相移振蕩器和天線的製作方法

2023-12-01 06:08:16 1

專利名稱：相移振蕩器和天線的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用於發送和接收用來利用信息的無線電波能量的 設備和處理，更具體來說，涉及相控陣天線及其在無線通信中的應用。
背景技術：
天線被設計用來發射和接收電磁波。相控陣天線是包括具有定向輻 射模式(波束)的多個輻射器元件(多個輻射器)的天線，可以通過控 制天線中的單個輻射器元件(輻射器)或輻射器元件組來控制所述定向 輻射模式(波束)。
一般來說，通過控制進入和來自輻射器元件的信號的
相位來確定輻射模式的導引方向(steering direction)。在常規相控陣天線 中，通過相移器實現相位控制。典型地，通過數位訊號處理(DSP)子系 統確定具體相位。
相控陣天線的一個示例在序列號為6，759，980的美國專利申請中被 公開，該專利申請公開了一種相控陣天線，該相控陣天線包括輸入端、 電耦合到該輸入端的饋送網絡、多個輻射器、用於在將信號發送到輻射 器或者從輻射器接收信號之前為信號提供相移的多個相移器，以及用於 控制相移器提供的相移的控制器。
圖1例示了總的標為100的系統的簡要框圖，系統100包括用於將 參考信號101分發到一個或更多個發射器/接收器(T/R)模塊的多功率分 配器140，和本領域中已知的簡單相控陣天線(PAA) 150。圖1例示了 以電子的方式控制信號的波陣面。示出了三種可能的波陣面162、 164、 166。參考信號101被輸入到多功率分配器140。參考信號通常由參考信 號生成器(圖1中未示出)生成。
功率分配器140將參考信號101分發到四個相移器112、 114、 116、 118。相移器112、 114、 116、 118提供各自的相移sl度、s2度、s3度、
7s4度(未示出)。波陣面162、 164或166由相移器的相移sl、 s2、 s3、 s4確定。相控陣天線150包括相移器112、 114、 116、 118、放大器122、 124、 126、 128，以及輻射器132、 134、 136、 138。各相移器112、 114、 116、 118連接到放大器122、 124、 126、 128。各放大器122、 124、 126、 128將經過放大並經過相移的信號傳遞到各自的輻射器。圖1的PAA可 以僅在一個維度(方位角(azimuth)維度或仰角(elevation)維度)上 控制波陣面。
示例性PAA包括一組輻射器，其中，以這種方式改變輻射器輻射的 電磁信號的相對相位，即使相控陣天線的輻射模式處於期望的方向。在 圖1中，數字161例示輻射模式(波束)。
圖1例示的簡化相控陣天線150通常包括一組T/R模塊102、 104、 106、 108和一組輻射器132、 134、 136、 138。在圖1的PAA的架構中， 各輻射器被連接到一個T/R模塊。在圖1中，僅示出T/R模塊102、 104、 106、 108的發射部分。
示例性PAA使用執行諸如將信號相位偏移預定的度數的功能的發射 器(TR)或接收器(RX)或T/R模塊。例如，圖1中的T/R模塊102 使信號相移sl度。
例示的常規T/R模塊102包括相移器112和放大器122等。示例性 PAA使用多個T/R模塊，每個T/R模塊都包括相移器(PS)。 PS是使得 能夠以電子的方式在期望的方向上控制天線波束、而不用以機械的方式 對PAA進行重新定位的電子器件。常規PAA極其昂貴並且具有較高功耗， 因此它們主要用在軍事應用中，例如飛行器雷達和飛彈雷達。例如，在 示例性PAA中，使用約4000個相移器；每個相移器價值幾千美元，導 致這種PAA的總成本為數百萬美元。因此，存在對低成本相控陣天線的 需要，該低成本相控陣天線提供和常規的高成本相控陣天線大致相同的 性能。

發明內容
本發明一些實施方式的一方面一般地涉及相控陣天線("PAA")系統，更具體來說，涉及用於諸如Wi-Fi、 Wi-Max、蜂窩通信或衛星移動 電視的無線或電信網絡中的PAA。
