CN116896395A - 用于高频通信的具有功率提升的电子设备 - Google Patents

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CN116896395A CN202310348247.1A CN202310348247A CN116896395A CN 116896395 A CN116896395 A CN 116896395A CN 202310348247 A CN202310348247 A CN 202310348247A CN 116896395 A CN116896395 A CN 116896395A
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Abstract

本公开涉及用于高频通信的具有功率提升的电子设备。一种电子设备可包括无线电路，该无线电路具有光源、一组光电二极管、谐振元件和共栅放大器(CGA)。在发射模式下，这些光电二极管能够使用光学本地振荡器来生成由该CGA放大的天线电流的相等部分，以通过该谐振元件进行发射。在接收模式下，该谐振元件能够生成由该放大器放大并且流到这些光电二极管的天线电流。在电流共享配置中包括耦接到该放大器的多个光电二极管能够用于提升功率。该放大器能够呈现宽带宽，能够执行该谐振元件与这些光电二极管之间的阻抗匹配，并且能够将这些光电二极管与天线失配相隔离。该天线能够被集成到相控天线阵列中以进一步提升功率。

Description

用于高频通信的具有功率提升的电子设备
本申请要求2023年3月15日提交的美国专利申请号18/184,555以及2022年4月7日提交的美国临时专利申请号63/328,561的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线电路的电子设备。
背景技术
电子设备常具备无线能力。具有无线能力的电子设备具有包括一个或多个天线的无线电路。无线电路用于使用由天线传送的射频信号执行通信。
由于电子设备上的软件应用程序随着时间变得更加数据密集，因此对支持以更高数据速率进行无线通信的电子设备的需求已经增加。然而，由电子设备支持的最大数据速率受到射频信号的频率的限制。另外，可能难以提供具有令人满意的无线性能水平的支持这些频率的无线电路。
发明内容
电子设备可包括无线电路，该无线电路具有产生至少第一光学本地振荡器(LO)信号和第二光学LO信号的光源。第一光学LO信号可被提供有相移。第二光学LO信号可使用无线数据进行调制。无线电路可包括具有一组光电二极管的天线、通过信号路径耦接到该组光电二极管的天线谐振元件、和设置在该组光电二极管与天线谐振元件之间的信号路径上的共栅放大器。光电二极管和共栅放大器可在发射模式、接收模式下操作，或者可在发射模式与接收模式之间切换。
在发射模式下，光电二极管可在信号路径上产生天线电流的相等部分。共栅放大器可作为功率放大器来放大天线电流。天线谐振元件可发射对应于放大的天线电流的无线信号。在接收模式下，天线谐振元件可基于所接收无线信号来生成天线电流。共栅放大器可作为低噪声放大器来放大天线电流。光电二极管可接收天线电流并且可将天线电流转换为中频信号或光学信号。在电流共享配置中包括耦接到共栅放大器的多个光电二极管能够用于显著地提升天线的功率。共栅放大器能够呈现宽带宽，能够执行天线谐振元件与光电二极管之间的阻抗匹配，并且能够将光电二极管与天线失配相隔离。该天线能够被集成到相控天线阵列中以进一步提升功率。
本公开的一个方面提供了一种电子设备。该电子设备可包括天线谐振元件。该电子设备可包括耦接到天线谐振元件的信号路径。该电子设备可包括光电二极管，该光电二极管耦接到信号路径并且被配置为接收第一光学本地振荡器(LO)信号和处于不同于第一光学LO信号的频率的第二光学LO信号。该电子设备可包括设置在光电二极管与天线谐振元件之间的信号路径上的共栅放大器。
本公开的一个方面提供了一种电子设备。该电子设备可包括一组光电二极管。该电子设备可包括天线谐振元件。该电子设备可包括耦接在天线谐振元件与该组光电二极管之间的共栅放大器，其中该共栅放大器能够在发射模式与接收模式之间切换。共栅放大器可被配置为放大由该组光电二极管产生的第一电流，以在处于发射模式时使用天线谐振元件进行发射。共栅放大器可被配置为放大由天线谐振元件产生的第二电流，以在处于接收模式时使用该组光电二极管进行接收。
本公开的一个方面提供了一种电子设备。该电子设备可包括具有至少第一天线谐振元件和第二天线谐振元件的相控天线阵列。该电子设备可包括第一光电二极管，该第一光电二极管被配置为基于被提供有第一相移的第一光学本地振荡器(LO)信号并且基于使用无线数据调制的第二光学LO信号来生成第一天线电流的第一部分。该电子设备可包括第二光电二极管，该第二光电二极管被配置为基于被提供有第一相移的第一光学LO信号并且基于使用无线数据调制的第二光学LO信号来生成第一天线电流的第二部分。该电子设备可包括被配置为放大第一天线电流的第一放大器，该第一天线谐振元件被配置为发射与由第一放大器放大的第一天线电流相对应的第一无线信号。
附图说明
图1为根据一些实施方案的具有带有至少一个天线的无线电路的例示性电子设备的框图，该至少一个天线传送处于大于约100GHz的频率的无线信号。
图2为根据一些实施方案的基于光学本地振荡器(LO)信号发射处于大于约100GHz的频率的无线信号的例示性天线的顶视图。
图3为根据一些实施方案的示出图2所示类型的例示性天线可如何基于光学LO信号将处于大于约100GHz的频率的接收的无线信号转换为中频信号的顶视图。
图4为根据一些实施方案的示出图2和图3所示类型的多个天线可如何堆叠以覆盖多个偏振的顶视图。
图5为示出可如何将图4所示类型的堆叠天线集成到相控天线阵列中以用于在对应信号波束内传送处于大于约100GHz的频率的无线信号的顶视图。
图6为根据一些实施方案的具有天线的例示性无线电路的电路图，该天线发射处于大于约100GHz的频率的无线信号并且接收处于大于约100GHz的频率的无线信号，以用于转换到中频，然后转换到光域。
图7为根据一些实施方案的在对应信号波束内传送处于大于约100GHz的频率的无线信号的例示性相控天线阵列的电路图。
图8为根据一些实施方案的例示性天线的电路图，该例示性天线具有多个光电二极管和一个共栅放大器以提升处于大于约100GHz的频率的无线信号的功率。
图9为根据一些实施方案的具有天线的例示性相控天线阵列的电路图，每个天线具有相应的一组光电二极管和相应的共栅放大器以传送处于大于约100GHz的频率的无线信号。
图10为根据一些实施方案的例示性共栅放大器的电路图。
图11为根据一些实施方案的在使用图8和图9所示类型的天线发射和接收处于大于约100GHz的频率的信号时所涉及的例示性操作的流程图。
具体实施方式
图1的电子设备10(在本文中有时被称为电-光学设备10)可以是：计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备、护目镜；或者佩戴在用户头部上的其他装备；或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备；或者其他电子装备。
如图1中的功能框图所示，设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分或全部可由电介质或其他低电导率材料(例如，玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置，诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。
控制电路14可包括处理电路，诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如，存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。
控制电路14可用于运行设备10上的软件，诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互，控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如，IEEE802.11协议——有时被称为)、诸如/>协议或其他无线个域网(WPAN)协议等用于其他短距离无线通信链路的协议、IEEE 802.11ad协议(例如，超宽带协议)、蜂窝电话协议(例如，3G协议、4G(LTE)协议、3GPP第五代(5G)新无线电(NR)协议、第六代(6G)协议、次THz协议、THz议等)、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如，全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、基于天线的空间测距协议、光学通信协议或任何其他期望的通信协议。每种通信协议可与对应的无线电接入技术(RAT)相关联，该无线电接入技术指定用于实现该协议的物理连接方法。
