具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)，包括一可調(diào)式相移陣列模塊與一控制模塊?？烧{(diào)式相移陣列模塊用以接收一射頻信號(hào)，可調(diào)式相移陣列模塊包括至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器，至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器形成多個(gè)傳送路徑，此些傳送路徑各自接收射頻信號(hào)，并分別輸出對(duì)應(yīng)至不同相位的多個(gè)處理后的射頻信號(hào)至一天線陣列?？刂颇K用以控制可調(diào)式相移陣列模塊的至少一射頻開(kāi)關(guān)與至少一相移器，以使天線陣列輸出對(duì)應(yīng)至一特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)。
【專利說(shuō)明】具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)步快速，無(wú)線通信已在人們的生活中扮演不可或缺的角色。隨著各種通信理論與信號(hào)處理晶片的發(fā)展，目前通信收發(fā)機(jī)后端的技術(shù)已經(jīng)愈趨于成熟。然而，目前在通信收發(fā)機(jī)的射頻前端的理論與技術(shù)的進(jìn)展卻是有限。通信的材料與其物理特性的極限往往會(huì)造成射頻前端的相關(guān)系統(tǒng)有建置昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，而無(wú)法讓信號(hào)于射頻前端容易被處理。如此，只能于基頻電路中來(lái)進(jìn)行相關(guān)的信號(hào)處理或運(yùn)算。如何克服上述問(wèn)題或是改變系統(tǒng)架構(gòu)以讓射頻前端的信號(hào)處理更得以實(shí)現(xiàn)，乃業(yè)界所致力的方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)，包括一可調(diào)式相移陣列模塊與一控制模塊。可調(diào)式相移陣列模塊用以接收一射頻信號(hào)，可調(diào)式相移陣列模塊包括至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器，至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器形成多個(gè)傳送路徑，此些傳送路徑各自接收射頻信號(hào)，并分別輸出對(duì)應(yīng)至不同相位的多個(gè)處理后的射頻信號(hào)至一天線陣列。控制模塊用以控制可調(diào)式相移陣列模塊的至少一射頻開(kāi)關(guān)與至少一相移器，以使天線陣列輸出對(duì)應(yīng)至一特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)。
[0004]為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)的方塊圖。
[0006]圖2繪示圖1的多路徑切換系統(tǒng)的可調(diào)式相移陣列模塊的一實(shí)施例的方塊圖。
[0007]圖3繪示圖2的可調(diào)式相移陣列模塊的詳細(xì)電路圖的一實(shí)施例。
[0008]圖4繪示多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)與相移器的控制數(shù)字值的一實(shí)施例。
[0009]圖5繪示候選相位差為相位差-45°時(shí)的可調(diào)式相移陣列模塊的電路狀態(tài)圖。
[0010]圖6繪示將圖4的多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)與相移器的控制數(shù)字值簡(jiǎn)化后的結(jié)果。
[0011]圖7繪示將圖6的多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)與相移器的控制數(shù)字值進(jìn)一步簡(jiǎn)化后的結(jié)果。
[0012]圖8A繪示串聯(lián)型相移器的一實(shí)施例。
[0013]圖SB繪示并聯(lián)型相移器的一實(shí)施例。[0014]圖SC繪示串并聯(lián)型相移器的一實(shí)施例。
