CN116746075A - 相控阵和电子设备 - Google Patents

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CN116746075A
CN116746075A CN202180088049.5A CN202180088049A CN116746075A CN 116746075 A CN116746075 A CN 116746075A CN 202180088049 A CN202180088049 A CN 202180088049A CN 116746075 A CN116746075 A CN 116746075A
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高鹏
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Abstract

本申请提供了一种相控阵，该相控阵包括：本振信号调整通路、第一加法器、第一功分器和多个射频信号发射通道；本振信号调整通路的输出端与第一加法器的第一输入端耦合，用于向第一加法器输入第一信号；第一加法器的第二输入端与发射通道耦合，用于接收第二信号，第一加法器将第一信号与第二信号叠加，生成待发射信号；第一功分器的输入端耦合于第一加法器的输出端，第一功分器的输出端耦合于多个射频信号发射通道的输入端，第一功分器将待发射信号功分成多路发射信号；所述多个射频信号发射通道用于处理所述多路发射信号，并通过多个天线发射所述多路发射信号，从而可以在降低通信设备的功耗以及版图面积的情况下、滤除相控阵中的本振泄露信号。

Description

相控阵和电子设备
本申请要求于2020年12月31日提交国际申请、申请号为PCT/CN2020/142084、申请名称为“相控阵和电子设备”的PCT专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及无线通信领域，尤其涉及一种相控阵和电子设备。
背景技术
伴随着科学技术的发展，通信技术得以突飞猛进的提升。传统通信技术中，通常在射频前端采用本振信号对中频信号进行上变频处理以生成射频信号。采用本振信号对中频信号进行上变频处理时，会带来本振泄露问题，从而影响通信信号的质量。
发明内容
本申请实施例提供了一种相控阵，可以提高通信信号的质量。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种相控阵，包括：本振信号调整通路、第一加法器、第一功分器和多个射频信号发射通道；所述本振信号调整通路的输出端与所述第一加法器的第一输入端耦合，用于向所述第一加法器输入第一信号；所述第一加法器的第二输入端与发射通路耦合，用于从所述发射通路接收第二信号，所述第一加法器将所述第一信号与所述第二信号叠加，生成待发射信号；所述第一功分器的输入端耦合于所述第一加法器的输出端，所述第一功分器的输出端耦合于所述多个射频信号发射通道的输入端，所述第一功分器用于将所述待发射信号分为多路发射信号；所述多个射频信号发射通道的输出端与多个天线耦合，所述多个射频信号发射通道用于处理所述多路发射信号，并通过所述多个天线发射所述多路发射信号。
本申请实施例所述的相控阵，通过引入本振信号调整通路，借助于第一加法器将本振调整信号引入到发射信号中，可以提高通信信号的质量。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例中所述的多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道，均包括功率放大器，用于对多路发射信号进行功率放大。进一步的，所述的多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道，还可以包括滤波器，滤波器用于对多路发射信号进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路的输入端耦合于第一本振信号源；所述本振信号调整通路还用于：从所述本振信号源接收第一本振信号，对所述第一本振信号进行调节，生成所述第一信号。
本振信号调整通路通过对第一本振信号进行调节以生成第一信号，可以不需要设置其他信号源，从而可以降低电路版图面积；此外，对第一本振信号进行简单的调整即可生成 第一信号，可以降低生成第一信号的复杂度。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器；其中，所述可变增益放大器用于对所述第一本振信号进行幅度调节。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器的情况下，所述本振信号调整通路还可以包括倍频器；所述倍频器用于对所述第一本振信号进行频率调节。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器的情况下，或者所述本振信号调整通路包括所述可变增益放大器和所述倍频器的情况下，所述本振信号调整通路还包括第一移相器；所述第一移相器用于对所述第一本振信号进行相位调节。
本申请实施例中所述的本振信号调整通路，通过设置可变增益放大器、倍频器或者第一移相器中的至少一项，可以使得本振信号调整通路输出的第一信号与本振泄露信号相抵消，达到抑制本振泄露的效果。例如，可以使得第一信号与本振泄露信号的频率相同、幅度相等、相位相反。需要说明的是，这里的相位相反可以是指相位相差180度。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括第一混频器和中频信号处理器；所述中频信号处理器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端；所述第一混频器的第二输入端耦合与所述第一本振信号源，所述第一混频器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端，所述第一混频器用于向所述第一加法器输入所述第二信号。
在该实现方式中，中频信号处理器可以生成中频信号，第一混频器可以从中频信号处理器接收中频信号，第一混频器将所接收到的中频信号和第一本振信号混频后，生成上述第二信号提供至第一加法器。这里所述的中频信号是指输入至混频器之前的信号，其可以是零中频信号或者低中频信号。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括第一混频器、第二混频器和中频信号处理器，所述相控阵还包括第二本振信号源；所述中频信号处理器的输出端耦合于所述第二混频器的第一输入端，所述第二混频器的第二输入端耦合于所述第二本振信号源，所述第二混频器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端，所述第一混频器的第二输入端耦合于所述第一本振信号源，所述第一混频器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端，所述第一混频器用于向所述第一加法器输入所述第二信号。
在该实现方式中，中频信号处理器可以生成第一中频信号，第二混频器可以从中频信号处理器接收第一中频信号，从第二本振信号源接收第二本振信号，对第一中频信号和第二本振信号混频后生成第二中频信号提供至第一混频器。第一混频器将第二中频信号和第一本振信号混频后，生成所述第二信号提供至第一加法器。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括中频信号处理器；所述第一加法器的第二输入端与所述中频信号处理器的输出端耦合，用于从所述中频信号处理器接收所述第二信号。此时，该第二信号为中频信号。该可能的实现方式具体包括如下几种方式：
方式一：所述相控阵还包括第一混频器，所述第一加法器的输出端与所述第一混频器的输入端耦合；所述第一混频器的输出端与所述第一功分器的输入端耦合。
方式二：所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括第一混频器，所述相控阵还包括第二功分器；所述第一混频器的第一输入端耦合于所述第一功分器输出端；所述第一混频器的第二输入端耦合于所述第二功分器输出端；所述第二功分器用于对 所述第一本振信号功分，生成多路本振信号；所述第一混频器用于对所述多路本振信号的其中一路本振信号和所述多路发射信号的其中一路发射信号混频。
