发明名称 具有可调整电性倾斜之相位阵列天线
摘要
申请公布号 TWI332729 申请公布日期 2010.11.01
申请号 TW093113391 申请日期 2004.05.13
申请人 昆特尔科技股份有限公司 发明人 飞利普艾德华哈斯凯
分类号 H01Q3/36 主分类号 H01Q3/36
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 一种具有可调整电性倾斜且含一天线元件阵列之相位阵列天线系统,该系统包含:a)第一分波装置,用以将RF信号分割成第一及第二RF信号,b)可变相移器,用以在该第一及第二RF信号间引入一可变相对相位移;c)第二分波装置,用以将该相对相位移之第一及第二信号分割成各自的组成信号;以及d)一信号结合网路,用以形成该等组成信号之复数个向量结合,该第二分波装置以及该信号结合网路系结合一手段,用以提供驱动信号给个别的天线元件,该等驱动信号至少部分由该向量结合所组成以及依照相位阵列操作所需之天线元件位置,逐渐同相改变与该阵列相交,相对于其它驱动信号利用适当相位关系,针对每一个别天线元件提供个别驱动信号,以便该阵列之电性倾斜角度系可调整的,以回应该可变相移器所引入之可变相对相位移的变化。如申请专利范围第1项之系统,具有奇数个天线元件。如申请专利范围第1项之系统,其中该可变相移器系一第一可变相移器,以及该系统包括一第二可变相移器,其设置用以藉由该第一可变相移器相位移组成信号,该第二可变相移器针对该信号结合网路直接或者经由一个或多个分波器/可变相移器组合来提供另一组成信号输出。如申请专利范围第1项之系统,其中该可变相移器系复数个可变相移器中之一,以及该信号结合网路系设置成用以自复数个组成信号产生复数个天线元件驱动信号,其中一些组成信号通过所有可变相移器,并且一些组成信号则未通过。如申请专利范围第1项之系统,其中该分波装置系设置成用以将一组成信号分割成另外复数个组成信号,以输入至该信号结合网路。如申请专利范围第1项之系统,其中该信号结合网路使用复数个相移器及复数个混合耦合器,用以相位移及形成多个向量结合。如申请专利范围第6项之系统,其中该等混合耦合器系180度混合耦合器。如申请专利范围第6项之系统,其中该等混合耦合器具有(n+1/2)λ之圆周以及被λ/4间隔之相邻埠之复数个环状混合耦合器,其中λ系在用以建构每一环状混合耦合器之材料中之射频信号的波长。如申请专利范围第8项之系统,其中该第二分波装置并入具有(n+1/2)λ之圆周、二输入埠以及二输出埠之复数个环状混合耦合器,相邻的埠系被λ/4间隔,该等混合耦合器之每一者之一个输入埠端接一电阻器,其中该电阻器相等于系统阻抗以及形成一匹配负载。如申请专利范围第6项之系统,其中该等混合耦合器设计成用以将输入信号I1及I2转换成为除(I1+I2)及(I1-I2)以外的向量和及向量差。如申请专利范围第1项之系统,其中该第一及第二分波装置、可变相移器及该信号结合网路系与该天线元件阵列整合成为一天线组件,并且该组件具有单一RF输入功率馈入器,用以自远端源馈送该RF信号至该第一分波装置。如申请专利范围第1项之系统,其中该第二分波装置包含第一及第二分波器,该第一分波装置与可变相移器设置在一起,而与该第二分波装置分离,将该第二分波装置、信号结合网路以及该天线元件阵列整合成为一天线组件,并且该组件具有双RF输入功率馈入器,用以自一远端源馈送该第一及第二RF信号至该天线组件,其中该远端源系设置于该第一分波装置及可变相移器上。如申请专利范围第1项之系统,其中该可变相移器系一连接于一传送频道中之第一可变相移器,并且该系统包括一连接于接收频道以及另外提供固定相位移之传送及接收频道中之第二可变相移器,以及该信号结合网路系设置藉由产生复数个天线元件驱动信号以操作于传送及接收模式中,回应在该等传送频道中之信号,并藉由操作于接收模式中之天线元件所发展出之信号产生复数个接收频道信号,其中该系统在传送及接收模式中具有独自可调整之电性倾斜。