非周期性电容加载的移相器制造技术

技术编号:3269826 阅读:193 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种非周期性电容加载的移相器,在传统的周期性电容加载的移相器的基础上,将加载电容以非周期性方式加载在微波传输线上;电容量不相同的加载电容均匀地排列在微波传输线的中心信号线上;电容量相同的加载电容不均匀地排列在微波传输线的中心信号线上或电容量不相同的加载电容不均匀地排列在微波传输线的中心信号线上。所述的加载电容为BST压控电容或MEMS压控电容。该移相器有以下优点:该移相器中的任何一个加载电容的电容量均为优化值,使该移相器能与接在其输入端和输出端上的微波电路较好地阻抗匹配;使微波信号经该移相器传输时反射小,插入损耗低,可控相移量大。

【技术实现步骤摘要】
非周期性电容加载的移相器
本专利技术涉及一种非周期性电容加载的移相器,具体而言,涉及一种适用于相控阵天线阵列的非周期性电容加载的传输型移相器。
技术介绍
移相器是相控阵雷达、卫星通信、移动通信等设备中大量应用的核心组件,它的工作频带、插入损耗直接影响着这些设备的抗干扰能力和灵敏度,以及设备的体积、重量和成本,因此研究宽频带、低插入损耗的移相器在军事和民用的通信、雷达等领域具有重要的意义。MEMS移相器和BST移相器具有体积小,重量轻,控制时间短,插入损耗较低、可载功率较大等优点,具有很大的发展和应用前景。MEMS是微机电系统的英文缩写。BST即钛酸锶钡,是一种具有高介电常数的铁磁材料,其介电常数可随加在材料上的偏压大小变化。
技术介绍
中有一种传输式移相器,由一段电磁波在其上传输的相速度或传输时延可变的传输线段构成。在传输线实现电磁波相速度或传输时延变化的最常用的方法是在传输线上整体或周期性加载电容量可随控制偏压改变的电容,即加载压控电容。在MEMS移相器中,这种电容改变是通过施加不同的控制偏压改变MEMS电容电极间的间隙来实现的,而在BST移相器中,这种电容改变是通过施加不同的控制偏压改变BST薄膜的介电常数而实现的。
技术介绍
(US6,559,737)提出一种周期性加载电容的移相器,如图1所示,加载电容是BST电容,通过改变加在BST电容上的偏压来改变BST电容的电容值,使移相器实现移相功能。从射频或微波电路理论可知,周期性加载在传输线上的每一个BST电容引入的不均匀性,都会引入附加反射,使移相器的总体反射-->增加,导致移相器因与接在其输入端和输出端上的微波电路不匹配而造成的损耗增加。从移相器与接在其上的微波电路的之间的匹配性能有待改进这点来看,对移相器的传输线段作周期性加载电容的做法并不是最佳的技术方案。为了提高移相器的插入损耗、反射和匹配性能的指标,需要对周期性加载电容的移相器进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种非周期性电容加载的移相器。该移相器有以下优点:为接在其输入端和输出端上的微波电路提供较好的阻抗匹配,反射小,插入损耗低,可控相移量大。本专利技术通过采用以下技术方案使上述技术问题得到解决。在传统的周期性电容加载的移相器的基础上,将加载电容以非周期性方式加载在传输线上:电容量不相同的加载电容均匀地排列在传输线的中心信号线与接地线之间;电容量相同的加载电容不均匀地排列在传输线的中心信号线与接地线之间或电容量不相同的加载电容不均匀地排列在传输线的中心信号线与接地线之间,得到一种非周期性电容加载的移相器,所述的加载电容为BST压控电容或MEMS压控电容。现详细说明本专利技术的技术方案。一种非周期性电容加载的移相器,由基片20和微波传输线40组成,基片20的构成材料是诸如蓝宝石、高阻硅、多孔硅、红宝石或高频陶瓷之类的低损耗介质,微波传输线40构筑在基片20上,微波传输线40是共面波导传输线,即CPW传输线、共面带状线或微带线,微波传输线40包括中心信号线7、加载电容2、第一接地线3、第二接地线5、输入端1和输出端4,中心信号线7位于第一接地线3、第二接地线5之间,中心信号线7的两端分别是输入端1和输出端4,加载电容2为压控电容,加载电容2排列在中心信号线7与第一接地线3、第二接地线5之间,其特征在于,n个电容量不相同的加载电容2均匀地排列在中心信号线7与第一接地线3、第二接地线5之间,-->加载电容2与中心信号线7之间由导线6连接,n个加载电容2中的任何一个相对于其在中心信号线7上的加载位置而言,其电容量为优化值:所述的移相器工作时,由任何一个电容量为优化值和位于中心信号线7上各自相应的加载位置的加载电容2引起的反射最小,n为8~100。