在一种可能的实现方式中，所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括：第二移相器，用于对所述多路发射信号的其中一路发射信号移相。
每一个射频信号发射通道还包括第一混频器的情况下，所述本振信号调整通路既可以包括第一移相器，也可以不包括第一移相器。当本振信号调整通路包括第一移相器时，可以同时调节每一个射频信号发射通道中的第二移相器，使得每一个射频信号发射通道中的第二移相器先统一移相至一个固定相位。该固定相位是基于本振信号和第一信号之间的相位差而确定的。在此基础上，继续调整每一路射频信号发射通道中的第二移相器，使得该相控阵发射波束成型信号。
第二方面，本申请实施例提供一种收发器，该收发器包括本振信号调整通路、第一加法器和射频信号发射通道；所述本振信号调整通路的输出端与所述第一加法器的第一输入端耦合，用于向所述第一加法器输入第一信号；所述第一加法器的第二输入端与发射通路耦合，用于接收第二信号，所述第一加法器将所述第一信号与所述第二信号叠加，生成待发射信号；所述射频信号发射通道的输入端与所述第一加法器的输出端耦合，所述射频信号发射通道的输出端与天线耦合，所述射频信号发射通道用于处理所述多路发射信号，并通过所述天线发射所述待发射信号。
本申请实施例所述的相控阵，通过设置本振信号调整通路，可以提高通信信号的质量。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例中所述的射频信号发射通道，可以包括功率放大器，用于对待发射信号进行功率放大。进一步的，所述射频信号发射通道，还可以包括滤波器，滤波器用于对多路发射信号进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路的输入端耦合于第一本振信号源；所述本振信号调整通路还用于：从所述本振信号源接收第一本振信号，对所述第一本振信号进行调节，生成所述第一信号。
本振信号调整通路通过对第一本振信号进行调节以生成第一信号，可以不需要设置其他信号源，从而可以降低电路版图面积；此外，由于第一信号与第一本振信号之间频率、幅度相同，相位相反，对第一本振信号进行简单的调整即可生成第一信号，可以降低生成第一信号的复杂度。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器；其中，所述可变增益放大器用于对所述第一本振信号进行幅度调节。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器的情况下，所述本振信号调整通路还可以包括倍频器；所述倍频器用于对所述第一本振信号进行频率调节。
在一种可能的实现方式中，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器的情况下，或者所述本振信号调整通路包括所述可变增益放大器和所述倍频器的情况下，所述本振信号调整通路还包括第一移相器；所述第一移相器用于对所述第一本振信号进行相位调节。
本申请实施例中所述的本振信号调整通路，通过设置可变增益放大器、倍频器或者第一移相器中的至少一项，可以使得本振信号调整通路输出的第一信号与本振泄露信号相抵消，达到抑制本振泄露的效果。例如，可以使得第一信号与本振泄露信号的频率相同、幅 度相等、相位相反。需要说明的是，这里的相位相反可以是指相位相差180度。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括第一混频器和中频信号处理器；所述中频信号处理器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端；所述第一混频器的第二输入端耦合与所述第一本振信号源，所述第一混频器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端，所述第一混频器用于向所述第一加法器输入所述第二信号。
在该实现方式中，中频信号处理器可以生成中频信号，第一混频器可以从中频信号处理器接收中频信号，第一混频器将所接收到的中频信号和第一本振信号混频后，生成上述第二信号提供至第一加法器。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括第一混频器、第二混频器和中频信号处理器，所述相控阵还包括第二本振信号源；所述中频信号处理器的输出端耦合于所述第二混频器的第一输入端，所述第二混频器的第二输入端耦合于所述第二本振信号源，所述第二混频器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端，所述第一混频器的第二输入端耦合于所述第一本振信号源，所述第一混频器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端，所述第一混频器用于向所述第一加法器输入所述第二信号。
在该实现方式中，中频信号处理器可以生成第一中频信号，第二混频器可以从中频信号处理器接收第一中频信号，从第二本振信号源接收第二本振信号，对第一中频信号和第二本振信号混频后生成第二中频信号提供至第一混频器。第一混频器将第二中频信号和第一本振信号混频后，生成所述第二信号提供至第一加法器。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路包括中频信号处理器，所述相控阵还包括第一混频器；所述第一加法器的第二输入端与所述中频信号处理器的输出端耦合，所述第一加法器的输出端与所述第一混频器的输入端耦合；用于从所述中频信号处理器接收所述第二信号。此时，该第二信号为中频信号。
在一种可能的实现方式中，所述射频信号发射通道还包括：第二移相器，用于对所述多路发射信号的其中一路发射信号移相。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路还包括杂散调整电路和第二加法器；所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第一本振信号源，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述中频信号处理器，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端；所述杂散调整电路基于所述第一本振信号源输出的本振信号以及所述中频信号处理器输出的中频信号，生成第三信号提供至所述第二加法器，所述第二加法器将所述第三信号与所述第一混频器输出的信号叠加，生成所述第二信号。
在一种可能的实现方式中，所述发射通路还包括杂散调整电路和第二加法器；所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第一本振信号源，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述第一加法器的输出端，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一功分器的输入端；所述杂散调整电路基于所述第一本振信号源输出的本振信号以及所述第一加法器输出的信号，生成第三信号提供至所述第二加法器，所述第二加法器将所述第三信号与所述第一混频器输出的信号叠加，生成所述待发射信号。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路包括第三移相器以及第三混频器；所述第三移相器耦合于所述第一本振信号源与所述第三混频器的第一输入端之间；所述第三混频器的第二输入端耦合于所述中频信号处理器的输出端或者所述第一加法器的输出端中的一项，所述第三混频器的输出端耦合至所述第二加法器的第一输入端。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路还包括第四移相器；所述第四移相器耦合于所述第一本振信号源与所述第一混频器的第二输入端之间。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路还包括第四移相器；所述第四移相器的一端与所述中频信号处理器的输出端或者所述第一加法器的输出端中的一项耦合，所述第四移相器的另一端耦合至所述第三混频器的第二输入端。