设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可用于允许将数据供应给设备10并且允许将数据从设备10提供给外部设备。输入-输出设备22可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备22可包括触摸传感器、显示器(例如，触敏显示器和/或力敏显示器)、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(加速度计、陀螺仪和/或检测运动的罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如，耦接到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)、温度传感器等。在一些配置中，键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可使用有线或无线连接耦接至设备10(例如，输入-输出设备22中的一些可为经由有线或无线链路耦接至设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。
输入-输出电路20可包括无线电路24以支持无线通信。无线电路24(在本文中有时被称为无线通信电路24)可包括一个或多个天线30。
无线电路24还可包括收发器电路26。收发器电路26可包括发射器电路、接收器电路、调制器电路、解调器电路(例如，一个或多个调制解调器)、射频电路、一个或多个无线电、中频电路、光学发射器电路、光学接收器电路、光学光源、其他光学部件、基带电路(例如，一个或多个基带处理器)、放大器电路、诸如一个或多个本地振荡器和/或锁相环的时钟电路、存储器、一个或多个寄存器、滤波器电路、切换电路、模数转换器(ADC)电路、数模转换器(DAC)电路、射频发射线、光纤和/或用于使用天线30发射和/或接收无线信号的任何其他电路。收发器电路26的部件可在一个集成电路、芯片、片上系统(SOC)、裸片、印刷电路板、基板或封装件上实现，或者收发器电路26的部件可跨两个或更多个集成电路、芯片、SOC、印刷电路板、基板和/或封装件分布。
图1的示例仅仅是例示性的。虽然为了清楚起见，在图1的示例中，控制电路14被示出为与无线电路24分开，但是无线电路24可包括处理电路(例如，一个或多个处理器)和/或存储电路，该处理电路形成处理电路18的一部分，该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如，控制电路14的各部分可在无线电路24上实现)。作为一个示例，控制电路14可包括基带电路(例如，一个或多个基带处理器)、数字控制电路、模拟控制电路和/或形成无线电路24的一部分的其他控制电路。基带电路可以例如访问控制电路14(例如，存储电路20)上的通信协议栈以：在PHY层、MAC层、RLC层、PDCP层、SDAP层和/或PDU层，执行用户平面功能；和/或在PHY层、MAC层、RLC层、PDCP层、RRC层和/或非接入层，执行控制平面功能。
收发器电路26可通过相应信号路径28耦接到无线电路24中的每个天线30。每个信号路径28可包括一个或多个射频发射线、波导、光纤和/或用于在收发器电路26与天线30之间传送无线信号的任何其他期望线/路径。可使用用于传送无线信号的任何期望天线结构形成天线30。例如，天线30可包括具有谐振元件的天线，这些天线由偶极子天线结构、平面偶极子天线结构(例如，蝶形天线结构)、缝隙天线结构、环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、单极子天线、偶极子、这些设计的混合等形成。可调整滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路和/或其他天线调谐部件以调整天线30随时间的频率响应和无线性能。
如果需要，可将天线30中的两个或更多个天线集成到相控天线阵列(在本文中有时被称为相控阵列天线)中，在该相控天线阵列中，这些天线中的每个天线传送具有随时间而调整的相应相位和量值的无线信号，因此无线信号相长和相消干涉以在给定指向方向上产生(形成)信号波束。如本文所用，术语“传送无线信号”意指无线信号的发射和/或接收(例如，用于执行与外部无线通信装备的单向和/或双向无线通信)。天线30可通过将信号辐射到自由空间中(或通过居间设备结构诸如介电覆盖层辐射到自由空间)来发射无线信号。除此之外或另选地，天线30可(例如，通过居间设备结构诸如介电覆盖层)从自由空间接收无线信号。天线30对无线信号的发射和接收各自涉及由天线的操作频带内的无线信号对天线中的天线谐振(辐射)元件上的天线电流的激励或谐振。
收发器电路26可使用天线30发射和/或接收无线信号，这些无线信号在设备10与外部无线通信装备(例如，一个或多个其他设备，诸如设备10、无线接入点或基站等)之间传送无线通信数据。无线通信数据可双向地或单向地传送。无线通信数据可例如包括已编码到对应数据包中的数据，诸如与电话呼叫相关联的无线数据、流媒体内容、互联网浏览、与在设备10上运行的软件应用程序相关联的无线数据、电子邮件消息等。
除此之外或另选地，无线电路24可使用天线30执行无线感测操作。感测操作可允许设备10检测(例如，感测或识别)设备10外部对象的存在、位置、取向和/或速度(运动)。控制电路14可使用外部对象的所检测到的存在、位置、取向和/或速度执行任何期望的设备操作。作为示例，控制电路14可使用外部对象的所检测到的存在、位置、取向和/或速度识别用于在设备10上运行的一个或多个软件应用程序的对应用户输入，诸如由用户的手或其他身体部位执行或由外部触控笔、游戏控制器、头戴式设备或其他外围设备或附件执行的手势输入，以确定一个或多个天线30何时需要被禁用或设置有降低的最大发射功率电平(例如，以用于满足对射频暴露的监管限制)，以确定如何导引(形成)由用于无线电路24的天线30产生的射频信号波束(例如，在天线30包括天线30的相控阵列的情况下)，以映射或建模设备10周围的环境(例如，以产生设备10所位于的房间的软件模型以供由增强现实应用程序、游戏应用程序、地图应用程序、家居设计应用程序、工程应用程序等使用)、以检测在设备10附近(例如，周围)或在设备10的用户的运动方向上障碍物的存在等。
无线电路24可在电磁频谱的对应频带(在本文中有时被称为通信带或简称为“带”)内发射和/或接收无线信号。通信电路26所处置的频带可包括：无线局域网(WLAN)频带(例如，(IEEE 802.11)或其他WLAN通信带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如，2400MHz至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如，5180MHz至5825MHz)、/>6E带(例如，5925MHz-7125MHz)和/或其他/>带(例如，1875MHz-5160MHz)；无线个域网(WPAN)频带诸如2.4GHz/>带或其他WPAN通信带；蜂窝电话频带(例如，约600MHz至约5GHz的带、3G带、4GLTE带、低于10GHz的5G新无线电频率范围1(FR1)带、介于20GHz与60GHz之间的5G新无线电频率范围2(FR2)带等)；介于10GHz-100GHz之间的其他厘米波或毫米波频带；近场通信频带(例如，13.56MHz)；卫星导航频带(例如，1565MHz至1610MHz的GPS带、全球卫星导航系统(GLONASS)带、北斗卫星导航系统(BDS)带等)；在IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议下操作的超宽带(UWB)频带；属于3GPP无线通信标准系列的通信带；属于IEEE 802.XX标准系列的通信带；和/或任何其他期望的感兴趣的频带。
随时间推移，电子设备(诸如设备10)上的软件应用程序已变得越来越数据密集。因此，电子设备上的无线电路需要以越来越高的数据速率支持数据传输。一般来讲，由无线电路支持的数据速率与由无线电路传送的无线信号的频率成比例(例如，与较低频率相比，较高频率可支持更高数据速率)。无线电路24可传送厘米和毫米波信号以支持相对高的数据速率(例如，因为厘米和毫米波信号处于介于约10GHz与100GHz之间的相对高频率)。然而，由厘米和毫米波信号支持的数据速率仍然可能不足以满足设备10的所有数据传输需求。为了支持甚至更高数据速率，诸如高达5Gbps-10Gbps或更高的数据速率，无线电路24可传送处于大于约100GHz的频率的无线信号。
如图1所示，无线电路24可发射处于大于约100GHz的频率的无线信号32并且可接收处于大于约100GHz的频率的无线信号34(例如，大于70GHz、80GHz、90GHz、110GHz等)。无线信号32和34在本文中有时可被称为极高频(THF)信号32和34、次THz信号32和34、THz信号32和34或次毫米波信号32和34。THF信号32和34可处于次THz频率或THz频率诸如介于100GHz与1THz之间、介于100GHz与10THz之间、介于100GHz与2THz之间、介于200GHz与1THz之间、介于300GHz与1THz之间、介于300GHz与2THz之间、介于70GHz与2THz之间、介于300GHz与10THz之间、介于100GHz与800GHz之间、介于200GHz与1.5THz之间等的频率(例如，在次THz、THz、THF或次毫米频带诸如6G频带内)。由这些频率支持的高数据速率可由设备10利用，以执行蜂窝电话语音和/或数据通信(例如，同时支持空间多路复用以提供另外的数据带宽)，以执行空间测距操作诸如雷达操作来检测在设备10外部的对象的存在、位置和/或速度，以执行汽车感测(例如，具有增强的安全性)，以对设备10的用户或另一个人执行健康/身体监测，以执行气体或化学检测，以在设备10与另一个设备或外围设备之间形成高数据速率无线连接(例如，以在设备10上的显示驱动器与显示超高分辨率视频的显示器之间形成高数据速率)，以形成远程无线电头(例如，灵活的高数据速率连接)，以在设备10内形成支持高数据速率的THF芯片到芯片连接(例如，其中设备10中第一芯片上的一个天线30将THF信号32发射到设备10中第二芯片上的另一个天线30)和/或以执行任何其他期望的高数据速率操作。