本發明的PAA是有源相控陣天線。術語"有源"被用來強調該PAA是 以電子而不是機械的方式進行控制，並且還通過對各輻射器使用T/R模 塊來控制該PAA。
本發明一些實施方式的一方面涉及用於高質量視頻業務、高速數據 業務、基於網際協議的語音業務(VOIP)或網際網路電話的PAA。本發明 一些實施方式的一方面涉及新的後文中稱為相移注入振蕩器(phase shifted injection oscillator: PSIO)的裝置或電路。
本發明一些實施方式的一方面涉及新的後文中稱為相移注入鎖定雙 推振蕩器(phase shifted injection locked push-push oscillator: PSIPPO)的 裝置或電路。
本發明一些實施方式的一方面涉及包括多個PSIO或多個PSIPPO的
相控陣天線系統。
本發明一些實施方式的一方面涉及低成本或廉價的PAA。在本發明 示例性實施方式中，相對於基於常規相移電路使用常規現有技術的T/R 模塊的常規PAA系統，使用了多個PSIPPO的PAA實現了大致相同或更 好的性能，例如效率更高。
本發明一些實施方式的一方面涉及使用多個PSIPPO的能夠進行方 位角或仰角波束控制的PAA。
本發明一些實施方式的一方面涉及使用多個PSIPPO的生成窄波束 的PAA。
在本發明示例性實施方式中，與基於現有技術的常規天線相比，窄 波束能夠實現更寬的覆蓋範圍或更低的電磁幹擾。這使數據吞吐量能夠 顯著增加，或者使諸如Wi-Fi、 Wi-Max的無線網絡以及其他無線網絡的 同時存在的用戶數目能夠增加。
根據本發明一個示例性實施方式，提供了一種振蕩器，該振蕩器包 括反射放大器；包括至少一個可變電容器和至少一個諧振器的帶阻濾 波器，其中，所述帶阻濾波器被連接到所述反射放大器。在本發明示例性實施方式中，所述帶阻濾波器是雙埠帶阻濾波器。在本發明示例性 實施方式中，輸入參考信號被注入所述振蕩器中。在本發明示例性實施 方式中，所述振蕩器的輸出信號被鎖定。在本發明示例性實施方式中， 所述振蕩器是壓控的。
根據本發明一個示例性實施方式，提供了一種振蕩器，該振蕩器包 括功率分配器；時延單元；帶阻濾波器；至少兩個反射放大器；以及 功率合成器。在本發明示例性實施方式中，所述帶阻濾波器包括實現諧 振器的至少兩個可變電容器和至少兩個電感器。在本發明示例性實施方 式中，通過DSP單元生成的信號對所述可變電容器進行壓控。
根據本發明一個示例性實施方式，提供了一種相移注入鎖定雙推振 蕩器，該相移注入鎖定雙推振蕩器包括功率分配器，所述功率分配器 將接收到的參考信號分成第一部分和第二部分，相對於所述第一部分， 所述第二部分被時延預定的延時量；以及接收所述第一部分和所述第二 部分並生成輸出信號的雙推振蕩器；其中，所述雙推振蕩器包括帶阻濾 波器，所述帶阻濾波器被配置為改變所述第一部分或所述第二部分的相 位，使得所述輸出信號具有相對於所述參考信號的相位發生了偏移的相 位。在本發明示例性實施方式中，所述功率分配器是零度功率分配器。 在本發明示例性實施方式中，所述功率分配器是威爾金森(Wilkinson) 功率分配器。在本發明示例性實施方式中，所生成的輸出信號具有與所 接收到的參考信號大致相同的穩定性特性。在本發明示例性實施方式中， 所生成的輸出信號具有與所接收到的參考信號大致相同的噪聲特性。在 本發明示例性實施方式中，所述預定的延時量是所述參考信號的大約半 個周期。在本發明示例性實施方式中，所述預定的延時量是所述參考信 號的大約半個周期的奇數倍。在本發明示例性實施方式中，所生成的輸 出信號具有與所接收到的參考信號相同的頻率和大致相同的噪聲特性。 在本發明示例性實施方式中，所生成的輸出信號具有與所接收到的參考 信號大致相同的穩定性特性。在本發明示例性實施方式中，所述輸出信 號相對於所接收到的參考信號的相移在大約-100到大約+100度的範圍 內。在本發明示例性實施方式中，所述帶阻濾波器包括至少兩個可變電容器。在本發明示例性實施方式中，所述可變電容器用於改變所述帶阻濾波器的諧振頻率。
