[發明專利]一種用于X波段的數控移相器

有效

• 申請號: 202110411863.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113193851B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 梁煜;陳寧;張為
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03H11/16
• 分類號: H03H11/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種用于X波段的數控移相器，包括依次連接的22.5°移相單元、180°移相單元、45°移相單元、5.625°移相單元、11.25°移相單元、90°移相單元，所述的各移相單元均為單輸入單輸出結構，射頻信號由22.5°移相單元輸入端口(INPUT)輸入，最終由90°移相單元輸出端口(OUTPUT)輸出；所述5.625°移相單元、11.25°移相單元、22.5°移相單元、45°移相單元、90°移相單元采用開關內嵌的低通、帶通濾波切換結構，180°移相單元采用開關內嵌的高低通濾波切換結構。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種數控移相器。

背景技術

移相器是相控陣列的重要組成部分，具有實現波束轉向的功能，廣泛應用于需要波束控制電路的雷達、無線通訊等領域。工作于X波段的相控陣雷達系統是導彈預警系統的重要組成部分，由于高實施成本、重重量、大體積和實施復雜性的特點，使其應用更多局限于軍事系統。隨著電子技術不斷發展，X波段相控陣系統開始拓展到民用領域，如氣象雷達等。移相器作為相控陣系統的核心電路也在不斷發展。用于移相器設計的常見電路拓撲結構包括負載線型、反射型、矢量合成和網絡切換型。負載線和反射型是基于傳輸線路調整相位，因此對于低于10GHz的雷達波段回路尺寸通常很大。矢量合成相移器通常是有源的，因此具有體積小和增益大的優點，但同時也存在輸入功率線性度較差、功耗大、只能單向工作等缺點。在數字移相器的設計中，高低通網絡切換型結構在插入損耗、移相精度等方面都是一個折衷的選擇，在工作頻率范圍內相移相對平坦，且具有寬帶寬、功耗低的優勢，因此這種結構逐漸得到廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種開關內嵌式的網絡切換型移相器，在保證高工作性能及穩定性的前提下，更大程度提高移相器的集成度、降低制造成本。本發明的技術方案如下：

一種用于X波段的數控移相器，包括依次連接的22.5°移相單元、180°移相單元、45°移相單元、5.625°移相單元、11.25°移相單元、90°移相單元，所述的各移相單元均為單輸入單輸出結構，射頻信號由22.5°移相單元輸入端口(INPUT)輸入，最終由90°移相單元輸出端口(OUTPUT)輸出；所述5.625°移相單元、11.25°移相單元、22.5°移相單元、45°移相單元、90°移相單元采用開關內嵌的低通、帶通濾波切換結構，180°移相單元采用開關內嵌的高低通濾波切換結構。其中，

所述5.625°移相單元、11.25°移相單元、22.5°移相單元和45°移相單元均包括基礎模塊，基礎模塊包括第一晶體管(M1)，第二晶體管(M2)，第一電感(L1)，第二電感(L2)，第一電容(C1)，第二電容(C2)；其中，所述第一晶體管(M1)的源極與第一電感(L1)的第一端、第一電容(C1)的第一端連接；所述第一晶體管(M1)的漏極與第一電感(L1)的第二端、第二電容(C2)的第一端連接；第二晶體管(M2)的漏極與第二電感(L2)的第一端、第一電容(C1)的第二端、第二電容(C2)的第二端連接；第二晶體管(M2)的源極與第二電感(L2)的第二端連接，并連接到地；

所述5.625°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的源極和單元電路輸入端(INPUT)連接，第一晶體管(M1)的漏極和單元電路輸出端(OUTPUT)連接；所述5.625°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的柵極接控制電壓V0，基礎模塊的第二晶體管(M2)的柵極接控制電壓

所述11.25°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的源極和單元電路輸入端(INPUT)連接，第一晶體管(M1)的漏極和單元電路輸出端(OUTPUT)連接；所述11.25°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的柵極接控制電壓V1，基礎模塊的第二晶體管(M2)的柵極接控制電壓

所述22.5°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的源極和單元電路輸入端(INPUT)連接，第一晶體管(M1)的漏極和單元電路輸出端(OUTPUT)連接；所述22.5°移相單元中基礎模塊的第一晶體管(M1)的柵極接控制電壓V2，基礎模塊的第二晶體管(M2)的柵極接控制電壓