射頻電路與通信設備模塊的製作方法

2023-07-22 10:51:26

本發明涉及一種射頻放大電路。此外，本發明還涉及包括這種射頻放大電路的發射器。

背景技術：

通常，從中央rf系統饋送基站(bs)天線元，利用若干個強大的發射功率放大器(pa)、雙工濾波器和較大的複雜傳輸線系統，將功率分配給所有不同的天線元。分配給每個天線元的功率必須進一步分配，使每個天線元都將獲得最合適的幅值和相位權重，以形成最佳波束。從系統角度看，使用最佳波束是指最大化每個用戶的信號與幹擾加噪聲比(sinr)的波束形成。

利用大規模多輸入多輸出(mimo)系統，可以以完全不同的方式系統化基站天線。我們可以放棄複雜的饋電系統，轉而放置非常接近天線元的小型有源射頻(rf)電路(如pa和lna以及其他電路)。其原因是，大規模mimo的基本原理是基於基帶處理涉及很多基站天線元的事實，因此有源模擬電路和ad/da轉換必須在儘可能接近天線元的情況下進行。對於常規bs天線，在其接口處具有用於完整陣列的兩個埠，每個埠通常饋送兩個正交極化中的一個。每個埠都包括一個所謂的tx埠，以用於發射器信號，以及一個所謂的rx埠，以用於接收器信號。

對於大規模mimobs天線，其接口處具有大量埠，可能對於完整陣列中的每個天線元都具有一個埠。一個天線元可以由兩個輻射器組成，每個輻射器都具有與其他輻射器不同的極化。每個輻射器又可以由兩個子輻射器組成，每個子輻射器都具有相同的極化。每個埠通常饋送兩個正交極化中的一個。天線通常具有兩個埠，一個埠用於一個極化中的發送和接收，另一個埠用於另一極化中的發送和接收。在每個埠和其對應的天線元之間通常有trx電路，所述trx電路包括濾波器、混頻器和放大器。容易理解的是，即使mimo天線與常規傳統天線中天線元的實際數量相同，mimo天線更有利於更多數量的天線埠。

一般希望在驅動天線元的放大器中使用不太昂貴的部件。可用於放大器組件的一種低廉技術是cmos，其擊穿電壓通常在幾伏特的數量級。一個例子是a類線性功率放大器，其允許3.6v的峰-峰電壓擺幅(vpp)。這裡使用a類pa作為示例，並且假設vpp僅是電源電壓vs的兩倍。可以使用特殊的高電壓電晶體，例如使用延伸漏極mos，但是這通常需要額外的昂貴工藝選項，並且電晶體性能通常較差。如果擊穿電壓允許的最大漏極電壓擺幅為3.6v，則本示例中，用以向該天線驅動共2w的輸出阻抗將需要0.8ω的輸出阻抗，這實際上不可用。這種低阻抗會導致對電阻損耗極其敏感的巨大電流。並且由於實際的天線阻抗通常在十分之一歐姆到幾百歐姆之間的範圍內，阻抗匹配網絡(mnw)的損耗和帶寬會取決於阻抗變換比，因此匹配網絡將是有損的和窄帶的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種減輕或解決常規解決方案缺點和問題的解決方案。

本發明的另一目的是提供一種替代放大器和天線結構，以通過低成本技術來實現比常規解決方案更高的天線輸出。

本發明的另一目的是提供一種包括放大器和天線的發射器，以通過低成本技術來實現比常規解決方案更高的天線輸出。

本說明書和相應權利要求中的「或」應理解為涵蓋「和」和「或」的數學or，並且不應被理解為xor(異或)

