[发明专利]一种双向矢量调制有源移相器及电子设备

说明书

本发明公开了一种双向矢量调制有源移相器及电子设备，属于电子通信技术领域。移相器包括：发射I路电路、发射Q路电路、接收I路电路、接收Q路电路以及双向正交信号发生器；在发射模式下，两路同相信号分别经过第一差分共源放大器和第二差分共源放大器进行放大后，进入双向正交信号发生器并输出两路正交信号；两路正交信号分别经过第三吉尔伯特单元和第四吉尔伯特单元，进行象限切换和/或象限内移相后输出；在该模式下，第一吉尔伯特单元、第二吉尔伯特单元、第三差分共源和第四差分共源不工作。由于差分共源放大器的增益变化不影响输出相位，因此控制差分共源放大器的增益可实现输出增益调节，实现不影响输出相移特性的情况下调节输出幅度。

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种双向矢量调制有源移相器及电子设备。

背景技术

当今无线通信技术在航空航天、雷达探测、自动驾驶、智能手机等领域都占领着重要地位，而随着无线技术的快速发展，各个领域对无线通信系统也提出了更高的需求。当前，6GHz以下的射频频段频谱资源已然相当拥挤，为满足更高数据率的无线传输需求，越来越多的人们将目光投向了毫米波频段。相控阵技术的波束赋形与波束扫描能力可以显著提高无线通信系统的信噪比和灵敏度，降低对系统中单个设备的功率和噪声的要求，因此，相控阵技术广泛应用在毫米波系统中。

移相器作为相控阵系统实现波束扫描的重要组件，其设计好坏直接影响着整个系统的性能。移相器可分为无源移相器与有源移相器两大类，有源移相器采用矢量合成方法，相比于无源移相器，有源移相器面积更小，损耗低，是近年的研究热点。

有源移相器主要由正交信号发生器以及可变增益放大器组成。但是现有的有源移相器存有以下问题：1）现有基于耦合器的正交信号发生器输出幅度相位误差较大，带宽较窄，且不具双向正交信号发生功能；2）现有双向矢量调制有源移相器中能同时实现移相与增益调节功能的较少，或增益调节时输出相位变化大。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种双向矢量调制有源移相器及电子设备。

本发明所采用的技术方案是：

一种双向矢量调制有源移相器，包括：

发射I路电路，包括第一差分共源放大器和第一吉尔伯特单元；

发射Q路电路，包括第二差分共源放大器和第二吉尔伯特单元；

接收I路电路，包括第三差分共源放大器和第三吉尔伯特单元；

接收Q路电路，包括第四差分共源放大器和第四吉尔伯特单元；

双向正交信号发生器，发射I路电路的两个输出端与发射Q路电路的两个输出端分别与双向正交信号发生器第一侧的四个端口连接，接收I路电路的两个输出端与接收Q路电路的两个输出端分别与双向正交信号发生器第二侧的四个端口连接；

在发射模式下，两路同相信号分别经过第一差分共源放大器和第二差分共源放大器进行放大后，进入双向正交信号发生器并输出两路正交信号；两路正交信号分别经过第三吉尔伯特单元和第四吉尔伯特单元，进行象限切换和/或象限内移相后输出；在该模式下，第一吉尔伯特单元、第二吉尔伯特单元、第三差分共源和第四差分共源不工作；

在接收模式下，两路同相信号分别经过第三差分共源放大器和第四差分共源放大器进行放大后，进入双向正交信号发生器并输出两路正交信号；两路正交信号分别经过第一吉尔伯特单元和第二吉尔伯特单元，进行象限切换和/或象限内移相后输出；在该模式下，第三吉尔伯特单元、第四吉尔伯特单元、第一差分共源和第二差分共源不工作；

其中，所述发射I路电路、发射Q路电路、接收I路电路和接收Q路电路的电路结构均相同。

进一步地，所述第一差分共源放大器包括第一晶体管和第二晶体管；