超宽带模拟移相器制造技术

本发明专利技术涉及一种超宽带模拟移相器，属于集成电路的技术领域，包括滤波式移相网络，滤波式移相网络的输入端和输出端一侧分别连接有至少两个依次级联的全通网络；位于输入端一侧最末端的全通网络处连接有N个磁耦合子单元；位于输出端一侧最末端的全通网络处连接有M个磁耦合子单元。第一全通网络的两个电感与第二全通网络的其中一电感耦合，第二全通网络的另一电感与滤波式移相网络的其中一电感耦合，滤波式移相网络的另一电感与第三全通网络的其中一电感耦合，第三全通网络的另一电感与第四全通网络的两个电感耦合。本移相器相对传统的全通网络移相单元，宽带特性好，可以将移相器的相对带宽拓宽至100%及以上，以实现更宽的工作带宽。作带宽。作带宽。

【技术实现步骤摘要】
超宽带模拟移相器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种超宽带模拟移相器。

技术介绍

[0002]随着宽带电子扫描天线阵列、连续波束系统和其他射频模块的不断发展，人们对波束控制的需求不断提高，对控制电路的研究也更加深入。移相器作为波束控制的关键器件，由于其工作状态及技术指标较多，占用面积大，性能要求高，设计和制作难度大，一直是天线收发组件中关键的器件之一。相控阵雷达的发展对移相器的带宽、移相精度和集成面积等方面提出了更高的要求，因此，对宽带以及超宽带高性能移相器的研究具有重要的意义及实际应用价值。
[0003]过去十年中业界进行了许多研究来满足上述这些需求，其中包括使用反射移相器来提供恒定的相移，然而这种类型的模拟移相器的带宽是有限的，并且由于3dB耦合器，其在低频下的面积非常大。此外，矢量合成移相器旨在减小芯片尺寸，但是这些设计不能提供像高通/低通和全通移相器那样的宽带，而且矢量合成移相器还需要分路器/合路器和增益可变放大器，增加了设计难度，同时其控制电路面积也会增加。
[0004]事实上，具有平坦幅度和相位特性（低带内差分相位偏差误差）的可调移相器的设计，一直是十分具有挑战性的研究。以上问题，亟待解决。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：提供一种超宽带模拟移相器，以解决现有技术存在的上述问题。
[0006]技术方案：一种超宽带模拟移相器，该超宽带模拟移相器至少包括依次级联的第一全通网络、第二全通网络、滤波式移相网络、第三全通网络和第四全通网络。第一全通网络的两个电感与第二全通网络的其中一电感耦合，第二全通网络的另一电感与滤波式移相网络的其中一电感耦合，滤波式移相网络的另一电感与第三全通网络的其中一电感耦合，第三全通网络的另一电感与第四全通网络的两个电感耦合。
[0007]在进一步的实施例中，第一全通网络包括第一电感、第二电感、第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管以及第一电阻。第一电感的第一端和第二电感的第一端均与第三变容二极管的阴极连接，第三变容二极管的阳极接地。第一电感的第二端与第一变容二极管的阴极连接，第二电感的第二端与第二变容二极管的阴极连接，第一变容二极管的阳极和第二变容二极管的阳极连接并通过第一电阻接地。
[0008]第二全通网络包括第三电感、第四电感、第四变容二极管、第五变容二极管、第六变容二极管以及第二电阻。第三电感的第一端和第四电感的第一端均与第六变容二极管的阴极连接，第六变容二极管的阳极接地。第三电感的第二端与第四变容二极管的阴极连接，第四电感的第二端与第五变容二极管的阴极连接，第四变容二极管的阳极和第五变容二极管的阳极连接并通过第二电阻接地。
[0009]第三全通网络包括第五电感、第六电感、第七变容二极管、第八变容二极管、第九
