一种微波移相器制造技术

本专利公开了一种移相器。该移相器是一种新型的采用复合左右手传输线单元结构实现移相作用的电路结构。包括输入级放大器，一个或多个复合左右手传输线单元结构，输出级放大器。所述输入级放大器起到输入端与复合左右手传输线单元结构的阻抗匹配和信号放大作用；所述复合左右手传输线单元结构起到信号移相作用；所述输出级放大器起到复合左右手传输线单元与输出端阻抗匹配和信号放大作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种微波移相器电路
技术介绍
微波移相器是微波、毫米波领域中十分常见的一种器件，在通信、雷达、空间定位等系统中具有广泛的应用。常见的微波移相器多采用波导和微带线等传输线结构来实现，通常结构复杂、体积较大，很难做到集约化和小型化，同时移相范围相对较小，在实际应用中受到诸多限制。
技术实现思路
本专利技术提出了一种移相器，能够实现宽的相位调节范围，并且能够实现在各个相位状态下具有很好的增益一致性。本专利技术提出的一种移相器，包括输入级放大器、N个复合左右手移相单元(N2I)、输出级放大器。所述的输入级放大器和输出级放大器提供信号放大，输入和输出匹配的作用，并且采用的输入和输出放大器级补偿移相单元对信号幅度的损失;所述的N个复合左右手移相单元(N2 I)完成信号相位调节作用。所述的复合左右手移相单元，是基于复合左右手传输线单元结构实现的移相单J L ο所述的复合左右手传输线单元能够在不同频段实现正相移、负相移以及零相移的连续变化;通过调节(调谐)复合左右手移相单元的零相移频点的位置，使得在同一频段内实现正相移、负相移和零相移的相位调节功能。所述的复合左右手移相单元包括串联谐振器部分(Ls-Cs)和并联谐振器(Lp-Cp)部分。所述的复合左右手移相单元的结构包括单端形式和差分形式的串-并-串(T型)结构、串-并或者并-串(L型)结构、并-串-并U型)结构。所述的复合左右手移相单元零相移频点的调节(调谐)通过调谐串联谐振器部分和并联谐振器部分的电容器件和电感器件中的一个或者多个器件来完成。进一步，电容器件的调谐基于可变电容器件包括变容二极管、开关电容阵列、数控人工介质材料(DiCAD);电感器件的调谐基于可变电感器件包括基于变压器耦合的可调电感结构。【附图说明】图1是本专利技术移相器的总体结构框图。图2是本专利技术总体框图图1中复合左右手移相单元的单端并-串-并(JI型)结构实现形式。图3(a)是本专利技术总体框图图1中复合左右手移相单元的单端串-并(L型)结构实现形式。图3(b)是本专利技术总体框图图1中复合左右手移相单元的单端并-串(L型)结构实现形式。图4是本专利技术总体框图图1中复合左右手移相单元的单端串-并-串(T型)结构实现形式。图5是本专利技术原理的实施例之一原理图，其中采用I个差分的Π型复合左右手移相单元实现，输入级和输出级放大器采用差分形式固定增益放大器实现。该实施例通过调谐并联谐振器中的电容器来调谐零移相频段位置。其中，电容器基于变容二极管实现。图6是本专利技术实施例中的变容二极管在不同电压下S21相位随频率变化的仿真结果O图7是本专利技术实施例中的变容二极管在不同电压下的S参数随频率变化的仿真结果O【具体实施方式】下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一种可能的实施方案，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提出了一种移相器，能够实现宽的相位调节范围，并且能够实现在各个相位状态下具有很好的增益一致性。本专利技术的总体结构框图如图1所述，包括输入级放大器、N个复合左右手移相单元、输出级放大器。所述的输入级放大器和输出级放大器提供信号放大，输入和输出匹配的作用，并且采用的输入和输出放大器级补偿无源移相单元对信号幅度的损失;所述的N个复合左右手移相单元完成信号相位调节作用。参见图2，是本专利技术中复合手右手移相单元的单端π型网络实现形式。参见图3(a)(b)，是本专利技术中复合手右手移相单元的单端L型网络实现形式。参见图4，是本专利技术中复合手右手移相单元的单端T型网络实现形式。