在电子设备(诸如，设备10)内，空间非常宝贵。在一些情况下，用于发射THF信号32的天线30与用于接收THF信号34的天线30不同。然而，使用不同天线30处置THF信号32的发射和THF信号34的接收可消耗设备10内的过量空间和其他资源，因为将需要两个天线30和信号路径28处置发射和接收两者。为了最小化设备10内的空间和资源消耗，同一天线30和信号路径28可用于发射THF信号32和接收THF信号34。如果需要，无线电路24中的多个天线30可发射THF信号32并且可接收THF信号34。天线可被集成到相控天线阵列中，该相控天线阵列在所选择波束指向方向上取向的对应信号波束内发射THF信号32并且接收THF信号34。
将部件结合到在这些高频率下支持无线通信的无线电路24中可能具有挑战性。如果需要，收发器电路26和信号路径28可包括光学部件，这些光学部件传送光学信号以便以空间和资源高效的方式支持THF信号32的发射和THF信号34的接收。光学信号可用于发射处于THF频率的THF信号32并且接收处于THF频率的THF信号34。
图2是可用于使用光学信号发射THF信号32和接收THF信号34的例示性天线30的图。天线30可包括一个或多个天线辐射(谐振)元件36，诸如辐射(谐振)元件臂。在图2的示例中，天线30是具有天线谐振元件36的平面偶极子天线(有时被称为“蝶形”天线)，该天线谐振元件具有两个相对的谐振元件臂(例如，蝶形臂或偶极子臂)。这仅为例示性的，并且一般来讲，天线30可以是具有任何期望天线辐射元件架构的任何类型的天线。
如图2所示，天线30包括耦接在天线谐振元件36的臂之间的光电二极管(PD)42。包括具有光电二极管42的天线30的电子设备(诸如设备10)有时也可被称为电光学设备(例如，电光学设备10)。光电二极管42可以是可编程光电二极管。例如，本文描述了光电二极管42是可编程单行载波光电二极管(UTC PD)的示例。因此，光电二极管42在本文中有时可被称为UTC PD 42或可编程UTC PD 42。这仅仅是例示性的，并且一般来讲，光电二极管42可包括任何期望类型的可调节/可编程光电二极管或在天线谐振元件36上将处于光学频率的电磁能转换为处于THF频率的电流和/或反之亦然的部件(例如，p-i-n二极管、隧道二极管、TWUTC光电二极管、具有二次特性的其他二极管、LT-GaAS光电二极管、M-UTC光电二极管等)。天线谐振元件36中的每个辐射元件臂可例如具有位于UTC PD 42处的第一边缘和与第一边缘相对的宽于第一边缘的第二边缘(例如，在天线30是蝶形天线的具体实施中)。如果需要，可使用其他辐射元件。
UTC PD 42可具有接收一个或多个控制信号V偏置的偏置端子(输入)38。控制信号V偏置可包括设置在一个或多个电压电平处的偏置电压和/或用于控制UTC PD 42的操作的其他控制信号，诸如用于调整UTC PD 42的输出阻抗的阻抗调整控制信号。控制电路14(图1)可以不同设置(例如，值、量值等)提供(例如，施加、供应、断言等)控制信号V偏置，以随时间动态地控制(例如，编程或调整)UTC PD 42的操作。例如，控制信号V偏置可用于控制天线30是发射THF信号32还是接收THF信号34。当控制信号V偏置包括在第一电平或量值下断言的偏置电压时，天线30可被配置为发射THF信号32。当控制信号V偏置包括在第二电平或量值下断言的偏置电压时，天线30可被配置为接收THF信号34。在图2的示例中，控制信号V偏置包括在第一电平下断言的偏置电压以将天线30配置为发射THF信号32。如果需要，控制信号V偏置还可调整为控制THF信号的波形(例如，作为保存对入射光学信号的调制的平方函数、线性函数等)，以对由天线30传送的信号执行增益控制和/或以调整UTC PD 42的输出阻抗。
如图2所示，UTC PD 42可光学地耦接到光学路径40。光学路径40可包括一个或多个光纤或波导。UTC PD 42可通过光学路径40从收发器电路26(图1)接收光学信号。光学信号可包括第一光学本地振荡器(LO)信号LO1和第二光学本地振荡器信号LO2。光学本地振荡器信号LO1和LO2可由收发器电路26(图1)中的光源生成。光学本地振荡器信号LO1和LO2可处于光学波长(例如，介于400nm与700nm之间)、紫外光波长(例如，近紫外光波长或极紫外光波长)和/或红外波长(例如，近红外波长、中红外波长或远红外波长)。光学本地振荡器信号LO2可在波长上与光学本地振荡器信号LO1偏移波长偏移量X。波长偏移量X可等于由天线30传送的THF信号的(例如，介于100GHz与1THz(1000GHz)之间、介于100GHz与2THz之间、介于300GHz与800GHz之间、介于300GHz与1THz之间、介于300GHz与400GHz之间等的)波长。
在信号发射期间，可将无线数据(例如，无线数据分组、符号、帧等)调制到光学本地振荡器信号LO2上以产生调制的光学本地振荡器信号LO2’。如果需要，光学本地振荡器信号LO1可设置有光学相移S。光学路径40可利用光学本地振荡器信号LO1(加上施加时的光学相移S)和调制的光学本地振荡器信号LO2’照射UTC PD 42。如果需要，透镜或其他光学部件可插置在光学路径40与UTC PD 42之间，以帮助将光学本地振荡器信号聚焦到UTC PD 42上。
UTC PD 42可将光学本地振荡器信号LO1和调制的本地振荡器信号LO2’(例如，两个光学本地振荡器信号之间的节拍)转换为沿天线谐振元件36中的辐射元件臂的周边流动的天线电流。天线电流的频率等于本地振荡器信号LO1与调制的本地振荡器信号LO2’之间的频率差。天线电流可将THF信号32辐射(发射)到自由空间中。控制信号V偏置可控制UTC PD42以将光学本地振荡器信号转换为天线谐振元件36中的辐射元件臂上的天线电流，同时将调制以及因此无线数据保存在调制的本地振荡器信号LO2’上(例如，通过向信号施加平方函数)。THF信号32将由此携载所调制的无线数据以用于由外部无线通信装备接收和解调。
图3为示出(例如，在将控制信号V偏置的设置从图2的发射状态改变为接收状态之后)天线30可如何接收THF信号34的图。如图3所示，THF信号34可入射到天线谐振元件36的天线辐射元件臂上。入射的THF信号34可产生围绕天线谐振元件36中的辐射元件臂的周边流动的天线电流。UTC PD 42可使用光学本地振荡器信号LO1(加上应用时的光学相移S)、光学本地振荡器信号LO2(例如，没有调制)和控制信号V偏置(例如，在第二电平处断言的偏置电压)将所接收THF信号34转换为输出到中频信号路径44上的中频信号SIGIF。
中频信号SIGIF的频率可等于THF信号34的频率减去光学本地振荡器信号LO1的频率与光学本地振荡器信号LO2的频率之间的差。例如，中频信号SIGIF可与THF信号32和34相比处于更低频率，诸如介于10GHz与100GHz之间、介于30GHz与80GHz之间、约60GHz等的厘米或毫米波频率。如果需要，当从发射切换到接收或反之亦然时，收发器电路26(图1)可改变光学本地振荡器信号LO1和/或光学本地振荡器信号LO2的频率。UTC PD 42可将THF信号34的数据调制保存在中间信号SIGIF中。收发器电路26(图1)中的接收器可解调中频信号SIGIF(例如，在进一步降频转换之后)以从THF信号34恢复无线数据。又如，无线电路24可在恢复无线数据之前将中频信号SIGIF转换到光域。又如，可省略中频信号路径44，并且UTCPD 42可将THF信号34转换到光域中以用于随后的解调和数据恢复(例如，在光学信号的边带中)。
图2和图3的天线30可利用给定偏振(例如，线性偏振诸如竖直偏振)支持THF信号32的发射和THF信号34的接收。如果需要，无线电路24(图1)可包括用于覆盖不同偏振的多个天线30。图4是示出无线电路24可如何包括用于覆盖不同偏振的多个天线30的一个示例的图。
如图4所示，无线电路可包括第一天线30，诸如用于覆盖第一偏振(例如，第一线性偏振诸如竖直偏振)的天线30V，并且可包括第二天线30，诸如用于覆盖不同于或正交于第一偏振的第二偏振(例如，第二线性偏振诸如水平偏振)的天线30H。天线30V可具有UTC PD42，诸如耦接在天线谐振元件36中的对应的一对辐射元件臂之间的UTC PD 42V。天线30H可具有UTC PD 42，诸如耦接在天线谐振元件36中的对应的一对辐射元件臂之间的UTC PD42H，该对应的一对辐射元件臂与天线30V的天线谐振元件36中的辐射元件臂非并行(例如，正交)地取向。这可允许天线30V和30H以相应(正交)偏振发射THF信号32，并且可允许天线30V和30H以相应(正交)偏振接收THF信号32。
为了最小化设备10内的空间，天线30V可竖直地堆叠在天线30H上方或下方(例如，其中UTC PD 42V与UTC PD 42H部分或完全重叠)。在该示例中，天线30V和30H两者可形成在相同基板，诸如刚性或柔性印刷电路板上。基板可包括多个堆叠电介质层(例如，陶瓷、环氧树脂、柔性印刷电路板材料、刚性印刷电路板材料等的层)。天线30V中的天线谐振元件36可与天线30H中的天线谐振元件36形成在单独基板层上，或者天线30V中的天线谐振元件36可与天线30H中的天线谐振元件36形成在相同基板层上。UTC PD 42V可与UTC PD 42H形成在相同基板层上，或者UTC PD 42V可与UTC PD 42H形成在单独基板层上。UTC PD 42V可与天线30V中的天线谐振元件36形成在相同基板层上，或者可与天线30V中的天线谐振元件36形成在单独基板层上。UTC PD 42H可与天线30H中的天线谐振元件36形成在相同基板层上，或者可与天线30H中的天线谐振元件36形成在单独基板层上。
