相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求獲得申請日2015年1月23日、申請?zhí)枮?4/603,908、題為“用于天線陣列的相位控制”的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述申請的全部內(nèi)容通過引用并入本申請。

本申請一般涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地涉及天線陣列系統(tǒng)中的相位控制。

背景技術(shù)：

具有多個天線元件的天線陣列用于各種類型的通信設(shè)備中。通過控制送到天線陣列元件或從天線陣列元件接收的信號的相位，使引導(dǎo)天線陣列的波束成為可能。這稱為波束調(diào)向(beamsteering)。相位控制可應(yīng)用于從天線陣列傳輸所用的信號和/或通過天線陣列在空中接收的信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個實(shí)施例提供了一種相位控制裝置。所述裝置可以包括用于提供第一可變控制電壓的第一控制電壓源，以及用于將第一可變控制電壓劃分為第一組分壓的第一分壓器。所述裝置也可以包括多個相移元件，每個都耦合到第一分壓器，以接收第一組分壓中的對應(yīng)分壓。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件依賴其對應(yīng)分壓的大小，將對應(yīng)相移施加到在相移元件的輸入上接收的信號。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件被配置為將其對應(yīng)的相移施加到與天線陣列中的對應(yīng)天線元件子單元相關(guān)聯(lián)的信號。

在一些實(shí)施例中，天線陣列中的天線元件子單元可以沿第一軸線分布。

在一些實(shí)施例中，所述由每個相移元件接收的對應(yīng)分壓與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的所述天線元件子單元沿所述第一軸線的位置成比例。

在一些實(shí)施例中，天線陣列中的天線元件子單元也可以沿第二軸線分布。

一種裝置也可以包括用于提供第二可變控制電壓的第二控制電壓源，以及用于將第二可變控制電壓劃分為第二組分壓的第二分壓器。

在包括第二分壓器的一些實(shí)施例中，每個相移元件也可以耦合到所述第二分壓器，以接收所述第二租分壓中對應(yīng)的分壓，每個相移元件還依賴于所述第二租分壓中對應(yīng)分壓的大小來施加其對應(yīng)的相移。

在一些實(shí)施例中，所述由每個相移元件接收的、所述第二組分壓中對應(yīng)的分壓與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的、所述天線元件子單元沿所述第二軸線的位置成比例。

一種裝置也可以包括具有天線元件子單元的天線陣列，所述天線元件子單元分布在由第一軸線和第二軸線界定的平面上的平面陣列中。

在一些實(shí)施例中，所述天線元件子單元以網(wǎng)格圖案設(shè)置在平面陣列中，其列沿所述天線陣列的第一軸線，并且其行沿所述天線陣列的第二軸線。

在一些實(shí)施例中，所述第一分壓器可包括并聯(lián)耦合在一起、并沿所述天線陣列的所述第二軸線分布的第一組分壓器。類似地，所述第二分壓器可以包括并聯(lián)耦合在一起、并沿所述天線陣列的所述第一軸線分布的第二組分壓器。在一些這樣的實(shí)施例中，所述相移元件可以耦合到所述第一分壓器和所述第二分壓器，對于沿所述第一軸線、位于所述平面陣列的第m位置、且沿所述第二軸線、位于所述平面陣列的第n位置的天線元件子單元，其所耦合的相移元件耦合到沿所述第一軸分布的所述第二組分壓器的第m分壓器，以及沿所述第二軸分布的所述第一組分壓器的第n分壓器。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件可以包括相移驅(qū)動器，被配置為向?qū)?yīng)的分壓施加校準(zhǔn)因子和/或偏移以產(chǎn)生校準(zhǔn)后的分壓。在一些這樣的實(shí)施例中，每個相移元件可以被配置為依賴于由其相移驅(qū)動器生成的校準(zhǔn)后的分壓的大小，施加其對應(yīng)的相移。

通過在所述第一分壓器的第一端施加正電壓，并在第一分壓器的第二端，即對面端，施加負(fù)電壓，可提供所述第一可變控制電壓。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件可以包括相移驅(qū)動器，被配置為將第一組分壓的對應(yīng)分壓和第二組分壓的對應(yīng)分壓進(jìn)行求和。在一些這樣的實(shí)施例中，每個相移元件可被配置為依賴得到的所述和，施加其對應(yīng)相移。相移驅(qū)動器還可以被配置為向得到的所述和施加校準(zhǔn)因子和/或偏移，以產(chǎn)生校準(zhǔn)后的相移控制電壓。在一些這樣的實(shí)施例中，每個相移元件可被配置為依賴于由其相移驅(qū)動器生成的校準(zhǔn)后的相移控制電壓，施加其對應(yīng)的相移。

在一些實(shí)施例中，所述由每個相移元件接收的對應(yīng)分壓與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的所述天線元件子單元沿所述第一軸線的位置的非線性函數(shù)成比例。

包括具有多個天線元件子單元的天線陣列的通信設(shè)備也可以包括相位控制器。所述相位控制器可以包括如上所述的裝置，其耦合到所述天線陣列的所述天線元件子單元，其中每個天線元件子單元包括所述天線陣列的至少一個天線元件。

也公開了一種相位控制方法，并且可以涉及提供第一可變控制電壓，將所述第一可變控制電壓劃分為第一組分壓，并且，在多個相移元件的每一個元件上，接收所述第一組分壓中的對應(yīng)分壓，并且依賴于所述第一組分壓中的對應(yīng)分壓的大小，將對應(yīng)相移施加到信號。

在一些實(shí)施例中，施加對應(yīng)相移包括將對應(yīng)的相移施加到與天線陣列中對應(yīng)天線元件子單元相關(guān)聯(lián)的信號。

在一些實(shí)施例中，所述天線陣列中的天線元件子單元可以沿第一軸線分布。在一些這樣的實(shí)施例中，劃分所述第一可變控制電壓包括劃分所述第一可變控制電壓，使得由每個相移元件接收的對應(yīng)分壓與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的所述天線元件子單元沿所述第一軸線的位置成比例。

在一些實(shí)施例中，所述天線陣列中的天線元件子單元也可以沿著第二軸線分布。在一些這樣的實(shí)施例中，一種方法還可以包括提供第二可變控制電壓，并將所述第二可變控制電壓劃分為第二組分壓。每個相移元件可以接收所述第二組分壓中的對應(yīng)分壓，并且施加所示對應(yīng)相移還依賴于第二組分壓中的對應(yīng)分壓的大小。

在一些實(shí)施例中，劃分所述第二可變控制電壓，以使所述由每個相移元件接收的、所述第二組分壓中對應(yīng)的分壓與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的、所述天線元件子單元沿所述第二軸線的位置成比例。

在一些實(shí)施例中，所述第一組分壓中的對應(yīng)分壓和第二組分壓中的對應(yīng)分壓可以求和，并且所述相移元件可以依賴于得到的所述和，將其對應(yīng)相移施加到信號上。

在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)因子和/或偏移可以施加到得到的所述和，以生成校準(zhǔn)后的相移控制電壓，并且相移元件可以依賴于所述校準(zhǔn)后的相移控制電壓，將其對應(yīng)相移施加到信號e上。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖描述實(shí)施例，在附圖中：

圖1是示例性通信系統(tǒng)的方框圖；

圖2是示例性通信設(shè)備的方框圖；

圖3是處于均勻線性陣列的元件處的平面波相位的示例性均勻線性天線陣列圖；

圖4是示例性分壓器圖；

圖5是示例性二維(2d)平面天線陣列圖；

圖6是用于在2d平面天線陣列中控制相位的示例性相位控制器的示意圖；

圖7是可用于相位控制器中相移元件的示例性電壓求和電路圖；

圖8是可用在相位控制器中的示例性相移元件的方框圖；

圖9是可用于相移驅(qū)動器中作為相位控制器中的相移元件一部分的示例性校準(zhǔn)器電路的方框圖；

圖10是在鎖相環(huán)路中實(shí)現(xiàn)的示例性相移元件的方框圖；

圖11是用于在2d平面天線陣列中控制相位的另一個示例性相位控制器的示意圖；

圖12是示例性連續(xù)電阻的截面圖；

圖13是為2d平面天線陣列的控制相位的另一個示例性相位控制器的示意圖；

圖14是覆蓋在2d平面天線陣列上的示例性有源射頻(rf)透鏡功能的示意圖；

圖15是示例方法的流程圖；并且

圖16是另一個示例方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1是可以在其中實(shí)現(xiàn)本公開的實(shí)施例的示例通信系統(tǒng)的方框圖。圖1中的示例通信系統(tǒng)100包括接入網(wǎng)絡(luò)102和核心網(wǎng)絡(luò)104。接入網(wǎng)絡(luò)102包括在示例中所示的、通過網(wǎng)絡(luò)通信鏈路132、134、136進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114，以及通過接入通信鏈路138、139與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114通信的用戶設(shè)備122、124。接入網(wǎng)絡(luò)102通過另一網(wǎng)絡(luò)通信鏈路140與核心網(wǎng)絡(luò)104通信。類似于接入網(wǎng)絡(luò)102，核心網(wǎng)絡(luò)104可以包括與接入網(wǎng)絡(luò)102中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114的一個或多個裝置進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。然而，在具有接入網(wǎng)絡(luò)102和核心網(wǎng)絡(luò)104的通信系統(tǒng)中，核心網(wǎng)絡(luò)本身可能并不直接向用戶設(shè)備提供通信服務(wù)。

