高性能可调双频移相器及其双频通带调整方法技术

本发明专利技术公开一种高性能可调双频移相器，该移相器包含上下层叠设置的上层和底层；上层包含：耦合设置的比较传输线和参考传输线，该比较传输线和参考传输线与之间的电长度之差为相移量；在比较传输线和参考传输线的两边分别设有一对长度相同的开路短截线和短路短截线；底层设有矩形环缺陷地，其与上层的开路短截线和短路短截线耦合设置，实现比较传输线和参考传输线之间双频移相；改变开路短截线和短路短截线与矩形环缺陷地的长、宽尺寸，实现双频通带可调；移相器的输入端和输出端设有匹配阻抗。本发明专利技术实现可调双频移相器设计，双频通带实现可调；使移相器各项指标得到较大改善，加工简单，易于与其它微波电路集成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种高性能可调双频移相器，该移相器包含上下层叠设置的上层和底层；上层包含：耦合设置的比较传输线和参考传输线，该比较传输线和参考传输线与之间的电长度之差为相移量；在比较传输线和参考传输线的两边分别设有一对长度相同的开路短截线和短路短截线；底层设有矩形环缺陷地，其与上层的开路短截线和短路短截线耦合设置，实现比较传输线和参考传输线之间双频移相；改变开路短截线和短路短截线与矩形环缺陷地的长、宽尺寸，实现双频通带可调；移相器的输入端和输出端设有匹配阻抗。本专利技术实现可调双频移相器设计，双频通带实现可调；使移相器各项指标得到较大改善，加工简单，易于与其它微波电路集成。【专利说明】
本专利技术涉及微波电路设计领域，具体涉及一种。
技术介绍
移相器是相控阵(T/R)系统中的一个关键器件，移相器的性能体现了整个(T/R)组件的性能。对于改善和提高移相器的性能有一些常用的方法，例如:采用全通滤波网络或者矢量附加等方法，但是这些方法都缺乏可调性。目前,在可调移相器的研究方面，国内外也开展了一些研究。2011年，CarstenFritzsch 等人用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical systems, MEMS)技术实现移相器的可调功能，同时，2011年，丁扬和吴柯用可调二极管加载基片集成波导(SubstrateIntergrated Waveguide, SIW)技术来尝试实现移相器的可调性能，但是这些方法增加了电路的复杂性和设计难度。随着左右手材料的发展，2011年，Nobumi Michishita采用复合左右手材料在移相器中实现可调移相器，然而，该方法增加了移相器的物理尺寸，并使插入和回波损耗增大，移相精度恶化。随着现代通讯的飞速发展，多频带、多载波的通讯系统被要求，可调频带移相器将被大量需求。但是目前在双频带移相器的研究较少，开展双频带移相器的研究就显得非常重要。缺陷地(Defected Ground Structure, DGS)结构具有减小电路体积、抑制杂散和双频带等特点，该结构被广泛应用在滤波器、功分器、耦合器和放大器等微波器件中。应用DGS技术实现可调双频移相器将具有广阔的实用性。
技术实现思路
本专利技术提供一种，具有通带可调功能，容易加工，并且还能使插入和回拨损耗，以及相位精度得到改善。为实现上述目的，本专利技术提供一种高性能可调双频移相器，其特点是，该移相器包含上下层叠设置的上层和底层；上述上层包含: 耦合设置的微带传输线，分别为比较传输线和参考传输线，微波信号由比较传输线转换至参考传输线或由参考传输线转换至比较传输线实现移相，该比较传输线和参考传输线与之间的电长度之差为相移量； 开路短截线和短路短截线，在比较传输线和参考传输线的两边分别设有一对长度相同的开路短截线和短路短截线，该开路短截线和短路短截线用于扩展比较传输线和参考传输线之间相移的频带范围； 上述底层设有矩形环缺陷地，其与上层的开路短截线和短路短截线耦合设置，实现比较传输线和参考传输线之间双频移相；改变开路短截线和短路短截线与矩形环缺陷地的长、宽尺寸，实现双频通带可调；上述移相器的输入端和输出端设有匹配阻抗。上述比较传输线和参考传输线之间的相移量如式(I):【权利要求】1.