用于相控阵收发器中的有源s11检测的系统和方法技术方案

提供了用于相控阵天线的多个天线元件中的天线元件的有源回波损耗的检测的设备和方法。一种示例性设备可以将功率放大器(PA)的输入处的电压差转换为第一电流。该设备可以将与从PA发射到相应天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流。该设备可以将与从相应天线元件反射的信号相对应的反射电压转换为第三电流。该设备可以将第一电流、第二电流和第三电流转换为发生器输出处的输出电压。该设备还可以具有控制器，该控制器可以基于输出电压自适应地生成用于传输的码本。自适应地生成用于传输的码本。自适应地生成用于传输的码本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于相控阵收发器中的有源s11检测的系统和方法


[0001]本公开涉及无线通信。更具体地，本公开涉及用于毫米波(MMW)传输(transmission)的相控阵(phased array)天线管理。

技术介绍

[0002]无线通信系统被广泛部署以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息收发和广播。无线通信系统可以采用能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户的通信的多址技术。这样的多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC
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FDMA)和时分同步码分多址(TD
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SCDMA)系统。
[0003]这样的多址技术已经在各种电信标准中采用以提供一种通用协议，该协议使得不同无线设备能够在市、国家、地区以及甚至全球范围内通信。一个示例电信标准是5G新无线电(NR)。5G NR可以支持各种无线通信服务，诸如以宽带宽(例如，80MHz以上)为目标的增强型移动宽带(eMBB)、以高载波频率(例如，60GHz)为目标(mmW)的毫米波(mmW)、以非后向兼容MTC技术为目标的大规模MTC(mMTC)，和/或以超可靠低延迟通信(URLLC)为目标的任务关键型(mission critical)。
[0004]由于MMW传输的衰减相对较高，可以使用多天线阵列来提高接收传输的精度和增益。天线阵列中的一些天线阵列可以是多输入多输出(MIMO)天线阵列或相控阵系统
[0005]5G NR系统的实施方式可以包括移动无线设备(诸如用户设备(UE))和更大的固定系统(诸如客户驻地设备(CPE))中的相控阵天线，从而实现信号的定向传输。相控阵天线中的一些相控阵天线具有大量元件。在大型阵列中，天线元件之间的耦合可能是有问题的。