根據本發明的一個示例性實施方式，提供了一種使注入鎖定雙推振蕩器相移的方法，該方法包括將接收到的參考信號分成第一部分和第二部分，相對於所述第一部分，所述第二部分被時延預定的延時量；通過雙推振蕩器接收所述第一部分和所述第二部分；以及通過所述雙推振蕩器生成輸出信號；其中，所述雙推振蕩器被配置為改變所述第一部分或所述第二部分的相位，使得所述輸出信號具有相對於所述參考信號的相位發生了偏移的相位。在本發明示例性實施方式中，所述第二部分相對於所述第一部分被延遲的預定延時量是所述參考信號的大約半個周期。在本發明示例性實施方式中，所述第二部分相對於所述第一部分被延遲的預定延時量是所述參考信號的大約半個周期的奇數倍。
根據本發明的一個示例性實施方式，還提供了一種發射器/接收器模塊，該發射器/接收器模塊包括至少一級的相移注入鎖定雙推振蕩器；以及接收隨後通過所述至少一級的相移注入鎖定雙推振蕩器處理的功率的釆樣部分的接收功能。
根據本發明的一個示例性實施方式，還提供了一種使注入鎖定雙推振蕩器相移的方法，該方法包括接收具有相位的第一信號；劃分所述第一信號，並將所述第一信號的第一部分注入帶阻濾波器中，將所述第一信號的第二部分注入時延單元中；改變所述第一信號的所述第一部分或所述第二部分的諧振頻率；使所述第一信號的第一部分和第二部分在所述帶阻濾波器和至少兩個反射放大器之間諧振；合成來自所述至少兩個反射放大器的所述第一信號的第一和第二部分；以及輸出合成信號。在本發明示例性實施方式中，所述第一信號是參考信號或來自前一相移注入鎖定雙推振蕩器的信號。在本發明示例性實施方式中，所述合成信號被輸出到另一相移注入鎖定雙推振蕩器或輻射器。在本發明示例性實施方式中，所述合成信號的頻率為所述第一信號的頻率的大約兩倍，所述合成信號的相移為所述第一信號的相移的兩倍。在本發明示例性實施方式中，所述時延單元產生所述第一信號的大約半個周期的時延。根據本發明一個示例性實施方式，提供一種能夠在方位角和仰角上控制天線波束的相控陣天線，所述天線包括多個輻射器、放大器、混合器、採樣耦合器以及相移器注入鎖定振蕩器，所述相移注入鎖定振蕩器用於在所述仰角和方位角上控制所述天線波束。在本發明示例性實施方式中，各所述相移注入鎖定雙推振蕩器都包括功率分配器，所述功率分配器將接收到的參考信號分成第一部分和第二部分，相對於所述第一部分，所述第二部分被時延預定的延時量；以及接收所述第一部分和第二部分並生成輸出信號的雙推振蕩器；其中，所述雙推振蕩器包括帶阻濾波器，所述帶阻濾波器被配置為改變所述第一或第二部分的相位，使得所述輸出信號具有相對於所述參考信號的相位發生了偏移的相位。在本發明示例性實施方式中，所述相移注入鎖定雙推振蕩器的第一部分被相移第一程度；所述相移注入鎖定雙推振蕩器的第二部分被相移第二
程度，而所述相移注入鎖定雙推振蕩器的第三部分被相移第三程度，所述第一程度與所述第二程度相關，所述第二程度與所述第三程度相關。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於無線通信設備。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於無線接入點。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於衛星移動電視系統。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於衛星天線。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於連接到數據交換設備的天線。在本發明示例性實施方式中，所述相控陣天線用於連接到數據接收和發射設備的天線。


將結合附圖、參照下述實施方式描述本發明示例性的非限制性實施方式。這些圖一般未按比例示出，並且任何尺寸僅僅是示例性而不一定是限制性的。在圖中，在不止一幅圖中出現的相同結構、元件或部件在它們所出現的所有圖中優選地用相同或類似的標號進行標註。
圖1例示了包括多功率分配器和本領域己知的簡單相控陣天線的系統的簡單框圖。
12圖2是根據本發明一個示例性實施方式的相移注入振蕩器(PSIO)
的示意圖。
圖3是根據本發明一個示例性實施方式的帶阻濾波器(BRF)的示意圖。