以下结合图5—图6，，对本专利技术的一种实施例移相器的结构进行详细的描述。在本专利技术的实施例中，参见图5，其中的输入和输出级放大器采用差分结构，恒定增益放大器结构实现，通过晶体管Q1、Q2、Q3、Q4组成。在本专利技术的实施例中，参见图5，其中的复合左右手移相单元的个数为I，并且采用差分串-并-串(31型)结构实现形式。在本专利技术的实施例中，参见图5，复合左右手移相单元的相位是通过调谐串联谐振器结构中的电容器件实现的。其中可调谐的电容器件基于米用变容二极管Cvar1、Cvar2、Cvar3、CVAR4实现。参见图6，是本专利技术实施例移相器结构的仿真结果。该实施例设计工作频点为38GHz。图6显示了变容二极管在不同控制电压下，移相器S21相位的变化情况，在变容二极管的调谐范围内，相位的调节范围可达100度。参见图7，是本专利技术实施例移相器结构的仿真结果。该实施例设计工作频点为38GHz。图6显示了变容二极管在不同控制电压下，S21以及端口匹配(Sll和S22)的幅度值，在100度的相位调节范围内，实施例中的移相器可以实现5dB以内的幅度浮动范围，并且保持输入和输出端口匹配。【主权项】1.一种微波移相器，其特征在于，所述移相器包括:输入级放大器、复合左右手移相单元和输出级放大器。输入级放大器对输入信号进行放大，而后将信号输入到复合左右手移相单元，经一级或多级复合左右手移相单元完成信号相位调节，最后经输出级放大器输出信号到后级电路。2.根据权利要求1所述的微波移相器，其特征在于输入级放大器部分、复合左右手移相单元部分和输出级放大器部分的三部分级联而成。3.根据权利要求1所述的微波移相器，输入级放大器和输出级放大器可为单端放大器，也可为差分放大器，并且输入和输出级放大器可为固定增益放大器，也可为可变增益放大器。4.根据权利要求1所述的微波移相器，其中的复合左右手移相单元部分的个数可为N(N> I)个。5.根据权利要求1所述的微波移相器，其中的复合左右手移相单元结构包括串联谐振器(Ls-Cs)和并联谐振器(Lp-Cp)。复合左右手移相单元的结构包括单端形式和差分形式的串-并或者并-串(L型)结构、并-串-并U型)结构、串-并-串(I"型)结构。6.根据权利要求5所述的复合左右手单元的串联谐振单元和并联谐振单元中的电容器件和电感器件可由电容值固定电容器件和电感器件构成，也可由可变电容器件和可变电感器件构成。7.根据权利要求6所述的可变电容器件，包括变容二级管、开关电容阵列和数控人工介质材料。8.根据权利要求6所述的可变电感器件，包括基于变压器耦合的可调电感结构。9.根据权利要求1所述的微波移相器，复合左右手移相单元的零相移点是可调。10.根据权利要求6所述的复合左右手移相单元，可以通过调节可变电容器件和(或)可变电感器件来实现相位的调节。【专利摘要】本专利公开了一种移相器。该移相器是一种新型的采用复合左右手传输线单元结构实现移相作用的电路结构。包括输入级放大器，一个或多个复合左右手传输线单元结构，输出级放大器。所述输入级放大器起到输入端与复合左右手传输线单元结构的阻抗匹配和信号放大作用；所述复合左右手传输线单元结构起到信号移相作用；所述输出级放大器起到复合左右手传输线单元与输出端阻抗匹配和信号放大作用。【IPC分类】H01P1/18【公开号】CN105552485【申请号】CN201610111639【专利技术人】李秀萍, 李南, 冯魏巍, 朱华 【申请人】北京邮电大学【公开日】本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波移相器，其特征在于，所述移相器包括：输入级放大器、复合左右手移相单元和输出级放大器。输入级放大器对输入信号进行放大，而后将信号输入到复合左右手移相单元，经一级或多级复合左右手移相单元完成信号相位调节，最后经输出级放大器输出信号到后级电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李秀萍，李南，冯魏巍，朱华，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11