具有移相器的相控阵系统和方法技术方案

本公开提供了一种具有移相器的相控阵系统和方法。本公开提供了各种用于提高信号质量的技术。通过将相移电路与发射/接收(T/R)开关进行集成，可以减少插入损耗，同时减小在集成电路或印刷电路板上占用的空间。具体地，本文公开的实施方案包括：发射器和接收器，它们各自包括被耦接到第一电感器的一个或多个差分放大器；以及开关网络，该开关网络被耦接到第二电感器和一个或多个相移电路。该差分放大器的差分接口可启用该移相器的级(例如，180度级)与该T/R开关的集成，使得单个电路可以作为该移相器和该T/R开关而运行。这种具体实施可以减少相控阵系统中的T/R开关和移相器级的数目，从而减少该相控阵系统所经历的总插入损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
具有移相器的相控阵系统和方法


[0001]本公开整体涉及无线通信，并且更具体地，涉及无线通信设备的发射器/接收器隔离和相移。

技术介绍

[0002]该电子设备可包括相控阵(phased array)系统，该相控阵系统包括在该电子设备的发射器与接收器之间共享的天线。然而，在发射器与接收器之间共享天线可能导致信号质量较低，并且可能对相控阵系统的线性造成负面影响。

技术实现思路

[0003]下面阐述本文所公开的某些实施方案的概要。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简明概要，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下面可没有阐述的多个方面。
[0004]在一个实施方案中，收发器可包括发射器、接收器，以及隔离和相移电路。发射器可包括第一电感器，而接收器可包括第二电感器。隔离和相移电路可包括：第一开关，该第一开关将处理电路耦接到发射器的第一电感器的第一端；第二开关，该第二开关将处理电路耦接到发射器的第一电感器的第二端；第三开关，该第三开关将处理电路耦接到接收器的第二电感器的第一端；和第四开关，该第四开关将处理电路耦接到接收器的第二电感器的第二端。
[0005]在另一实施方案中，相控阵系统可包括：发射电路，该发射电路具有功率放大器；至少一个移相器(phase shifter)，该至少一个移相器对输入到功率放大器的信号进行相移；和开关网络。开关网络可包括：第一开关和第一分路开关，它们将处理器耦接到功率放大器的电感器的第一端；以及第二开关和第二分路开关，它们被配置为将处理器耦接到功率放大器的电感器的第二端。
[0006]在又一实施方案中，一种方法可包括：接收从接收器接收信号的指示；激活第一开关以将处理电路耦接到接收器的电感器的第一端，并且去激活第二开关以将处理电路与电感器的第二端去耦接，以对信号施加第一相移；以及激活第二开关以将处理电路耦接到电感器的第二端，并且去激活第一开关以将处理电路与电感器的第一端去耦接，以对信号施加第二相移。
[0007]对上述特征的各种改进可能相对于本专利技术的各个方面而存在。也可在这些各个方面中加入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在，也可以任何组合的形式存在。例如，下面讨论的与一个或多个所示实施方案相关的各种特征可单独地或以任何组合形式结合到本专利技术上述方面的任何一个中。上文所呈现的简要概要仅旨在使读者熟悉本公开实施方案的特定方面和上下文，并不限制要求保护的主题。
附图说明
[0008]在阅读以下详细描述并参考下文所述的附图时可更好地理解本公开的各个方面，其中相似的数字是指相似的部分。
[0009]图1是根据本公开的实施方案的电子设备(诸如用户设备)的框图；
[0010]图2是根据本公开的实施方案的图1的电子设备的功能框图；
[0011]图3是根据本公开的实施方案的图1的电子设备的收发器的简化框图，该收发器具有由隔离/相移电路隔开的发射器和接收器；
[0012]图4是根据本公开的实施方案的图3的发射器的示意图；
[0013]图5是根据本公开的实施方案的图3的接收器的示意图；
[0014]图6是示例性相控阵系统的示意图，其中图3的发射器和接收器共享天线；
[0015]图7是图6的相控阵系统的示例性开关型移相器的示意图；
[0016]图8A是根据本公开的实施方案的图4的发射器的示意图，该发射器具有多级功率放大器和开关网络，该开关网络被布置为将发射信号相移一定相位角；
[0017]图8B是根据本公开的实施方案的图4的发射器的示意图，该发射器具有多级PA和开关网络，该开关网络被布置为将发射信号相移另一相位角；
[0018]图9是根据本公开的实施方案的一种用于选择性地施加相移的方法的流程图；
[0019]图10A是根据本公开的实施方案的图3的收发器电路的示意图，该收发器电路具有对发射信号进行相移的隔离/相移电路；
[0020]图10B是根据本公开的实施方案的图3的收发器电路的示意图，该收发器具有对接收信号进行相移的隔离/相移电路；
[0021]图11是根据本公开的实施方案的图3的收发器电路的示意图，该收发器具有利用单端传输线的隔离/相移电路；
[0022]图12是史密斯圆图，其示出了根据本公开的实施方案的图11的收发器电路的总阻抗；
