专利名称：相移振荡器和天线的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于发送和接收用来利用信息的无线电波能量的 设备和处理，更具体来说，涉及相控阵天线及其在无线通信中的应用。
背景技术：
天线被设计用来发射和接收电磁波。相控阵天线是包括具有定向辐 射模式(波束)的多个辐射器元件(多个辐射器)的天线，可以通过控 制天线中的单个辐射器元件(辐射器)或辐射器元件组来控制所述定向 辐射模式(波束)。
一般来说，通过控制进入和来自辐射器元件的信号的
相位来确定辐射模式的导引方向(steering direction)。在常规相控阵天线 中，通过相移器实现相位控制。典型地，通过数字信号处理(DSP)子系 统确定具体相位。
相控阵天线的一个示例在序列号为6，759，980的美国专利申请中被 公开，该专利申请公开了一种相控阵天线，该相控阵天线包括输入端、 电耦合到该输入端的馈送网络、多个辐射器、用于在将信号发送到辐射 器或者从辐射器接收信号之前为信号提供相移的多个相移器，以及用于 控制相移器提供的相移的控制器。
图1例示了总的标为100的系统的简要框图，系统100包括用于将 参考信号101分发到一个或更多个发射器/接收器(T/R)模块的多功率分 配器140，和本领域中已知的简单相控阵天线(PAA) 150。图1例示了 以电子的方式控制信号的波阵面。示出了三种可能的波阵面162、 164、 166。参考信号101被输入到多功率分配器140。参考信号通常由参考信 号生成器(图1中未示出)生成。
功率分配器140将参考信号101分发到四个相移器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)。波阵面162、 164或166由相移器的相移sl、 s2、 s3、 s4确定。相控阵天线150包括相移器112、 114、 116、 118、放大器122、 124、 126、 128，以及辐射器132、 134、 136、 138。各相移器112、 114、 116、 118连接到放大器122、 124、 126、 128。各放大器122、 124、 126、 128将经过放大并经过相移的信号传递到各自的辐射器。图1的PAA可 以仅在一个维度(方位角(azimuth)维度或仰角(elevation)维度)上 控制波阵面。
示例性PAA包括一组辐射器，其中，以这种方式改变辐射器辐射的 电磁信号的相对相位，即使相控阵天线的辐射模式处于期望的方向。在 图1中，数字161例示辐射模式(波束)。
图1例示的简化相控阵天线150通常包括一组T/R模块102、 104、 106、 108和一组辐射器132、 134、 136、 138。在图1的PAA的架构中， 各辐射器被连接到一个T/R模块。在图1中，仅示出T/R模块102、 104、 106、 108的发射部分。
示例性PAA使用执行诸如将信号相位偏移预定的度数的功能的发射 器(TR)或接收器(RX)或T/R模块。例如，图1中的T/R模块102 使信号相移sl度。
例示的常规T/R模块102包括相移器112和放大器122等。示例性 PAA使用多个T/R模块，每个T/R模块都包括相移器(PS)。 PS是使得 能够以电子的方式在期望的方向上控制天线波束、而不用以机械的方式 对PAA进行重新定位的电子器件。常规PAA极其昂贵并且具有较高功耗， 因此它们主要用在军事应用中，例如飞行器雷达和导弹雷达。例如，在 示例性PAA中，使用约4000个相移器；每个相移器价值几千美元，导 致这种PAA的总成本为数百万美元。因此，存在对低成本相控阵天线的 需要，该低成本相控阵天线提供和常规的高成本相控阵天线大致相同的 性能。
发明内容
本发明一些实施方式的一方面一般地涉及相控阵天线("PAA")系统，更具体来说，涉及用于诸如Wi-Fi、 Wi-Max、蜂窝通信或卫星移动 电视的无线或电信网络中的PAA。
本发明的PAA是有源相控阵天线。术语"有源"被用来强调该PAA是 以电子而不是机械的方式进行控制，并且还通过对各辐射器使用T/R模 块来控制该PAA。
本发明一些实施方式的一方面涉及用于高质量视频业务、高速数据 业务、基于网际协议的语音业务(VOIP)或互联网电话的PAA。本发明 一些实施方式的一方面涉及新的后文中称为相移注入振荡器(phase shifted injection oscillator: PSIO)的装置或电路。
本发明一些实施方式的一方面涉及新的后文中称为相移注入锁定双 推振荡器(phase shifted injection locked push-push oscillator: PSIPPO)的 装置或电路。
