[發明專利]全通濾波器結構超寬帶數字移相器

有效

• 申請號: 202011061253.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112271419B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 唐聰;石秀琨;周文濤
• 申請（專利權）人: 中電天奧有限公司
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種全通濾波器結構超寬帶數字移相器，包括：依次級聯的180°移相單元電路、45°移相單元電路、11.25°移相單元電路、5.625°移相單元電路、22.5°移相單元電路和90°移相單元電路，其特征在于：所述180°移相單元電路和90°移相單元電路采用相同的拓撲結構分別作為數字移相器的輸入端P1和輸出端P2， 45°移相單元電路、11.25°移相單元電路、5.625°移相單元電路、22.5°移相單元電路采用相同的拓撲結構，其中，180°移相單元電路和90°移相單元電路的拓撲結構分別包括第一單刀雙擲開關SW1，第二單刀雙擲開關SW2，第一移相網絡UN，第二移相網絡LN；第一移相網絡UN第一端與所述第一單刀雙擲開關SW1的第一端連接，第一移相網絡UN的第二端與所述第二單刀雙擲開關SW2的第一端連接，第二移相網絡LN第一端與所述第一單刀雙擲開關SW1的第二端連接，第二移相網絡LN的第二端與所述第二單刀雙擲開關SW2的第二端連接，第一移相網絡UN由兩個相同的第一全通濾波器APN1與低通濾波器LPF級聯而成，低通濾波器LPF位于第一移相網絡UN的中間，兩個第一全通濾波器APN1分別位于第一移相網絡UN的兩端；第二移相網絡LN由兩個相同的第二全通濾波器APN2與高通濾波器HPF級聯而成，高通濾波器HPF位于第二移相網絡LN的中間，兩個第二全通濾波器APN2分別位于第二移相網絡LN的兩端；通過兩個移相網絡UN、LN之間切換，從而實現180°和90°移相；數字移相器以5.625為相移步進值，在0～360°的范圍內總共64種相移狀態。

2.如權利要求1所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：45°、22.5°、11.25°、5.625°移相單元電路采用的相同的拓撲結構，包括：第三單刀雙擲開關SW3，第四單刀雙擲開關SW4，第三全通濾波器APN3 和第四全通濾波器APN4 ；第三全通濾波器APN3 的第一端與所述第三單刀雙擲開關SW3的第一端連接，第三全通濾波器APN3 的第二端與所述第四單刀雙擲開關SW4的第一端連接，第四全通濾波器APN4 的第一端與所述第三單刀雙擲開關SW3的第二端連接，第四全通濾波器APN4 的第二端與所述第四單刀雙擲開關SW4的第二端連接。

3.如權利要求2所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：當第三單刀雙擲開關SW3和第四單刀雙擲開關SW4同時指向上半邊支路時，全通濾波器APN3 導通，相位為正，作為基態；當第三單刀雙擲開關SW3和第四單刀雙擲開關SW4同時指向下半邊支路時，全通濾波器APN4 導通，相位為負，作為移相態；移相態減去基態實現所需的移相。

4.如權利要求1所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：高通濾波器HPF采用T型結構，或采用π型結構，所述低通濾波器LPF也采用T型結構，或采用π型結構。

5.如權利要求3所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：全通濾波器APNi采用串聯電容型，包括相互耦合的第一電感L_1i和第二電感L_2i，跨接在第一電感L_1i和第二電感L_2i之間的電容C_Ui，并聯在第一電感L_1i和第二電感L_2i下端接地電容C_Li，其中，i=1,2,3,4。

6.如權利要求3所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：全通濾波器APNi在版圖設計時，其結構中第一電感L_1i和第二電感L_2i采用中心抽頭的繞法，即第一電感L_1i從A點開始沿逆時針旋轉，第二電感L_2i從B點開始沿順時針旋轉，第一電感L_1i和第二電感L_2i的公共端位于線圈的外側且位于線圈中心對稱線上，第一電感L_1i和第二電感L_2i的輸入輸出端口在同一水平線上，且在兩個輸入輸出端口之間加載有一個0.5～1皮法的電容，其中，i=1,2,3,4。

7.如權利要求3所述的全通濾波器結構超寬帶數字移相器，其特征在于：單刀雙擲開關SW_i與該移相器所使用的工藝相同，所述工藝為GaAs， GaN， Si或者GeSi工藝，該單刀雙擲開關導通時等效為一個1～3歐姆的電阻，關斷時等效為10～30飛法的電容，i=1， 2， 3，4。