[0023]图13是根据本公开的实施方案的图3的收发器电路的示意图，该收发器电路具有利用差分传输线和附加电感器的隔离/相移电路；
[0024]图14是史密斯圆图，其示出了根据本公开的实施方案的图13的收发器电路的总阻抗；
[0025]图15是示意图，其示出了根据本公开的实施方案的图13的收发器电路的另选实施方案；并且
[0026]图16是史密斯圆图，其示出了根据本公开的实施方案的图15的收发器电路的总阻抗。
具体实施方式
[0027]下文将描述一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简要描述，本说明书中未描述实际具体实施的所有特征。应当了解，在任何此类实际具体实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须要作出特定于许多具体实施的决策以实现开发者的具体目标，诸如符合可从一个具体实施变化为另一具体实施的与系统相关和与商业相关的约束。此外，应当理解，此类开发工作有可能复杂并且耗时，但是对于受益于本公开的本领域的普
通技术人员而言，其仍将是设计、加工和制造的常规工作。
[0028]当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个/一种”和“该/所述”旨在意指存在元件中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在被包括在内，并且意指可存在除列出的元件之外的附加元件。附加地，应当理解，参考本公开的“一个实施方案”或“实施方案”并非旨在被解释为排除也结合所引述的特征的附加实施方案的存在。此外，特定特征、结构或特性可以任何适当的方式组合在一个或多个实施方案中。术语“大致”、“接近”、“大约”和/或“基本上”的使用应理解为意指包括靠近目标(例如，设计、值、量)，诸如在任何合适或可设想误差的界限内(例如，在目标的0.1％内、在目标的1％内、在目标的5％内、在目标的10％内、在目标的25％内等)。
[0029]本公开针对无线通信设备(例如，用户设备)的相控阵系统内的收发器的隔离电路和相移。收发器可包括发射器和接收器。在某些实施方案中，发射器和接收器可以共享相同的天线，这可以减少相控阵系统的尺寸。相控阵系统越小，在印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)上占用的空间就越少，同时相控阵系统的设计复杂性也越低，互易性越大。互易性，如本文所用，定义为相控阵系统中节点或端口的输入与输出之间的电压守恒。
[0030]发射器和接收器也可以共享相同的移相器。移相器可以是用于改变射频(RF)信号的相位角的无源或有源微波器件。移相器可用于诸如相位调制器、升频转换器、测试仪器或相控阵系统内的相控阵天线等应用场景。为了将一组天线和一组移相器既用于发射器也用于接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种收发器，包括：发射器，所述发射器包括第一电感器；接收器，所述接收器包括第二电感器；和隔离和相移电路，所述隔离和相移电路包括第一开关，所述第一开关被配置为将处理电路耦接到所述发射器的所述第一电感器的第一端，第二开关，所述第二开关被配置为将所述处理电路耦接到所述发射器的所述第一电感器的第二端，第三开关，所述第三开关被配置为将所述处理电路耦接到所述接收器的所述第二电感器的第一端，和第四开关，所述第四开关被配置为将所述处理电路耦接到所述接收器的所述第二电感器的第二端。2.根据权利要求1所述的收发器，其中所述第一开关使得能够将从所述处理电路发送的信号的相位偏移0度。3.根据权利要求1所述的收发器，其中所述第二开关使得能够将从所述处理电路发送的信号的相位偏移180度。4.根据权利要求1所述的收发器，其中所述第三开关使得能够将从所述接收器发送的信号的相位偏移0度。5.根据权利要求1所述的收发器，其中所述第四开关使得能够将从所述接收器发送的信号的相位偏移180度。6.根据权利要求1所述的收发器，包括将所述隔离和相移电路耦接到所述处理电路的第三电感器，所述第三电感器被配置为吸收所述第一开关和所述第二开关的过量无功功率、所述第三开关和所述第四开关的过量无功功率、或者所述第一开关和所述第二开关以及所述第三开关和所述第四开关的过量无功功率。7.根据权利要求6所述的收发器，其中所述第三电感器具有100皮亨到150皮亨的电感。8.根据权利要求1所述的收发器，包括将所述隔离和相移电路耦接到所述处理电路的一个或多个移相器，所述一个或多个移相器被配置为将从所述处理电路发送的信号的相位进行偏移、将从所述接收器发送的信号的相位进行偏移、或者将从所述处理电路发送的信号以及从所述接收器发送的信号的相位进行偏移。9.根据权利要求8所述的收发器，包括一条或多条单端传输线，所述一条或多条单端传输线将所述第一开关耦接到所述一个或多个移相器、将所述第二开关耦接到所述一个或多个移相器、或者将所述第一开关耦接到所述一个或多个移相器并且将所述第二开关耦接到所述一个或多个移相器。10.根据权利要求8所述的收发器，包括一条或多条差分传输线，所述一条或多条差分传输线将所述第三开关耦接到所述一个或多个移相器...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：