[0015]圖9A~9L分別為此線型天線陣列的主波束方向于29°、41.4° ,51.3°、68°、75.5°、83。、97。、104。、112。、129。、139。、及151。的模擬與實(shí)際量測(cè)結(jié)果的極座標(biāo)
空間位置圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記:
[0017]100:多路徑切換系統(tǒng)
[0018]101:通訊系統(tǒng)
[0019]102:可調(diào)式相移陣列模塊
[0020]104:控制模塊
[0021]106:天線陣列
[0022]108:射頻信號(hào)產(chǎn)生電路
[0023]110:傳送/接收切換器
[0024]112:控制器
[0025]114:切換矩陣單元
[0026]116:基頻數(shù)字信號(hào)處理電路
[0027]202_1-202_3:射頻開(kāi)關(guān)
[0028]204_1-204_3:耦合器
[0029]206_1 ~206_6:相移器
[0030]208_1 ~208_4:天線
[0031]402_1-402_3,404_1-404_3:相移器單元
[0032]406_1:微帶線
[0033]408_1:開(kāi)關(guān)元件
[0034]410、412、414、416、418:開(kāi)關(guān)
【具體實(shí)施方式】
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)的方塊圖。多路徑切換系統(tǒng)100包括一可調(diào)式相移陣列模塊102與一控制模塊104。可調(diào)式相移陣列模塊102用以接收一射頻信號(hào)Srfl。可調(diào)式相移陣列模塊102包括至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器(Phaseshifter)。此至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器形成多個(gè)傳送路徑。此些傳送路徑各自接收射頻信號(hào)Srf 1，并分別輸出對(duì)應(yīng)至不同相位的多個(gè)處理后的射頻信號(hào)Srf2至一天線陣列106。
[0036]控制模塊104則是用以控制可調(diào)式相移陣列模塊102的至少一射頻開(kāi)關(guān)與至少一相移器，以使天線陣列106輸出對(duì)應(yīng)至一特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)WL。
[0037]多路徑切換系統(tǒng)100例如使用于通訊系統(tǒng)101中。上述的射頻信號(hào)Srfl由射頻信號(hào)產(chǎn)生電路108所產(chǎn)生，并經(jīng)由切換成傳送狀態(tài)的傳送/接收切換器110傳送給可調(diào)式相移陣列模塊102。而射頻信號(hào)產(chǎn)生電路108基于來(lái)自于基頻數(shù)字信號(hào)處理電路116的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生此射頻信號(hào)Srfl。
[0038]而當(dāng)傳送/接收切換器110切換成接收狀態(tài)時(shí)，通訊系統(tǒng)101則可執(zhí)行接收并處理無(wú)線信號(hào)的功能。當(dāng)天線陣列106接收到無(wú)線信號(hào)WL’后，天線陣列106將接收的電磁波無(wú)線信號(hào)WL’轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)Srf2’。射頻信號(hào)Srf2’經(jīng)由可調(diào)式相移陣列模塊102處理之后，產(chǎn)生的射頻信號(hào)Srfl’經(jīng)由傳送/接收切換器110傳送至射頻信號(hào)產(chǎn)生電路108及基頻數(shù)字信號(hào)處理電路116，以進(jìn)行后續(xù)的基頻信號(hào)處理。
[0039]控制模塊104例如包括一控制器112與一切換矩陣單元114。切換矩陣單元114儲(chǔ)存有多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的上述的至少一射頻開(kāi)關(guān)與至少一相移器的控制信息?？刂破?12參照切換矩陣單元114所儲(chǔ)存的內(nèi)容來(lái)控制可調(diào)式相移陣列模塊102。
