[發明專利]一種單電路雙比特移相器

有效

• 申請號: 201911291224.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111029686B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉云;劉凌云;邰凡彬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發明公開了一種單電路雙比特移相器，涉及移相器，屬于基本電子電路的技術領域。該單電路雙比特移相器的移相單元包含一個90°電橋耦合器和兩個雙比特四狀態加載電抗網絡。移相單元中的每一個雙比特四狀態加載電抗網絡為T型結構或平面傳輸線耦合結構，其中，兩段傳輸線通過開關接地，兩個開關的通斷可以實現四種阻抗狀態。此單電路雙比特移相器在中心頻率實現四種相位狀態。設計的單電路雙比特器的移相單元電路中只有一個90°電橋耦合器，與傳統雙比特數字器比較，該移相器單元具有體積小、損耗低、易加工的優點。

技術領域

本發明公開了一種單電路雙比特移相器，涉及移相器，屬于基本電子電路的技術領域。

背景技術

21世紀是信息時代，雷達產業是一個以技術為主導的行業，雷達技術的飛速發展推動了軍事信息化建設。在雷達相控陣的發展過程中，移相器起著非常重要的作用。移相器是一種對波的相位控制的裝置。移相器作為相控陣雷達的核心器件，其性能好壞影響著相控雷達的性能。直徑幾十米的相控陣雷達的天線陣上排列了上萬個信號發生器，每個發生器有一個移相器，所以研制出開關時間更短、體積更小、損耗更低的移相器對相控陣雷達性能優化有著十分重要的意義。

傳統的N位數字式移相器，一般由N個移相單元級聯構成且每一個移相單元都包含一個90°電橋耦合器，最小相移量是（360°/2^N），一共有2^N種移相狀態，這種類型的移相器移相單元多、尺寸大，損耗比較大。

發明內容

本發明的發明目的是針對上述背景技術的不足，提供了一種單電路雙比特移相器，通過單個移相單元實現了雙比特移相的功能，解決了傳統移相器移相單元多和尺寸較大且損耗大的技術問題。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

本發明利用一個90°電橋耦合器和兩個雙比特四狀態加載電抗網絡構成移相器的移相單元，移相單元中的每一個雙比特四狀態加載電抗網絡由三段傳輸線構成，形成一個T型結構，其中，兩段傳輸線通過開關接地，兩個開關的通斷可以實現四種阻抗狀態。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：

（1）本發明的單電路雙比特移相器通過90°電橋耦合器和兩個雙比特四狀態加載電抗網絡組成的一個移相單元在中心頻率實現雙比特移相狀態，相較于級聯多個移相單元的傳統N位數字式移相器而言，減少了移相單元個數及90°電橋耦合器的個數，有效降低移相器尺寸和損耗。

（2）本發明的單電路雙比特移相器采用T型結構或平面傳輸線耦合結構的加載電抗網絡實現等效傳輸線電長度和輸入阻抗的切換，具有尺寸小、損耗小的優點。

附圖說明

圖1為單電路雙比特移相器的框圖。

圖2為加載電路第一種理想模型的電路圖。

圖3為單電路雙比特移相器的微帶線模型電路圖。

圖4為移相器的相對相位圖。

圖5為加載電路第二種理想模型的電路圖。

圖6為加載電路第三種理想模型的電路圖。

圖7為加載電路第四種理想模型的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明。

圖1為單電路雙比特移相的器框圖。單電路雙比特移相器的移相單元由90°電橋耦合器和兩個雙比特四狀態加載電抗網絡構成。通過奇偶模分析法可以計算出理想90°電橋耦合器的散射參數矩陣。90°電橋耦合器設計的主傳輸線采用均勻50Ω微帶線，根據理想90°電橋耦合器的散射矩陣可以求得圖1中特性阻抗參數的值為：Z₀=50Ω。