在一种可能的实现方式中，所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括杂散调整电路和第二加法器；所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第二功分器的输出端，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述第一功分器的输出端，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一功分器的输入端；所述杂散调整电路用于对所述多路本振信号的其中一路本振信号和所述多路发射信号的其中一路发射信号处理；所述第二加法器用于将所述杂散调整电路输出的信号以及所述第一混频器输出的信号叠加。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路包括第三移相器以及第三混频器；所述第三移相器耦合于所述第二功分器的输出端与所述第三混频器的第一输入端之间；所述第三混频器的第二输入端耦合于所述第一功分器的输出端；所述第三混频器的输出端耦合至所述第二加法器的第一输入端。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路还包括第四移相器；所述第四移相器耦合于所述第二功分器的输出端与所述第一混频器的第二输入端之间。
在一种可能的实现方式中，所述杂散调整电路还包括第四移相器；所述第四移相器耦合于所述第一功分器的输出端与所述第三混频器的第二输入端之间。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括电路板，以上可能的实现方式中的收发器和处理器设置于所述电路板上，所述收发器包括如以上可能的实现方式中的相控阵。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种相控阵的架构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种相控阵工作原理示意图；
图4是本申请实施例提供的相控阵的一个结构示意图；
图5是本申请实施例提供的如图4所示的相控阵的一个具体结构示意图；
图6是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图7a是本申请实施例提供的本振信号调整通路的一个结构示意图；
图7b是本申请实施例提供的本振信号调整通路的又一个结构示意图；
图8是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图9是本申请实施例提供的如图8所示的相控阵的一个局部结构示意图；
图10是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图11a是本申请实施例提供的如图10所示的相控阵的具体结构示意图；
图11b是本申请实施例提供的如图10所示的相控阵的又一个具体结构示意图；
图12是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图13A是本申请实施例提供的杂散调整电路的结构示意图；
图13B是本申请实施例提供的如图13A所示的杂散调整电路输出的信号的相位矢量图；
图13C是本申请实施例提供的杂散调整电路的又一个结构示意图；
图14是本申请实施例提供的杂散调整电路的又一个结构示意图；
图15是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图16是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图17是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图18是本申请实施例提供的相控阵的又一个结构示意图；
图19是本申请实施例提供的电子设备的一个结构示意图；
图20是本申请实施例提供的终端设备的一个结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本文所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。"连接"或者"耦合"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的，等同于广义上的耦合或联通。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个射频信号发射通道是指两个或两个以上的射频信号发射通道。
无线通信系统中，设备可分为提供无线网络服务的设备和使用无线网络服务的设备。提供无线网络服务的设备是指那些组成无线通信网络的设备，可简称为网络设备(network equipment)，或网络单元(network element)。网络设备通常归属于运营商(如中国移动和Vodafone)或基础设施提供商(如铁塔公司)，并由这些厂商负责运营或维护。网络设备还 可进一步分为无线接入网(radio access network，RAN)设备以及核心网(core network，CN)设备。典型的RAN设备包括基站(base station，BS)。
应理解，基站有时也可以被称为无线接入点(access point，AP)，或发送接收点(transmission reception point，TRP)。具体地，基站可以是5G新无线电(new radio，NR)系统中的通用节点B(generation Node B，gNB)，4G长期演进(long term evolution，LTE)系统的演进节点B(evolutional Node B，eNB)。根据基站的物理形态或发射功率的不同，基站可被分为宏基站(macro base station)或微基站(micro base station)。微基站有时也被称为小基站或小小区(small cell)。
使用无线网络服务的设备通常位于网络的边缘，可简称为终端(terminal)。终端能够与网络设备建立连接，并基于网络设备的服务为用户提供具体的无线通信业务。应理解，由于终端与用户的关系更加紧密，有时也被称为用户设备(user equipment，UE)，或订户单元(subscriber unit，SU)。此外，相对于通常在固定地点放置的基站，终端往往随着用户一起移动，有时也被称为移动台(mobile station，MS)。此外，有些网络设备，例如中继节点(relay node，RN)或者无线路由器等，由于具备UE身份，或者归属于用户，有时也可被认为是终端。
具体地，终端可以是移动电话(mobile phone)，平板电脑(tablet computer)，膝上型电脑(laptop computer)，可穿戴设备(比如智能手表，智能手环，智能头盔，智能眼镜)，以及其他具备无线接入能力的设备，如智能汽车，各种物联网(internet of thing，IOT)设备，包括各种智能家居设备(比如智能电表和智能家电)以及智能城市设备(比如安防或监控设备，智能道路交通设施)等。
为了便于表述，本申请中将以基站和终端为例，详细说明本申请实施例的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。如图1所示，无线通信系统包括终端,基站A,基站B,基站C。
该无线通信系统中，该无线通信系统可以遵从第三代合作伙伴计划(third generation partnership project，3GPP)的无线通信标准，也可以遵从其他无线通信标准，例如电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)的802系列(如802.11，802.15，或者802.20)的无线通信标准。
图1中虽然仅示出了三个基站和一个终端，该无线通信系统也可包括其他数目的终端和基站。此外，该无线通信系统还可包括其他的网络设备，比如核心网设备。
终端和基站应知晓该无线通信系统预定义的配置，包括系统支持的无线电接入技术(radio access technology，RAT)以及系统规定的无线资源配置等，比如无线电的频段和载波的基本配置。载波是符合系统规定的一段频率范围。这段频率范围可由载波的中心频率(记为载频)和载波的带宽共同确定。这些系统预定义的配置可作为无线通信系统的标准协议的一部分,或者通过终端和基站间的交互确定。相关标准协议的内容，可能会预先存储在终端和基站的存储器中，或者体现为终端和基站的硬件电路或软件代码。
