DE102017100272A1 - System und Verfahren zum Messen einer Vielzahl von HF-Signalpfaden - Google Patents

System und Verfahren zum Messen einer Vielzahl von HF-Signalpfaden Download PDF

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Abstract

Eine Ausführungsform des Verfahrens für die Signalpfadmessung weist das Bereitstellen eines ersten Signals an einem gemeinsamen Knoten auf, der mit einer Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung aufweisen. Das Verfahren weist auch das Bereitstellen eines zweiten Signals, über einen ersten Prüfpfad, für einen ersten Knoten, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, das Bereitstellen des zweiten Signals, über einen zweiten Prüfpfad, für einen zweiten Knoten, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, das Auswählen eines Signalpfades aus der Vielzahl von Signalpfaden, das Übertragen, über den ausgewählten Signalpfad, entweder des ersten Signals oder des zweiten Signals, und das Mischen des ersten Signals mit dem zweiten Signal auf, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten. Eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad weist eine bekannte Phasenverzögerung auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein System und Verfahren zum Messen der Phasendrehung, und, in besonderen Ausführungsformen, ein System und Verfahren zum Messen der Phasendrehung unter Verwendung von Signalmischung.
  • Phasengesteuerte Array-Übertragungs-/Empfangssysteme sind für viele Anwendungen, wie beispielsweise Rundsenden, Radar, Weltraumsondenkommunikation, Wetterforschung, Optiken, Hochfrequenz-(HE)Identifikationssysteme und taktile Rückmeldungssysteme, erwünscht. Diese Systeme können auch für Gestenerfassung, Kommunikationsrücktransport und Hochgeschwindigkeitsleitweglenkung in Wireless Gigabit (WiGig) (drahtlosem Gigabit) oder anderen drahtlosen Verbrauchersystemen verwendet werden.
  • Bei einem phasengesteuerten Array handelt es sich um ein Array von Antennen, in welchem die relative Phase von jedem Signal, das seinen jeweiligen Antennenkanal überträgt, dergestalt eingestellt ist, dass das effektive Strahlungsmuster des Arrays in eine gewünschte Richtung verstärkt wird und in unerwünschte Richtungen unterdrückt wird. Diese Verstärkung und Unterdrückung des effektiven Strahlungsmusters erfolgt aufgrund von konstruktiver und destruktiver Interferenz zwischen den unterschiedlichen Phasensignalen, die von jeder Antenne ausgestrahlt werden. Die Phasenbeziehungen können einstellbar sein, wie beispielsweise zur Strahlenlenkung. Ein phasengesteuertes Array kann verwendet werden, um ein festes Strahlungsmuster zu veranschaulichen, oder um einen Azimut oder eine Elevation schnell abzutasten.
  • Eine Art eines phasengesteuerten Arrays ist ein dynamisches phasengesteuertes Array. In einem dynamischen phasengesteuerten Array ist in jeden Signalpfad, der einen Antennenkanal überträgt, ein einstellbarer Phasenschieber integriert, und diese einstellbaren Phasenschieber werden gemeinsam verwendet, um den Strahl mit Bezug auf die Arrayseite zu bewegen.
  • In Übereinstimmung mit einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Signalpfadmessung zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist das Bereitstellen eines ersten Signals an einem gemeinsamen Knoten auf, der mit einer Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung aufweisen. Das Verfahren weist auch das Bereitstellen eines zweiten Signals, über einen ersten Prüfpfad, für einen ersten Knoten auf, der mit dem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist. Das Verfahren weist auch das Bereitstellen des zweiten Signals, über einen zweiten Prüfpfad, für einen zweiten Knoten auf, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden dergestalt gekoppelt ist, dass eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung aufweist. Das Verfahren weist auch das Auswählen eines Signalpfades aus der Vielzahl von Signalpfaden, das Übertragen, über den ausgewählten Signalpfad, entweder des ersten Signales oder des zweiten Signales, und das Mischen des ersten Signales mit dem zweiten Signal auf, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten.
  • In Übereinstimmung mit einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Messungsschaltung zur Verfügung gestellt. Die Messungsschaltung weist eine erste Halbleitervorrichtung auf. Die erste Halbleitervorrichtung weist eine Vielzahl von Signalpfaden auf, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung aufweisen. Die erste Halbleitervorrichtung weist auch einen ersten Knoten, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen zweiten Knoten, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, und einen gemeinsamen Knoten auf, der mit der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist. Die erste Halbleitervorrichtung ist dazu ausgestaltet, ein erstes Signal an dem gemeinsamen Knoten zur Verfügung zu stellen, ein zweites Signal für den ersten Knoten über einen ersten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, das zweite Signal für den zweiten Knoten über einen zweiten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, über einen ausgewählten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden entweder das erste Signal oder das zweite Signal zu übertragen, und das erste Signal mit dem zweiten Signal zu mischen, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten. Eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad weist eine bekannte Phasenverzögerung auf.
  • In Übereinstimmung mit einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Messungssystem zur Verfügung gestellt. Das Messungssystem weist eine erste Halbleitervorrichtung auf. Die erste Halbleitervorrichtung weist eine Vielzahl von Signalpfaden, die miteinander an einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Prüfpfaden auf, die einen ersten Prüfpfad und einen zweiten Prüfpfad aufweisen. Die erste Halbleitervorrichtung weist auch einen Referenzknoten, der zwischen dem ersten Prüfpfad und einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen Nicht-Referenzknoten, der zwischen dem zweiten Prüfpfad und einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, und einen ersten Frequenzmischer auf, der einen Eingang aufweist, der entweder mit dem Referenzknoten oder dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Die erste Halbleiterschaltung weist auch einen Messungsausgangsknoten auf, der mit einem Ausgang des ersten Frequenzmischers dergestalt gekoppelt ist, dass, eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung aufweist. Jeder der Vielzahl von Signalpfaden weist eine jeweilige Phasendrehungsschaltung auf.
  • Die unabhängigen Ansprüche definieren verschiedene Aspekte der Erfindung. Die abhängigen Ansprüche erläutern Ausführungsformen gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung.
  • Zum umfassenderen Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen. Zunächst werden die Zeichnungen kurz beschrieben.
  • 1A ist ein Blockschaubild, in welchem eine übertragungskonfigurierte integrierte Mehrkanal-Strahlenlenkungsschaltung (Integrated Circuit, IC) in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 1B ist ein Blockschaubild, in welchem eine empfangskonfigurierte integrierte Mehrkanal-Strahlenlenkungs-IC in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 1C ist ein Blockschaubild, in welchem eine alternative Ausführungsform der IC von 1A in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 1D ist ein Blockschaubild, in welchem eine alternative Ausführungsform der IC von 1B in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 2A ist ein Blockschaubild, in welchem eine abwärtskonvertierende Mischerschaltung, die in den Ausführungsformen von 1A und 1B verwendet werden kann, in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 2B ist ein Blockschaubild, in welchem eine alternative Ausführungsform der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung von 2A in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 3A ist ein Blockschaubild, in welchem eine passive Kopplungsschaltung veranschaulicht wird, die in der Ausführungsform von 1A in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden kann;
  • 3B ist ein Blockschaubild, in welchem eine passive Kopplungsschaltung, die in der Ausführungsform von 1B verwendet werden kann, in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 4A ist ein Blockschaubild, in welchem eine einstellbare Phasendrehungsschaltung, die in den Ausführungsform von 1A und 1B verwendet werden kann, in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 4B ist ein Blockschaubild, in welchem eine vektormodulierende Phasenschieberschaltung, die in der einstellbaren Phasendrehungsschaltung von 4A verwendet werden kann, in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 4C ist eine grafische Darstellung, in welcher Vektoraddition durch die vektormodulierende Phasenschieberschaltung von 4B in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 5A ist ein Blockschaubild, in welchem ein System mit zahlreichen Mehrkanal-Strahlenlenkungs-ICs veranschaulicht wird, die zusammen verwendet werden, um ein großes phasengesteuertes Übertragungsarray in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen auszubilden;
  • 5B ist ein Blockschaubild, in welchem ein System mit zahlreichen Mehrkanal-Strahlenlenkungs-ICs veranschaulicht wird, die zusammen verwendet werden, um ein großes phasengesteuertes Empfangsarray in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen auszubilden;
  • 5C ist ein Blockschaubild, in welchem eine alternative Ausführungsform des phasengesteuerten Empfangsarraysystems von 5B veranschaulicht wird;
  • 6 ist ein Blockschaubild, in welchem ein alternatives System mit zahlreichen Mehrkanal-Strahlenlenkungs-ICs, die zusammen verwendet werden, um ein großes phasengesteuertes Empfangsarray auszubilden, in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 7 ist ein Kurvenschaubild, in welchem eine resultierende Abnahme eines Empfangsphasenfehlers mit steigender Arrayverstärkung aufgrund des Kalibrierens einer Übertragungs- oder Empfangsanordnung in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht wird;
  • 8 ist ein Ablaufschaubild, in welchem ein Verfahren zum Erhalten eines Phasenmessungssignals aus einer Strahlenlenkungs-IC in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht wird; und
  • 9 ist ein Blockschaubild eines Verarbeitungssystems, das zum Implementieren einiger der Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden kann, die hier in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart werden.
  • Als Nächstes werden veranschaulichende Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Insbesondere wird die Herstellung und Verwendung der aktuell bevorzugten Ausführungsformen nachstehend ausführlich erörtert. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung eine Vielzahl anwendbarer erfinderischer Konzepte bereitstellt, die in den unterschiedlichsten spezifischen Zusammenhängen ausgeführt werden können. Die hier erläuterten, spezifischen Ausführungsformen zeigen lediglich veranschaulichend einige spezifische Möglichkeiten zur Herstellung und Verwendung der Erfindung und sind nicht als Einschränkung des Schutzbereichs der Erfindung zu verstehen.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen in einem spezifischen Zusammenhang, einem System und einem Verfahren zum Messen der Phasenveränderung und/oder -verstärkung eines Kanal-Übertragungs-/Empfangspfades zur Verwendung durch ein HF-Übertragungs-/Empfangssystem beschrieben, wie beispielsweise ein Millimeterwellen-MIMO-System, das eine skalierbare Anzahl an phasengesteuerten Kanälen unterstützt. Weitere Ausführungsformen können auf andere Frequenzbänder oder auf andere Sender-/Empfängersysteme angewendet werden, welche Phasen- oder Amplitudenmessung erfordern, um Strahlenlenkungsanwendungen zu unterstützen, wie beispielsweise Gestenerfassung, Kommunikationsrücktransport, Hochgeschwindigkeitsleitweglenkung in WiGig oder anderen drahtlosen Verbrauchersystemen etc.
  • In verschiedenen Ausführungsformen weist eine HF-IC zahlreiche Übertragungs- und/oder Empfangssignalpfade auf, die jeweils mit einem entsprechenden HF-Schnittstellenanschluss verbunden sind. Für Prüfzwecke werden Gruppen von HF-Schnittstellenanschlüssen zusammen in Reihe über Verzögerungsschaltungen geschaltet, die zum Beispiel unter Verwendung von HF-Übertragungsleitungen implementiert werden können. In einigen Ausführungsformen werden die Verzögerungen dergestalt gewählt, dass ein HF-Signal einer bekannten Frequenz sich durch die verschiedenen Verzögerungsschaltungen dergestalt ausbreitet, dass das HF-Signal an jedem Anschluss im Wesentlichen dieselbe relative Phase aufweist. Während der Kalibrierung wird ein erstes HF-Prüfsignal einer ersten Frequenz in dieses Netzwerk von Schnittstellenanschlüssen und Verzögerungsschaltungen eingeführt, während ein zweites HF-Prüfsignal einer zweiten Frequenz an einem gemeinsamen Anschluss gegenüberliegend dem HF-Schnittstellenanschluss summiert wird. So wird zum Beispiel in dem Fall eines Senders, das zweite HF-Prüfsignal an einem gemeinsamen Eingang der zahlreichen Übertragungspfade eingeführt, und in dem Fall eines Empfängers, wird das zweite HF-Prüfsignal an einem gemeinsamen Ausgang der zahlreichen Empfangspfade summiert. In verschiedenen Ausführungsformen wird die relative Phasenverschiebung von jedem der zahlreichen Übertragungs- und/oder Empfangssignalpfade durch aufeinanderfolgendes Aktivieren von jedem der zahlreichen Übertragungs- und/oder Empfangssignalpfade, Abwärtskonvertieren des ersten und zweiten HF-Prüfsignals und Messen der relativen Phasen des abwärtskonvertierten ersten und zweiten HF-Prüfsignals bestimmt, welche den verschiedenen Übertragungs- und/oder Empfangssignalpfaden entsprechen. Auf der Basis dieser relativen Phasenmessungen kann die Phaseneinstellungsschaltungsanordnung in den zahlreichen Übertragungspfaden fein abgestimmt werden, um die Phasenverschiebung in jedem einzelnen der zahlreichen Übertragungs- und/oder Empfangssignalpfade zu kalibrieren.
