用于相控阵应用中的RF波束成形的设备和方法技术

描述了用于相控阵应用中的RF波束成形的设备和方法。示例性实施例涉及波束成形设备。设备可包括至少一个接收路径；以及耦合于每个接收路径的输出的放大器。该设备被配置成在电压域和电流域的至少一者中处理来自每个接收路径的每个信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于相控阵应用中的RF波束成形的设备和方法
本专利技术一般涉及波束成形。更具体地，本专利技术涉及用于相控阵应用中的射频(RF)波束成形的系统、设备和方法。
技术介绍
波束成形可用于控制通信信号的接收和发射的方向性。在发射系统中，可在信号源和天线辐射振子之间采用波束成形器(beamformer)来对三维空间中的辐射场进行“整形(shape)”。在接收系统中，可在天线阵列和接收机之间采用波束成形器来影响(整形)接收系统对源自其视野中的信号的相对空间敏感度。射频(RF)波束成形在毫米波应用中很常见。传统RF波束成形架构提出了许多挑战。作为一个示例，传统RF相位旋转器可利用功率组合和/或功率拆分网络，这些网络可以逐级(stage-by-stage)地拆分或组合功率。如本领域普通技术人员将领会的，功率组合网络和功率拆分网络可能消耗大量的面积并可能显现显著的损耗。需要用于增强相控阵应用中的波束成形的方法、系统和设备。更具体而言，存在着对用于减少波束成形架构的面积量的方法、系统和设备的需求。而且，存在着对用于减少波束成形架构的功率损耗的方法、系统和设备的需求。
技术实现思路
一种用于接收的设备，包括：多个接收路径，每一接收路径包括第一放大器；耦合于所述多个接收路径的每个输出的附加放大器；以及耦合至所述附加放大器的输出的混频器，所述第一放大器包括跨导放大器并且所述设备被配置成组合来自所述多个接收路径中的每一者的每个信号，其中所述第一放大器群集式邻近于所述混频器。一种用于接收的方法，包括：在多个接收路径中的每一个接收路径中接收信号；在放大器的输入处在电压域和电流域中的至少一者中并且在没有功率组合器的情况下将在所述多个接收路径的每个接收路径中接收的每个信号组合成经组合的信号；以及下变频来自所述放大器输出的一个版本的经组合的信号，其中所述接收包括在物理上邻近于所述下变频被执行的区域的区域处放大一个版本的信号。附图说明图1描绘了各种波束成形阵列架构。图2A图解包括多个功率拆分器的波束成形发射机。图2B图解包括多个功率组合器的波束成形接收机。图3图解根据本专利技术的一示例性实施例的发射机波束成形设备。图4图解根据本专利技术的一示例性实施例的另一发射机波束成形设备。图5图解根据本专利技术的一示例性实施例的接收机波束成形设备。图6图解根据本专利技术的一示例性实施例的另一接收机波束成形设备。图7图解根据本专利技术的一示例性实施例的包括发射机单元和接收机单元的设备。图8是图解根据本专利技术的一示例性实施例的方法的流程图。图9是图解根据本专利技术的一示例性实施例的另一方法的流程图。具体实施方式以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本专利技术的示例性实施例的描述，而无意表示能在其中实践本专利技术的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本专利技术的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本专利技术的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。如将由本领域普通技术人员理解的，在常规的点对点通信中，在利用单天线解决方案时可能浪费大量能量。相应地，可以在空间域中聚焦能量的各种阵列架构(即，天线阵列)在本领域中是公知的。图1图解了各种波束成形阵列架构。尽管图1解说了各种基于接收机的波束成形阵列架构，但是本领域普通技术人员将理解基于发射机的波束成形阵列架构。具体地，附图标记100指示射频(RF)路径波束成形架构，附图标记102指示本地振荡器(LO)路径波束成形架构，附图标记104指示中频(IF)路径波束成形架构，并且附图标记106指示数字域架构。如将理解的，RF路径波束成形可以利用小面积和低功率。此外，RF路径波束成形(诸如RF路径波束成形架构100)可以显现良好的信噪比(SNR)和良好的信号干噪比(SINR)。然而，RF路径波束成形的挑战包括对高线性度、宽带、低损耗、和低面积RF移相器的设计。此外，LO路径波束成形(诸如LO路径波束成形架构102)可以对LO振幅变化显现低敏感度。另一方面，LO路径波束成形的挑战包括大LO网络的设计，并且可能难以生成毫米波LO信号。IF路径波束成形(诸如IF路径波束成形架构104)可以显现良好的线性度并且可以利用低功率移相器。