[實用新型]微波毫米波多支節負載線移相器

無效

• 申請號: 200920180343.5
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN201623242U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 朱旗;龔晨;李珊珊;李婷霞
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 陳進;奚華保

技術領域

本實用新型屬微波毫米波技術領域，具體涉及到微波毫米波移相器的制作。

背景技術

微波毫米波移相器在多種領域有應用，如雷達系統，衛星通信系統和相控陣天線陣列。移相器的種類有很多，按照使用材料來分總的來講有五大類：鐵氧體移相器、鐵電介質移相器、半導體二極管移相器、砷化鎵MMIC移相器和MEMS移相器。

1991年Artech?house出版了《Microwave?and?Millimeter?Wave?Phase?Shifters》，書中第一卷Dielectric?and?Ferrite?Phase?Shifters詳細介紹了鐵氧體移相器的主要種類、設計、制作以及應用。鐵氧體移相器主要利用外加磁場改變波導內鐵氧體的磁導率，從而改變電磁波的相速得到不同的相移量。其優點是：寬帶、功率容量大；缺點是：體積大，損耗大，切換速度慢，難以滿足移動通信的要求。

2000年Kozyre等人在IEEE微波理論與技術國際會議上發表了“應用鐵電介質材料設計移相器”的論文(“Application?of?Ferroelectrics?in?Phase?Shifters?Design”，A.Kozyrev，V.Osadchy，A.Pavlov，L.Sengupta，2000IEEE?MTT-S?Digest.P1355-1358)。鐵電介質移相器主要利用改變加在鐵電介質上的直流偏壓的大小來改變介質的介電系數，從而使微波毫米波信號的相速發生改變，實現移相的目的。其優點是：結構簡單、體積小、重量輕、損耗小、響應速度快；缺點是：功率容量小

1976年，清華大學微帶電路編寫組編寫的《微帶電路》書中第八章微帶固體控制電路詳細地介紹了開關線式移相器、加載線式移相器、反射式移相器等幾種基于半導體PIN二極管的移相器的基本原理和設計方法。不管采用那種結構，基于PIN二極管的移相器的原理都是利用PIN二極管在正偏和反偏時的兩種不同開關狀態，使一段傳輸線接通或斷開來實現移相。其優點：體積小，易于采用數字信號控制，響應速度快；缺點是：功耗大、功率容量比較小。

2009年6月朱旗等人在IEEE?AP-S上發表了“基于混合左右手傳輸線的高功率移相器的設計”的論文(“Design?of?High?Power?Capacity?Phase?Shifter?with?CompositeRight?Left-Handed?Transmission?Line”)這種移相器同樣是采用PIN二極管作為開關進行移相控制，但它與傳統的PIN二極管移相器不同，PIN二極管開關被安裝在混合左右手結構的交指上，這樣通過開關的電流僅為流過整個移相器電流的一部分，因此它的功率容量可以大大提高。其優點是：體積小、插入損耗小，功率容量大；缺點是：實現大的相移量難度較大。

2001年5月Ellinger等人在IEEE?Transaction?on?MTT上發表了“采用集總元件耦合器的C波段緊湊型反射式MMIC移相器”的論文(“Compact?Reflective-TypePhase-Shifter?MMIC?for?C-Band?Using?a?Lumped-Element?Coupler”Frank?Ellinger，Rolf?Vogt，Werner?Bechtold，IEEE?Transaction?on?Microwave?Theory?and?Techniques，VOL.49，NO.5，MAY?2001)?；谏榛塎MIC技術的移相器主要采用反射式結構，通過選擇不同反射終端獲得不同相位的反射系數，從而實現相移。其優點是：體積小、制作工藝成熟，響應速度快；缺點是：插入損耗大、功率容量小。

2002年6月Rebeiz等人在IEEE?Microwave上發表了“射頻MEMS移相器：設計和應用”的論文(“RF?MEMS?phase?shifters：design?and?applications”Rebeiz?G.M，Guan-Leng?Tan，Hayden?J.S，Microwave?Magazine，IEEE?Volume?3，Issue?2，June?2002Page(s)：72-81)。MEMS移相器利用MEMS射頻開關來改變并聯在傳輸線中心導帶和地之間的負載電容的大小，從而實現整個結構等效線電容的大小的改變，進而改變微波信號通過的相速，實現移相。其優點是：損耗小，功率容量大；缺點是：切換速度慢、可靠性低、使用壽命短。