[0040]更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，可調(diào)式相移陣列模塊可具有多個(gè)射頻開(kāi)關(guān)、多個(gè)耦合器與多個(gè)相移器。天線陣列106包括多個(gè)天線?？刂颇K104從多個(gè)候選相位差中選擇其中之一，并根據(jù)所選擇的候選相位差來(lái)控制此些射頻開(kāi)關(guān)與此些相移器，使兩兩些天線之間具有所選擇的候選相位差，以使天線陣列106輸出對(duì)應(yīng)至特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)。
[0041]請(qǐng)參照?qǐng)D2，其繪示圖1的多路徑切換系統(tǒng)的可調(diào)式相移陣列模塊102的一實(shí)施例的方塊圖。可調(diào)式相移陣列模塊102包括3個(gè)射頻開(kāi)關(guān)、3個(gè)耦合器與6個(gè)相移器。3個(gè)射頻開(kāi)關(guān)包括射頻開(kāi)關(guān)202_廣202_3、3個(gè)耦合器包括耦合器204_廣204_3，6個(gè)相移器包括相移器206_1?206_6。天線陣列包括4個(gè)天線208_1?208_4。耦合器204_1的輸入端與射頻開(kāi)關(guān)202_1串接。相移器206_1與相移器206_2與耦合器204_1的兩個(gè)輸出端分別耦接。射頻開(kāi)關(guān)202_2連接相移器206_1與耦合器204_2的輸入端。射頻開(kāi)關(guān)202_3連接相移器206_2與稱合器204_3的輸入端。相移器206_3與相移器206_4與稱合器204_2的兩個(gè)輸出端分別耦接。相移器206_5與相移器206_6與耦合器204_3的兩個(gè)輸出端分別耦接。
[0042]請(qǐng)參照?qǐng)D3，其繪示圖2的可調(diào)式相移陣列模塊102的詳細(xì)電路圖的一實(shí)施例。各個(gè)相移器可選擇性地提供多個(gè)不同的相位位移。舉例來(lái)說(shuō)，相移器206_1與206_2可選擇性地提供四個(gè)不同的相位位移(phase shift)，例如是O度、-22.5度、-45度與-67.5度。相移器206_3?206_6分別可選擇性地提供二種不同的相位位移，例如是O度與-45度。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，相移器206_1可具有3個(gè)串聯(lián)的相移器單元402_1?402_3，相移器206_2具有3個(gè)串聯(lián)的相移器單元404_1?404_3。相移器206_3?206_6分別具有一個(gè)相移器單元。各個(gè)相移器單元具有一微帶線與一開(kāi)關(guān)元件，例如相移器單元402_1具有微帶線406_1與開(kāi)關(guān)元件408_1。每個(gè)開(kāi)關(guān)元件具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)具有三個(gè)端點(diǎn)。例如開(kāi)關(guān)元件408_1具有開(kāi)關(guān)416與418。藉由使用不同幾何結(jié)構(gòu)的微帶線，可以讓通過(guò)微帶線的信號(hào)產(chǎn)生不同大小的相位延遲。本實(shí)施例以相移器206_1與206_2為串聯(lián)型相移器為例做說(shuō)明，然本發(fā)明并不限于此。
[0043]每個(gè)射頻開(kāi)關(guān)則例如是由3個(gè)開(kāi)關(guān)所組成。舉例來(lái)說(shuō),射頻開(kāi)關(guān)202_1包括開(kāi)關(guān)410、412與414。開(kāi)關(guān)410、412與414亦各具有3個(gè)端點(diǎn)。開(kāi)關(guān)410的輸入端接收射頻信號(hào)Srfl或輸出射頻信號(hào)Srfl ’。開(kāi)關(guān)412與414的輸入端分別與開(kāi)關(guān)410的兩個(gè)輸出端耦接。開(kāi)關(guān)412與414的輸出端則與耦合器2041的兩個(gè)輸入端I與4耦接。
[0044]耦合器204_1、204_2、及204_3各具有輸入端I與輸入端4、輸出端2與輸出端3。當(dāng)一信號(hào)由輸入端I輸入時(shí)，輸出端2與輸入端I的信號(hào)相位差為-90度,輸出端3與輸入端I的信號(hào)相位差為-180度。而當(dāng)信號(hào)由輸入端4輸入時(shí),輸出端2與輸入端4的信號(hào)相位差為-180度，輸出端3與輸入端4的信號(hào)相位差為-90度。