上述目的通過獨立權利要求的主題來實現。可以在從屬權利要求中找到本發明的其他有利的實現形式。

根據本發明第一方面，提供了一種射頻(放大器)電路，其包括：包括第一輸出的第一功率放大器；包括第二輸出的第二功率放大器；包括第三輸出的第三功率放大器；以及包括第四輸出的第四功率放大器。所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器和第四功率放大器配置用於：基於無線電通信信號執行放大，以產生第一放大器輸出信號、第二放大器輸出信號、第三放大器輸出信號、以及第四放大器輸出信號。第一輸出配置用於將第一放大器輸出信號提供給第一輻射器的第一饋點。第二輸出配置用於將第二放大器輸出信號提供給第一輻射器的第二饋點。第三輸出配置用於將第三放大器輸出信號提供給第一輻射器的第三饋點。第四輸出配置用於將第四放大器輸出信號提供給第一輻射器的第四饋點。

在本申請中，射頻意為從1mhz到300ghz的頻率範圍。

本申請中使用了單詞「輻射器」，也使用了「天線」。天線可以包括一個或多個輻射器，每個輻射器都配置用於以特定的極化方向進行輻射。每個輻射器又可以包括兩個子輻射器，其中兩個子輻射器均配置用於以相同的極化方向進行輻射。

利用根據本發明第一方面的射頻電路，與使用較少數量的功率放大器輸出來向輻射器饋電的常規技術相比，每個功率放大器對於第一輻射器的特定總發射功率，可以具有較低的輸出。這樣可以避免複雜的組合器和高功率放大器，還可以使用基於低成本工藝技術的集成放大器，節省了射頻(放大器)電路的成本。

根據第一方面的射頻電路，在第一種可能的實現形式中，射頻電路還包括第一前端網絡和第二前端網絡。第一輸出經由第一前端網絡耦合至第一饋點，第二輸出經由第一前端網絡耦合至第二饋點，第三輸出經由第二前端網絡耦合至第三饋點，第四輸出經由第二前端網絡耦合至第四饋點。

前端網絡可以包括不同的組件，例如匹配網絡和過濾器。提供前端網絡可簡化功率放大器的結構。

根據第一方面的射頻電路，在第二種可能的實現形式中，射頻電路還包括第一前端網絡、第二前端網絡、第三前端網絡和第四前端網絡。第一輸出經由第一前端網絡耦合至第一饋點，第二輸出經由第二前端網絡耦合至第二饋點，第三輸出經由第三前端網絡耦合至第三饋點，第四輸出經由第四前端網絡耦合至第四饋點。

提供前端網絡使得功率放大器的實現更容易。前端網絡可以包括阻抗匹配網絡、濾波器和交換器。

根據第一方面的任一前述實現形式中或第一方面的射頻電路，在第三種可能的實現形式中，第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器和第四功率放大器集成到公共集成電路晶片中。

根據射頻電路的第三可能實現形式，提供了更多數量的放大器輸出。因此，對於來自射頻電路的預定總功率輸出，本發明第一方面提供的射頻電路中每個輸出的功率輸出比常規技術提供的射頻更低。本發明第一方面提供的射頻電路中每個輸出的較低輸出功率使得可以使用集成至公共集成電路晶片中的功率放大器。與常規技術提供的一些解決方案中可能需要使用分立組件相比，這種解決方案更低廉。

根據第一方面或第一方面的任何前述實現形式的射頻電路，在第四種可能的實現形式中，至少第一功率放大器是差分功率放大器。

通過將至少一個放大器配置為差分功率放大器，可以更有效地使用放大器中可能的電壓擺幅。

根據第一方面或第一方面的任何前述實現形式的射頻電路，在第五種可能的實現形式中，至少第一功率放大器包括第一對單端功率放大器和第一組合器，其中每個所述第一對單端功率放大器都配置用於基於無線電通信信號執行放大，其中第一組合器耦合於第一對單端功率放大器的輸出與第一功率放大器的第一輸出之間，以提供第一放大器輸出信號。

通過利用第一對單端功率放大器和第一組合器來配置如第五種可能的實現形式中的至少第一功率放大器，可以簡化放大器的實現，同時與常規架構中使用相同工藝技術提供的射頻功率放大器相比，放大器的效率也會得到改善。

