[發明專利]用于天線陣列的相位控制器、其通訊裝置與相位控制方法

有效

• 申請號: 201811390900.6
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109842426B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 姚嘉瑜;陳劭;余建德
• 申請（專利權）人: 徐克銘
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/401;H01Q3/42;H01Q21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供一種用于天線陣列的相位控制器。其特征在于,包括：判斷電路、切換電路、以及相位同調鎖相回路頻率合成電路。其中切換電路耦接判斷電路，相位同調鎖相回路頻率合成電路耦接切換電路。判斷電路用于依據方向系數及同余模數方程式獲得相位系數。切換電路用于依據相位系數及多個第一相位組信號獲得多個第二相位組信號，其中多個第一相位組信號及多個第二相位組信號的頻率皆為第一頻率。相位同調鎖相回路頻率合成電路用于依據多個第二相位組信號產生多個第三相位組信號，其中多個第三相位組信號的頻率皆為第二頻率，并且第二頻率大于第一頻率。

技術領域

本發明涉及天線陣列領域，特別是一種相位控制器及其通訊裝置與用于天線陣列的相位控制方法。

背景技術

現今，具有多個天線的天線陣列及相位控制器廣泛設置于通信裝置，通信裝置例如收發器，發射器或接收器。其中用于天線陣列的相位控制器是通過多個移相器或多個鎖相回路(phase locked loop，PLL)來實現，其中兩兩相鄰的鎖相回路彼此耦接，并通過相位控制器控制天線陣列的相位使輻射信號具有特定的主要輻射方向R。

如圖1A所示，圖1A是現有技術用于通訊裝置的相位控制器的示意圖。通訊裝置包括多個移相器PS_1至PS_n，及多個天線ANT_1至ANT_n，其中n是大于1的整數。其中移相器PS_1至PS_n組成現有技術的相位控制器。天線ANT_1至ANT_n組成現有技術的天線陣列。兩兩相鄰的天線ANT_1至ANT_n具有分隔距離d。

天線陣列接收初始信號及位移初始信號的相位φ0以產生不同相位φ1至φn的多個最終信號。其中天線ANT_1至ANT_n對應于不同相位φ1至φn的最終信號。天線陣列依據相位φ1至φn及分隔距離d決定主要輻射方向R與垂直軸y的夾角ψ，因此決定天線陣列的主要輻射方向R。故通過控制相位φ1至φn能決定天線陣列的輻射模式。

如圖1B所示，圖1B是另一種現有技術用于通訊裝置的相位控制器的示意圖。圖1A中的通訊裝置1的移相器PS_1至PS_n與圖1B中的通訊裝置1’的移相器PD_1至PD_n的配置不同，特別是通訊裝置1’采用步進式配置的移相器PD_1至PD_n，移相器PD_1至PD_n從前一個移相器接收位移相位φ的傳輸信號。通過控制相位φ能決定天線陣列的輻射模式。

不同頻率的移相器的相位位移量彼此不相同，并且移相器具有相位不平衡和增益不匹配的問題。因此，固定差分相位的傳輸信號可能具有相位誤差和振幅誤差而導致天線陣列的輻射模式不正確。

如上所述，天線陣列的另一種現有技術的相位控制器采用多個鎖相回路，并且控制信號可以輸入到鎖相回路中的壓控振蕩電路(voltage controlled oscillators,VCOs)以控制天線陣列的相位。然而，這種用于天線陣列的現有技術的控制器不具有高準確度和低相位噪聲的參考信號源，由于使用壓控振蕩電路進行注入鎖定，從而導致壓控振蕩電路的輸出頻率不準確并且輸出信號中可能存在高相位噪音。

發明內容

有鑒于此，在此提供一種相位控制器及其通訊裝置與用于天線陣列的相位控制方法，藉以解決先前技術存在的問題。

依據一些實施例，一種用于天線陣列的相位控制器其特征在于，包括：判斷電路，用于依據方向系數及同余模數方程式獲得相位系數；切換電路，耦接所述判斷電路，用于依據所述相位系數及多個第一相位組信號獲得多個第二相位組信號，其中所述多個第一相位組信號及所述多個第二相位組信號的頻率皆為第一頻率；以及相位同調鎖相回路頻率合成電路，耦接所述切換電路，用于依據所述多個第二相位組信號產生多個第三相位組信號，其中所述多個第三相位組信號的頻率皆為第二頻率，并且所述第二頻率大于所述第一頻率。