通信系統(tǒng)100僅用作說明性示例。接入網(wǎng)絡(luò)102可以包括多于或少于三個的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備裝置，例如，未必全部如圖示一般直接地相互通信。此外，接入網(wǎng)絡(luò)102中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可有不止一個裝置向用戶設(shè)備提供通信服務(wù)?？梢杂胁恢挂粋€接入網(wǎng)絡(luò)102耦合到核心網(wǎng)絡(luò)104。還應(yīng)當(dāng)理解，本公開在任何方面均不限于具有接入網(wǎng)絡(luò)/核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)。

更一般地，圖1以及其他附圖僅用于說明的目的。本公開不限于附圖中明確示出的具體示例實(shí)施例。

首先考慮接入網(wǎng)絡(luò)102，各種實(shí)施方式中的任何一種都是可能的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114的確切結(jié)構(gòu)，以及由此等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供通信服務(wù)的用戶設(shè)備122、124的確切結(jié)構(gòu)，是依具體實(shí)施方式而定的。

至少有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114(向用戶設(shè)備122，124提供通信服務(wù))包括物理接口和通信電路，以支持通過接入鏈路138、139與用戶設(shè)備的接入側(cè)通信。例如，接入側(cè)物理接口可以是天線或天線陣列的形式，其中接入通信鏈路138、139是無線鏈路。若為有線接入通信鏈路138、139的情況，接入側(cè)物理接口可以是到有線通信介質(zhì)的端口或連接器。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114上，可以提供多個接入側(cè)接口，以支持例如相同類型或不同類型的多個接入通信鏈路138，139。在接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114上耦合到接入側(cè)物理接口的通信電路的類型取決于接入通信鏈路138、139的類型，以及用于與用戶設(shè)備122、124通信的通信協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114也包括網(wǎng)絡(luò)側(cè)物理接口，或可能的多個網(wǎng)絡(luò)側(cè)物理接口以及實(shí)現(xiàn)與接入網(wǎng)絡(luò)102中其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行通信的通信電路。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114的至少一些裝置也包括一個或更多網(wǎng)絡(luò)側(cè)物理接口和通信電路，以通過通信鏈路140實(shí)現(xiàn)與核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114和核心網(wǎng)絡(luò)104之間，可以存在多個通信鏈路。在接入網(wǎng)絡(luò)102中的網(wǎng)絡(luò)側(cè)通信鏈路132、134、136以及到核心網(wǎng)絡(luò)104的通信鏈路140可以是相同類型的通信鏈路。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114上相同類型的物理接口和相同的通信電路可以支持接入網(wǎng)絡(luò)102中接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信，以及接入網(wǎng)絡(luò)102和核心網(wǎng)絡(luò)104之間的通信。也可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114上改為提供不同的物理接口和通信電路，用于接入網(wǎng)絡(luò)102之內(nèi)和接入網(wǎng)絡(luò)102與核心網(wǎng)絡(luò)104之間的通信。

核心網(wǎng)絡(luò)104中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上可以類似于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114。然而，如上所述，核心網(wǎng)絡(luò)104中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備未必直接向用戶設(shè)備提供通信服務(wù)，因此未必包括用于接入通信鏈路或相關(guān)聯(lián)的接入側(cè)通信電路的接入側(cè)物理接口。核心網(wǎng)絡(luò)104中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的物理接口和通信電路可以支持與接入網(wǎng)絡(luò)102中相同類型的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路、不同類型的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路或以上兩者。

正如在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備110、112、114處的物理接口和核心網(wǎng)絡(luò)104中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的確切結(jié)構(gòu)依具體實(shí)施方式而定一樣，相關(guān)聯(lián)的通信電路也是依具體實(shí)施方式而定的。通常，硬件、固件、執(zhí)行軟件的組件或其某些組合可用于實(shí)現(xiàn)這樣的通信電路?？赡苓m于實(shí)現(xiàn)通信電路的電子設(shè)備尤其包括微處理器、微控制器、可編程邏輯器件(pld)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)以及其他類型的“智能”集成電路。軟件可以存儲在存儲器中以執(zhí)行。所述存儲器可以包括一個或更多物理存儲裝置，包括各種類型的固態(tài)存儲裝置和/或帶有可移動甚或可移除存儲介質(zhì)的存儲裝置中的任何類型。

用戶設(shè)備122、124的每個裝置包括物理接口和通信電路，其與在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114處的接入側(cè)物理接口和通信電路兼容，以使得用戶設(shè)備能夠與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信?？梢栽谟脩粼O(shè)備122，124上提供相同或不同類型的多個物理接口。用戶設(shè)備122、124也可以包括諸如輸入/輸出設(shè)備的部件，通過該部件，可向用戶提供用戶設(shè)備的功能。例如，若為無線通信設(shè)備的情況，如智能電話，這些功能不僅可以包括通信功能，也可以包括不需要涉及通信的其他本機(jī)功能。相同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114可以服務(wù)不同類型的用戶設(shè)備122、124，例如不同的智能手機(jī)。

在通信鏈路132、134、136、138、139、140和核心網(wǎng)絡(luò)104的通信鏈路之中，任一個都可以潛在地是或包括無線通信鏈路。此等通信鏈路往往在接入網(wǎng)絡(luò)102中比在核心網(wǎng)絡(luò)104中使用更多，不過無線通信鏈路也可能在核心網(wǎng)絡(luò)級別中。包括多個天線元件的天線陣列可以在無線通信鏈路的各端使用，以實(shí)現(xiàn)空中通信。

波束調(diào)向通常也包括在波束成形的能力中，其利用信號相位變化對多元件天線陣列中的天線波束特性的影響。在發(fā)送方向上，將不同的相移施加于同一個天線饋送信號上，再經(jīng)由天線陣列發(fā)送。將已經(jīng)施加了不同相移的信號相移版本分別提供給對應(yīng)的天線單元子單元。每個天線單元子單元可以包括單個或多個天線單元，可能設(shè)置成1d或2d子陣列。在接收方向上，將反向相移施加到在對應(yīng)的天線單元子單元處接收的信號，生成接收信號，用于進(jìn)一步處理。在一些情況下，也可以施加振幅偏移，例如，作為校準(zhǔn)功能的一部分，如果移相器設(shè)置碰巧影響了移相器的振幅傳遞的話。然而，為了清楚起見，在隨后的描述中將僅詳述相位控制。

圖2是示例性通信設(shè)備200的方框圖，其中包括天線陣列202。在圖示例中，相位控制器204耦合到天線陣列202，并且波束形成器或饋送網(wǎng)絡(luò)206耦合到相位控制器。發(fā)送器210和接收器212可以是收發(fā)器214的一部分，耦合到波束形成器206。發(fā)送器210和接收器212也可以與其他組件耦合，如進(jìn)一步處理接收信號或執(zhí)行處理以生成信號以便通過天線陣列202在無線通信鏈路上進(jìn)行發(fā)送的其他信號處理組件，一個或更多輸入/輸出設(shè)備，和/或一個或更多存儲裝置。

天線陣列202包括多個天線元件，并且是與通信介質(zhì)的物理接口的示例。天線元件可以采取各種形式中的任何形式，取決于實(shí)現(xiàn)圖2所示的組件的無線設(shè)備的類型。通常，天線元件的尺寸由要在介質(zhì)(空中)接口處接收和/或發(fā)送的信號的波長決定。

示例性通信設(shè)備200可以是通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或用戶設(shè)備。在一個實(shí)施例中，圖2所示的組件在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶設(shè)備上均實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)例如圖1中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備114和用戶設(shè)備122、124之間的通信。

下面參照圖3至14進(jìn)一步詳述相位控制器204的示例。每個相位控制器204耦合到對應(yīng)的天線元件子單元，每個子單元可以包括天線陣列202的一個或更多天線元件。在一個實(shí)施例中，每個相位控制器204耦合到對應(yīng)的單個天線元件，不過在其他實(shí)施例中，每個相位控制器耦合到多個天線元件。相位控制器204可耦合到多個天線元件，但每個天線元件通常僅耦合到一個相位控制器。

波束形成器206可以在硬件、固件、執(zhí)行軟件的一個或更多組件或其某種組合中實(shí)現(xiàn)。發(fā)送器210和接收器212可以在硬件、固件、執(zhí)行軟件的一個或多個組件或其某種組合中實(shí)現(xiàn)。通信設(shè)備未必需要支持發(fā)射和接收功能，因此在一些實(shí)施例中，可以僅提供發(fā)送器210或僅提供接收器212。

對于不同類型的通信設(shè)備而言，示例通信設(shè)備200的各種組件的實(shí)施方式可以是不同的。如上所述，依賴于示例性通信設(shè)備200是用戶設(shè)備還是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以在天線陣列202中實(shí)現(xiàn)不同類型的天線元件。天線元件數(shù)量和設(shè)計不僅可以依賴于天線陣列202可用的物理空間，而且還依賴于或轉(zhuǎn)而依賴于天線元件的工作頻率和要提供的無線通信鏈路的其他特性。例如，通信設(shè)備也可能包括多個天線陣列，用于不同通信鏈路的不同接收和發(fā)送頻率。例如，接入網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可包括用于網(wǎng)絡(luò)側(cè)通信鏈路和接入側(cè)通信鏈路的不同天線陣列。在不同類型的通信設(shè)備中，波束形成器206、發(fā)送器210和接收器212中的任一個的設(shè)計也可以不同。