根據第一方面的任一前述實現形式或第一方面的射頻電路，在第六種可能的實現形式中，無線電通信信號是具有第一分量信號和第二分量信號的差分無線電通信信號。第一功率放大器配置用於基於第一分量信號執行放大以產生第一放大器輸出信號。第二功率放大器配置用於基於第二分量信號執行放大以產生第二放大器輸出信號。第三功率放大器配置用於基於第一分量信號執行放大以產生第三放大器輸出信號。第四功率放大器配置用於基於第二分量信號執行放大以產生第四放大器輸出信號。

與常規架構中，例如，使用相同的處理技術所提供的射頻放大電路相比，通過以這種方式配置功率放大器，可以改進射頻電路的效率。

根據第一方面的任一前述實現形式或第一方面的射頻電路，在第七種可能的實現形式中，所述射頻電路還包括：包括第五輸出的第五功率放大器、包括第六輸出的第六功率放大器、包括第七輸出的第七功率放大器、以及包括第八輸出的第八功率放大器。第五功率放大器、第六功率放大器、第七功率放大器和第八功率放大器配置用於基於另一無線電通信信號執行放大，以產生第五放大器輸出信號、第六放大器輸出信號、第七放大器輸出信號、以及第八放大器輸出信號。第五輸出配置用於將第五分量信號提供給第二輻射器的第五饋點。第六輸出配置用於將第六分量信號提供給第二輻射器的第六饋點。第七輸出配置用於將第七分量信號提供給第二輻射器的第七饋點。第八輸出配置用於將第八分量信號提供給第二輻射器的第八饋點。

第七種可能的實現形式提供的射頻電路適用於向兩個輻射器饋電，每個輻射器具有兩個子輻射器。與常規技術提供的射頻放大電路相比，第七種可能的實現形式中的射頻電路提供了一個更有效的解決方案，以實現輻射功率目標。通過設置八個輸出，對於某一總功率輸出而言，每個輸出上的功率輸出可以比常規射頻放大電路所需的功率輸出低得多。

每個輸出上的較低功率使得可以將功率放大器集成在公共集成電路晶片上。因此，在根據第一方面的任一前述實現形式的射頻電路第八種可能的實現形式或者此類射頻電路中，第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器、第五功率放大器、第六功率放大器、第七功率放大器和第八功率放大器可集成在公共集成電路晶片中。來自第八種可能的實現形式提供的射頻功率放大器的可能總功率輸出高於常規技術提供的射頻功率放大器輸出的可能總功率，在常規技術中，放大器可集成在公共集成電路晶片上。

根據本發明的第二方面，提供了一種通信設備模塊，所述通信設備模塊包括根據第一方面或第一方面的任何前述實現形式的射頻電路以及第一輻射器。第一輻射器包括第一子輻射器和第二子輻射器，其中第一子輻射器包括第一饋點和第二饋點，其中第二子輻射器包括第三饋點和第四饋點。

通過在每個輻射器上設有兩個差分饋點，可以利用常規架構提供的發射器設備所需的每個饋點上的較少功率來實現來自輻射器的特定功率輸出。這實現了比常規方法的發射器更為簡化和有效的配置。

根據第二方面的通信設備模塊，在第一種可能的實現形式中，第一子輻射器配置用於沿第一極化方向輻射，並且第二子輻射器也配置用於沿第一極化方向輻射。

因此，子輻射器協助沿第一極化方向輻射。該第一種可能的實現形式具備了在第一極化方向上具有較高輸出而不增加來自單個功率放大器功率輸出的優點。

根據第二方面的射頻電路，在第二種可能的實現形式中，通信設備模塊包括第七和第八種可能的實現形式中任一個提供的射頻電路，以及第一輻射器和第二輻射器。第一輻射器包括第一子輻射器和第二子輻射器，其中第一子輻射器包括第一饋點和第二饋點，第二子輻射器包括第三饋點和第四饋點；第二輻射器包括第三子輻射器和第四子輻射器，其中第三子輻射器包括第五饋點和第六饋點，第四子輻射器包括第七饋點和第八饋點。

