[发明专利]一种射频移相器

说明书

本发明提供一种射频移相器，包括：多段第一传输线、多段第二传输线、多个混频器和多个耦合器；多段第一传输线依次连接构成一母传输线，多段第二传输线依次连接构成另一母传输线，且多段第一传输线和多段第二传输线一一对应；相邻两段第一传输线之间连接有一个耦合器，相邻两段第二传输线之间连接有一个耦合器，两个对应的耦合器之间连接有一个混频器；当两路频率不同的输入信号分别在两条母传输线上进行传输时，依次排列的多个混频器输出一组具有相位梯度的输出信号。本发明通过将两个不同频率的输入信号，在周期节点(混频器)上进行混叠，产生一组相同频率但具有相位梯度的信号，且可以通过改变输入频率改变相位梯度，从而实现相位扫描的功能。

技术领域

本发明涉及相控阵列天线领域，尤其涉及一种射频移相器。

背景技术

下一代移动通信5G将带来几十甚至上百Gbps的通信速率，远超过目前与以往的通信体系。为了实现这一目的，5G不仅利用多个频段的宽带频谱资源，如毫米波频段，也通过大规模天线阵列，通过利用电磁波传输的空间多样性进一步提高信道容量。

在相控阵列天线中，为了实现波束赋性需要对每一个天线单元的相位进行控制，通常是通过模拟移相器的方式实现，模拟移相器一般在射频链路上直接改变射频信号相位，在大规模阵列中，每一路天线都需要一套移相器进行相应相位的控制，导致了整个天线系统结构复杂，成本高且不易控制。

发明内容

本发明实施例提供了一种射频移相器，能够以简单的结构实现对相控阵列天线的相位控制。

本发明提供了一种射频移相器，包括：多段第一传输线、多段第二传输线、多个混频器和多个耦合器；

多段所述第一传输线依次连接构成一母传输线，多段所述第二传输线依次连接构成另一母传输线，且多段所述第一传输线和多段所述第二传输线一一对应；

相邻两段所述第一传输线之间连接有一个所述耦合器，相邻两段所述第二传输线之间连接有一个所述耦合器，两个对应的所述耦合器之间连接有一个所述混频器；

当两路频率不同的输入信号分别在两条所述母传输线上进行传输时，依次排列的多个所述混频器输出一组具有相位梯度的输出信号。

优选地，若所述耦合器不具有相位延时，当两路频率不同的输入信号分别在两条所述母传输线上进行反向传输且每个所述混频器的输出信号的频率取差频分量时，所述相位梯度为：

式中，Δl_s、Δl_p分别为第一传输线和第二传输线的长度，v_p为两路输入信号在传输线中的相速度；

其中，两路传输信号的频率满足以下条件：

ω_s＝ω_s0+Δω

ω_p＝ω_p0+Δω

ω_p0-ω_s0＝ω_RF

式中，ω_p、ω_s分别为两路输入信号的频率，ω_p0、ω_s0为预设的两个频率值，ω_RF为输出信号的频率。

优选地，若所述耦合器不具有相位延时，当两路频率不同的输入信号分别在两条所述母传输线上进行反向传输且每个所述混频器的输出信号的频率取和频分量时，所述相位梯度为：

式中，Δl_s、Δl_p分别为第一传输线和第二传输线的长度，v_p为两路输入信号在传输线中的相速度；