在操作中，發(fā)送器210可執(zhí)行諸如升頻轉(zhuǎn)換、編碼和調(diào)制的操作、并且接收器212可在該示例中執(zhí)行反向操作，包括降頻轉(zhuǎn)換、解碼和解調(diào)。除這些示例操作之外，發(fā)送器和接收器可以改為執(zhí)行其他操作，或者執(zhí)行附加的操作，這取決于具體實(shí)施方式和要支持的通信功能和協(xié)議的類型。

待由通過天線陣列202發(fā)送的輸出信號由發(fā)送器210生成，并提供給波束形成器206，波束形成器206控制由相位控制器204施加的相移。波束形成器206也可以處理到相位控制器204的輸出信號的分配，不過也可改為在其他實(shí)施例中單獨(dú)處理。相位控制器204將相移后的發(fā)送信號饋送到它們所耦合的天線陣列202中的天線元件。

在接收方向上，在天線陣列202的天線元件處接收的信號被提供給相位控制器204，該相位控制器204對接收的信號施加相移。所得的相移接收信號由波束形成器206進(jìn)行組合，生成用于接收器212處理的輸入信號。

雖然已經(jīng)在通信系統(tǒng)的上下文中的通信設(shè)備，如用戶設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，的上下文中參照圖1和圖2詳述了波束調(diào)向的一般概念，但是更一般地，波束調(diào)向或波束形成可以在任何種類的無線電發(fā)送和/或接收設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，并用于各種目的，例如在通信節(jié)點(diǎn)之間對準(zhǔn)波束、在雷達(dá)中掃描照射和感測波束、以及在醫(yī)療rf中聚焦波束。

存在許多用于確定要施加到天線饋送信號的相移的技術(shù)。天線饋送信號可以是由天線陣列202發(fā)送的信號或由天線陣列接收的信號。本公開涉及生成控制信號，以控制將相移施加到作為例如相位控制器，如圖2的相位控制器204，一部分的此等天線饋送信號的相移元件。

波束調(diào)向不是唯一可以利用信號相位控制的天線陣列功能。例如，可以根據(jù)非線性“透鏡”函數(shù)，調(diào)整天線陣列的天線元件的相對相位，從而調(diào)整天線陣列的聚焦特性而不是調(diào)整天線陣列的朝向，以實(shí)現(xiàn)有源rf透鏡功能。下面參照圖12至14，更細(xì)致地詳述有源rf透鏡的功能。

要控制由多個相移元件，如數(shù)字移相器，施加的相移，以求控制具有許多天線元件的天線陣列的信號相位，通常涉及向每個移相器接引若干數(shù)字位控制線，并單獨(dú)地設(shè)置所有位，方可對天線陣列的波束調(diào)向。由于期望的相位是在每個移相器上獨(dú)立和分開地設(shè)置的，故而這種實(shí)施方式可能是繁冗和/或響應(yīng)緩慢的。附加的，要將若干數(shù)字位控制線路由到每個移相器，所需的空間可能成為問題，特別是在諸如毫米波應(yīng)用的較高頻率應(yīng)用中，其中天線陣列的尺寸可隨波長擴(kuò)增，但用于移相器的數(shù)字控制電路并不隨波長擴(kuò)增。因?yàn)檫@些控制線不隨波長擴(kuò)增，因此當(dāng)射頻(rf)工作頻率增加并且天線陣列變得更小時，這些控制線消耗的空間會變成相控陣列占地中更大的部分。

在每個天線元件處利用耦合的本機(jī)振蕩器的其他相位控制方案已經(jīng)能夠僅使用1或2條控制線來控制天線陣列的信號相位和轉(zhuǎn)向角。然而，這樣的方案涉及對耦合振蕩器進(jìn)行調(diào)諧以實(shí)現(xiàn)期望的相移，這會使載波頻率隨轉(zhuǎn)向角成比例地偏移，也就引入了系統(tǒng)頻率誤差。

要沿著2個軸線對符合均勻矩形網(wǎng)格幾何形狀的天線陣列調(diào)向，在概念上是較為簡單的地沿著2個軸線調(diào)向，但是，如果如上所述一般，每個元件都配備有數(shù)控移相器，并需要若干條位線來對其進(jìn)行選擇和設(shè)置，則實(shí)現(xiàn)起來可能較為低效。

然而，并不總是需要對相控陣列中的每個移相器進(jìn)行獨(dú)立控制。如果射頻(rf)相移固有地與控制電壓成比例，則這種電壓可以通過相對簡單的模擬手段產(chǎn)生，因?yàn)樗鼈兪顷嚵袔缀涡螤畹闹苯亲鴺?biāo)的簡單(在調(diào)向的情況下是線性的)函數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，除非另有說明，否則本文凡提及電壓，則隱含指相對為0伏的地。

在許多情況下，可以使用相對簡單的驅(qū)動電路來有效地校準(zhǔn)這種控制電壓，使得移相器控制符合線性特征，通過按照需要執(zhí)行關(guān)聯(lián)的縮放和局部偏移，節(jié)省了本因要將許多控制位線路由到每個單獨(dú)的移相器而占用的土地。

幸運(yùn)的是，當(dāng)要求沿著矩形平面天線陣列的2個軸線對波束調(diào)向或者執(zhí)行垂直于其平面的聚焦功能(如同有源rf透鏡)時，存在簡單的關(guān)系，可以確定每個天線元件子單元的相位設(shè)置。在一些情況下，不管天線元件子單元的數(shù)量有多少，都可以通過相對簡單的模擬電路，使用僅2個獨(dú)立的控制電壓(在2條軸線調(diào)向的情況下)，自然地生成這些關(guān)系。

現(xiàn)在，將參考圖3，詳述沿著線性天線陣列進(jìn)行一維調(diào)向的示例。

圖3是示例性均勻線性天線陣列的圖形，其包括沿著第一方向(x軸)以dx的間隔分布的多個天線元件300-0、300-1、...、300-m、...、300-m，接收或發(fā)送與x軸成角度θ的波長為λ的平面波信號。相對于原點(diǎn)處的元件300-0處的波的相位，第m天線元件300-m處的波的相位是從原點(diǎn)開始的第一元件300-1處的相位的m倍。第m天線元件300-m處的該相位由第m天線元件300-m處和天線元件300-0處的波所行進(jìn)的距離差與波的波長的比給出。任何兩個相鄰的間距dx的元件之間的傳播距離的差是dxsinθ。因此，相鄰天線元件之間的對應(yīng)增量相移由下式給出

并且在第m元件處，m個增量相移的總效應(yīng)總計為

當(dāng)接收時，相移是負(fù)的(因?yàn)椴ㄇ笆窍鄬τ谠c(diǎn)延遲的)，而當(dāng)發(fā)送時，相移是正的(因?yàn)椴ㄇ笆窍鄬τ谠c(diǎn)領(lǐng)先的)。也就是說，與接收和發(fā)送的信號相乘的對應(yīng)的時域因子分別是e^-jψm和e^jψm。

嚴(yán)格來講，上述僅對于窄帶信號是正確的，相對于波在天線陣列的范圍內(nèi)的渡越時間的倒數(shù)，窄帶信號的帶寬較小(～10％或更小)。在寬帶信號的情況下，可以使用真實(shí)的時間延遲，以使時間延遲與由本文所述的基于分壓器的相同的設(shè)置所產(chǎn)生的控制電壓成比例。

從圖3清楚可見，相位沿著陣列的進(jìn)展與元件沿x軸的位移成線性關(guān)系。

一種模電的概念是，由串聯(lián)的相同電阻器形成分壓器，串聯(lián)的一端耦合到可變電壓源，并且在另一端接地，對應(yīng)于基準(zhǔn)的0伏或分壓器的原點(diǎn)。在圖4中示出了示例性分壓器400，其耦合到可變電壓源402，可變電壓源402被配置為跨分壓器施加可變電壓vx。分壓器400包括m個串聯(lián)耦合的具有電阻r的電阻器400-1至400-m。相對于原點(diǎn)處的電壓，在第m電阻器400-m和第(m+1)個電阻器400-m+1之間的點(diǎn)處取得的電壓vm是第m電阻器在分壓器中位置的線性函數(shù)。

在概念上，可變電壓源402施加在分壓器400兩端的可變電壓vx的變化會隨平面波相對于天線陣列300的傳播角θ(圖3)的變化而相應(yīng)變化，并且每個電阻r的電阻器將對應(yīng)圖3中的相鄰元件300-0、300-1、300-2、...、300-m、...、300-m的均勻間隔dx。

在連續(xù)統(tǒng)(continuum)的極限中，沿線性陣列口徑(aperture)的每個位置處的相位對應(yīng)于連續(xù)線性電阻上的模擬電壓，因此元件和電阻器抽頭不必均勻間隔，只要在軸線上的位置比例保持與元件的位置比例相同即可。

圖4所示的分壓器400的線性電壓關(guān)系容易使用歐姆定律推導(dǎo)出。首先，對于具有電阻r的m個電阻器，一個電阻獲得電流i為

假設(shè)沒有電流流入分壓器上的任何電壓抽頭點(diǎn)，則在距離接地(0v基準(zhǔn))節(jié)點(diǎn)的第一電阻器400-1處的電壓v1是

使得在自接地節(jié)點(diǎn)的第m處此等電阻器處，電壓vm簡單地為

照此，如果可變控制電壓vx與轉(zhuǎn)向角θ的正弦成比例，有

則由分壓器在第m電阻器處產(chǎn)生的電壓vm將與第m天線單元處的相移(有效電相位，ψm)成比例，所述第m天線單元對應(yīng)于以角度θ傳播到x軸的平面波，有

