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以及方法。用于天线波束转向或者波束形成的相移分成固定相移级和可变相移级。固定相移级包括具有固定相移的一个或者多个固定相移元件。固定相移级提供粗略相位控制。可变相移级提供具有比固定相移元件的固定相移更加精细的分辨率或者粒度的精细相位控制。也可以提供振幅控制用于波束转向，以补偿相移的振幅效应。或者提供以上两者。

Phase control for antenna arrays

A phase control device and method for an antenna array are disclosed. The phase shift used for antenna beam steering or beam forming is divided into fixed phase shift stage and covert shift stage. The fixed phase shift stage includes one or more fixed phase shift elements with fixed phase shifts. The fixed phase shift stage provides coarse phase control. The variable phase shift stage provides fine phase control with finer resolution or granularity than fixed phase shift elements. Amplitude control can also be provided for beam steering to compensate for amplitude effects of phase shift. Or provide both of the above.

【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本申请要求享有于2015年1月29日提交的题为“用于天线阵列的相位控制”、申请号为14/608,865的美国专利申请的优先权，该申请如同完全再现通过引用并入本文。
本公开一般涉及通信，并且更具体地，涉及控制由天线阵列中天线元件接收或者由天线阵列中的天线元件将要发送的信号的相位。
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。控制馈送到天线阵列和来自天线阵列的元件的信号的相位或者相位和振幅两者，使天线波束转向成为可能。这也称为波束转向或者波束形成。对从传输天线阵列传来的信号和由天线阵列在空中接收的信号施加相位控制或者相位和振幅控制。
技术实现思路
一个实施例提供了一种用以控制天线阵列的信号相位的装置。该装置可以包括相移器，以在相移器的输入端处接收的信号施加相移。在一些实施例中，增益电路耦合至相移器，并且增益电路可控制以对在增益电路的输入端处接收的信号施加振幅增益。在一个实施例中，相移器包括固定相移元件和耦合至固定相移元件的可变相移元件。固定相移元件可控制以做不施加相移和施加固定相移的其中一个。可变相移元件可控制以施加可变相移。可变相移元件的可变相移的分辨率比固定相移更加精细。可以有一个或者多个固定相移元件。例如，另一个固定相移元件可以耦合至如上描述的固定相移元件。另一个相移元件可控制以做不施加相移和施加所述另一个固定相移元件的固定相移的其中一个，其可以相同于或者不同于所述固定相移元件的固定相移。固定相移元件或者可变相移元件可以耦合至相移器的输入端。可以首先施加固定相移或者可变相移的其中一个。因此，在一个实施例中，固定相移元件被耦合用以在相移器的输入端处接收信号，并且可变相移元件被耦合用以接收固定相移元件的输出。在另一个实施例中，可变相移元件被耦合用以在相移器的输入端处接收信号，并且固定相移元件被耦合用以接收可变相移元件的输出。装置也可以包括增益电路用以施加幅移。可以首先施加相移或幅移中的一个，另一个可以随后施加。在一个实施例中，增益电路可以耦合至相移器，且可控制以对来自相移器的输出信号施加振幅增益。而替代地增益电路可耦合至相移器，且可控制以施加振幅增益，且在相移器的输入端处提供来自增益电路的输出信号。慢波相移器可以用于实施固定相移元件。矢量调制器可以用于实施可变相移元件。可变电压衰减器可以用于实施增益电路。通信设备，其包括天线阵列，该通信设备也可以包括相移器。每个相移器耦合至天线阵列的天线元件的一个或者多个中的各个天线元件子集，以将相移施加至在相移器的输入端处接收的信号上。每个相移器包括固定相移元件，固定相移元件可控制以做不施加相移和施加固定相移的其中一个，以及可变相移元件，可变相移元件耦合至固定相移元件，可变相移元件可控制以施加可变相移。可变相移的分辨率比固定相移更加精细。例如，这样的通信设备可以是用户设备或者通信网络设备。本文公开的装置的另一个示例包括具有多个天线元件的天线阵列，以及相移器，其耦合至天线阵列中的天线元件的一个或者多个中的各个子集，以控制由相移器接收的信号的相位。每个相移器包括数字控制的粗略相移器和耦合至粗略相移器的模拟控制的精细相移器。粗略相移器包括固定相移元件，其可控制以做不施加信号相移或施加固定信号相移的其中一个。精细相移器可控制以施加多个增量信号相移的任一个。精细相移器的相邻增量信号相移之间的步长小于固定信号相移。也公开了一种用于天线阵列的信号相位控制方法，该方法可以包括对固定相移元件中的信号不施加相移或者施加固定相移，以及对所述信号施加可变相移。可变相移的分辨率比固定相移更加精细。这样的方法可以包括首先对固定相移元件中的信号不施加相移或者施加固定相移以产生相移信号并且然后对相移信号施加可变相移。在另一个实施例中，方法包括首先对信号施加可变相移以产生相移信号，并且然后对固定相移元件中的相移信号不施加相移或者施加固定相移。在相移的之前或者之后可以施加振幅增益。因此，在一个实施例中，方法包括对通过在固定相移元件中不施加相移或者施加固定相移，并且对所述信号施加可变相移所产生的相移信号施加振幅增益。