[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D4，其繪示多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的射頻開(kāi)關(guān)與相移器的控制數(shù)字值的一實(shí)施例。假設(shè)多個(gè)候選相位差包括相位差-45°、45°、-135°、135°、-22.5 °、22.5° , -67.5° ,67.5° , -112.5° ,112.5° , -157.5°、及 157.5°。每個(gè)候選相位差分別對(duì)應(yīng)至19個(gè)位元的控制數(shù)字值，如圖4的表格第一列所示的控制位元I~19。相位差 157.5。,135° ,112.5° ,67.5°、45。,22.5°、-22.5。、-45。、-67.5。、-112.5。、-135°、及-157.5°分別用以使天線陣列106產(chǎn)生空間極座標(biāo)角度為28.955°、41.409°、51.317° ,67.975 ° ,75.52 ° ,82.819 ° ,97.180 ° ,104.47 ° ,112.024 ° ,128.682 °、138.59。、及151.044°的無(wú)線信號(hào)。
[0046]請(qǐng)參照?qǐng)D5，其繪示候選相位差為相位差-45°時(shí)的可調(diào)式相移陣列模塊102的電路狀態(tài)圖。于圖5中，茲以括號(hào)中的數(shù)字代表每個(gè)開(kāi)關(guān)所對(duì)應(yīng)的控制位元。舉例來(lái)說(shuō)，圖4的相位差-45°所對(duì)應(yīng)的控制位元1、2及3分別用以控制射頻開(kāi)關(guān)2021的開(kāi)關(guān)410、412與414。而相移器2061的相移器單元402_1~402_3的開(kāi)關(guān)元件分別由控制位元4、5及6所控制，例如控制位元4同時(shí)控制開(kāi)關(guān)元件408_1的兩個(gè)開(kāi)關(guān)416與418。與本例中，于相移器206_2與射頻開(kāi)關(guān)202_5與202_6中，當(dāng)控制位元的數(shù)字值為I時(shí)，開(kāi)關(guān)的上方路徑導(dǎo)通；而當(dāng)控制位元的數(shù)字值為O時(shí)，開(kāi)關(guān)的下方路徑導(dǎo)通。而于其他的相移器與射頻開(kāi)關(guān)中，當(dāng)控制位元的數(shù)字值為O時(shí)，開(kāi)關(guān)的上方路徑導(dǎo)通；而當(dāng)控制位元的數(shù)字值為I時(shí)，開(kāi)關(guān)的下方路徑導(dǎo)通。
[0047]由圖5可知，射頻信號(hào)Srfl經(jīng)由射頻開(kāi)關(guān)202_1傳送到耦合器204_1的輸入端1，耦合器204_1的輸出端2與3將分別輸出與射頻開(kāi)關(guān)202_1輸入端的射頻信號(hào)Srfl的相位差為-90度與-180度的射頻信號(hào)。射頻信號(hào)于相移器206_1中將經(jīng)過(guò)兩個(gè)對(duì)應(yīng)至相位22.5度的微帶線(累加起來(lái)為45度)，使得相移器206_1輸出相位差(亦即與射頻開(kāi)關(guān)202_1輸入端的射頻信號(hào)Srfl的相位差)為-90+(-45)度。相位差為-90+(-45)度的射頻信號(hào)經(jīng)由射頻開(kāi)關(guān)202_2輸入至耦合器204_2的輸入端I之后，耦合器204_2的輸出端2與3將分別輸出相位差為-90+(-45)-90度與-90+(-45)-180度的射頻信號(hào)。相位差為-90+(-45)-90度 的射頻信號(hào)經(jīng)由相移器206_3(目前對(duì)應(yīng)至相位差O度)之后，傳送給天線208_1。而相位差為-90+(-45)-180度的射頻信號(hào)則經(jīng)由相移器206_4(目前對(duì)應(yīng)至相位差O度)之后，傳送給天線208_3。如此，天線208_1與天線208_3將分別輸出相位差為-90+(-45)-90=-225 與-90+(-45)-180=-315 度的無(wú)線信號(hào)。
[0048]同理可以推得，天線208_2與天線208_4將分別輸出相位差為-180+0-90=-270與-180+0-180=-360度的無(wú)線信號(hào)。如此，兩兩相鄰的天線的相位差(例如天線208_2與208_1的相位差)為-45度。
[0049]圖4的對(duì)射頻開(kāi)關(guān)與相移器的控制信息可儲(chǔ)存于切換矩陣單元114中，控制器112參照切換矩陣單元114所儲(chǔ)存的內(nèi)容來(lái)控制可調(diào)式相移陣列模塊102。而圖4的控制信息又可以進(jìn)一步地簡(jiǎn)化。