其中c是校準(zhǔn)因子。

上述概念可以容易地擴(kuò)展到沿著兩個軸線對均勻矩形平面天線陣列調(diào)向。圖5是示例性二維(2d)平面天線陣列500的圖形。圖5圖示例性平面天線陣列500包括以均勻網(wǎng)格圖案設(shè)置的16個天線元件，沿著天線陣列的第一方向x設(shè)置四列天線元件，并沿著天線陣列的第二方向y設(shè)置四行天線元件。天線元件在圖5中以方框示出。在圖示例中，對平面天線陣列500調(diào)向，使之在相對于天線陣列的第一方向x以角度θ發(fā)送或接收波長為λ的平面波信號，并且相對于天線陣列的第二方向y以角度φ轉(zhuǎn)向。以這種方式對平面天線陣列500調(diào)向，使天線陣列的平面502相對于天線陣列的第一方向x以角度θ電傾斜，并且相對于天線陣列的第二方向y以角度φ電傾斜，如圖5中所示。兩個角度都在垂直于該陣列平面測量。也可以使用更常規(guī)的轉(zhuǎn)向角，特別是方位角(從陣列平面中的x軸或y軸順時針測量)和高度(從垂直于陣列的軸起，朝著陣列平面測量)，最終結(jié)果是，施加到分壓器的控制電壓將變?yōu)榉轿唤呛脱鼋嵌叩暮瘮?shù)。

雖然圖5所示的平面陣列500是正方形的4×4平面天線陣列，但是實(shí)施例不限于這種天線陣列設(shè)置?，F(xiàn)參考圖6，詳述用于控制矩形的mxn的2d平面天線陣列的信號相位的裝置。

圖6是用于控制n×n子單元2d平面天線陣列的相位的示例相位控制器600的圖形。

相位控制器600包括在一端耦合到電壓地且另一端耦合到第一可變電壓源606的第一分壓器602，以及在一端耦合到電壓地且在其另一端耦合到第二可變電壓源608的第二分壓器604。

第一分壓器602包括在電壓地和第一可變電壓源606之間串聯(lián)耦合在一起的多個m個電阻器602-1至602-m，而第二分壓器604包括在電壓地和第二可變電壓源608之間串聯(lián)耦合在一起的多個n電阻器604-1至604-n。

相位控制器600也包括多個(mxn)相移元件。每個相移元件耦合到第一分壓器602、第二分壓器604、以及平面天線陣列的mxn個天線元件子單元中對應(yīng)的天線元件子單元。對于位于mxn平面天線陣列的第一方向上的第m位置和mxn平面天線陣列的第二方向上的第n位置的天線元件子單元614，與之相耦合的相移元件610耦合到位于第m電阻器602-m和第(m+1)電阻器602-m+1之間的電壓抽頭的第一分壓器602，以及位于第n電阻器604-n和第(n+1)電阻器604-n+1之間的電壓抽頭的第二分壓器604。

在一個實(shí)施例中，這mxn個相移元件均可以具有相同的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，相移元件可以并不都具有相同的結(jié)構(gòu)。類似地，在一個實(shí)施例中，mxn平面天線陣列的所有天線元件子單元均可以具有相同的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，天線元件子單元可以并不都具有相同的結(jié)構(gòu)。

圖6中還示出了調(diào)向控制器605，其耦合到第一可變電壓源606和第二可變電壓源608。調(diào)向控制器605可以在硬件、固件、或執(zhí)行軟件的一個或多個組件中實(shí)現(xiàn)。

在操作中，第一可變電壓源606在第一分壓器602上施加可變控制電壓vx，以在第一分壓器的m個電阻器602-1至602-m上產(chǎn)生m個相移電壓，并且第二可變電壓源608在第二分壓器604上施加可變控制電壓vy，以在第二分壓器的n個電阻器604-1至604-n上產(chǎn)生n個電壓。

每個相移元件將對應(yīng)的相移施加到與其對應(yīng)的天線元件子單元相關(guān)聯(lián)的信號上。對應(yīng)的相移取決于由第一分壓器602產(chǎn)生的m個電壓中的第m電壓和由第二分壓器604產(chǎn)生的n個電壓中的第n電壓。

相移元件610接收來自分壓器602的電壓vm和來自分壓器604的電壓vn。

相移元件610將電壓vm和vn求和以產(chǎn)生控制電壓vm，n，并且依賴該控制電壓vm，n，對與天線元件子單元614相關(guān)聯(lián)的信號施加相移。

調(diào)向控制器605通過控制可變控制電壓vx和vy來控制沿著平面天線陣列的x和y方向的相位進(jìn)展，進(jìn)而在兩個維度上對平面天線陣列調(diào)向。

如果平面天線陣列的天線元件被設(shè)置為沿著平面天線陣列的第一方向x的相鄰列之間具有均勻間隔dx，并且沿著平面天線陣列的第二方向y的相鄰行之間具有均勻間隔dy，并且如果第一分壓器602的m個電阻器602-1至602-m中，每個都具有相同的電阻rx，并且第二分壓器604的n個電阻器604-1至604-n中，每個都具有相同的電阻ry，那么可以示出，參考上面的方程(5)至(7)，在沿著第一方向x的第m電阻器602-m處，電壓vm將是

在沿著第二方向y的第n電阻器604-n處，電壓vn將是

在第一分壓器602施加的可變控制電壓vx可以關(guān)于第一方向x相關(guān)的期望轉(zhuǎn)向角度θ的正弦成比例地變化，有

類似地，施加在第二分壓器604上的可變控制電壓vy關(guān)于第二方向y相關(guān)的轉(zhuǎn)向角φ的正弦成比例，有

如上所述，相移元件610將電壓vm和vn相加以產(chǎn)生控制電壓vm，n。

正如在一些實(shí)施例中，如果每個相移元件也通過將校準(zhǔn)因子和偏移中的至少一個施加到對應(yīng)的電壓vm和vn的和分別應(yīng)用校準(zhǔn)因子和偏移中的至少一個，上以并以此來施加應(yīng)用校準(zhǔn)，則參考等式方程(5)至(7)、(10)和(11)，所得校準(zhǔn)后的控制電壓vm，n將為

其中c是校準(zhǔn)因子，并且v0是偏移或偏置電壓，可依賴所使用的移相器的類型進(jìn)行使用，并且ψm，n是在第(m，n)個天線元件的總相移(產(chǎn)生的電相位)

相移元件可以對每個輸入電壓vm和vn使用不同的校準(zhǔn)和偏移因子。在一些實(shí)施例中，相移驅(qū)動器可以包括adc(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)、鎖存器、dac(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、升壓器模塊、溫度補(bǔ)償模塊、偏置模塊和/或任何其適當(dāng)?shù)慕M合，可以用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)配置。

從上面的方程(12)可以看出，通過控制可變控制電壓vx，使之與轉(zhuǎn)向角度θ的正弦成比例，并且控制可變控制電壓vy，使之與轉(zhuǎn)向角度φ的正弦成比例，可對平面天線陣列的波束進(jìn)行調(diào)向，使之相對于第一方向x成調(diào)向角θ，且相對于第二方向y成調(diào)向角φ。可以通過調(diào)整2個控制電壓vx和vy，即可簡單地為所有mxn個天線元件子單元設(shè)置相移控制電壓。

值得留意的是，兩個角轉(zhuǎn)向方向θ和φ并不對應(yīng)于通常用于描述相控陣列的波束調(diào)向方向的更常規(guī)的“方位角”和“高度”方向。然而，應(yīng)當(dāng)理解，角轉(zhuǎn)向角可以變換成等效的方位角和仰角。因此，應(yīng)當(dāng)理解，分別相對于兩個天線陣列方向x和y的兩個角轉(zhuǎn)向角θ和φ也能用方位角和仰角來表示。照此，不是將控制電壓vx的幅度表示為角轉(zhuǎn)向角θ的正弦的函數(shù)，并把控制電壓vy的幅度表示為角轉(zhuǎn)向角φ的正弦的函數(shù)，而是可將轉(zhuǎn)向角θ和φ轉(zhuǎn)化為等效的方位角和仰角?？刂齐妷簐x的幅度可以同樣地表示為方位角和仰角的函數(shù)，并且控制電壓vy的幅度可以表示為方位角和仰角二者的函數(shù)。

在一些實(shí)施例中，由第一可變電壓源606和第二可變電壓源608分別施加的控制電壓vx和vy是可變直流電壓。在其他實(shí)施例中，可變電壓源606、608可以生成非dc控制電壓，例如可變脈沖寬度(如在脈沖寬度調(diào)制中)或脈沖重復(fù)率(prr)。在這樣的實(shí)施例中，每個相移元件可以將其對應(yīng)非直流分壓轉(zhuǎn)換成可變幅度直流電壓，以驅(qū)動其移相器。

圖7是可以在相位控制器中的相移元件中，例如在圖6所示的相位控制器600的相移元件610中，使用的示例性電壓求和電路700的圖形。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，電壓求和電路700僅為示例，供說明性目的之用，并且將理解許多其他實(shí)施方式是可能的。

示例電壓求和電路700具有耦合到第一lpf(低通濾波器)702輸入端的第一輸入。第一lpf702具有耦合到第一運(yùn)算放大器706的正極輸入端的輸出。電壓求和電路700具有耦合到第二lpf704輸入端的第二輸入。第二lpf704具有耦合到第二運(yùn)算放大器708的正輸入端的輸出。

