[发明专利]一种用于阵列馈电的微带低损耗移相器

说明书

技术领域

本发明涉及微波器件设计技术领域，具体涉及一种用于阵列馈电的微带低损耗移相器，适用于需要对阵列多路系统进行等幅移相馈电的场合。

背景技术

微波是指频率在300MHz到300GHz、对应的电波长在1m和1mm之间的电磁波。移相器是用来改变电磁波相位的元件，广泛应用于雷达、通讯、相控阵天线、功率合成、仪器仪表等领域。

通常按照电路类型不同，移相器大致分为模拟式和数字式两类。如果从移相器实现方式上划分，也可以将移相器分为两类，一类是通过改变介质材料的介电常数来实现移相功能，通常这一类移相器依靠介质滑片的滑动或铁氧体等新型材料来实现。另一类是通过改变传输线物理长度来实现移相功能，通常传输线物理长度的改变依靠机械滑动方式或半导体器件来控制。

常见的通过改变传输线物理长度的移相器，存在着两方面问题：一是传输线物理长度的改变，使得插入损耗发生较大变化；二是用于阵列移相馈电时，传输线长度的不一致，使得多路馈电传输线结构尺寸参差不齐，而如果为了保证馈电结构尺寸一致采用柔性线缆又会造成相位漂移，降低系统整体性能。常见商用的移相器较好插损指标在1dB左右，且360°范围内调节相位时移相器除了长度不一致外，其插损起伏一般也＞1dB，难以应用于对插入损耗、幅度一致性、馈电长度要求较高的高精度阵列馈电场合。

发明内容

本发明提供一种用于阵列馈电的微带低损耗移相器，主要解决常规变传输线物理长度移相器插入损耗较大造成阵列馈电幅度一致性较低的问题。该微带低损耗移相器在实现移相功能的同时，保持低损耗和外尺寸等长的特性。适用于对插入损耗、幅度一致性、馈电长度要求较高的高精度阵列馈电场合。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：

一种用于阵列馈电的微带低损耗移相器，包括介质基板，所述的介质基板下表面设置有覆铜地板，介质基板上表面设置微带传输线；所述的微带传输线沿介质基板长度方向布置，且微带传输线弯折为具有纵向传输段的非直线形状。

所述的微带传输线弯折不连续处采用圆弧倒角。

所述的微带传输线弯折呈几字形，纵向均输段弯折处均倒圆角处理。

所述的微带传输线弯折形状为半圆环或波浪形。

所述的微带传输线为覆金属贴片。

所述的微带传输线为覆铜贴片。

与现有技术比较，本发明有益效果为：

本发明微带低损耗移相器通过微带匹配传输线进行变形设计，在实现移相功能的同时，保持低损耗和外尺寸等长的特性。基于微带匹配传输线变形设计的移相器，需要对其中弯折不连续处进行结构优化，以降低反射失配引起的插入损耗增加。这种微带低损耗移相器通过对微带匹配传输线进行变形设计，在实现移相功能的同时，保持低损耗和外尺寸等长的特性。适用于对插入损耗、幅度一致性、馈电长度要求较高的高精度阵列馈电场合。具体优点如下：

(1)驻波系数小。微带低损耗移相器采用匹配传输线为基础，通过对弯折不连续处的优化设计，匹配性能较好，驻波系数一般＜1.2。

(2)插入损耗小。本发明提出的微带低损耗移相器，在9GHz～10GHz时，插入损耗＜0.5dB，360°相移范围插入损耗起伏＜0.5dB。

(3)外尺寸等长。本发明提出的微带低损耗移相器将传输线进行弯折，通过改变纵向传输线长度L2来调整相位，其接入前后系统的横向尺寸(L1)保持等长。

进一步，移相器的弯折为几字形，且不连续处采用圆弧倒角，通过调整圆弧半径R1、R2、R3、R4进行匹配调节，以降低失配引入反射。

附图说明

图1为标准匹配微带传输线的结构俯视图。

图2为标准匹配微带传输线的结构侧视图。

图3为弯折变形的微带传输线结构俯视图。

图4为本发明提出的微带低损耗移相器结构俯视图。

图5为微带低损耗移相器的驻波系数。

图6为微带低损耗移相器的插入损耗变化(-135°、-45°、45°、135°)。

图7为微带低损耗移相器的相位变化(-135°、-45°、45°、135°)。

图中，1为介质基板，2为微带传输线(覆铜贴片)，3为覆铜地板，L1为微带传输线的长度，W为微带传输线的宽度，L2为微带低损耗移相器纵向均输段长度，R1、R2、R3、R4为微带传输线弯折处圆弧半径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。