JP5781162B2 - テラヘルツ位相アレイシステム - Google Patents
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Description
Claims (20)
- 局部発振器信号とパルス信号とを発生する局部発振器と、
局部発振器信号を少なくとも分配するように前記局部発振器に結合される分配ネットワークと、
複数のトランシーバであって、各トランシーバが、ラジエータと前記ラジエータに結合される送信路と前記ラジエータに結合される受信路とを含む、前記複数のトランシーバと、
前記トランシーバの各々の受信路に結合されるレシーバ回路と、
を含む装置であって、
各トランシーバの送信路が、
前記局部発振器信号を受け取るように前記分配ネットワークに結合される位相シフタと、
位相シフトされた局部発振器信号を受け取るように前記位相シフタに結合される逓倍器と、
前記逓倍器に結合されるインジェクションロック電圧制御発振器(ILVCO)と、
前記ILVCOに結合され、前記パルス信号を受け取る電力増幅器(PA)と、
を含み、
前記装置がパルス放射モードと波放射モードとを含む少なくとも2つのタイプの動作モードを有する、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記局部発振器信号が第1の局部発振器信号を更に含み、
前記局部発振器が、
基準信号を受け取り、前記第1の局部発振器信号と第2の局部発振器信号とを発生する位相ロックループ(PLL)と、
制御信号を受け取り、PLLに結合されるカウンタと、
前記カウンタとPLLとに結合されるパルス発生器と、
を更に含み、
前記パルス発生器が、前記第2の局部発振器信号と前記カウンタからの出力信号との少なくとも一部に基づき前記パルス信号を発生する、装置。 - 請求項2に記載の装置であって、
前記PLLが、
前記基準信号を受け取る位相検出器と、
前記位相検出器に結合されるチャージポンプと、
前記チャージポンプに結合されるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに結合される電圧制御発振器(VCO)と、
前記VCOに結合される増幅器と、
前記VCOと前記位相検出器との間に互いに直列に結合される複数の分周器と、
を更に含む、装置。 - 請求項2に記載の装置であって、
各トランシーバの前記送信路が、前記位相シフタと前記逓倍器との間に結合される増幅器を更に含む、装置。 - 請求項4に記載の装置であって、
前記ILVCOが、
第1のノードと、
第2のノードと、
前記第1のノードと第2のノードとの間に結合される誘導性ネットワークと、
前記第1のノードと第2のノードとの間に結合される容量性ネットワークと、
ソースまたはドレインで前記第1のノードに結合され、ゲートで前記第2のノードに結合される第1のMOSトランジスタと、
ソースまたはドレインで前記第2のノードに結合され、ゲートで前記第1のノードに結合される第2のMOSトランジスタと、
前記第1のMOSトランジスタに並列に結合される第3のMOSトランジスタと、
前記第2のMOSトランジスタに並列に結合される第4のMOSトランジスタと、
前記増幅器に結合され、前記第3および第4のMOSトランジスタのゲートに結合されるバランと、
を更に含む、装置。 - 請求項5に記載の装置であって、
前記PAが、
前記ILVCOからの出力を受け取る第1のキャパシタと、
前記第1のキャパシタに結合される第1のインダクタと、
前記第1のインダクタに結合される第2のインダクタと、
前記第2のインダクタに結合される第2のキャパシタと、
第3のインダクタと、
ゲートで前記第1および第2のインダクタに結合され、前記第3のインダクタに結合される、第5のMOSトランジスタと、
第4のインダクタと、
第5のインダクタと、
ゲートで前記パルス信号を受け取り、前記第4のインダクタと第5のインダクタとの間に結合される第6のMOSトランジスタと、
前記第3のインダクタと第5のインダクタとの間に結合される第3のキャパシタと、
を更に含む、装置。 - 請求項4に記載の装置であって、