本专利技术的技术方案的进一步特征在于,n个电容量相同的加载电容2不均匀地排列在中心信号线7与第一接地线3、第二接地线5之间,n为8~100。本专利技术的技术方案的进一步特征在于,n个电容量不相同的加载电容2不均匀地排列在中心信号线7与第一接地线3、第二接地线5之间,n为8~100。本专利技术的技术方案的进一步特征在于,加载电容2是BST压控电容,即钛酸锶钡压控电容,在n个加载电容2与第一接地线3、第二接地线5之间的基片20上沉积有BST薄膜。本专利技术的技术方案的进一步特征在于,加载电容2是MEMS压控电容,即微机电系统压控电容。与
技术介绍
相比,本专利技术的移相器有以下优点:1、本专利技术的移相器为接在其输入端和输出端上的微波电路提供较好的阻抗匹配。2、微波信号经本专利技术的移相器传输时反射小,插入损耗低,可控相移量大。附图说明图1是周期性电容加载的移相器的结构示意图,其中加载电容2是BST压控电容,电容量相同的加载电容2均匀地排列在中心信号线7上。图2是非周期性电容加载的移相器之一的结构示意图,其中加载电容2是BST压控电容,电容量不相同的加载电容2均匀地排列在中心信号线7上。-->图3是非周期性电容加载的移相器之二的结构示意图,其中加载电容2是BST压控电容,电容量相同的加载电容2不均匀地排列在中心信号线7上。图4是非周期性电容加载的移相器之三的结构示意图,其中加载电容2是MEMS压控电容,电容量相同的加载电容2不均匀地排列在中心信号线7上,左边为移相器的侧视图,右边为移相器的正视图。图5是本专利技术的移相器与传统的移相器的回波损耗比较。回波损耗=20lg(|Г|)(dB),Г为反射系数。图6是本专利技术的移相器与传统的移相器的插入损耗比较。图7是本专利技术的移相器与传统的移相器的最大移相量比较。具体实施方式为更好的理解本专利技术,现结合附图对本专利技术进行进一步的说明,现提供三个非周期性加载移相器的实施例。所有实施例具有与上文“
技术实现思路
”所述的移相器完全相同的结构。实施例1非周期性电容加载的移相器之一,其结构示意图见图2。本实施例以蓝宝石作为基片20,微波传输线40构筑在基片20上,微波传输线40是共面波导传输线,即CPW传输线,微波传输线40包括中心信号线7、加载电容2、第一接地线3、第二接地线5、输入端1和输出端4,中心信号线7位于第一接地线3、第二接地线5之间,中心信号线7的两端分别是输入端1和输出端4,n个电容量不相同的加载电容2均匀地排列在微波传输线40的中心信号线7与接地线3、5之间,加载电容2与中心信号线7之间由导线6连接,n个加载电容2中的任何一个相对于其在中心信号线7上的加载位置而言,其电容量为优化值,加载电容2是BST压控电容,即钛酸锶钡压控电容,在n个加载电容2与第一接地线3、第二接地线5之间的基片20上沉积有BST薄膜,n为8~100。本实施例也可以其它诸如高阻硅、多孔硅、红宝石、高频陶瓷之-->类的低损耗介质作为基片20。本实施例的微波传输线40可以是共面带状线或微带线。实施例2实施例1的移相器的变型,其结构示意图见图4。本实施例以石英作为基片20,微波传输线40是共面波导传输线,即CPW传输线,微波传输线40包括中心信号线7、MEMS桥8、第一接地线3、第二接地线5、输入端1和输出端4,MEMS桥8构成MEMS压控加载电容2。