接收器、低噪声放大器以及无线通信装置制造方法及图纸

一种用于经由多个天线接收波束成形信号的接收器、用于支持波束成形功能的低噪声放大器以及无线通信装置。低噪声放大器可包含第一晶体管和第二晶体管以及连接到第二晶体管的栅极的可变电容电路。可变电容电路可根据波束成形信息基于施加于电路的电容控制信号选择性地改变其电容，其中改变的电容相对应地导致低噪声放大器的输出信号的相位变化。针对放大器可在发射信号路径中采用类似方案以操控发射波束。

Receiver, Low Noise Amplifier and Wireless Communication Device

A receiver for receiving beamforming signals via multiple antennas, a low noise amplifier for supporting beamforming functions, and a wireless communication device are used. A low noise amplifier may comprise a first transistor and a second transistor and a variable capacitor circuit connected to a gate of the second transistor. The variable capacitance circuit can selectively change its capacitance based on the beam forming information and the capacitance control signal applied to the circuit, in which the changed capacitance corresponds to the phase change of the output signal of the low noise amplifier. Similar schemes can be used in the transmitting signal path for the amplifier to control the transmitting beam.

【技术实现步骤摘要】
接收器、低噪声放大器以及无线通信装置相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局于2017年10月13日提交的韩国专利申请第10-2017-0133483号和2018年4月26日提交的韩国专利申请第10-2018-0048473号的优先权，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术概念涉及一种用于支持波束成形功能的低噪声放大器、包含低噪声放大器的接收器和收发器以及接收器/收发器中的相移电路。
技术介绍
由无源元件组成的移相器可改变信号的相位，同时在不消耗直流电(directcurrent；DC)功率的情况下保持线性。然而，在移相器中，由于无源元件的插入损耗相对较大，且因此，低噪声放大器可用于补偿插入损耗。另外，因为无源元件的尺寸较大，所以在将一般的移相器应用到芯片形式集成的相控阵系统时会产生问题。由有源元件组成的移相器可具有令人满意的增益和准确度以及高集成度。此有源类移相器因此适合于芯片内的集成。然而，为满足典型波束成形系统中的必备的性能，除有源类型移相器之外还使用低噪声放大器，从而导致功率消耗增加。
技术实现思路
本专利技术概念提供一种低噪声放大器，所述噪声放大器支持波束成形功能、具有减少的插入损耗和减小的放大增益变化且与常规放大器相比尺寸较小。因此，嵌入低噪声放大器的射频(radiofrequency；RF)芯片的尺寸可相对于当前RF芯片减小。本专利技术概念还提供一种包含低噪声放大器的接收器。根据本专利技术概念的一方面，提供一种用于经由多个天线接收波束成形信号的接收器。所述接收器可包含具有第一放大器电路和第二放大器电路的至少一个相移低噪声放大器以及可变电容电路。第一放大器电路可具有用于放大输入信号以提供第一放大信号的第一晶体管，其中输入信号来源于由多个天线中的一个所接收的波束成形信号的一部分。第二放大器电路可具有用于放大第一放大信号以产生对应的输出信号的第二晶体管。可变电容电路可选择性地改变其电容以导致输出信号的对应相位变化。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种用于支持波束成形功能的低噪声放大器。所述低噪声放大器可包含第一晶体管和第二晶体管，各自具有栅极、源极以及漏极，其中第二晶体管的源极连接到第一晶体管的漏极。第一晶体管放大在其栅极处所接收的输入信号且在其漏极处提供对应的第一放大信号。第二晶体管放大第一放大信号以在其漏极处提供对应的输出信号。连接到第二晶体管的栅极的可变电容电路根据波束成形信息基于施加于所述电路的电容控制信号选择性地改变其电容。被改变的电容相对应地导致输出信号的相位变化。