  • In verschiedenen Ausführungsformen besteht eine Strahlenlenkungs-IC aus einer Halbleitervorrichtung, die in der Lage ist, die Phaseneinstellung zahlreicher HF-Signale vorzunehmen, wobei, während des normalen Betriebs, diese HF-Signale entweder von IC-Anschlussklemmen an phasengesteuerte Sendeantennen ausgegeben werden sollen, oder von Anschlussklemmen, die mit Empfangsantennen verbunden sind, eingegeben wurden. Die Strahlenlenkungs-IC unterstützt auch eine Kalibrierungsbetrieb durch Bereitstellen eines Messungssignals für deren internen Signalpfad, über welchen das HF-Signal an eine Gruppe erster Knoten übertragen werden soll oder von ihnen empfangen werden soll, die sich jeweils auf der IC in der Nähe jeder Anschlussklemme befinden. In einer übertragungskonfigurierten IC ist jeder der Kanal-Übertragungspfade verbunden, um an einem gemeinsamen Knoten auf der IC zu beginnen, und um an einem jeweiligen einzigen der ersten Knoten zu enden, bei dem es sich um einen Ausgangsknoten des Kanal-Übertragungspfades handelt. In einer empfangskonfigurierten IC beginnt jeder der Kanal-Empfangspfade an einem jeweiligen einzigen der ersten Knoten, bei dem es sich um einen Eingangsknoten des Kanal-Empfangspfades handelt, und endet an einem gemeinsamen Knoten von allen der Kanal-Empfangspfade auf der IC. Das Messungssignal enthält die Phaseninformationen für einen einzigen auswählbaren der Kanal-Übertragungs- oder Empfangspfade. Diese Phaseninformationen können verwendet werden, um die relative Phaseneinstellung des ausgewählten Kanal-Übertragungs-/Empfangspfades im Verhältnis zu einem einzigen der Kanal-Übertragungs-/Empfangspfade zu messen, der als Referenz verwendet wird. Das Messungssignal kann die Amplitude des ausgewählten Pfades messen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messungssignal durch Mischen/Abwärtskonvertieren von zwei HF-Prüftönen miteinander zur Verfügung gestellt werden, wobei einer dieser HF-Prüftöne durch die Phasendrehungsschaltungsanordnung des ausgewählten Übertragungs-/Empfangspfades gesendet werden. Ein einziger dieser HF-Prüftöne hat eine Frequenz, die in dem Band von Signalen liegt, die über eine Antenne des phasengesteuerten Arrays während des normalen Betriebs übertragen oder empfangen werden, und ein derartiger Prüfton wird in dieser Offenbarung als ein Array-Frequenzsignal oder als ein Array-Frequenzprüfton bezeichnet. Bei dem anderen HF-Prüfton handelt es sich um einen aufwärtskonvertierten Prüfton mit einer Frequenz, die sich von dem Array-Frequenzprüfton um einen Frequenzversatzbetrag unterscheidet. Dieser aufwärtskonvertierte Prüfton kann durch Aufwärtskonvertieren des Array-Frequenzprüftones dadurch erzeugt werden, dass er mit einem niedrigeren Frequenzprüfton gemischt wird, der eine Frequenz aufweist, die dem Frequenzversatzbetrag gleichwertig ist. In einigen Ausführungsformen handelt es sich bei dem niedrigeren Frequenzprüfton um einen Zwischenfrequenz-(ZF)Prüfton, der durch eine externe Quelle erzeugt wird und der Strahlenlenkungs-IC zur Verfügung gestellt wird. Der Array-Frequenzprüfton kann entweder durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO) erzeugt werden, der sich auf der IC befindet, oder kann von einer externen HF-Quelle zur Verfügung gestellt werden. Der aufwärtskonvertierte Prüfton kann mit einem ersten IC-zu-Kanal-Ausgang passiv gekoppelt werden, und kann auch mit jedem anderen IC-zu-Kanal-Ausgang über Segmente der Übertragungsleitung gekoppelt werden, die eine bekannte Länge aufweisen. Wenn die Länge der Übertragungsleitungssegmente bekannt ist, ist auch die Phasenveränderung des aufwärtskonvertierten Prüftones bekannt, der sich von einem einzigen IC-zu-Kanal-Ausgang zu einem anderen IC-zu-Kanal-Ausgang ausbreitet. Diese bekannte Ausbreitungs-Phasenveränderung kann während des Kalibrierungsbetriebes verwendet werden, um jeglichen Vergleich des Messungssignals des ausgewählten Kanal-Übertragungs-/Empfangspfades mit demjenigen von jedem beliebigen anderen Kanal-Übertragungs-/Empfangspfad zu korrigieren.
  • In verschiedenen Ausführungsformen, in welchen die Kanal-Übertragungspfade gemessen werden, kann das Messungssignal des Kanal-Übertragungspfades durch Senden des Array-Frequenzprüftones durch die Phasendrehungsschaltungsanordnung des ausgewählten Kanal-Übertragungspfades zur Verfügung gestellt werden, und danach kann der aufwärtskonvertierte Prüfton dadurch abwärtskonvertiert werden, dass er mit dem Array-Frequenzprüfton gemischt wird. In verschiedenen Ausführungsformen, in welchen die Empfangskanal-Übertragungspfade gemessen werden, kann das Messungssignal des Kanal-Übertragungspfades durch Senden des aufwärtskonvertierten Prüftones durch die Phasendrehungsschaltungsanordnung des ausgewählten Kanal-Übertragungspfades zur Verfügung gestellt werden, und kann danach dadurch abwärtskonvertiert werden, dass es mit dem Array-Frequenzprüfton gemischt wird.
  • In verschiedenen Ausführungsformen, in welchen zahlreiche Mehrkanal-Strahlenienkunqs-IC zusammen verwendet werden, um ein noch größeres phasengesteuertes Array auszubilden, kann ein Array-Frequenzprüfton, der durch einen Sender-/Empfänger, wie beispielsweise eine Sender-/Empfänger-IC, erzeugt wird, die auf derselben gedruckten Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) montiert ist, für jede Strahlenlenkungs-IC entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung, welche dieselbe Ausbreitungs-Phasenveränderung wie diejenige der Übertragungsleitung zu jeder beliebigen anderen der Strahlenlenkungs-IC in dem Array aufweist, zur Verfügung gestellt werden. Ein ZF-Prüfton, der durch ein Modem erzeugt wird, kann auf ähnliche Weise den zahlreichen Strahlenlenkungs-ICs unter Verwendung derartiger Signalpfade zur Verfügung gestellt werden, welche dieselbe Phasenveränderung aufweisen.
  • In einer alternativen Ausführungsform, in welcher zahlreiche empfangskonfigurierte Strahlenlenkungs-ICs zusammen verwendet werden, wird ein Oszillator (z. B. ein VCO) auf einer ersten IC für alle der ICs verwendet und kann verwendet werden, um die erste IC direkt zu kalibrieren. Um die verbleibenden ICs zu kalibrieren, kann dann eine HF-Übertragung über-die-Luft, die durch das Array empfangen wird, in Kombination mit Phasenablenkung der Kanäle der verbleibenden ICs verwendet werden.
  • 1A zeigt eine Ausführungsform einer übertragungskonfigurierten Mehrkanal-Strahlenlenkungs-IC. Ein Array-Frequenzsignal HFa f, das extern erzeugt wird, wird durch die IC 100A empfangen. Das Array-Frequenzsignal wird einem Leistungsteiler 108 zur Verfügung gestellt, bei dem es sich zum Beispiel um einen Wilkinson-Leistungsteiler handeln kann. Der Leistungsteiler 108 teilt das Array-Frequenzsignal in zahlreiche Kanalsignale, die den zahlreichen Kanal-Übertragungspfaden 110 1 bis 110 n zur Verfügung gestellt werden, die von dem Leistungsteiler 108 zu jeweiligen Ausgangsknoten 107 1 bis 107 n der Kanal-Übertragungspfade 110 1 bis 110 n verlaufen. Die Knoten 107 1 bis 107 n befinden sich in der Nähe von individuellen IC-zu-Kanal-Übertragungsanschlussklemmen 106 1 bis 106 n der IC 100A. Die Kanal-Übertragungspfade 110 1 bis 110 n weisen eine ähnliche Konstruktion wie diejenige des Kanal-Übertragungspfades 110 1 auf, können allerdings unterschiedliche Phasenveränderungs- und Amplitudendämpfungseigenschaften aufweisen. Jeder der Kanal-Übertragungspfade 110 1 bis 110 n weist eine einstellbare Phasendrehungsschaltung 112 auf, welche das Kanalsignal empfängt und dessen Phase um einen einstellbaren Betrag dreht, bevor es den IC-Übertragungsanschlussklemmen 106 1 bis 106 n zur Verfügung gestellt wird. In einigen Ausführungsformen weist die IC 100A eine Anzahl an Übertragungsanschlussklemmen, die zum Beispiel als Zweierpotenz vorliegt, wie beispielsweise vier Übertragungsanschlussklemmen oder acht Übertragungsanschlussklemmen.
  • Wieder unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 1A, schaltet ein Kalibrierungsschalter 150 die Strahlenlenkungs-IC 100A von dem normalen Betriebsmodus auf den Kalibrierungsmodus um. Wenn sich die Strahlenlenkungs-IC 100A in dem Kalibrierungsmodus befindet, wird das extern erzeugte Array-Frequenzsignal auch durch eine Kalibrierungsschaltung 101A zusammen mit einem extern erzeugten ZF-Prüfton empfangen. Die Kalibrierungsschaltung 101A weist einen Aufwärtsumwandlungsmischer 102 auf. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei dem Aufwärtsumwandlungsmischer 102 um einen Einzelseitenbandmischer handeln. Der aufwärtskonvertierende Mischer 102 konvertiert den ZF-Prüfton dadurch aufwärts, dass er ihn mit dem extern erzeugten Array-Frequenzsignal mischt, um einen aufwärtskonvertierten Prüfton zur Verfügung zu stellen. Dieser aufwärtskonvertierte Prüfton wird einem passiven Koppler 104 zur Verfügung gestellt. Bei dem passiven Koppler 104 kann es sich zum Beispiel um einen direktionalen Koppler handeln. Der passive Koppler 104 stellt den aufwärtskonvertierten Prüfton einem Knoten 107 1 zur Verfügung, der sich in der Nähe der IC-zu-Kanal-Ausgangsanschlussklemme 160 1 befindet, welche den aufwärtskonvertierten Prüfton zusätzlichen passiven Kopplern 104 zur Verfügung stellt, die jeweils mit jeweiligen Knoten 107 2 bis 107 n gekoppelt sind, die sich in der Nähe von jeder der anderen IC-zu-Kanal-Ausgangsanschlussklemmen 106 2 bis 106 n befinden. Diese Übertragung des aufwärtskonvertierten Prüftones an jeden zusätzlichen Ausgangsknoten i (= 2 zu n) erfolgt entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung, die eine bekannte Phasenveränderung in Übereinstimmung mit einer bekannten Übertragungslänge xiλ hat, wobei λ die Wellenlänge des aufwärtskonvertierten Prüftones ist, und xi ein bekanntes konstantes Vielfaches für den Pfad zu dem Ausgangsknoten i ist. In einigen Ausführungsformen ist xi eine ganze Zahl. Diese Übertragungsleitungen können zum Beispiel dieselbe relative Phase für jeden der Ausgangsknoten 107 2 bis 107 n bei einer besonderen Frequenz zur Verfügung stellen.
