用于天线阵列的相位控制制造技术

公开了用于天线阵列的相位控制装置和方法。通过跨分压器施加可变控制电压，控制沿天线阵列第一轴线的各天线元件子单元上的相移，将所述可变控制电压划分为多个电压，用于为对应于所述各天线元件子单元的相移元件生成相移控制电压。通过控制施加在所述分压器上的所述可变控制电压，可以沿所述第一轴线对所述天线阵列进行调向。第二分压器可用于将相位控制和调向扩展到两个维度。

Phase control for antenna arrays

A phase control device and method for an antenna array are disclosed. Through the cross divider applying variable control voltage, phase shift control of each antenna element antenna array along the first axis unit, the variable voltage control is divided into a plurality of voltage for phase shift element is generated corresponding to the antenna element sub unit of the phase shift control voltage. The antenna array can be aligned along the first axis by controlling the variable control voltage applied to the voltage divider. The second divider can be used to extend phase control and alignment to two dimensions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于天线阵列的相位控制相关申请的交叉引用本申请要求获得申请日2015年1月23日、申请号为14/603,908、题为“用于天线阵列的相位控制”的美国专利申请的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本申请。
本申请一般涉及无线通信系统，更具体地涉及天线阵列系统中的相位控制。
技术介绍
具有多个天线元件的天线阵列用于各种类型的通信设备中。通过控制送到天线阵列元件或从天线阵列元件接收的信号的相位，使引导天线阵列的波束成为可能。这称为波束调向(beamsteering)。相位控制可应用于从天线阵列传输所用的信号和/或通过天线阵列在空中接收的信号。
技术实现思路
一个实施例提供了一种相位控制装置。所述装置可以包括用于提供第一可变控制电压的第一控制电压源，以及用于将第一可变控制电压划分为第一组分压的第一分压器。所述装置也可以包括多个相移元件，每个都耦合到第一分压器，以接收第一组分压中的对应分压。在一些实施例中，每个相移元件依赖其对应分压的大小，将对应相移施加到在相移元件的输入上接收的信号。在一些实施例中，每个相移元件被配置为将其对应的相移施加到与天线阵列中的对应天线元件子单元相关联的信号。在一些实施例中，天线阵列中的天线元件子单元可以沿第一轴线分布。在一些实施例中，所述由每个相移元件接收的对应分压与所述相移元件相关联的所述天线元件子单元沿所述第一轴线的位置成比例。在一些实施例中，天线阵列中的天线元件子单元也可以沿第二轴线分布。一种装置也可以包括用于提供第二可变控制电压的第二控制电压源，以及用于将第二可变控制电压划分为第二组分压的第二分压器。在包括第二分压器的一些实施例中，每个相移元件也可以耦合到所述第二分压器，以接收所述第二租分压中对应的分压，每个相移元件还依赖于所述第二租分压中对应分压的大小来施加其对应的相移。在一些实施例中，所述由每个相移元件接收的、所述第二组分压中对应的分压与所述相移元件相关联的、所述天线元件子单元沿所述第二轴线的位置成比例。一种装置也可以包括具有天线元件子单元的天线阵列，所述天线元件子单元分布在由第一轴线和第二轴线界定的平面上的平面阵列中。在一些实施例中，所述天线元件子单元以网格图案设置在平面阵列中，其列沿所述天线阵列的第一轴线，并且其行沿所述天线阵列的第二轴线。