该无线通信系统中，终端和基站支持一种或多种相同的RAT，例如5G NR、或未来演进系统的RAT。具体地，终端和基站采用相同的空口参数、编码方案和调制方案等，并基于系统规定的无线资源相互通信。
图1中集成了相控阵的终端可以通过不同的配置，可以分别定向指向基站A、基站B、 基站C。相比于传统的终端，具有相控阵功能的终端可以通过相控阵的功能实现能量更集中的传输，从而一定程度缓解了在高频，特别是毫米波频率范围下，信号传输的路径损耗。
图2为本申请实施例提供的一种相控阵的架构示意图。如图2所示的相控阵可以应用于如图1所示的应用场景。在图2中，相控阵可以包括多个射频信号发射通道，每一个射频信号发射通道的输出端与天线TX耦合，每个射频信号发射通道都包括相应的移相器。当相控阵需要指向特定的方向，实现特定方向的波束时，可以通过相控阵中的移相器将对应射频信号发射通道的信号进行移相，从而可以得到特定方向的方向图。当相控阵需要动态覆盖多个方向时，相控阵可通过相位扫描的方式实现。由于相控阵系统需要较大的扫描角度，对于每个射频信号发射通道的移相器的移相精度和移相范围都有一定的要求。为了便于系统控制，可选的，相控阵可以采用数字移相器的技术。每个支路需要在由n bit实现的移相范围内，通过改变数字控制比特位调节每个支路的相位，以实现相位扫描。
具体的，以图3为例，图3示出的相控阵架构包括8个支路，为了实现全范围覆盖，每个支路需要实现3bit位的数字移相器，也就是8个支路实现的相位范围为0-7Ф，8个支路对应数字控制比特位000-111的移相范围。不同的比特位具有不同的移相精度，以3bit为例，其中最低的比特位对应的移相精度为2 0Ф＝Ф，中间的比特位对应的移相精度为2 1Ф＝2Ф，最高的比特位对应的移相精度为2 2Ф＝4Ф。这样通常，0-7Ф可以实现360度的移相范围，每个移相单位Ф为45度。每个支路的最小移相位为0Ф也就是0度，对应的移相器的比特位的控制字为000，最大的移相位为7Ф也就是315度，对应移相器的比特位的控制字为111。为了实现更高的相位扫描精度，还可以增加bit位。例如，数字移相器还可以为4bit的数字移相器，每个支路的最小移相精度Ф可以为22.5度。在了解了相控阵工作原理后，可以理解，相控阵为了实现发射信号的功能，需要在上述实施例中的每个射频信号发射通道中集成诸如功率放大器和移相器等设备。
下面，对本申请实施例所述的相控阵进行详细描述。请参考图4，其示出了本申请实施例提供的一种相控阵100的结构示意图。在图4中，相控阵100包括本振信号调整通路01、加法器02、功分单元03、混频器04和射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn。
具体的，本振信号调整通路01的输出端To耦合于加法器02的第一输入端Ai1。混频器04的输入端Mi1耦合于第一本振信号源05，混频器04的输入端Mi2用于输入中频信号IF。混频器04的输出端Mo耦合于加法器02的第二输入端Ai2。在一种可能的实现方式中，第一本振信号源05与混频器04之间还可以设置有本振缓冲器(图中未示出)，以对本振信号放大。加法器02的输出端Ao耦合于功分单元03的输入端C1i。功分单元03包括输出端C1o1、C1o2、C1o3…C1on，功分单元03的输出端C1o1、C1o2、C1o3…C1on与射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn的输入端一一对应耦合。射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn的输出端分别与发射天线TX一一对应耦合。每一个射频信号发射通道还可以包括功率放大器、移相器或者滤波器等器件。需要说明的是，本申请实施例对射频信号发射通道的数目不作限定，相控阵可以包括两个射频信号发射通道、或者包括三个射频信号发射通道等。同样，功分单元03可以包括至少一个功分器。例如可以包括两个功分器、三个功分器等，本申请实施例对此不做限定，功分单元03所包括的功分器的数目根据场景的需要以及射频信号发射通道的数目确定。示意性的，功分单元03包括三个功分器，分别为功分器C1、功分器C2和功分器C3，功分器C1的输入端耦合于加法器02的输出 端，功分器C1的其中一个输出端与功分器C2的输入端耦合，功分器C1的另外一个输出端与功分器C3的输入端耦合。功分器C2的两个输出端和功分器C3的两个输出端作为功分单元03的输出端Co1、Co2、Co3、Co4。此时，射频信号发射通道可以包括四个，分别为射频信号发射通道T1、T2、T3和T4，如图5所示，图5为图4所示的相控阵100的具体结构示意图。此外，图5中示意性的示出了每一个射频信号发射通道还可以包括功率放大器PA和移相器PS1。需要说明的是，本申请实施例中所述的中频信号IF是指输入至混频器04之前的信号，其可以是零中频信号或者低中频信号，在毫米波应用的场景中，此中频信号的中心频率可以在GHz的数量级。
请继续参考图4，在本实施例中，本振信号调整通路01可以对输入端Ti输入的信号进行调整，生成第一信号提供至加法器02。混频器04的输入端Mi1用于输入本振信号LO1，混频器04对本振信号LO1和输入端Mi2输入的中频信号IF混频后，生成第二信号提供至加法器02。加法器02对第一信号和第二信号叠加后生成待发射信号。功分单元03中的功分器将待发射信号分为多路发射信号，分别提供至射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn。射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn对多路发射信号进行诸如滤波、或者功率放大等处理后，通过多个天线TX发射该多路发射信号。
在本申请实施例中，输入至混频器04输入端Mi2的中频信号IF可以是由中频信号处理器08产生的。具体如图4所示，如图4所示的相控阵还包括中频信号处理器08。混频器04的输入端Mi1耦合于中频信号处理器08的输出端，用于从中频信号处理器08获取中频信号IF。本申请实施例中所述的中频信号处理器08例如可以包括但不限于滤波器或者模数转换器等器件。
从图4和图5中可以看出，如图4和图5所示的相控阵100包括一个混频器04。在一种可能的实现方式中，本申请实施例所述的相控阵100可以包括多个混频器。请参考图6，图6中示出了相控阵100包括两个混频器的情况。如图6所示，相控阵100除了包括与图4所示的相控阵100相同的部件外，还可以包括混频器06和第二本振信号源07。混频器06的输入端Mi3耦合于第二本振信号源07，混频器06的输入端Mi4耦合于中频信号处理器08的输出端，混频器06的输出端耦合于混频器04的输入端Mi2。其余各部件的连接关系与图4所示的相控阵100中各部件的连接关系相同，在此不再赘述。在图6中，混频器06的输入端Mi3从第二本振信号源07接收本振信号LO2，混频器06的输入端Mi4从中频信号处理器08接收中频信号IN，对本振信号LO2和中频信号IN混频后生成上述中频信号IF提供至混频器04。也即是说，在如图6所示的相控阵100中，输入至混频器04的中频信号IF，是中频信号处理器08产生的中频信号IN经混频器06混频后生成的。
需要说明的是，第一本振信号源05和第二本振信号源07可以为两个不同的本振信号发生设备。另外，第一本振信号源05和第二本振信号源07也可以设置于同一个本振信号发生设备中。当第一本振信号源05和第二本振信号源07设置于同一本振信号发生设备中时，作为示例，本振信号发生设备可以设置有两个信号输出端口，其中一个信号输出端口用于输出本振信号LO1，此时混频器04的输入端Mi1与该端口耦合；本振信号发生设备的另外一个端口用于输出本振信号LO2，此时混频器06的第一输入端与该端口耦合。
还需要说明的是，用于产生本振信号LO1和本振信号LO2的第一本振信号源05和 第二本振信号源07可以设置于相控阵100中，也可以设置于相控阵100之外。当第一本振信号源05和第二本振信号源07设置于相控阵100外部时，相控阵100还可以设置有两个本振信号输入端口，其中一个本振信号输入端口用于输入本振信号LO1，另外一个输入端口用于输入本振信号LO2，图中未示出。
与传统通信技术相比，本申请实施例所述的相控阵可以在降低通信设备的功耗以及版图面积的情况下、滤除相控阵中的本振泄露信号。
