[發明專利]用于相控陣應用中的RF波束成形的設備和方法

有效

• 申請號: 201380010843.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104137438B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: S·林
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H01Q3/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陳煒

技術領域

本發明一般涉及波束成形。更具體地，本發明涉及用于相控陣應用中的射頻(RF)波束成形的系統、設備和方法。

背景技術

波束成形可用于控制通信信號的接收和發射的方向性。在發射系統中，可在信號源和天線輻射振子之間采用波束成形器(beamformer)來對三維空間中的輻射場進行“整形(shape)”。在接收系統中，可在天線陣列和接收機之間采用波束成形器來影響(整形)接收系統對源自其視野中的信號的相對空間敏感度。

射頻(RF)波束成形在毫米波應用中很常見。傳統RF波束成形架構提出了許多挑戰。作為一個示例，傳統RF相位旋轉器可利用功率組合和/或功率拆分網絡，這些網絡可以逐級(stage-by-stage)地拆分或組合功率。如本領域普通技術人員將領會的，功率組合網絡和功率拆分網絡可能消耗大量的面積并可能顯現顯著的損耗。

需要用于增強相控陣應用中的波束成形的方法、系統和設備。更具體而言，存在著對用于減少波束成形架構的面積量的方法、系統和設備的需求。而且，存在著對用于減少波束成形架構的功率損耗的方法、系統和設備的需求。

發明內容

一種用于接收的設備，包括：多個接收路徑，每一接收路徑包括第一放大器；耦合于所述多個接收路徑的每個輸出的附加放大器；以及耦合至所述附加放大器的輸出的混頻器，所述第一放大器包括跨導放大器并且所述設備被配置成組合來自所述多個接收路徑中的每一者的每個信號，其中所述第一放大器群集式鄰近于所述混頻器。

一種用于接收的方法，包括：在多個接收路徑中的每一個接收路徑中接收信號；在放大器的輸入處在電壓域和電流域中的至少一者中并且在沒有功率組合器的情況下將在所述多個接收路徑的每個接收路徑中接收的每個信號組合成經組合的信號；以及下變頻來自所述放大器輸出的一個版本的經組合的信號，其中所述接收包括在物理上鄰近于所述下變頻被執行的區域的區域處放大一個版本的信號。

附圖說明

圖1描繪了各種波束成形陣列架構。

圖2A圖解包括多個功率拆分器的波束成形發射機。

圖2B圖解包括多個功率組合器的波束成形接收機。

圖3圖解根據本發明的一示例性實施例的發射機波束成形設備。

圖4圖解根據本發明的一示例性實施例的另一發射機波束成形設備。

圖5圖解根據本發明的一示例性實施例的接收機波束成形設備。

圖6圖解根據本發明的一示例性實施例的另一接收機波束成形設備。

圖7圖解根據本發明的一示例性實施例的包括發射機單元和接收機單元的設備。

圖8是圖解根據本發明的一示例性實施例的方法的流程圖。

圖9是圖解根據本發明的一示例性實施例的另一方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖闡述的詳細描述旨在作為本發明的示例性實施例的描述，而無意表示能在其中實踐本發明的僅有實施例。貫穿本描述使用的術語“示例性”意指“用作示例、實例或解說”，并且不應當一定要解釋成優于或勝過其他示例性實施例。本詳細描述包括具體細節以提供對本發明的示例性實施例的透徹理解。對于本領域技術人員將顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐本發明的示例性實施例。在一些實例中，公知的結構和設備以框圖形式示出以免湮沒本文中給出的示例性實施例的新穎性。

如將由本領域普通技術人員理解的，在常規的點對點通信中，在利用單天線解決方案時可能浪費大量能量。相應地，可以在空間域中聚焦能量的各種陣列架構(即，天線陣列)在本領域中是公知的。圖1圖解了各種波束成形陣列架構。盡管圖1解說了各種基于接收機的波束成形陣列架構，但是本領域普通技術人員將理解基于發射機的波束成形陣列架構。具體地，附圖標記100指示射頻(RF)路徑波束成形架構，附圖標記102指示本地振蕩器(LO)路徑波束成形架構，附圖標記104指示中頻(IF)路徑波束成形架構，并且附圖標記106指示數字域架構。