[0050]舉例來(lái)說(shuō)，由于控制位元10-15的數(shù)字值只有(O I I O I I)與(I O O I 00)兩種態(tài)樣，因此控制位元10-15可以簡(jiǎn)化成僅使用一個(gè)控制位元，用一個(gè)控制位元的O與I分別代表上述的兩種態(tài)樣。同理，控制位元I~3亦可簡(jiǎn)化為I個(gè)控制位元，如圖6所示。進(jìn)一步地，由于控制位元4飛的數(shù)字值只有(O O I)、(I I 1)、(0 O 0)、(0 I I)四種態(tài)樣，因此控制位元4飛可以簡(jiǎn)化成僅使用2個(gè)控制位元，用2個(gè)控制位元的(O I)、(I I)、(O O)、(I O)來(lái)分別代表上述的四種態(tài)樣。同樣地，由于控制位元7、及16~19亦可分別簡(jiǎn)化成使用兩個(gè)位元來(lái)表示。簡(jiǎn)化后的控制數(shù)字值如圖7所示。如此，每個(gè)相位差僅需8個(gè)控制位元的控制數(shù)字值。亦即，儲(chǔ)存于切換矩陣單元114中的資料量可以減少。于實(shí)際操作時(shí)，控制器112可以參照儲(chǔ)存于切換矩陣單元114的簡(jiǎn)化后的控制數(shù)字值，以對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生對(duì)應(yīng)至圖4的控制數(shù)字值，即可對(duì)所有的射頻開(kāi)關(guān)與所有的相移器的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。
[0051]雖然上述實(shí)施例以相移器206_1與206_2分別具有如圖8A所示的三個(gè)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)元件(六個(gè)開(kāi)關(guān))的串聯(lián)型相移器為例做說(shuō)明，然本實(shí)施例并不限于此。上述實(shí)施例的相移器亦可使用并聯(lián)型相移器來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種并聯(lián)型相移器的電路圖如圖8B所示，至少一個(gè)開(kāi)關(guān)可以與兩個(gè)微帶線耦接。此外，上述實(shí)施例的相移器亦可使用串并聯(lián)型相移器來(lái)實(shí)現(xiàn)。串并聯(lián)型相移器為串聯(lián)型相移器與并聯(lián)型相移器的組合，圖8C繪示了串并聯(lián)型相移器的一個(gè)例子。
[0052]此外，圖8A1C的相移器的微帶線所對(duì)應(yīng)的相位差、微帶線的個(gè)數(shù)、開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)、微帶線與開(kāi)關(guān)的連接方式亦可以視需要而調(diào)整，并不限于圖8A~8C所示的例子。
[0053]上述的射頻開(kāi)關(guān)可為微波高頻切換開(kāi)關(guān)的組合。微波高頻切換開(kāi)關(guān)可以為單擲雙切開(kāi)關(guān)(Single Pole Double Throw, SPDT)、阻抗匹配式開(kāi)關(guān)、或具有末端電阻式的開(kāi)關(guān)組合。而上述的耦合器則 可為枝干耦合器(Branch linecoupler)、環(huán)形耦合器、平行線耦合器、微帶線耦合器、或帶狀耦合器。不同的耦合器可以讓天線產(chǎn)生不同的相位。
[0054]上述的實(shí)施例適用于雙向的信號(hào)傳輸，亦即，雖然上述實(shí)施例以天線發(fā)射無(wú)線信號(hào)為例做說(shuō)明，然而本實(shí)施例亦可使用于使用天線來(lái)接收無(wú)線信號(hào)時(shí)的情況。
[0055]上述實(shí)施例雖以12個(gè)候選相位差，對(duì)應(yīng)至天線陣列106的12個(gè)空間極座標(biāo)角度為例做說(shuō)明，然本發(fā)明并不限于此?？臻g極座標(biāo)角度的個(gè)數(shù)(對(duì)應(yīng)至波束方向的個(gè)數(shù))的設(shè)計(jì)可與2n有關(guān)。當(dāng)n=2時(shí)，2n=22=4,候選相位差可為π/4、-π/4、3 π/4、及_3 π/4。此時(shí)在天線陣列106前方180度的范圍可以產(chǎn)生22=4個(gè)方向。當(dāng)η=3時(shí)，2η=23=8，候選相位差可為