第一運(yùn)算放大器706具有的輸出耦合到分別具有電阻r2、r1和r2的三個串聯(lián)耦合的電阻器的第一端，并且也耦合到具有電阻r0的第一電阻器的第一端。

第二運(yùn)算放大器708具有的輸出耦合到上述三個串聯(lián)耦合的電阻器的第二端，并且也耦合到具有電阻r0的第二電阻器的第一端。

第一運(yùn)算放大器706的負(fù)極輸入端向著所述三個串聯(lián)耦合的電阻器的第一端耦合，接在具有電阻r1的電阻器和具有電阻r2的電阻器之間。

第二運(yùn)算放大器708的負(fù)極輸入端向著所述三個串聯(lián)耦合的電阻器的第二端耦合，接在具有電阻r1的電阻器和具有電阻r2的電阻器之間。

具有電阻r0的第一和第二電阻器都還具有第二端，其耦合到第三運(yùn)算放大器710的負(fù)極輸入，并且還耦合到具有電阻r0的第三電阻器的第一端。

第三運(yùn)算放大器710的正極輸入耦合到具有3r0/2電阻的電阻器的第一端，所述電阻器具有耦合到地面的第二端。

具有電阻r0的第三電阻器具有耦合到第三運(yùn)算放大器710的輸出的第二端，第二運(yùn)算放大器710的輸出也耦合到電壓求和電路700的輸出。

在圖示例中，第一和第二lpf702、704由簡單的rc電路實(shí)現(xiàn)，其包括具有耦合到lpf的輸入的第一端和耦合到lpf的輸出的第二端的電阻器，以及耦合在lpf的輸出和地之間的電容器。

在操作中，電壓求和電路700的輸入端的電壓首先被lpf702和704低通濾波，以免相位控制器電路拾取天線陣列結(jié)構(gòu)中的rf和其他emi(電磁干擾)而受到影響。然后，將濾波后的輸入電壓分別施加到第一和第二運(yùn)算放大器706和708的正極輸入上。第一運(yùn)算放大器706的輸出端的電壓等于其正極輸入端的電壓與第二運(yùn)算放大器708的正極輸入端的電壓之間的差乘以電阻比r2/r1，再加上第一運(yùn)算放大器706正極輸入端的電壓。第二運(yùn)算放大器708的輸出端的電壓等于其正極輸入端的電壓與第一運(yùn)算放大器706的正極輸入端的電壓之間的差乘以電阻比r2/r1，再加上第二運(yùn)算放大器708正極輸入端的電壓。第三運(yùn)算放大器710的輸出電壓是第一放大器706和第二放大器708的輸出端的電壓之和。

從以上可以看出，如果電壓求和電路700的輸入電壓分別等于和則其輸出電壓將為

其有效地實(shí)現(xiàn)了方程(12)，而沒有偏移電壓v0。偏移電壓可以在后續(xù)階段中作為校準(zhǔn)的一部分添加，這將在下面參照圖8和圖9進(jìn)行詳述。

包括了耦合到第三運(yùn)算放大器710的正極輸入的電阻器，這是為了減輕第三運(yùn)算放大器710的任何偏置電流的影響，這影響在許多情況下是可忽略的。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，該電阻器是可選的，并且在許多實(shí)施方式中可以省略。

類似地，盡管lpf702和704在一些情況下可以有助于減輕rf和其他emi的影響，但是它們在一些實(shí)施方式中可以省略。

在一些實(shí)現(xiàn)中，可使用lpf功能，將可變脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制電壓轉(zhuǎn)換為相移元件上相應(yīng)的變化直流電壓。

在一些這樣的實(shí)施方式中，諸如電容器和電感器的電抗元件可以添加在分壓器中的分壓器電阻周圍，或取代該分壓器電阻器，以對驅(qū)動pwm波形進(jìn)行濾波，如果這種做法從emi或其他方面考慮可取的話。

在電壓求和電路，如圖7中所示的電壓求和電路700，之后作為相移驅(qū)動器的一部分可被包括在內(nèi)的電路將依賴在相移元件中采用的移相器的類型而變化。現(xiàn)在將參考圖8和圖9詳述這種驅(qū)動電路的兩個示例。

圖8是作為圖6中所示的相位控制器600的一部分的相移元件610的示例性實(shí)施方式的方框圖。在該示例性實(shí)施方式中，相移元件610包括相移驅(qū)動器612和移相器803。

圖8所示的驅(qū)動電路612包括電壓求和裝置700(其示例性實(shí)施方式在圖7中示出)、校準(zhǔn)器800和驅(qū)動器802。電壓求和裝置700具有兩個輸入，被配置為分別接收分壓vm和vn的。電壓求和裝置700的輸出耦合到校準(zhǔn)器800的輸入。校準(zhǔn)器800具有的輸出耦合到驅(qū)動器802的輸入。驅(qū)動器802具有的輸出耦合到相移驅(qū)動器612的輸出。相移驅(qū)動器612的輸出耦合到移相器803的輸入。所述電壓求和裝置700、校準(zhǔn)器800、驅(qū)動器802和移相器803可在硬件中實(shí)現(xiàn)。

如所闡釋的示例中所示，移相器803可以耦合在天線元件子單元614與發(fā)送器和/或接收器之間。

在操作中，電壓求和裝置700將其輸入端的分壓vm和vn求和，并將所得的和vm，n傳遞到校準(zhǔn)器800的輸入端。校準(zhǔn)器800對電壓求和裝置700的電壓輸出vm，n施加校準(zhǔn)，可以包括對其輸入端的電壓施加校準(zhǔn)因子和/或偏移。在一些實(shí)施方式中，校準(zhǔn)器800也可以應(yīng)用其他校準(zhǔn)功能，例如溫度補(bǔ)償和電壓偏置。

驅(qū)動器802接收校準(zhǔn)器800的輸出，并基于校準(zhǔn)器800的輸出，產(chǎn)生適于驅(qū)動移相器803的校準(zhǔn)相移控制電壓。移相器803依賴驅(qū)動器802的校準(zhǔn)相移控制電壓輸出，對與天線元件子單元614相關(guān)聯(lián)的信號施加相移。在一些實(shí)施例中，與天線元件子單元614相關(guān)聯(lián)的信號是移相器803從發(fā)送器接收的用于經(jīng)由天線元件子單元614傳輸?shù)男盘?。在一些?shí)施例中，與天線元件子單元614相關(guān)聯(lián)的信號是經(jīng)由天線元件子單元614在移相器803處接收的信號。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，驅(qū)動給定移相器的驅(qū)動信號是特定于實(shí)施方式的，依賴于所使用的移相器的類型。例如，在一些實(shí)施例中可以使用的移相器的類型包括但不限于交換線路、載荷線、反射、開關(guān)濾波器、行波、鐵氧體、液晶和基于矢量調(diào)制器的移相器。照此，驅(qū)動器802的具體實(shí)施方式是特定于實(shí)施方式的，因此這里不細(xì)致詳述。在一些實(shí)施方式中，在電壓求和電路的輸入端而非其輸出端連接單獨(dú)校準(zhǔn)塊也可以是有利的。

圖9是校準(zhǔn)器電路的示例性實(shí)施方式的方框圖，其可以用于代替校準(zhǔn)器800和相移驅(qū)動器612中的驅(qū)動器802，相移驅(qū)動器612是圖8所示的相移元件610的一部分。

圖9所示的校準(zhǔn)器電路包括adc(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)900、數(shù)字校準(zhǔn)器902和dac(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)904。adc900具有的輸入端被配置為接收電壓求和裝置，如圖7所示電壓求和電路700，的輸出。adc900具有的數(shù)字輸出端耦合到數(shù)字校準(zhǔn)器902的輸入端，數(shù)字校準(zhǔn)器902具有的數(shù)字輸出端耦合到dac904的數(shù)字輸入端，或者也可用于直接驅(qū)動數(shù)字移相器而省略dac。dac904具有的模擬輸出端耦合到模擬驅(qū)動電路，如802，的輸入端。校準(zhǔn)器902可以在硬件、固件、執(zhí)行軟件的一個或多個組件、或其中的某種組合中實(shí)現(xiàn)。例如，在一個實(shí)施例中，校準(zhǔn)器902可以在固件中實(shí)現(xiàn)，如可以經(jīng)由軟件提供的查找表。

在操作中，adc900將電壓求和裝置的模擬電壓輸出vm，n轉(zhuǎn)換成代表數(shù)字邏輯位的電壓，各數(shù)字邏輯電壓位將處于每個采樣間隔處的模擬輸入電壓編碼為數(shù)字字。校準(zhǔn)器902對adc900的數(shù)字輸出字施加數(shù)字校準(zhǔn)，可以包括向數(shù)字字施加校準(zhǔn)因子和/或偏移，或者從存儲器查找表中檢索適當(dāng)?shù)膶?yīng)數(shù)字字，然后由dac904將其轉(zhuǎn)換成用于移相器的適當(dāng)?shù)尿?qū)動電壓。在一些實(shí)施方式中，數(shù)字校準(zhǔn)器902也可以應(yīng)用其他數(shù)字校準(zhǔn)功能，例如溫度補(bǔ)償和電壓偏置。

dac904轉(zhuǎn)換數(shù)字校準(zhǔn)器902的數(shù)字輸出，生成適于驅(qū)動給定移相器的模擬校準(zhǔn)相移控制電壓。

在一些實(shí)施方式中，可以使用可由數(shù)字電壓輸入端控制的數(shù)字移相器。在一些這樣的情況中，可以省略dac904，并且校準(zhǔn)器902可以被配置為使得其數(shù)字輸出，在圖9中示為bitsd(m，n)，可用于經(jīng)由短的本機(jī)位線來驅(qū)動數(shù)字移相器。