然而，IF路径波束成形包括较少的组件共享和大LO网络。此外，可能难以对多个混频器进行偏移校准。另外，尽管数字域架构(诸如数字域架构106)可以是多用途的，但是其可能需要快速的数字信号处理器并且可能显现高功耗。图2A图解包括多个功率拆分器202的发射机波束成形设备200。波束成形设备200进一步包括放大器206和分配放大器208，该放大器206被配置为从射频(RF)混频器(未示出)接收信号。如本领域普通技术人员将领会的，波束成形设备200在一个1:16功率分配树中逐级拆分功率。每个功率拆分器202可能消耗大量的面积并且可能显现显著的损耗。因而，设备200的增益和1dB输出功率压缩点可能被降级。图2B图解接收波束成形设备230，该接收波束成形设备230包括耦合于多个低噪声放大器(LNA)254或下变频器252之间的功率组合网络232。如图所示，功率组合网络232包括多个无源组合器238、242、248和有源功率组合器234。功率组合器238的插入损耗(IL)由框236表示。此外，功率组合器242和248的插入损耗由框240、244、246和250解说。如普通技术人员将理解的，每个功率组合器238、242、248、234可能消耗大量的面积并可能显现显著的损耗。此外，至少部分由于功率组合器238、242、248、234(它们逐级组合功率)的使用，波束成形设备230的噪声系数可能被降级。图3图解根据本专利技术的一示例性实施例的设备300。设备300(它也可被称为“发射机波束成形架构”)包括多个发射路径312A-312H。设备300的每个发射路径312均包括激励放大器306、移相器304、以及功率放大器302。更具体而言，例如，发射路径312A包括激励放大器306A、移相器304A、以及功率放大器302A。尽管设备300被解说为具有8个发射路径，然而本专利技术的实施例不限于此。而是，设备300可包括任何数量的发射路径。设备300进一步包括被配置成接收信号311的混频器310。此外，混频器310具有耦合于放大器308的输出。放大器308的输出耦合于每个发射路径312A-312H。更具体而言，在图3中图解的示例性实施例中，放大器308的输出耦合于多个激励放大器306A-306H的每个输入。每个激励放大器306具有耦合于相应移相器304的输出，该相应移相器304进一步耦合于相应的功率放大器302。注意，设备300包括8个天线分支(即，每个发射路径与一天线相关联)。设备300的发射路径312A-312H可具有类似或不同的路由长度。此外，可利用移相器来补偿不同路由长度所导致的相位差。还要注意，根据一个示例性实施例，激励放大器306A-306H可以群集式邻近于混频器310。换言之，激励放大器306A-306H可以物理上邻近于混频器310，并且因此通常存在于毫米波电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：至少一个接收路径；以及耦合于所述至少一个接收路径中的每个接收路径的输出的放大器，所述设备被配置成在电压域和电流域的至少一者中处理来自每个接收路径的每个信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.27 US 13/406,2681.一种用于接收的设备，包括：多个接收路径，每一接收路径包括第一放大器；耦合于所述多个接收路径的每个输出的附加放大器；以及耦合至所述附加放大器的输出的混频器，所述第一放大器包括跨导放大器并且所述设备被配置成组合来自所述多个接收路径中的每一者的每个信号，其中所述第一放大器群集式邻近于所述混频器。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个接收路径中的每个接收路径包括耦合于低噪声放大器(LNA)和所述跨导放大器之间的移相器。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个接收路径中的每个接收路径包括耦合于移相器和低噪声放大器(LNA)之间的所述跨导放大器。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，被配置成在电压域和电流域的至少一者中组合来自每个接收路径的每个信号。5.一种用于接收的方法，包括：在多个接收路径中的每一个接收路径中接收信号；在放大器的输入处在电压域和电流域中的至少一者中并且在没有功率组合器的情况下将在所述多个接收路径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·林，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US