[实用新型]一种Ka波段5bit数控移相器电路

说明书

本实用新型公开了一种Ka波段5bit数控移相器电路，包括三极管FET1~29、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17。通过缩小最小步进，增大参考线路和移相线路之间的距离，达到加强Ka波段数控移相器的稳定性的作用。同时，创造性地采用了高低通式滤波器，可以展开带宽，减少集总元件的增加，从而有利于以后电路性能的改进。

技术领域

本实用新型涉及半导体移相器领域，具体来说，涉及一种Ka波段5bit数控移相器电路，可以在各类移动通信等领域对传输信号的波动相位进行控制。

背景技术

随着电子技术的不断发展，移相器在移动通信、电子战、相控阵和智能天线等领域中得到了广泛的应用。在Ka波段中，设计数控移相器常用的有三种不同的方法。一种方法是用铁磁性材料的特性以获得可变换的相移。第二种设计数字移相器的主要手段是利用半导体器件。根据所用的半导体器件的不同，又可以分为PIN二极管移相器和FET场效应管移相器。最后一种方法是利用新兴技术微电子机械实现MEMS移相器。MEMS移相器功耗低，损耗很小，在Ka波段四比特移相器有良好的发展前景；但MEMS加工难度大，可靠性还有待提高。常用的半导体数字移相器电路有五种：开关线移相器、负载线移相器、反射式移相器、谢夫曼移相器和平衡式移相器。开关线移相器是利用移相线和参考线的电长度的不同实现相移。负载线移相器是利用其并联支节的开路接地和短路接地的不同来实现。加载线型移相器的工作带宽窄，因此这种移相器多用在较小的相移量情况。反射式移相器是在微波传输线的终端接有可变反射系数的元件构成的。谢夫曼移相器是利用谢夫曼观察到的耦合线的相移响应具有色散特性这一特点研制的宽带移相器。平衡式移相器是利用路径完全相同的两条通道，而且两只PIN开关总是一只通、一只断，使选中相移状态保持相等损耗，因而从原理上讲不产生寄生调幅。此外，平衡式移相器的输入信号和输出信号相互隔离很好，几乎没有直通泄漏。它的缺点是微带线一槽线转换多，移相器总损耗大。

开关线移相器的原理简单，结构上容易实现，但有几个技术问题需要注意。(1) 当开关传输线(移相线和参考线)的长度达到某个频率的半波长时，将产生谐振现象，从而增大插损。(2)在移相的整个过程中，移相器的输入端和输出端之间都一直处于导通的情况，因此要求在两种状态下输入端要有良好的匹配。此外还要求两种移相的状态下插入损耗很少，否则两种移相的状态下输入信号大小不同，这将引起寄生调幅。(3)移相线和参考线相互距离要足够远，避免相互耦合造成衰减和相位误差。

本实用新型的设计原理是利用参考路径和移相的路径传播距离的不同，由开关和高通滤波器的状态决定不同的相位。在Ka波段，5bit数控移相器将有5个基本位（180°、90°、22.5°、11.25°、45°）级联而成。当给这些控制线提供0V到5 V电压时，就可以增加或去除某一位移相器的相移，从而实现在0°到180°的范围内最小的步进为11.25°的移相功能。这样的设计既减少了最小步进，同时增加了移相线和参考线之间的相互距离，增强了数控移相器的稳定性。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种Ka波段5bit数控移相器电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：