一种CMOS移相器及其使用方法技术

本公开的实施例提供了一种CMOS移相器；应用于射频电路领域。所述移相器包括有源相位反转器和精细调谐单元；有源相位反转器的输出端连接精细调谐单元的输入端；所述有源相位反转器对输入信号的相位进行粗调，输出的相位送入所述精细调谐单元；所述第一精细调谐单元、所述第二精细调谐单元，对相位进行连续精细调谐。所述移相器可实现360度相位调谐，并降低损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种CMOS移相器及其使用方法


[0001]本公开涉及射频电路领域，尤其涉及一种CMOS移相器。

技术介绍

[0002]相控阵雷达具有精度高、波束指向灵活、抗干扰能力强等优点，广泛应用于通信、遥感、气象等领域。移相器是相控阵雷达的重要组成部分，它可以通过改变传输信号的相位控制波束指向，因此其性能、尺寸和成本直接影响雷达系统的整体性能和成本。
[0003]现有移相器一般采用低通网络和高通网络进行移相，串联电感与并联电容构成低通网络，相位出现延迟；串联电容与并联电感构成高通网络，相位出现超前；通过调整低通网络和高通网络中的电感电容值，实现相位调节。这两种移相方法具有以下缺点：
[0004]相位调谐范围受限于低通网络和高通网络的带宽；上述两种移相网络属于无源移相器，损耗较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种CMOS移相器，用于解决现有移相器损耗较大的问题。具体技术方案如下：
[0006]一种CMOS移相器，所述移相器包括：有源相位反转器和精细调谐单元；所述有源相位反转器的输出端与所述精细调谐单元的输入端连接；所述精细调谐单元包括第一精细调谐单元、第二精细调谐单元；
[0007]所述第一精细调谐单元包括：第一电容C1、第一调谐电路、第二电容C2、第一电感L1、第二调谐电路；所述第二精细调谐单元包括：第一电容C1、第三调谐电路、第二电容C2、第一电感L1、第四调谐电路；所述第一精细调谐单元与所述第二精细调谐单元共用第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1；
[0008]所述第一电感L1的一端、第一电容C1的一端分别连接至所述精细调谐单元的输入端；所述第一电容C1的另一端分别与所述第一调谐电路、第三调谐电路的一端连接；所述第一电感L1的另一端、第二电容C2的一端分别连接至所述精细调谐单元的输出端；所述第二电容C2的另一端分别与所述第一调谐电路、第三调谐电路的另一端连接。
[0009]优选的，所述第一调谐电路包括：开关管M1、M4、压控变容二极管M2、M3、栅极电阻R1、R2、R3、R4、衬底电阻R5、R6；
[0010]所述开关管M1的栅极通过所述栅极电阻R1馈入开关电压Vc1，漏极连接所述压控变容二极管M2的源极、漏极、衬底，衬底通过所述衬底电阻R5接地，源极连接第一电容的一端；所述压控变容二极管M2的栅极通过所述栅极电阻R2馈入控制电压Vc2；所述压控变容二极管M3的源极、漏极、衬底连接所述开关管M4的漏极，栅极通过所述栅极电阻R3馈入控制电压Vc2；所述开关管M4的栅极通过所述栅极电阻R4馈入开关电压Vc3，源极连接第二电容的一端，衬底通过所述衬底电阻R6接地。
[0011]优选的，所述第二调谐电路包括：开关管M10、M16、压控变容二极管M9、M15、栅极电
阻R13、R14、R22、R23、衬底电阻R15、R24；
[0012]所述压控变容二极管M9的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R13馈入控制电压Vc7；所述压控变容二极管M9的源极、漏极、衬底连接所述开关管M10的漏极；所述开关管M10的栅极通过所述栅极电阻R14馈入开关电压Vc8，源极接地，衬底通过所述衬底电阻R15接地；所述压控变容二极管M15的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R22馈入控制电压Vc13；所述压控变容二极管M15的源极、漏极、衬底连接所述开关管M16的漏极；所述开关管M16的栅极通过栅极电阻R23馈入开关电压Vc14，源极接地，衬底通过所述衬底电阻R24接地。
[0013]优选的，所述第二调谐电路中压控变容二极管M9的电容根据控制电压Vc7的变化改变，所述压控变容二极管M15的电容根据控制电压Vc13的变化改变。
[0014]优选的，所述第三调谐电路包括：开关管M5、M8、压控变容二极管M6、M7、栅极电阻R7、R8、R9、R10、衬底电阻R11、R12；
[0015]所述开关管M5的栅极通过所述栅极电阻R7馈入开关电压Vc4，漏极连接所述压控变容二极管M6的源极、漏极、衬底，衬底通过所述衬底电阻R11接地，源极连接第一电容的一端；所述压控变容二极管M6的栅极通过所述栅极电阻R8馈入控制电压Vc5；所述压控变容二极管M7的源极、漏极、衬底连接所述开关管M8的漏极，栅极通过所述栅极电阻R9馈入控制电压Vc5；所述开关管M8的栅极通过所述栅极电阻R10馈入开关电压Vc6，源极连接第二电容的一端，衬底通过R12接地。
[0016]优选的，所述第三调谐电路中所述压控变容二极管M6和所述压控变容二极管M7的电容根据控制电压Vc5的变化改变。