圖4、 5是例示了根據本發明示例性實施方式的PSIO的性能的非限制性示例。
圖6是根據本發明一個示例性實施方式的相移注入鎖定雙推振蕩器(PSIPPO)的簡單框圖例示。
圖7是根據本發明一個示例性實施方式的BRF的示意圖。
圖8A、 8B、 8C、 8D是例示了根據本發明示例性實施方式的相移注
入鎖定雙推振蕩器(PSIPPO)的波形性能的非限制性示例。
圖9例示了根據本發明一個示例性實施方式的相控陣天線，該相控
陣天線能夠在方位角和仰角上控制天線波束。
圖10例示了根據本發明示例性實施方式的無線網絡系統。
圖U例示了根據本發明示例性實施方式的衛星移動電視系統。
具體實施例方式
本發明描述了新的得以改進的相移注入振蕩器、相移注入鎖定雙推振蕩器以及相控陣天線(PAA)。根據本發明一個示例性實施方式的PAA成本低，因此可以用在各種商業應用中，例如無線通信或衛星移動電視。相對於現有技術的PAA，本發明的PAA提供了顯著的增強和改善，這將在本說明書和附圖中示出。
根據本發明的相控陣天線包括多個相移元件和其他電子部件。常規的相移器是昂貴的電子部件，或者受較高RF損耗的影響。成本和RF損耗都使得利用常規T/R模塊或常規相移器的常規相控陣天線具有非常高的成本。
在本發明的一個示例性實施方式中，諸如圖1的112、 114、 116或118的相移器是相移注入振蕩器(PSIO)或相移注入鎖定雙推振蕩器(PSIPPO)，兩者都是本發明新的並且新穎的電子器件，並在下面進行描述。首先描述PSIO，然後描述可以認為是PSIO的改進的PSIPPO。儘管
可以用圖1例示的結構或架構來使用PSIO或PSIPPO，但是本發明還公開了相控陣天線的新穎的分布式結構或架構，與圖1例示的天線和現有技術的其他天線相比，該天線具有多種優點。
圖2示出根據本發明一個示例性實施方式的電路300 (本說明中稱作PSIO)的示意圖。圖2的PSIO包括連接到帶阻濾波器(BRF) 330的反射放大器340。 BRF包括變容二極體，該變容二極體的偏壓由數位訊號處理器(DSP) 390控制。BRF 330具有兩個埠 332、 333。
圖3是根據本發明一個示例性實施方式的BRF 330的示意圖350。BRF 330包括內建在隔離變壓器中的至少一個可變電容器352和至少一個電感器304，所述隔離變壓器能夠與可變電容器352產生諧振，來與PSIO的帶阻濾波器產生諧振。標號338表示接地。通過DSP 390 (圖3中未示出DSP390)生成的信號380對圖3的可變電容器352進行壓控。
在本發明的一個示例性實施方式中，圖2的信號301被注入PSIO 300中，使得PSIO 300的輸出信號341被鎖定為信號301。鎖定信號341意思是信號341也被鎖定，並且具有與信號301相同的頻率和大致相同的基本頻譜純度。結合圖4、 5，將更好地理解圖2的PSIO300的性能。圖4、 5是例示PSIO 300的性能的特定非限制性示例。PSIO 300接收輸入的RF信號301並輸出信號341，信號341具有與輸入的參考信號301相同的頻率和大致相同的基本頻譜純度。波形401、 401B是信號301針對可變電容器352的兩個不同電壓V1和V2的波形例示。類似地，波形441、441B例示了信號341針對兩個不同電壓VI和V2的波形。可以看出信號441和441B具有不同的相位。
波形401、 431、 441表示PSIO的特定位置處對應於可變電容器352上的電壓V1的時域電壓。波形401B、 431B、 441B表示PSIO的特定位置處對應於可變電容器352上的電壓V2的時域電壓。應該注意，波形401對應301、波形431對應331，而波形441對應341。
在本發明一個示例性或優選實施方式中，BRF 300的可變電容器352圖6是根據本發明一個示例性實施方式的相移注入鎖定雙推振蕩器
(PSIPPO)的簡化框圖例示600。在本發明一個示例性實施方式中，PSIPPO包括功率分配器610、時延單元620、帶阻濾波器(BRF) 630、至少兩個反射放大器640和650、功率合成器660。