如申请专利范围第1项之系统,其中该可变相移器系相关联于个别操作者之复数个可变相移器中之一,以及该系统包括滤波及结合装置,用以在个别可变相移器实施相位移之后,将路径之信号安排至共同信号馈入装置,该共同信号馈入装置系连接至该第二分波装置及该信号结合网路,用以提供信号至该天线阵列,其中该天线阵列包含从二个操作者所提供之独自可调整的电性倾斜。如申请专利范围第14项之系统,其中该复数个可变相移器包括相关联于每一操作者之个别对之可变相移器,并且该系统具有正向及反向信号处理能力之组件,以便该系统可操作于传送及接收模式中,其中在上述两个模式中具有独自可调整之电性倾斜。一种调整一相位阵列天线系统之电性倾斜的方法,该系统包括一天线元件阵列,以及该方法包含:a)将RF信号分成第一及第二RF信号,b)在该第一及第二射频信号间引入一可变相对相位移;c)将该相对相位移之第一及第二信号分割成各自的组成信号;以及d)形成该等组成信号之向量结合,针对个别天线元件提供个别驱动信号,该驱动信号至少部分由该向量结合所组成,以及依照相位阵列操作所需之天线元件位置,逐渐同相改变与该阵列相交,以便可调整该阵列之电性倾斜角度,以回应可变相对相位移之改变。如申请专利范围第16项之方法,其中该阵列具有奇数个天线元件。如申请专利范围第16项之方法,包括产生至少一组成信号,其具有复数个可变相移器所共同应用之相位移。如申请专利范围第18项之方法,其中该等可变相移器系组成一群,并且该方法包括自复数个组成信号产生复数个天线元件驱动信号,其中一些组成信号具有所有该等可变相移器所共同应用之相位移,而一些组成信号则未具备。如申请专利范围第16项之方法,包括将一组成信号分割成另外的组成信号,用以形成额外的向量结合以提供更多天线元件驱动信号。如申请专利范围第16项之方法,使用复数个相移器及复数个混合耦合器,用以相位移及形成该等组成信号之向量结合。如申请专利范围第21项之方法,其中该等混合耦合器系180度混合耦合器。如申请专利范围第21项之方法,其中该等混合耦合器具有(n+1/2)λ之圆周以及被λ/4间隔之相邻输入及输出埠之复数个环状混合耦合器,其中n系一整数以及λ系在建构每一环状混合耦合器之材料中之射频信号的波长。如申请专利范围第23项之方法,包含一第二分波装置并入具有(n+1/2)λ之圆周、二输入埠以及二输入埠之复数个环状混合耦合器,相邻的埠系被λ/4间隔,该等混合耦合器之每一者之一个输入埠端接一电阻器,其中该电阻器相等于系统阻抗并形成一匹配负载。如申请专利范围第23项之方法,其中该等混合耦合器可设计成用以将输入信号I1及I2转换成为除(I1+I2)及(I1-I2)以外的向量和及向量差。如申请专利范围第16项之方法,包括自一远端源馈入作为一单一RF输入信号之RF信号,用以在与该天线阵列共同设置之网路中实施分波、可变相位移及形成向量结合,以及同时形成一天线组件。如申请专利范围第16项之方法,包括自一远端源将两个彼此具有相对可变相位的该第一及第二RF信号馈入至一天线组件,用以在一与该天线阵列共同设置之网路中实施分波以及形成向量结合。如申请专利范围第16项之方法,其中该方法使用传送及接收频道,以操作于传送及接收模式中,以及包括产生复数个天线元件驱动信号,以回应在该等传送频道中之信号,以及自操作于接收模式中之天线元件所发展出之信号产生复数个接收频道信号,其中在传送与接收模式中具有独自可调整之电性倾斜。如申请专利范围第16项之方法,其中该可变相移器为复数个可变相移器中之一,该第一及第二RF信号为一信号对,该信号对为复数对相对相位移RF信号之一,以及每一可变相移器及每一对系与各自的操作者有关联,以及该方法包括:a)在个别可变相移器中实施相位移处理后,对信号实施滤波及结合处理及将处理过之信号传送至一共同信号馈入装置,用于随后之分割及形成向量结合之步骤中的实施;b)将信号提供至该天线元件,其中该天线元件系由每一操作者所提供;以及c)独自调整相关联于每一操作者之电性倾斜。如申请专利范围第29项之方法,其中该复数个可变相移器系藉由相关联于每一操作者之各对可变相移器来实施,并且该方法使用具有正向及反向信号处理能力之复数个组件,以及该方法包括操作于传送及接收模式中,其中在该等二模式中具有独自可调整之电性倾斜。
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