[发明专利]切换式相移器

说明书

本发明提供一种切换式相移器，其可包含至少一相移单元，相移单元可包含二个半电路及连接这些半电路并接收控制信号的第一开关。各个半电路可包含第一可变电容、第二可变电容、第二开关及可变电感。第一可变电容的第一端及第二端可分别与半电路的输入端及半电路的控制端连接。第二可变电容的第一端及第二端可分别与半电路的输出端及半电路的控制端连接。第二开关的第一端及第二端可分别与半电路的输出端及半电路的输入端连接，而第三端可与半电路的控制端连接，并可接收控制信号。可变电感的第一端及第二端可分别与半电路的输入端及输出端连接。

技术领域

本公开涉及一种相移器，特别一种切换式相移器。

背景技术

由于科技的进步，通信技术的发展也日新月异；第五代移动通信技术(5thgeneration mobile networks)能有效地提高数据传输速率、减少延迟、节省能源、降低成本及提高系统容量，故已成为了世界各国争相发展的主流通信技术。第五代移动通信技术主要应用于低频(低于6GHz)及毫米波频带，而相位阵列系统则是毫米波频带应用中的重要技术之一。

相移器为相位阵列系统中的重要元件，因此相移器的设计对相位阵列系统的波束成形能力有很大的影响。第五代移动通信技术的应用频带可能包含28GHz及39GHz等等；然而，相移器有带宽的限制，使相移器在某些频带的特性不佳，因此也影响了相位阵列系统的波束成形能力。

相移器的特性可以通过均方根相位误差(RSM phase error)及均方根增益误差(RMS gain error)来进行评估。一般而言，4bit的切换式相移器需要4个不同角度的相移单元，通过切换这些相移单元的On/Off状态就可以形成16种不同的相位状态。当操作频率离中心频率愈远，相移器的均方根相位误差及均方根增益误差愈大，故相移器无法在多个频带达到良好的特性。

因此，如何提出一种相移器，能够有效改善现有相移器的各种限制，已成为一个刻不容缓的问题。

发明内容

根据本公开的实施例，提出一种切换式相移器，其可包含至少一相移单元，相移单元可包含二个半电路及连接这些半电路并接收控制信号的第一开关。各个半电路可包含第一可变电容、第二可变电容、第二开关及可变电感。第一可变电容的第一端可与半电路的输入端连接，第一可变电容的第二端可与半电路的控制端连接。第二可变电容的第一端可与半电路的输出端连接，第二可变电容的第二端可与半电路的控制端连接。第二开关的第一端可与半电路的输出端连接，第二开关的第二端可与半电路的输入端连接，而第二开关的第三端可与半电路的控制端连接，并可接收控制信号。可变电感的第一端及第二端可分别与半电路的输入端及输出端连接。

为了对本公开的内容有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图以详细说明。

附图说明

图1为本公开的第一实施例的切换式相移器的相移单元的电路图。

图2为本公开的第一实施例的切换式相移器的相移单元的半电路的简化的等效电路图。

图3及图4为本公开的第一实施例的切换式相移器的相移单元的运作示意图。

图5为本公开的第二实施例的切换式相移器的相移单元的电路图。

图6为本公开的第二实施例的切换式相移器的可变电容的模拟结果图。

图7A为本公开的第二实施例的切换式相移器的可变电感的俯视图。

图7B为本公开的第二实施例的切换式相移器的可变电感的侧视图。

图7C为本公开的第二实施例的切换式相移器的可变电感的模拟结果图。

图8及图9为本公开的第二实施例的切换式相移器的相移单元的运作示意图。

图10A为本公开的第二实施例的切换式相移器(相位延迟＝11.25°)的反射损失模拟结果图。