一种紧凑型矢量调制移相器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种紧凑型矢量调制移相器，包括：耦合器，用于将待移相信号分解为I路信号和Q路信号；短路开关网络，用于在最小精度移相时，将I路信号或Q路信号短路接地；象限开关网络，用于调整I路信号和Q路信号的相位象限，使合路器输出的目标移相信号调制到所需的相位象限内；衰减器，用于将经过相位象限调整后的I路信号和Q路信号进行幅度衰减；合路器，用于将经过幅度衰减的I路信号和Q路信号进行叠加，得到目标移相信号。得到目标移相信号。得到目标移相信号。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型矢量调制移相器


[0001]本技术属于电路设计
，本技术涉及一种紧凑型矢量调制移相器。

技术介绍

[0002]在高频无线通信中，相控阵技术已经成为重要的组成部分。相控阵技术可应用于通信和雷达等系统前端，实现信号的波束赋形和波束扫描。相控阵技术用在信号发射端可以提升信号的有效全向辐射功率，用在信号接收端可以提升系统灵敏度。近年来，随着毫米波通信和雷达技术的发展，相控阵系统凭借其有效提升通信系统的通信速率和雷达系统的探测精度等优势，被广泛地应用于如5G毫米波通信、汽车雷达等通信领域。
[0003]在相控阵系统中，移相器作为相控阵功能实现最为核心的电路模块，其性能直接关系到相控阵系统的性能，如发射端功率、接收端精度等，对相控阵系统起着至关重要的作用。另外，移相器的面积在相控阵芯片中占有很大的比重，其面积越小，单位面积的通道数越多，对相控阵系统越有利，所以在保证精度的前提下，减小移相器面积是一个重要研究方向。
[0004]矢量调制移相器是一种重要的移相器结构。其主要由耦合器(coupler)、象限开关、数字步进衰减器(DSA)和合路器(combiner)组成，其结构框图如图1所示，每个部分的作用如下：
[0005]耦合器：负责将输入信号分解成I/Q两路信号，I路信号保持0相移，Q路信号相移90
°
。
[0006]象限开关：负责将I/Q两路信号进行组合，实现不同象限的切换。
[0007]衰减器I/Q：将信号进行不同幅度的衰减，实现不同幅度的矢量叠加。r/>[0008]合路器：将经过衰减和象限切换的信号重新叠加，得到不同幅度和相位的矢量信号。
[0009]传统的矢量调制移相中，使用普通的象限开关网络，由于开关自身的关断隔离度有限，如果要在设计上得到最小相移的矢量点(即最靠近坐标轴的点)，就需要后级的衰减网络实现极大的衰减动态，从而需要增加衰减器的级数，这样不仅会增加整个移相器的插损，还会极大的增加移相器的面积，继而增大芯片的面积，提高芯片成本。