第二種可能的實現形式提供了一種通信設備模塊，其可以在兩個極化方向上輸出較高的總功率。

根據第二方面的第二種可能的實現形式的無線電通信設備模塊，第三種可能的實現形式提供的通信設備模塊，可以在兩個極化方向上提供輻射輸出，其中，第一子輻射器配置用於沿第一極化方向輻射，第二子輻射器也配置用於沿第一極化方向輻射。

在根據第二方面的第三種實現形式的無線電通信設備模塊，在第四種可能的實現形式中，第三子輻射器配置用於沿第二極化方向輻射，第四子輻射器也配置用於沿第二極化方向輻射，並且其中所述第一極化方向不同於所述第二極化方向。

無線電通信設備的第三和第四種可能的實現形式提供了實施方案，其可在一個或兩個極化方向上提供較高輸出功率而不增加來自射頻放大電路的單個輸出功率。

根據第二方面的第四種實現形式的無線電通信設備模塊，在第五種可能的實現形式中，第一極化方向垂直於第二極化方向。

第五種可能的實現形式是無線電發射器中輻射器的一種有利配置。

附圖說明

圖1示意性地示出了本發明第一實施例提供的通信設備模塊，該通信設備模塊包括第一實施例提供的射頻電路；

圖2更詳細地示出了圖1所示實施例提供的通信設備模塊和射頻電路；

圖3示意性地示出了本發明第二實施例提供的通信設備模塊，該通信設備模塊包括第二實施例提供的射頻電路；

圖4示意性地示出了本發明第三實施例提供的通信設備模塊，該通信設備模塊包括射頻電路、第一輻射器和第二輻射器；

圖5示出了本發明第四實施例提供的通信設備模塊，該通信設備模塊包括第三實施例提供的射頻電路；以及

圖6示出了本發明第五實施例提供的通信設備模塊，該通信設備模塊包括本發明第四實施例提供的射頻電路。

具體實現形式

下面對本發明實施例的詳細描述中，相同的附圖標記用於表示不同附圖中的相應特徵。

圖1示意性地示出了本發明實施例提供的通信設備模塊200。通信設備模塊200包括第一實施例提供的射頻電路100。通信設備模塊200還包括第一輻射器120，所述第一輻射器120包括第一饋點118、第二饋點122、第三饋點124和第四饋點126。射頻電路100包括：包括第一輸出104和第一輸入192的第一功率放大器102，包括第二輸出108和第二輸入194的第二功率放大器106，包括第三輸出112和第三輸入端196的第三功率放大器110，以及包括第四輸出116和第四輸入198的第四功率放大器114。射頻電路100還包括具有用於無線電通信信號的輸入182的可選發射器網絡180。發射器網絡180還包括：連接到第一功率放大器102的第一輸入192的第一網絡輸出184、連接到第二功率放大器106的第二輸入194的第二網絡輸出186、連接到第三功率放大器110的第三輸入196的第三網絡輸出188、以及連接到第四功率放大器114的第四輸入198的第四網絡輸出190。第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114配置用於基於無線電通信信號執行放大，以產生第一放大器輸出信號、第二放大器輸出信號、第三放大器輸出信號和第四放大器輸出信號。第一輸出104配置用於將第一放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第一饋點118。第二輸出108配置用於將第二放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第二饋點122。第三輸出112配置用於將第三放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第三饋點124。第四輸出116配置用於將第四放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第四饋點126。因此來自第一輻射器120的總輻射是由四個不同的功率放大器提供的。這使得能夠使用低成本功率放大器(例如，基於cmos的功率放大器)實現來自第一輻射器120的高輸出功率輻射。