技术实现思路

[0006]以下对一个或多个方面进行了简化总结，以提供对这样的方面的基本理解。本概述不是所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在确定所有方面的基本或关键要素，也不旨在界定任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。
[0007]本公开的一个方面提供了一种用于相控阵天线的多个天线元件中的天线元件的有源回波损耗的检测的设备。该设备可以具有功率放大器(power amplifier，PA)，该PA具有经由传输线被耦合到多个元件中的天线元件的输出。该设备可以具有被耦合到PA的输入的第一电流传感器。第一电流传感器可以将输入处的电压转换为第一电流。该设备可以具有与传输线通信的第二电流传感器。第二电流传感器可以将与从PA发射(transmit)到天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流。第二电流传感器可以将从天线元件反射的反射电压转换为第三电流。该设备可以具有电压发生器，该电压发生器被耦合到第一电流传感器和第二电流传感器，并且被配置为将第一电流、第二电流和第三电流转换为发生器输出处的输出电压。
[0008]本公开的另一方面提供了一种用于相控阵天线的多个天线元件中的每个天线元件的有源回波损耗的检测的装置。该装置可以具有经由传输线被耦合到多个元件中的每个天线元件的用于放大的部件。该装置可以具有用于感测用于放大的部件的输入处的电压的第一感测部件。第一感测部件可以将输入处的电压转换为第一电流。该装置可以具有用于感测传输线上的电压的第二感测部件。第二感测部件可以具有用于将与从用于放大的部件发射到相应天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流的部件。该装置可以具有用于将从相应天线元件反射的反射电压转换为第三电流的部件。该装置可以具有用于基于第一电流、第二电流和第三电流来生成电压的部件。
[0009]本公开的另一方面提供了一种用于检测相控阵天线的多个天线元件中的每个天线元件的有源回波损耗的三模式功率检测器。三模式功率检测器可以具有差分RMS电流传感器，该差分RMS电流传感器被配置为将功率放大器(PA)的输入处的第一电压差转换为第一电流，PA经由传输线而被耦合到多个天线元件中的相应天线元件。三模式功率检测器可以具有RMS电流传感器。RMS电流传感器可以将与从PA发射到相应天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流。RMS电流传感器可以将与从相应天线元件反射的信号相对应的反射电压转换为第三电流。三模式功率检测器可以具有电压发生器，该电压发生器被耦合到DRCS和RCS并且被配置为将第一电流、第二电流和第三电流转换为发生器输出处的输出电压。
[0010]本公开的另一方面提供了一种用于检测相控阵天线的多个天线元件中的每个天线元件的有源回波损耗的方法。该方法可以包括将电压转换为第一电流，该电压由耦合到功率放大器(PA)的输入的第一电流传感器感测，其中PA具有经由传输线耦合到多个元件中的天线元件的输出。该方法还包括通过与传输线通信的第二电流传感器将与从PA发射到天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流；以及将从天线元件反射的反射电压转换为第三电流。该方法还包括通过耦合到第一电流传感器和第二电流传感器的电压发生器将第一电流、第二电流和第三电流转换为发生器输出处的输出电压。
[0011]通过回顾以下描述，其他特征和优点对于普通技术人员来说将是很清楚的。
附图说明
[0012]本公开的实施例的结构和操作的细节可以部分地通过研究附图来获取，附图中的相同的附图标记指代相同的部分，并且在附图中：
[0013]图1是无线通信系统的图形表示；
[0014]图2是用于与图1的系统一起使用的通信设备的功能框图；
[0015]图3是图2的通信设备的各部分的示意图；
[0016]图4是图2和图3的天线系统的实施例的图形表示；
[0017]图5是图3的耦合器的实施例的示意图；以及
[0018]图6是处于第一状态的图3的检测器的实施例的示意图；
[0019]图7是图6的检测器的第二状态的示意图；
[0020]图8是图6的检测器的第三状态的示意图；以及
[0021]图9是根据本公开的用于检测和管理相控阵天线中的有源(active)s11的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
[0022]本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用是指结合该实施例而描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
[0023]下面结合附图提出的详细描述旨在描述各种配置，而不是旨在表示可以实践本文中描述的概念的唯一配置。详细描述包括用于提供对各种概念的透彻理解的具体细节。然而，对于本领域技术人员来说很清楚的是，这些概念可以在没有这些具体细节的情况下实践。在某些情况下，众所周知的结构和组件以框图的形式示出，以避免混淆这样的概念。
[0024]毫米波(mmW)频带中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种被耦合到相控阵天线的多个天线元件中的天线元件的设备，所述设备包括：功率放大器(PA)，具有经由传输线被耦合到所述多个天线元件中的所述天线元件的输出；第一电流传感器，被耦合到所述PA的输入，所述第一电流传感器被配置为将所述输入处的电压转换为第一电流；第二电流传感器，与所述传输线通信，所述第二电流传感器被配置为将与从所述PA发射到所述天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流，以及将从所述天线元件反射的反射电压转换为第三电流；以及电压发生器，被耦合到所述第一电流传感器和所述第二电流传感器，并且被配置为将所述第一电流、所述第二电流和所述第三电流转换为发生器输出处的输出电压。2.根据权利要求1所述的设备，还包括耦合器，所述耦合器被电感耦合到所述传输线，并且被配置为将所述耦合电压和所述反射电压提供给所述第二电流传感器。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述耦合器包括紧凑型耦合器，所述紧凑型耦合器具有反射阻抗，包括与电感并联耦合的第一可变电容，以及耦合阻抗，包括与可变电阻并联耦合的第二可变电容。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电流传感器包括将所述PA的所述输入选择性地耦合到第一晶体管的第一多个开关。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一多个开关在第一位置经由所述第一晶体管将所述PA的所述输入被通信耦合到所述电压发生器，并且在第二位置将所述PA的所述输入与所述第一电流传感器电隔离。6.根据权利要求4所述的设备，其中所述第二电流传感器包括将所述传输线选择性地耦合到第一对晶体管的第二多个开关。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第二多个开关使得所述第二电流传感器能够在第一位置产生与所述耦合电压相对应的所述第二电流，并且在第二位置产生与所述反射电压相对应的所述第三电流。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述电压发生器包括：偏置电路，被耦合到所述第一电流传感器和所述第二电流传感器，以及输出电路，被耦合到所述第一电流传感器和所述第二电流传感器。9.一种包括相控阵天线的通信设备，所述相控阵天线具有用于所述相控阵的每个天线元件的发射路径，其中每个发射路径包括根据权利要求1所述的设备。10.根据权利要求9所述的通信设备，还包括控制器，所述控制器被配置为基于所述输出电压选择性地激活和去激活所述多个天线元件中的一个或多个天线元件。11.一种用于检测相控阵天线的多个天线元件中的每个天线元件的有源回波损耗的装置，所述装置包括：用于放大的部件，经由传输线而被耦合到所述多个元件中的每个天线元件；第一感测部件，用于感测所述用于放大的部件的输入处的电压，并且将所述输入处的所述电压转换为第一电流；第二感测部件，用于感测所述传输线上的电压，所述第二感测部件包括
用于将与从所述用于放大的部件发射到相应天线元件的信号相对应的耦合电压转换为第二电流的部件，以及用于将从所述相应天线元件反射的反射电压转换为第三电流的部件；以及用于基于所述第一电流、所述第二电流和所述第三电流来生成电压的部件。12.根据权利要求11所述的装置，还包括耦合部件，所述耦合部件被电感耦合到所述传输线，并且被配置为将所述耦合电压和所述反射电压提供给所述第二感测部件。13.根据权利要求11所述的装置，其中所述耦合部件包括低方向性耦合器，所述低方向性耦合器具有反射阻抗，包括与电感并联耦合的第一可变电容，以及耦合阻抗，包括与可变电阻并联耦合的第二可变电容。14.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一感测部件包括将所述用于放大的部件的所述输入选择性地耦合到第一对晶体管的第一多个开关。15.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一多个开关在第一位置经由所述第一对晶体管将所述用于放大的部件的所述输入通信耦合到所述用于生成电压的部件，并且在第二位置将所述用于放大的部件的所述输入与所述第一感测部件电隔离。16.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，刘利，K，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：