根据本专利技术概念的又一方面，提供一种用于支持波束成形功能的无线通信装置。所述无线通信装置包含低噪声放大器，所述低噪声放大器放大来源于从外部源接收的波束成形信号的输入信号并输出对应的输出信号。低噪声放大器包含用于选择性地改变输出信号的相位的可变电容电路。移相器耦接到低噪声放大器的输出终端或输入终端，其中移相器进一步改变输出信号的相位。控制电路基于波束成形信息产生用于可变电容电路的电容控制信号和用于移相器的控制信号。根据本专利技术概念的又另一方面，提供一种用于支持波束成形功能的收发器。所述收发器包括接收器部分，所述接收器部分包含分别耦接到共同地接收波束成形信号的N个天线的N个接收信号路径。N个接收信号路径中的每一个可包含相移低噪声放大器，所述相移低噪声放大器包括：第一放大器电路，包括用于放大输入信号以提供第一放大信号的第一晶体管，所述输入信号来源于由N个天线中的相应一个所接收的波束成形信号的一部分；第二放大器电路，包括用于放大第一放大信号以产生对应输出信号的第二晶体管；以及可变电容电路，用于选择性地改变其电容以导致输出信号的对应相位变化。收发器可更包含发射器部分，所述发射器部分包括N个相移功率放大器，各自具有与相移低噪声放大器基本上相同的配置。附图说明根据结合附图进行的以下详细描述将更清楚地理解本专利技术概念的实施例，其中相同附图标号指示相同元件或特征，其中：图1为示出包含执行无线通信操作的无线通信装置的无线通信系统的图式。图2为根据实施例的收发器的框图。图3为根据实施例的接收器的框图。图4为根据实施例的接收器电路的框图。图5为根据实施例的能够选择性地改变信号相位的低噪声放大器的电路图。图6A和图6B为示出图5中的可变电容电路的对应实施例的电路图。图7为解释图5中的第二晶体管的相位特征的图5的低噪声放大器的等效电路的电路图。图8为根据实施例的具有增益固定电路的低噪声放大器的电路图，所述增益固定电路能够减小在相移范围内放大增益的变化。图9A为在图5的低噪声放大器的实例案例的相移范围内增益相对于频率的图表。图9B为在具有图8中的增益固定电路的低噪声放大器的实例案例的相同相移范围内增益相对于频率的图表。图10为根据实施例的包含开关元件的低噪声放大器的电路图。图11A和图11B为用于解释具有不同对应状态的开关元件的图10的放大器的对应操作模式的图式。图12为根据实施例以两级实施的低噪声放大器的电路图。图13为根据实施例的支持包含波束成形功能的通信功能的电子装置的框图。附图标号说明1：无线通信系统；1stST：第一级电路；2ndST：第二级电路；10：无线通信装置；11、12：基站；13：卫星；14：广播站；15：系统控制器；100：收发器；100'：接收器；101、101'：合路器；102：分路器；103_1、103_2、103_1'、…、103_n'：混频器；104_1、…、104_i、…、104_n：可变增益放大器；105_1、…、105_i、…、105_n、105_1'、…、105_n'、210、210a、210b、210c、310：低噪声放大器；106_1、…、106_i、…、106_n：功率放大器；107_1'、107_2'、…、107_n'、107_1a、107_2a、…、107_na、107_1b、…、107_nb、220：移相器；108_1、…、108_n：发射/接收选择开关；109、109'：RF控制器；110：调制解调器；200：接收器电路；212：放大器电路；214：相移电路/可变电容电路；214a、214b：可变电容电路；215：增益固定电路；222：第一相移区块；224：第二相移区块；226：第三相移区块；1000：电子装置；1010：存储器；1011：程序存储部分；1012：数据存储部分；1013：应用程序；1014：开关与相位管理程序；1020：处理器单元；1021：存储器接口；1022：处理器；1023：外围装置接口；1040：输入/输出控制单元；1050：显示单元；1060：输入装置；1090：通信处理单元；arg(AV)：相位特征；AT_1、…、AT_i、…、AT_n、AT_1'、…、AT_n'：天线；AV：放大增益；B：节点；C、C1、…、CC1、CC2、CC3、…、CL、CL1、CL2、CL3、CL4、…、Cm：电容器元件；Cgs：栅极-源极电容器元件；CK：可变电容器元件；CKT_eq：等效电路；CS：电流源；CSCAP、CSCAP1、CSCAP2、CSCAPa、CSCAPb：电容控制信号；CSS：开关控制信号；CSS1：第一开关控制信号；CSS2：第二开关控制信号；gds：第一负载电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于经由多个天线接收波束成形信号的接收器，所述接收器包括：第一放大器电路，包括用于放大输入信号以提供第一放大信号的第一晶体管，所述输入信号来源于由所述多个天线中的一个所接收的所述波束成形信号的部分；第二放大器电路，包括用于放大所述第一放大信号以产生对应的输出信号的第二晶体管；以及可变电容电路，用于选择性地改变其电容以导致所述输出信号的对应相位变化。

