[发明专利]反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器

说明书

技术领域

本发明涉及移相器及其相关应用，更具体的，是关于反射式移相器(reflection-type phase shifter)、相位阵列接收器和相位阵列发射器。

背景技术

移相器是多种无线通信应用中的常见元件。例如，相位阵列接收器需要移相器以实现所需的波束形成(beamforming)。请参考图1。图1是现有技术中反射式移相器的示意图。现有技术中反射式移相器100包含正交耦合器(quadrature coupler)102，以及多个电容，例如电容104和电容106。如图1所示，正交耦合器102包含输入端P1，直通端(through port/direct port)P2，耦合端(coupled port)P3，以及隔离端(输出端)P4。正交耦合器102也可称为90度混合耦合器，用于将一路输入信号分为两路相位差为90度的信号。此外，通过现有技术中的正交耦合器102，输入信号的功率也精确地均分为两部分(-3dB)。若将输入信号表示为a1＝1∠0°，则直通端P2处的输入信号的第一部分表示为，耦合端P3处的输入信号的第二部分表示为

一般而言，对信号b2和b3来说负载是相互匹配的，且两负载具有相同的反射系数Γ，其中，Γ是以极坐标表示的具有幅度分量和相位分量的复数。如图1所示，对信号b2和b3来说，电容104和电容106均可作为反射负载，电容值均为C，而且电容104和电容106具有相同的阻抗从两个负载(电容104和电容106)反射回的信号可以分别表示为和接着，反射信号a2和a3在输入端P1处异相(out of phase)结合(即)，因此输入端P1没有反射信号输出。但是，反射信号a2和a3在隔离端P4处是同相(in phase)结合(即)，因此隔离端P4处会产生输出信号b4。所以，通过适当调整电容104和电容106改变反射系数Γ(Γ为复数)，反射式移相器100可用来提供所需的相位偏移。例如，若电容104和电容106的电容值从0fF(此时相当于断路，即open)变化至无穷(infinite fF)(此时相当于短路，即short)，就可以实现180度的相位偏移。

如上所述，反射负载确定了反射系数Γ，而反射系数Γ则控制反射式移相器产生的输出信号最终的相位偏移。因此，迫切需要一种简单有效的方式来调整反射负载，以改变反射系数至所需值。

发明内容

为解决上述问题，迫切需要一种简单有效的方式来调整反射负载，以改变反射系数至所需值。本发明目的之一在于提供反射式移相器、相位阵列接收器和相位阵列发射器。

本发明提供一种反射式移相器，包括：耦合器，具有用于接收输入信号的输入端，用于接收该输入信号第一部分的直通端，用于接收该输入信号第二部分的耦合端，以及用于输出输出信号的隔离端，该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生；第一反射负载，电连接于该直通端，用于反射该输入信号该第一部分，以产生该第一反射信号至该直通端；以及第二反射负载，电连接于该耦合端，用于反射该输入信号该第二部分，以产生该第二反射信号至该耦合端；其中，该第一反射负载与该第二反射负载中至少一者等效于传输线。

本发明另提供一种反射式移相器，包括：正交耦合器，具有用于接收输入信号的输入端，用于接收该输入信号第一部分的直通端，用于接收该输入信号第二部分的耦合端，以及用于输出输出信号的隔离端，该输出信号根据该直通端的第一反射信号和该耦合端的第二反射信号而产生；第一可调传输线(tunable transmission line)，电连接于该直通端，用于反射该输入信号该第一部分，以产生该第一反射信号至该直通端；以及第二可调传输线，电连接于该耦合端，用于反射该输入信号该第二部分，以产生该第二反射信号至该耦合端。