通信設備模塊200還包括可選第一前端網絡156和可選第二前端網絡158。第一輸出104經由第一前端網絡156耦合至第一饋點118。第二輸出108經由第一前端網絡156耦合至第二饋點122。第三輸出112經由第二前端網絡158耦合至第三饋點124。第四輸出116經由第二前端網絡158耦合至第四饋點126。因此，與常規解決方案提供的系統相比，四個功率放大器通過四個饋點向輻射器饋電。在常規解決方案中，僅使用一個或兩個饋點。這要求常規解決方案中的放大器比本發明實施例需要將更多的功率饋電給各饋點。本發明實施例中對放大器的較低功率要求使得可以將第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114集成到第一公共集成電路晶片128中，如圖1中的虛線所示。第一公共集成電路晶片128可以基於不同的技術，諸如mosfet和cmos。

施加在輸入182上的無線電通信信號可以是具有第一分量信號和第二分量信號的差分無線電通信信號。第一功率放大器102配置用於基於第一分量信號執行放大，以產生第一放大器輸出信號。第二功率放大器106配置用於基於第二分量信號執行放大，以產生第二放大器輸出信號。第三功率放大器110配置用於基於第一分量信號執行進一步放大，以產生第三放大器輸出信號。第四功率放大器114配置用於基於第二分量信號執行進一步放大，以產生第四放大器輸出信號。

圖2更詳細地示出了圖1所示實施例提供的通信設備模塊和射頻頻率電路100。通信設備模塊200的細節描述參見圖1，此處不再贅述。第一功率放大器102包括第一單端功率放大器202和第二單端功率放大器204形式的第一對單端功率放大器，以及第一變壓器形式的第一組合器206。第一對的每個單端功率放大器202、204都配置用於基於無線電通信信號執行放大。第一組合器206耦合至第一單端功率放大器202、204的輸出與第一功率放大器102的第一輸出104之間，以提供第一放大器輸出信號。第二功率放大器106包括第三單端功率放大器208和第四單端功率放大器210。第三單端功率放大器208和第四單端功率放大器210經由第二組合器212、以變壓器的形式連接至第二功率放大器106的第二輸出108。第三功率放大器110包括第五單端功率放大器214和第六單端功率放大器216。第五單端功率放大器214和第六單端功率放大器216經由第三組合器218、以變壓器形式的連接到第三功率放大器110的第三輸出112。第四功率放大器114包括第七單端功率放大器220和第八單端功率放大器222。第七單端功率放大器220和第八單端功率放大器222經由第四組合器224、以變壓器224的形式連接到第四功率放大器114的第四輸出116。

圖2是射頻電路100的一種有利實現形式。如上所述，第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114可以集成到第一公共集成電路晶片128上。第一公共集成電路晶片128可以基於不同的技術，例如cmos和mosfet。射頻電路100包括第一前端網絡226、第二前端網絡228、第三前端網絡230和第四前端網絡232。第一輸出104經由第一前端網絡226耦合至第一饋點118。第二輸出108經由第二前端網絡228耦合至第二饋點122。第三輸出112經由第三前端網絡230耦合至第三饋點124。第四輸出116經由第四前端網絡232耦合至第四饋點126。第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114均用作差分功率放大器。

第一輻射器120包括第一子輻射器132和第二子輻射器134。第一子輻射器132包括第一饋點118和第二饋點122。第二子輻射器134包括第三饋點124和第四饋點126。