变容二极管以及第三电阻。第五电感的第一端和第六电感的第一端均与第九变容二极管的阴极连接，第九变容二极管的阳极接地。第五电感的第二端与第七变容二极管的阴极连接，第六电感的第二端与第八变容二极管的阴极连接，第七变容二极管的阳极和第八变容二极管的阳极连接并通过第三电阻接地。
[0010]第四全通网络包括第七电感、第八电感、第十变容二极管、第十一变容二极管、第十二变容二极管以及第四电阻。第七电感的第一端和第八电感的第一端均与第十二变容二极管的阴极连接，第十二变容二极管的阳极接地，第七电感的第二端与第十变容二极管的阴极连接，第八电感的第二端与第十一变容二极管的阴极连接，第十变容二极管的阳极和第十一变容二极管的阳极连接并通过第四电阻接地。
[0011]滤波式移相网络至少包括第九电感和第十电感。滤波式移相网络的第十电感与第三全通网络的第五电感耦合，第三全通网络的第六电感与第四全通网络的第七电感和第八电感耦合。
[0012]第一全通网络的第一电感和第二电感与第二全通网络的第三电感耦合，第二全通网络的第四电感与所述滤波式移相网络的第九电感耦合。
[0013]在进一步的实施例中，上述滤波式移相网络可以为多阶低通网络，该多阶低通网络为五阶低通网络，包括第十三变容二极管、第十四变容二极管和第十五变容二极管，第九电感的第一端与第十三变容二极管的阴极连接并构成滤波式移相网络的输入端，第十电感的第一端与第十四变容二极管的阴极连接并构成滤波式移相网络的输出端，第十三变容二极管、第十四变容二极管和第十五变容二极管的阳极分别接地，第九电感的第一端和第十电感的第二端连接，第九电感的第二端和第十电感的第二端连接，第九电感的第二端和第十电感的第二端均与第十五变容二极管的阴极连接。
[0014]在进一步的实施例中，当滤波式移相网络为五阶低通网络时，偏置电压通过一偏置电阻加载于滤波式移相网络的输入端或输出端。
[0015]在进一步的实施例中，上述滤波式移相网络还可以为多阶高通网络，该多阶高通网络为五阶高通网络，包括第十六变容二极管、第十七变容二极管、第十八变容二极管和第十九变容二极管，第九电感的第一端与第十六变容二极管的阳极以及第十七变容二极管的阳极连接，第十六变容二极管的阴极构成滤波式移相网络的输入端，第九电感的第二端接地，第十电感的第一端与第十八变容二极管的阳极和第十九变容二极管的阳极连接，第十电感的第二端接地，第十八变容二极管的阴极与第十七变容二极管的阴极连接，第十九变容二极管的阴极构成滤波式移相网络的输出端。
[0016]在进一步的实施例中，当滤波式移相网络为五阶高通网络时，偏置电压通过第五偏置电阻、第六偏置电阻和第七偏置电阻分别与第十六变容二极管的阴极、第十七变容二极管的阴极以及第十九变容二极管的阴极连接。通过三个偏置电阻构成的偏置电压网络作为统一控制来进行电压调节，实现相位切换，控制电路巧妙便捷合理，相比于传统的级联高通、全通和低通网络移相单元的超宽带模拟移相器，一方面极大的简化了控制电路的复杂度，整体减小了系统面积，另一方面能够实现更宽的工作带宽，在带宽上相对现有技术具有突出的优势。
[0017]在进一步的实施例中，该超宽带模拟移相器还包括全通网络左移相单元和全通网络右移相单元，全通网络左移相单元包括N个磁耦合子单元，全通网络右移相单元包括M个
磁耦合子单元，其中，N和M为大于或等于1的自然数，每一磁耦合子单元包括第十一电感、第十二电感、第二十变容二极管、第二十一变容二极管、第二十二变容二极管以及第五电阻。
[0018]第十一电感的第一端和第十二电感的第一端连接并构成磁耦合子单元的级联点，第二十变容二极管的阴极与第十一电感的第二端连接，第二十一变容二极管的阴极与第十二电感的第二端连接，第二十二变容二极管的阴极与第十一电感的第一端以及第十二电感的第一端连接，第二十二变容二极管的阳极接地，第二十变容二极管的阳极和第二十一变容二极管的阳极连接并通过第五电阻接地。