  • Ein abwärtskonvertierender Mischer 114 1, der mit dem Ausgangsknoten 107 1 gekoppelt ist, konvertiert den aufwärtskonvertierten Prüfton dadurch abwärts, dass er ihn mit dem phasengedrehten Kanalsignal mischt, das von dem Kanal-Übertragungspfad 110 1 ausgegeben wird. In verschiedenen Ausführungsformen weisen diese beiden Signale jeweils Frequenzen von f1 und f2 auf, und der abwärtskonvertierende Mischer 114 1 kann unter Verwendung einer Schaltung mit einer Nichtlinearität zweiter Ordnung dergestalt implementiert werden, dass der abwärtskonvertierende Mischer 114 1 ein Ausgangssignal mit einer Frequenz f0 produziert, bei der es sich um die Differenz zwischen den Frequenzen der beiden Signale handelt, d. h. f0 = f1–f2. Bei diesem Ausgangssignal handelt es sich um ein erstes Messungssignal, das Informationen über die Auswirkung des Kanal-Übertragungspfades 110 1 auf die Phase und die Amplitude seines Kanalsignals enthält. Die abwärtskonvertierenden Mischer 114 2 bis 114 n können auch Messungssignale ausgeben, welche Phasen- und Amplitudeninformationen über die Kanal-Übertragungspfade 110 2 bis 110 n enthalten. Diese Messungssignale von den verschiedenen Kanal-Übertragungspfaden werden durch einen Schalter 117 empfangen, welcher eines dieser Messungssignale zum Ausgeben von IC 100A nach der Verstärkung durch den Operationsverstärker 115 auswählen kann. Dieses Messungssignal kann gespeichert werden und danach mit dem Messungssignal für jeden beliebigen der anderen Übertragungspfade der IC 100A verglichen werden. In einigen Ausführungsformen läuft dieses Messungssignal durch einen externen Analog-/Digital-Wandler (Analog-to-Digital Converter, ADC), der zum Beispiel auf derselben gedruckten Leiterplatte (PCB) wie die IC 100A montiert ist oder in die IC 100A integriert ist. Das daraus resultierende digitale Messungssignal wird dann in einem digitalen Speicher gespeichert, oder wird mit einem gespeicherten Signal durch eine externe Halbleitervorrichtung digital verglichen, wie beispielsweise ein Modem, das auf derselben PCB montiert ist. In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 117 auch mit einem oder mehreren anderen Sensoren auf der IC 100A gekoppelt werden, wie beispielsweise einen Temperatursensor, und der Schalter 117 kann von der IC 100A als Ausgang entweder ein Übertragungspfad-Messungssignal oder ein Sensorausgangssignal auswählen.
  • 13 zeigt eine Ausführungsform einer empfangskonfigurierten Mehrkanal-Strahlenlenkungs-IC 100B. Wenn sich die IC 100B in einem Kalibrierungsmodus befindet, kann ein Array-Frequenzsignal HFaf auf der IC 100B durch einen Oszillator 118 einer Kalibrierungsschaltung 101B erzeugt werden. In einigen Millimeterwellen-Ausführungsformen kann das Array-Frequenzsignal HFaf eine Frequenz in dem Bereich von 57 bis 64 GHz aufweisen. Die Kalibrierungsschaltung 101B empfängt auch einen extern erzeugten ZF-Prüfton.
  • Die IC 100B weist auch eine Eingangsanschlussklemme auf, die ein extern erzeugtes Signal empfangen kann, dass während der Kalibrierung anstelle eines Signales verwendet werden soll, das durch den Oszillator 118 erzeugt wird. Dieses extern erzeugte Signal HFaf/N weist eine Frequenz auf, die N Mal geringer als das Array-Frequenzsignal ist. So kann das HFaf eine Frequenz von 60 GHz aufweisen und HFaf/N kann eine Frequenz von 15 GHz aufweisen, wobei N gleich 4 ist. Das extern erzeugte Signal HFaf/N wird einem Frequenzmultiplikator 152 zur Verfügung gestellt, welcher die Frequenz des extern erzeugten Signals um N Mal erhöht und demzufolge das Array-Frequenzsignal HFaf erzeugt. Das extern erzeugte Signal HFaf/N wird einem aufwärtskonvertierenden Einzelseitenmischer 102 zur Verfügung gestellt, der in der Kalibrierungsschaltung 101B eingeschlossen ist. Das extern erzeugte Signal HFaf/N wird auch einer Ausgangsanschlussklemme zugeführt, so dass es zum Beispiel zusätzlichen Strahlenlenkungs-ICs zur Verfügung gestellt werden kann. In einigen Ausführungsformen wird das extern erzeugte Signal HFaf/N, bevor es der Ausgangsanschlussklemme zur Verfügung gestellt wird, gepuffert oder verstärkt.
  • Der aufwärtskonvertierende Mischer 102 konvertiert den ZF-Prüfton dadurch aufwärts, dass er ihn mit dem Array-Frequenzsignal HFaf mischt, um einen aufwärtskonvertierten Prüfton zur Verfügung zu stellen. Dieser aufwärtskonvertierte Prüfton wird einem passiven Koppler 104 zur Verfügung gestellt. Der passive Koppler 104 stellt den aufwärtskonvertierten Prüfton einem Eingangsknoten 137 1 des Kanal-Empfangspfades 124 1 zur Verfügung, welcher zwischen dem Kanal-Empfangspfad 124 1 und einer Kanal-zu-IC-Empfangsanschlussklemme 136 1 liegt. Von dem Eingangsknoten 137 1 ausgehend wird der aufwärtskonvertierte Prüfton zusätzlichen passiven Kopplern 104 entlang den Übertragungsleitungen zur Verfügung gestellt, welche bekannte Phasenveränderungseigenschaften haben, wobei jeder dieser zusätzlichen Koppler 104 jeweils mit jeweiligen Eingangsknoten 137 2 bis 137 n von jedem der anderen Kanal-Empfangspfade 124 2 bis 124 n gekoppelt ist, welche sich jeweils zwischen Kanal-Empfangspfaden 124 2 bis 124 n und Kanal-zu-IC-Empfangsanschlussklemmen 136 2 bis 136 n befinden. Der aufwärtskonvertierte Prüfton wird auch dem Kanal-Empfangspfad 124 1 ausgehend von dem Eingangsknoten 137 1 als ein Empfangspfad-Prüfton zur Verfügung gestellt.
  • Der Kanal-Empfangspfad 124 1 weist eine einstellbare Phasendrehungsschaltung 112 auf, welche den Empfangspfad-Prüfton von dem IC-zu-Kanal-Eingang 126 1 empfängt, und dessen Phase um einen einstellbaren Betrag dreht, bevor er einem Leistungskombinierer 120 zur Verfügung gestellt wird. Die Kanal-Empfangspfade 124 2 bis 124 n weisen eine ähnliche Konstruktion wie diejenige des Kanal-Empfangspfades 124 1 auf, können allerdings unterschiedliche Phasenveränderungs- und Amplitudendämpfungseigenschaften aufweisen. Die Auswahl des Kanalpfades wird durch Ein- oder Ausschalten des ausgewählten Pfades der Kanal-Empfangspfade 124 1 bis 124 n vorgenommen. Es wird nur jedes Mal ein einziger dieser Kanal-Empfangspfade 124 1 bis 124 n für die Messung ausgewählt. So ist zum Beispiel, wenn der Kanal-Empfangspfad 124 1 ausgewählt wird, dann der Empfangspfad 124 1 der für die Messung ausgewählte Empfangspfad. Der Leistungskombinierer 120 stellt das phasengedrehte Kanalsignal ausgehend von dem ausgewählten Empfangspfad einem abwärtskonvertierenden Mischer 114 1 zur Verfügung.
  • Der abwärtskonvertierende Mischer 114 1 empfängt auch das Array-Frequenzsignal, das durch den Oszillator 118 erzeugt wird. Der abwärtskonvertierende Mischer 114 1 konvertiert das phasengedrehte Kanalsignal dadurch abwärts, dass es mit dem Array-Frequenzsignal gemischt wird, um ein Messungssignal zu erzeugen, das von der IC 100B nach der Verstärkung durch den Operationsverstärker 115 ausgegeben werden soll. Dieses Ausgangssignal enthält Informationen über die Auswirkung des ausgewählten Kanal-Empfangspfades auf die Phase und die Amplitude seines Kanalsignals. In einigen Ausführungsformen kann die IC 100B auch einen Schalter aufweisen, der mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 115 und mit einem oder mehreren anderen Sensoren auf der IC 100B gekoppelt ist, wie beispielsweise einen Temperatursensor, und der Schalter kann von der IC 100B als Ausgang entweder das Empfangspfad-Messungssignal oder ein Sensorausgangssignal auswählen.
  • 10 zeigt eine alternative Ausführungsform der übertragungskonfigurierten Mehrkanal-Strahlenlenkungs-IC von 1A. Die Ausführungsform IC 100C von 1C unterscheidet sich von der IC 100A von 1A dadurch, dass sie einen zweiten Leistungsteiler 109 zum Aufteilen des aufwärtskonvertierten Prüftones aufweist. Der Leistungsteiler 109 empfängt den aufwärtskonvertierten Prüfton von der Kalibrierungsschaltung 101A und teilt ihn in zahlreiche Signale auf, die den zahlreichen passiven Kopplern 104 zur Verfügung gestellt werden, welche jeweils mit den jeweiligen Ausgangsknoten 107 1 bis 107 n gekoppelt sind. Diese Übertragung des aufwärtskonvertierten Prüftones an jeden Ausgangsknoten i (= 1 bis n) erfolgt entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung, die eine bekannte Phasenveränderung in Übereinstimmung mit einer bekannten Übertragungslänge xiλ aufweist, wobei λ die Wellenlänge des aufwärtskonvertierten Prüftones ist, und xi ein bekanntes konstantes Vielfaches für den Pfad zu dem Ausgangsknoten i ist.
  • 1D zeigt eine alternative Ausführungsform der empfangskonfigurierten Mehrkanal-Strahlenlenkungs-IC von 1C. Die Ausführungsform IC 100D von 1D unterscheidet sich von der IC 100B von 1B dadurch, dass sie einen Leistungsteiler 109 zum Aufteilen des aufwärtskonvertierten Prüftones aufweist. Der Leistungsteiler 109 empfängt den aufwärtskonvertierten Prüfton von der Kalibrierungsschaltung 101B und teilt ihn in zahlreiche Signale auf, die den zahlreichen passiven Kopplern 104 zur Verfügung gestellt werden, welche jeweils mit den jeweiligen Eingangsknoten 137 1 bis 137 n gekoppelt sind. Diese Übertragung des aufwärtskonvertierten Prüftones an jeden Eingangsknoten i (= 1 bis n) erfolgt entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung, die eine bekannte Phasenveränderung in Übereinstimmung mit einer bekannten Übertragungslänge xiλ aufweist, wobei λ die Wellenlänge des aufwärtskonvertierten Prüftones ist, und xi ein bekanntes konstantes Vielfaches für den Pfad zu dem Eingangsknoten i ist.
  • 2A zeigt eine Ausführungsform der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung 200A, die als einer der abwärtskonvertierenden Mischer 114 1 bis 114 n der 1A bis 1D verwendet werden kann. Die abwärtskonvertierende Mischerschaltung 200A weist einen linear zeitveränderlichen Mischer 202A und Kondensatoren 204 und 206 auf. Bei dem Array-Frequenzsignal HFaf handelt es sich um ein Eingangssignal des Kondensators 206, und bei dem aufwärtskonvertierten Prüfton HFup handelt es sich um ein Eingangssignal des Kondensators 204. Jeder der Kondensatoren 204 und 206 koppelt die AC-Komponente seines jeweiligen Kondensator-Eingangssignals kapazitiv mit dem linear zeitveränderlichen Mischer 202A, welcher ein abwärtskonvertiertes Signal erzeugt. Dieses abwärtskonvertierte Signal hat eine lineare Beziehung zu den Eingangssignalen des linear zeitveränderlichen Mischers 202A, so dass die Phaseninformationen, die in jedem, dem Array-Frequenzsignal HFaf und dem aufwärtskonvertierten Prüfton HFup enthalten sind, nach der Abwärtskonvertierung wiedergewonnen werden können. Nichtsdestoweniger wird der Mischer 202A in einigen Ausführungsformen unter Verwendung einer Diode implementiert.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 2A, wird ein abwärtskonvertiertes Signal als ein Ausgangssignal ZFout der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung 200A zur Verfügung gestellt. Die Frequenz dieses abwärtskonvertierten Signals ist der Unterschied zwischen der Frequenz des HFup-Signals und des HFaf-Signals. So hat zum Beispiel, wenn das HFup-Signal eine Frequenz von 60,01 GHz aufweist, und das HFaf-Signal eine Frequenz von 60 GHz aufweist, das abwärtskonvertierte Signal eine Frequenz von 10 MHz.