通常，混频器04输出的第二信号中，除了包括射频信号外，通常还会包括从混频器04泄露出的本振信号，也即本振泄露信号。本振泄露信号通常对射频信号造成干扰，影响所发射的射频信号的性能。本申请实施例所述的相控阵，通过设置本振信号调整通路，可以提高通信信号的质量。进一步的，为了解决本振泄露问题，传统通信技术中，通常在混频器的输出端设置滤波电路以滤除本振泄露信号，或者采用IQ发射机的方式对IQ射频电路进行直流偏置校准以抑制本振泄露信号。当前技术中，无论采用滤波电路的方式还是采用IQ发射机的方式，都不可避免增加通信设备的功耗。当传统本振泄露解决方案应用于相控阵中时，通常需要设置多个滤波电路或者IQ发射机，极大增加了通信设备的版图面积，进而增加了通信设备的生产制造成本。与传统通信技术相比，本申请实施例所述的相控阵和包括相控阵的电子设备可以在降低通信设备的功耗以及版图面积的情况下、滤除相控阵中的本振泄露信号。
本申请实施例中，用于与中频信号IF混频的本振信号通常具有特定的幅度和相位，也即是说，本振泄露信号具有特定的幅度和相位。本申请实施例通过设置本振信号调整通路01，使得本振信号调整通路01输出的第一信号与本振泄露信号相抵消，达到抑制本振泄露的效果。例如，本振信号调整通路01通过对所输入的信号进行处理，使得第一信号与本振泄露信号频率相同、幅度相等、相位相反，可以达到第一信号与本振泄露信号相抵消的目的。需要说明的是，本申请实施例中所述的相位相反可以是指相位相差180度。下面对本振信号调整通路01的具体结构进行描述。
在第一种可能的实现方式中，本振信号调整通路01可以包括数字信号处理器和数模转换器，如图7a所示。数字信号处理器的输入端为本振信号调整通路01的输入端Ti，数字信号处理器的输出端耦合至数模转换器的输入端，数模转换器的输出端耦合至加法器02的第一输入端Ai1。该数字信号处理器和数模转换器可以产生与本振泄露信号频率相同、幅度相等、相位相反的第一信号，以实现本振泄露信号的抑制。输入至混频器04中的信号中除了包括本振信号外，通常还包括本振信号的各次谐波信号。因此，本振泄露信号中通常包括本振信号和本振信号的各次谐波信号。上述第一信号中可以包括与本振信号频率相同、幅度相等、相位相反的信号，第一信号中还可以包括与本振信号的各次谐波信号频率相同、幅度相等、相位相反的信号。
在第二种可能的实现方式中，本振信号调整通路01可以包括可变增益放大器012和移相器PS2，如图7b所示。通常，本振泄露信号中某一频率的本振信号或者谐波信号对射频信号的干扰最大，其他频率的本振泄露信号对射频信号的干扰可以忽略。此时，可以通过抑制该干扰最大的信号来达到抑制本振泄露的目的。具体实现中，可以通过频谱分析设备分析或者人工分析混频器04输出的本振泄露信号中各频率的信号对射频信号的干扰，基于分析结果，通过本振信号调整通路01生成第一信号，以抵消该干扰最大的信号。基 于此，采用该第二种可能的实现方式可以简化本振信号调整通路01。此外，可选的，本振信号调整通路01还可以包括倍频器011，以对本振信号调整通路01输入的信号进行频率调整。进一步的，本振信号调整通路01的输入端Ti可以与第一本振信号源05耦合，以从第一本振信号源05接收本振信号LO1。本振信号LO1依次经过倍频器011进行频率调节、经过可变增益放大器012进行幅度调节、进过移相器PS2进行相位调节，生成与待抵消的本振泄露信号频率相同、幅度相同、相位相反的第一信号。在图7b中示意性的示出了倍频器011的输入端耦合至第一本振信号源05、倍频器011的输出端耦合至可变增益放大器012的输入端、可变增益放大器012的输出端耦合至移相器PS2的输入端、移相器PS2的输出端耦合至加法器02的第一输入端Ai1的情形。需要说明的是，本申请实施例对倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2在本振信号调整通路01中的位置不做具体限定，例如，输入至本振信号调整通路01的本振信号LO1可以先经过可变增益放大器012进行幅度调节，再经过倍频器011进行频率调节，最后经过移相器PS1进行相位调节，最终生成第一信号。
图7b中示意性的示出了本振信号调整通路01的输入端Ti与第一本振信号源05耦合、输入本振信号LO1的情况。在其他可能的实现方式中，本振信号调整通路01的输入端Ti还可以用于输入随机信号，本振信号调整通路01还可以对该随机信号进行调整，生成上述第一信号。
本振信号调整通路01通过对本振信号LO1进行调节以生成第一信号，可以不需要设置其他信号源，从而可以降低电路版图面积；此外，对本振信号LO1进行简单的调整即可生成第一信号，可以降低生成第一信号的复杂度。
如图4-图6所示的相控阵100中，混频器04设置于加法器02的信号输入侧。在其他可能的实现方式中，混频器04还可以设置于加法器02的信号输出侧。此时，相控阵100的结构示意图如图8所示。
在图8中，相控阵100包括本振信号调整通路01、加法器02、功分单元03、混频器04、中频信号处理器08和射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn。其中，本振信号调整通路01、功分单元03以及射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn的具体结构、所包括的器件以及功能与图4-图6中所示的相控阵100中相关单元的具体结构、所包括的器件以及功能均相同，具体参考图4-图6中所示的实施例中相关单元的具体描述，在此不再赘述。与图4-图6中所示的相控阵100不同的是，在图8中，混频器04的输出端Mo耦合于功分单元03的输入端C1i，混频器04的输入端Mi2耦合至加法器02的输出端Ao，加法器02的第二输入端Ai2耦合至中频信号处理器08。加法器02的第二输入端Ai2用于从中频信号处理器08接收中频信号IF，该中频信号IF的产生方式与图4-图6所示的实施例中所述的中频信号IF的产生方式相同，在此不再赘述。除此之外，图8中其余各部件之间、各部件与各单元之间的连接关系与图4-图6所示的相控阵100中各部件之间的连接关系相同，具体参考图4-图6中的相关描述，在此不再赘述。需要说明的是，如图8所示的相控阵100包括一个混频器04，在其他可能的实现方式中，相控阵100还可以包括多个混频器，例如，在图8所述的相控阵100中，还可以包括另外一个混频器，该混频器可以设置于中频信号处理器08与加法器02之间，也可以设置于加法器02与混频器04之间。可以理解的是，如图8所述的相控阵设置更多个混频器时，其还可以设置更多个本振信号源。本申请 实施例未在图中示出该情况。
在如图8所示的相控阵100中，在未设置本振信号调整通路01时，混频器04输出的信号中除了包括射频信号外，还包括本振泄露信号。如图8所示的相控阵100通过设置本振信号调整通路01，可以抑制相控阵100的本振泄露。下面以相控阵100的一个射频信号发射通道为例，结合图9，对图8所述的相控阵100抑制本振泄露信号的原理进行详细描述。请参考图9，图9为图8所示的相控阵100的局部电路结构。在图9中，本振信号调整通路01包括倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2。本振信号及其谐波信号LO1经过本振信号调整通路01中的倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2分别进行频率调整、幅度调整和相位调整后，输出第一信号。该第一信号与中频信号IF通过加法器02叠加后输入至混频器04。此时，第一信号和中频信号IF在混频器中分别与本振信号及其谐波信号进行混频。经混频器混频后的信号包括以下几种：本振泄露信号(此处的本振泄露信号具体包括：混频器04的第一输入端输入的本振信号LO1)、中频信号IF与本振信号LO1混频后生成的射频信号、第一信号与本振信号LO1混频后生成的信号(此处记为第三信号)。也即此时混频器04输出的信号为本振泄露信号+射频信号+第三信号。因此，通过调整本振信号调整通路01中的倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2，使得第三信号与本振泄露信号(本振信号或者本振信号的谐波信号)抵消，从而混频器04输出的信号仅包括射频信号。例如使得第三信号的频率相同、幅度相同、相位相反(或者说相位相差180度)，即可使得本振泄露信号与第三信号抵消。
