一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器技术方案

本发明专利技术公开一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，包括相移参考电路和相移控制电路；相移参考电路包括第一组耦合微带线和第一顶端连接点，通过微带线连接第一输入端口和第一输出端口；相移控制电路包括第二组耦合微带线和第三组耦合微带线以及第二顶端连接点和末端连接点，通过微带线连接第二输入端口和第二输出端口，第一输入端口用于输入信号作为相位参考，第二输入端口用于输入信号作为相位控制，通过电路控制，第一输出端口和第二输出端口输出信号的相位差值为指定的相移量。通过使用耦合微带结构实现指定的移相值，拓宽工作带宽且简单、紧凑、实用，实现稳定的移相值的同时保持较小面积。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器
本专利技术属于微波传输器件的
，涉及一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器。
技术介绍
移相器是一种对波的相位进行调整的器件，根据指定的移相值将输出信号的相位移动一定的角度。因此移相器被广泛运用于馈电网络、功率放大器、智能天线阵列前端等电路中，是组成微波射频电路的核心器件之一。为使输出信号获得指定的移相值，传统的移相器利用两传输线之间的电长度的不同产生相位差值作为移相值，这种移相器的相位带宽较窄，很难实现宽带结构。而目前使用的薛夫曼移相器利用耦合线间相位形成涟波状的频率响应，在一定频宽内可与参考线输出相位有多个相同相位的频率点，在可调整误差量的情况下，于所需频带内维持一定的移相值。因此，在薛夫曼移相器的基础上，使用耦合线构造移相器的技术随之发展起来。但是，使用传统的传输线作为参考相位线使得薛夫曼移相器整体面积较大，工作频带随着指定的移相值增加而递减，同时输出信号移相值不够稳定，不便于在其它微波射频器件中使用。因此，有必要提供一种面积小、频带宽、移相值稳定的宽带移相器，使得其能够克服现有技术中移相器存在的面积大、频带窄、移相值不稳定的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，本专利技术的宽带移相器具有面积小、宽频带、相位差稳定等优点。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，包括，介质板9和布设于介质板9上的移相器电路，所述移相器电路包括相移参考电路A和相移控制电路B，其特征在于：所述相移参考电路A包括第一组耦合微带线5、第一顶端连接点11、第一输入端口1和第一输出端口2，其中：第一组耦合微带线5形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点11，另一端分别连接到第一输入端口1和第一输出端口2；所述相移控制电路B包括第二组耦合微带线6、第三组耦合微带线7、第二顶端连接点12、末端连接点13、第二输入端口3和第二输出端口4，其中：第二组耦合微带线6形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点12，另一端分别连接到第二输入端口3和第二输出端口4；以及第三组耦合微带线7形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到末端连接点13，另一端分别连接到第二输入端口3和第二输出端口4。其中，在上述专利技术中，其中，所述第一输入端口1的输入信号作为相位参考信号，第二输入端口3的输入信号作为相位控制信号，第一输出端口2和第二输出端口4输出信号的相位差值作为指定的相移量。其中，在上述专利技术中，所述介质板9的正面设置所述移相器电路，背面设置金属接地面10，该介质板9还设置有贯穿正面和背面的过孔8，所述过孔8连接在第三组耦合微带线7和金属接地面10之间。其中，在上述专利技术中，第一输入端口1和第一输出端口2形成为微带线，按照与第一组耦合微带线5大致垂直的方式延伸到介质板9的边缘，从而形成第一输入端口1和第一输出端口2。其中，在上述专利技术中，第一顶端连接点11连接第一组耦合微带线5间的顶端间隙，第二顶端连接点12连接第二组耦合微带线6间的顶端间隙，末端连接点13连接第三组耦合微带线7间的末端间隙，第二组耦合微带线6的末端分贝连接到第三组耦合微带线7的顶端，并且在所述连接处分别通过微带线连接到第二输入端口3和第二输出端口4。其中，在上述专利技术中，第一顶端连接点11、第二顶端连接点12和末端连接点13的宽度相同，长度分别与其各自连接的第一组耦合微带线5、第二组耦合微带线6和第三组耦合微带线7的线间距保持一致。其中，在上述专利技术中，当所述移相器电路在偶模激励状态下时，第一组耦合微带线5和第二组耦合微带线6的偶模等效电路呈开路状态，第三组耦合微带线7的偶模等效电路呈短路状态；当所述移相器电路在奇模激励状态下时，第一组耦合微带线5、第二组耦合微带线6和第三组耦合微带线7的奇模等效电路均呈短路状态。其中，在上述专利技术中，第一组耦合微带线5和第二组耦合微带线6以及第三组耦合微带线7的长度分别为L1＝28.67mm，L2＝19.8mm，L3＝19.88mm，宽度分别为W1＝2.59mm，W2＝1.7mm，W3＝1.8mm，线间距分别为S1＝0.63mm，S2＝1.8mm，S3＝0.56mm；连接到第一输入端口1和第一输出端口2的微带线宽度WR＝2.72mm，长度LR＝10mm；连接到第二输入端口3和第二输出端口4的微带线宽度WR＝2.72mm，长度LR+0.83mm＝10.83mm；第一顶端连接点11和第二顶端连接点12以及末端连接点13宽度C＝0.4mm。其中，在上述专利技术中，第一组耦合微带线5和第二组耦合微带线6以及第三组耦合微带线7的各参数满足以下等式：Z02(Zo2+Zo3)(Ze3tan2θ2-Ze2)-Ze2Ze3Zo2Zo3tan2θ2＝0，Z02(Zo1tan2θ1+Ze1)-Ze1Zo1(Zo1tan2θ1+Ze1)＝0，其中a＝Ze2Ze3，b＝Z0(Ze2cot(θ2)-Ze3tan(θ2))，c＝Zo2Zo3tan(θ2)，d＝Z0(Zo2+Zo3)；其中，θ1为第一组耦合微带线5的电长度，θ2为第二组耦合微带线6和第三组耦合微带线7的电长度，Z0为第一输入端口1和第二输入端口3以及第一输出端口2和第二输出端口4的特征阻抗，Ze1、Zo1分别为第一组耦合微带线5的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，Ze2、Zo2分别为第二组耦合微带线6的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，Ze3、Zo3分别为第三组耦合微带线7的奇模特征阻抗和偶模特征阻抗，为第一输出端口2和第一输入端口1间的移相值，η为第二输出端口4和第二输入端口3间的移相值，Δσ为宽带移相器输出指定的移相值。