如果需要，可将天线30或图4的天线30H和30V集成在相控天线阵列内。图5是示出可如何将天线30H和30V集成在相控天线阵列内的一个示例的图。如图5所示，设备10可包括以行和列的矩形网格布置的堆叠天线30H和30V的相控天线阵列46。相控天线阵列46中的这些天线中的每个天线可形成在相同基板上。这仅是例示性的。一般来讲，相控天线阵列46(有时被称为相控阵列天线)可包括以任何期望图案布置的任何期望数量的天线30V和30H(或非堆叠天线30)。相控天线阵列46中的这些天线中的每个天线可设置有相应的光学相移S(图2和图3)，该相应的光学相移将天线配置为共同地发射THF信号32和/或接收THF信号34，这些THF信号相加以在期望的波束指向方向上形成THF信号的信号波束。波束指向方向可被选择用于将信号波束朝向外部通信装备、朝向期望的外部对象、远离外部对象等指向。
相控天线阵列46可占据设备10内的相对较小空间。例如，每个天线30V/30H可具有长度48(例如，如从一个辐射元件臂的端部到相对辐射元件臂的相对端部所测量的)。长度48可大约等于THF信号32和34的波长的一半。例如，长度48可小至0.5mm或更小。相控天线阵列46中的每个UTC-PD 42可占据100平方微米或更小的侧向面积。这可允许相控天线阵列46占据设备10内的非常小面积，从而允许相控天线阵列集成在设备10的不同部分内，同时仍然允许其他空间用于设备部件。图2至图5的示例仅为例示性的，并且一般来讲，每个天线可具有任何期望的天线辐射元件架构。
图6为示出给定天线30和信号路径28(图1)可如何用于基于光学本地振荡器信号发射THF信号32和接收THF信号34的电路图。在图6的示例中，UTC PD 42将接收到的THF信号34转换为中频信号SIGIF，这些中频信号然后被转换到光域以用于从所接收THF信号恢复无线数据。
如图6所示，无线电路24可包括通过信号路径28(例如，在本文中有时被称为光学信号路径28的光学信号路径)耦接到天线30的收发器电路26。UTC PD 42可耦接在天线30的天线谐振元件36中的辐射元件臂与信号路径28之间。收发器电路26可包括光学部件68、放大器电路诸如功率放大器76和数模转换器(DAC)74。光学部件68可包括光学接收器(诸如光学接收器72)和光学本地振荡器(LO)光源(发射体)70。LO光源70可包括两个或更多个光源，诸如激光光源、激光二极管、光学锁相环或在相应波长下发出光(例如，光学本地振荡器信号LO1和LO2)的其他光学发射体。如果需要，LO光源70可包括单个光源，并且可包括用于将由光源发出的光拆分成不同波长的光学部件。信号路径28可通过光学路径66耦接到光学部件68。光学路径66可包括一个或多个光纤和/或波导。
信号路径28可包括分光器诸如分光器(OS)54、光学路径诸如光学路径64和光学路径62、光学组合器诸如光学组合器(OC)52以及光学路径40。光学路径62可以是光纤或波导。光学路径64可以是光纤或波导。分光器54可具有耦接到光学路径66的第一(例如，输入)端口、耦接到光学路径62的第二(例如，输出)端口以及耦接到光学路径64的第三(例如，输出)端口。光学路径64可将分光器54耦接到光学组合器52的第一(例如，输入)端口。光学路径62可将分光器54耦接到光学组合器52的第二(例如，输入)端口。光学组合器52可具有耦接到光学路径40的第三(例如，输出)端口。
光学相移器(诸如光学相移器80)可(光学地)在光学路径64上或沿该光学路径插置。光学调制器(诸如光学调制器56)可(光学地)在光学路径62上或沿该光学路径插置。光学调制器56可以是例如马赫-曾德尔调制器(MZM)，并且因此有时可被称为MZM 56。MZM 56包括沿光学路径62并行插置的第一光学臂(分支)60和第二光学臂(分支)58。沿MZM 56的臂60和58传播光学本地振荡器信号LO2可在存在施加到一个或两个臂的电压信号的情况下允许在将信号重组在MZM的输出端处之前对每个臂施予不同光学相移(例如，其中在这些臂上产生的光学相位调制在MZM 56的输出端处被转换成强度调制)。当施加到MZM 56的电压包括无线数据时，MZM 56可将无线数据调制到光学本地振荡器信号LO2上。如果需要，作为光学相移器80的补充或替代，在MZM 56处执行的相移可用于执行波束形成/导引。MZM 56可接收施加到臂58和60中的一者或两者的一个或多个偏置电压W偏置(在本文中有时被称为偏置信号W偏置)。控制电路14(图1)可提供具有不同量值的偏置电压W偏置，以将MZM 56置于不同操作模式中(例如，抑制光学载波信号的操作模式、不抑制光学载波信号的操作模式等)。
中频信号路径44可将UTC PD 42耦接到MZM 56(例如，臂60)。放大器(诸如低噪声放大器82)可插置在中频信号路径44上。中频信号路径44可用于使中频信号SIGIF从UTC PD42传递到MZM 56。DAC 74可具有耦接到收发器电路26的发射器中的上转换电路、调制器电路和/或基带电路的输入端。DAC 74可接收数字数据以通过天线30进行发射，并且可将数字数据转换成模拟域(例如，作为数据DAT)。DAC 74可具有耦接到发射数据路径78的输出端。发射数据路径78可将DAC 74耦接到MZM 56(例如，臂60)。沿信号路径28的部件中的每个部件可允许同一天线30发射THF信号32和接收THF信号34(例如，使用沿信号路径28的相同部件)，从而最小化设备10内的空间和资源消耗。
LO光源70可产生(发出)光学本地振荡器信号LO1和LO2(例如，在由THF信号32/34的波长分开的不同波长处)。光学部件68可包括透镜、波导、光学耦接器、光纤和/或将所发出光学本地振荡器信号LO1和LO2经由光学路径66朝向分光器54引导的其他光学部件。分光器54可拆分光学路径66上的光学信号(例如，按照波长)以将光学本地振荡器信号LO1输出到光学路径64上，同时将光学本地振荡器信号LO2输出到光学路径62上。
控制电路14(图1)可向光学相移器80提供相位控制信号CTRL。相位控制信号CTRL可控制光学相移器80以向光学路径64上的光学本地振荡器信号LO1施加光学相移S。相移S可被选择用于在期望的指向方向上导引THF信号32/34的信号波束。光学相移器80可将已相移的光学本地振荡器信号LO1(指代为LO1+S)传递到光学组合器52。在光域中(例如，使用光学相移器80)而不是在THF域中执行信号波束导引，因为不存在以与THF信号32和34的频率一样高的频率操作的令人满意的相移电路部件。光学组合器52可通过光学路径62接收光学本地振荡器信号LO2。光学组合器52可将光学本地振荡器信号LO1和LO2组合到光学路径40上，该光学路径将这些光学本地振荡器信号引导到UTC PD 42上以用于在信号发射或接收期间使用。
在THF信号32的发射期间，DAC 74可接收数字无线数据(例如，数据分组、帧、符号等)以用于通过THF信号32进行发射。DAC 74可将数字无线数据转换成模拟域，并且可将数据作为数据DAT输出(发射)到发射数据路径78上(例如，以用于经由天线30发射)。电源放大器76可放大数据DAT。发射数据路径78可将数据DAT传递到MZM 56(例如，臂60)。MZM 56可将数据DAT调制到光学本地振荡器信号LO2上以产生调制的光学本地振荡器信号LO2’(例如，在光学本地振荡器信号LO2的频率/波长下的但被调制为包括由数据DAT识别的数据的光学本地振荡器信号)。光学组合器52可在光学路径40处将光学本地振荡器信号LO1与调制的光学本地振荡器信号LO2’组合。
光学路径40可利用(使用)光学本地振荡器信号LO1(例如，以及由光学相移器80施加的相移S)和调制的光学本地振荡器信号LO2’照射UTC PD 42。控制电路14(图1)可向UTCPD 42施加控制信号V偏置，该控制信号将天线30配置用于发射THF信号32。UTC PD 42可将光学本地振荡器信号LO1和调制的光学本地振荡器信号LO2’转换为天线谐振元件36上的处于THF信号32的频率的天线电流(例如，当被编程用于使用控制信号V偏置进行发射时)。天线谐振元件36上的天线电流可辐射THF信号32。THF信号32的频率由光学本地振荡器信号LO1与调制的光学本地振荡器信号LO2’之间的频率差给出。控制信号V偏置可控制UTC PD 42，以将来自调制的光学本地振荡器信号LO2’的调制保存在所辐射的THF信号32中。接收THF信号32的外部装备由此将能够从由天线30发射的THF信号32提取数据DAT。
在接收THF信号34期间，MZM 56不会将任何数据调制到光学本地振荡器信号LO2上。光学路径40因此利用光学本地振荡器信号LO1(例如，以及相移S)和光学本地振荡器信号LO2照射UTC PD 42。控制电路14(图1)可向UTC PD 42施加控制信号V偏置(例如，偏置电压)，该控制信号将天线30配置用于接收THF信号32。UTC PD 42可使用光学本地振荡器信号LO1和LO2将所接收THF信号34转换为输出到中频信号路径44上的中频信号SIGIF(例如，在被编程用于使用偏置电压V偏置进行接收时)。中频信号SIGIF可包括来自所接收THF信号34的调制数据。低噪声放大器82可放大中频信号SIGIF，这些中频信号然后被提供给MZM 56(例如，臂60)。MZM 56可将中频信号SIGIF作为光学信号LOrx转换到光域(例如，通过将中频信号SIGIF中的数据调制到这些光学本地振荡器信号中的一个光学本地振荡器信号上)，并且可将这些光学信号传递到光学部件68中的光学接收器72，如由箭头63所示(例如，经由光学路径62和66或其他光学路径)。控制电路14(图1)可使用光学接收器72将光学信号LOrx转换成其他格式并且从光学信号恢复(解调)由THF信号34携载的数据。以此方式，相同天线30和信号路径28可用于发射和接收THF信号，同时还执行波束导引操作。
