[发明专利]一种矢量合成移相器和矢量合成移相方法

说明书

一种矢量合成移相器和矢量合成移相方法。包括：通过第一电流源对第一基准输入激励进行调节后，经过第一矢量方向控制电路后确定矢量方向，输出至第一栅宽控制电路，经过第一栅宽控制电路的调节后，生成第一输出信号；通过第二电流源对第二基准输入激励进行调节后；经过第二矢量方向控制电路后确定矢量方向，输出至第二栅宽控制电路，经过第二栅宽控制电路的调节后，生成第一输出信号；对所述第一输出信号和所述第二输出信号进行矢量合成。本申请能够在保证移相器增益恒定的同时，大幅降低矢量合成器功耗，同时减小了相移值对于电路失配的敏感度，提高了移相器的移相精度。

技术领域

本发明涉及无源移相器领域，尤其涉及一种矢量合成移相器和矢量合成移相方法。

背景技术

相控阵技术具有波束赋形，波束扫描的能力，可以显著提高无线通信系统的信噪比和灵敏度，降低对系统中单个通道的功率和噪声要求，相控阵技术以其优异的特性在军事和微波毫米波信号传输中有广泛的应用，并且已经成为5G毫米波通信的关键技术。如图1所示为典型的相控阵系统原理框图，通过不同通道的可控相位差可以改变波束指向，并进行有效的波束合成。其中根据通道相位差的实现方式分为射频移相，本振移相，中频移相和数字移相等实现方式。数字移相在纯数字域实现，对于数字处理的速度和处理算法要求较高，在高速通信中实现起来相对困难，目前主流的移相方式还是模拟域移相+数字域移相的混合移相方式。模拟域移相(射频移相，本振移相，中频移相)中的重点和难点是移相器的实现。

目前常见的移相器实现方式主要分为无源移相器和有源矢量合成。无源移相器主要缺点有差损大，面积大，带宽小。而采用矢量合成原理的有源移相器主要利用有源器件的放大特性将不同大小的正交信号叠加来获得所需相位。因此其主要优点包括有一定的信号增益，以及可以实现0～360度内任意移相等。

如图2所示，矢量合成有源移相器将输入信号V_in分成两路，两者的相位相差90°，对两路信号分别进行幅度加权A_i和A_j，再将加权后的信号合成得到所需的输出信号V_out，理想情况下不考虑幅度和相位误差的话：

V_out＝(A_i+jA_j)V_in

输出信号的相位为：

输出信号的幅度为：

矢量合成移相器的原理简单，由于很少采用无源器件，电路面积很小，集成度更高，同时可以获得一定的增益。由于有源器件的工作频带较宽，矢量合成的有源移相器可以获得更宽的工作频带。相比无源器件器而言，有源移相器最主要的不足是功耗相对较大。

发明内容

本申请旨在至少解决相关技术中的技术问题之一。

本申请提供一种矢量合成移相器和矢量合成移相方法，至少实现降低矢量合成移相器功耗。

本申请采用如下技术方案。

第一方面，本申请提供一种矢量合成移相器，包括：第一矢量合成支路第二矢量合成支路和合成器，所述第一矢量合成支路的输入端、所述第二矢量合成支路的输入端分别连接于第一基准输入激励和第二基准输入激励，所述第一矢量合成支路的输出端与所述第二矢量合成支路的输出端连接合成器；

所述第一矢量合成支路包括：第一电流源、第一矢量方向控制电路和第一栅宽控制电路；

所述第一基准输入激励经过所述第一电流源的调节后，经过第一矢量方向控制电路后确定矢量方向，输出至第一栅宽控制电路，经过第一栅宽控制电路的调节后，输出至合成器；

所述第二矢量合成支路包括：第二电流源、第二矢量方向控制电路和第二栅宽控制电路；