[0019]在进一步的实施例中，全通网络左移相单元中包含的N个磁耦合子单元和全通网络右移相单元中包含的M个磁耦合子单元的数量相等，此时全通网络左移相单元和全通网络右移相单元以滤波式移相网络为中心左本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超宽带模拟移相器，其特征在于，至少包括依次级联的第一全通网络、第二全通网络、滤波式移相网络、第三全通网络和第四全通网络；所述第一全通网络的两个电感与所述第二全通网络的其中一电感耦合，所述第二全通网络的另一电感与所述滤波式移相网络的其中一电感耦合，所述滤波式移相网络的另一电感与所述第三全通网络的其中一电感耦合，所述第三全通网络的另一电感与所述第四全通网络的两个电感耦合。2.根据权利要求1所述的超宽带模拟移相器，其特征在于，所述第一全通网络包括第一电感、第二电感、第一变容二极管、第二变容二极管、第三变容二极管以及第一电阻；所述第二全通网络包括第三电感、第四电感、第四变容二极管、第五变容二极管、第六变容二极管以及第二电阻；所述第三全通网络包括第五电感、第六电感、第七变容二极管、第八变容二极管、第九变容二极管以及第三电阻；所述第四全通网络包括第七电感、第八电感、第十变容二极管、第十一变容二极管、第十二变容二极管以及第四电阻；所述滤波式移相网络至少包括第九电感和第十电感；其中，所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端均与所述第三变容二极管的阴极连接，所述第三变容二极管的阳极接地，所述第一电感的第二端与所述第一变容二极管的阴极连接，所述第二电感的第二端与所述第二变容二极管的阴极连接，所述第一变容二极管的阳极和所述第二变容二极管的阳极连接并通过所述第一电阻接地；所述第三电感的第一端和所述第四电感的第一端均与所述第六变容二极管的阴极连接，所述第六变容二极管的阳极接地，所述第三电感的第二端与所述第四变容二极管的阴极连接，所述第四电感的第二端与所述第五变容二极管的阴极连接，所述第四变容二极管的阳极和所述第五变容二极管的阳极连接并通过所述第二电阻接地；所述第五电感的第一端和所述第六电感的第一端均与所述第九变容二极管的阴极连接，所述第九变容二极管的阳极接地，所述第五电感的第二端与所述第七变容二极管的阴极连接，所述第六电感的第二端与所述第八变容二极管的阴极连接，所述第七变容二极管的阳极和所述第八变容二极管的阳极连接并通过所述第三电阻接地；所述第七电感的第一端和所述第八电感的第一端均与所述第十二变容二极管的阴极连接，所述第十二变容二极管的阳极接地，所述第七电感的第二端与所述第十变容二极管的阴极连接，所述第八电感的第二端与所述第十一变容二极管的阴极连接，所述第十变容二极管的阳极和所述第十一变容二极管的阳极连接并通过所述第四电阻接地；所述第一全通网络的所述第一电感和所述第二电感与所述第二全通网络的所述第三电感耦合，所述第二全通网络的所述第四电感与所述滤波式移相网络的第九电感耦合，所述滤波式移相网络的所述第十电感与所述第三全通网络的所述第五电感耦合，所述第三全通网络的第六电感与所述第四全通网络的所述第七电感和所述第八电感耦合。3.根据权利要求2所述的超宽带模拟移相器，其特征在于，所述滤波式移相网络为多阶低通网络。4.根据权利要求3所述的超宽带模拟移相器，其特征在于，所述多阶低通网络为5阶低通网络，所述滤波式移相网络还包括第十三变容二极管、第十四变容二极管和第十五变容
二极管，所述第九电感的第一端与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓亮，姜鑫，彭皓，
申请(专利权)人：南通米乐为微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：