/8、- 31 /8,3 31 /8,-3 31 /8,5 π /8,-5 π /8,7 π /8、及-7 π /8。此時(shí)在天線陣列 106 前方 180度的范圍可以產(chǎn)生22+23=12個(gè)方向(亦即對(duì)應(yīng)至候選相位差/4、- /4,3 π /4、-3 π /4、31 /8,-31/8,3 31 /8,-3 31 /8,5 π /8,-5 π /8,7 π /8、及-7 π /8)。當(dāng) η=4 時(shí)，24=16，候選相位差可為 π /16,-31/16,3 31 /16,-3 π /16,5 π /16,-5 π /16,7 π /16,-7 π /16,9 π /16,-9 π /16、11 3? /16、-11 3? /16,13 π /16、-13 π /16,15 π /16、及-15 π /16。此時(shí)在天線陣列 106前方180度的范圍可以產(chǎn)生22+23+24=28個(gè)方向。也就是說(shuō)，空間極座標(biāo)角度的個(gè)數(shù)為2η+2η-1+2η'..個(gè)。
[0056]以本實(shí)施例的產(chǎn)生12個(gè)波束方向來(lái)說(shuō)，使用四根全向性天線，排列成天線與天線距離為半波長(zhǎng)的線型天線陣列。圖9Α~9L分別為此線型天線陣列的主波束方向于29°、41.4° ,51.3°、68。,75.5°、83。、97。,104° ,112° ,129° ,139°、及 151。的模擬與實(shí)際量測(cè)結(jié)果的極座標(biāo)空間位置圖。
[0057]上述實(shí)施例的具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)，于不同路徑上可以產(chǎn)生不同的相位，且同一條路徑上藉由控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，也可以產(chǎn)生不同的相位。藉由產(chǎn)生所需要的各個(gè)天線的相位角度，可以讓天線陣列可產(chǎn)生不同的主波束的空間方向角度。具有電路架構(gòu)形式簡(jiǎn)單、成本低廉、及控制容易等優(yōu)點(diǎn)，且可在不需要改變無(wú)線通信站臺(tái)的情況下可應(yīng)用于無(wú)線通訊射頻前端，更可以有效地整合于現(xiàn)有架構(gòu)中。
[0058]綜上所述，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改。因此，發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具可調(diào)式相移陣列的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一可調(diào)式相移陣列模塊，用以接收一射頻信號(hào)，該可調(diào)式相移陣列模塊包括至少一射頻開(kāi)關(guān)、至少一耦合器與至少一相移器，該至少一射頻開(kāi)關(guān)、該至少一耦合器與該至少一相移器形成多個(gè)傳送路徑，該些傳送路徑各自接收該射頻信號(hào)，并分別輸出對(duì)應(yīng)至不同相位的多個(gè)處理后的射頻信號(hào)至一天線陣列；以及 一控制模塊，用以控制該可調(diào)式相移陣列模塊的該至少一射頻開(kāi)關(guān)與該至少一相移器，以使該天線陣列輸出對(duì)應(yīng)至一特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該可調(diào)式相移陣列模塊包括多個(gè)射頻開(kāi)關(guān)、多個(gè)耦合器與多個(gè)相移器，該天線陣列包括多個(gè)天線，該控制模塊從多個(gè)候選相位差中選擇其中之一，并根據(jù)所選擇的候選相位差來(lái)控制該些射頻開(kāi)關(guān)與該些相移器，使兩兩該些天線之間具有所選擇的該候選相位差，以使該天線陣列輸出對(duì)應(yīng)至該特定空間極座標(biāo)角度的無(wú)線信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該可調(diào)式相移陣列模塊包括3個(gè)射頻開(kāi)關(guān)、3個(gè)耦合器與6個(gè)相移器，該3個(gè)射頻開(kāi)關(guān)包括一第一至一第三射頻開(kāi)關(guān)、該3個(gè)耦合器包括一第一至一第三耦合器，該6個(gè)相移器包括一第一至第六相移器，該天線陣列包括4個(gè)天線，該第一耦合器的輸入端與該第一射頻開(kāi)關(guān)串接，該第一相移器與該第二相移器與該第一耦合器的兩個(gè)輸出端分別耦接，該第二射頻開(kāi)關(guān)連接該第一相移器與該第二耦合器的輸入端，該第三射頻開(kāi)關(guān)連接該第二相移器與該第三耦合器的輸入端，該第三相移器與該第四相移器與該第二耦合器的兩個(gè)輸出端分別耦接，該第五相移器與該第六相移器與該第三耦合器的兩個(gè)輸出端分別耦接。
