5874915A (en) 1997-08-08 1999-02-23 Raytheon Company Wideband cylindrical UHF array
US5923229A (en) 1997-09-12 1999-07-13 Wytec, Inc. Simultaneous polarization and frequency filtering of transmitter and receiver signals in single antenna systems
US6278407B1 (en) 1998-02-24 2001-08-21 Topcon Positioning Systems, Inc. Dual-frequency choke-ring ground planes
US6147647A (en) 1998-09-09 2000-11-14 Qualcomm Incorporated Circularly polarized dielectric resonator antenna
FI113578B (fi) 1999-03-03 2004-05-14 Filtronic Lk Oy Resonaattorisuodatin
US6208309B1 (en) 1999-03-16 2001-03-27 Trw Inc. Dual depth aperture chokes for dual frequency horn equalizing E and H-plane patterns
US6163304A (en) 1999-03-16 2000-12-19 Trw Inc. Multimode, multi-step antenna feed horn
US6208310B1 (en) 1999-07-13 2001-03-27 Trw Inc. Multimode choked antenna feed horn
JP2001036306A (ja) 1999-07-22 2001-02-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 同軸形誘電体フィルタとその製造方法
US6448930B1 (en) 1999-10-15 2002-09-10 Andrew Corporation Indoor antenna
US6657516B1 (en) 2000-01-31 2003-12-02 Northrop Grumman Corporation Wideband TE11 mode coaxial turnstile junction
EP1287579A1 (en) 2000-04-20 2003-03-05 Paratek Microwave, Inc. Waveguide-finline tunable phase shifter
US6426727B2 (en) 2000-04-28 2002-07-30 Bae Systems Information And Electronics Systems Integration Inc. Dipole tunable reconfigurable reflector array
US6356240B1 (en) 2000-08-14 2002-03-12 Harris Corporation Phased array antenna element with straight v-configuration radiating leg elements
US6647158B2 (en) 2000-09-15 2003-11-11 Massachusetts Institute Of Technology Optical modulator using simultaneous push-pull drive of linear and quadratic electro-optic effects
US6577283B2 (en) 2001-04-16 2003-06-10 Northrop Grumman Corporation Dual frequency coaxial feed with suppressed sidelobes and equal beamwidths
JP3648462B2 (ja) 2001-04-27 2005-05-18 沖電気工業株式会社 弾性表面波分波器
US6501426B2 (en) 2001-05-07 2002-12-31 Northrop Grumman Corporation Wide scan angle circularly polarized array
US6400337B1 (en) 2001-05-11 2002-06-04 Dan Handelsman Three dimensional polygon antennas
US6473053B1 (en) 2001-05-17 2002-10-29 Trw Inc. Dual frequency single polarization feed network
US6552691B2 (en) 2001-05-31 2003-04-22 Itt Manufacturing Enterprises Broadband dual-polarized microstrip notch antenna
EP1271694A3 (en) 2001-06-29 2004-01-28 Roke Manor Research Limited A conformal phased array antenna
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
US6504514B1 (en) 2001-08-28 2003-01-07 Trw Inc. Dual-band equal-beam reflector antenna system
US6639461B1 (en) 2001-08-30 2003-10-28 Sierra Monolithics, Inc. Ultra-wideband power amplifier module apparatus and method for optical and electronic communications
US6795020B2 (en) 2002-01-24 2004-09-21 Ball Aerospace And Technologies Corp. Dual band coplanar microstrip interlaced array
US6759992B2 (en) 2002-02-12 2004-07-06 Andrew Corporation Pyramidal-corrugated horn antenna for sector coverage
GB0211076D0 (en) 2002-05-15 2002-06-26 Antenova Ltd Radio frequency switch for multi-sectored antennas
US6778145B2 (en) 2002-07-03 2004-08-17 Northrop Grumman Corporation Wideband antenna with tapered surfaces
SE522054C2 (sv) 2002-07-08 2004-01-07 Saab Ab Elektriskt styrd bredbandig gruppantenn, antennelement lämpat att ingå i en sådan gruppantenn, samt antennmodul innefattande ett flertal sådana antennelement
US6864763B2 (en) 2002-09-05 2005-03-08 Spx Corporation Tunable coupling iris and method
AU2003295509A1 (en) 2002-12-13 2004-07-09 Andrew Corporation Improvements relating to dipole antennas and coaxial to microstrip transitions
US6965128B2 (en) 2003-02-03 2005-11-15 Freescale Semiconductor, Inc. Structure and method for fabricating semiconductor microresonator devices
US6831601B1 (en) 2003-02-05 2004-12-14 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Circular array scanning with sum and difference excitation
US7142086B2 (en) 2003-02-11 2006-11-28 Oplink Communications, Inc. Ultra broadband inductor assembly
US6822615B2 (en) 2003-02-25 2004-11-23 Raytheon Company Wideband 2-D electronically scanned array with compact CTS feed and MEMS phase shifters
WO2004093416A1 (en) 2003-04-07 2004-10-28 Yoram Ofek Multi-sector antenna apparatus
