微波毫米波和太赫兹电路及相控阵的低功率波束形成方法_2

文档序号:8514371阅读:来源:国知局
器的内部连接,图1(b)是微分求积信号发生器的示意图;
[0023]图2是第二种形式的微分求积信号发生器原理图;
[0024]图3是微分求积信号发生器形成六端口网络的运用;
[0025]图4是运用微分求积信号发生器产生的差分4X4巴特勒矩阵;
[0026]图5是运用微分求积信号发生器产生的差分8X8巴特勒矩阵;
[0027]图6是基于差分4X4巴特勒矩阵的通信系统;
[0028]图7是基于差分8X8巴特勒矩阵的通信系统;
[0029]图8是基于差分4X4巴特勒矩阵的通信系统;
[0030]图9是基于差分4X4巴特勒矩阵的通信系统;
[0031]图10是基于差分4X8巴特勒矩阵的通信系统;
[0032]图11是基于差分4X4巴特勒矩阵的通信系统;
[0033]图12是常规8X8差分巴特勒矩阵波束形成的一种典型波束方向图;
[0034]图13是应用DQ产生器的差分数字/模拟移相器;
[0035]图14是应用DQ放大器的平衡Doherty放大器;
[0036]图15是应用DQ产生器的双平衡放大器;
[0037]图16是应用DQ产生器的信号分配,其中图16(a)是差分信号转换成两个差分信号,图16(b)是单端信号转换成两个差分信号。
【具体实施方式】
[0038]现在对本发明进行说明,如说明书附图所示,它不是设计的全部,只代表了本发明技术应用实例的一部分。特别是对于微分求积信号发生器和巴特勒矩阵来说,本发明仅用4X4和8X8差分巴特勒矩阵作为举例说明,但是除了差分驱动要求不满足以外,方法可以应用到与传统单端巴特勒矩阵有着相似结构的nXn巴特勒矩阵。
[0039]图3展示了微分求积信号发生器可以用来形成六端口网络,单端信号被馈入巴伦里面。巴伦可以把单端信号转变成差分驱动信号。它形成了端口从Al到Α6的六端口网络。端口 Al和Α2间有良好的隔离性。Al和Α2通过巴伦分别连接到微分求积信号发生器的差分端口 I和2,差分端口 3和4分别连接输出端口 Α3、Α4、Α5和Α6。这个六端口网络可以被用作天线的馈电网络、微波测量系统或者六端口接收机等等。
[0040]图4所示为运用微分求积信号发生器产生的差分4X4巴特勒矩阵的结构,从端口1L,2R,2L和IR馈入差分驱动输入信号,输出端口为Al、A2、A3和A4。所述巴特勒矩阵由4个微分求积信号发生器(DQ Generator)组成,所述微分求积信号发生器的I端口为输入端,2端口为隔离端,3端口为耦合端,4端口为直通端。所述四个微分求积信号发生器分别记为“11”、“12”、“21”、“22”信号发生器,差分驱动输入信号从“21”、“22”信号发生器的I端口、2端口共计四个端口输入,信号从“11”、“12”信号发生器的I端口、2端口共计四个端口输出,“21”信号发生器的3端口通过一个45°移相结构与“11”信号发生器的I端口连接,“21”信号发生器的4端口与“12”信号发生器的I端口连接,“22”信号发生器的4端口通过一个45°移相结构与“12”信号发生器的2端口连接,“22”信号发生器的3端口与“11”信号发生器的2端口连接。具体的,这4个微分求积信号发生器采用两行两列的放置方式,从上到下依次为第一行、第二行。从第一行到第二行及从左到右编号依次为“11”、“12”、“21”、“22”;其中“12”微分求积信号发生器的I端口与“21”微分求积信号发生器的4端口相连,“11”微分求积信号发生器的2端口与“22”微分求积信号发生器的3端口相连。涉及到连接关系的连接线是差分驱动金属导线或者耦合传输线,就像传统巴特勒矩阵,这样做是为了保持相似端口间的相位关系。“I I”微分求积信号发生器的I端口与“21”微分求积信号发生器的3端口之间连接一个45度的差分移相器,“12”微分求积信号发生器的2端口与“22”微分求积信号发生器的4端口之间连接一个45度的差分移相器。通过使用差分驱动移相器,45度差分移相器可以得到应用,另外,45度差分延迟线等移相结构也能够满足相位延迟和阻抗要求。需要说明的是,若所述微分求积信号发生器的1、2、3、4端口分别为输入端、直通端、耦合端及隔离端,此结构的微分求积信号发生器同样能用于实现则图4所示的差分4X4巴特勒矩阵结构。
