[发明专利]使用相控阵天线进行波束成形的系统和方法

权利要求书

1.一种波束成形的方法，包括：

与天线阵列进行正交信号的通信，其中，所述天线阵列包括多个天线单元对，进行正交信号的通信还包括使用包括固定移相器和第一放大器的第一通信路径进行所述正交信号中的第一信号的通信，以及使用包括第二放大器的第二通信路径进行所述正交信号中的第二信号的通信；

放大所述正交信号；以及

控制对所述正交信号的所述放大，以调节所述天线阵列的波束图的方向性；

使用所述第一通信路径进行所述第一信号的通信包括基于幅度与cos(θ_k-ε)的乘积设置所述第一放大器的增益，以及使用所述第二通信路径进行所述第二信号的通信包括基于所述幅度与sin(θ_k+ε)的乘积设置所述第二放大器的增益，其中，ε表示π·l·sin(θ₀)/λ，θ_k表示2π·(k-1)·d·sin(θ₀)/λ；

其中，给定的天线单元对中的天线单元之间的间隔为l，所述多个天线单元对中的相邻天线单元对之间的间隔为d，θ₀表示所述波束图的主瓣，λ表示与所述第一信号和所述第二信号相关的波长，k表示整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

进行所述第一信号的通信包括从所述给定的天线单元对中的第一天线单元接收所述第一信号并将所述第一信号提供给所述第一通信路径；以及

进行所述第二信号的通信包括从所述给定的天线单元对中的第二天线单元接收所述第二信号并将所述第二信号提供给所述第二通信路径。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

进行所述第一信号的通信包括从所述第一通信路径接收所述第一信号并将所述第一信号提供给所述给定的天线单元对中的第一天线单元；以及

进行所述第二信号的通信包括从所述第二通信路径接收所述第二信号并将所述第二信号提供给所述给定的天线单元对中的第二天线单元。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述波束图包括接收波束图或发射波束图。

5.一种用于波束成形的设备，包括：

天线单元的平面阵列，其中，所述天线单元被分组成多个子阵列；

波束成形电路，包括多个放大器，对于所述多个子阵列中的每个子阵列，所述波束成形电路用于与所述子阵列中的第一天线单元进行第一信号的通信以及与所述子阵列中的第二天线单元进行第二信号的通信，其中，所述第一信号和所述第二信号相互正交；以及

控制器，用于调节所述多个放大器的增益，以调节与所述阵列相关的波束图的方向性；

所述多个放大器包括第一放大器和第二放大器，其中，所述第一放大器具有第一增益，所述第二放大器具有第二增益；

所述第一增益基于幅度与cos(θ_k-ε)的乘积，所述第二增益基于所述幅度与sin(θ_k+ε)的乘积，其中，ε表示π·l·sin(θ₀)/λ，θ_k表示2π(k-1)dsin(θ₀)/λ；

其中，给定的子阵列中的天线单元之间的间隔为l，相邻的子阵列之间的间隔为d，θ₀表示所述波束图的主瓣，λ表示与所述第一信号和所述第二信号相关的波长，以及k表示整数。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述多个放大器包括功率放大器。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述多个放大器包括低噪声放大器。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备，其中，对于所述多个子阵列中的每个子阵列，所述波束成形电路还包括：

相关的固定移相器。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述固定移相器包括九十度固定移相器。