替代地，方法可以包括对信号施加振幅增益以产生振幅缩放信号，在这种情况中，施加相移包括在固定相移元件中不施加相移或者施加固定相移和对振幅缩放信号施加可变相移。方法可以包括重复以下操作，即在固定相移元件中不施加相移或者施加各自固定相移，并且施加用于多个信号的可变相移，所述多个信号与各个天线元件子集相关联，天线元件子集包括天线阵列的至少一个天线元件。可以在用户设备、通信网络设备或者两者执行或者实施这些方法。通过阅读以下具体实施方式，本公开的实施例的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。附图说明现在结合附图更详细地描述本专利技术的实施例的示例。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是示例性通信设备的方框图，其示出了相位和振幅控制器的更加详细的示例。图4A是示例性慢波相移器单元模型的示意图。图4B是图4A中示例性单元模块的等同电路的示意图。图5是示例性方法的流程图。具体实施方式图1是示例性通信系统的方框图，在该通信系统中可以实施本公开的实施例。图1中示例性通信系统100包括接入网络102和核心网络104。接入网络102包括通过网络通信链路132、134、136通信的网络设备110、112、114。在示出的示例中用户设备122、124通过接入通信链路138、139与网络设备114通信。接入网络102通过另一个网络通信链路140与核心网络104通信。类似于接入网络102的核心网络104可以包括与接入网络102中的网络设备110、112、114的一个或者多个装置通信的网络设备。然而，核心网络本身可能不直接对用户设备提供通信服务。通信系统100仅用作说明性示例。接入网络102可以包括多于或者少于三个网络设备装置，例如，三个装置可能或者可能不如示出的那样全部直接相互通信。还有，接入网络102中网络设备的多于一个的装置可以对用户设备提供通信服务。可以有多于一个的接入网络102耦合至核心网络104。还应该理解，本公开不以任何方式限定具有接入网络/核心网络结构的通信系统。更一般地说，图1以及其它附图仅用于说明性目的。本公开不限于附图中明确示出的特定示例性实施例。首先考虑接入网络102，各种实施方式的任一种都是可能的。网络设备110、112、114的精确结构取决于实施方式。对用户设备122、124提供通信服务的网络设备114至少包括物理接口和通信电路以支持与用户设备的通过接入链路138、139的接入侧通信。例如，接入侧物理接口可以是天线或者天线阵列形式，其中，接入通信链路138、139是无线链路。在有线接入通信链路138、139的情况下，接入侧物理接口可以是连接至有线通信介质的端口或者连接器。例如，可以在网络设备114处提供多个接入侧接口以支持相同类型或者不同类型的多个接入通信链路138、139。在接入网络设备114处耦合至接入侧物理接口的通信电路类型取决于接入通信链路138、139以及用于与用户设备122、124通信的通信协议的类型。网络设备110、112、114还包括网络侧物理接口或者可能的多个网络侧物理接口以及通信电路以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以控制天线阵列的信号相位的装置，所述装置包括：相移器，用以对在所述相移器的输入端处接收的信号施加相移，所述相移器包括：固定相移元件，可控制以做不施加相移和施加固定相移的其中一个；可变相移元件，所述可变相移元件耦合至所述固定相移元件，可控制以施加可变相移，所述可变相移的分辨率比所述固定相移更加精细。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.29 US 14/608,8651.一种用以控制天线阵列的信号相位的装置，所述装置包括：相移器，用以对在所述相移器的输入端处接收的信号施加相移，所述相移器包括：固定相移元件，可控制以做不施加相移和施加固定相移的其中一个；可变相移元件，所述可变相移元件耦合至所述固定相移元件，可控制以施加可变相移，所述可变相移的分辨率比所述固定相移更加精细。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述相移器还包括：另一个固定相移元件，耦合至所述固定相移元件，所述另一个相移元件可控制以做不施加相移和施加所述另一个固定相移元件的固定相移的其中一个。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固定相移元件被耦合以在所述相移器的所述输入端处接收所述信号，所述可变相移元件被耦合以接收所述固定相移元件的输出。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可变相移元件被耦合以在所述相移器的所述输入端处接收所述信号，所述固定相移元件被耦合以接收所述可变相移元件的输出。5.根据权利要求1所述的装置，还包括：增益电路，所述增益电路耦合至所述相移器，可控制以对来自所述相移器的输出信号施加振幅增益。6.根据权利要求1所述的装置，还包括：增益电路，所述增益电路耦合至所述相移器，可控制以施加振幅增益并且在所述相移器的输入端处提供来自所述增益电路的输出信号。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固定相移元件包括慢波相移器。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可变相移元件包括矢量调制器。9.根据权利要求1所述的装置，还包括：增益电路，所述增益电路耦合至所述相移器，可控制以对在所述增益电路的输入端处接收的信号施加振幅增益，所述增益电路包括可变电压衰减器。10.通信设备，包括：天线阵列，具有多个天线元件；多个相移器，所述多个相移器耦合至所述天线阵列的所述多个天线元件的一个或者多个中的各个天线元件子集，以对在所述相移器的输入端处接收的信号施加相移，每个所述相移器包括固定相移元件，可控制以做不...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·勒鲁，
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