本发明一些实施方式的一方面涉及包括多个PSIO或多个PSIPPO的
相控阵天线系统。
本发明一些实施方式的一方面涉及低成本或廉价的PAA。在本发明 示例性实施方式中，相对于基于常规相移电路使用常规现有技术的T/R 模块的常规PAA系统，使用了多个PSIPPO的PAA实现了大致相同或更 好的性能，例如效率更高。
本发明一些实施方式的一方面涉及使用多个PSIPPO的能够进行方 位角或仰角波束控制的PAA。
本发明一些实施方式的一方面涉及使用多个PSIPPO的生成窄波束 的PAA。
在本发明示例性实施方式中，与基于现有技术的常规天线相比，窄 波束能够实现更宽的覆盖范围或更低的电磁干扰。这使数据吞吐量能够 显著增加，或者使诸如Wi-Fi、 Wi-Max的无线网络以及其他无线网络的 同时存在的用户数目能够增加。
根据本发明一个示例性实施方式，提供了一种振荡器，该振荡器包 括反射放大器；包括至少一个可变电容器和至少一个谐振器的带阻滤 波器，其中，所述带阻滤波器被连接到所述反射放大器。在本发明示例性实施方式中，所述带阻滤波器是双端口带阻滤波器。在本发明示例性 实施方式中，输入参考信号被注入所述振荡器中。在本发明示例性实施 方式中，所述振荡器的输出信号被锁定。在本发明示例性实施方式中， 所述振荡器是压控的。
根据本发明一个示例性实施方式，提供了一种振荡器，该振荡器包 括功率分配器；时延单元；带阻滤波器；至少两个反射放大器；以及 功率合成器。在本发明示例性实施方式中，所述带阻滤波器包括实现谐 振器的至少两个可变电容器和至少两个电感器。在本发明示例性实施方 式中，通过DSP单元生成的信号对所述可变电容器进行压控。
根据本发明一个示例性实施方式，提供了一种相移注入锁定双推振 荡器，该相移注入锁定双推振荡器包括功率分配器，所述功率分配器 将接收到的参考信号分成第一部分和第二部分，相对于所述第一部分， 所述第二部分被时延预定的延时量；以及接收所述第一部分和所述第二 部分并生成输出信号的双推振荡器；其中，所述双推振荡器包括带阻滤 波器，所述带阻滤波器被配置为改变所述第一部分或所述第二部分的相 位，使得所述输出信号具有相对于所述参考信号的相位发生了偏移的相 位。在本发明示例性实施方式中，所述功率分配器是零度功率分配器。 在本发明示例性实施方式中，所述功率分配器是威尔金森(Wilkinson) 功率分配器。在本发明示例性实施方式中，所生成的输出信号具有与所 接收到的参考信号大致相同的稳定性特性。在本发明示例性实施方式中， 所生成的输出信号具有与所接收到的参考信号大致相同的噪声特性。在 本发明示例性实施方式中，所述预定的延时量是所述参考信号的大约半 个周期。在本发明示例性实施方式中，所述预定的延时量是所述参考信 号的大约半个周期的奇数倍。在本发明示例性实施方式中，所生成的输 出信号具有与所接收到的参考信号相同的频率和大致相同的噪声特性。 在本发明示例性实施方式中，所生成的输出信号具有与所接收到的参考 信号大致相同的稳定性特性。在本发明示例性实施方式中，所述输出信 号相对于所接收到的参考信号的相移在大约-100到大约+100度的范围 内。在本发明示例性实施方式中，所述带阻滤波器包括至少两个可变电容器。在本发明示例性实施方式中，所述可变电容器用于改变所述带阻滤波器的谐振频率。
根据本发明的一个示例性实施方式，提供了一种使注入锁定双推振荡器相移的方法，该方法包括将接收到的参考信号分成第一部分和第二部分，相对于所述第一部分，所述第二部分被时延预定的延时量；通过双推振荡器接收所述第一部分和所述第二部分；以及通过所述双推振荡器生成输出信号；其中，所述双推振荡器被配置为改变所述第一部分或所述第二部分的相位，使得所述输出信号具有相对于所述参考信号的相位发生了偏移的相位。在本发明示例性实施方式中，所述第二部分相对于所述第一部分被延迟的预定延时量是所述参考信号的大约半个周期。在本发明示例性实施方式中，所述第二部分相对于所述第一部分被延迟的预定延时量是所述参考信号的大约半个周期的奇数倍。
根据本发明的一个示例性实施方式，还提供了一种发射器/接收器模块，该发射器/接收器模块包括至少一级的相移注入锁定双推振荡器；以及接收随后通过所述至少一级的相移注入锁定双推振荡器处理的功率的釆样部分的接收功能。