下面以具体的例子进行更为详细的说明。假设，第一本振信号源05输出的本振信号及其谐波信号LO1为cos(2πmF*t+Φ)，m为正整数；本振信号及其谐波信号LO1经过本振信号调整通路01中的倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2分别进行频率调整、幅度调整和相位调整后，输出的第一信号为cos(2πnF*t+θ)，n为正整数。第一信号与本振信号混频后所生成的第三信号至少包括：A＝cos[2π(n+m)F*t+θ+Φ)和B＝cos[2π(m-n)F*t+Φ-θ)。此时本振泄露信号包括：cos(2π*mF*t+Φ)。假设此时本振泄露信号中对射频信号干扰最大的信号为cos(2πF*t+Φ)或cos(2π*3F*t+Φ)。另n+m＝3，n-m＝1，θ+Φ＝Φ+π，Φ-θ＝Φ+π，也即当n＝2、m＝1、θ＝2Φ时，第三信号中的信号A与本振泄露信号中的cos(2π*F*t+Φ)相抵消，第三信号中的信号B与本振泄露信号中的cos(2π*3F*t+Φ)相抵消，由此达到降低本振泄露信号对射频信号的干扰的目的。
从图4、图5、图6和图8中可以看出，如图4、图5、图6和图8所示的相控阵100中，混频器04设置于功分单元03的信号输入侧。在一种可能的实现方式中，混频器04还可以设置于功分单元03的信号输出侧。此时，相控阵100可以包括多个混频器04，也即每一个射频信号发射通道均设置有混频器04。具体参考图10，图10示出了本申请实施例提供的相控阵100的又一个结构示意图。
在图10中，相控阵100包括本振信号调整通路01、加法器02、功分单元03、中频信号处理器08和射频信号发射通道T1、T2…Tn。与上述各实施例不同的是，相控阵100还包括功分单元09，此外，射频信号发射通道T1、T2…Tn的每一个射频信号发射通道均包括混频器04。其中，功分单元09包括至少一个功分器。其中，功分单元09的输入端C2i耦合于第一本振信号源05，功分单元09的多个输出端C2o1、C2o2…C2on中的每一个输出端与多个混频器04中的每一个混频器04的第一输入端一一对应耦合；功分单元03的 输入端C1i耦合于加法器02的输出端Ao，功分单元03的多个输出端C1o1、C1o2…C1on中的每一个输出端与多个混频器04中的每一个混频器04的第二输入端一一对应耦合。其中，功分单元03的具体结构与图4所示的功分单元03的结构相同，在此不再赘述。射频信号发射通道T1、T2…Tn除了包括混频器外，还可以包括功率放大器PA和移相器PS1。混频器04的输出端耦合于功率放大器PA的输入端，功率放大器PA的输出端耦合于天线TX。移相器PS1可以设置于混频器04的信号输入侧，也可以设置于混频器04的信号输出侧。也即是说，一种可能的实现方式中，功分单元09的其中一个输出端通过移相器PS1耦合于混频器04的第一输入端；另外一种可能的实现方式中，混频器04的输出端通过移相器PS1耦合于功率放大器PA的输入端，图10中示出了移相器PS1设置于混频器04的信号输入侧的情况。本振信号调整通路01的输入端Ti耦合于第一本振信号源05，输出端To耦合于加法器02的第一输入端Ai1，用于向加法器02输入第一信号，加法器02的第二输入端Ai2耦合于中频信号处理器08，用于从中频信号处理器08接收中频信号IF。其中，中频信号IF的具体产生方式与图4中所述的中频信号IF的产生方式相同，在此不再赘述。本振信号调整通路01可以为多种结构。在第一种可能的实现方式中，本振信号调整通路01可以为图7a所示的结构。在第二种可能的实现方式中，本振信号调整通路01还可以为如图7b所示的结构。在第三种可能的实现方式中，本振信号调整通路01中可以不需要设置移相器，其可以仅包括可变增益放大器，或者包括倍频器和可变增益放大器，此时，相位的调节通过各射频信号发射通道中的移相器PS1实现。具体的，可以同时调节射频信号发射通道T1、T2…Tn中的移相器PS1，使得每一个射频信号发射通道中的移相器PS1先统一移相至一个固定相位P1。该固定相位P1是基于本振信号和第一信号之间的相位差而确定的。在此基础上，可以基于如图3所示的相控阵发射信号的原理继续调整每一路射频信号发射通道中的移相器PS1，使得该相控阵发射波束成型信号。由此，同样可以抑制从混频器04泄露的本振信号。基于第二种可能的实现方式，请参考图11a，图11a为如图10所示的相控阵100的具体结构示意图。在图11a中，示意性的示出了四个射频信号发射通道T1、T2、T3和T4，功分单元03包括功分器C1、C2和C3三个功分器，功分单元09包括C4、C5和C6三个功分器，本振信号调整通路01包括倍频器011、可变增益放大器012和移相器PS2的情况。基于第三种可能的实现方式，请参考图11b，图11b为如图10所示的相控阵100的又一个具体结构示意图。在图11b中，示意性的示出了本振信号调整通路01包括倍频器011和可变增益放大器012的情况，其余部件与图11a所示的部件相同，不再赘述。
如图10-图11b所示的相控阵100抑制本振泄露信号的原理与图8所示的相控阵100抑制本振泄露信号的原理相同，具体参考图8所示的实施例中的相关描述，在此不再赘述。
从图10-图11b中可以看出，如图10、图11a和图11b所示的相控阵100，通过在功分单元03和功分单元09的信号输入侧设置本振信号调整通路01，相比于传统相控阵中抑制本振信号的方案，可以在降低功耗、减小版图面积的同时，有效抑制本振泄露信号。
如图4-图11b所示的相控阵100，通过设置本振信号调整通路01，可以抑制本振泄露信号。通常，相控阵100中由于引入本振信号，因此相控阵100中不可避免的引入与本振信号相关的杂散，该杂散被相控阵100前端的功率放大器PA放大后，辐射至自由空间，对接收端所接收的信号产生干扰。为了抑制相控阵100中的杂散，本申请实施例进一步提 出了如图12所示的相控阵100。在图12中，与以上各实施例不同的是，相控阵100中未设置本振信号调整电路01以及加法器02，相控阵100中包括杂散调整电路10以及加法器11，杂散调整电路10的输入端Zi1耦合至中频信号处理器08的输出端，用于输入中频信号IF；杂散调整电路10的输入端Zi2耦合至第一本振信号源05，杂散调整电路10的输出端Zo耦合至加法器11的输入端Ai4。混频器04的输出端Mo耦合至加法器11的输入端Ai3，加法器11的输出端Ao2耦合至功分单元03的输入端C1i。此外，图12所示的相控阵100中的中频信号处理器08、第一本振信号源05、混频器04、公分单元03以及射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn的结构，与图4或图8中所述的中频信号处理器08、第一本振信号源05、混频器04、公分单元03以及各条射频信号发射通道的结构相同，不再赘述。在图12中，杂散调整电路10用于从中频信号处理器08接收中频信号IF，从第一本振信号源05接收本振信号LO，对所接收到的本振信号LO移相后与中频信号IF混频，将所生成的信号输出至加法器11。另外，混频器04从中频信号处理器08接收中频信号IF、从第一本振信号源05接收本振信号LO，对中频信号IF和本振信号LO混频后，将所生成的信号输出至加法器11。加法器11对杂散调整电路10输出的信号和混频器04输出的信号进行叠加，生成叠加后的信号输出至公分单元03的输入端C1i。
本申请实施例通过设置杂散调整电路10，可以基于待输出的信号的频率以及杂散信号的频率对本振信号LO进行移相。使得杂散调整电路10输出的杂散信号的相位与混频器04输出的杂散信号的相位反相(也即相差180度)，从而杂散调整电路10输出的杂散信号与混频器04输出的杂散信号相抵消，由此达到抑制杂散的目的，从而可以避免杂散对接收端所接收的信号产生干扰。
基于图12所示的相控阵100，本申请实施例可以通过多种方式实现杂散调整电路10。在第一种可能的实现方式中，杂散调整电路10包括混频器101和移相器PS3，如图13A所示。第一本振信号源05通过移相器PS3与混频器101的其中一个输入端耦合；混频器101的另外一个输入端耦合至中频信号处理器08的输入端；混频器101的输出端耦合至加法器的输出端Ai4。基于图13A所示的杂散调整电路10，结合图13B所示的信号相位图，对本申请实施例总抑制杂散的原理进行描述。在图13B中，Fif为混频器04输出的信号，flo为混频器101输出的信号，out为加法器11对信号Fif和信号flo叠加后的信号。假设相控阵100需要输出的信号为Flo+Fif，所要抑制的杂散信号为3Flo-Fif，其中Flo为相位调整60度的信号。图13B的(a)为加法器11输出的信号的相位矢量图；图13B的(b)为混频器101输出的杂散信号与混频器04输出的杂散信号叠加后的矢量图。从图13B中可以看出，通过设置混频器101和移相器PS3，可以使得待发射信号为混频器101和混频器04输出的信号的叠加，混频器101输出的杂散信号与混频器04输出的杂散信号之间相互抵消，从而抑制了杂散信号。