  • 2B zeigt eine alternative Ausführungsform der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung 200B, die als einer der abwärtskonvertierenden Mischer 114 1 bis 114 n der 1A bis 1D verwendet werden kann. Die abwärtskonvertierende Mischerschaltung 200B unterscheidet sich von der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung 200A von 1A dadurch, dass sie den Kondensator 206 nicht enthält, sondern stattdessen das Array-Frequenzsignal HFaf und der aufwärtskonvertierte Prüfton HFup an einer Verbindungsanschlussklemme addiert werden, um ein Eingangssignal des Kondensators 204 auszubilden. Der Kondensator 204 koppelt die AC-Komponente dieses Kondensator-Eingangssignals mit einem linear zeitveränderlichen Mischer 202B, welcher das abwärtskonvertierte Signal erzeugt. Dieses abwärtskonvertierte Signal hat eine lineare Beziehung zu dem Eingangssignal des linear zeitveränderlichen Mischers 202B, so dass die Phaseninformationen, die in jedem, dem Array-Frequenzsignal HFaf und dem aufwärtskonvertierten Prüfton HFup enthalten sind, nach der Abwärtskonvertierung wiedergewonnen werden können. Nichtsdestoweniger wird der Mischer 202B in einigen Ausführungsformen unter Verwendung einer Diode implementiert.
  • 3A zeigt eine Ausführungsform der passiven Kopplerschaltung 300, die in der Übertragungs-Strahlenlenkungs-IC 100A von 1A während der Kalibrierung verwendet werden kann. Eine Signalleitung 302 ist mit einer Kontaktinsel 308 gekoppelt, die als eine IC-zu-Kanal-Ausgangsanschlussklemme des IC 100A verwendet werden kann. Die Signalleitung 302 empfängt das HFaf-Signal. Ein Puffer 306 ist mit der Signalleitung in Reihe und vor der Kontaktinsel 308 geschaltet. Dieser Puffer 306 kann dergestalt ausgestaltet sein, dass allen Kanal-Übertragungspfaden der IC 100A eine ähnliche Referenzimpedanz zur Verfügung gestellt wird. Ein passives Kopplungselement 304 verläuft unterhalb der Signalleitung an einem Punkt vor dem Puffer 306. Wenn die IC 100A sich in dem Kalibrierungsmodus befindet, koppelt das passive Kopplungselement 304 das HFup-Signal passiv mit dem Ausgangsknoten 107 1 der Signalleitung 302, bei dem es sich um einen äußersten Punkt der Signalleitung 302 neben dem Puffer 306 handelt. Der Kondensator 204 einer abwärtskonvertierenden Mischerschaltung ist mit dem Ausgangsknoten 1071 gekoppelt und empfängt sowohl das HFaf-Signal als auch das HFup-Signal. Der Kondensator 204 koppelt die AC-Komponente dieser Signale mit der Diode 202 der abwärtskonvertierenden Mischerschaltung.
  • 3B zeigt die Ausführungsform der passiven Kopplerschaltung 300, so wie sie zur Verwendung in der Empfangs-Strahlenlenkungs-IC 100B von 1B während der Kalibrierung ausgestaltet ist. Die Kontaktinsel 308 wird als eine Kanal-zu-IC-Eingangsanschlussklemme der IC 100B verwendet. In einer Ausführungsform wird, wenn sich die IC 100B in dem Kalibrierungsmodus befindet, kein Signal in die IC 100B über die Kontaktinsel 308 eingegeben, und der Puffer 306 ist deaktiviert, d. h. ist dazu ausgestaltet, eine isolierende Eingangsimpedanz zwischen der IC 100B und der Kontaktinsel 308 zur Verfügung zu stellen. Das passive Kopplungselement 304 koppelt das HFup-Signal passiv mit dem Eingangsknoten 137 1 der Signalleitung 302, bei dem es sich um einen äußersten Punkt der Signalleitung 302 neben dem Puffer 306 handelt, und der das Signal einer einstellbaren Phasendrehungsschaltung 112 der IC 100B zur Verfügung stellt.
  • 4A zeigt eine Ausführungsform der einstellbaren Phasendrehungsschaltung 400, die als die einstellbare Phasendrehungsschaltung 112 von 1A und 1B verwendet werden kann. Die Phasendrehungsschaltung 400 weist einen rauscharmen Verstärker (Low-Noise Amplifier, LNA) 402, einen vektormodulierenden Phasenschieber 404, der mit einem Digital-/Analog-Wandler (Digital to Analog Converter, DAC) 406 gekoppelt ist, und einen programmierbaren Operationsverstärker (Programmable Gain Amplifier, PGA) 408 auf, der mit einem anderen DAC 410 gekoppelt ist. Der LNA 402 verstärkt ein HF-Signal, das durch die Schaltung 400 empfangen wird, und stellt dieses verstärkte HF-Signal dem Phasenschieber 404 zur Verfügung. Der Phasenschieber 404 dreht die Phase des HF-Signals in Übereinstimmung mit einer digitalen Phasenverschiebungseinstellung, die an dem DAC 406 empfangen wird, welche zum Beispiel aus einem digitalen 5-Bit-Wort bestehen kann. Das phasengedrehte HF-Signal wird dann durch den PGA 408 in Übereinstimmung mit einer digitalen Verstärkungseinstellung verstärkt, die an dem DAC 410 empfangen wird, welche zum Beispiel aus einem digitalen 5-Bit-Wort bestehen kann. Das HF-Signal wird von dem PGA 407 ausgegeben, das als ein Ausgang von Schaltung 400 zur Verfügung gestellt wird.
  • 4B zeigt einen vektormodulierenden Phasenschieber 404, der in der einstellbaren Phasendrehungsschaltung 400 von 4A verwendet werden kann. Beim Eintreten in den Phasenschieber 404 ist ein HF-Eingangssignal HFin ein Differenzsignal, das als das zwei Komponentensignale betrachtet werden kann: eine Komponente, das bedeutet der Teil des HFin-Signals von dem Punkt der null Grad Phase (im Verhältnis zu dem gesamten HFin-Signal) bis zu dem Punkt der relativen 180 Grad Phase, allerdings diesen nicht einschließend, und eine Komponente, das bedeutet der verbleibende Teil des HFin-Signals von dem Punkt der 180 Grad Phase weitergehend. Diese beiden Komponentensignale werden einem Mehrphasenfilter 414 zur Verfügung gestellt. Das Mehrphasenfilter 414 gibt vier Komponentensignale von HFin aus: Eine „null Grad” Komponente von [0, 90) Grad der relativen Phase, eine „90 Grad” Komponente von [90, 180) Grad der relativen Phase, eine „180 Grad” Komponente von [180, 270) Grad der relativen Phase, und eine „270 Grad” Komponente von [270, 360) Grad der relativen Phase, alle im Verhältnis zu der gesamten Phase von HFin. Die null Grad Phase und die 180 Grad Phase werden beide einem einstellbaren Verstärker 412A und einem einstellbaren Verstärker 412B zur Verfügung gestellt, die beide eine Verstärkungseinstellung von dem DAC 406I empfangen. Die 90 Grad Phase und die 270 Grad Phase werden beide einem einstellbaren Verstärker 412C und einem einstellbaren Verstärker 412D zur Verfügung gestellt, die beide eine Verstärkungseinstellung von dem DAC 406Q empfangen.
  • Der DAC 406I stellt die Verstärker 412A und 412B in Übereinstimmung mit einer digitalen Verstärkungseinstellung für die I-Komponente von HFin ein, wobei der DAC 406I die digitale Einstellung über eine serielle Programmierungsschnittstellen-(Serial Programming Interface, SPI)Verbindung empfängt. Der DAC 406Q stellt die Verstärker 412C und 412D in Übereinstimmung mit einer digitalen Verstärkungseinstellung für die Q-Komponente von HFin ein, wobei die digitale Einstellung auch über eine SPI-Verbindung empfangen wird. Nach der Verstärkung wird das null Grad Signal, das durch den Verstärker 412A verstärkt wurde, mit dem 180 Grad Signal, das durch den Verstärker 412B verstärkt wurde, mit dem 90 Grad Signal, das durch den Verstärker 412C verstärkt wurde, und dem 270 Grad Signal kombiniert, das durch den Verstärker 412D verstärkt wurde, um die 0 bis 180 Grad Komponente des Ausgangs-HF-Signals HFout auszubilden. Das 180 Grad Signal, das durch den Verstärker 412A verstärkt wurde, wird mit dem null Grad Signal, das durch den Verstärker 412B verstärkt wurde, mit dem 270 Grad Signal, das durch den Verstärker 412C verstärkt wurde, und dem 90 Grad Signal kombiniert, das durch den Verstärker 412D verstärkt wurde, um den verbleibenden Teil des Ausgangs-HF-Signals HFout von 180 Grad weitergehend auszubilden.
  • 4C ist eine grafische Darstellung, welche unter Verwendung der Einheit eines Kreises veranschaulicht, wie die relative Verstärkung der I-Komponente von HFout (parallel zu der horizontalen Achse) versus der Q-Komponente von HFout (parallel zu der vertikalen Achse) den Phasenwinkel φ des gesamten Signalvektors von HFout verändern kann. Wieder unter Bezugnahme auf 4B können demzufolge die digitalen Verstärkungseinstellungen für die I- und Q-Komponente dergestalt eingestellt sein, dass ein gewünschter Phasenwinkel auf HFout im Verhältnis zu der gesamten Phase von HFin angwendet wird.
  • 5A zeigt eine Ausführungsform des Systems mit zahlreichen Mehrkanal-Strahlenlenkungs-ICs 500A, die übertragungskonfiguriert sind und zusammen verwendet werden, um ein noch größeres phasengesteuertes Übertragungsarray auszubilden. Die Strahlenlenkungs-ICs 500A sind auf eine PCB 501 montiert. Ein ZF-Prüfton, der durch ein Modem 504 erzeugt wird, wird den zahlreichen Strahlenlenkungs-ICs 500A entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung zur Verfügung gestellt, welche dieselbe Ausbreitungs-Phasenveränderung wie diejenige der Übertragungsleitung zu jeder beliebigen anderen der Strahlenlenkungs-ICs 500A aufweist. Das Modem 504 empfängt auch ein ZF-Messungssignal von den zahlreichen Strahlenlenkungs-ICs 500A, zum Beispiel unter Verwendung derselben Übertragungsleitungen. Das Modem 504 weist auch einen separaten Steuerungskanal für die Strahlenlenkungs-ICs 500A auf, um Steuerungsinformationen zur Verfügung zu stellen und Steuerungsrückmeldung zu empfangen. Dieser Steuerungskanal kann zum Beispiel ein SPI-Kanal sein.
  • In der Ausführungsform von 5A wird ein Array-Frequenzsignal HFaf, das durch eine Sender-/Empfänger-IC 502 erzeugt wird, durch die Sender-/Empfänger-IC 502 einem Leistungsteiler 509 zur Verfügung gestellt. Der Leistungsteiler 509 teilt das Array-Frequenzsignal HFaf in zahlreiche Signale auf, die jeweils jeder Strahlenlenkungs-IC 500A entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung zur Verfügung gestellt werden, welche dieselbe Ausbreitungs-Phasenveränderung wie diejenige der Übertragungsleitung zu jeder anderen der Strahlenlenkungs-ICs 500A aufweist. In anderen Ausführungsformen kann HFaf durch einen Oszillator auf einer einzigen der ICs 500A erzeugt werden und kann den anderen ICs 500A auf eine ähnliche Art und Weise wie der von 5A unter Verwendung der Signalpfade zur Verfügung gestellt werden, welche dieselbe Phasenveränderung aufweisen.