图6的其中中频信号SIGIF被转换到光域的示例仅为例示性的。如果需要，收发器电路26可接收并解调中频信号SIGIF，而无需首先将这些信号传递到光域。例如，收发器电路26可包括模数转换器(ADC)，中频信号路径44可耦接到ADC的输入端，而不是耦接到MZM56，并且ADC可将中频信号SIGIF转换到数字域。又如，可省略中频信号路径44，并且控制信号V偏置可控制UTC PD 42以将THF信号34与光学本地振荡器信号LO1和LO2一起直接采样到光域。例如，UTC PD 42可使用所接收THF信号34和控制信号V偏置在光学路径40上产生光学信号。光学信号可具有带有边带的光学载波，这些边带与光学载波分开固定频率偏移量(例如，30GHz-100GHz、60GHz、50GHz-70GHz、10GHz-100GHz等)。边带可用于携载来自所接收THF信号34的调制数据。信号路径28可将由UTC PD 42产生的光学信号引导(传播)到光学部件68中的光学接收器72(例如，经由光学路径40、64、62、66、63和/或其他光学路径)。控制电路14(图1)可使用光学接收器72将光学信号转换成其他格式并且从光学信号(例如，从光学信号的边带)恢复(解调)由THF信号34携载的数据。如果需要，天线30可被集成到接入点45中。
图7为示出可如何将多个天线30集成到相控天线阵列88中的一个示例的电路图，该相控天线阵列通过对应信号波束传送THF信号。在图7的示例中，为了清楚起见，图6的MZM56、中频信号路径44、数据路径78和光学接收器72已被省略。相控天线阵列88中的这些天线中的每个天线可另选地将接收到的THF信号直接采样到光域中，或者可将中频信号SIGIF传递到收发器电路26中的ADC。
如图7所示，相控天线阵列88包括N个天线30，诸如第一天线30-0、第二天线30-1、第N天线30-(N-1)等。相控天线阵列88中的每个天线30可经由相应的光学信号路径(例如，图6的光学信号路径28)耦接到光学部件68。N个信号路径中的每个信号路径可包括相应光学组合器52，该相应光学组合器52耦接到对应天线30的UTC PD 42(例如，天线30-0中的UTCPD 42可耦接到光学组合器52-0，天线30-1中的UTC PD 42可耦接到光学组合器52-1，天线30-(N-1)中的UTC PD 42可耦接到光学组合器52-(N-1)等)。N个信号路径中的每个信号路径还可包括相应光学路径62和相应光学路径64，这些相应光学路径耦接到对应光学组合器52(例如，光学路径64-0和62-0可耦接到光学组合器52-0，光学路径64-1和62-1可耦接到光学组合器52-1，光学路径64-(N-1)和62-(N-1)可耦接到光学组合器52-(N-1)等)。
光学部件68可包括LO光源70，诸如第一LO光源70A和第二LO光源70B。用于相控天线阵列88中的天线30中的每个天线的光学信号路径可共享一个或多个分光器54，诸如第一分光器54A和第二分光器54B。LO光源70A可生成(例如，产生、发出、发射等)第一光学本地振荡器信号LO1，并且可经由光学路径66A向分光器54A提供第一光学本地振荡器信号LO1。分光器54A可通过光学路径64(例如，光学路径64-0、64-1、64-(N-1)等)将第一光学本地振荡器信号LO1分配到相控天线阵列88中的UTC PD 42中的每个UTC PD。类似地，LO光源70B可生成(例如，产生、发出、发射等)第二光学本地振荡器信号LO2，并且可经由光学路径66B向分光器54B提供第二光学本地振荡器信号LO2。分光器54B可通过光学路径62(例如，光学路径62-0、62-1、62-(N-1)等)将第二光学本地振荡器信号LO2分配到相控天线阵列88中的UTCPD 42中的每个UTC PD。
相应光学相移器80可沿每个光学路径64(在其上)插置(例如，第一光学相移器80-0可沿光学路径64-0插置，第二光学相移器80-1可沿光学路径64-1插置，第N光学相移器80-(N-1)可沿光学路径64-(N-1)插置等)。每个光学相移器80可接收控制信号CTRL，该控制信号控制由该光学相移器提供给光学本地振荡器信号LO1的相位S(例如，第一光学相移器80-0可向提供给天线30-0的光学本地振荡器信号LO1施予零度/弧度的光学相移，第二光学相移器80-1可向提供给天线30-1的光学本地振荡器信号LO1施予Δφ的光学相移，第N光学相移器80-(N-1)可向提供给天线30-(N-1)的光学本地振荡器信号LO1施予(N-1)Δφ的光学相移。通过调整由N个光学相移器80中的每个光学相移器施予的相位S，控制电路14(图1)可控制相控天线阵列88中的天线30中的每个天线，以在形成的信号波束83内发射THF信号32和/或接收THF信号34。信号波束83可在特定波束指向方向(角度)84(例如，信号波束83的峰值增益的方向)上取向。由相控天线阵列88传送的THF信号可具有正交于波束指向方向84的波前86。例如，控制电路14可随时间调整波束指向方向84以朝向外部通信装备或外部对象指向或远离外部对象指向。
虽然处于大于约100GHz的频率的通信允许极高的数据速率(例如，大于100Gbps)，但可能难以提供能够递送用于处于这些频率的通信所需的输出功率的THz设备(所谓的“THz间隙”)。例如，基于电子器件的设备受到诸如串联电阻和并联电容的寄生电路元件以及晶体中电子的有限速度的基本限制的限制。由于光学设备(例如，激光器、半导体光学放大器等)具有高得多的效率的事实，因此可通过使用光学本地振荡器信号LO1和LO2之间的节拍(例如，如上文结合图2至图7所述)生成用于发射的THF信号来解决THz间隙问题。
在实施过程中，热耗散可能限制UTC PD 42和在天线30处产生的总功率。因此，可能期望能够提升在天线30处产生的功率，从而允许使用THF信号34和32进行最佳通信。图8为示出天线30可如何提升THF信号34和32的功率的一个示例的电路框图。
如图8所示，天线30可包括多个UTC PD 42，诸如UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，天线30可包括两个或更多个UTC PD 42中的任何期望数量(例如，两个UTC PD 42、三个UTC PD 42、四个以上的UTC PD 42等)。每个UTC PD 42可通过光学路径40来接收光学本地振荡器信号LO1和LO2(例如，UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4可并联地耦接在光学路径40与天线谐振元件36之间并且可各自由相同的光学本地振荡器信号LO1和相同的光学本地振荡器信号LO2照射)。光学本地振荡器信号LO1可包括相移S(例如，如由图6的光学相移器80产生)并且/或者光学本地振荡器信号LO2可使用无线数据进行调制(例如，图8的光学本地振荡器信号LO2可以是图6的调制的光学本地振荡器信号LO2’)。每个UTC PD 42可由相同的控制信号V偏置控制。每个UTC PD 42可具有通过信号路径94能够通信地耦接到天线谐振元件36的输出端子。诸如共栅放大器(CGA)96的放大器可设置在信号路径94上并且插置在UTC PD 42与天线谐振元件36之间。
使用多个使用相同的光学本地振荡器信号LO1和LO2照射的UTC PD 42来实现天线30，可用于提升天线30的功率。例如，每个UTC PD 42可响应于光学本地振荡器信号LO1和LO2而在信号路径94上生成相同的天线电流IUTC。这可在信号路径94上产生等于4*IUTC的总天线电流，其比当天线30仅包括单个UTC PD 42时信号路径94上的天线电流大四倍。一般来讲，天线30中的UTC PD 42的数量越多，信号路径94上的总天线电流越大。由于信号路径94上的功率与天线电流IUTC的平方成比例，因此信号路径94上的总天线电流可呈现比其中天线30仅包括单个UTC PD 42的具体实施多16倍的功率(例如，向天线30添加附加UTC PD 42可用于提升天线30的功率)。
当以这种方式设置时，天线30中的UTC PD 42在电流共享配置中耦接到CGA 96。CGA 96可对沿信号路径94流动的天线电流执行放大以进一步提升天线30的功率。考虑其中单个UTC PD 42提供-5dBm信号(例如，在300GHz处)并且CGA 96提供约3dB的放大的示例。在该示例中，四个UTC PD(例如，UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4)可共同提供16倍多的功率(或12dB)并且CGA 96可贡献约3dB以产生用于天线30的+10dBm总输出功率。输出功率的这种提升可用于减轻UTC PD的热耗散限制，并且可允许使用天线30进行最佳无线通信。
同时，CGA 96的电路部件可有助于针对信号路径94上的天线电流使UTC PD 42的输出阻抗ZA与天线谐振元件36的输入阻抗ZB匹配(例如，不需要附加昂贵的匹配电路)。另外，CGA 96可用于将UTC PD 42的输出与天线阻抗失配相隔离，该天线阻抗失配可在天线谐振元件36因附近外部对象的存在而经受阻抗负载时发生，从而帮助天线30在广泛范围的操作条件下呈现最大天线效率。与其中共发射极放大器设置在信号路径94上的具体实施相比，CGA 96可呈现显著更高的频率带宽和改善的信号隔离。