圖7是圖6的根據本發明一個示例性實施方式的BRF 630的示意圖。BRF 730包括嵌入兩個隔離變壓器中的至少兩個電感器734、 735，所述隔離變壓器能夠與可變電容器722、 723諧振。標號738表示接地。通過圖2、 3中示出的DSP 3卯生成的信號380來對可變電容器722、 723進行壓控。
結合圖8A、 8B、 8C、 8D，將更好地理解圖6的PSIPPO 600的性能。PSIPPO 600接收具有特定相位的信號601並輸出信號661，信號661具有與輸入信號601相同或不同的相位。
在本發明一個示例性實施方式中，信號601是參考信號或來自前一PSIPPO的信號，並且信號661被輸出到另一 PSIPPO或輻射器。
在一個特定非限制性示例中，圖8A、 8B中的波形801、 801B是輸入的參考信號601分別針對兩個不同電壓V1和V2的波形例示，而圖8B、8D中的波形861、 861B是信號661針對不同電壓VI和V2的波形例示。與輸入的參考信號601相比，輸出信號661的頻率和相角分別是輸入的參考信號601的頻率和相角的兩倍。本領域技術人員可以理解的是，與輸入的參考信號601相比，輸出信號661的頻率可以是輸入的參考信號601的頻率的兩倍，並且輸出信號661的相角可以約為輸入的參考信號601的相角的兩倍。
功率分配器610接收信號601，並將圖8A、 8C中波形802、 802B例示的第一部分602和圖8A、 8C中波形821 、 821B例示的第二部分621注入BRF 630中，其中使用時延單元620獲得第二部分621，該時延單元620造成約為參考信號601的半個周期的時延。在本發明的一個替代示例性實施方式中，時延是預定的。在本發明的一個替代示例性實施方式中，時延是參考信號的約半個周期的奇數倍。進入BRF630的信號602和621具有相同的功率水平，但相位相反。本領域技術人員將意識到，進入BRF 630的信號602和621可以具有大致相同的功率水平。
當BRF 630的可變電容器622、 623的偏壓具有值VI時，BRF 630輸出分別由波形831、 832例示的信號631、 632。當BRF 630的可變電容器622、623的偏壓具有值V2時，BRF 630輸出分別由波形831B、 832B例示的信號631、 632。在本發明的一個替代示例性實施方式中，輸出信號相對於接收到的參考信號的相移在約-100到約+100度的範圍內。反射放大器640和650對應地輸出信號641和651。信號641和651被饋送至輸出信號661的合成器661。當BRJF630的可變電容器622、 623的偏壓具有值V1時，分別由波形841、 851表示信號641、 651。當BRF 630的可變電容器622、 623的偏壓具有值V2時，分別由波形841B、 851B表示信號641、 651。
從圖8A、 8B、 8C、 8D可以注意到，由波形861、 861B表示的信號661的頻率為信號601頻率的兩倍。此外，對應於偏壓VI的波形861的相位與對應於偏壓V2的波形861B的相位不同。
圖9例示了根據本發明一個示例性實施方式的PAA，該PAA能夠在方位角和仰角上控制天線波束。圖9的示例性PAA具有四個基本模塊502、 504、 506、 508。本領域技術人員可以容易地理解，PAA的這種結構可以由多個分布式基本模塊組成，並且為了方便提供本發明的簡單和清楚的解釋而示出本示例。在圖9中，標號541、 542、 543、 544、 545、546、 547、 548指代輻射器，標號571、 572、 573、 574、 575、 576、 577、578指代放大器，標號561、 562、 563、 564、 565、 566、 567、 568指代混合器，標號551、 552、 553、 554、 555、 556、 557、 558指代採樣耦合器，標號512、514、516、518指代用來在仰角方向控制天線波束的PSIPPO，標號531、 532、 533、 534、 535、 536、 537、 538指代用來在方位角方向控制天線波束的PSIPPO。在本發明一個示例性實施方式中，PSIPPO 531、533、 535、 537分別被相移角度pl、卩3、卩5、卩7 。 PSIPPO 532、 534、 536、538分別被相移角度(32、卩4、卩6、卩8，而PSIPPO 512、 514、 516、 518分別被相移角度al、 (x2、 a3、 a4。在特定示例中，角度(31=(33=(35=07=100度，角度02=34=06=(38=0度，而角度al;150度，角度(12=-50度，角度a3:+50度，角度"=+150度。根據上述示例可以容易地意識到其他角度。