US20040222934A1 (en) 2003-05-06 2004-11-11 Northrop Grumman Corporation Multi-mode, multi-choke feed horn
US7154451B1 (en) 2004-09-17 2006-12-26 Hrl Laboratories, Llc Large aperture rectenna based on planar lens structures
WO2004107830A1 (ja) 2003-06-02 2004-12-09 Nec Corporation プリント回路基板用コンパクトビア伝送路およびその設計方法
US8144059B2 (en) 2003-06-26 2012-03-27 Hrl Laboratories, Llc Active dielectric resonator antenna
US20060038732A1 (en) 2003-07-11 2006-02-23 Deluca Mark R Broadband dual polarized slotline feed circuit
US7180457B2 (en) 2003-07-11 2007-02-20 Raytheon Company Wideband phased array radiator
KR100544675B1 (ko) 2003-10-18 2006-01-23 한국전자통신연구원 마이크로스트립 패치 어레이 안테나를 이용한 위성신호중계 장치
EP1544963A1 (en) 2003-12-19 2005-06-22 Alcatel RF Coaxial connector and manufacturing method
US7034774B2 (en) 2004-04-22 2006-04-25 Northrop Grumman Corporation Feed structure and antenna structures incorporating such feed structures
US6967624B1 (en) 2004-04-23 2005-11-22 Lockheed Martin Corporation Wideband antenna element and array thereof
US20060006966A1 (en) 2004-07-08 2006-01-12 Qinghua Kang Electronically tunable ridged waveguide cavity filter and method of manufacture therefore
DE602004015514D1 (de) 2004-08-18 2008-09-11 Ericsson Telefon Ab L M Wellenleiter-schlitzantenne
US6999034B1 (en) 2004-09-02 2006-02-14 Antenniques Corp. Ltd. Wide receiving range antenna
US7239291B2 (en) 2005-01-05 2007-07-03 The Ohio State University Research Foundation Multi-band antenna
US8626195B2 (en) 2005-07-14 2014-01-07 Binj Laboratories, Inc. Systems and methods for detecting and controlling transmission devices
ES2373909T3 (es) 2005-12-23 2012-02-10 Telefonaktiebolaget L- M Ericsson (Publ) Red de antenas con exploración reforzada.
US7710319B2 (en) * 2006-02-14 2010-05-04 Sibeam, Inc. Adaptive beam-steering methods to maximize wireless link budget and reduce delay-spread using multiple transmit and receive antennas
US7567213B2 (en) 2006-05-02 2009-07-28 Accton Technology Corporation Array structure for the application to wireless switch of WLAN and WMAN
US7728701B2 (en) 2006-06-12 2010-06-01 Regents Of The University Of California Waveguide-based MEMS tunable filters and phase shifters
KR100801079B1 (ko) 2006-07-31 2008-02-05 삼성전자주식회사 올리고머 프로브 어레이 및 이의 제조 방법
US7336232B1 (en) 2006-08-04 2008-02-26 Raytheon Company Dual band space-fed array
US7576701B2 (en) 2007-04-02 2009-08-18 Raytheon Company Rotating screen dual reflector antenna
US7907090B2 (en) 2007-06-07 2011-03-15 Vishay Intertechnology, Inc. Ceramic dielectric formulation for broad band UHF antenna
WO2009013527A1 (en) 2007-07-20 2009-01-29 Astrium Limited System for simplification of reconfigurable beam-forming network processing within a phased array antenna for a telecommunications satellite
CN104505594B (zh) 2007-09-13 2018-07-24 天文电子学爱罗莎特股份有限公司 有宽带天线的通信系统
US8217847B2 (en) 2007-09-26 2012-07-10 Raytheon Company Low loss, variable phase reflect array
US20090135076A1 (en) 2007-11-28 2009-05-28 Senglee Foo Linear antenna array with azimuth beam augmentation by axial rotation
CA2629035A1 (en) 2008-03-27 2009-09-27 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada Waveguide filter with broad stopband based on sugstrate integrated waveguide scheme
US8564491B2 (en) 2008-04-05 2013-10-22 Sheng Peng Wideband high gain antenna
US7647757B2 (en) 2008-04-07 2010-01-19 Deere & Company Auxiliary drive shaft connection on reel mower cutting unit
US20090303147A1 (en) 2008-06-09 2009-12-10 Intel Corporation Sectorized, millimeter-wave antenna arrays with optimizable beam coverage for wireless network applications
US7966872B2 (en) 2008-07-23 2011-06-28 The Boeing Company In-flight testing kits and methods for evaluating proposed aerodynamic structures for aircraft
US8526525B2 (en) * 2008-09-01 2013-09-03 Arvind V. Keerthi Interference avoiding MIMO
CN101364672B (zh) 2008-09-17 2012-04-18 中国电子科技集团公司第三十八研究所 宽带双线极化偶极子天线阵
JP5371633B2 (ja) 2008-09-30 2013-12-18 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ リフレクトアレイ
FR2936906B1 (fr) 2008-10-07 2011-11-25 Thales Sa Reseau reflecteur a arrangement optimise et antenne comportant un tel reseau reflecteur
US8193975B2 (en) 2008-11-12 2012-06-05 Atc Technologies Iterative antenna beam forming systems/methods