在其中天线30仅用于发射或仅用于接收THF信号的示例中，CGA 96可以是单向放大器。CGA 96还可以是能够在发射模式和接收模式两者中操作的双向放大器。当CGA 96是双向放大器时，CGA 96可在控制输入端98处接收控制信号CTRL2。控制信号CTRL2可在发射模式与接收模式之间控制(切换)CGA 96。
在信号发射期间，光学本地振荡器信号LO2可包括调制的光学本地振荡器信号LO2’(图6)。控制信号V偏置可在信号发射模式下配置(放置)UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4(例如，如图2所示)。类似地，控制信号CTRL2可在信号发射模式下配置(放置)CGA 96。在信号发射模式下，UTC PD 42可各自基于光学本地振荡器信号LO1与调制的光学本地振荡器信号LO2’之间的节拍来生成相应的天线电流IUTC。天线电流IUTC的频率可由光学本地振荡器信号LO1与LO2的频率之间的差值给出(例如，天线电流IUTC可处于大于或等于约100THz的频率处)。天线电流IUTC可保存(携载)与对光学本地振荡器信号LO2的调制相关联的无线数据。控制信号CTRL2配置CGA 96以形成功率放大器(PA)，该PA放大由UTC PD 42在发射方向(如箭头92所示)上产生的总天线电流4*IUTC。天线谐振元件36可发射如由CGA 96放大的对应THF信号32(图6)。
在信号接收期间，控制信号V偏置可在信号接收模式下配置(放置)UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4(例如，如图3所示)。类似地，控制信号CTRL2可在信号接收模式下配置(放置)CGA 96。在信号接收模式下，天线谐振元件36可根据所接收THF信号34(图6)在信号路径94上产生天线电流。控制信号CTRL2配置CGA 96以形成低噪声放大器(LNA)，该LNA在接收方向(如箭头90所示)上放大天线电流。UTC PD 42可将天线电流转换为中频信号或光学信号(例如，如图6所示)。以此方式，天线30可呈现提升的功率并且可用于信号发射和接收两者，同时还呈现UTC PD与天线谐振元件臂之间的最佳阻抗匹配。
如果需要，可使用磷化铟(InP)工艺技术来实现CGA 96(例如，CGA 96可以是InP共栅放大器)。在这些示例中，也可使用InP工艺技术来实现UTC PD 42(例如，UTC PD 42也可以是InP UTC PD)。在这些示例中，如果需要，UTC PD 42可集成在CGA 96内。这仅仅是例示性的，并且一般来讲，可使用任何期望的工艺技术来实现CGA 96。图8的示例仅为例示性的。UTC PD 42可各自通过相同的光学路径40或两个或更多个不同(例如，相应)的光学路径来接收光学本地振荡器信号LO1和LO2。天线30可包括两个或更多个UTC PD 42中的任何期望数量。如果需要，可在信号路径94上设置一个以上的CGA。
为了进一步提升THF信号的功率，天线30可被集成到相控天线阵列88中(图7)。图9为示出相控天线阵列88可如何包括诸如图8的天线30的功率提升天线30的一个示例的图。如图9所示，相控天线阵列88可包括至少第一天线30-1和第二天线30-2。每个天线可包括通过相应的CGA 96耦接到其相应的天线谐振元件36的两个或更多个UTC PD 42(例如，四个UTC PD 42-1、42-2、42-3和42-4)的相应集合。相控天线阵列88中的每个天线30可使用相应光学路径40来馈电(例如，天线30-1可使用光学路径40-1来馈电，天线30-2可使用光学路径40-2来馈电，等等)。每个光学路径40可包括相应的光纤、波导、光学组合器、透镜和/或分光器，或者光学路径40中的两个或更多个光学路径可共享相同的光纤、波导、光学组合器、透镜和/或分光器。
每个光学路径40可包括如图9的例示性示例所示的相应光学调制器100，或者如果需要，两个或更多个(例如，每个)光学路径40可共享相同的光学调制器100(例如，图6的MZM60)。如图9的例示性示例所示，每个光学调制器100可接收相应光学本地振荡器信号LO2(例如，天线30-1可接收光学本地振荡器信号L02-1，天线30-2可接收光学本地振荡器信号LO2-2，等等)，或者如果需要，每个光学路径40可接收相同的光学本地振荡器信号LO2(例如，图9的光学本地振荡器信号LO2-2可与光学本地振荡器信号LO2-1相同)。光学调制器100可基于光学本地振荡器信号LO2来生成调制的光学本地振荡器信号LO2’(例如，用于天线30-1的调制的光学本地振荡器信号LO2’-1、用于天线30-2的调制的光学本地振荡器信号LO2’-2，其可与调制的光学本地振荡器信号LO2’-1相同或其可与调制的光学本地振荡器信号LO2’-1不同，等等)。
相控天线阵列88中的每个光学路径40以及因此每个天线30可包括相应光学相移器(OPS)80。如图9的例示性示例所示，每个光学相移器80可接收相应光学本地振荡器信号LO1(例如，天线30-1可接收光学本地振荡器信号L01-1，天线30-2可接收光学本地振荡器信号LO1-2，等等)，或者如果需要，每个光学路径40可接收相同的光学本地振荡器信号LO1(例如，图9的光学本地振荡器信号LO1-2可与光学本地振荡器信号LO1-1相同)。每个光学相移器80可将相应相移S施予到其光学本地振荡器信号LO1上(例如，天线30-1中的光学相移器80可向光学本地振荡器信号LO1-1施予第一相移S1，天线30-2中的光学相移器80可向光学本地振荡器信号LO1-2施予第二相移S2，其可与光学本地振荡器信号LO1-1相同或其可与光学本地振荡器信号LO1-1不同，等等)。换句话讲，每个天线30中的每个UTC PD 42可被提供有光学本地振荡器信号LO1，该光学本地振荡器信号被提供有相同的相移S(例如，其中S跨相控天线阵列88中的天线30变化)。这可配置相控天线阵列88中的天线30以在所选择波束指向方向上共同形成信号波束。相位S可随时间变化以在其他波束指向方向上导引波束。
当每个天线被提供有相同的调制数据(例如，由跨天线30共享的光学调制器100提供的相同调制的光学本地振荡器LO2’)时，每个天线30中的UTC PD 42和CGA 96可最佳地提升由对应天线30传送的信号的功率，同时由来自传送信号的相控天线阵列88中的每个相应天线30的相长贡献进一步提升功率，并且同时相移S跨相控天线阵列88变化以在期望波束指向方向上导引THF信号的对应波束。一般来讲，增加传送调制数据的相控天线阵列88中的天线30的数量可进一步用于提升传送信号以及因此调制数据的功率。例如，整体生成的输出功率对于处于THz频率的短程(例如，10m-100m)通信而言可能是绰绰有余的。
图10为可用于提升天线30的功率的例示性CGA 96的电路图。如图10所示，CGA 96可具有输入端子110和输出端子112。输入端子110可耦接到对应天线40(图8)中的UTC PD42。输出端子112可耦接到对应天线40中的天线谐振元件36。
CGA 96可具有将输入端子110耦接到接地部118的第一扼流圈122。CGA 96可具有将输出端子112耦接到接地部118的第二扼流圈122。CGA 96可包括串联地耦接在输入端子110与输出端子112之间的一个或多个CGA级120的集合。第一开关114可与第一电感器LSW一起并联地耦接在输入端子110与CGA 96中的第一CGA级120之间。第二开关116可与第二电感器LSW一起并联地耦接在输出端子112与CGA 96中的最后一个CGA级120之间。每个CGA级120可包括晶体管124，该晶体管具有耦接到前一CGA级120的第一源极/漏极端子(或用于第一CGA级120的开关114)并且具有耦接到对应CGA级电感器LM的第二源极/漏极端子。CGA级电感器LM可耦接在其CGA级120中的晶体管124的第二源极/漏极端子与下一CGA级120中的晶体管124的第一源极/漏极端子(或用于最后一个CGA级120的开关116)之间。晶体管124的栅极端子可通过对应电容126耦接到接地部118(例如，CGA 96中的每个晶体管124具有保持在相同(接地)电位的共同栅极)。
控制信号CTRL2(图8)可控制开关114和116的状态以在发射模式与接收模式之间切换CGA 96。在发射模式下，开关114闭合(例如，通电或激活以在并联耦接的电感器LSW周围形成短路阻抗)，开关116断开(例如，断电或去激活以在并联耦接的电感器LSW周围形成开路阻抗)，并且在输出端子112处的扼流圈122与接地部118之间的节点130处施加偏置电压VDD。这可配置天线电流以在箭头92的方向上流动，同时CGA级120作为功率放大器来放大天线电流并且保持宽带宽特性。在接收模式下，开关114断开，开关116闭合，并且在输入端子112处的扼流圈122与接地部118之间的节点128处施加偏置电压VDD。这可配置天线电流以在箭头90的方向上流动，同时CGA级120作为低噪声放大器来放大天线电流并且保持宽带宽特性。同时，CGA 96的部件可用于使UTC PD 42的阻抗ZA与天线谐振元件36(图8)的阻抗ZB匹配，同时有助于隔离因阻抗负载变化引起的天线失配。图10的示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，其他架构可用于CGA 96。