圖9中描述的系統是能夠在仰角和方位角上控制波束的簡單PAA的 示例。以模塊502作為參考，PSIPPO的分布式網絡生成的信號用於向混 合器561、 562提供適當的RF泵浦，以對調製信號進行上變頻。調製信 號將按混合器的符號中示出的箭頭所指示的那樣進入混合器。採樣電容 器551、 552用於向接收器(未示出)的下變頻器提供適當的泵浦，以對
接收到的信號進行下變頻。
圖5還示出了分布式PAA架構，從某種意義上說，諸如512、 514、 516、 518的一個PSSIO影響不止一個輻射器，而在例如圖l所示的非分 布式架構中，T/R模塊中諸如112、 114、 116或118的相移器僅影響一個 轄射器。
圖10例示了根據本發明示例性實施方式的無線網絡系統250。根據 系統250,公開了增強和改進的無線通信網絡。系統250包括多個無線接 入點252、 254，每個無線接入點使用發射和接收信號260、 262、 264、 266、 268的PAA 256、 258。信號260、 262、 264、 266中的部分用於多 個無線設備(例如個人計算機270、 272、 274和手持設備278)之間的通 信。無線設備可以利用接入點252來接入第一網絡280，並因此可以與其 他遠程計算機284或其他遠程可攜式設備通信，所述其他遠程可攜式設 備可以包括手持設備和包括無線電話和網絡電話在內的無線電信設備。 在本示例性圖中，第一網絡280和第二網絡282未通過硬線連接。使用 本發明的PAA 256、 258的接入點252、 254在通信範圍內，並因此可以 在第一和第二網絡282之間橋接。可採用Wi-Fi或Wi-Max技術的寬帶接 入點256、 258的使用可以幫助實現遠程計算機284、 286之間的通信。 由於使用根據本發明示出的新的得以改進的PAA，具有本發明的PAA的 無線接入點252、 254的使用將使明顯更多的用戶能夠訪問並使用各個無 線接入點。因此，具有多個PSIPPO (未示出)的PAA 252、 254的使用 將允許提供當前不可用的業務，例如網絡電話的使用、視頻電話呼叫、 顯著的數據下載和上傳能力，以及需要額外帶寬和能力以較少數量的接 入點來處理多得多的使用者或訂戶的任何其他業務。
17圖11例示了根據本發明示例性實施方式的衛星移動電視系統200。
衛星202發射信號204。放置在車輛210頂部或其他空中可見位置處的 PAA 206接收該信號，並將對應的信號發射給放置在車輛210內的電視機 (TV)。本領域技術人員可以理解的是，上述系統是示例性的，並用來解 釋針對本發明的新的得以改進的PAA的許多可獲得應用中的一些。在 PAA中，根據本發明的示例性實施方式，使用多個PSIPPO，並且當以本 發明的特定示例性架構組織PSIPPO時，所得到的PAA是有益的，例如 成本更低或功耗更低。還可以理解的是，本發明的PAA可以用於任何數 據接收和發射設備，以包括衛星天線、數據交換或切換設備使用的天線 等。
已經使用本發明的實施方式的非限制性詳細說明描述了本發明，這 些實施方式通過示例的方式提供並且不是要限制本發明的範圍。應當理 解，針對一個實施方式描述的特徵或步驟可以用於其他實施方式，並且 不是本發明的所有實施方式都具有在特定圖中示出或針對這些實施方式 之一描述的所有特徵或步驟。注意，上述實施方式的一些可以描述發明 人設想的最佳模式，並因此包括結構、動作或結構的細節以及可能對本 發明不是必不可少並作為示例所描述的動作。