US8508319B1 (en) 2008-11-13 2013-08-13 Far-Tech, Inc. Rapidly tunable RF cavity
US8588193B1 (en) * 2009-02-03 2013-11-19 Sibeam, Inc. Enhanced wireless data rates using multiple beams
US8319688B2 (en) 2009-02-18 2012-11-27 Harris Corporation Planar slot antenna having multi-polarization capability and associated methods
US8294631B2 (en) 2009-07-08 2012-10-23 Lockheed Martin Corporation Antenna with a bent portion
US8253641B1 (en) 2009-07-08 2012-08-28 Northrop Grumman Systems Corporation Wideband wide scan antenna matching structure using electrically floating plates
US8665040B1 (en) 2010-03-09 2014-03-04 Purdue Research Foundation Field programmable filter array
US9520640B2 (en) 2010-12-29 2016-12-13 Electro-Magwave, Inc. Electromagnetically coupled broadband multi-frequency monopole with flexible polymer radome enclosure for wireless radio
KR20120086838A (ko) 2011-01-27 2012-08-06 엘에스전선 주식회사 Ｐｃｂ 기판형 광대역 이중 편파 다이폴 안테나
US8912973B2 (en) 2011-05-04 2014-12-16 The Penn State Research Foundation Anisotropic metamaterial gain-enhancing lens for antenna applications
WO2013010108A1 (en) 2011-07-13 2013-01-17 Nuvotronics, Llc Methods of fabricating electronic and mechanical structures
US9319172B2 (en) 2011-10-14 2016-04-19 Qualcomm Incorporated Interference mitigation techniques for air to ground systems
US9091745B2 (en) 2012-02-20 2015-07-28 Rockwell Collins, Inc. Optimized two panel AESA for aircraft applications
US8736505B2 (en) 2012-02-21 2014-05-27 Ball Aerospace & Technologies Corp. Phased array antenna
JP6280310B2 (ja) 2012-06-06 2018-02-14 キヤノン株式会社 発振器
FR2999344B1 (fr) 2012-12-10 2018-04-13 Airbus Operations Antenne de radar meteorologique embarque pour aeronef et aeronef associe
CA2899236C (en) 2013-01-31 2023-02-14 Atabak RASHIDIAN Meta-material resonator antennas
US10263342B2 (en) 2013-10-15 2019-04-16 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna system
US10027030B2 (en) 2013-12-11 2018-07-17 Nuvotronics, Inc Dielectric-free metal-only dipole-coupled broadband radiating array aperture with wide field of view
US20150162663A1 (en) 2013-12-11 2015-06-11 Nuvotronics, Llc Metal-only dielectric-free broadband aperture-coupled patch array
US10038252B2 (en) 2014-06-06 2018-07-31 Rockwell Collins, Inc. Tiling system and method for an array antenna
US9755286B2 (en) 2014-12-05 2017-09-05 Huawei Technologies Co., Ltd. System and method for variable microwave phase shifter
US9502780B2 (en) 2015-01-15 2016-11-22 Northrop Grumman Systems Corporation Antenna array using sandwiched radiating elements above a ground plane and fed by a stripline
US10547118B2 (en) 2015-01-27 2020-01-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Dielectric resonator antenna arrays
US10021583B2 (en) * 2015-07-08 2018-07-10 Qualcomm Incoporated Beam splitting systems and methods
US10027005B2 (en) 2016-01-29 2018-07-17 Northrop Grumman Systems Corporation Voltage controlled tunable filter
WO2018029807A1 (ja) 2016-08-10 2018-02-15 三菱電機株式会社 アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ装置の製造方法
US10777895B2 (en) 2017-07-14 2020-09-15 Apple Inc. Millimeter wave patch antennas
US11075456B1 (en) 2017-08-31 2021-07-27 Northrop Grumman Systems Corporation Printed board antenna system
KR102017159B1 (ko) 2018-03-12 2019-09-02 삼성전자주식회사 안테나 모듈
US11024981B2 (en) 2018-04-13 2021-06-01 Mediatek Inc. Multi-band endfire antennas and arrays
US10741906B2 (en) 2018-09-28 2020-08-11 Apple Inc. Electronic devices having communications and ranging capabilities
TWI731269B (zh) 2018-10-02 2021-06-21 緯創資通股份有限公司 天線系統
US11128030B2 (en) 2018-10-04 2021-09-21 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module and electronic device including the same
KR102561724B1 (ko) 2018-12-07 2023-07-31 삼성전자주식회사 안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치
US10944164B2 (en) 2019-03-13 2021-03-09 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna for transmission and reception at multiple frequency bands
US10892549B1 (en) 2020-02-28 2021-01-12 Northrop Grumman Systems Corporation Phased-array antenna system

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TW202145648A (zh) 2021-12-01
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