[0017]优选的，所述第四调谐电路包括：开关管M12、M14、压控变容二极管M11、M13、栅极电阻R16、R17、R19、R20、衬底电阻R18、R21；
[0018]所述压控变容二极管M11的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R16馈入控制电压Vc9；所述压控变容二极管M11的源极、漏极、衬底连接所述开关管M12的漏极；所述开关管M12的栅极通过所述栅极电阻R17馈入开关电压Vc10，源极接地，衬底通过所述衬底电阻R18接地；所述压控变容二极管M13的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R19馈入控制电压Vc11；所述压控变容二极管M13的源极、漏极、衬底连接所述开关管M14的漏极；所述开关管M14的栅极通过所述栅极电阻R20馈入开关电压Vc12，源极连接地，衬底通过所述衬底电阻R21接地。
[0019]优选的，所述压控变容二极管M11的电容根据控制电压Vc9的变化改变。
[0020]优选的，所述压控变容二极管M13的电容根据控制电压Vc11的变化改变。
[0021]另一方面，本专利技术还提出一种CMOS移相器的使用方法，所述方法包括：
[0022]有源相位反转器用于保持输入信号的相位或在原有相位基础上增加180度，生成的输出信号的相位送入精细调谐单元进行精细调谐；
[0023]所述精细调谐单元的第一精细调谐单元、第二精细调谐单元分别可实现90度的连续相位精细调谐。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025]CMOS移相器包括有源相位反转器和精细调谐单元，精细调谐单元包括第一精细调谐单元、第二精细调谐单元，有源相位反转器对输入信号的相位进行粗调，其输出的相位送
入精细调谐单元，调节第一精细调谐单元、第二精细调谐单元，对相位进行连续精细调谐。以此方式，可实现360度相位调谐，且可以降低损耗。
附图说明
[0026]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0027]图1示出了本公开实施例提供的一种CMOS移相器的电路结构图；
[0028]图2示出了本公开实施例提供的一种CMOS移相器的工作方法示意图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS移相器，其特征在于，所述移相器包括：有源相位反转器和精细调谐单元；所述有源相位反转器的输出端与所述精细调谐单元的输入端连接；所述精细调谐单元包括第一精细调谐单元、第二精细调谐单元；所述第一精细调谐单元包括：第一电容C1、第一调谐电路、第二电容C2、第一电感L1、第二调谐电路；所述第二精细调谐单元包括：第一电容C1、第三调谐电路、第二电容C2、第一电感L1、第四调谐电路；所述第一精细调谐单元与所述第二精细调谐单元共用第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1；所述第一电感L1的一端、第一电容C1的一端分别连接至所述精细调谐单元的输入端；所述第一电容C1的另一端分别与所述第一调谐电路、第三调谐电路的一端连接；所述第一电感L1的另一端、第二电容C2的一端分别连接至所述精细调谐单元的输出端；所述第二电容C2的另一端分别与所述第一调谐电路、第三调谐电路的另一端连接。2.如权利要求1所述的一种CMOS移相器，其特征在于，所述第一调谐电路包括：开关管M1、M4、压控变容二极管M2、M3、栅极电阻R1、R2、R3、R4、衬底电阻R5、R6；所述开关管M1的栅极通过所述栅极电阻R1馈入开关电压Vc1，漏极连接所述压控变容二极管M2的源极、漏极、衬底，衬底通过所述衬底电阻R5接地，源极连接第一电容的一端；所述压控变容二极管M2的栅极通过所述栅极电阻R2馈入控制电压Vc2；所述压控变容二极管M3的源极、漏极、衬底连接所述开关管M4的漏极，栅极通过所述栅极电阻R3馈入控制电压Vc2；所述开关管M4的栅极通过所述栅极电阻R4馈入开关电压Vc3，源极连接第二电容的一端，衬底通过所述衬底电阻R6接地。3.如权利要求1所述的一种CMOS移相器，其特征在于，所述第二调谐电路包括：开关管M10、M16、压控变容二极管M9、M15、栅极电阻R13、R14、R22、R23、衬底电阻R15、R24；所述压控变容二极管M9的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R13馈入控制电压Vc7；所述压控变容二极管M9的源极、漏极、衬底连接所述开关管M10的漏极；所述开关管M10的栅极通过所述栅极电阻R14馈入开关电压Vc8，源极接地，衬底通过所述衬底电阻R15接地；所述压控变容二极管M15的栅极连接第一电感的一端，并通过所述栅极电阻R22馈入控制电压Vc13；所述压控变容二极管M15的源极、漏极、衬底连接所述开关管M16的漏极；所述开关管M16的栅极通过栅极电阻R23馈入开关电压Vc14，源极接地，衬底通过所述衬底电阻R24接地。4.如权利要求3所述的一种CMOS移相器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志哲，邓惠中，曹玉雄，陈林辉，杜景超，田帆，洪祥，张尧祯，程帅，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：