具可调式相移阵列的多路径切换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具可调式相移阵列的多路径切换系统，包括一可调式相移阵列模块与一控制模块。可调式相移阵列模块用以接收一射频信号，可调式相移阵列模块包括至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器，至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器形成多个传送路径，此些传送路径各自接收射频信号，并分别输出对应至不同相位的多个处理后的射频信号至一天线阵列。控制模块用以控制可调式相移阵列模块的至少一射频开关与至少一相移器，以使天线阵列输出对应至一特定空间极座标角度的无线信号。

【技术实现步骤摘要】
具可调式相移阵列的多路径切换系统
本专利技术是有关于一种具可调式相移阵列的多路径切换系统。
技术介绍
近年来无线通信系统进步快速，无线通信已在人们的生活中扮演不可或缺的角色。随着各种通信理论与信号处理晶片的发展，目前通信收发机后端的技术已经愈趋于成熟。然而，目前在通信收发机的射频前端的理论与技术的进展却是有限。通信的材料与其物理特性的极限往往会造成射频前端的相关系统有建置昂贵、系统复杂等缺点，而无法让信号于射频前端容易被处理。如此，只能于基频电路中来进行相关的信号处理或运算。如何克服上述问题或是改变系统架构以让射频前端的信号处理更得以实现，乃业界所致力的方向之一。
技术实现思路
根据本专利技术的一实施例，提出一种具可调式相移阵列的多路径切换系统，包括一可调式相移阵列模块与一控制模块。可调式相移阵列模块用以接收一射频信号，可调式相移阵列模块包括至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器，至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器形成多个传送路径，此些传送路径各自接收射频信号，并分别输出对应至不同相位的多个处理后的射频信号至一天线阵列。控制模块用以控制可调式相移阵列模块的至少一射频开关与至少一相移器，以使天线阵列输出对应至一特定空间极座标角度的无线信号。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：附图说明图1绘示依照本专利技术的一实施例的具可调式相移阵列的多路径切换系统的方块图。图2绘示图1的多路径切换系统的可调式相移阵列模块的一实施例的方块图。图3绘示图2的可调式相移阵列模块的详细电路图的一实施例。图4绘示多个候选相位差所对应的射频开关与相移器的控制数字值的一实施例。图5绘示候选相位差为相位差-45°时的可调式相移阵列模块的电路状态图。图6绘示将图4的多个候选相位差所对应的射频开关与相移器的控制数字值简化后的结果。图7绘示将图6的多个候选相位差所对应的射频开关与相移器的控制数字值进一步简化后的结果。图8A绘示串联型相移器的一实施例。图8B绘示并联型相移器的一实施例。图8C绘示串并联型相移器的一实施例。图9A～9L分别为此线型天线阵列的主波束方向于29°、41.4°、51.3°、68°、75.5°、83°、97°、104°、112°、129°、139°、及151°的模拟与实际量测结果的极座标空间位置图。其中，附图标记：100：多路径切换系统101：通讯系统102：可调式相移阵列模块104：控制模块106：天线阵列108：射频信号产生电路110：传送/接收切换器112：控制器114：切换矩阵单元116：基频数字信号处理电路202_1～202_3：射频开关204_1～204_3：耦合器206_1～206_6：相移器208_1～208_4：天线402_1～402_3、404_1～404_3：相移器单元406_1：微带线408_1：开关元件410、412、414、416、418：开关具体实施方式请参照图1，其绘示依照本专利技术的一实施例的具可调式相移阵列的多路径切换系统的方块图。多路径切换系统100包括一可调式相移阵列模块102与一控制模块104。可调式相移阵列模块102用以接收一射频信号Srf1。可调式相移阵列模块102包括至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器(phaseshifter)。此至少一射频开关、至少一耦合器与至少一相移器形成多个传送路径。此些传送路径各自接收射频信号Srf1，并分别输出对应至不同相位的多个处理后的射频信号Srf2至一天线阵列106。控制模块104则是用以控制可调式相移阵列模块102的至少一射频开关与至少一相移器，以使天线阵列106输出对应至一特定空间极座标角度的无线信号WL。多路径切换系统100例如使用于通讯系统101中。上述的射频信号Srf1由射频信号产生电路108所产生，并经由切换成传送状态的传送/接收切换器110传送给可调式相移阵列模块102。而射频信号产生电路108基于来自于基频数字信号处理电路116的信号来产生此射频信号Srf1。而当传送/接收切换器110切换成接收状态时，通讯系统101则可执行接收并处理无线信号的功能。当天线阵列106接收到无线信号WL’后，天线阵列106将接收的电磁波无线信号WL’转换成射频信号Srf2’。射频信号Srf2’经由可调式相移阵列模块102处理之后，产生的射频信号Srf1’经由传送/接收切换器110传送至射频信号产生电路108及基频数字信号处理电路116，以进行后续的基频信号处理。控制模块104例如包括一控制器112与一切换矩阵单元114。切换矩阵单元114储存有多个候选相位差所对应的上述的至少一射频开关与至少一相移器的控制信息。控制器112参照切换矩阵单元114所储存的内容来控制可调式相移阵列模块102。