根据本发明的一个示例性实施方式，还提供了一种使注入锁定双推振荡器相移的方法，该方法包括接收具有相位的第一信号；划分所述第一信号，并将所述第一信号的第一部分注入带阻滤波器中，将所述第一信号的第二部分注入时延单元中；改变所述第一信号的所述第一部分或所述第二部分的谐振频率；使所述第一信号的第一部分和第二部分在所述带阻滤波器和至少两个反射放大器之间谐振；合成来自所述至少两个反射放大器的所述第一信号的第一和第二部分；以及输出合成信号。在本发明示例性实施方式中，所述第一信号是参考信号或来自前一相移注入锁定双推振荡器的信号。在本发明示例性实施方式中，所述合成信号被输出到另一相移注入锁定双推振荡器或辐射器。在本发明示例性实施方式中，所述合成信号的频率为所述第一信号的频率的大约两倍，所述合成信号的相移为所述第一信号的相移的两倍。在本发明示例性实施方式中，所述时延单元产生所述第一信号的大约半个周期的时延。根据本发明一个示例性实施方式，提供一种能够在方位角和仰角上控制天线波束的相控阵天线，所述天线包括多个辐射器、放大器、混合器、采样耦合器以及相移器注入锁定振荡器，所述相移注入锁定振荡器用于在所述仰角和方位角上控制所述天线波束。在本发明示例性实施方式中，各所述相移注入锁定双推振荡器都包括功率分配器，所述功率分配器将接收到的参考信号分成第一部分和第二部分，相对于所述第一部分，所述第二部分被时延预定的延时量；以及接收所述第一部分和第二部分并生成输出信号的双推振荡器；其中，所述双推振荡器包括带阻滤波器，所述带阻滤波器被配置为改变所述第一或第二部分的相位，使得所述输出信号具有相对于所述参考信号的相位发生了偏移的相位。在本发明示例性实施方式中，所述相移注入锁定双推振荡器的第一部分被相移第一程度；所述相移注入锁定双推振荡器的第二部分被相移第二
程度，而所述相移注入锁定双推振荡器的第三部分被相移第三程度，所述第一程度与所述第二程度相关，所述第二程度与所述第三程度相关。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于无线通信设备。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于无线接入点。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于卫星移动电视系统。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于卫星天线。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于连接到数据交换设备的天线。在本发明示例性实施方式中，所述相控阵天线用于连接到数据接收和发射设备的天线。
将结合附图、参照下述实施方式描述本发明示例性的非限制性实施方式。这些图一般未按比例示出，并且任何尺寸仅仅是示例性而不一定是限制性的。在图中，在不止一幅图中出现的相同结构、元件或部件在它们所出现的所有图中优选地用相同或类似的标号进行标注。
图1例示了包括多功率分配器和本领域己知的简单相控阵天线的系统的简单框图。
12图2是根据本发明一个示例性实施方式的相移注入振荡器(PSIO)
的示意图。
图3是根据本发明一个示例性实施方式的带阻滤波器(BRF)的示意图。
图4、 5是例示了根据本发明示例性实施方式的PSIO的性能的非限制性示例。
图6是根据本发明一个示例性实施方式的相移注入锁定双推振荡器(PSIPPO)的简单框图例示。
图7是根据本发明一个示例性实施方式的BRF的示意图。
图8A、 8B、 8C、 8D是例示了根据本发明示例性实施方式的相移注
入锁定双推振荡器(PSIPPO)的波形性能的非限制性示例。
图9例示了根据本发明一个示例性实施方式的相控阵天线，该相控
阵天线能够在方位角和仰角上控制天线波束。
图10例示了根据本发明示例性实施方式的无线网络系统。
图U例示了根据本发明示例性实施方式的卫星移动电视系统。
具体实施例方式
本发明描述了新的得以改进的相移注入振荡器、相移注入锁定双推振荡器以及相控阵天线(PAA)。根据本发明一个示例性实施方式的PAA成本低，因此可以用在各种商业应用中，例如无线通信或卫星移动电视。相对于现有技术的PAA，本发明的PAA提供了显著的增强和改善，这将在本说明书和附图中示出。
根据本发明的相控阵天线包括多个相移元件和其他电子部件。常规的相移器是昂贵的电子部件，或者受较高RF损耗的影响。成本和RF损耗都使得利用常规T/R模块或常规相移器的常规相控阵天线具有非常高的成本。
在本发明的一个示例性实施方式中，诸如图1的112、 114、 116或118的相移器是相移注入振荡器(PSIO)或相移注入锁定双推振荡器(PSIPPO)，两者都是本发明新的并且新颖的电子器件，并在下面进行描述。首先描述PSIO，然后描述可以认为是PSIO的改进的PSIPPO。尽管
可以用图1例示的结构或架构来使用PSIO或PSIPPO，但是本发明还公开了相控阵天线的新颖的分布式结构或架构，与图1例示的天线和现有技术的其他天线相比，该天线具有多种优点。