技术实现思路

[0010]技术目的：为解决在靠近坐标轴附近，传统矢量调制移相器有两个明显的无法取到的移相点的问题，本技术提出了一种紧凑型矢量调制移相器。
[0011]技术方案：一种紧凑型矢量调制移相器，包括：
[0012]耦合器，用于将待移相信号分解为I路信号和Q路信号，所述I路信号与待移相信号保持相同相位，Q路信号与I路信号之间的相位差为90
°
；
[0013]短路开关网络，用于在最小精度移相时，将I路信号或Q路信号短路接地；
[0014]象限开关网络，用于调整I路信号和Q路信号的相位象限，使合路器输出的目标移相信号调制到所需的相位象限内；
[0015]衰减器，用于将经过相位象限调整后的I路信号和Q路信号进行幅度衰减；
[0016]合路器，用于将经过幅度衰减的I路信号和Q路信号进行叠加，得到目标移相信号。
[0017]进一步的，所述短路开关网络包括第一短路开关电路和第二短路开关电路；所述象限开关网络包括第一象限开关电路和第二象限开关电路；所述衰减器包衰减器I和衰减器Q；
[0018]所述第一短路开关电路的输入端与耦合器的I路信号输出端口连接，第一短路开关电路的输出端接地；
[0019]所述第二短路开关电路的输入端与耦合器的Q路信号输出端口连接，第二短路开关电路的输出端接地；
[0020]所述第一象限开关电路的输入端与耦合器的I路信号输出端口连接，第一象限开关电路的输出端与衰减器I的输入端连接；
[0021]所述第二象限开关电路的输入端与耦合器的Q路信号输出端口连接，第二象限开关电路的输出端与衰减器Q的输入端连接；
[0022]所述衰减器I的输出端与合路器的第一输入端连接，所述衰减器Q的输出端与合路器的第二输入端连接。
[0023]进一步的，当待移相信号为单端信号时，所述第一象限开关电路包括象限开关一，所述第二象限开关电路包括象限开关二，当象限开关一和象限开关二导通，且第一短路开关电路和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第一象限。
[0024]进一步的，当待移相信号为差分信号时，所述第一象限开关电路包括象限开关一、象限开关三、象限开关四和象限开关五；所述第二象限开关电路包括象限开关二、象限开关六、象限开关七和象限开关八；
[0025]所述象限开关一的一端与耦合器的I路正信号输出端连接，其另一端与衰减器I的正输入端连接；所述象限开关三的一端与耦合器的I路负信号输出端连接，其另一端与衰减器I的负输入端连接；所述象限开关四的一端与耦合器的I路正信号输出端连接，其另一端与衰减器I的负输入端连接；所述象限开关五的一端与耦合器的I路负信号输出端连接，其另一端与衰减器I的正输入端连接；
[0026]所述象限开关二的一端与耦合器的Q路正信号输出端连接，其另一端与衰减器Q的正输入端连接；所述象限开关六的一端与耦合器的Q路负信号输出端连接，其另一端与衰减器Q的负输入端连接；所述象限开关七的一端与耦合器的Q路正信号输出端连接，其另一端与衰减器Q的负输入端连接；所述象限开关八的一端与耦合器的Q路负信号输出端连接，其另一端与衰减器Q的正输入端连接。
[0027]进一步的，当象限开关一、象限开关三和第二短路开关电路导通，且象限开关四、象限开关五和第一短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第一象限处于X轴正轴上，且随I路信号幅度大小移动；
[0028]当象限开关四、象限开关五和和第二短路开关电路导通，且象限开关一、象限开关三和第一短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第一象限处于X轴负轴上，且随I路信号幅度大小移动；
[0029]当象限开关二、象限开关六和第一短路开关电路导通，且象限开关七、象限开关八和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于Y轴正轴上，且随Q路信号幅度大小移动；
[0030]当象限开关七、象限开关八和第一短路开关电路导通，且象限开关二、象限开关六和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于Y轴负轴上，且随Q路信号幅度大小移动。
[0031]进一步的，当象限开关一、象限开关三、象限开关二和象限开关六导通，同时象限开关四、象限开关五、象限开关七、象限开关八、第一短路开关电路和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第一象限；
[0032]当象限开关四、象限开关五、象限开关二和象限开关六导通，同时象限开关一、象限开关三、象限开关七、象限开关八、第一短路开关电路和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第二象限；
[0033]当象限开关四、象限开关五、象限开关七和象限开关八导通，同时象限开关一、象限开关三、象限开关二、象限开关六、第一短路开关电路和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第三象限；
[0034]当象限开关一、象限开关三、象限开关七和象限开关八导通，同时象限开关四、象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型矢量调制移相器，其特征在于：包括：耦合器，用于将待移相信号分解为I路信号和Q路信号，所述I路信号与待移相信号保持相同相位，Q路信号与I路信号之间的相位差为90
°
；短路开关网络，用于在最小精度移相时，将I路信号或Q路信号短路接地；象限开关网络，用于调整I路信号和Q路信号的相位象限，使合路器输出的目标移相信号调制到所需的相位象限内；衰减器，用于将经过相位象限调整后的I路信号和Q路信号进行幅度衰减；合路器，用于将经过幅度衰减的I路信号和Q路信号进行叠加，得到目标移相信号。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型矢量调制移相器，其特征在于：所述短路开关网络包括第一短路开关电路和第二短路开关电路；所述象限开关网络包括第一象限开关电路和第二象限开关电路；所述衰减器包括衰减器I和衰减器Q；所述第一短路开关电路的输入端与耦合器的I路信号输出端口连接，第一短路开关电路的输出端接地；所述第二短路开关电路的输入端与耦合器的Q路信号输出端口连接，第二短路开关电路的输出端接地；所述第一象限开关电路的输入端与耦合器的I路信号输出端口连接，第一象限开关电路的输出端与衰减器I的输入端连接；所述第二象限开关电路的输入端与耦合器的Q路信号输出端口连接，第二象限开关电路的输出端与衰减器Q的输入端连接；所述衰减器I的输出端与合路器的第一输入端连接，所述衰减器Q的输出端与合路器的第二输入端连接。3.根据权利要求2所述的一种紧凑型矢量调制移相器，其特征在于：当待移相信号为单端信号时，所述第一象限开关电路包括象限开关一，所述第二象限开关电路包括象限开关二，当象限开关一和象限开关二导通，且第一短路开关电路和第二短路开关电路关断时，目标移相信号相位处于第一象限。4.根据权利要求2所述的一种紧凑型矢量调制移相器，其特征在于：当待移相信号为差分信号时，所述第一象限开关电路包括象限开关一、象限开关三、象限开关四和象限开关五；所述第二象限开关电路包括象限开关二、象限开关六、象限开关七和象限开关八；所述象限开关一的一端与耦合器的I路正信号输出端连接，其另一端与衰减器I的正输入端连接；所述象限开关三的一端与耦合器的I路负信号输出端连接，其另一端与衰减器I的负输入端连接；所述象限开关四的一端与耦合器的I路正信号输出端连接，其另一端与衰减器I的负输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海峰，黄家乐，诸小胜，姜源，关允超，
申请(专利权)人：思诺威科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：