其中，在上述专利技术中，第一组耦合微带线5、第二组耦合微带线6以及第三组耦合微带线7的各参数满足下述条件：Z0＝50Ω，Δσ＝90°，θ1＝131°，θ2＝90°，Ze1＝59Ω，Zo1＝42.4Ω，Ze2＝70Ω，Zo2＝60Ω，Ze3＝75Ω，Zo3＝50Ω，耦合线宽带移相器的中心工作频点为f＝2.2GHz。本专利技术用于LTE系统的耦合线宽带移相器，具有以下有益效果：通过使用耦合微带结构实现指定的移相值，拓宽工作带宽；电路结构简单、对称、紧凑、实用，能在LTE系统的工作频段内获得80％以上的相对带宽，稳定的移相值，同时保持较小的面积。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1显示了本专利技术实施例的用于LTE系统的耦合线移相器的三维结构示意图；图2显示了图1所示移相器的电路结构示意图；图3a显示了本专利技术优选实施例的用于LTE系统的耦合线移相器的等效电路图；图3b显示了图3a所示移相器在偶模激励下的等效电路图；图3c显示了图3a所示移相器在奇模激励下的等效电路图；图4显示了本专利技术实施例的用于LTE系统的耦合线移相器的回波损耗S11和S33的仿真和测试S参数图；图5显示了本专利技术实施例的用于LTE系统的耦合线移相器的插入损耗S21和S43的仿真和测试S参数图，以及输出端口仿真和测试的相位差。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其包括，介质板(9)和布设于介质板(9)上的移相器电路，所述移相器电路包括相移参考电路(A)和相移控制电路(B)，其特征在于：所述相移参考电路(A)包括第一组耦合微带线(5)、第一顶端连接点(11)、第一输入端口(1)和第一输出端口(2)，其中：第一组耦合微带线(5)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点(11)，另一端分别连接到第一输入端口(1)和第一输出端口(2)；所述相移控制电路(B)包括第二组耦合微带线(6)、第三组耦合微带线(7)、第二顶端连接点(12)、末端连接点(13)、第二输入端口(3)和第二输出端口(4)，其中：第二组耦合微带线(6)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点(12)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)；以及第三组耦合微带线(7)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到末端连接点(13)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)。

【技术特征摘要】
1.一种用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其包括，介质板(9)和布设于介质板(9)上的移相器电路，所述移相器电路包括相移参考电路(A)和相移控制电路(B)，其特征在于：所述相移参考电路(A)包括第一组耦合微带线(5)、第一顶端连接点(11)、第一输入端口(1)和第一输出端口(2)，其中：第一组耦合微带线(5)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点(11)，另一端分别连接到第一输入端口(1)和第一输出端口(2)；所述相移控制电路(B)包括第二组耦合微带线(6)、第三组耦合微带线(7)、第二顶端连接点(12)、末端连接点(13)、第二输入端口(3)和第二输出端口(4)，其中：第二组耦合微带线(6)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点(12)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)；以及第三组耦合微带线(7)形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到末端连接点(13)，另一端分别连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)；其中，所述介质板(9)的正面设置所述移相器电路，背面设置金属接地面(10)，该介质板(9)还设置有贯穿正面和背面的过孔(8)，所述过孔(8)连接在第三组耦合微带线(7)和金属接地面(10)之间。2.根据权利要求1所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其中，所述第一输入端口(1)的输入信号作为相位参考信号，第二输入端口(3)的输入信号作为相位控制信号，第一输出端口(2)和第二输出端口(4)输出信号的相位差值作为指定的相移量。3.根据权利要求2所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一输入端口(1)和第一输出端口(2)形成为微带线，按照与第一组耦合微带线(5)大致垂直的方式延伸到介质板(9)的边缘，从而形成第一输入端口(1)和第一输出端口(2)。4.根据权利要求1所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，所述第一顶端连接点(11)连接第一组耦合微带线(5)间的顶端间隙；所述第二顶端连接点(12)连接第二组耦合微带线(6)间的顶端间隙；所述末端连接点(13)连接第三组耦合微带线(7)间的末端间隙；所述第二组耦合微带线(6)的末端分别连接到第三组耦合微带线(7)的顶端，并且在所述连接处分别通过微带线连接到第二输入端口(3)和第二输出端口(4)。5.根据权利要求4所述的用于LTE系统的耦合线宽带移相器，其特征在于，第一顶端连接点(11)、第二顶端连接点(12)和末端连接点(13)的宽度相同，长度分别与其各自连接的第一组耦合微带线(5)、第二组耦合微带线(6)和第三组耦合微带线(7)的线间距保持一致。6.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永乐，刘元安，周思玥，魏淑兰，于翠屏，王卫民，苏明，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11