優選地，第一子輻射器132配置用於沿第一極化方向輻射，第二子輻射器134也配置用於沿第一極化方向輻射。

圖3示意性地示出第二實施例提供的通信設備模塊200，該通信設備模塊包括本發明第二實施例通過的射頻電路100。通信設備模塊200包括第一輻射器120和第二輻射器148。第一輻射器和第二輻射器一起形成天線元。第一輻射器120包括第一子輻射器132和第二子輻射器134。第一子輻射器132包括第一饋點118和第二饋點122。第二子輻射器134包括第三饋點124和第四饋點126。第二輻射器148包括第三子輻射器172和第四子輻射器174。第三子輻射器172包括第五饋點146和第六饋點150。第四子輻射器174包括第七饋點152和第八饋點154。射頻電路100包括：包括第一輸出104和第一輸入192的第一功率放大器102，包括第二輸出108和第二輸入194的第二功率放大器106，包括第三輸出112和第三輸入196的第三功率放大器110，以及包括第四輸出116和第四輸入198的第四功率放大器114。射頻電路100還包括具有用於(差分)無線電通信信號的輸入182的可選發射器網絡180。發射器網絡180還包括連接到第一功率放大器102中第一輸入192的第一網絡輸出184，連接到第二功率放大器106中第二輸入194的第二網絡輸出186，連接到第三功率放大器110中第三輸入196的第三網絡輸出188，以及連接到第四功率放大器114中第四輸入198的第四網絡輸出190。第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114配置用於基於無線電通信信號執行放大，以產生第一放大器輸出信號、第二放大器輸出信號、第三放大器輸出信號和第四放大器輸出信號。第一輸出104配置用於將第一放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第一饋點118。第二輸出108配置用於將第二放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第二饋點122。第三輸出112配置用於將第三放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第三饋點124。第四輸出116配置用於將第四放大器輸出信號提供給第一輻射器120的第四饋點126。因此，來自第一輻射器120的總輻射可由四個不同的功率放大器提供。這使得能夠使用低成本功率放大器實現來自第一輻射器120的高輸出功率輻射。通信設備模塊200還包括可選第一前端網絡156和可選第二前端網絡158。第一輸出104經由第一前端網絡156耦合至第一饋點118。第二輸出108經由第一前端網絡156耦合至第二饋點122。第三輸出112經由第二前端網絡158耦合至第三饋點124。第四輸出116經由第二前端網絡158耦合至第四饋點126。因此，與常規解決方案相比，四個功率放大器可通過四個饋點向每一個第一輻射器120和第二輻射器148饋電。常規技術的解決方案僅使用一個或兩個饋點。這要求常規解決方案中的放大器比本發明實施例需要將更多的功率以饋電給各饋點。本發明實施例中放大器的較低功率要求使得可以將第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110和第四功率放大器114集成到第一公共集成電路晶片128中，如圖1中虛線所示。第一公共集成電路晶片128可以基於低成本技術，諸如cmos或mosfet。

射頻電路100還包括：包括第五輸出132和第五輸入234的第五功率放大器130，包括第六輸出136和第六輸入236的第六功率放大器134，包括第七輸出140和第七輸入238的第七功率放大器138，以及包括第八輸出144和第八輸入240的第八功率放大器142。射頻電路100還包括具有用於另一無線電通信信號的第二網絡輸入252的可選第二發射器網絡250。第二發射器網絡250還包括連接到第五功率放大器130中第五輸入234的第五網絡輸出254，連接到第六功率放大器134中第六輸入236的第六網絡輸出256，連接到第七功率放大器138中第七輸入238的第七網絡輸出258，以及連接到第八功率放大器142的第八輸入240的第八網絡輸出260。第五功率放大器130、第六功率放大器134、第七功率放大器138和第八功率放大器142配置用於基於另一無線電通信信號執行放大，該無線電通信信號在第二網絡輸入252上輸入，以產生第五放大器輸出信號、第六放大器輸出信號、第七放大器輸出信號和第八放大器輸出信號。第五輸出132配置用於將第五分量信號提供給第二輻射器148的第五饋點146。第六輸出136配置用於將第六分量信號提供給第二輻射器148的第六饋點150。第七輸出140配置用於將第七分量信號提供給第二輻射器148的第七饋點152。第八輸出144配置用於將第八分量信號提供給第二輻射器148的第八饋點154。因此，來自第二輻射器148的總發射輻射可由四個不同的功率放大器130、134、138、142提供。這使得能夠使用功率放大器(例如：基於cmos或mosfet)實現來自第二輻射器148的高輸出功率輻射。通信設備模塊200還包括可選第三前端網絡264和可選第四前端網絡266。第五輸出132經由第三前端網絡264耦合至第五饋點146，第六輸出136經由第三前端網絡264耦合至第六饋點150。第七輸出140經由第四前端網絡266耦合至第七饋點152。第八輸出144經由第四前端網絡266耦合至第八饋點154。本第二實施例提供的射頻電路100可以包括本發明第一實施例提供的兩個射頻放大電路，其中兩個射頻放大電路中的每一個都配置用於向天線元中的分離輻射器饋電，所述天線元由第一輻射器120和第二輻射器148形成。