[0041]图5所示为运用微分求积信号发生器产生的差分8X8巴特勒矩阵的结构。输入信号分别是差分驱动信号A1-A8,输出端口 1L、4R、3L、2R、2L、3R、4L和IR。该结构用了 12个微分求积信号发生器,这12个微分求积信号发生器采用三行四列的放置方式,从上到下依次为第一行、第二行、第三行,从第一行到第三行及从左到右编号依次为“11”、“12”、“13”、“14”、“21”、“22”、“23”、“24”、“31”、“32”、“33”、“34”。其中 “ 11 ” 微分求积信号发生器的4端口与“22”微分求积信号发生器的I端口相连,“21”微分求积信号发生器的2端口与“12”微分求积信号发生器的3端口相连;“ 13”微分求积信号发生器的4端口与“24”微分求积信号发生器的I端口相连,“14”微分求积信号发生器的3端口与“23”微分求积信号发生器的2端口相连;“21”微分求积信号发生器的4端口与“33”微分求积信号发生器的I端口相连,“31”微分求积信号发生器的2端口与“23”微分求积信号发生器的3端口相连;“22”微分求积信号发生器的4端口与“34”微分求积信号发生器的I端口相连,“24”微分求积信号发生器的3端口与“32”微分求积信号发生器的2端口相连。涉及到连接关系的连接线是差分驱动金属导线或者耦合传输线,就像传统巴特勒矩阵,这样做是为了保持相似端口间的相位关系。“11”微分求积信号发生器的3端口与“21”微分求积信号发生器的I端口之间连接一个67.5度的差分移相器;“14”微分求积信号发生器的4端口与“24”微分求积信号发生器的2端口之间连接一个67.5度的差分移相器;“ 12”微分求积信号发生器的4端口与“22”微分求积信号发生器的2端口之间连接一个22.5度的差分移相器;“13”微分求积信号发生器的3端口与“23”微分求积信号发生器的I端口之间连接一个22.5度的差分移相器;“11”微分求积信号发生器的3端口与“21”微分求积信号发生器的I端口之间连接一个67.5度的差分移相器;“21”微分求积信号发生器的3端口与“31”微分求积信号发生器的I端口之间连接一个45度的差分移相器;“22”微分求积信号发生器的3端口与“32”微分求积信号发生器的I端口之间连接一个45度的差分移相器;“23”微分求积信号发生器的4端口与“33”微分求积信号发生器的2端口之间连接一个45度的差分移相器;“24”微分求积信号发生器的4端口与“34”微分求积信号发生器的2端口之间连接一个45度的差分移相器。通过使用差分驱动移相器,45度、22.5度、67.5度差分移相器可以得到应用,另外,差分延迟线能够满足巴特勒矩阵的要求。
[0042]图6所示为基于图4所示的差分4X4巴特勒矩阵的通信系统,所述通信系统还包括收发机、四个差分天线、四个巴伦和四个SPST开关;收发机连接于基带和IF I/Q信号之间。基带可包含嵌入式电路或者控制设置收发机和开关的处理器。收发机的发射机(Tx)和接收机(Rx)连接到SPTD开关上,收发机的普通端口连接到有四个单刀单掷开关(SPST)的信号分配网络上(这些SPST开关和信号分配网络也可以被单刀四掷(SP4T)开关所取代)。从SPST开关(可以是一个SP4T开关)导出的输出端口通过巴伦连接到4X4巴特勒矩阵上,该矩阵可以作为无源相位控制网络来连接四个波束形成的差分天线。巴伦在这里的作用是作为转换器把单端转换成差分驱动,所以这里用到了单端开关。如果用到了差分驱动开关,巴伦在这里就不需要了。
[0043]图7所示为基于差分8X8巴特勒矩阵的通信系统结构,且内嵌微分求积信号发生器。收发机连接于基带和IF I/Q信号之间。基带可能包含嵌入式电路或者控制设置收发机和开关的处理器。发射机(Tx)和接收机(Rx)连接到单刀双掷开关(SPTD)上,普通端口连接到有8个单刀单掷开关(SPST)的信号分配网络上(这些SPST开关和信号分配网络也可以被SP4T开关所取代)。从SPST开关(可以是一个SP8T开关)导出的输出端口经过巴伦连接到8X8巴特勒矩阵上,该矩阵可以作为无源相位控制网络来连接八个波束形成的差分天线。巴伦在这里的作用是作为转换器把单端转换成差分驱动,所以这里用到了单端开关。如果用到了差分驱动开关,巴伦在这里就不需要了。该8X8巴特勒矩阵用了 12个微分求积信号发生器,这12个微分求积信号发生器采用三行四列的放置方式,从上到下依次为第一行、第二行、第三行,从第一行到第三行及从左到右编号依次为“11”、“12”、“13”、“14”、“21”、“22”、“23”、“24”、“31”、“32”、“33”、“34”。其中 “ 11 ” 微分求积信号发生器的4端口与“22”微分求积信号发生器的I端口相连,“21”微分求积信号发生器的2端口与“12”微分求积信号发生器的3端口相连;“ 13”微分求积信号发生器的4端口与“24”微分求积信号发生器的I端口相连,“14”微分求积信号发生器的3端口与“23”微分求积信号发生器的2端口相连;“21”微分求积信号发生器的4端口与“33”微分求积信号发生器的I端口相连,“31”微分求积信号
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1