图2示出根据本发明一个示例性实施方式的电路300 (本说明中称作PSIO)的示意图。图2的PSIO包括连接到带阻滤波器(BRF) 330的反射放大器340。 BRF包括变容二极管，该变容二极管的偏压由数字信号处理器(DSP) 390控制。BRF 330具有两个端口 332、 333。
图3是根据本发明一个示例性实施方式的BRF 330的示意图350。BRF 330包括内建在隔离变压器中的至少一个可变电容器352和至少一个电感器304，所述隔离变压器能够与可变电容器352产生谐振，来与PSIO的带阻滤波器产生谐振。标号338表示接地。通过DSP 390 (图3中未示出DSP390)生成的信号380对图3的可变电容器352进行压控。
在本发明的一个示例性实施方式中，图2的信号301被注入PSIO 300中，使得PSIO 300的输出信号341被锁定为信号301。锁定信号341意思是信号341也被锁定，并且具有与信号301相同的频率和大致相同的基本频谱纯度。结合图4、 5，将更好地理解图2的PSIO300的性能。图4、 5是例示PSIO 300的性能的特定非限制性示例。PSIO 300接收输入的RF信号301并输出信号341，信号341具有与输入的参考信号301相同的频率和大致相同的基本频谱纯度。波形401、 401B是信号301针对可变电容器352的两个不同电压V1和V2的波形例示。类似地，波形441、441B例示了信号341针对两个不同电压VI和V2的波形。可以看出信号441和441B具有不同的相位。
波形401、 431、 441表示PSIO的特定位置处对应于可变电容器352上的电压V1的时域电压。波形401B、 431B、 441B表示PSIO的特定位置处对应于可变电容器352上的电压V2的时域电压。应该注意，波形401对应301、波形431对应331，而波形441对应341。
在本发明一个示例性或优选实施方式中，BRF 300的可变电容器352图6是根据本发明一个示例性实施方式的相移注入锁定双推振荡器
(PSIPPO)的简化框图例示600。在本发明一个示例性实施方式中，PSIPPO包括功率分配器610、时延单元620、带阻滤波器(BRF) 630、至少两个反射放大器640和650、功率合成器660。
图7是图6的根据本发明一个示例性实施方式的BRF 630的示意图。BRF 730包括嵌入两个隔离变压器中的至少两个电感器734、 735，所述隔离变压器能够与可变电容器722、 723谐振。标号738表示接地。通过图2、 3中示出的DSP 3卯生成的信号380来对可变电容器722、 723进行压控。
结合图8A、 8B、 8C、 8D，将更好地理解图6的PSIPPO 600的性能。PSIPPO 600接收具有特定相位的信号601并输出信号661，信号661具有与输入信号601相同或不同的相位。
在本发明一个示例性实施方式中，信号601是参考信号或来自前一PSIPPO的信号，并且信号661被输出到另一 PSIPPO或辐射器。
在一个特定非限制性示例中，图8A、 8B中的波形801、 801B是输入的参考信号601分别针对两个不同电压V1和V2的波形例示，而图8B、8D中的波形861、 861B是信号661针对不同电压VI和V2的波形例示。与输入的参考信号601相比，输出信号661的频率和相角分别是输入的参考信号601的频率和相角的两倍。本领域技术人员可以理解的是，与输入的参考信号601相比，输出信号661的频率可以是输入的参考信号601的频率的两倍，并且输出信号661的相角可以约为输入的参考信号601的相角的两倍。
功率分配器610接收信号601，并将图8A、 8C中波形802、 802B例示的第一部分602和图8A、 8C中波形821 、 821B例示的第二部分621注入BRF 630中，其中使用时延单元620获得第二部分621，该时延单元620造成约为参考信号601的半个周期的时延。在本发明的一个替代示例性实施方式中，时延是预定的。在本发明的一个替代示例性实施方式中，时延是参考信号的约半个周期的奇数倍。进入BRF630的信号602和621具有相同的功率水平，但相位相反。本领域技术人员将意识到，进入BRF 630的信号602和621可以具有大致相同的功率水平。
当BRF 630的可变电容器622、 623的偏压具有值VI时，BRF 630输出分别由波形831、 832例示的信号631、 632。当BRF 630的可变电容器622、623的偏压具有值V2时，BRF 630输出分别由波形831B、 832B例示的信号631、 632。在本发明的一个替代示例性实施方式中，输出信号相对于接收到的参考信号的相移在约-100到约+100度的范围内。反射放大器640和650对应地输出信号641和651。信号641和651被馈送至输出信号661的合成器661。当BRJF630的可变电容器622、 623的偏压具有值V1时，分别由波形841、 851表示信号641、 651。当BRF 630的可变电容器622、 623的偏压具有值V2时，分别由波形841B、 851B表示信号641、 651。
