经由使用参考相位的混合耦合器的信号相位检测的方法和设备技术

公开了一种用于经由在功率合成器模式中操作的混合耦合器(CH1)检测模拟信号(SA1)的相位(Φ1)的方法，混合耦合器(CH1)包括旨在接收模拟信号(SA1)的第一输入端(BE1)、旨在接收具有参考相位(Φ2)和与模拟信号(SA1)的频率相同频率(FREF)的参考信号(SREF)的第二输入端(BE2)以及两个输出端(BS1、BS2)，并且混合耦合器被配置为在这两个输出端(BS1、BS2)处分别生成第一输出信号(SS1)和第二输出信号(SS2)，该方法包括测量第一输出信号(SS1)和第二输出信号(SS2)中的至少一个输出信号、模拟信号(SA1)以及参考信号(SREF)的峰值(A1、A2、A3、A4)，根据测量的峰值(A1、A2、A3、A4)计算在模拟信号(SA1)的相位(Φ1)与参考相位(Φ2)之间的相移(Φ1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由使用参考相位的混合耦合器的信号相位检测的方法和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是根据2019年1月22日提交的PCT/FR2019/050137的在第371条下提出的国家阶段性申请，该申请于此通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术的实施方式和实施例涉及电子设备和方法，并且尤其地涉及相位检测电子设备和方法。

