[实用新型]移相器电路和装置

说明书

本公开涉及移相器电路和装置。移相器电路包括：第一节点；第二节点；耦合在所述第一节点和所述第二节点之间的第一信号路径，所述第一信号路径包括正耦合变压器；在所述第一节点和所述第二节点之间的第二信号路径，所述第二信号路径包括负耦合变压器；和多个开关，用于选择所述第一信号路径或所述第二信号路径。

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年1月15日提交的题为“移相器180度拓扑”的美国临时专利申请第63/138054号的优先权和利益，通过引用将其全部纳入其中，如充分阐述下文和所有适用的目的。

技术领域

本公开一般涉及集成电路，更具体地说，涉及移相器(例如，在相控阵系统中)。

背景技术

移相器和真实时间延迟(TTD)组件通常用于高频系统，尤其是毫米波段，用于信号调整。虽然信号的相位延迟或定时延迟基本相同，但移相器和TDD延迟线的设计目标不同。例如，移相器可在设计频率范围内提供频率上的信号调整，而TDD延迟线可在设计频率范围内提供时间上的信号调整。在一些示例中，移相器可能更适合于调整带宽较窄的信号，而TTD延迟线可能更适合于调整带宽较宽的信号。

利用移相器的一些示例系统和/或设备可包括无线通信系统，例如长期演进(LTE)和第五代(5G)，其在约3千赫兹(kHz)到300千兆赫兹(GHz)的射频(RF)范围内以电磁波的形式发送和接收信号。例如，无线通信系统可利用相控阵天线系统(其也可被称为电可控阵列(ESA))进行无线发射和接收。相控阵天线系统可包括天线单元阵列(例如，约64、128、256、1024或更多)。单个天线单元可以发射相同频率的信号，但是阵列中的每个天线单元之间具有一定的相移。可以计算相移以在期望的空间方向上提供建设性干扰，而在其他方向上可能发生破坏性干扰。这样，来自天线元件的组合发射信号可以在期望的空间方向上提供更好的增益、方向性和性能。换言之，天线元件的相位受到控制，以迫使电磁波以特定角度与阵列相加。为此，相位天线阵列系统可利用移相器来移相将由天线元件发射的信号。调整由阵列中的天线元件发射的信号的相位的过程可称为波束形成。相移可以在0度到360度之间的任何位置变化。180度的相移(其中移相器提供相位差为180度的两个输出相态)可能是各种相移中最具挑战性的设计，例如，就插入损耗、可操作带宽和/或可操作带宽上的相位平坦度而言。因此，提供180度移相器的技术改进可能是可取的。

实用新型内容

根据本公开的一个方面，提供了一种移相器电路，该移相器电路包括：第一节点；第二节点；耦合在所述第一节点和所述第二节点之间的第一信号路径，所述第一信号路径包括正耦合变压器；在所述第一节点和所述第二节点之间的第二信号路径，所述第二信号路径包括负耦合变压器；和多个开关，用于选择所述第一信号路径或所述第二信号路径。

在一个实施例中，所述正耦合变压器的初级线圈两端的电压和所述正耦合变压器的次级线圈两端的电压同相；和所述负耦合变压器的初级线圈两端的电压和所述负耦合变压器的次级线圈两端的电压不同相。

在一个实施例中，所述多个开关的第一开关耦合在所述第一节点和所述正耦合变压器之间，并响应于第一控制信号；和所述多个开关的第二开关耦合在所述第一节点和所述负耦合变压器之间，并响应于第二控制信号。

在一个实施例中，与所述第一信号路径相关联的第一控制信号和与所述第二信号路径相关联的第二控制信号具有相反的相位。

在一个实施例中，所述移相器电路还包括：耦合到所述第一信号路径的分流路径，其中，所述多个开关的第三开关设置在所述分流路径上，并响应于所述第二控制信号。

在一个实施例中，所述第一开关或所述第二开关中的至少一个包括一个或多个场效应晶体管(FET)。

在一个实施例中，所述正耦合变压器和所述负耦合变压器具有不同的尺寸。