在一些情況下，由相位控制器中的相移元件施加的相移，可應(yīng)用于除了直接接口到天線元件的信號之外的信號，例如變頻本機(jī)振蕩器(lo)信號。在這種情況下，相移可以由除移相器之外的元件實(shí)現(xiàn)，例如通過頻率合成器。

例如，相移可以應(yīng)用于每個天線元件子單元上的lo(本機(jī)振蕩器)信號，每個天線元件子單元可包括本機(jī)變頻合成器和混頻器(升頻器和/或降頻器)和前端模塊，所有模塊之間的lo信號相干?，F(xiàn)在將參考圖10，詳述這種實(shí)施方式的示例。

圖10是在降頻器中的pll(鎖相環(huán)路)1000中實(shí)現(xiàn)的示例性相移元件的方框圖。在圖10中，未示出電壓求和裝置，如圖7中所示的電壓求和電路700，以及電源、附件和偏置電壓，以免圖中過于擁擠。

圖10中所示的降頻器包括乘法器1014、(混頻器)pll110，并且可以包括倍頻器1016、lo驅(qū)動倍頻器1012和分頻器1010。相移元件的輸入電壓依然在加法器，如電壓求和電路700，中求和，所得輸出然后將被施加到縮放器1018的輸入，再由加法器1002加到pll中。

pll1000包括pfd(鑒頻鑒相器)、回路濾波器1006、vco(壓控振蕩器)1008，并且可以包括1/b分頻器1010。

縮放器1018具有的輸入被配置為接收控制電壓，所述控制電壓可以是例如電壓求和電路，如圖7中所示的電壓求和電路700，的輸出?？s放器1018具有的輸出耦合到加法器1002的第一輸入。

倍頻器1016具有的輸入被配置為接收參考頻率ref，且其具有的輸出耦合到pfd1004的第一輸入端。

pfd1004具有的輸出耦合到加法器1002的第二輸入。

加法器1002具有的輸出耦合到回路濾波器1006的輸入端，回路濾波器1006具有的輸出連接到vco100g的輸入。

vco100g的輸出端耦合到lo驅(qū)動器1012的輸入，以及1/b分頻器1010的輸入。

1/b分頻器1010的輸出耦合到pfd1004的第二輸入。

lo驅(qū)動器1012的lo輸出lom，n耦合到乘法器1014的第一輸入。

乘法器1014具有的第二輸入被配置為接收rf輸入rfm，n，并且還具有if輸出，輸出if信號ifm，n。

在操作中，縮放器1018對電壓求和電路的電壓輸出vm，n施加適當(dāng)?shù)目s放，加法器1002將其作為偏移，施加到pfd1004的輸出?？s放可以涉及相應(yīng)相位乘以vco反饋分頻器1010分母“b”，再除以vco輸出乘法器1012因子。在一些情況下，可以基于pll的回路增益，使用其他縮放因子，這又轉(zhuǎn)而涉及pfd靈敏度、vco調(diào)諧靈敏度和電路(電壓、電流或它們之間的轉(zhuǎn)換)增益，或者在數(shù)字pll組件的情況下，可能是數(shù)字縮放因子。為了簡潔起見，省略了在加法器1002引入偏移之后的pll1000的操作的全部細(xì)節(jié)，但是注意到，將偏移引入pfd1004的輸出后，會在lo信號lom，n中引入相移，其然后由乘法器1014用于對rf信號rfm，n降頻，生成if輸出ifm，n。

在一些情況下，圖8和圖9中圖示例性驅(qū)動電路可以應(yīng)用于相對于陣列元件的rf頻率，通過適當(dāng)縮放，控制rf或lo信號，甚或if信號，的相位。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，雖然在所述頻率(rf、if、lo)中的任一個上要產(chǎn)生的相位都可以是相同的，但是移相器的控制信號可以縮放，以在適用于每個頻率的不同類型的移相器中產(chǎn)生相同的相位。例如，如果可以在rf、lo和if上使用真延時(true-timedelay)類的移相器，則要在rf上產(chǎn)生給定相位，而相位＝2*pi*頻率*延遲，以弧度為單位，故而控制電壓與延遲是線性的，也就可以按照rf/if或rf/lo的比例縮放，分別應(yīng)用于在if或lo的此等移相器上。

前述示例示出了在降頻pll中的應(yīng)用；也考慮了升頻pll中的應(yīng)用。

要使用分壓器來實(shí)現(xiàn)控制天線陣列的信號相位的概念，其他配置也是可能的。

現(xiàn)在回到圖5和圖6，在這些示例中，天線陣列的相前平面圍繞參考點(diǎn)被電“傾斜”，將陣列的一個角選為該參考點(diǎn)，并且可變控制電壓在每個分壓器的一端驅(qū)動，而分壓器的另一端接地。然而，在一些實(shí)施方式中，為了減小rf相移的范圍，可以將陣列的相位中心或物理中心選為天線陣列的參考點(diǎn)，并且差別性地驅(qū)動分壓器，將分壓器的接地或參考電壓置于陣列的相位基準(zhǔn)。

如果要使用更大的相移范圍，則可以將2π取模功能(modulo-2πfunctionality)并入相移驅(qū)動器模塊中，或者可以將若干個移相器串聯(lián)，并且如果要求真延時功能，則對各個電壓進(jìn)行相應(yīng)的縮放。

在其他實(shí)施方式中，為了更好的冗余和/或故障保護(hù)，或?yàn)榱顺苏{(diào)向之外的功能，可以在網(wǎng)格圖案中使用并聯(lián)分壓器。在一些情況下，在天線元件子單元的矩形陣列中，天線元件子單元的任意子集可以用rf子單元填充，并且并行分壓器的原有網(wǎng)格仍將在填充的子單元位置處生成正確的調(diào)向電壓而無需修改，并且調(diào)向仍將通過僅設(shè)置原有的2個獨(dú)立控制電壓來實(shí)現(xiàn)。

圖11是包括并聯(lián)分壓器網(wǎng)格的另一示例性相位控制器的示意圖，而該并聯(lián)分壓器網(wǎng)格用于在mxn的2d平面天線陣列中控制相位，所述2d平面天線陣列具有沿著第一方向x以相鄰列間均勻間隔dx設(shè)置的m列天線元件子單元，以及沿著第二方向y以相鄰行間均勻間隔dy設(shè)置的n行天線元件子單元。

相位控制器1100包括在一端耦合到第一可變電壓源1107、且另一端耦合到第二可變電壓源1106的第一分壓器1102，以及在一端耦合到第三可變電壓源1109、且另一端耦合到第四可變電壓源1108的第二分壓器1104。

第一分壓器1102包括沿第二方向y分布的第一n個并聯(lián)分壓器1102-1至1102-n。分壓器1102-1至1102-n中的每一個包括在第一可變電壓源1107和第二可變電壓源1106之間串聯(lián)耦合在一起的m+1個電阻器1103-1至1103-m+1。第二分壓器1104包括沿第一方向x分布的第二m個并聯(lián)分壓器1104-1至1104-m。分壓器1103-1至1103-m中的每一個包括在第三可變電壓源1109和第四可變電壓源1108之間串聯(lián)耦合在一起的n+1個電阻器1105-1至1105-n+1。

相位控制器1100也包括多個(mxn)相移元件，每個相移元件耦合到第一分壓器1102、第二分壓器1104、以及平面天線陣列的mxn個天線元件子單元中對應(yīng)的天線元件子單元。相移元件1110耦合到位于沿著第一方向的平面陣列的第m位置處和沿著第二方向的平面陣列的第n位置的天線元件子單元1114，并耦合到沿第一方向分布的第二多個分壓器的第m分壓器1104-m和沿第二方向分布的第一多個分壓器的第n分壓器1102-n。

在第m電阻器1103-m和第m+1電阻器1103-m+1之間的電壓抽頭處，相移元件1110具有的第一輸入耦合到第n分壓器1102-n，以接收在第m電阻器1103-m處的第m電壓vm。在第n電阻器1105-n和第n+1電阻器1105-n+1之間的電壓抽頭處，相移元件1110也具有第二輸入耦合到第m分壓器1104-m，以接收在第n電阻器1105-n處的第n電壓vn。

在一個實(shí)施例中，mxn個相移元件均可以具有相同的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，相移元件未必都具有相同的結(jié)構(gòu)。在操作中，第二可變電壓源1106和第一可變電壓源1107在第一n個分壓器1102-1至1102-n兩端施加第一可變控制電壓vx，分別在其m+1個電阻器1103-1至1103-m+1上，將第一可變控制電壓vx劃分為m+2個可用電壓。第四可變電壓源1108和第三可變電壓源1109在第二m個分壓器1104-1至1104-m兩端施加第二可變控制電壓vy，分別在其n+1個電阻器1105-1至1105-n+1上，將第二可變控制電壓vy劃分為n+2個可用電壓。