  • 5B zeigt eine Ausführungsform des Systems mit zahlreichen empfangskonfigurierten Strahlenlenkungs-ICs 500B, die zahlreiche Kanäle aufweisen und die zusammen verwendet werden, um ein noch größeres phasengesteuertes Empfangsarray auszubilden. Ein ZF-Prüfton, Messungssignale und Steuerungssignale werden für jede der ICs 500B auf eine ähnliche Art und Weise erzeugt, wie bereits für 5A beschrieben. Anstatt das Array-Frequenzsignal HFaf zu erzeugen, wird allerdings ein Signal HFaf/N, das eine Frequenz N Mal geringer als die von HFaf aufweist, durch die Sender-/Empfänger-IC 502 erzeugt und wird durch die Sender-/Empfänger-IC 502 einem Leistungsteiler 509 zur Verfügung gestellt. Der Leistungsteiler 509 unterteilt das Signal HFaf/N in zahlreiche Signale, die jeweils jeder Strahlenlenkungs-IC 500B entlang einer jeweiligen Übertragungsleitung zur Verfügung gestellt werden, welche dieselbe Ausbreitungs-Phasenveränderung wie diejenige der Übertragungsleitung zu jeder anderen der Strahlenlenkungs-ICs 500B aufweist.
  • 5C zeigt eine alternative Ausführungsform des phasengesteuerten Mehr-IC-Empfangsarrays von 5B, welches keinen Leistungsteiler 509 aufweist. Stattdessen stellt die Sender-/Empfänger-IC 502 das Signal HFaf/N einer ersten Strahlenlenkungs-IC 500B1 zur Verfügung. Die IC 500B 1 stellt dann das Signal HFaf/N der IC 500B 2 entlang einer Übertragungsleitung zur Verfügung, die eine bekannte Ausbreitungs-Phasenveränderung y2λ aufweist, welche danach das Signal HFaf/N der IC 500B 3 entlang einer Übertragungsleitung zur Verfügung stellt, welche eine bekannte Ausbreitungs-Phasenveränderung ynλ aufweist, und so weiter, dergestalt dass das Signal HFaf/N allen der ICs 500B 1 bis 500B n zur Verfügung gestellt wird. Diese Übertragungsleitungen können zum Beispiel dieselbe relative Phase für jede der ICs 500B 1 bis 500B n mit einer bestimmten Frequenz zur Verfügung stellen.
  • 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Systems mit zahlreichen empfangskonfigurierten Strahlenlenkungs-ICs 600 1 bis 600 n. Ein ZF-Prüfton wird durch das Modem 504 erzeugt und den ICs 600 1 bis 600 n auf eine ähnliche Art und Weise zur Verfügung gestellt, wie bereits für 5B beschrieben Ein Oszillator 602 (z. B. ein VCO) auf einer einzigen IC 600 1 kann verwendet werden, um das Array-Frequenzsignal zu erzeugen und alle Kanal-Empfangspfade für diese IC auf eine ähnliche Art und Weise zu kalibrieren, wie bereits unter Bezugnahme auf 1B beschrieben.
  • Für die IC 600 1 werden die Phaseninformationen eines ersten Kanal-Empfangspfades als eine Referenzphase verwendet, um die Phasendrehung von Nicht-Referenz-Kanal-Empfangspfaden der IC 600 1 unter Verwendung des ausgewählten Empfangspfad-Messungssignales zu kalibrieren. Die Kalibrierung von jedem dieser Kanal-Empfangspfade der IC 600 1 während des Kalibrierungsmodus führt zu einem Phasenkorrekturwert. Dieser Phasenkorrekturwert soll während eines normalen Betriebsmodus verwendet werden, in welchem HF, das an den Antennen empfangen wird, durch die Empfangspfade phaseneingestellt wird und der Sender-/Empfänger-FC 502 zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere kann der Phasenkorrekturwert während des normalen Betriebsmodus verwendet werden, um die Phasensteuerungssignale, die durch das Modem 504 an die IC 600 1 gesendet werden, dergestalt einzustellen, dass sich die Phasenveränderung über jeden der Kanal-Empfangspfade der IC 600 1 an deren gemeinsamen Knoten (wie für die IC 100B in 1B gezeigt) durch einen konstanten Phasenwinkel von Kanal-zu-Kanal unterscheidet. Der Phasenkorrekturwert des letzten Kanal-Empfangspfades der IC 600 1, d. h. der Empfangspfad, welcher die größte Ausbreitungsentfernung von dem Referenzempfangspfad aufweist, wird dann beim Kalibrieren der anderen ICs 600 2 bis 600 n verwendet.
  • Ein alternatives Kalibrierungsverfahren kann auf einem Array-Frequenzsignal beruhen, das über die Luft übertragen wird, um durch die Gruppe von Antennen empfangen zu werden, die mit der IC 600 2 gekoppelt sind. Das System lenkt den Phasendrehungswert des Referenz-(z. B. ersten)Kanal-Empfangspfades der IC 600 1 ab, während gleichzeitig die Signalstärke des Messungssignals des Referenz-Kanal-Empfangspfades von IC 600 2 überwacht wird. Das System bestimmt eine Signalspitze dieses Messungssignals und verwendet den entsprechenden Phasendrehungswert für den Phasenkorrekturwert des Referenz-Empfangspfades der IC 600 1 und zum Kalibrieren anderer Kanal-Empfangspfade. In einigen Ausführungsformen wird die abgelenkte Erhöhung in der digitalen Domäne gesteuert und wird auf die Phasenschieber der IC 600 1 unter Verwendung eines oder mehrerer DACs angewendet.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 6 kann das System danach die Phasenkorrekturwerte für jeden beliebigen der Nicht-Referenz-Empfangspfade für die IC 600 2 entweder unter Verwendung eines Array-Frequenzsignals, das innerhalb des Systems auf dieselbe Art und Weise wie für die Nicht-Referenz-Empfangspfade der IC 600 1 erzeugt wird, oder unter Verwendung des Array-Frequenzsignals über-die-Luft bestimmen. Sobald die IC 600 2 kalibriert wurde, kann die IC 600 3 auf dieselbe Art und Weise wie die IC 600 2 kalibriert werden, und so weiter für alle der ICs 600 3 bis 600 n.
  • 7 zeigt die resultierende Senkung des Empfangsphasenfehlers mit der erhöhten Arrayverstärkung, die auftreten kann, wenn die Phasen-Messungssignale verwendet werden, um ein Übertragungs- oder Empfangsarray mit den geeigneten Phasenkorrekturen für jeden Kanal zu kalibrieren. Für ein phasengesteuertes Übertragungsarray kann eine falsche Phaseneinstellung von einem einzigen der Kanäle zu einem breiteren Antennenstrahl führen, der nicht richtig in die erwartete Richtung fokussiert. Deswegen kann eine geringere Verstärkung erwartet werden, wenn dieses Signal empfangen wird. Für ein phasengesteuertes Empfangsarray kann eine falsche Phaseneinstellung von einem einzigen der Kanäle auch zu einer geringeren Verstärkung des empfangenen Signals führen. Wenn im Gegensatz dazu die Kanäle des phasengesteuerten Empfangs- oder Übertragungsarrays unter Verwendung der geeigneten Phasenkorrekturwerte richtig eingestellt werden, wird die normierte Verstärkung des empfangenen Signals erhöht. Wie in 7 gezeigt, reduziert eine derartige erhöhte Verstärkung den maximalen Phasenfehler von Symbolen in der empfangenen Konstellation.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Erhalten eines Phasen-Messungssignals von einer Strahlenlenkungs-IC. Bei Schritt 802 wird ein Prüftonsignal Sigaf mit einer Frequenz, die in dem Band von Signalen liegen würde, die an einer Antenne des phasengesteuerten Arrays während des normalen Betriebs übertragen oder empfangen werden, d. h. ein Array-Frequenzprüfton, durch eine Strahlenlenkungs-IC erhalten. Das Signal Sigaf kann entweder extern oder durch einen Oszillator auf der IC erzeugt werden. Bei Schritt 804 wird ein niedrigerer Frequenzprüfton durch die IC erhalten, und wird dadurch aufwärtskonvertiert, dass er mit dem Signal Sigaf gemischt wird, um ein aufwärtskonvertiertes Prüftonsignal Sigup zu erhalten. Als ein Beispiel kann es sich bei Sigaf um einen 60 GHz Prüfton handeln, bei dem Niederfrequenzprüfton kann es sich um einen 10 MHz Prüfton handeln, und bei Sigup kann es sich um einen 60,01 GHz Prüfton handeln. Bei Schritt 806 wird Sigup einem ersten Eingangs- oder Ausgangsknoten einer Strahlenlenkungs-IC zur Verfügung gestellt. Dieser erste Knoten befindet sich zwischen einer ersten externen Antenne und einem ersten Signalpfad, bei dem es sich um einen Kanal-Empfangspfad oder einen Kanal-Übertragungspfad handelt, und welcher eine einstellbare Phasendrehungsschaltung aufweist. Bei Schritt 808 wird der aufwärtskonvertierte Prüfton Sigup von dem ersten Knoten über einen oder mehrere Pfad/e, der/die die bekannten Ausbreitungs-Phasenveränderungen aufweist/aufweisen, an einen oder mehrere zusätzliche Knoten der IC übertragen, welche/r sich zwischen externen Antennen und Kanal-Empfangs- oder -Übertragungspfaden befinden/befindet, die jeweils eine einstellbare Phasendrehungsschaltung aufweisen. Bei Schritt 810 wird ein Signalpfad aus einem der Kanal-Übertragungs- oder -Empfangspfade ausgewählt. Bei Schritt 812 wird entweder das Sigup oder das Sigaf über den ausgewählten Signalpfad übertragen. Bei Schritt 814 wird der aufwärtskonvertierte Prüfton Sigup dadurch abwärtskonvertiert, dass er mit dem Array-Frequenzprüfton Sigaf gemischt wird, um ein Messungssignal zu erhalten, welches die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades enthält, und das auch Amplitudeninformationen für den ausgewählten Signalpfad enthalten kann. Als ein Beispiel kann ein 60,01 GHz Sigup Prüfton dadurch abwärtskonvertiert werden, dass er mit einem 60 GHz Sigaf Prüfton gemischt wird, um ein 10 MHz Messungssignal zu erhalten.
  • 9 zeigt ein Blockschaubild eines Verarbeitungssystems, das zum Implementieren einiger der Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden kann, die hier offenbart werden. In spezifischen Vorrichtungen können alle gezeigten Komponenten oder nur eine Teilgruppe der Komponenten verwendet werden, und die Integrationsstufen können von Vorrichtung zu Vorrichtung variieren. Des Weiteren kann eine Vorrichtung zahlreiche Exemplare einer Komponenten enthalten, wie beispielsweise zahlreiche Verarbeitungseinheiten, Prozessoren, Speicher, Sender, Empfänger usw. In einer Ausführungsform umfasst das Verarbeitungssystem eine Computerarbeitsstation. Das Verarbeitungssystem kann eine Verarbeitungseinheit umfassen, die mit einer oder mehreren Eingangs-/Ausgangsvorrichtung/en ausgestattet ist, wie beispielsweise einem Lautsprecher, einem Mikrofon, einer Maus, einem Berührungsbildschirm, einem Tastenfeld, einer Tastatur, einem Drucker, einem Display und dergleichen. Die Verarbeitungseinheit kann eine CPU, einen Speicher, eine Massenspeichervorrichtung, einen Videoadapter und eine I-/O-Schnittstelle aufweisen, die mit einem Bus verbunden sind. In einer Ausführungsform können zahlreiche Verarbeitungseinheiten in einem einzelnen Verarbeitungssystem oder in zahlreichen Verarbeitungssystemen einen verteilten Verarbeitungspool oder einen verteilten Bearbeitungspool ausbilden.
  • Der Bus kann aus einer oder mehreren von einer beliebigen Art verschiedener Busarchitekturen bestehen, einschließlich einem Speicherbus oder einer Speichersteuereinheit, einem Peripheriebus, einem Videobus oder dergleichen. Die CPU kann jede beliebige Art elektronischen Datenprozessors umfassen. Der Speicher kann jede beliebige Art Systemspeicher, wie beispielsweise Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM), statischer RAM (Static RAM, SRAM), dynamischer RAM (Dynamic RAM, DRAM), synchroner DRAM (Synchronous DRAM, SDRAM), Nurlesespeicher (Read Only Memory, ROM), eine Kombination davon oder dergleichen umfassen. In einer Ausführungsform kann der Speicher ROM zur Verwendung beim Booten und DRAM für die Programm- und Datenspeicherung zur Verwendung aufweisen, während gleichzeitig Programme ausgeführt werden.
