[发明专利]一种微波移相器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种微波移相器电路

背景技术

微波移相器是微波、毫米波领域中十分常见的一种器件，在通信、雷达、空间定位等 系统中具有广泛的应用。

常见的微波移相器多采用波导和微带线等传输线结构来实现，通常结构复杂、体积较 大，很难做到集约化和小型化，同时移相范围相对较小，在实际应用中受到诸多限制。

发明内容

本发明提出了一种移相器，能够实现宽的相位调节范围，并且能够实现在各个相位状 态下具有很好的增益一致性。

本发明提出的一种移相器，包括输入级放大器、N个复合左右手移相单元(N≥1)、 输出级放大器。所述的输入级放大器和输出级放大器提供信号放大，输入和输出匹配的作用， 并且采用的输入和输出放大器级补偿移相单元对信号幅度的损失；所述的N个复合左右手移 相单元(N≥1)完成信号相位调节作用。

所述的复合左右手移相单元，是基于复合左右手传输线单元结构实现的移相单元。

所述的复合左右手传输线单元能够在不同频段实现正相移、负相移以及零相移的连续 变化；通过调节(调谐)复合左右手移相单元的零相移频点的位置，使得在同一频段内实现 正相移、负相移和零相移的相位调节功能。

所述的复合左右手移相单元包括串联谐振器部分(L_S-C_S)和并联谐振器(L_P-C_P)部分。

所述的复合左右手移相单元的结构包括单端形式和差分形式的串-并-串(T型)结构、 串-并或者并-串(L型)结构、并-串-并(π型)结构。

所述的复合左右手移相单元零相移频点的调节(调谐)通过调谐串联谐振器部分和并 联谐振器部分的电容器件和电感器件中的一个或者多个器件来完成。

进一步，电容器件的调谐基于可变电容器件包括变容二极管、开关电容阵列、数控人 工介质材料(DiCAD)；电感器件的调谐基于可变电感器件包括基于变压器耦合的可调电感结 构。

附图说明

图1是本发明移相器的总体结构框图。

图2是本发明总体框图图1中复合左右手移相单元的单端并-串-并(π型)结构实 现形式。

图3(a)是本发明总体框图图1中复合左右手移相单元的单端串-并(L型)结构实 现形式。

图3(b)是本发明总体框图图1中复合左右手移相单元的单端并-串(L型)结构实 现形式。

图4是本发明总体框图图1中复合左右手移相单元的单端串-并-串(T型)结构实现 形式。

图5是本发明原理的实施例之一原理图，其中采用1个差分的Π型复合左右手移相 单元实现，输入级和输出级放大器采用差分形式固定增益放大器实现。该实施例通过调谐并 联谐振器中的电容器来调谐零移相频段位置。其中，电容器基于变容二极管实现。

图6是本发明实施例中的变容二极管在不同电压下S₂₁相位随频率变化的仿真结果。

图7是本发明实施例中的变容二极管在不同电压下的S参数随频率变化的仿真结果。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一种可能的实施方案，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种移相器，能够实现宽的相位调节范围，并且能够实现在各个相位状 态下具有很好的增益一致性。

本发明的总体结构框图如图1所述，包括输入级放大器、N个复合左右手移相单元、 输出级放大器。所述的输入级放大器和输出级放大器提供信号放大，输入和输出匹配的作用， 并且采用的输入和输出放大器级补偿无源移相单元对信号幅度的损失；所述的N个复合左右 手移相单元完成信号相位调节作用。

参见图2,是本发明中复合手右手移相单元的单端π型网络实现形式。

参见图3(a)(b)，是本发明中复合手右手移相单元的单端L型网络实现形式。

参见图4，是本发明中复合手右手移相单元的单端T型网络实现形式。