技术介绍

[0004]一般来说，相位检测电子设备(或换言之相位检测器)的目标是生成输出信号，该输出信号与在两个输入信号之间的相位差成比例。

技术实现思路

[0005]常规的相位检测电子设备通常包括模拟部件(如模拟乘法器)或数字电路(如逻辑门或触发器)中任一者。
[0006]然而，这样的电子设备不适合射频(RF)领域的电磁应用，特别是毫米波段领域的电磁应用。
[0007]因此，需要提供一种低复杂性的技术解决方案，其将允许在非常高频率的电磁应用中检测模拟信号的相位，而不需要对在此类应用中使用的电子电路进行大量修改。
[0008]根据一个方面，提出了一种经由在功率合成器模式中操作的混合耦合器检测模拟信号的相位的方法。
[0009]混合耦合器包括第一输入，其接收模拟信号；第二输入，其接收具有参考相位和与模拟信号的频率相同的频率的参考信号；以及两个输出。
[0010]混合耦合器在这两个输出端上分别生成第一输出信号和第二输出信号。
[0011]方法包括测量模拟信号、参考信号以及第一输出信号和第二输出信号中的至少一个信号的峰值，从测量的峰值计算在模拟信号的相位与参考相位之间的相移，以及从计算的相移以及参考相位确定模拟信号的相位。
[0012]这种基于使用混合耦合器的方法有利地在本质上适用于非常高频率的电磁应用。
[0013]此外，针对包括混合耦合器的传输路径，这种方法有利地实现了低复杂性的非侵入性解决方案。
[0014]凭借混合耦合器的本征特征，当工作在功率合成器模式中操作的混合耦合器在其输入端分别接收具有相同频率的模拟信号和参考信号时，在混合耦合器的输出端获得第一信号和第二信号，第一信号和第二信号取决于模拟信号和参考信号的振幅，以及在模拟信号与参考信号之间的相移。
[0015]换句话说，第一输出信号或第二输出信号的峰值取决于模拟信号的峰值以及参考
信号的峰值，并且取决于模拟信号和参考信号之间的相移。
[0016]因此，一旦测量了第一输出信号或第二输出信号、模拟信号和参考信号的峰值，就可以从测量的峰值计算在模拟信号与参考信号之间的相移。
[0017]由于参考信号具有已知或预设的参考相位，因此可以从计算相移以及参考相位来确定模拟信号的相位。
[0018]根据一个实施方式，混合耦合器具有耦合因数，其值在0.8到1.0之间被选择，并且计算相移在
‑
75
°
到75
°
之间。
[0019]应当注意的是，该实施例考虑到了混合耦合器的不完善性，并且允许获得可靠的计算相移。这样的计算相移的范围有利地使得有可能获得与实际测量的相移的令人满意对应。
[0020]通过非限制性示例的方式，混合耦合器可以是90
°
混合耦合器。
[0021]换句话说，混合耦合器例如可以是常规的正交混合耦合器，一般包括：第一输入端子；当耦合器在功率分配器模式中操作时与阻抗(例如50欧姆)耦合的所谓的隔离第二输入端子；或者当耦合器在功率合成器模式中操作时的所谓的耦合第二输入端子；或者当耦合器在移相器模式中操作时的所谓的直接第二输入端子；所谓的传输第一输出端子；以及当耦合器在功率分配器模式以及移相器模式中操作时的所谓的耦合第二输出端子；或者当耦合器在功率合成器模式中操作时与阻抗(例如50欧姆)耦合的所谓的隔离第二输出端子。
[0022]根据另一个方面，提出了一种用于经由在功率合成器模式中操作的混合耦合器来调整模拟信号的相位的方法。该调整方法包括如上文所定义的用于检测模拟信号的相位的方法，以便获得模拟信号的确定相位，在设定点相位与模拟信号的确定相位之间的比较，如果设定点相位与模拟信号的确定相位不同，则调整模拟信号的相位直到在设定点相位与模拟信号的相位之间达到在容差内的相等为止。
[0023]有利的是，这样的方法允许在模拟信号的相位已经被确定后根据设定点相位来调整模拟信号的相位，这非常有用，特别是在校准阶段期间。
[0024]应该注意的是，本领域的技术人员将能够根据例如设想的应用来选择合适的容差。通过非限制性说明的方式，该容差例如可以是约5％。
[0025]根据另一个方面，提出了一种用于检测模拟信号相位的电子设备。该设备包括混合耦合器，该混合耦合器被配置为在功率合成器模式中操作。
[0026]混合耦合器包括：第一输入，其旨在接收模拟信号；第二输入，其旨在接收具有参考相位和与模拟信号的频率相同的频率的参考信号；以及两个输出。
[0027]混合耦合器被配置为在这两个输出端分别产生第一输出信号和第二输出信号。
[0028]该设备进一步包括：测量电路，其被配置为测量模拟信号、参考信号以及第一输出信号和第二输出信号中的至少一个信号的峰值；以及处理电路，其被配置为从测量的峰值确定模拟信号与参考信号之间的相移，以及从计算的相移与参考相移确定模拟信号的相位。
[0029]根据一个实施例，混合耦合器具有耦合因数，其值在0.8到1.0之间被选择，并且计算的相移在
‑
75
°
到75
°
之间。
[0030]根据另一个实施例，混合耦合器是90
°
混合耦合器。
[0031]根据另一个方面，提出了一种用于经由被配置为在功率合成器模式中操作的混合
耦合器来调整模拟信号的相位的设备。
[0032]该调整设备包括如上文定义的用于检测模拟信号的相位的设备，以便获得模拟信号的确定相位，调整电路被耦合到混合耦合器，并且调整电路被配置为向第一输入端传递模拟信号以及向处理电路传递具有设定相位的设定点信号。
[0033]检测设备的处理电路进一步被配置为比较设定点相位与模拟信号的确定相位，并且如果设定点相位与模拟信号的确定相位不同，则通过调整电路调整模拟信号的相位，直到在模拟信号的设定点相位与确定相位之间达到在容差内的相等为止。
[0034]根据一个实施例，调整电路包括发射模块，该发射模块被配置为传递模拟信号并且在通过处理电路的控制下根据设定点相位调整模拟信号的确定相位。
[0035]根据另一个实施例，调整电路包括：发射模块，被配置为传递设定点信号和模拟信号；以及移相器，被耦合在发射模块与第一输入端之间，并且移相器被配置为在通过处理电路的控制下，根据设定点相位调整模拟信号的确定相位。
[0036]根据另一个方面，提出了一种结构。该结构包括：诸如上文定义的调整电子设备；输出设备，包括被配置为在功率合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于经由在功率合成器模式中操作的混合耦合器(CH1)检测模拟信号(SA1)的相位(Φ1)的方法，所述混合耦合器(CH1)包括接收所述模拟信号(SA1)的第一输入(BE1)、接收参考信号(SREF)的第二输入(BE2)以及分别生成第一输出信号(SS1)和第二输出信号(SS2)的两个输出(BS1、BS2)，所述参考信号(SREF)具有参考相位(Φ2)和与所述模拟信号(SA1)的频率相同的频率(FREF)，所述方法包括：测量所述第一输出信号(SS1)和所述第二输出信号(SS2)中的至少一个输出信号、所述模拟信号(SA1)以及所述参考信号(SREF)的峰值(A1、A2、A3、A4)；从测量的所述峰值(A1、A2、A3、A4)计算在所述模拟信号的相位(Φ1)与所述参考相位(Φ2)之间的相移(Φ1
‑
Φ2)；以及根据计算出的所述相移(Φ1
‑
Φ2)以及所述参考相位(Φ2)，确定所述模拟信号(SA1)的相位(Φ1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合耦合器具有耦合因数，所述耦合因数的值在0.8到1.0之间被选择，并且计算出的所述相移在
‑
75
°
到75
°
之间。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述混合耦合器(CH1)是90
°
混合耦合器。4.一种用于经由在功率合成器模式中操作的混合耦合器(CH1)调整模拟信号(SA1)的相位(Φ1)的方法，包括：根据前述权利要求中任一项所述的用于检测所述模拟信号(SA1)的相位(Φ1)的方法；在设定点相位(PC1)与所确定的所述模拟信号(SA1)的相位(Φ1)之间进行比较；以及如果所述设定点相位(PC1)与所确定的所述模拟信号(SA1)的相位(Φ1)不同，则调整所述模拟信号(SA1)的相位，直到在所述设定点相位(PC1)与所述模拟信号(SA1)的相位(Φ1)之间达到在容差内相等为止。5.一种用于检测模拟信号(SA1)的相位(Φ1)的电子设备，包括：混合耦合器(CH1)，被配置为在功率合成器模式中操作，所述混合耦合器(CH1)包括旨在接收所述模拟信号(SA1)的第一输入(BE1)、旨在接收参考信号(SREF)的第二输入(BE2)以及两个输出(BS1、BS2)，所述参考信号(SREF)具有参考相位(Φ2)和与模拟信号(SA1)的频率相同频率(FREF)，并且所述混合耦合器(CH1)被配置为在这两个输出端(BS1、BS2)处分别生成第一输出信号(SS1)和第二输出信号(SS2)；测量装置(MM1)，被配置为测量所述第一输出信号(SS1)和所述第二输出信号(SS2)中的至少一个输出信号、所述模拟信号(SA1)以及所述参考信号(SREF)的峰值(A1、A2、A3、A4)；以及处理装置(MT1)，被配置为从测量的所述峰值...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：国家科学研究中心波尔多理工学院波尔多大学，
类型：发明
国别省市：