一种高性能可调双频移相器，其特征在于，该移相器包含上下层叠设置的上层和底层；所述上层包含: 耦合设置的微带传输线，分别为比较传输线和参考传输线，微波信号由所述比较传输线转换至参考传输线或由参考传输线转换至比较传输线实现移相，该比较传输线和参考传输线与之间的电长度之差为相移量； 开路短截线和短路短截线，在所述比较传输线和参考传输线的两边分别设有一对长度相同的开路短截线和短路短截线，该开路短截线和短路短截线用于扩展比较传输线和参考传输线之间相移的频带范围； 所述底层设有矩形环缺陷地，其与所述上层的开路短截线和短路短截线耦合设置，实现比较传输线和参考传输线之间双频移相；改变开路短截线和短路短截线与矩形环缺陷地的长、宽尺寸，实现双频通带可调； 所述移相器的输入端和输出端设有匹配阻抗。2.如权利要求1所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述比较传输线和参考传输线之间的相移量如式(I):3.如权利要求1所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述微带传输线长度为λ/2，开路短截线和短路短截线长度为λ/8。4.如权利要求1或3所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述移相器的工作频段在2至4吉赫兹；开路短截线和短路短截线的长度范围为I至14毫米，宽度为2至6毫米。5.如权利要求1所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述移相器设有若干个矩形环缺陷地，各个矩形环缺陷地分别与各个所述微带传输线旁的开路短截线和短路短截线对应设置。6.如权利要求1或5所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述矩形环缺陷地的阻带的中心频率Λ与单元间距的关系如式(2): 7.如权利要求1所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述移相器设有介质基板，所述上层和底层分别设置于该介质基板的两面，该介质基板的相对介电常数^ =2~.5，损耗角正切不大于10_3。8.如权利要求7所述的高性能可调双频移相器，其特征在于，所述介质基板的厚度h取0.254晕米。9.一种如权利要求1所述高性能可调双频移相器的双频通带调整方法，所述开路短截线和短路短截线的长度为1，宽度为w ;矩形环缺陷地的长度为a，宽度为b，间缝为C，两个矩形环缺陷地之间的间距为d ;其特征在于，该方法包含: 开路短截线和短路短截线长度变化可改变截止频率，短截线的长度I和宽度w越大，截止频率越小；反之长度I和宽度w越小，截止频率越大； 矩形环缺陷地长宽尺寸的调整可调节移相器的阻带特性；矩形环缺陷地的长度a越大，其阻带向低频段移动，同时频谱逐渐变宽和陡峭；矩形环缺陷地的宽度b越大，其阻带向高频段移动，同时频谱逐渐变宽和陡峭。【文档编号】H01P1/18GK103474724SQ201310437345【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日 【专利技术者】赵世巍, 汪霆雷, 蒋开创 申请人:上海无线电设备研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能可调双频移相器，其特征在于，该移相器包含上下层叠设置的上层和底层；所述上层包含：耦合设置的微带传输线，分别为比较传输线和参考传输线，微波信号由所述比较传输线转换至参考传输线或由参考传输线转换至比较传输线实现移相，该比较传输线和参考传输线与之间的电长度之差为相移量；开路短截线和短路短截线，在所述比较传输线和参考传输线的两边分别设有一对长度相同的开路短截线和短路短截线，该开路短截线和短路短截线用于扩展比较传输线和参考传输线之间相移的频带范围；所述底层设有矩形环缺陷地，其与所述上层的开路短截线和短路短截线耦合设置，实现比较传输线和参考传输线之间双频移相；改变开路短截线和短路短截线与矩形环缺陷地的长、宽尺寸，实现双频通带可调；所述移相器的输入端和输出端设有匹配阻抗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世巍，汪霆雷，蒋开创，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：