  • Die Massenspeicherungsvorrichtung kann jede beliebige Art von Speicherungsvorrichtung umfassen, um Daten, Programme und andere Informationen zu speichern und um die Daten, Programme und anderen Informationen über den Bus verfügbar zu machen. Die Massenspeicherungsvorrichtung kann zum Beispiel eins oder mehrere, entweder einen Flash-Speicher, ein Festplattenlaufwerk, ein Magnetplattenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk oder dergleichen umfassen.
  • Der Videoadapter und die I-/O-Schnittstelle stellen Schnittstellen zur Verfügung, um externe Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen mit der Verarbeitungseinheit zu koppeln. Wie veranschaulicht weisen Beispiele der Eingangs und Ausgangsvorrichtungen das Display, das mit dem Videoadapter gekoppelt ist, und die Maus/die Tastatur/den Drucker auf, die mit der I-/O-Schnittstelle gekoppelt sind. Andere Vorrichtungen können mit der Verarbeitungseinheit gekoppelt werden, und es können zusätzliche oder weniger Schnittstellenkarten verwendet werden. So kann zum Beispiel eine serielle Schnittstelle, wie beispielsweise der (nicht gezeigte) universelle serielle Bus (Universal Serial Bus, USB) verwendet werden, um eine Schnittstelle für einen Drucker zur Verfügung zu stellen.
  • Die Verarbeitungseinheit weist auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstelle/n auf, die drahtgebundene Anbindungen, wie beispielsweise ein Ethernet-Kabel oder dergleichen und/oder drahtlose Anbindungen umfassen kann/können, um auf Knoten oder unterschiedliche Netzwerke zuzugreifen. Die Netzwerkschnittstelle ermöglicht der Verarbeitungseinheit, mit entfernt gelegenen Einheiten über die Netzwerke zu kommunizieren. So kann die Netzwerkschnittstelle zum Beispiel drahtlose Kommunikation über eine oder mehrere Sender/Übertragungsantennen und eine oder mehrere Empfänger/Empfangsantennen zur Verfügung stellen. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit mit einem lokalen Bereichsnetzwerk oder einem Weitbereichsnetzwerk zur Datenverarbeitung und Kommunikationen mit entfernt gelegenen Vorrichtungen gekoppelt, wie beispielsweise andere Verarbeitungseinheiten, das Internet, entfernt gelegene Speicherungseinrichtungen oder dergleichen. Die Netzwerkschnittstelle kann dazu ausgestaltet sein, verschiedene verbindungsspezifische virtuelle oder physikalische Anschlüsse aufzuweisen, die kommunikativ mit einer oder mehreren dieser entfernt gelegenen Vorrichtung/en gekoppelt sind.
  • Veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, präzise Messung von Phaseneinstellung von Kanal-Übertragungs- oder -Empfangspfaden zur Verfügung zu stellen, um die akkurate Kalibrierung und Strahlenlenkung von phasengesteuerten Arrays zu ermöglichen. Eine Ausführungsform eines Systems kann ein phasengesteuertes Array unterstützen, in welchem eine große Anzahl an Antennen verwendet wird, um die Strahlenbreite zu verschmälern und um die Ausgangsleistung zu reduzieren, die durch jede Antenne abgestrahlt werden muss, während dieselbe maximale äquivalente isotropisch abgestrahlte Leistung erreicht wird.
  • Auch werden die nachfolgenden zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt. In Übereinstimmung mit einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Signalpfadmessung zur Verfügung gestellt. Das verfahren weist das Bereitstellen eines ersten Signals an einem gemeinsamen Knoten auf, der mit einer Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung aufweisen. Das Verfahren weist auch das Bereitstellen eines zweiten Signals, über einen ersten Prüfpfad, für einen ersten Knoten auf, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist. Das Verfahren weist auch das Bereitstellen des zweiten Signals, über einen zweiten Prüfpfad, für einen zweiten Knoten auf, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden dergestalt gekoppelt ist, dass eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung aufweist. Das Verfahren weist auch das Auswählen eines Signalpfades aus der Vielzahl von Signalpfaden, das Übertragen, über den ausgewählten Signalpfad, entweder des ersten Signals oder des zweiten Signales, und das Mischen des ersten Signales mit dem zweiten Signal auf, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten.
  • Auch kann die vorausgehende erste beispielhafte Ausführungsform dazu implementiert sein, eins oder mehrere der nachfolgenden zusätzlichen Merkmale aufzuweisen. Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass das Messungssignal die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades aufweist, dass der erste Knoten einen Ausgangsknoten des ersten Signalpfades aufweist, und dass das Verfahren des Weiteren das Drehen, durch eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades, des ersten Signals aufweist. Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass das Messungssignal die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades aufweist, dass der erste Knoten einen Eingangsknoten des ersten Signalpfades aufweist, dass das Bereitstellen des ersten Signals das Erzeugen des ersten Signals durch einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist, und dass das Verfahren des Weiteren das Drehen, durch eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades, des zweiten Signals aufweist.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad aufweist, dass der zweite Knoten eine Vielzahl von zweiten Knoten aufweist, die jeweils mit dem ersten Knoten durch einen jeweiligen Zwischenknotenpfad gekoppelt sind, der eine jeweilige einzige einer Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen aufweist, um die erste bekannte Phasenverzögerung aufzuweisen. In einer derartigen Ausführungsform ist jeder der Vielzahl von zweiten Knoten mit einem jeweiligen einzigen der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt, und jeder der Vielzahl von Signalpfaden endet an dem gemeinsamen Knoten.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass der ausgewählte Signalpfad sich von dem ersten Signalpfad unterscheidet, und dass das Verfahren des Weiteren das Erhalten der gespeicherten Phaseninformationen eines Messungssignals des ersten Signalpfades und das Auswählen einer Ausbreitungsverzögerung von einer der Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Signalpfad aufweist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Messen einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Signalpfad und dem ausgewählten Signalpfad in Übereinstimmung mit den gespeicherten Phaseninformationen, den Phaseninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades, und der ausgewählten Ausbreitungsverzögerung auf.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass eine erste Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den ersten Signalpfad aufweist, eine zweite Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über einen dritten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad aufweist, und das Verfahren des Weiteren das Einstellen einer Phasendrehungsschaltung des zweiten Signalpfades und einer Phasendrehungsschaltung des dritten Signalpfades dergestalt aufweist, dass die erste Phasendifferenz dieselbe wie die zweite Phasendifferenz ist.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass ein Messungssignal des ersten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen aufweist, dass der ausgewählte Signalpfad nicht der erste Signalpfad ist, und dass das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen aufweist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Erhalten von gespeicherten Amplitudeninformationen des Messungssignals des ersten Signalpfades, und das Messen einer Differenz zwischen einer Amplitudenveränderung des ersten Signalpfades und einer Amplitudenveränderung des ausgewählten Signalpfades in Übereinstimmung mit den gespeicherten Amplitudeninformationen und den Amplitudeninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades auf.
  • Das Verfahren kann auch dazu implementiert sein, des Weiteren das Empfangen eines dritten Signals, um eine Frequenz aufzuweisen, welche sich von einer Frequenz des ersten Signals unterscheidet, und das Mischen des ersten Signals in Übereinstimmung mit dem dritten Signal aufzuweisen, um das zweite Signal zu erhalten.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass eine erste Halbleitervorrichtung die Vielzahl von Signalpfaden aufweist, dass eine zweite Halbleitervorrichtung eine Konstruktion identisch zu der ersten Halbleitervorrichtung aufweist, und dass ein erster Übertragungspfad von einer dritten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung dieselbe Phasenverzögerung wie ein zweiter Übertragungspfad von der dritten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung aufweist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Bereitstellen des ersten Signals an dem ersten Knoten, das Erzeugen, durch die dritte Halbleitervorrichtung, des ersten Signals, und das Übertragen des ersten Signals von der dritten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung über den ersten Übertragungspfad auf. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Übertragen des ersten Signals von der dritten Halbleitervorrichtung an die zweite Halbleitervorrichtung über den zweiten Übertragungspfad auf.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass ein dritter Übertragungspfad von einer vierten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung dieselbe Phasenverzögerung wie ein vierter Übertragungspfad von der vierten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung aufweist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Erzeugen, durch die vierte Halbleitervorrichtung, des dritten Signals, das Übertragen des dritten Signals von der vierten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung über den dritten Übertragungspfad, und das Übertragen des ersten Signals von der vierten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung über den vierten Übertragungspfad auf.
  • Das Verfahren kann auch dergestalt implementiert werden, dass eine zweite Halbleitervorrichtung einen vierten Signalpfad aufweist, dass die zweite Halbleitervorrichtung sich von einer Halbleitervorrichtung unterscheidet, die den ersten Signalpfad aufweist, und ein vierter Knoten mit dem vierten Signalpfad und einer externen Antenne der zweiten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Erhalten, an dem vierten Knoten, eines vierten Signals, das an der externen Antenne der zweiten Halbleitervorrichtung empfangen wird, und das Einstellen eines Phasendrehungswertes des ersten Signalpfades auf. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Bestimmen eines Messungssignals des vierten Signalpfades auf, um die Phaseninformationen des vierten Signalpfades in Übereinstimmung mit dem dritten Signal, dem vierten Signal und dem Phasendrehungswert des ersten Signalpfades aufzuweisen. In einer derartigen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Erhöhen des Phasendrehungswertes des ersten Signalpfades auf einen Phasendrehungswert auf, der eine Signalamplitude des Messungssignals des vierten Signalpfades maximiert.
  • Auch werden die nachfolgenden zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt. In Übereinstimmung mit einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Messungsschaltung zur Verfügung gestellt. Die Messungsschaltung weist eine erste Halbleitervorrichtung auf. Die erste Halbleitervorrichtung weist eine Vielzahl von Signalpfaden auf, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung aufweisen. Die erste Halbleitervorrichtung weist auch einen ersten Knoten, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen zweiten Knoten, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, und einen gemeinsamen Knoten auf, der mit der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist. Die erste Halbleitervorrichtung ist dazu ausgestaltet, ein erstes Signal an dem gemeinsamen Knoten zur Verfügung zu stellen, ein zweites Signal für den ersten Knoten über einen ersten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, das zweite Signal für den zweiten Knoten über einen zweiten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, über einen ausgewählten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden entweder das erste Signal oder das zweite Signal zu übertragen, und das erste Signal mit dem zweiten Signal zu mischen, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten. Eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad weist eine bekannte Phasenverzögerung auf.
  • Auch kann die vorausgehende zweite beispielhafte Ausführungsform dazu implementiert sein, eins oder mehrere der nachfolgenden zusätzlichen Merkmale aufzuweisen. Die Messungsschaltung kann auch dergestalt implementiert werden, dass die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren dazu ausgestaltet ist, ein drittes Signal zu empfangen, das eine dritte Frequenz aufweist, die sich von einer Frequenz des ersten Signals unterscheidet, und das erste Signal in Übereinstimmung mit dem dritten Signal zu mischen, um das zweite Signal zu erhalten. Die Messungsschaltung kann auch dergestalt implementiert werden, dass das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades aufweist, dass der erste Knoten einen Ausgangsknoten des ersten Signalpfades aufweist, und eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades dazu ausgestaltet ist, das erste Signal zu drehen. Die Messungsschaltung kann auch dergestalt implementiert werden, dass das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades aufweist, dass der erste Knoten einen Eingangsknoten des ersten Signalpfades aufweist, dass die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist, der dazu ausgestaltet ist, das erste Signal zu erzeugen, und dass eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades dazu ausgestaltet ist, das zweite Signal zu drehen.
  • Das Messungsschaltung kann auch dergestalt implementiert werden, dass der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad aufweist, und die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen zweiten Knoten aufweist, der eine Vielzahl von zweiten Knoten aufweist, die mit dem ersten Knoten durch einen jeweiligen Zwischenknotenpfad gekoppelt sind, der eine jeweilige einzige von einer Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen aufweist, welche die erste bekannte Phasenverzögerung aufweisen. In einer derartigen Ausführungsform ist jeder der Vielzahl von zweiten Knoten mit einem jeweiligen einzigen der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt, und jeder der Vielzahl von Signalpfaden endet an dem gemeinsamen Knoten der ersten Halbleitervorrichtung.
  • Die Messungsschaltung kann auch dazu implementiert sein, des Weiteren eine zweite Halbleitervorrichtung aufzuweisen, die mit der Vielzahl von Signalpfaden der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform ist die zweite Halbleitervorrichtung dazu ausgestaltet, die gespeicherten Phaseninformationen eines Messungssignals des ersten Signalpfades zu erhalten, und eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signalpfad und dem ausgewählten Signalpfad in Übereinstimmung mit den gespeicherten Phaseninformationen, den Phaseninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades und einer Phasenverzögerung zu messen, die in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Signalpfad aus einer der Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen ausgewählt wird.