這裡描述的結構和動作可以用本領域已知的執行相同功能的等同物 替換，即使結構或動作是不同的。因此，僅由如權利要求中所使用的要 素和限制限制本發明的範圍。此外，當用在權利要求中時，術語"包括"、 "包含"、"具有"及其變化意指"包括但不限於"。
權利要求
1. 一種振蕩器，該振蕩器包括(a)反射放大器；(b)包括至少一個可變電容器和至少一個諧振器的帶阻濾波器；其中，所述帶阻濾波器被連接到所述反射放大器。
2. 根據權利要求1所述的振蕩器，其中，所述帶阻濾波器是雙埠 帶阻濾波器。
3. 根據權利要求1所述的振蕩器，其中，輸入參考信號被注入到所 述振蕩器中。
4. 根據權利要求1所述的振蕩器，其中，所述振蕩器的輸出信號被 鎖定。
5. 根據權利要求1所述的振蕩器，其中，所述振蕩器是壓控的。
6. —種振蕩器，該振蕩器包括-功率分配器；時延單元； 帶阻濾波器；至少兩個反射放大器；以及 功率合成器。
7. 根據權利要求6所述的振蕩器，其中，所述帶阻濾波器包括實現 諧振器的至少兩個可變電容器和至少兩個電感器。
8. 根據權利要求7所述的振蕩器，其中，通過DSP單元生成的信 號對所述可變電容器進行壓控。
9. 一種相移注入鎖定雙推振蕩器，該相移注入鎖定雙推振蕩器包括(a) 功率分配器，所述功率分配器將接收到的參考信號分成第一部 分和第二部分，相對於所述第一部分，所述第二部分被時延預定的延時 量；以及(b) 接收所述第一和第二部分並生成輸出信號的雙推振蕩器；其中， 所述雙推振蕩器包括帶阻濾波器，所述帶阻濾波器被配置為改變所述第一或第二部分的相位，使得輸出信號具有相對於所述參考信號的相位發 生了偏移的相位。
10. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述功率分配器是零度功率分配器。
11. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 功率分配器是威爾金森功率分配器。
12. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所生 成的輸出信號具有與所接收到的參考信號大致相同的穩定性特性。
13. 根據權利要求12所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所生成的輸出信號具有與所接收到的參考信號大致相同的噪聲特性。
14. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 預定的延時量是所述參考信號的大約半個周期。
15. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 預定的延時量是所述參考信號的大約半個周期的奇數倍。
16. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所生 成的輸出信號具有與所接收到的參考信號相同的頻率和大致相同的噪聲 特性。
17. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所生 成的輸出信號具有與所接收到的參考信號大致相同的穩定性特性。
18. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 輸出信號相對於所接收到的參考信號的相移在大約-100到大約+100度的 範圍內。
19. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 帶阻濾波器包括至少兩個可變電容器。
20. 根據權利要求9所述的相移注入鎖定雙推振蕩器，其中，所述 可變電容器用於改變所述帶阻濾波器的諧振頻率。
21. —種使注入鎖定雙推振蕩器相移的方法，該方法包括(a)將接收到的參考信號分成第一部分和第二部分，相對於所述第 一部分，所述第二部分被時延預定的延時量；以及(b)通過雙推振蕩器接收所述第一部分和所述第二部分；以及 (C)通過所述雙推振蕩器生成輸出信號； 其中，所述雙推振蕩器被配置為改變所述第一部分或所述第二部分 的相位，使得輸出信號具有相對於所述參考信號的相位發生了偏移的相 位。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中，所述第二部分相對於所述 第一部分被延遲的所述預定延時量是所述參考信號的大約半個周期。