从图8A、 8B、 8C、 8D可以注意到，由波形861、 861B表示的信号661的频率为信号601频率的两倍。此外，对应于偏压VI的波形861的相位与对应于偏压V2的波形861B的相位不同。
图9例示了根据本发明一个示例性实施方式的PAA，该PAA能够在方位角和仰角上控制天线波束。图9的示例性PAA具有四个基本模块502、 504、 506、 508。本领域技术人员可以容易地理解，PAA的这种结构可以由多个分布式基本模块组成，并且为了方便提供本发明的简单和清楚的解释而示出本示例。在图9中，标号541、 542、 543、 544、 545、546、 547、 548指代辐射器，标号571、 572、 573、 574、 575、 576、 577、578指代放大器，标号561、 562、 563、 564、 565、 566、 567、 568指代混合器，标号551、 552、 553、 554、 555、 556、 557、 558指代采样耦合器，标号512、514、516、518指代用来在仰角方向控制天线波束的PSIPPO，标号531、 532、 533、 534、 535、 536、 537、 538指代用来在方位角方向控制天线波束的PSIPPO。在本发明一个示例性实施方式中，PSIPPO 531、533、 535、 537分别被相移角度pl、卩3、卩5、卩7 。 PSIPPO 532、 534、 536、538分别被相移角度(32、卩4、卩6、卩8，而PSIPPO 512、 514、 516、 518分别被相移角度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。根据上述示例可以容易地意识到其他角度。
图9中描述的系统是能够在仰角和方位角上控制波束的简单PAA的 示例。以模块502作为参考，PSIPPO的分布式网络生成的信号用于向混 合器561、 562提供适当的RF泵浦，以对调制信号进行上变频。调制信 号将按混合器的符号中示出的箭头所指示的那样进入混合器。采样电容 器551、 552用于向接收器(未示出)的下变频器提供适当的泵浦，以对
接收到的信号进行下变频。
图5还示出了分布式PAA架构，从某种意义上说，诸如512、 514、 516、 518的一个PSSIO影响不止一个辐射器，而在例如图l所示的非分 布式架构中，T/R模块中诸如112、 114、 116或118的相移器仅影响一个 辖射器。
图10例示了根据本发明示例性实施方式的无线网络系统250。根据 系统250,公开了增强和改进的无线通信网络。系统250包括多个无线接 入点252、 254，每个无线接入点使用发射和接收信号260、 262、 264、 266、 268的PAA 256、 258。信号260、 262、 264、 266中的部分用于多 个无线设备(例如个人计算机270、 272、 274和手持设备278)之间的通 信。无线设备可以利用接入点252来接入第一网络280，并因此可以与其 他远程计算机284或其他远程便携式设备通信，所述其他远程便携式设 备可以包括手持设备和包括无线电话和网络电话在内的无线电信设备。 在本示例性图中，第一网络280和第二网络282未通过硬线连接。使用 本发明的PAA 256、 258的接入点252、 254在通信范围内，并因此可以 在第一和第二网络282之间桥接。可采用Wi-Fi或Wi-Max技术的宽带接 入点256、 258的使用可以帮助实现远程计算机284、 286之间的通信。 由于使用根据本发明示出的新的得以改进的PAA，具有本发明的PAA的 无线接入点252、 254的使用将使明显更多的用户能够访问并使用各个无 线接入点。因此，具有多个PSIPPO (未示出)的PAA 252、 254的使用 将允许提供当前不可用的业务，例如网络电话的使用、视频电话呼叫、 显著的数据下载和上传能力，以及需要额外带宽和能力以较少数量的接 入点来处理多得多的使用者或订户的任何其他业务。
17图11例示了根据本发明示例性实施方式的卫星移动电视系统200。
卫星202发射信号204。放置在车辆210顶部或其他空中可见位置处的 PAA 206接收该信号，并将对应的信号发射给放置在车辆210内的电视机 (TV)。本领域技术人员可以理解的是，上述系统是示例性的，并用来解 释针对本发明的新的得以改进的PAA的许多可获得应用中的一些。在 PAA中，根据本发明的示例性实施方式，使用多个PSIPPO，并且当以本 发明的特定示例性架构组织PSIPPO时，所得到的PAA是有益的，例如 成本更低或功耗更低。还可以理解的是，本发明的PAA可以用于任何数 据接收和发射设备，以包括卫星天线、数据交换或切换设备使用的天线 等。