如图13A所示的杂散调整电路10包括混频器101和移相器PS3。在第二种可能的实现方式中，为了使得混频器101和混频器04输出的信号更加容易调节，在如图13A所示的杂散调整电路10的基础上，杂散调整电路10进一步包括移相器PS4，如图13C。第一本振信号源05的输出端通过移相器PS4与混频器04的输入端Mi1耦合。通过设置移相器PS4，可以同时调节移相器PS3和移相器PS4的相位，同样可以实现待发射信号为混频器101和混频器04输出的信号的叠加，混频器101输出的杂散信号与混频器04输出的杂 散信号之间相互抵消，从而抑制杂散信号。
如图13A和图13C所示的杂散调整电路10中，是通过对本振信号移相来抑制杂散信号。本申请实施例中，除了对本振信号移相之外，还可以对中频信号移相，以抑制杂散信号。在第三种可能的实现方式中，在如图13A所示的杂散调整电路10的基础上，杂散调整电路10进一步包括移相器PS4，如图14。其中，移相器PS4设置于中频信号处理器08与混频器101之间。中频信号处理器08输出的信号经过移相器PS4移相后输出至混频器101。从而，通过调节移相器PS3和移相器PS4的相位，可以使得混频器101输出的待发射信号和混频器04输出的待发射信号同相，混频器101输出的杂散信号与混频器04输出的杂散信号相位相反，以抑制杂散信号。举例来说，假设相控阵100需要输出的信号为Flo+Fif，所要抑制的杂散信号为3Flo-Fif，将移相器PS4的相位设置为-45°，将移相器PS3的相位设置为45°。则中频信号IF经移相器PS4移相后为-45°、本振信号LO经移相器PS3移相后为45°，混频器将移相后的中频信号IF和移相后的本振信号LO混频后，所得到的待发射信号Flo的相位与混频器04输出的信号Fif相位相同，所得到的杂散信号3Flo的相位与混频器04输出的信号Fif相位相反，也即将杂散信号抵消掉，从而可以抑制杂散信号。
如图12所示的相控阵100中，将混频器04设置于功分单元03的输入侧。在其他可能的实现方式中，混频器04可以设置于功分单元03的输出侧，也即每一个射频信号发射通道中均设置有混频器04。在该种实现方式中，每一个射频信号发射通道中均可以设置有一个杂散调整电路10，如图15所示。图15为本申请实施例提供的相控阵100的又一个结构示意图。在图15中，相控阵100包括中频信号处理器08、第一本振信号源05、功分单元03、功分单元09以及射频信号发射通道T1、T2、…Tn。其中，功分单元03和功分单元09的结构与图10所示的功分单元03和功分单元09的结构相同，第一本振信号源05与功分单元09的输入端C2i耦合，以向功分单元09输入本振信号；中频信号处理器08与功分单元03的输入端C1i耦合，以向功分单元03输入本振信号。图15所示的每一个射频信号发射通道中包括杂散调整电路10、混频器04、加法器11和功率放大器PA。每一个射频信号发射通道中的杂散调整电路10的结构可以为图13A、图13C或者图14中的任意一种，具体工作原理不再赘述。杂散调整电路10、混频器04以及加法器11之间的耦合关系与图12所示的杂散调整电路10、混频器04以及加法器11之间的耦合关系相同，具体参考相关描述，不再赘述。加法器11的输出端与功率放大器PA的输入端耦合，以向功率放大器PA输入待发射的信号。功率放大器PA对待发射的信号进行功率放大后，通过天线TX发射。如图12和图15所示的相控阵100中，示出了相控阵100中设置有杂散调整电路10的情况，在其他可能的实现方式中，相控阵100中既可以设置有本振信号调整电路01，也可以设置有杂散调整电路10，从而实现相控阵100既可以抑制本振泄露，还可以抑制杂散。具体的，本申请实施例在图4、图5、图6、图8、图10、图11a和图11b所示的相控阵100的基础上，可以进一步设置杂散调整电路10。例如，在图4所示的相控阵100的基础上，进一步设置有杂散调整电路10以及加法器11，如图16所示。其中，加法器11设置于混频器04的输出端Mo与加法器02的输入端Ai2之间。杂散调整电路10、混频器04以及加法器11的耦合关系参考图12，其他各部件的具体结构、连接关系以及工作原理具体参考图4所示的部件的介绍，不再赘述。又例如，在图8所示的相 控阵100的基础上，进一步设置有杂散调整电路10以及加法器11，如图17所示。其中，加法器02的输入端Ai2耦合于中频信号处理器08的输出端，加法器02的输出端Ao与混频器04的输入端Mi2以及杂散调整电路10的输入端Zi耦合。杂散调整电路10、混频器04以及加法器11的耦合关系参考图12，其他各部件的具体结构、连接关系以及工作原理具体参考图4所示的部件的介绍，不再赘述。又例如，在图10所示的相控阵100的基础上，每一个射频信号发射通道进一步可以设置杂散调整电路10和加法器11，如图18所示。如图17所示的相控阵100中，射频信号发射通道T1、T2…Tn的结构与图15所示的射频信号发射通道T1、T2…Tn的结构相同，具体参考图15中的相关描述，其余各部件的结构、连接关系以及工作原理与图10所示的相关部件相同，具体参考图10中相关部件的描述，不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备300，请参照图19，该电子设备该电子设备300可以包括收发器301、存储器302和处理器303，此处的收发器301内设置有如上各实施例中所述的相控阵100。其中，处理器303中可以设置有如上各实施例中所述的第一本振信号源05和第二本振信号源07以产生本振信号LO1和本振信号LO2。此外，处理器303中还可以设置有中频信号处理器08，以产生中频信号等。
应当理解，此处的电子设备300可以具体为智能手机、电脑、智能手表等终端设备。将终端设备以图20所示的智能手机310进行示例，其具体可以包括处理器3102、存储器3103、通信电路、天线以及输入输出装置。处理器3102主要用于对通信协议以及通信数据进行处理，以及对整个智能手机进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据，例如用于支持智能手机310实现各种通信功能(例如打电话、发送消息或者即时聊天等)。存储器3103主要用于存储软件程序和数据。通信电路主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理，通信电路则包括有上述相控阵。通信电路主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置，例如触摸屏、显示屏，键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。
当上述智能手机310开机后，处理器3102可以读取存储器3103的软件程序，解释并执行软件程序的指令，处理软件程序的数据。当需要通过无线发送数据时，处理器3102对待发送的数据进行基带处理后，输出基带信号至射频电路，射频电路将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到智能手机310时，射频电路通过天线接收到射频信号，将射频信号转换为基带信号，并将基带信号输出至处理器3102，处理器3102将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。
本领域技术人员可以理解，为了便于说明，图19仅示出了一个存储器和一个处理器。在实际的终端设备中，可以存在多个处理器和多个存储器。存储器也可以称为存储介质或者存储设备等。需要说明的是，本申请实施例对存储器的类型不做限定。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

  1. 一种相控阵，其特征在于，包括：本振信号调整通路、第一加法器、第一功分器和多个射频信号发射通道；
    所述本振信号调整通路的输出端与所述第一加法器的第一输入端耦合，用于向所述第一加法器输入第一信号；
    所述第一加法器的第二输入端与发射通路耦合，用于接收第二信号，所述第一加法器将所述第一信号与所述第二信号叠加，生成待发射信号；