更进一步来说，可调式相移阵列模块可具有多个射频开关、多个耦合器与多个相移器。天线阵列106包括多个天线。控制模块104从多个候选相位差中选择其中之一，并根据所选择的候选相位差来控制此些射频开关与此些相移器，使两两天线之间具有所选择的候选相位差，以使天线阵列106输出对应至特定空间极座标角度的无线信号。请参照图2，其绘示图1的多路径切换系统的可调式相移阵列模块102的一实施例的方块图。可调式相移阵列模块102包括3个射频开关、3个耦合器与6个相移器。3个射频开关包括射频开关202_1～202_3、3个耦合器包括耦合器204_1～204_3，6个相移器包括相移器206_1～206_6。天线阵列包括4个天线208_1～208_4。耦合器204_1的输入端与射频开关202_1串接。相移器206_1与相移器206_2与耦合器204_1的两个输出端分别耦接。射频开关202_2连接相移器206_1与耦合器204_2的输入端。射频开关202_3连接相移器206_2与耦合器204_3的输入端。相移器206_3与相移器206_4与耦合器204_2的两个输出端分别耦接。相移器206_5与相移器206_6与耦合器204_3的两个输出端分别耦接。请参照图3，其绘示图2的可调式相移阵列模块102的详细电路图的一实施例。各个相移器可选择性地提供多个不同的相位位移。举例来说，相移器206_1与206_2可选择性地提供四个不同的相位位移(phaseshift)，例如是0度、-22.5度、-45度与-67.5度。相移器206_3～206_6分别可选择性地提供二种不同的相位位移，例如是0度与-45度。进一步来说，相移器206_1可具有3个串联的相移器单元402_1～402_3，相移器206_2具有3个串联的相移器单元404_1～404_3。相移器206_3～206_6分别具有一个相移器单元。各个相移器单元具有一微带线与一开关元件，例如相移器单元402_1具有微带线406_1与开关元件408_1。每个开关元件具有两个开关，每个开关具有三个端点。例如开关元件408_1具有开关416与418。藉由使用不同几何结构的微带线，可以让通过微带线的信号产生不同大小的相位延迟。本实施例以相移器206_1与206_2为串联型相移器为例做说明，然本专利技术并不限于此。每个射频开关则例如是由3个开关所组成。举例来说，射频开关202_1包括开关410、412与414本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具可调式相移阵列的多路径切换系统，其特征在于，包括：一可调式相移阵列模块，用以接收一射频信号，该可调式相移阵列模块包括一第一至一第三射频开关、一第一至一第三耦合器，与一第一至一第六相移器，该第一耦合器的输入端与该第一射频开关串接，该第一耦合器的两个输出端分别耦接该第一与该第二相移器，该第二射频开关连接该第一相移器，该第二射频开关连接该第二耦合器的输入端，该第三射频开关连接该第二相移器，该第三射频开关连接该第三耦合器的输入端，该第二耦合器的两个输出端分别耦接该第三与该第四相移器，该第三耦合器的两个输出端分别耦接该第五与该第六相移器，该第一至该第三射频开关、该第一至该第三耦合器，与该第一至该第六相移器形成多个传送路径，该些传送路径各自接收该射频信号，并分别输出对应至不同相位的多个处理后的射频信号至一天线阵列；以及一控制模块，用以控制该可调式相移阵列模块的该第一至该第三射频开关与该第一至该第六相移器，以使该天线阵列输出对应至一特定空间极座标角度的无线信号，该天线阵列包括4个天线，该控制模块使两两该些天线之间具有所选择的一候选相位差。

【技术特征摘要】
2012.11.20 TW 1011432741.一种具可调式相移阵列的多路径切换系统，其特征在于，包括：一可调式相移阵列模块，用以接收一射频信号，该可调式相移阵列模块包括一第一至一第三射频开关、一第一至一第三耦合器，与一第一至一第六相移器，该第一耦合器的输入端与该第一射频开关串接，该第一耦合器的两个输出端分别耦接该第一与该第二相移器，该第二射频开关连接该第一相移器，该第二射频开关连接该第二耦合器的输入端，该第三射频开关连接该第二相移器，该第三射频开关连接该第三耦合器的输入端，该第二耦合器的两个输出端分别耦接该第三与该第四相移器，该第三耦合器的两个输出端分别耦接该第五与该第六相移器，该第一至该第三射频开关、该第一至该第三耦合器，与该第一至该第六相移器形成多个传送路径，该些传送路径各自接收该射频信号，并分别输出对应至不同相位的多个处理后的射频信号至一天线阵列；以及一控制模块，用以控制该可调式相移阵列模块的该第一至该第三射频开关与该第一至该第六相移器，以使该天线阵列输出对应至一特定空间极座标角度的无线信号，该天线阵列包括4个天线，该控制模块使两两该些天线之间具有所选择的一候选相位差。2.如权利要求1所述的多路径切换系统，其特征在于，该控制模块从多个候选相位差中选择其中之一，并根据所选择的候选相位差来控制该第一至该第三射频开关与该第一至该第六相移器，使两两该些天线之间具有所选择的该候选相位差，以使该天线阵列输出对应至该特定空间极座标角度的无线信号。3.如权利要求1所述的多路径切换系统，其特征在于，该第一与该第二相移器可选择性地提供四个不同的相位位移，该第三至该第六相移器分别可选择性地提供二种不同的相位位移。4.如权利要求3所述的多路径切换系统，其特征在于，该第一与该第二相移器分别具有3个串联的相移器单元，该第三至该第六相移器分别具有一个相移器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾铭健，郑名宏，林信标，张竞仁，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71