本发明专利技术涉及一种微波毫米波超宽带六位MMIC(单片微波集成电路)数字移相器，该移相器由5.625°、11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移单元电路级联构成，5.625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构，11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射型拓扑结构，该移相器以5.625°为相移步进值，在0～360°的范围内总共可实现64种相移状态；该发明专利技术首先单独设计每一种移相位的单元电路，在每一个单元电路设计完成之后，采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器；由于MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗辐射能力强等优点，使得本发明专利技术电路拓扑及设计简单，制造工艺简便，成本低，芯片面积小，电性能改善大，工作频率带宽，插入损耗小，相移精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于雷达、通信、制导的电子部件，特别是一种微波毫米波超宽带 六位MMIC (微波单片集成电路)数字移相器。二
技术介绍
微波毫米波数字移相器是一种主要用于数字微波通信、移动通信、雷达、电子对抗 和制导仪器等电子系统设备中的电子部件。微波毫米波数字移相器作为相控阵雷达和电子 战中有源相控阵发射/接收(T/R)组件的最关键电路，控制阵列上各个辐射单元的相位变 化，以实现天线波束在空中快速电控扫描，并对空中飞行的运动目标实现快速的探测和跟 踪。由于其重要的军用背景而一直倍受重视。在宽频带微波毫米波频段的控制电路中，数 字移相器是微波毫米波主要控制电路之一，描述这种产品性能的主要技术指标有1)工作 频率带宽；幻相移位数；幻相移量4)相移精度力)插入损耗；6)各态插入损耗差；7)各态 输入和输出端电压驻波比(VSWR) ；8)开关速度和功率容量；9)电路尺寸；)10)输出功率1 分贝压缩电平；11)电路间电性能的一致性。微波毫米波超宽带六位数字移相器的同类产 品，由于设计采用的电路拓扑和工艺实现途径的缺陷，加之频带宽、相移量大，无论是采用 同轴、波导、混合集成、低温共烧陶瓷立体集成电路等方式，还是采用砷化镓单片集成电路 方式实现，通常电性能指标均较差。主要缺点有1)电路拓扑复杂；幻设计难度大；3)工艺 加工难度大；4)相移精度低力)输入和输出端电压驻波比差；6)工作频率带宽较窄；7)成 本高；8)受工艺控制参数影响，电路间电性能一致性较差；9)电路尺寸较大。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器。实现本专利技术目的的技术解决方案是一种微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相 器，该移相器由5.625° ,11.25°、22. 5°、45°、90°、180°相移电路级联构成，该移相 器以5.625°为相移步进值，在0 360°的范围内总共可实现64种相移状态；首先单 独确定每一种移相位的单元电路，然后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实 现超宽带六位匪IC数字移相器；其中5. 625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构， 11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六 位MMIC数字移相器的信号输入端接180°移相单元电路，然后依次接90°、45°、22. 5°、 11.25°、5.625°相移单元电路，最后5. 625°单元移相电路接信号输出端。本专利技术与现有技术相比，其显著优点1、电路拓扑简单，该移相器5. 625°相移位 采用了高/低通滤波器型拓扑结构，11. 25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射 型拓扑结构；2、设计简单，只要设计两款移相器即高/低通滤波器型移相器和反射型移相 器的电路拓扑通过级联就可以实现六位数字移相器；3、制造中工艺难度和控制精度远比同 类产品要求低；4、成品率比同类产品高；5、电性能改善大，该移相器工作频率带宽、相移 精度高、输入和输出电压驻波比低、各态插入损耗差值小；6、电路尺寸小；7、成本低。四附图说明图1是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器中单元电路所用高/低 通型移相器拓扑结构。图2是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器中单元电路所用反射型 移相器拓扑结构。图3是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为5. 625°的电 路拓扑。图4是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为11. 25°的电 路拓扑。图5是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为22. 5°的电 路拓扑。