如同所示，第一分壓器1102的n個并聯(lián)分壓器1102-1至1102-n中的每一個包括m+1個電阻器，將第一可變控制電壓vx分成m+2個可用分壓的m+1個電阻器。在所示示例中，在由第一分壓器1102的n個并聯(lián)分壓器1102-1至1102-n中的每一個產(chǎn)生的m+2個可用電壓中，有m個用于驅(qū)動m列相移元件。類似地，第二分壓器1104的m個并聯(lián)分壓器1104-1至1104-m中的每一個包括n+1個電阻器，將第二可變控制電壓vy劃分為n+2個可用分壓。在所示示例中，在由第二分壓器1104的m個并聯(lián)分壓器1104-1至1104-m中的每一個產(chǎn)生的n+2個可用電壓中，有n個用于驅(qū)動n行相移元件。這也可以改變，具體取決于是否選擇將移相器的第一和/或最后一行/列連接至母線電壓(railvoltage)，例如依賴于m和/或n是奇數(shù)還是偶數(shù)來設(shè)置方便的陣列相位中心，或差異性驅(qū)動的分壓器接地電位。再次參考圖6可以看出，第一分壓器602包括m個電阻器，將第一可變控制電壓vx分成m+1個可用電壓，驅(qū)動m列相移元件，并且第二分壓器604包括n個電阻器，將第二可變控制電壓vy劃分為n+1個可用電壓，驅(qū)動n行相移元件。在圖6中所示的相移控制器600中，最右列中的每個相移元件連接到第一可變電壓源606，并且最頂行中的每個相移元件連接到第二可變電壓源608。

在所示示例中，可變控制電壓vx和vy被分別且差異性地施加在第一和第二分壓器兩端。在圖示例中，控制第一可變電壓源1107在第一分壓器1102的一端施加并控制第二可變電壓源1106在第一分壓器1102的另一端施加類似地，控制第三可變電壓源1109在第二分壓器1104的一端施加并且控制第四可變電壓源1108在第二分壓器的另一端施加

每個相移元件的連接和操作與圖6和圖8的相移元件610類似。

將參考相移元件1110來描述mxn個相移元件的進(jìn)一步操作示例細(xì)節(jié)，相移元件1110耦合到天線元件子單元1114，而該天線元件子單元1114位于mxn平面天線陣列的第一方向上的第m個位置，以及mxn平面天線陣列的第二方向上的第n個位置。

對于相移元件1110，其在m+2個可用分壓中對應(yīng)的電壓，由第一分壓器1102的第n分壓器1102-n產(chǎn)生，等于第m個電阻器1103-m上的電壓vm，在第m個電阻器1103-m與第m+1電阻器1103-m+1之間的電壓抽頭處取得。其在n+2個可用分壓中對應(yīng)的電壓，由第二分壓器1104的第m分壓器1104-m產(chǎn)生，等于第n個電阻器1105-n上的電壓vn，在第n電阻器1105-n與第n+1電阻器1105-n+1之間的電壓抽頭處取得。

在一個實(shí)施例中，相移元件1110將實(shí)施例中的電壓vm和vn相加以，產(chǎn)生成控制電壓vm，n。

相移元件1110依賴控制電壓vm，n向與天線元件子單元1114相關(guān)聯(lián)的信號施加相移。

雖然在圖11中未示出，但是在一些實(shí)施例中，調(diào)向控制器可以耦合到可變電壓源1106、1107、1108和1109，以控制兩個可變控制電壓vx和vy。

如在圖6圖示例性相位控制器600中，圖11中所示的相位控制器1100容許通過控制由第一和第二可變電壓源1107、1106施加在第一分壓器1102兩端的可變控制電壓vx來控制沿著平面天線陣列的第一方向x的相位進(jìn)展。類似地，相位控制器1100容許通過控制施加在第二分壓器1104兩端的可變控制電壓vy來控制沿平面天線陣列的第二方向y的相位進(jìn)展。通過控制沿兩個方向的相位進(jìn)展，相位控制器1100提供平面天線陣列在兩個維度上的調(diào)向。

可以使用由模擬電阻器網(wǎng)絡(luò)形成的這種分壓器來獲得其他有用的相位控制功能，例如使電阻成為其在陣列中位置的某些非線性函數(shù)，和/或甚至在交叉點(diǎn)處將網(wǎng)格相連。

例如，為了產(chǎn)生透鏡的效果，可以讓電阻率的同心環(huán)隨著半徑的平方增加，連接到邊緣處的單個可變電壓，并且在中心處接地。在圖12和13中，示出了這種設(shè)置的連續(xù)統(tǒng)類比(continuumanalog)。

圖12是示例性連續(xù)電阻的截面圖，圖13是示例性相位控制器1300的示意圖，其模仿圖12圖示例性連續(xù)電阻的方式設(shè)置的并聯(lián)耦合分壓器實(shí)現(xiàn)。

圖12中所示的連續(xù)電阻層1200的截面具有厚度t，并且假定其具有的電阻率為半徑ρ(r)的二次函數(shù)，故而從中心到半徑r0的電阻將為

令ρ(r)＝αr²，方程式(14)變?yōu)?/p>

相位控制器1300包括多個并聯(lián)耦合的分壓器1308，其徑向地設(shè)置，并且在一端耦合到地面，并且在另一端耦合到可變電壓源1306。為了清楚起見，在圖13中僅示出了一個相移元件1310。相移元件1310包括相移驅(qū)動器1312和移相器1316，并且耦合到天線元件子單元1314。

圖13中所示的相位控制器1300的并聯(lián)耦合的分壓器1308可以被認(rèn)為是一組串聯(lián)連接的同心電阻環(huán)，其在其內(nèi)半徑r和外半徑r+dr之間具有電阻dr(r)。那么原則上，可以僅使用電阻器的一個徑向串來為陣列中的多個相移元件生成分壓，其中單獨(dú)電阻值通過將方程式(15)中的最終項(xiàng)關(guān)于半徑r求微分、并且將所得r的函數(shù)離散化來求得。在本例中，對于串聯(lián)連接的分立電阻器上的電阻，若單個電阻值按上述方式確定，則為半徑的二次函數(shù)。例如，對于天線元件成等間隔同心環(huán)的同心環(huán)天線陣列(例如，一個環(huán)在半徑r0處、第二環(huán)在半徑2r0處、第三環(huán)在半徑3r0處)，可以選擇串聯(lián)連接的電阻器對應(yīng)的電阻值，使之隨半徑線性地增加。在本例中，假設(shè)第一電阻器具有電阻值r0，第二電阻器為3r0，第三電阻器為5r0，以便在半徑r0和地面(圓的中心)之間測量的電阻為r0，對應(yīng)半徑2r0的電阻為4r0(即r0+3r0)，對應(yīng)半徑3r0的電阻為9r0(即r0+3r0+5r0)。

然后通過分壓器1308之一的電流將會是簡單地

對于最大半徑d，則任意半徑r處的電壓將是

用于在r處的陣列元件1314的驅(qū)動器1312采用v(r)與固定電壓va的差，產(chǎn)生與相移所對應(yīng)的相位，該相移波在半徑r處所經(jīng)過的透鏡部分引起?？梢酝ㄟ^改變由可變電壓源1306施加的驅(qū)動電壓vd來控制透鏡的焦距，從而有效地改變覆蓋在陣列上的虛擬透鏡表面的曲率。盡管結(jié)合同心環(huán)形天線陣列描述了前述透鏡實(shí)施例，但是更一般地，具有了施加到不同陣列形狀的元件的相同的幾何相位和電阻進(jìn)展，上述概念可以應(yīng)用于任何形狀的陣列。例如圖14是覆蓋在2d平面天線陣列1400上的示例性有源射頻(rf)透鏡功能的示意圖。

如上所述，原則上，用于透鏡功能的分壓可以由單個分壓器產(chǎn)生，該單個電壓器具有如上所述具有線性增加的電阻值的串聯(lián)連接的電阻器。利用在串聯(lián)連接的電阻器之間的電壓抽頭點(diǎn)處獲得的分壓，再將各分壓通過導(dǎo)線和/或跡線分配到相移元件。在同心環(huán)天線陣列的情況下，導(dǎo)電線/跡線可以設(shè)置為與天線陣列的幾何形狀匹配的同心環(huán)幾何形狀。在其他實(shí)施例中，其中天線元件并不遵循圓形同心環(huán)幾何形狀，例如在圖14所示的2d平面天線陣列1400中，導(dǎo)電線/跡線仍然可以大致按照同心環(huán)的形狀路由，其中每個相移元件被連接以從最接近其相關(guān)聯(lián)的天線元件的同心環(huán)導(dǎo)線/跡線接收其對應(yīng)的分壓。

在圖2至圖14中的說明性示例的上下文中，詳細(xì)描述了以上實(shí)施例。更一般地，一些實(shí)施例涉及一種用于控制天線陣列的信號相位的裝置。

在圖6、11和13圖示例性相位控制器中，使用串聯(lián)耦合的電阻器來實(shí)現(xiàn)分壓器，該電阻器具有在串聯(lián)耦合的電阻器之間的抽頭處獲取的電壓。在其他實(shí)施例中，分壓器可以利用連續(xù)線性電阻來實(shí)現(xiàn)，該電阻具有在沿著連續(xù)線性電阻的長度分布的點(diǎn)處獲得的多個電壓。在一些情況下，對于所述沿著連續(xù)線性電阻的長度分布的點(diǎn)處獲取多個電壓，點(diǎn)之間的間隔與沿著天線陣列的第一方向分布的天線元件子單元的間隔成比例。組件供應(yīng)商可以潛在地制造或以其他方式，為天線陣列提供僅一個相位控制器或多個相位控制器。另一個可能的供應(yīng)鏈包括提供相位控制器的一個供應(yīng)商和提供天線陣列的另一個供應(yīng)商。無論何種情況下，可通過將一個或多個相位控制器耦合到天線陣列來構(gòu)造相控天線陣列。