第一功率放大器102、第二功率放大器106、第三功率放大器110、第四功率放大器114、第五功率放大器130、第六功率放大器134、第七功率放大器138和第八功率放大器142可以集成到如虛線所示的第二公共集成電路晶片176上。第一公共集成電路晶片128和第二公共集成電路晶片176可以結合在一個公共的集成電路晶片中。

優選地，第一子輻射器132配置用於沿第一極化方向輻射，第二子輻射器134也配置用於沿第一極化方向輻射。優選地，第三子輻射器172配置用於沿第二極化方向輻射，並且第四子輻射器174也配置用於沿第二極化方向輻射，其中第一極化方向不同於第二極化方向。優選地，第一極化方向垂直於第二極化方向。兩個子輻射器可以作為輻射器的兩個部分而集成在一起，輻射器繼而又作為天線元的兩個部分中的一個而集成。

圖4示意性地示出了第三實施例提供的通信設備模塊200，該通信設備模塊200包括射頻電路100、第一輻射器120和第二輻射器148。第一輻射器120包括第一子輻射器132和第二子輻射器134，其中第一子輻射器132包括第一饋點118和第二饋點122，第二子輻射器134包括第三饋點124和第四饋點126。第二輻射器148包括第三子輻射器172和第四子輻射器174，其中第三子輻射器172包括第五饋點146和第六饋點150，第四子輻射器174包括第七饋點152和第八饋點154。

圖5更詳細地示出了圖4所示第四實施例提供的通信設備模塊200，其中通信設備模塊200包括第三實施例提供的射頻電路100、第一輻射器120和第二輻射器148。第一輻射器120和第二輻射器148一起形成天線元。第一輻射器120包括第一子輻射器132和第二子輻射器134，其中第一子輻射器132包括第一饋點118和第二饋點122，第二子輻射器134包括第三饋點124和第四饋點126。第二輻射器148包括第三子輻射器172和第四子輻射器174，其中第三子輻射器172包括第五饋點146和第六饋點150，第四子輻射器174包括第七饋點152和第八饋點154。射頻電路100包括第一發射器268、第二發射器270、第一前端網絡272和第二前端網絡274。由於第一發射器268和第二發射器270是相同的，並且第一前端網絡272和第二前端網絡274是相同的，因此將僅描述第一發射器268和第一前端網絡272。相同的附圖標記將配置用於第一發射器268和第二發射器270中的組件。此外，相同的附圖標記也將用於第一前端網絡272和第二前端網絡272中的組件。第一發射器268包括發射器網絡180、第一差分功率放大器276和第二差分功率放大器278。第一差分功率放大器276可優選地包括第一功率放大器102和第二功率放大器106，可參考圖1和圖2中的描述。發射器網絡180具有可對應於圖1和圖2中第一發射器輸出184的第一正輸出280、可對應於圖1和圖2中第二發射器輸出186的第一負輸出282、可對應於圖1和圖2中第三發射器輸出188的第二正輸出284、以及可對應於圖1和圖2中的第四發射器輸出190的第二負輸出286。第一差分功率放大器276包括連接到發射器網絡180的第一正輸出280的第一正輸入288。第一差分功率放大器276還包括連接到發射器網絡180中第一負輸出282的第一負輸入290。第二差分功率放大器278包括連接到發射器網絡180中第二正輸出284的第一正輸入292。第二差分功率放大器278還包括連接到發射器網絡180的第二負輸出286的第一負輸入294。第一差分功率放大器還包括第一輸出316和第二輸出318。第二差分功率放大器還包括第三輸出320和第四輸出322。