在一些实施例中，所述第一分压器可包括并联耦合在一起、并沿所述天线阵列的所述第二轴线分布的第一组分压器。类似地，所述第二分压器可以包括并联耦合在一起、并沿所述天线阵列的所述第一轴线分布的第二组分压器。在一些这样的实施例中，所述相移元件可以耦合到所述第一分压器和所述第二分压器，对于沿所述第一轴线、位于所述平面阵列的第m位置、且沿所述第二轴线、位于所述平面阵列的第n位置的天线元件子单元，其所耦合的相移元件耦合到沿所述第一轴分布的所述第二组分压器的第m分压器，以及沿所述第二轴分布的所述第一组分压器的第n分压器。在一些实施例中，每个相移元件可以包括相移驱动器，被配置为向对应的分压施加校准因子和/或偏移以产生校准后的分压。在一些这样的实施例中，每个相移元件可以被配置为依赖于由其相移驱动器生成的校准后的分压的大小，施加其对应的相移。通过在所述第一分压器的第一端施加正电压，并在第一分压器的第二端，即对面端，施加负电压，可提供所述第一可变控制电压。在一些实施例中，每个相移元件可以包括相移驱动器，被配置为将第一组分压的对应分压和第二组分压的对应分压进行求和。在一些这样的实施例中，每个相移元件可被配置为依赖得到的所述和，施加其对应相移。相移驱动器还可以被配置为向得到的所述和施加校准因子和/或偏移，以产生校准后的相移控制电压。在一些这样的实施例中，每个相移元件可被配置为依赖于由其相移驱动器生成的校准后的相移控制电压，施加其对应的相移。在一些实施例中，所述由每个相移元件接收的对应分压与所述相移元件相关联的所述天线元件子单元沿所述第一轴线的位置的非线性函数成比例。包括具有多个天线元件子单元的天线阵列的通信设备也可以包括相位控制器。所述相位控制器可以包括如上所述的装置，其耦合到所述天线阵列的所述天线元件子单元，其中每个天线元件子单元包括所述天线阵列的至少一个天线元件。也公开了一种相位控制方法，并且可以涉及提供第一可变控制电压，将所述第一可变控制电压划分为第一组分压，并且，在多个相移元件的每一个元件上，接收所述第一组分压中的对应分压，并且依赖于所述第一组分压中的对应分压的大小，将对应相移施加到信号。在一些实施例中，施加对应相移包括将对应的相移施加到与天线阵列中对应天线元件子单元相关联的信号。在一些实施例中，所述天线阵列中的天线元件子单元可以沿第一轴线分布。在一些这样的实施例中，划分所述第一可变控制电压包括划分所述第一可变控制电压，使得由每个相移元件接收的对应分压与所述相移元件相关联的所述天线元件子单元沿所述第一轴线的位置成比例。在一些实施例中，所述天线阵列中的天线元件子单元也可以沿着第二轴线分布。在一些这样的实施例中，一种方法还可以包括提供第二可变控制电压，并将所述第二可变控制电压划分为第二组分压。每个相移元件可以接收所述第二组分压中的对应分压，并且施加所示对应相移还依赖于第二组分压中的对应分压的大小。在一些实施例中，划分所述第二可变控制电压，以使所述由每个相移元件接收的、所述第二组分压中对应的分压与所述相移元件相关联的、所述天线元件子单元沿所述第二轴线的位置成比例。在一些实施例中，所述第一组分压中的对应分压和第二组分压中的对应分压可以求和，并且所述相移元件可以依赖于得到的所述和，将其对应相移施加到信号上。在一些实施例中，校准因子和/或偏移可以施加到得到的所述和，以生成校准后的相移控制电压，并且相移元件可以依赖于所述校准后的相移控制电压，将其对应相移施加到信号e上。附图说明现在将参考附图描述实施例，在附图中：图1是示例性通信系统的方框图；图2是示例性通信设备的方框图；图3是处于均匀线性阵列的元件处的平面波相位的示例性均匀线性天线阵列图；图4是示例性分压器图；图5是示例性二维(2D)平面天线阵列图；图6是用于在2D平面天线阵列中控制相位的示例性相位控制器的示意图；图7是可用于相位控制器中相移元件的示例性电压求和电路图；图8是可用在相位控制器中的示例性相移元件的方框图；图9是可用于相移驱动器中作为相位控制器中的相移元件一部分的示例性校准器电路的方框图；图10是在锁相环路中实现的示例性相移元件的方框图；图11是用于在2D平面天线阵列中控制相位的另一个示例性相位控制器的示意图；图12是示例性连续电阻的截面图；图13是为2D平面天线阵列的控制相位的另一个示例性相位控制器的示意图；图14是覆盖在2D平面天线阵列上的示例性有源射频(RF)透镜功能的示意图；图15是示例方法的流程图；并且图16是另一个示例方法的流程图。具体实施方式图1是可以在其中实现本公开的实施例的示例通信系统的方框图。