圖2至14給出了說明性實(shí)例。其他實(shí)施例可以包括這些示例的變體。例如，相位控制器未必需要直接耦合到天線陣列。可以存在中間組件。例如參考圖2，發(fā)送器210可以包括一個或多個升頻器，以將信號從基帶轉(zhuǎn)換到中頻(if)，并且從if轉(zhuǎn)換到射頻(rf)以進(jìn)行傳輸。相移可以施加到if電路中的if信號，在傳輸路徑中比圖2和發(fā)送器210內(nèi)所示的更“靠前”。另一個可能的選擇將是，對驅(qū)動升頻器混頻器的本地振蕩器(lo)路徑中的信號施加相移。通過移動驅(qū)動這種混頻器的信號的相位，會影響所得到的混頻if或rf信號的相位。在接收路徑中，相移可以類似地施加到if接收電路中的if信號，在接收路徑上比圖2所示更“靠后”，或者施加到驅(qū)動降頻器混頻器的lo路徑中的信號。圖10是在一個實(shí)施例中如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的說明性示例。

本公開也不以任何方式局限于裝置或通信設(shè)備。還構(gòu)想了方法實(shí)施例。

圖15是示例性方法的流程圖。示例性方法1500涉及相位控制，并且包括在1502提供第一可變控制電壓。在1504，將所述第一可變控制電壓劃分為第一多個分壓。在1506，多個相移元件中的每一個接收第一多個分壓中對應(yīng)的分壓，并且依賴于第一多個分壓中對應(yīng)的分壓，將對應(yīng)相移施加到信號上。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件與天線陣列中的對應(yīng)天線元件子單元相關(guān)聯(lián)，并且在1506施加對應(yīng)的相移包括將對應(yīng)相移施加到與相移元件相關(guān)聯(lián)的天線元件子單元所關(guān)聯(lián)的信號。

在一些實(shí)施例中，所述天線陣列中的天線元件子單元沿著第一軸線分布，并且在1504劃分所述第一可變控制電壓包括劃分所述第一可變控制電壓，使得由每個相移元件接收的相應(yīng)分壓與位置成比例，所述位置是指與所述相移元件相關(guān)聯(lián)的所述天線元件子單元沿所述第一軸線的位置。

圖16是另一個示例方法的流程圖。示例性方法1600也涉及相位控制。在圖示例中，該方法包括在1602提供第一可變控制電壓和第二可變控制電壓。在1604，將第一可變控制電壓劃分為第一多個分壓，并且將第二可變控制電壓劃分為第二多個分壓。在1606，多個相移元件中的每一個接收第一多個分壓的對應(yīng)分壓和第二多個分壓的對應(yīng)分壓，并且依賴于第一多個分壓的對應(yīng)分壓和第二多個分壓的對應(yīng)分壓，將對應(yīng)相移施加到信號上。

在一些實(shí)施例中，每個相移元件與天線陣列中對應(yīng)的天線元件子單元相關(guān)聯(lián)，并且在1606施加對應(yīng)的相移包括將對應(yīng)的相移施加到與相移元件相關(guān)聯(lián)的天線元件子單元所關(guān)聯(lián)的信號。

在一些實(shí)施例中，天線陣列中的天線元件子單元沿著第一軸線和第二軸線分布，并且在1604劃分第一和第二可變控制電壓包括：劃分第一和第二可變控制電壓中的每一個，以使由每個相移元件接收的第一和第二多個分壓中對應(yīng)的電壓分別與沿天線陣列的第一和第二軸的、與相移元件相關(guān)聯(lián)的天線元件子單元的位置成比例。

在一些實(shí)施例中，在1604將對應(yīng)相移施加到信號包括對第一多個分壓的對應(yīng)分壓和第二多個分壓的對應(yīng)分壓分別求和，并且依賴所得的和，將對應(yīng)的相移施加到信號上。在一些情況下，校準(zhǔn)因子和/或偏移可以施加到所得的和上，以產(chǎn)生校準(zhǔn)相移控制電壓，并且依賴于所述校準(zhǔn)相移控制電壓，將1606施加的對應(yīng)相移施加到信號上。

示例方法1500和1600說明了示例性實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，可以按類似或不同的順序執(zhí)行類似或不同的操作。本文描述了執(zhí)行所示操作的各種方式，以及可以執(zhí)行的其它操作的示例。進(jìn)一步變化可以是或可變得顯而易見。

應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管分別在圖6、11和13中示出的示例相位控制器600、1100和1300被示為由可變電壓源驅(qū)動，但是在可變電壓源中，可以用相應(yīng)的可變電流源替代。

各種其他相位功能可以通過天線陣列中的移相器控制的這種一般模擬方法(諸如光柵或傳輸特性)來實(shí)現(xiàn)?？刂齐妷旱墓δ芸梢越?jīng)由包括分壓器的電阻器，以及經(jīng)由驅(qū)動電路中的校準(zhǔn)和偏移功能，或這些手段的組合來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本文公開的一些實(shí)施例的方法、設(shè)備和裝置可以涉及通過僅控制一個或兩個外部電壓來對任何相控陣列進(jìn)行調(diào)向(或設(shè)置其會聚特性)，并且僅將少數(shù)而固定數(shù)量的公共模擬線路路由到相位移位器。這可以至少部分地減輕與在天線元件、本地振蕩器或有源透鏡的相控陣列中控制大量移相器相關(guān)的一個或多個問題。

雖然已經(jīng)在簡單的點(diǎn)對點(diǎn)固定無線鏈路的上下文中描述了本文所描述的一些說明性示例，但是本文公開的更一般的方面可以應(yīng)用于其他上下文中，諸如移動鏈路、雷達(dá)或任何其他需要引導(dǎo)或會聚天線陣列波束的無線應(yīng)用。

根據(jù)本文公開的一些實(shí)施例的移相器控制可以很容易地擴(kuò)展到任意形狀的陣列，包括稀疏陣列，且潛在地?zé)o需對個體相位設(shè)置進(jìn)行大量計算。

在一些實(shí)施例中，通過以與天線元件子單元間隔成正比例的方式放置分壓器元件，則僅從一個或兩個外部控制電壓，即可針對每個天線元件子單元，在本機(jī)自動地生成正確的相移設(shè)置電壓。

根據(jù)本文公開的一些實(shí)施例的方法、設(shè)備和裝置可以尤其有利于控制有許多元件的高頻陣列，因?yàn)檫@種陣列往往缺乏額外的空間容納控制電路，比如在一些情況下，只要兩個控制電壓，就可以控制矩形nxm陣列的任何數(shù)量的p＝nxm個天線單元子單元，而不是使用p個單獨(dú)的多位控制信號。

鑒于以上教示，本申請的許多修改和變化是可能的。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本申請可以以不同于本文具體描述的方式實(shí)施。雖然本公開涉及具體特征和實(shí)施例，但是可以進(jìn)行各種修改和組合。因此，說明書和附圖應(yīng)當(dāng)被單純地視為是對由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)施例的說明，其意在涵蓋任何和所有修改、變化、組合或等同替換。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的情況下，可以在此進(jìn)行各種改變、替換和選擇。

此外，本申請的范圍并不旨在限于說明書中描述的任何過程、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法和步驟的特定實(shí)施例。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本公開容易理解的，凡執(zhí)行與本文公開的實(shí)施例大體相同的功能或?qū)崿F(xiàn)大體相同的結(jié)果的過程、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，不論是現(xiàn)已存在的還是以后開發(fā)的，都是可以利用的。因此，所附權(quán)利要求旨在將這些過程、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟都包括在其范圍內(nèi)。

例如，相位控制的各種應(yīng)用中的任何一種都是可能的。本文公開的實(shí)施例的一個可能的市場是，例如，可以在使用相控陣列的回傳應(yīng)用的5g毫米波無線電中使用。另一個可能的應(yīng)用是用于同樣使用了相控陣列的特高數(shù)據(jù)率基站收發(fā)信臺(bts)或用戶設(shè)備應(yīng)用也。其他應(yīng)用也是可能的。

附加的，盡管主要在方法、裝置和設(shè)備的上下文中進(jìn)行描述，但是也構(gòu)想了其他實(shí)施方式。例如，通過本文所提供的公開，可以通過僅使用硬件，或者通過使用硬件平臺來執(zhí)行軟件，以實(shí)現(xiàn)實(shí)施例。軟件產(chǎn)品形式的實(shí)施例也是可能的。軟件產(chǎn)品可以存儲在非易失性或非暫時性存儲介質(zhì)中，可以是或包括光盤只讀存儲器(cd-rom)、usb閃存盤或可移動硬盤。更一般地，存儲介質(zhì)可以以一個或更多存儲裝置的形式實(shí)現(xiàn)，包括固態(tài)存儲裝置，和/或具有可移動甚或可移除存儲介質(zhì)的存儲裝置。這樣的軟件產(chǎn)品包括存儲在存儲介質(zhì)上的若干個指令，使得處理器或計算機(jī)設(shè)備(例如個人計算機(jī)、服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)能夠執(zhí)行如本文所公開的方法。