中心信号线7位于第一接地线3、第二接地线5之间,中心信号线7的两端分别是输入端1和输出端4,n个电容量不相同的加载电容2均匀地排列在中本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种非周期性电容加载的移相器,由基片(20)和微波传输线(40)组成,基片(20)的构成材料是诸如蓝宝石、高阻硅、多孔硅、红宝石或高频陶瓷之类的低损耗介质,微波传输线(40)构筑在基片(20)上,微波传输线(40)是共面波导传输线,即CPW传输线、共面带状线或微带线,微波传输线(40)包括中心信号线(7)、加载电容(2)、第一接地线(3)、第二接地线(5)、输入端(1)和输出端(4),中心信号线(7)位于第一接地线(3)和第二接地线(5)之间,中心信号线(7)的两端分别是输入端(1)和输出端(4),加载电容(2)为压控电容,加载电容(2)排列在中心信号线(7)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间,其特征在于,n个电容量不相同的加载电容(2)均匀地排列在中心信号线(7)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间,加载电容(2)与中心信号线(7)之间由导线(6)连接,n个加载电容(2)中的任何一个相对于其在中心信号线(7)上的加载位置而言,其电容量为优化值:所述的移相器工作时,由任何一个电容量为优化值和位于中心信号线(7)上各自相应的加载位置的加载电容(2)引起的反射最小,n为8~100...

【技术特征摘要】
1、一种非周期性电容加载的移相器,由基片(20)和微波传输线(40)组成,基片(20)的构成材料是诸如蓝宝石、高阻硅、多孔硅、红宝石或高频陶瓷之类的低损耗介质,微波传输线(40)构筑在基片(20)上,微波传输线(40)是共面波导传输线,即CPW传输线、共面带状线或微带线,微波传输线(40)包括中心信号线(7)、加载电容(2)、第一接地线(3)、第二接地线(5)、输入端(1)和输出端(4),中心信号线(7)位于第一接地线(3)和第二接地线(5)之间,中心信号线(7)的两端分别是输入端(1)和输出端(4),加载电容(2)为压控电容,加载电容(2)排列在中心信号线(7)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间,其特征在于,n个电容量不相同的加载电容(2)均匀地排列在中心信号线(7)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间,加载电容(2)与中心信号线(7)之间由导线(6)连接,n个加载电容(2)中的任何一个相对于其在中心信号线(7)上的加载位置而言,其电容量为优化值:所述的移相器工作时,由任何一个电容量为优化值和位于中心信号线(7)上各自相应的加载位置的加载电容(2)引起的反射最小,n为8~100。2、根据权利要求1所述的非周期性电容加载的移相器,其特征在于,加载电容(2)是BST压控电容,即钛酸锶钡压控电容,在n个加载电容(2)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间的基片(20)上沉积有BST薄膜。3、根据权利要求1所述的非周期性电容加载的移相器,其特征在于,加载电容(2)是MEMS压控电容,即微机电系统压控电容。4、一种非周期性电容加载的移相器,由基片(20)和微波传输线(40)组成,基片(20)的构成材料是诸如蓝宝石、高阻硅、多孔硅、红宝石或高频陶瓷之类的低损耗介质,微波传输线(40)构筑在基片(20)上,微波传输线(40)是共面波导传输线,即CPW传输线、共面带状线或微带线,微波传输线(40)包括中心信号线(7)、加载-->电容(2)、第一接地线(3)、第二接地线(5)、输入端(1)和输出端(4),中心信号线(7)位于第一接地线(3)和第二接地线(5)之间,中心信号线(7)的两端分别是输入端(1)和输出端(4),加载电容(2)为压控电容,加载电容(2)排列在中心信号线(7)与第一接地线(3)、第二接地线(5)之间,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱守正贺联星周颖娟张伟伟廖斌
申请(专利权)人:华东师范大学上海联能科技有限公司
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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