4.如權(quán)利要求3所述 的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該第一與該第二相移器可選擇性地提供四個(gè)不同的相位位移，第三至第六相移器分別可選擇性地提供二種不同的相位位移。
5.如權(quán)利要求4所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該第一與該第二相移器分別具有3個(gè)串聯(lián)的相移器單元，該第三至第六相移器分別具有一個(gè)相移器單元，各個(gè)相移器單元具有一微帶線與一開(kāi)關(guān)元件。
6.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，各該至少一相移器可選擇性地提供多個(gè)不同的相位位移。
7.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，各該至少一相移器具有至少一微帶線與至少一開(kāi)關(guān)元件。
8.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一相移器為并聯(lián)型相移器。
9.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一相移器為串聯(lián)型相移器。
10.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一相移器為串并聯(lián)型相移器。
11.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一耦合器各具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端與一第二輸出端，當(dāng)一信號(hào)由該第一輸入端輸入時(shí)，該第一輸出端與該第一輸入端的信號(hào)相位差為-90度,該第二輸出端與該第一輸入端的信號(hào)相位差為-180度,而當(dāng)該信號(hào)由該第二輸入端輸入時(shí),該第一輸出端與該第二輸入端的信號(hào)相位差為-180度，該第二輸出端與該第二輸入端的信號(hào)相位差為-90度。
12.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該控制模塊包括一控制器與一切換矩陣單元，該切換矩陣單元儲(chǔ)存有多個(gè)候選相位差所對(duì)應(yīng)的該至少一射頻開(kāi)關(guān)與該至少一相移器的控制信息，該控制器參照該切換矩陣單元所儲(chǔ)存的內(nèi)容來(lái)控制該可調(diào)式相移陣列模塊。
13.如權(quán)利要求12所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該切換矩陣單元儲(chǔ)存該可調(diào)式相移陣列模塊的該至少一射頻開(kāi)關(guān)與該至少一相移器的簡(jiǎn)化后的控制數(shù)字值。
14.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一射頻開(kāi)關(guān)為微波高頻切換開(kāi)關(guān)的組合。
15.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一射頻開(kāi)關(guān)為單擲雙切開(kāi)關(guān)、阻抗匹配式開(kāi)關(guān)、或具有末端電阻式的開(kāi)關(guān)組合。
16.如權(quán)利要求1所述的多路徑切換系統(tǒng)，其特征在于，該至少一耦合器為枝干耦合器、環(huán)形耦合器、 平行線耦合器、微帶線耦合器或帶狀耦合器。
【文檔編號(hào)】H04B7/08GK103840873SQ201210526061
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】曾銘健, 鄭名宏, 林信標(biāo), 張競(jìng)?cè)? 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院