图11为在使用具有提升功率的天线30(图8和图9)进行通信时可能涉及的例示性操作的流程图。在操作130处，控制电路14(图1)可使用控制信号V偏置来配置天线30中UTC PD42中的每一者以用于信号发射(例如，通过将UTC PD置于发射模式下)。
在操作132处，控制电路14(图1)可使用控制信号CTRL2来配置天线30中的CGA 96以用于信号发射(例如，通过将CGA置于发射模式下)。如果需要，操作130和132可同时执行。
在操作134处，收发器电路26可使用天线30来发射THF信号。例如，可将相同的光学本地振荡器信号LO1(例如，具有相移S)和相同调制的光学本地振荡器信号LO2’提供给天线30中UTC PD 42中的每一者。UTC PD 42可各自基于光学本地振荡器信号LO1和调制的光学本地振荡器信号LO2’来生成相应的天线电流IUTC。CGA 96可作为功率放大器来放大天线电流。天线谐振元件36可发射对应于放大电流的THF信号32。
在操作136处，控制电路14(图1)可使用控制信号V偏置来配置天线30中UTC PD 42中的每一者以用于信号接收(例如，通过将UTC PD置于接收模式下)。
在操作138处，控制电路14(图1)可使用控制信号CTRL2来配置天线30中的CGA 96以用于信号接收(例如，通过将CGA置于接收模式下)。如果需要，操作136和138可同时执行。
在操作140处，收发器电路26可使用天线30来接收THF信号34，从而产生对应的天线电流。CGA 96可作为低噪声放大器来放大天线电流。UTC PD 42可将天线电流转换为中频信号或光学信号。处理可经由路径142循环回到操作130(例如，天线30可使用时分双工方案来发射和接收THF信号)。
设备10可收集和/或使用个人可识别信息。众所周知，使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。如果需要，本文描述的光学部件(例如，MZM调制器、波导、相移器、UTC PD等)可在等离激元技术中实现。
上文结合图1至图11描述的方法和操作(例如，图11的操作)可由设备10的部件使用软件、固件和/或硬件(例如，专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上，该非暂态计算机可读存储介质存储在设备10的部件中的一个或多个部件上(例如，图1的存储电路16)。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由设备10的部件中的一个或多个部件上的处理电路(例如，图1的处理电路18等)来执行。处理电路可包括微处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：天线谐振元件；光电二极管，所述光电二极管经由信号路径耦接到所述天线谐振元件并且被配置为接收第一光学本地振荡器(LO)信号和处于不同于所述第一光学LO信号的频率的第二光学LO信号；和共栅放大器，所述共栅放大器设置在所述光电二极管与所述天线谐振元件之间的所述信号路径上。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器被配置为使所述光电二极管的输出阻抗与所述天线谐振元件的输入阻抗匹配。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器是双向的。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器包括：第一端子，所述第一端子能够通信地耦接到所述光电二极管；第二端子，所述第二端子能够通信地耦接到所述天线谐振元件；一个或多个共栅放大器级，所述一个或多个共栅放大器级串联地耦接在所述第一端子与所述第二端子之间；第一开关，所述第一开关耦接在所述一个或多个共栅放大器级与所述第一端子之间；和第二开关，所述第二开关耦接在所述一个或多个共栅放大器级与所述第二端子之间。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器能够在其中所述信号路径上的电流从所述第一端子流到所述第二端子的发射模式下操作，并且能够在其中所述信号路径上的电流从所述第二端子流到所述第一端子的接收模式下操作，当所述共栅放大器处于所述发射模式时所述第一开关闭合而所述第二开关断开，并且当所述共栅放大器处于所述接收模式时所述第一开关断开而所述第二开关闭合。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器包括磷化铟(InP)共栅放大器。
根据另一个实施方案，所述光电二极管包括集成在所述InP共栅放大器内的InP光电二极管。
根据另一个实施方案，所述电子器件包括被配置为接收所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号的附加光电二极管，所述光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号在所述信号路径上生成第一电流，所述附加光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号在所述信号路径上生成第二电流，并且所述第二电流等于所述第一电流。
根据另一个实施方案，所述电子设备包括光学相移器，所述光学相移器被配置为将相移施加到被提供给所述光电二极管的所述第一光学LO信号，并且施加到被提供给所述附加相移器的所述第一光学LO信号。
根据另一个实施方案，所述光电二极管包括单行载波光电二极管(UTC-PD)。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，所述电子设备包括一组光电二极管、天线谐振元件和耦接在所述天线谐振元件与所述一组光电二极管之间的共栅放大器，所述共栅放大器能够在发射模式与接收模式之间切换，所述共栅放大器被配置为在处于发射模式时放大由所述一组光电二极管产生的第一电流以使用所述天线谐振元件进行发射，以及在处于所述接收模式时放大由所述天线谐振元件产生的第二电流以使用所述一组光电二极管进行接收。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器包括串联地耦接在第一端子与第二端子之间的一组共栅放大器级，所述第一端子能够通信地耦接到所述一组光电二极管并且所述第二端子能够通信地耦接到所述天线谐振元件；第一开关，所述第一开关将所述一组共栅放大器级耦接到所述第一端子；和第二开关，所述第二开关将所述一组共栅放大器级耦接到所述第二端子，在所述发射模式下，所述第一开关闭合而所述第二开关断开，并且在所述接收模式下，所述第一开关断开而所述第二开关闭合。
根据另一个实施方案，所述共栅放大器被配置为使所述一组光电二极管的阻抗与所述天线谐振元件的阻抗匹配。
根据另一个实施方案，所述一组光电二极管中的每个光电二极管被配置为基于第一光学本地振荡器(LO)信号和第二光学LO信号来生成所述第一电流的相应部分。
根据另一个实施方案，所述一组光电二极管包括：第一光电二极管，所述第一光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第一部分；和第二光电二极管，所述第二光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第二部分，所述第二部分等于所述第一部分。
根据另一个实施方案，所述一组光电二极管包括：第三光电二极管，所述第三光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第三部分，所述第三部分等于所述第二部分；和第四光电二极管，所述第四光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第四部分，所述第四部分等于所述第三部分。
根据另一个实施方案，所述电子设备包括：光学调制器，所述光学调制器被配置为将无线数据调制到所述第二光学LO信号上；和光学相移器，所述光学相移器被配置为将相移施加到所述第一光学LO信号。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：相控天线阵列，所述相控天线阵列具有至少第一天线谐振元件和第二天线谐振元件；第一光电二极管，所述第一光电二极管被配置为基于被提供有第一相移的第一光学本地振荡器(LO)信号并且基于使用无线数据调制的第二光LO信号来生成第一天线电流的第一部分；第二光电二极管，所述第二光电二极管被配置为基于被提供有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第二部分；和第一放大器，所述第一放大器被配置为放大所述第一天线电流，所述第一天线谐振元件被配置为发射与由所述第一放大器放大的所述第一天线电流相对应的第一无线信号。
根据另一个实施方案，所述电子设备包括：第三光电二极管，所述第三光电二极管被配置为基于被提供有不同于所述第一相移的第二相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成第二天线电流的第一部分；第四光电二极管，所述第四光电二极管被配置为基于被提供有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第二部分；和第二放大器，所述第二放大器被配置为放大所述第二天线电流，所述第二天线谐振元件被配置为发射与由所述第二放大器放大的所述第二天线电流相对应的第二无线信号。