第一發射器268包括接收器網絡296，其包括第一正輸入302、第一負輸入304、第二正輸入306和第二負輸入408。第一發射器268還包括第一差分低噪放大器298，其具有連接到接收器網絡296中第一正輸入302的第一正輸出308，以及連接到接收器網絡中第一負輸入304的第一負輸出310。第一發射器268還包括第二差分低噪放大器300，其具有連接到接收器網絡296中第二正輸入302的第二正輸出312，以及連接到接收器網絡296中第一負輸入304的第二負輸出314。第一差分低噪放大器298還包括第一輸入324和第二輸入326。第二差分低噪放大器300還包括第三輸入328和第四輸入330。

第一前端網絡272包括第一匹配網絡332、第二匹配網絡334、第三匹配網絡336和第四匹配網絡338。第一前端網絡還包括第一交換機340(用於在發送和接收之間切換)、第二交換機342(用於在發送和接收之間切換)、第一濾波器344和第二濾波器346。第一輸出316經由第一匹配網絡332、第一交換機340和第一濾波器344連接到第一饋點118。第二輸出318經由第一匹配網絡332、第一交換機340和第一濾波器344連接到第二饋點122。第三輸出320經由第四匹配網絡338、第二交換機342和第二濾波器346連接到第三饋點124。第四輸出322經由第四匹配網絡338、第二交換機342和第二濾波器346連接到第四饋點126。第一差分低噪放大器298的第一輸入324經由第二匹配網絡334、第一交換機340和第一濾波器344連接到第一饋點118。第一差分低噪放大器298的第二輸入326經由第二匹配網絡334、第一交換機340和第一濾波器344連接到第二饋點122。第一差分低噪放大器298的第三輸入328經由第三匹配網絡336、第二交換機342和第二濾波器346連接到第三饋點124。第一差分低噪放大器298的第四輸入330經由第三匹配網絡336、第二交換機342和第二濾波器346連接到第四饋點124。第一交換機340和第二交換機342配置用於控制將第一輻射器120連接到接收器網絡296還是連接到發射器網絡180。

發射器可以包括幾個較小的塊，其可以包括數位訊號處理、數模轉換器、基帶濾波、rf調製器、濾波、rf分離器等。相應地，接收器可以包含組合器、解調器、基帶濾波器和模數轉換器。接收信號可以在模擬或數字域中組合。兩個接收器可以配置用於僅接收一半的帶寬，這可以減輕對某些組件的要求。此外，由於由第一輻射器120和第二輻射器148構成的天線元將信號均勻地分給兩個rx輸入，因此對於每個rx的線性要求更簡單。

圖6更詳細地示出了圖4所示第三實施例提供的通信設備模塊200。通信設備模塊200包括第三實施例提供的射頻電路100。現將描述圖5和圖6之間的差異。不同於兩個差分低噪放大器，圖6中的通信設備模塊200僅具有一個差分低噪放大器298和一個連接到差分低噪放大器298的匹配網絡334。將接收到的信號組合到所述差分低噪放大器298的輸入中。這可以減小接收器的大小和功率消耗，但要求接收器可以容忍兩倍的輸入功率。每個第一前端網絡272和第二前端網絡274都包括布置在交換機340、342以及第二匹配網絡334之間的組合器348。

如上所述，本發明實施例提供諸如大規模mimo系統之類的通信設備可以包括大量通信設備模塊。