已经使用本发明的实施方式的非限制性详细说明描述了本发明，这 些实施方式通过示例的方式提供并且不是要限制本发明的范围。应当理 解，针对一个实施方式描述的特征或步骤可以用于其他实施方式，并且 不是本发明的所有实施方式都具有在特定图中示出或针对这些实施方式 之一描述的所有特征或步骤。注意，上述实施方式的一些可以描述发明 人设想的最佳模式，并因此包括结构、动作或结构的细节以及可能对本 发明不是必不可少并作为示例所描述的动作。
这里描述的结构和动作可以用本领域已知的执行相同功能的等同物 替换，即使结构或动作是不同的。因此，仅由如权利要求中所使用的要 素和限制限制本发明的范围。此外，当用在权利要求中时，术语"包括"、 "包含"、"具有"及其变化意指"包括但不限于"。
权利要求
1. 一种振荡器，该振荡器包括(a)反射放大器；(b)包括至少一个可变电容器和至少一个谐振器的带阻滤波器；其中，所述带阻滤波器被连接到所述反射放大器。
2. 根据权利要求1所述的振荡器，其中，所述带阻滤波器是双端口 带阻滤波器。
3. 根据权利要求1所述的振荡器，其中，输入参考信号被注入到所 述振荡器中。
4. 根据权利要求1所述的振荡器，其中，所述振荡器的输出信号被 锁定。
5. 根据权利要求1所述的振荡器，其中，所述振荡器是压控的。
6. —种振荡器，该振荡器包括-功率分配器；时延单元； 带阻滤波器；至少两个反射放大器；以及 功率合成器。
7. 根据权利要求6所述的振荡器，其中，所述带阻滤波器包括实现 谐振器的至少两个可变电容器和至少两个电感器。
8. 根据权利要求7所述的振荡器，其中，通过DSP单元生成的信 号对所述可变电容器进行压控。
9. 一种相移注入锁定双推振荡器，该相移注入锁定双推振荡器包括(a) 功率分配器，所述功率分配器将接收到的参考信号分成第一部 分和第二部分，相对于所述第一部分，所述第二部分被时延预定的延时 量；以及(b) 接收所述第一和第二部分并生成输出信号的双推振荡器；其中， 所述双推振荡器包括带阻滤波器，所述带阻滤波器被配置为改变所述第一或第二部分的相位，使得输出信号具有相对于所述参考信号的相位发 生了偏移的相位。
10. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述功率分配器是零度功率分配器。
11. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 功率分配器是威尔金森功率分配器。
12. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所生 成的输出信号具有与所接收到的参考信号大致相同的稳定性特性。
13. 根据权利要求12所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所生成的输出信号具有与所接收到的参考信号大致相同的噪声特性。
14. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 预定的延时量是所述参考信号的大约半个周期。
15. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 预定的延时量是所述参考信号的大约半个周期的奇数倍。
16. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所生 成的输出信号具有与所接收到的参考信号相同的频率和大致相同的噪声 特性。
17. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所生 成的输出信号具有与所接收到的参考信号大致相同的稳定性特性。
18. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 输出信号相对于所接收到的参考信号的相移在大约-100到大约+100度的 范围内。
19. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 带阻滤波器包括至少两个可变电容器。
20. 根据权利要求9所述的相移注入锁定双推振荡器，其中，所述 可变电容器用于改变所述带阻滤波器的谐振频率。