  • Die Messungsschaltung kann auch dergestalt implementiert werden, dass ein Messungssignal des ersten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen aufweist, dass der ausgewählte Signalpfad sich von dem ersten Signalpfad unterscheidet, und dass das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen aufweist. In einer derartigen Ausführungsform ist die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren dazu ausgestaltet, gespeicherte Amplitudeninformationen des Messungssignals des ersten Signalpfades zu erhalten, und eine Differenz zwischen einer Amplitudenveränderung des ersten Signalpfades und einer Amplitudenveränderung des ausgewählten Signalpfades in Übereinstimmung mit den gespeicherten Amplitudeninformationen und den Amplitudeninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades zu messen.
  • Die Messungsschaltung kann auch dazu implementiert sein, des Weiteren eine zweite Halbleitervorrichtung aufzuweisen, die mit der Vielzahl von Signalpfaden der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist eine erste Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den ersten Signalpfad auf, eine zweite Phasendifferenz weist eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über einen dritten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad auf, und die zweite Halbleitervorrichtung ist des Weiteren dazu ausgestaltet, eine Phasendrehungsschaltung des zweiten Signalpfades und einer Phasendrehungsschaltung des dritten Signalpfades dergestalt einzustellen, dass die erste Phasendifferenz dieselbe wie die zweite Phasendifferenz ist.
  • Auch werden die nachfolgenden zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt. In Übereinstimmung mit einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Messungssystem zur Verfügung gestellt. Das Messungssystem weist eine erste Halbleitervorrichtung auf. Die erste Halbleitervorrichtung weist eine Vielzahl von Signalpfaden, die miteinander an einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Prüfpfaden auf, die einen ersten Prüfpfad und einen zweiten Prüfpfad aufweisen. Die erste Halbleitervorrichtung weist auch einen Referenzknoten, der zwischen dem ersten Prüfpfad und einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen Nicht-Referenzknoten, der zwischen dem zweiten Prüfpfad und einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, und einen ersten Frequenzmischer auf, der einen Eingang aufweist, der entweder mit dem Referenzknoten oder dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist. Die erste Halbleiterschaltung weist auch einen Messungsausgangsknoten auf, der mit einem Ausgang des ersten Frequenzmischers dergestalt gekoppelt ist, dass eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung aufweist. Jeder der Vielzahl von Signalpfaden weist eine jeweilige Phasendrehungsschaltung auf.
  • Auch kann die vorausgehende dritte beispielhafte Ausführungsform dazu implementiert sein, eins oder mehrere der nachfolgenden zusätzlichen Merkmale aufzuweisen. Das Messungssystem kann auch dergestalt implementiert werden, dass die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen spannungsgesteuerten Oszillator, einen ersten Eingangsknoten, der mit einem ersten Eingang eines zweiten Frequenzmischers gekoppelt ist, und eine Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen aufweist, die eine erste passive Kopplerschaltung aufweisen, die zwischen einem Ausgang des zweiten Frequenzmischers und dem Referenzknoten gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren den zweiten Frequenzmischer auf, der einen Einzelseitenbandmischer aufweist, weist der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad und einen ersten Zwischenknotenpfad auf, weist eine Phasenverzögerung des ersten Zwischenknotenpfades die erste bekannte Phasenverzögerung auf, und weist der erste Zwischenknotenpfad eine zweite passive Kopplungsschaltung der Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen auf.
  • Das Messungssystem kann auch dergestalt implementiert werden, dass jede der Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen einen jeweiligen Puffer aufweist, der dieselbe Referenzimpedanz aufweist.
  • Das Messungssystem kann auch dergestalt implementiert werden, dass der Referenzknoten mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers gekoppelt ist, dass der Referenzknoten einen ersten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden aufweist, dass der Nicht-Referenzknoten einen zweiten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden aufweist, und dass die Vielzahl von Signalpfaden des Weiteren einen dritten Signalpfad aufweist, der mit einem dritten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren den dritten Ausgangsknoten, der mit dem Referenzknoten durch einen zweiten Zwischenknotenpfad gekoppelt ist, der eine zweiten bekannte Phasenverzögerung aufweist, einen Leistungsteiler, der mit dem zweiten Eingangsknoten gekoppelt ist (der Leistungsteiler soll den gemeinsamen Knoten aufweisen), einen dritten Frequenzmischer (der einen Eingang aufweist, der mit dem zweiten Ausgangsknoten gekoppelt ist), und einen vierten Frequenzmischer auf. In einer derartigen Ausführungsform weist der vierte Frequenzmischer einen Eingang, der mit dem dritten Ausgangsknoten gekoppelt ist, einen Ausgang, der mit dem Messungsausgangsknoten gekoppelt ist, und einen Schalter auf, der eine Vielzahl von Eingängen aufweist, die mit dem Ausgang des ersten Frequenzmischers, einem Ausgang des dritten Frequenzmischers und einem Ausgang des vierten Frequenzmischers gekoppelt werden.
  • Das Messungssystem kann auch dergestalt implementiert werden, dass der Referenzknoten einen Empfangsknoten der ersten Halbleitervorrichtung aufweist, und dass die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen Leistungskombinierer aufweist, der mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers gekoppelt ist, wobei der Leistungskombinierer den gemeinsamen Knoten aufweisen soll. In einer derartigen Ausführungsform weist der spannungsgesteuerte Oszillator einen Ausgang auf, der mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers und dem zweiten Eingang des zweiten Frequenzmischers gekoppelt ist.
  • Das Messungssystem kann auch dazu implementiert sein, des Weiteren einen Analog-/Digital-Wandler aufzuweisen, der einen Ausgang aufweist, der mit dem Messungsausgangsknoten gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Messungssystem des Weiteren eine digitale Speicherschaltung auf, die mit dem Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers gekoppelt ist.
  • Das Messungssystem kann des Weiteren auch dazu implementiert sein, eine zweite Halbleitervorrichtung aufzuweisen, die eine Konstruktion identisch zu der ersten Halbleitervorrichtung aufweist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Messungssystem des Weiteren eine dritte Halbleitervorrichtung, einen ersten Übertragungspfad, der zwischen der dritten Halbleitervorrichtung und dem zweiten Eingangsknoten der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist, und einen zweiten Übertragungspfad auf, der zwischen der dritten Halbleitervorrichtung und einem Frequenzmischer gekoppelt ist, der in der zweiten Halbleitervorrichtung enthalten ist. In einer derartigen Ausführungsform weist der zweite Übertragungspfad eine Phasenverzögerung auf, welche dieselbe wie eine Phasenverzögerung des ersten Übertragungspfades ist.
  • Das Messungssystem kann auch dergestalt implementiert werden, dass die jeweilige Phasendrehungsschaltung einen ersten einstellbaren Verstärker, einen zweiten einstellbaren Verstärker, ein Mehrphasenfilter, einen ersten Digital-/Analog-Wandler aufweist, der einen Eingang, der mit einer seriellen Programmierungsschnittstelle gekoppelt ist, und einen Ausgang aufweisen soll, der mit dem ersten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist, und einen zweiten Digital-/Analog-Wandler, der einen Eingang, der mit der seriellen Programmierungsschnittstelle gekoppelt ist, und einem Ausgang aufweisen soll, der mit dem zweiten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist. In einer derartigen Ausführungsform weist das Mehrphasenfilter einen ersten Ausgang, der mit dem ersten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist, und einen zweiten Ausgang auf, der mit dem zweiten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, so ist diese Beschreibung dennoch nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie auch andere Ausführungsformen der Erfindung werden für die Fachleute auf diesem Gebiet der Technik unter Bezugnahme auf die Beschreibung offensichtlich sein. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Patentansprüche alle derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen abdecken.

Claims (27)

  1. Verfahren zur Signalpfadmessung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Signals an einem gemeinsamen Knoten, der mit einer Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung umfassen; Bereitstellen eines zweiten Signals, über einen ersten Prüfpfad, für einen ersten Knoten, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; Bereitstellen des zweiten Signals, über einen zweiten Prüfpfad, für einen zweiten Knoten, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, wobei eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung umfasst; Auswählen eines Signalpfades aus der Vielzahl von Signalpfaden; Übertragen, über den ausgewählten Signalpfad, entweder des ersten Signals oder des zweiten Signals; und Mischen des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Messungssignal die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades umfasst, der erste Knoten einen Ausgangsknoten des ersten Signalpfades umfasst, und das Verfahren des Weiteren das Drehen, durch eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades, des ersten Signals umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Messungssignal die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades umfasst, der erste Knoten einen Eingangsknoten des ersten Signalpfades umfasst, das Bereitstellen des ersten Signals das Erzeugen des ersten Signals durch einen spannungsgesteuerten Oszillator umfasst, und das Verfahren des Weiteren das Drehen, durch eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades, des zweiten Signals umfasst.
  4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad umfasst, der zweite Knoten eine Vielzahl von zweiten Knoten umfasst, die jeweils mit dem ersten Knoten durch einen jeweiligen Zwischenknotenpfad gekoppelt sind, der eine jeweilige einzige von einer Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen aufweist, welche die erste bekannte Phasenverzögerung umfassen, jeder der Vielzahl von zweiten Knoten mit einem jeweiligen einzigen von der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, und jeder der Vielzahl von Signalpfaden an dem gemeinsamen Knoten endet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei: der ausgewählte Signalpfad sich von dem ersten Signalpfad unterscheidet; und das Verfahren des Weiteren Folgendes umfasst, Erhalten der gespeicherten Phaseninformationen eines Messungssignals des ersten Signalpfades, Auswählen einer Ausbreitungsverzögerung aus einer einzigen der Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Signalpfad, und Messen einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Signalpfad und dem ausgewählten Signalpfad in Übereinstimmung mit den gespeicherten Phaseninformationen, den Phaseninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades und der ausgewählten Ausbreitungsverzögerung.
  6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: eine erste Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den ersten Signalpfad umfasst; eine zweite Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über einen dritten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad umfasst; und das Verfahren des Weiteren das Einstellen einer Phasendrehungsschaltung des zweiten Signalpfades und einer Phasendrehungsschaltung des dritten Signalpfades dergestalt umfasst, dass die erste Phasendifferenz dieselbe wie die zweite Phasendifferenz ist.
  7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: ein Messungssignal des ersten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen umfasst; es sich bei dem ausgewählten Signalpfad nicht um den ersten Signalpfad handelt; das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen umfasst; und das Verfahren des Weiteren umfasst: Erhalten von gespeicherten Amplitudeninformationen des Messungssignals des ersten Signalpfades, und Messen einer Differenz zwischen einer Amplitudenveränderung des ersten Signalpfades und einer Amplitudenveränderung des ausgewählten Signalpfades in Übereinstimmung mit den gespeicherten Amplitudeninformationen und den Amplitudeninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades.
  8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, das des Weiteren Folgendes umfasst: Empfangen eines dritten Signals, das eine Frequenz umfasst, die sich von einer Frequenz des ersten Signals unterscheidet; und Mischen des ersten Signals in Übereinstimmung mit dem dritten Signal, um das zweite Signal zu erhalten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei: eine erste Halbleitervorrichtung die Vielzahl von Signalpfaden umfasst; eine zweite Halbleitervorrichtung eine Konstruktion identisch zu der ersten Halbleitervorrichtung umfasst; ein erster Übertragungspfad von einer dritten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung dieselbe Phasenverzögerung wie ein zweiter Übertragungspfad von der dritten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung aufweist; das Bereitstellen des ersten Signals an dem ersten Knoten Folgendes umfasst: Erzeugen, durch die dritte Halbleitervorrichtung, des ersten Signals, und Übertragen des ersten Signals von der dritten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung über den ersten Übertragungspfad; und das Verfahren des Weiteren das Übertragen des ersten Signals von der dritten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung über den zweiten Übertragungspfad umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei: ein dritter Übertragungspfad von einer vierten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung dieselbe Phasenverzögerung wie ein vierter Übertragungspfad von der vierten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung aufweist; und das Verfahren des Weiteren Folgendes umfasst: Erzeugen, durch die vierte Halbleitervorrichtung, des dritten Signals, Übertragen des dritten Signals von der vierten Halbleitervorrichtung zu der ersten Halbleitervorrichtung über den dritten Übertragungspfad; und Übertragen des ersten Signals von der vierten Halbleitervorrichtung zu der zweiten Halbleitervorrichtung über den vierten Übertragungspfad.