图1中的示例通信系统100包括接入网络102和核心网络104。接入网络102包括在示例中所示的、通过网络通信链路132、134、136进行通信的网络设备110、112、114，以及通过接入通信链路138、139与网络设备114通信的用户设备122、124。接入网络102通过另一网络通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位控制装置，包括：第一控制电压源，用于提供第一可变控制电压；第一分压器，将所述第一可变控制电压划分成第一多个分压；以及多个相移元件，每个耦合到所述第一分压器，以接收所述第一多个分压中对应的分压，每个相移元件依赖于其对应分压的大小，将对应的相移施加到在所述相移元件输入上所接收的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.23 US 14/603,9081.一种相位控制装置，包括：第一控制电压源，用于提供第一可变控制电压；第一分压器，将所述第一可变控制电压划分成第一多个分压；以及多个相移元件，每个耦合到所述第一分压器，以接收所述第一多个分压中对应的分压，每个相移元件依赖于其对应分压的大小，将对应的相移施加到在所述相移元件输入上所接收的信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中每个相移元件被配置为将其对应的相移施加到与天线阵列中的对应天线元件子单元相关联的信号。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述天线阵列中的所述天线元件子单元沿第一轴线分布。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述由每个相移元件接收的对应分压与所述相移元件相关联的所述天线元件子单元沿所述第一轴线的位置成比例。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述天线阵列中的所述天线元件子单元也沿第二轴线分布。6.根据权利要求5所述的装置，还包括：第二控制电压源，用于提供第二可变控制电压；以及第二分压器，将所述第二可变控制电压划分成第二多个分压，其中所述多个相移元件中的每个相移元件都耦合到所述第二分压器，以接收所述第二多个分压中对应的分压，每个相移元件还依赖于所述第二多个分压中对应分压的大小来施加其对应的相移。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述由每个相移元件接收的、所述第二多个分压中对应的分压与所述相移元件相关联的、所述天线元件子单元沿所述第二轴线的位置成比例。8.根据权利要求7所述的装置，还包括所述天线阵列，其中所述天线元件子单元分布在由所述第一轴线和所述第二轴线限定的平面上的平面阵列中。9.根据权利要求8所述的装置，其中：所述天线元件子单元以网格图案设置在平面阵列中，其列沿所述天线阵列的第一轴线，并且其行沿所述天线阵列的第二轴线，所述第一分压器包括并联耦合在一起、并沿所述天线阵列的所述第二轴线分布的第一多个分压器，所述第二分压器包括并联耦合在一起、并沿所述天线阵列的所述第一轴线分布的第二多个分压器，并且所述多个相移元件耦合到所述第一分压器和所述第二分压器，对于沿所述第一轴线、位于所述平面阵列的第m位置、且沿所述第二轴线、位于所述平面阵列的第n位置的天线元件子单元，其所耦合的相移元件耦合到沿所述第一轴分布的所述第二多个分压器的第m分压器，以及沿所述第二轴分布的所述第一多个分压器的第n分压器。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个相移元件中的每个相移元件包括相移驱动器，被配置为对所述对应的分压施加校准因子和偏移中的至少一项，以生成校准后的分压，其中每个相移元件被配置为依赖于由其相移驱动器所生成的所述校准后的分压的大小，施加其对应的相移。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一可变控制电压通过在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莱柯·克莱姆斯，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44