前記増幅器が第1の増幅器を更に含み、前記逓倍器が第1の逓倍器を更に含み、
各トランシーバの前記受信路が、
前記ラジエータに結合される低ノイズ増幅器(LNA)と、
前記第1の増幅器に結合される第2の逓倍器と、
前記第2の逓倍器に結合される第2の増幅器と、
前記LNAと前記第2の増幅器とに結合されるミキサと、
前記ミキサに結合される第3の増幅器と、
を更に含む、装置。 - 請求項7に記載の装置であって、
前記ミキサが第1のミキサを更に含み、
各トランシーバの受信路が、
前記第1および第2の増幅器に結合される第2のミキサと、
前記第2のミキサに結合される第4の増幅器と、
を更に含む、装置。 - 請求項4に記載の装置であって、
前記増幅器が第1の増幅器を更に含み、
各トランシーバの送信路が、前記パルス信号を受け取り、前記第1の増幅器とILVCOとPAとに結合されるフリップフロップを更に含み、
前記逓倍器が第1の逓倍器を更に含み、
各トランシーバの受信路が、
ラジエータに結合されるLNAと、
前記ILVCOに結合される第2の増幅器と、
前記LNAと前記第2の増幅器とに結合されるミキサと、
前記ミキサに結合される第3の増幅器と、
を更に含む、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
各位相シフタが、
第1の入力端子と、
第2の入力端子と、
前記第1の入力端子に結合される第1のインダクタと、
前記第2の入力端子に結合される第2のインダクタと、
複数の位相シフタと、
を更に含み、
各位相シフタが、
ドレインで前記第1の入力端子に結合される第1のMOSトランジスタと、
ドレインで前記第2の入力端子に結合される第2のMOSトランジスタと、
第1および第2のMOSトランジスタのソースにドレインで結合される第3のMOSトランジスタと、
を含む、装置。 - 請求項10に記載の装置であって、
前記逓倍器が、
差動チョークと、
前記差動チョークに結合される整流インターリーバと、
前記整流インターリーバに結合されるVCOと、
を更に含む、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記レシーバ回路が、
各トランシーバの受信路に結合される加算回路と、
前記加算回路に結合される増幅器と、
前記増幅器に結合されるフィルタと、
前記増幅器に結合されるディジタル化回路と、
を更に含む、装置。 - 請求項12に記載の装置であって、
前記局部発振器信号が第1の局部発振器信号を更に含み、前記局部発振器が第2の局部発振器信号を発生し、前記レシーバ回路が、前記加算回路と前記増幅器との間に結合され、前記第2の局部発振器信号を受け取るミキサを更に含む、装置。 - 局部発振器であって、
基準信号を受け取る位相検出器と、
前記位相検出器に結合されるチャージポンプと、
前記チャージポンプに結合されるローパスフィルタと、
40GHzよりも大きい周波数を有する第1の局部発振器信号を発生する局部発振器VCOと、
前記第1の局部発振器信号から発生されたフィードバック信号を前記位相検出器に提供するように前記局部発振器VCOと前記位相検出器との間に互いに直列に結合される複数の分周器であって、複数の分周器の少なくとも1つが20GHzよりも大きな周波数を有する第2の局部発振器信号を発生する、前記複数の分周器と、
前記フィードバック信号と制御信号とを受け取るカウンタと、
前記第2の局部発振器信号を受け取り、前記カウンタに結合され、パルス信号を発生するパルス発生器と、
を含む、前記局部発振器と、
前記第1の局部発振器信号を少なくとも分配するように前記局部発振器に結合される分配ネットワークと、
複数のトランシーバであって、各トランシーバが、ラジエータと前記ラジエータに結合される送信路と前記ラジエータに結合される受信路とを含み、前記ラジエータがアレイに配列され、各トランシーバの送信路が、前記第1の局部発振器信号を受け取るように前記分配ネットワークに結合される位相シフタと、位相シフトされた第1の局部発振器信号を受け取るように前記位相シフタに結合される逓倍器と、ILVCOと、ILVCOとラジエータとに結合され、パルス信号を受け取るPAとを有する、前記複数のトランシーバと、