23. 根據權利要求21所述的方法，其中，所述第二部分相對於所述 第一部分被延遲的所述預定延時量是所述參考信號的大約半個周期的奇 數倍。
24. —種發射器/接收器模塊，該發射器/接收器模塊包括(a) 至少一級的根據權利要求1所述的相移注入鎖定雙推振蕩器；以及(b) 接收隨後通過所述至少一級的相移注入鎖定雙推振蕩器處理的 功率的採樣部分的接收功能。
25. —種使注入鎖定雙推振蕩器相移的方法，該方法包括-接收具有相位的第一信號；劃分所述第一信號，並將所述第一信號的第一部分注入帶阻濾波器 中，將所述第一信號的第二部分注入時延單元中；改變所述第一信號的第一部分或第二部分的諧振頻率；使所述第一信號的第一部分和第二部分在所述帶阻濾波器和至少兩 個反射放大器之間諧振；合成來自所述至少兩個反射放大器的所述第一信號的第一和第二部 分；以及輸出合成信號。
26. 根據權利要求25所述的方法，其中，所述第一信號是參考信號 或來自前一相移注入鎖定雙推振蕩器的信號。
27. 根據權利要求25所述的方法，其中，所述合成信號被輸出到另 一相移注入鎖定雙推振蕩器或輻射器。
28. 根據權利要求25所述的方法，其中，所述合成信號的頻率大約 為所述第一信號的頻率的兩倍，所述合成信號的相移為所述第一信號的 相移的兩倍。
29. 根據權利要求25所述的方法，其中，所述時延單元產生所述第 一信號的大約半個周期的時延。
30. —種能夠在方位角和仰角上控制天線波束的相控陣天線，所述 相控陣天線包括多個輻射器、放大器、混合器、採樣耦合器以及相移 注入鎖定振蕩器，所述相移注入鎖定振蕩器用於在仰角和方位角的方向 上控制所述天線波束。
31. 根據權利要求30所述的相控陣天線，其中，各所述相移注入鎖 定雙推振蕩器都包括(a) 功率分配器，所述功率分配器將接收到的參考信號分成第一部 分和第二部分，相對於所述第一部分，所述第二部分被時延預定的延時 量；以及(b) 接收所述第一部分和所述第二部分並生成輸出信號的雙推振蕩 器；其中，所述雙推振蕩器包括帶阻濾波器，所述帶阻濾波器被配置為 改變所述第一或第二部分的相位，使得輸出信號具有相對於所述參考信 號的相位發生了偏移的相位。
32. 根據權利要求30所述的相控陣天線，其中，所述相移注入鎖定 雙推振蕩器的第一部分被相移第一程度；所述相移注入鎖定雙推振蕩器 的第二部分被相移第二程度，而所述相移注入鎖定雙推振蕩器的第三部 分被相移第三程度，所述第一程度與所述第二程度相關，所述第二程度 與所述第三程度相關。
33. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於無線 通信設備。
34. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於無線 接入點。
35. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於衛星 移動電視系統。
36. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於衛星 天線。
37. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於連接 到數據交換設備的天線。
38. 根據權利要求30所述的相控陣天線，所述相控陣天線用於連接 到數據接收和發射設備的天線。
全文摘要
本發明描述了新的得以改進的相移注入振蕩器、相移注入鎖定雙推振蕩器以及相控陣天線(PAA)。根據本發明一個示例性實施方式的PAA成本低，因此可以用在各種商業應用中，例如無線通信或衛星移動電視。
文檔編號H01Q3/42GK101523664SQ200680056028
公開日2009年9月2日 申請日期2006年10月3日 優先權日2006年10月3日
發明者希勒爾·魏因施泰因, 阿爾伯託·米拉諾 申請人:碧姆網絡有限公司