[发明专利]矢量调制器移相器的装置和方法

说明书

提供矢量调制器移相器的装置和方法。在某些实施方案中，移相器包括：正交滤波器，对差分输入信号进行滤波以产生差分同向(I)电压和差分正交相(Q)电压；同向可变增益放大器(I‑VGA)，放大差分I电压以产生差分I电流；正交相可变增益放大器(Q‑VGA)，放大差分Q电压以产生差分Q电流；和电流模式组合器，组合差分I电流和差分Q电流以产生差分输出信号。差分输出信号和差分输入信号之间的相位差由I‑VGA和Q‑VGA的增益设置控制。

技术领域

本发明的实施例涉及电子系统，尤其涉及移相器。

背景技术

移相器用于各种应用中，以控制电子信号(例如射频(RF)信号)的相位。使用移相器进行相位控制的示例应用包括超声、雷达、激光雷达和/或蜂窝通信。

在一个示例中，相控阵天线系统包括沿着RF信号路径到达天线阵列的移相器，从而提供了一种机制，用于控制RF信号的相位，该相位使用相长和相消干涉相结合以提供波束成形。

发明内容

提供矢量调制器移相器的装置和方法。在某些实施方案中，移相器包括：正交滤波器，对差分输入信号进行滤波以产生差分同向(I)电压和差分正交相(Q)电压；同向可变增益放大器(I-VGA)，放大差分I电压以产生差分I电流；正交相可变增益放大器(Q-VGA)，放大差分Q电压以产生差分Q电流；和电流模式组合器，组合差分I电流和差分Q电流以产生差分输出信号。差分输出信号和差分输入信号之间的相位差由I-VGA和Q-VGA的增益设置控制。因此，差分输入信号被分成I和Q分量，它们以适当的幅度缩放以重构具有期望相移的差分输出信号。通过在电流模式下使用求和将I和Q分量组合在一起，可以实现较宽的工作带宽。例如，使用电流模式组合可提高组合I和Q信号分量的准确性，和/或有助于减少输出端的寄生电容以提供宽带工作。还提供此类移相器的校准方案。

在一方面，提供具有宽带操作的移相器。移相器包括：正交滤波器，被配置为对输入信号进行滤波以产生同向(I)电压和正交相(Q)电压；第一可变增益放大器(VGA)，被配置为放大I电压以产生I电流；第二VGA，被配置为放大Q电压以产生Q电流；和电流模式组合器，被配置为组合I电流和Q电流以产生输出信号。第一VGA的第一增益设置和第二VGA的第二增益设置可操作为控制输出信号和输入信号之间的相移。

在另一方面，提供一种相移方法。该方法包括：滤波输入信号以产生同向(I)电压和正交相(Q)电压,使用移相器的第一可变增益放大器(VGA)放大I电压以产生I电流,使用所述移相器的第二VGA放大Q电压以产生Q电流,使用所述移相器的电流模式组合器组合I电流和Q电流以产生输出信号,和通过控制第一VGA的第一增益设置和第二VGA的第二增益设置，控制所述输出信号和所述输入信号之间的相移。

在另一方面，提供一种用于控制有源扫描电子操纵阵列中的波束成形的前端系统。前端系统包括：放大器；和与所述放大器串联的移相器，并被配置为控制射频(RF)输入信号的相位。移相器包括：正交滤波器，被配置为滤波RF输入信号以产生同向(I)电压和正交相(Q)电压,第一可变增益放大器(VGA)，被配置为基于第一增益设置放大I电压以产生I电流,第二VGA，被配置为基于第二增益设置放大Q电压以产生Q电流,和电流模式组合器，被配置为组合I电流和Q电流以产生RF输出信号。

附图说明

图1是包括移相器的相控阵天线系统的一个实施例的示意图。

图2A是包括移相器的前端系统的一个实施例的示意图。

图2B是包括移相器的前端系统的另一实施例的示意图。

图3A是根据一个实施例的移相器的示意图。

图3B是根据另一实施例的移相器的示意图。

图3C是用于移相器的可变增益放大器(VGA)的一个实施例的示意图。