【技术特征摘要】
2017.10.13 KR 10-2017-0133483;2018.04.26 KR 10-2011.一种用于经由多个天线接收波束成形信号的接收器，所述接收器包括：第一放大器电路，包括用于放大输入信号以提供第一放大信号的第一晶体管，所述输入信号来源于由所述多个天线中的一个所接收的所述波束成形信号的部分；第二放大器电路，包括用于放大所述第一放大信号以产生对应的输出信号的第二晶体管；以及可变电容电路，用于选择性地改变其电容以导致所述输出信号的对应相位变化。2.根据权利要求1所述的接收器，其中所述第一晶体管以及所述第二晶体管各自具有栅极、漏极以及源极，其中：所述第一晶体管通过其栅极接收所述输入信号以及通过其漏极输出所述第一放大信号；所述第二晶体管通过其栅极连接到所述可变电容电路；通过其源极连接到所述第一晶体管的所述漏极；以及通过其漏极输出所述输出信号。3.根据权利要求1所述的接收器，其中所述第一晶体管以及所述第二晶体管作为级联放大器操作。4.根据权利要求2所述的接收器，其中所述可变电容电路的一端连接到所述第二晶体管的所述栅极，且所述可变电容电路的另一端连接到接地。5.根据权利要求1所述的接收器，其中所述可变电容电路接收基于关于所述波束成形信号的信息产生的电容控制信号，以及基于所述电容控制信号改变所述可变电容电路的所述电容。6.根据权利要求1所述的接收器，其中所述可变电容电路包括多个电容器元件以及分别连接到所述多个电容器元件的多个开关元件。7.根据权利要求1所述的接收器，其中所述可变电容电路包括可变电抗器元件，所述可变电抗器元件具有连接到所述第二晶体管的栅极的一端以及接收电容控制电压的相对端。8.根据权利要求1所述的接收器，更包括移相器，其耦接到所述第二晶体管，用于另外改变所述输出信号的所述相位。9.根据权利要求1所述的接收器，更包括第三放大器电路，所述第三放大器电路包括用于接收所述输出信号、放大所述输出信号以及输出被放大的所述输出信号的第三晶体管。10.根据权利要求9所述的接收器，其中：所述第一晶体管、所述第二晶体管以及所述第三晶体管各自具有栅极、源极以及漏极；所述第一晶体管通过其栅极接收所述输入信号以及通过其漏极输出所述第一放大信号；所述第二晶体管通过其栅极连接到所述可变电容电路，通过其源极连接到所述第一晶体管的所述漏极，且通过其漏极输出所述输出信号；以及所述第三晶体管通过其源极连接到所述第二晶体管的所述漏极，且通过其漏极输出被放大的所述输出信号。11.根据权利要求10所述的接收器，其中所述第一晶体管、所述第二晶体管以及所述第三晶体管被连接为级联放大器。12.根据权利要求10所述的接收器，其中所述第三放大器电路更包括连接于所述第三晶体管的所述漏极与节点之间的开关元件，所述第二晶体管的所述漏极以及所述第三晶体管的所述源极连接到所述节点。13.根据权利要求12所述的接收器，其中：在第一操作模式中，实际上在所述开关元件断开时，所述可变电容电路的所述电容选择性地可变以改变所述输出信号的所述相位；以及在第二操作模式中，实际上在所述开关元件闭合时，所述可变电容电路的所述电容保持在恒定值，由此保持所述输出信号的所述相位固定。14.根据权利要求1所述的接收器，更包括缓冲电路，所述缓冲电路耦接于所述第一晶体管与所述多个天线中的一个之...

【专利技术属性】
技术研发人员：金荣敏，李宰承，林重锡，张必城，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR