一种高精度连续可调的新型移相器制造技术

一种高精度连续可调的新型移相器，核心思想是通过三角函数辅助角公式，改变输入信号的幅度即可以改变输出信号的相位，最主要的优点是输出相位连续可调且实现简单；利用简单的电压并联负反馈电路，改变输入信号V2和V1的幅度或者改变电阻R2，R1的大小，就可以实现改变输出信号的相位。

A new phase shifter with high precision and continuous adjustment

A new type of phase shifter with high precision and continuous adjustability is presented. The core idea is to change the phase of the output signal by changing the amplitude of the input signal through the formula of triangular function auxiliary angle. The main advantage is that the output phase is continuously adjustable and easy to realize. A simple voltage parallel negative feedback circuit is used to change the input signals V2 and V1. By changing the amplitude or changing the resistance R2 and R1, the phase of the output signal can be changed.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度连续可调的新型移相器
本专利技术涉及移相器领域，尤其涉及一种高精度连续可调的新型移相器。
技术介绍
移相器是微波组件中一种重要的器件，它作为应用相位信息最基本的功能器件，如同幅度应用中的放大器和衰减器一样具有同样的地位和作用[1]。移相器会对传输的电磁波产生一定的相移量，从而改变传输线中电磁波的相位，可以说它是实现高功率微波相位控制和功率合成的一个关键器件[2]。因此，移相器在雷达系统、导弹姿态控制、加速器、微波通信仪器仪表甚至音乐领域都有着广泛的应用。目前，移相器设计所面临的主要技术难点在于结构复杂、精度较低且难以实现相位的连续调节。迄今为止，移相器的发展大致可以分为以下四个阶段：微带式移相器、数控式移相器、数字式移相器、直接数字合成芯片[3]。上述四个移相器的发展阶段主要存在以下三个问题：首先，在以上四个发展阶段中，移相器都被作为一个单独的部分进行专门设计，这样不仅增加了电路系统的设计成本和复杂度，还增加了电路的设计周期；再者，以往的移相器都难以实现高精度的相位调节；另外，现在的数字移相器存在移相位数的问题[4]，即移相时一般都存在步进值，不可以连续调相。【参考文献】[1]向景薇.微波移相器的研究[D].电子科技大学,2012。[2]杨婷婷.宽带波导移相器研究与应用[D].电子科技大学,2015。[3]叶宝江,桑飞,杜运.论述移相器发展历程及工作原理[J].通讯世界,2015（15）:251-251。[4]赵世巍,唐宗熙,张彪.一种新型的六位数字移相器的设计[J].电子测量与仪器学报.2010(01)。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新型移相器，目的主要有以下三点：1、简化移相器的结构，只需用简单的电路元件即可实现移相器的作用，而无需单独设计移相器的结构；2、可以实现高精度的相位调节；3、可以连续调节相位，不存在数字移相器中的步进值问题。本专利技术公开了一种新型移相器。实现该移相器的核心思路是三角函数辅助角公式，如公式（1）所示：（1）其中由公式（1）可以看出，改变A、B的幅度，即可改变输出信号的相位β，若令A固定不变且A≠0，改变B的值使其在（-∞，+∞）内变化，则β的变化范围为，如此便可以实现移相的目的。为了实现上述公式所展示的移相效果，可以用如图1所示的运算放大器电路实现。由图1所示的电路，可得到该电路的输出Vout如式（2）如下：（2）令式（2）中的，则式（2）可以简化为如式（3）所示：（3）其中由式（3）可以看出，如果合适调节A、B、R1和R2的值，便可以使β的调节范围为，如此便实现了移相器的功能。本专利技术的优势在于，电路结构简单，如图1所示，仅需要一个运算放大器及几个电阻便可以实现移相的目的，无需单独设计移相器，可以大量节省电路的设计成本及时间。另外适当调节图1中输入电压的幅度A、B和电阻R1、R2的大小，不仅可以实现的调相范围，而且还可以实现高精度的调相效果。此外，该移相器的优势还在于可以实现连续调相，不存在数字移相器中步进调相的问题。附图说明图1是基于运算放大器的移相器电路原理图。具体实施方式为了更清楚的说明本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步说明。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。如图1所示，为了计算与操作的方便，本专利技术有两种实施方式。第一种是令，则式（3）可以化简为如式（4）所示:（4）其中由公式（4）可以看出，当时，输出信号的相位仅由输入信号的幅度A、B决定，因此为了调节输出信号的相位，只需调节输入信号的幅度A、B即可。第二种实施方式是令，则式（3）可以化简为如式（5）所示:（5）其中由公式（5）可以看出，当时，输出信号的相位仅由电阻R1、R2决定，为了调节输出信号的相位，只需调节电阻R1、R2的大小即可，此时输出信号的相位变化范围为；当时，此时输出信号的相位变化范围为。本专利技术中元器件之间的连接关系如下：运算放大器的正相端接地，反相端接电阻R1、R2和R3，其供电端分别接正负15V电压；电阻R1、R2并联，两电阻一端接输入V1、V2,另一端同时接运算放大器的反相端；电阻R3一端接运算放大器的反相端，另一端接运算放大器的输出端。采用第一种实施方式，可令，且令V1的幅度为A=1mV，如果令V2的幅度变化范围为，则，即可以实现至的相移；采用第二种实施方式，可令，且令，如果令，则，即可以实现至的相移；又可令，且令，如果令，则，即可以实现至的相移。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度连续可调的新型移相器，其特征在于：实现该移相器的核心思路是三角函数辅助角公式，如公式（1）所示：

【技术特征摘要】
1.一种高精度连续可调的新型移相器，其特征在于：实现该移相器的核心思路是三角函数辅助角公式，如公式（1）所示：（1）由公式（1）可以看出，改变A、B的幅度，即可改变输出信号的相位β，若令A固定不变且A≠0，改变B的值使其在（-∞，+∞）内变化，则β的变化范围为，如此便可以实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建国，杨自凯，傅海鹏，赵升，
申请(专利权)人：天津大学青岛海洋工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37