图6是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为45°的电路 拓扑。图7是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为90°的电路 拓扑。图8是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为180°的电路 拓扑。图9是本专利技术的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的整体结构框图。 五具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术由于六位数字移相器共有64种状态，实现5. 625°的相位步进，本专利技术以 5.625° ,11.25°、22. 5°、45°、90°、180°为主要相移位的六个移相单元，首先单独设计 每个移相单元电路，当每位移相单元设计完成以后，采取从高位相移到低位相移排列顺序 六位级联实现超宽带六位匪IC数字移相器。由于超宽带的指标要求，用高/低通滤波器 型和反射型拓扑结构设计合适的电路，在比较分析了高/低通滤波器型和反射型移相器的 特点之后，在低位均可以采用反射型和高/低通滤波器型拓扑结构，在高位均可以采用反 射型拓扑结构，综合比较优缺点，最终的方案在5. 625°相移位采用了高/低通滤波器型拓 扑结构，11. 25°、22.5°、45°、90°、180°相移位采用反射型拓扑结构。二是高/低通滤 波器型移相器属于开关网络移相器，开关网络由高通和低通网络组成，当微波信号通过高 通网络时，相位超前；通过低通网络时，相位滞后，信号在高/低通网络之间转换时，实现相 位移，它的特点是两种滤波器的频率响应不同，高通网络的超前相位随频率升高而减小，低 通网络的滞后相位随频率升高而增大，二者的相位变化互相补偿，因此高通/低通滤波器 型移相器可以在较宽频带上实现平坦的相位移频率响应，或者获得所希望频率响应的相位 移，适于宽频带应用。三是反射型移相器是比较重要的一种宽带移相器，它是基于均勻传输 线的终端接入电抗性负载，利用开关变换负载反射特性，从而改变反射系数的相位，传输线 终端有两类一类是电抗终端，开关闭合或断开，终端负载由电感变换为LC串联电阻，称之 为开关电抗型，另一类是用单刀单掷开关控制电抗网络，在其后附加一段终端短路传输线，8移相器的相位变化为短路线长度的2倍，移相器为二端口网络，需要将输入信号和输出信 号分割开，电路中3dB混合接头处用兰格桥定向耦合器作为变换元件实现信号分离，兰格 耦合器是一种微带结构的3dB耦合器，使用了一个交叉耦合结构，耦合结构的交流导线是 用空气桥技术连接，它具有四个端口，分别为输入端口、隔离端口，两个3dB输出端口(相位 相差90° )，当线宽和线距得到精确控制时具有优良的电性能。本专利技术微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，该移相器由5.625° ,11.25°、 22.5°、45°、90°、180°相移电路级联构成，该移相器以5. 625°为相移步进值，在0 360°的范围内总共可实现64种相移状态；首先单独确定每一种移相位的单元电路，然 后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现超宽带六位匪IC数字移相器；其 中5. 625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构，11. 25°、22· 5°、45°、90°、180°相 移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的信号输入端接 180°移相单元电路，然后依次接90°、45°、22. 5° ,11.25°、5. 625°相移单元电路，最后 5.625°单元移相电路接信号输出端。下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1。结合图1。图1是本本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种微波毫米波超宽带六位ＭＭＩＣ数字移相器，其特征在于：该移相器由５．６２５°、１１．２５°、２２．５°、４５°、９０°、１８０°相移电路级联构成，该移相器以５．６２５°为相移步进值，在０～３６０°的范围内总共可实现６４种相移状态；首先单独确定每一种移相位的单元电路，然后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现超宽带六位ＭＭＩＣ数字移相器；其中５．６２５°相移位采用高／低通滤波器型拓扑结构，１１．２５°、２２．５°、４５°、９０°、１８０°相移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六位ＭＭＩＣ数字移相器的信号输入端接１８０°移相单元电路，然后依次接９０°、４５°、２２．５°、１１．２５°、５．６２５°相移单元电路，最后５．６２５°单元移相电路接信号输出端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴永胜，张红，陈曦，陈少波，郭永新，盛卫星，戴冰清，王立杰，周聪，徐利，於秋杉，杨健，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：84
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