    所述第一功分器的输入端耦合于所述第一加法器的输出端，所述第一功分器的输出端耦合于所述多个射频信号发射通道的输入端，所述第一功分器用于将所述待发射信号分为多路发射信号；
    所述多个射频信号发射通道的输出端与多个天线耦合，所述多个射频信号发射通道用于处理所述多路发射信号，并通过所述多个天线发射所述多路发射信号。
  2. 根据权利要求1所述的相控阵，其特征在于，所述本振信号调整通路的输入端耦合于第一本振信号源；所述本振信号调整通路还用于：
    从所述第一本振信号源接收第一本振信号，对所述第一本振信号进行调节，生成所述第一信号。
  3. 根据权利要求2所述的相控阵，其特征在于，所述本振信号调整通路包括可变增益放大器；其中，
    所述可变增益放大器用于对所述第一本振信号进行幅度调节。
  4. 根据权利要求2或3所述的相控阵，其特征在于，所述本振信号调整通路还包括第一移相器；
    所述第一移相器用于对所述第一本振信号进行相位调节。
  5. 根据权利要求2-4任一项所述的相控阵，其特征在于，所述本振信号调整通路还包括倍频器；
    所述倍频器用于对所述第一本振信号进行频率调节。
  6. 根据权利要求2-5任一项所述的相控阵，其特征在于，所述发射通路包括第一混频器和中频信号处理器；
    所述中频信号处理器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端；
    所述第一混频器的第二输入端耦合于所述第一本振信号源，所述第一混频器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端，所述第一混频器用于向所述第一加法器输入所述第二信号。
  7. 根据权利要求6所述的相控阵，其特征在于，所述发射通路还包括第二混频器，所述相控阵还包括第二本振信号源；
    所述第二混频器的第一输入端耦合于所述中频信号处理器的输出端，所述第二混频器的第二输入端耦合于所述第二本振信号源，所述第二混频器的输出端耦合于所述第一混频器的第一输入端。
  8. 根据权利要求1-5任一项所述的相控阵，其特征在于，所述发射通路包括中频信号处理器；
    所述第一加法器的第二输入端与所述中频信号处理器的输出端耦合，用于从所述中频信号处理器接收所述第二信号。
  9. 根据权利要求8所述的相控阵，其特征在于，所述相控阵还包括第一混频器；
    所述第一加法器的输出端与所述第一混频器的输入端耦合；
    所述第一混频器的输出端与所述第一功分器的输入端耦合。
  10. 根据权利要求8所述的相控阵，其特征在于，所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括第一混频器，所述相控阵还包括第二功分器；
    所述第一混频器的第一输入端耦合于所述第一功分器输出端；
    所述第一混频器的第二输入端耦合于所述第二功分器输出端；
    所述第二功分器用于对所述第一本振信号功分，生成多路本振信号；
    所述第一混频器用于对所述多路本振信号的其中一路本振信号和所述多路发射信号的其中一路发射信号混频。
  11. 根据权利要求1-10任一项所述的相控阵，其特征在于，所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括：
    第二移相器，用于对所述多路发射信号的其中一路发射信号移相。
  12. 根据权利要求6或7所述的相控阵，其特征在于，所述发射通路还包括杂散调整电路和第二加法器；
    所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第一本振信号源，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述中频信号处理器，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；
    所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一加法器的第二输入端；
    所述杂散调整电路基于所述第一本振信号源输出的本振信号以及所述中频信号处理器输出的中频信号，生成第三信号提供至所述第二加法器，所述第二加法器将所述第三信号与所述第一混频器输出的信号叠加，生成所述第二信号。
  13. 根据权利要求12所述的相控阵，其特征在于，所述发射通路还包括杂散调整电路和第二加法器；
    所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第一本振信号源，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述第一加法器的输出端，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；
    所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一功分器的输入端；
    所述杂散调整电路基于所述第一本振信号源输出的本振信号以及所述第一加法器输出的信号，生成第三信号提供至所述第二加法器，所述第二加法器将所述第三信号与所述第一混频器输出的信号叠加，生成所述待发射信号。
  14. 根据权利要求12或13所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路包括第三移相器以及第三混频器；
    所述第三移相器耦合于所述第一本振信号源与所述第三混频器的第一输入端之间；
    所述第三混频器的第二输入端耦合于所述中频信号处理器的输出端或者所述第一加 法器的输出端中的一项，所述第三混频器的输出端耦合至所述第二加法器的第一输入端。
  15. 根据权利要求12或13所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路还包括第四移相器；
    所述第四移相器耦合于所述第一本振信号源与所述第一混频器的第二输入端之间。
  16. 根据权利要求12或13所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路还包括第四移相器；
    所述第四移相器的一端与所述中频信号处理器的输出端或者所述第一加法器的输出端中的一项耦合，所述第四移相器的另一端耦合至所述第三混频器的第二输入端。
  17. 根据权利要求12所述的相控阵，其特征在于，所述多个射频信号发射通道中的每一个射频信号发射通道还包括杂散调整电路和第二加法器；
    所述杂散调整电路的第一输入端耦合于所述第二功分器的输出端，所述杂散调整电路的第二输入端耦合于所述第一功分器的输出端，所述杂散调整电路的输出端耦合于所述第二加法器的第一输入端；
    所述第一混频器的输出端耦合于所述第二加法器的第二输入端，所述第二加法器的输出端耦合于所述第一功分器的输入端；
    所述杂散调整电路用于对所述多路本振信号的其中一路本振信号和所述多路发射信号的其中一路发射信号处理；
    所述第二加法器用于将所述杂散调整电路输出的信号以及所述第一混频器输出的信号叠加。
  18. 根据权利要求17所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路包括第三移相器以及第三混频器；
    所述第三移相器耦合于所述第二功分器的输出端与所述第三混频器的第一输入端之间；
    所述第三混频器的第二输入端耦合于所述第一功分器的输出端；
    所述第三混频器的输出端耦合至所述第二加法器的第一输入端。
  19. 根据权利要求18所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路还包括第四移相器；
    所述第四移相器耦合于所述第二功分器的输出端与所述第一混频器的第二输入端之间。
  20. 根据权利要求18所述的相控阵，其特征在于，所述杂散调整电路还包括第四移相器；
    所述第四移相器耦合于所述第一功分器的输出端与所述第三混频器的第二输入端之间。
  21. 一种电子设备，其特征在于，包括电路板，所述收发器和处理器设置于所述电路板上，所述收发器包括如权利要求1-20中任一项所述的相控阵。
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