根据另一个实施方案，所述电子设备包括：第五光电二极管，所述第五光电二极管被配置为基于被提供有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第三部分；第六光电二极管，所述第六光电二极管被配置为基于被提供有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第四部分；第七光电二极管，所述第七光电二极管被配置为基于被提供有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第三部分；和第八光电二极管，所述第八光电二极管被配置为基于被提供有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于使用所述无线数据调制的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第四部分。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
天线谐振元件，
光电二极管，所述光电二极管经由信号路径耦接到所述天线谐振元件并且被配置为接收第一光学本地振荡器(LO)信号和第二光学LO信号，所述第二光学LO信号与所述第一光学LO信号处于不同的频率；和
共栅放大器，所述共栅放大器设置在所述光电二极管与所述天线谐振元件之间的所述信号路径上。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述共栅放大器被配置为使所述光电二极管的输出阻抗与所述天线谐振元件的输入阻抗匹配。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述共栅放大器是双向的。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述共栅放大器包括：
第一端子，所述第一端子能够通信地耦接到所述光电二极管；
第二端子，所述第二端子能够通信地耦接到所述天线谐振元件；
一个或多个共栅放大器级，所述一个或多个共栅放大器级串联地耦接在所述第一端子与所述第二端子之间；
第一开关，所述第一开关耦接在所述一个或多个共栅放大器级与所述第一端子之间；和
第二开关，所述第二开关耦接在所述一个或多个共栅放大器级与所述第二端子之间。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述共栅放大器能够在发射模式和接收模式下操作，在所述发射模式下所述信号路径上的电流从所述第一端子流到所述第二端子，在所述接收模式下所述信号路径上的电流从所述第二端子流到所述第一端子，当所述共栅放大器处于所述发射模式时所述第一开关闭合而所述第二开关断开，并且当所述共栅放大器处于所述接收模式时所述第一开关断开而所述第二开关闭合。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述共栅放大器包括磷化铟(InP)共栅放大器。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述光电二极管包括集成在所述InP共栅放大器内的InP光电二极管。
8.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：
附加光电二极管，所述附加光电二极管被配置为接收所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号，其中所述光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号在所述信号路径上生成第一电流，所述附加光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号在所述信号路径上生成第二电流，并且所述第二电流等于所述第一电流。
9.根据权利要求8所述的电子设备，还包括：
光学相移器，所述光学相移器被配置为将相移施加到被提供给所述光电二极管的所述第一光学LO信号，并且施加到被提供给所述附加相移器的所述第一光学LO信号。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述光电二极管包括单行载波光电二极管(UTC-PD)。
11.一种电子设备，包括：
一组光电二极管；
天线谐振元件，和
共栅放大器，所述共栅放大器耦接在所述天线谐振元件与所述一组光电二极管之间，其中所述共栅放大器能够在发射模式与接收模式之间切换，所述共栅放大器被配置为在处于所述发射模式时放大由所述一组光电二极管产生的第一电流以使用所述天线谐振元件进行发射，以及
在处于所述接收模式时放大由所述天线谐振元件产生的第二电流以使用所述一组光电二极管进行接收。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述共栅放大器包括：
一组共栅放大器级，所述一组共栅放大器级串联地耦接在第一端子和第二端子之间，所述第一端子能够通信地耦接到所述一组光电二极管，并且所述第二端子能够通信地耦接到所述天线谐振元件；
第一开关，所述第一开关将所述一组共栅放大器级耦接到所述第一端子；和
第二开关，所述第二开关将所述一组共栅放大器级耦接到所述第二端子，其中在所述发射模式下，所述第一开关闭合并且所述第二开关断开，并且在所述接收模式下，所述第一开关断开并且所述第二开关闭合。
13.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述共栅放大器被配置为使所述一组光电二极管的阻抗与所述天线谐振元件的阻抗匹配。
14.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述一组光电二极管中的每个光电二极管被配置为基于第一光学本地振荡器(LO)信号和第二光学LO信号来生成所述第一电流的相应部分。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述一组光电二极管包括：
第一光电二极管，所述第一光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第一部分；和
第二光电二极管，所述第二光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第二部分，所述第二部分等于所述第一部分。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述一组光电二极管还包括：
第三光电二极管，所述第三光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第三部分，所述第三部分等于所述第二部分；和
第四光电二极管，所述第四光电二极管被配置为基于所述第一光学LO信号和所述第二光学LO信号来生成所述第一电流的第四部分，所述第四部分等于所述第三部分。
17.根据权利要求15所述的电子设备，还包括：
光学调制器，所述光学调制器被配置为将无线数据调制到所述第二光学LO信号上；和
光学相移器，所述光学相移器被配置为将相移施加到所述第一光学LO信号。
18.一种电子设备，包括：
相控天线阵列，所述相控天线阵列具有至少第一天线谐振元件和第二天线谐振元件；
第一光电二极管，所述第一光电二极管被配置为基于被设置有第一相移的第一光学本地振荡器(LO)信号并且基于被调制有无线数据的第二光学LO信号来生成第一天线电流的第一部分；
第二光电二极管，所述第二光电二极管被配置为基于被设置有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第二部分；和
第一放大器，所述第一放大器被配置为放大所述第一天线电流，所述第一天线谐振元件被配置为发射与由所述第一放大器放大的所述第一天线电流相对应的第一无线信号。
19.根据权利要求18所述的电子设备，还包括：
第三光电二极管，所述第三光电二极管被配置为基于被设置有不同于所述第一相移的第二相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成第二天线电流的第一部分；
第四光电二极管，所述第四光电二极管被配置为基于被设置有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第二部分；和
第二放大器，所述第二放大器被配置为放大所述第二天线电流，所述第二天线谐振元件被配置为发射与由所述第二放大器放大的所述第二天线电流相对应的第二无线信号。
20.根据权利要求18所述的电子设备，还包括：
第五光电二极管，所述第五光电二极管被配置为基于被设置有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第三部分；
第六光电二极管，所述第六光电二极管被配置为基于被设置有所述第一相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第一天线电流的第四部分；
第七光电二极管，所述第七光电二极管被配置为基于被设置有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第三部分；和第八光电二极管，所述第八光电二极管被配置为基于被设置有所述第二相移的所述第一光学LO信号并且基于被调制有所述无线数据的所述第二光学LO信号来生成所述第二天线电流的第四部分。
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