[发明专利]用于天线阵列的相位控制

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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(beam steering)。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。

发明内容

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。