  11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, wobei: eine zweite Halbleitervorrichtung einen vierten Signalpfad umfasst; die zweite Halbleitervorrichtung sich von einer Halbleitervorrichtung unterscheidet, die den ersten Signalpfad umfasst; ein vierter Knoten mit dem vierten Signalpfad und einer externen Antenne der zweiten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist; und das Verfahren des Weiteren Folgendes umfasst: Erhalten an dem vierten Knoten eines vierten Signals, das an der externen Antenne der zweiten Halbleitervorrichtung empfangen wird, Einstellen eines Phasendrehungswerts des ersten Signalpfades, Bestimmen eines Messungssignals des vierten Signalpfades, der die Phaseninformationen des vierten Signalpfades umfasst, in Übereinstimmung mit dem dritten Signal, dem vierten Signal und dem Phasendrehungswert des ersten Signalpfades, und Erhöhen des Phasendrehungswertes des ersten Signalpfades auf einen Phasendrehungswert, der eine Signalamplitude des Messungssignals des vierten Signalpfades maximiert.
  12. Messungsschaltung, die eine erste Halbleitervorrichtung umfasst, wobei: d ie erste Halbleitervorrichtung Folgendes umfasst eine Vielzahl von Signalpfaden, die jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung umfassen, einen ersten Knoten, der mit einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen zweiten Knoten, der mit einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist, einen gemeinsamen Knoten, der mit der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; die erste Halbleitervorrichtung dazu ausgestaltet ist, ein erstes Signal an dem gemeinsamen Knoten zur Verfügung zu stellen, ein zweites Signal für den ersten Knoten über einen ersten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, das zweite Signal für den zweiten Knoten über einen zweiten Prüfpfad zur Verfügung zu stellen, Übertragen, über einen ausgewählten Signalpfad, der Vielzahl von Signalpfaden, entweder des ersten Signals oder des zweiten Signals, und Mischen des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um ein Messungssignal des ausgewählten Signalpfades zu erhalten; und eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine erste bekannte Phasenverzögerung umfasst.
  13. Messungsschaltung nach Anspruch 12, wobei die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren zu Folgendem ausgestaltet ist: Empfangen eines dritten Signals, das eine dritte Frequenz umfasst, die sich von einer Frequenz des ersten Signals unterscheidet; und Mischen des ersten Signals in Übereinstimmung mit dem dritten Signal, um das zweite Signal zu erhalten.
  14. Messungsschaltung nach Anspruch 12 oder 13, wobei: das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades umfasst; der erste Knoten einen Ausgangsknoten des ersten Signalpfades umfasst; und eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades dazu ausgestaltet ist, das erste Signal zu drehen.
  15. Messungsschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei: das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades die Phaseninformationen des ausgewählten Signalpfades umfasst; der erste Knoten einen Eingangsknoten des ersten Signalpfades umfasst; die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen spannungsgesteuerten Oszillator umfasst, der dazu ausgestaltet ist, das erste Signal zu erzeugen; und eine Phasendrehungsschaltung des ausgewählten Signalpfades dazu ausgestaltet ist, das zweite Signal zu drehen.
  16. Messungsschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 15, wobei: der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad umfasst; die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren einen zweiten Knoten umfasst, der eine Vielzahl von zweiten Knoten umfasst, die mit dem ersten Knoten durch einen jeweiligen Zwischenknotenpfad gekoppelt sind, der eine jeweilige einzige von einer Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen aufweist, welche die erste bekannte Phasenverzögerung umfassen; jeder der Vielzahl von zweiten Knoten mit einem jeweiligen einzigen von der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; und jeder der Vielzahl von Signalpfaden an dem gemeinsamen Knoten der ersten Halbleitervorrichtung endet.
  17. Messungsschaltung nach Anspruch 16, die des Weiteren eine zweite Halbleitervorrichtung umfasst, die mit der Vielzahl von Signalpfaden der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist, wobei die zweite Halbleitervorrichtung dazu ausgestaltet ist: die gespeicherten Phaseninformationen eines Messungssignals des ersten Signalpfades zu erhalten; und eine Phasendifferenz zwischen dem ersten Signalpfad und dem ausgewählten Signalpfad in Übereinstimmung mit den gespeicherten Phaseninformationen, den Phaseninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades, und einer Phasenverzögerung zu messen, die in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Signalpfad aus einer einzigen von der Vielzahl von bekannten Phasenverzögerungen ausgewählt wird.
  18. Messungsschaltung nach Anspruch 16 oder 17, wobei: ein Messungssignal des ersten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen umfasst; der ausgewählte Signalpfad sich von dem ersten Signalpfad unterscheidet; das Messungssignal des ausgewählten Signalpfades des Weiteren Amplitudeninformationen umfasst; und die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren dazu ausgestaltet ist, gespeicherte Amplitudeninformationen des Messungssignals des ersten Signalpfades zu erhalten, und eine Differenz zwischen einer Amplitudenveränderung des ersten Signalpfades und einer Amplitudenveränderung des ausgewählten Signalpfades in Übereinstimmung mit den gespeicherten Amplitudeninformationen und den Amplitudeninformationen des Messungssignals des ausgewählten Signalpfades zu messen.
  19. Messungsschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 18, die des Weiteren eine zweite Halbleitervorrichtung umfasst, die mit der Vielzahl von Signalpfaden der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist, wobei: eine erste Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den ersten Signalpfad umfasst; eine zweite Phasendifferenz eine Differenz zwischen einer Phasenverzögerung über einen dritten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden im Verhältnis zu einer Phasenverzögerung über den zweiten Signalpfad umfasst; und die zweite Halbleitervorrichtung des Weiteren dazu ausgestaltet ist, eine Phasendrehungsschaltung des zweiten Signalpfades und eine Phasendrehungsschaltung des dritten Signalpfades dergestalt einzustellen, dass die erste Phasendifferenz dieselbe wie die zweite Phasendifferenz ist.
  20. Messungssystem, das eine erste Halbleitervorrichtung umfasst, wobei die erste Halbleitervorrichtung Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Signalpfaden, die jeweils miteinander an einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind; eine Vielzahl von Prüfpfaden, die einen ersten Prüfpfad und einen zweiten Prüfpfad umfassen; einen Referenzknoten, der zwischen dem ersten Prüfpfad und einem ersten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; einen Nicht-Referenzknoten, der zwischen dem zweiten Prüfpfad und einem zweiten Signalpfad der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; einen ersten Frequenzmischer, der einen Eingang umfasst, der mit entweder dem Referenzknoten oder dem gemeinsamen Knoten gekoppelt ist; und einen Messungsausgangsknoten, der mit einem Ausgang des ersten Frequenzmischers gekoppelt ist, wobei eine Differenz in der Phasenverzögerung zwischen dem zweiten Prüfpfad und dem ersten Prüfpfad eine bekannte Phasenverzögerung umfasst, und jeder der Vielzahl von Signalpfaden jeweils eine jeweilige Phasendrehungsschaltung umfasst.
  21. Messungssystem nach Anspruch 20, wobei die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren Folgendes umfasst: einen zweiten Frequenzmischer, der einen Einzelseitenbandmischer umfasst; einen ersten Eingangsknoten, der mit einem ersten Eingang des zweiten Frequenzmischers gekoppelt ist; eine Signalquelle, die mit einem zweiten Eingang des zweiten Frequenzmischers gekoppelt ist, wobei die Signalquelle entweder einen zweiten Eingangsknoten der ersten Halbleitervorrichtung, oder einen spannungsgesteuerten Oszillator umfasst; und eine Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen, die eine erste passive Kopplerschaltung umfassen, die zwischen einem Ausgang des zweiten Frequenzmischers und dem Referenzknoten gekoppelt ist, wobei der zweite Prüfpfad den ersten Prüfpfad und einen Zwischenknotenpfad umfasst, eine Phasenverzögerung des ersten Zwischenknotenpfades die erste bekannte Phasenverzögerung umfasst, und der erste Zwischenknotenpfad eine zweite passive Kopplungsschaltung der Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen umfasst.
  22. Messungssystem nach Anspruch 21, wobei jede der Vielzahl von passiven Kopplerschaltungen einen jeweiligen Puffer umfasst, der dieselbe Referenzimpedanz umfasst.
  23. Messungssystem nach Anspruch 21 oder 22, wobei: der Referenzknoten mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers gekoppelt ist; der Referenzknoten einen ersten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden umfasst; der Nicht-Referenzknoten einen zweiten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden umfasst; die Vielzahl von Signalpfaden des weiteren einen dritten Signalpfad umfassen, der mit einem dritten Ausgangsknoten der Vielzahl von Signalpfaden gekoppelt ist; und die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren Folgendes umfasst den dritten Ausgangsknoten, der mit dem Referenzknoten durch einen zweiten Zwischenknotenpfad gekoppelt ist, der eine bekannte Phasenverzögerung aufweist, einen Leistungsteiler, der mit dem zweiten Eingangsknoten gekoppelt ist, wobei der Leistungsteiler den gemeinsamen Knoten umfasst, einen dritten Frequenzmischer, der einen Eingang umfasst, der mit dem zweiten Ausgangsknoten gekoppelt ist, einen vierten Frequenzmischer, der einen Eingang umfasst, der mit dem dritten Ausgangsknoten gekoppelt ist, und einen Schalter, der Folgendes umfasst, eine Vielzahl von Eingängen, die mit dem Ausgang des ersten Frequenzmischers, einem Ausgang des dritten Frequenzmischers und einem Ausgang des vierten Frequenzmischers gekoppelt sind, und einen Ausgang, der mit dem Messungsausgangsknoten gekoppelt ist.
  24. Messungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 21 bis 23, wobei: der Referenzknoten einen Empfangsknoten der ersten Halbleitervorrichtung umfasst; und die erste Halbleitervorrichtung des Weiteren Folgendes umfasst einen Leistungskombinierer, der mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers gekoppelt ist, wobei der Leistungskombinierer den gemeinsamen Knoten umfasst, und der spannungsgesteuerte Oszillator einen Ausgang umfasst, der mit dem Eingang des ersten Frequenzmischers und dem zweiten Eingang des zweiten Frequenzmischers gekoppelt ist.
  25. Messungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 21 bis 24, das des Weiteren Folgendes umfasst: einen Analog-/Digital-Wandler, der einen Ausgang umfasst, der mit dem Messungsausgangsknoten gekoppelt ist; und eine digitale Speicherschaltung, die mit dem Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers gekoppelt ist.
  26. Messungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 21 bis 25, das des Weiteren Folgendes umfasst: eine zweite Halbleitervorrichtung, die eine Konstruktion identisch zu der ersten Halbleitervorrichtung umfasst; eine dritte Halbleitervorrichtung; einen ersten Übertragungspfad, der zwischen der dritten Halbleitervorrichtung und dem zweiten Eingangsknoten der ersten Halbleitervorrichtung gekoppelt ist; und einen zweiten Übertragungspfad, der zwischen der dritten Halbleitervorrichtung und einem Frequenzmischer gekoppelt ist, der in der zweiten Halbleitervorrichtung enthalten ist, wobei der zweite Übertragungspfad eine Phasenverzögerung umfasst, welche dieselbe wie eine Phasenverzögerung des ersten Übertragungspfades ist.
  27. Messungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 20 bis 26, wobei die jeweilige Phasendrehungsschaltung Folgendes umfasst: einen ersten einstellbaren Verstärker; einen zweiten einstellbaren Verstärker; ein Mehrphasenfilter, das Folgendes umfasst, einen ersten Ausgang, der mit dem ersten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist, und einen zweiten Ausgang, der mit dem zweiten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist; einen ersten Digital-/Analog-Wandler, der einen Eingang, der mit einer seriellen Programmierungsschnittstelle gekoppelt ist, und einen Ausgang umfasst, der mit dem ersten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist; und einen zweiten Digital-/Analog-Wandler, der einen Eingang, der mit der seriellen Programmierungsschnittstelle gekoppelt ist, und einen Ausgang umfasst, der mit dem zweiten einstellbaren Verstärker gekoppelt ist.
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