21. —种使注入锁定双推振荡器相移的方法，该方法包括(a)将接收到的参考信号分成第一部分和第二部分，相对于所述第 一部分，所述第二部分被时延预定的延时量；以及(b)通过双推振荡器接收所述第一部分和所述第二部分；以及 (C)通过所述双推振荡器生成输出信号； 其中，所述双推振荡器被配置为改变所述第一部分或所述第二部分 的相位，使得输出信号具有相对于所述参考信号的相位发生了偏移的相 位。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中，所述第二部分相对于所述 第一部分被延迟的所述预定延时量是所述参考信号的大约半个周期。
23. 根据权利要求21所述的方法，其中，所述第二部分相对于所述 第一部分被延迟的所述预定延时量是所述参考信号的大约半个周期的奇 数倍。
24. —种发射器/接收器模块，该发射器/接收器模块包括(a) 至少一级的根据权利要求1所述的相移注入锁定双推振荡器；以及(b) 接收随后通过所述至少一级的相移注入锁定双推振荡器处理的 功率的采样部分的接收功能。
25. —种使注入锁定双推振荡器相移的方法，该方法包括-接收具有相位的第一信号；划分所述第一信号，并将所述第一信号的第一部分注入带阻滤波器 中，将所述第一信号的第二部分注入时延单元中；改变所述第一信号的第一部分或第二部分的谐振频率；使所述第一信号的第一部分和第二部分在所述带阻滤波器和至少两 个反射放大器之间谐振；合成来自所述至少两个反射放大器的所述第一信号的第一和第二部 分；以及输出合成信号。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一信号是参考信号 或来自前一相移注入锁定双推振荡器的信号。
27. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述合成信号被输出到另 一相移注入锁定双推振荡器或辐射器。
28. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述合成信号的频率大约 为所述第一信号的频率的两倍，所述合成信号的相移为所述第一信号的 相移的两倍。
29. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述时延单元产生所述第 一信号的大约半个周期的时延。
30. —种能够在方位角和仰角上控制天线波束的相控阵天线，所述 相控阵天线包括多个辐射器、放大器、混合器、采样耦合器以及相移 注入锁定振荡器，所述相移注入锁定振荡器用于在仰角和方位角的方向 上控制所述天线波束。
31. 根据权利要求30所述的相控阵天线，其中，各所述相移注入锁 定双推振荡器都包括(a) 功率分配器，所述功率分配器将接收到的参考信号分成第一部 分和第二部分，相对于所述第一部分，所述第二部分被时延预定的延时 量；以及(b) 接收所述第一部分和所述第二部分并生成输出信号的双推振荡 器；其中，所述双推振荡器包括带阻滤波器，所述带阻滤波器被配置为 改变所述第一或第二部分的相位，使得输出信号具有相对于所述参考信 号的相位发生了偏移的相位。
32. 根据权利要求30所述的相控阵天线，其中，所述相移注入锁定 双推振荡器的第一部分被相移第一程度；所述相移注入锁定双推振荡器 的第二部分被相移第二程度，而所述相移注入锁定双推振荡器的第三部 分被相移第三程度，所述第一程度与所述第二程度相关，所述第二程度 与所述第三程度相关。
33. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于无线 通信设备。
34. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于无线 接入点。
35. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于卫星 移动电视系统。
36. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于卫星 天线。
37. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于连接 到数据交换设备的天线。
38. 根据权利要求30所述的相控阵天线，所述相控阵天线用于连接 到数据接收和发射设备的天线。
全文摘要
本发明描述了新的得以改进的相移注入振荡器、相移注入锁定双推振荡器以及相控阵天线(PAA)。根据本发明一个示例性实施方式的PAA成本低，因此可以用在各种商业应用中，例如无线通信或卫星移动电视。
文档编号H01Q3/42GK101523664SQ200680056028
公开日2009年9月2日 申请日期2006年10月3日 优先权日2006年10月3日
发明者希勒尔·魏因施泰因, 阿尔伯托·米拉诺 申请人:碧姆网络有限公司