トランシーバの各々の受信路に結合されるレシーバ回路と、
を含む、装置であって、
前記ILVCOが、
第1のノードと、
第2のノードと、
前記第1のノードと第2のノードとの間に結合される誘導性ネットワークと、
前記第1のノードと第2のノードとの間に結合される容量性ネットワークと、
ソースまたはドレインで前記第1のノードに結合され、ゲートで前記第2のノードに結合される第1のMOSトランジスタと、
ソースまたはドレインで前記第2のノードに結合され、ゲートで前記第1のノードに結合される第2のMOSトランジスタと、
第1のMOSトランジスタに並列に結合される第3のMOSトランジスタと、
第2のMOSトランジスタに並列に結合される第4のMOSトランジスタと、
前記第1の逓倍器と第3および第4のMOSトランジスタのゲートとに結合されるバランと、
を含む、装置。 - 請求項14に記載の装置であって、
前記PAが、
ILVCOからの出力を受け取る第1のキャパシタと、
第1のキャパシタに結合される第1のインダクタと、
第1のインダクタに結合される第2のインダクタと、
第2のインダクタに結合される第2のキャパシタと、
第3のインダクタと、
ゲートで第1および第2のインダクタに結合され、第3のインダクタに結合される第5のMOSトランジスタと、
第4のインダクタと、
第5のインダクタと、
ゲートで前記パルス信号を受け取り、第4のインダクタと第5のインダクタとの間に結合される第6のMOSトランジスタと、
第3のインダクタと第5のインダクタとの間に結合される第3のキャパシタと、
を更に含む、装置。 - 請求項15に記載の装置であって、
前記レシーバ回路が、
各トランシーバの受信路に結合される加算回路と、
前記加算回路に結合される増幅器と、
前記増幅器に結合されるフィルタと、
前記増幅器に結合されるディジタル化回路と、
を更に含む、装置。 - 請求項16に記載の装置であって、
前記レシーバ回路が、前記加算回路と前記増幅器との間に結合され、前記第2の局部発振器信号を受け取るミキサを更に含む、装置。 - アレイを形状する或るパターンに配列される複数のラジエータと、
局部発振器信号とパルス信号とを発生する局部発振器と、
前記局部発振器信号を少なくとも分配するように前記局部発振器に結合される分配ネットワークと、
複数の送信路であって、各送信路が前記分配ネットワークと少なくとも1つのラジエータとの間に結合され、各送信路が、前記局部発振器信号を受け取るように前記分配ネットワークに結合される位相シフタと、位相シフトされた局部発振器信号を受け取るように前記位相シフタに結合される逓倍器と、前記逓倍器に結合されるILVCOと、前記ILVCOに結合され、前記パルス信号を受け取るPAとを含む、前記複数の送信路と、
複数の受信路であって、各受信路が少なくとも1つのラジエータに結合される、前記複数の受信路と、
各受信路に結合されるレシーバ回路と、
各位相シフタに結合されるコントローラと、
を含む装置であって、
前記装置がパルス放射モードと波放射モードとを含む少なくとも2つのタイプの動作モードを有する、装置。 - 請求項18に記載の装置であって、
前記局部発振器信号が第1の局部発振器信号を更に含み、
前記局部発振器が、
基準信号を受け取り、前記第1の局部発振器信号と第2の局部発振器信号とを発生するPLLと、
制御信号を受け取り、前記PLLに結合されるカウンタと、
前記カウンタと前記PLLとに結合されるパルス発生器であって、前記第2の局部発振器信号と前記カウンタからの出力との少なくとも一部に基づきパルス信号を発生する、前記パルス発生器と、
を更に含む、装置。 - 請求項19に記載の装置であって、
前記PLLが、
前記基準信号を受け取る位相検出器と、
前記位相検出器に結合されるチャージポンプと、
前記チャージポンプに結合されるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタに結合されるVCOと、
前記VCOに結合される増幅器と、
前記VCOと前記位相検出器との間に互いに直列に結合される複数の分周器と、
を更に含む、装置。
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