[发明专利]射频信号幅相控制模块及方法

说明书

本发明提供了一种射频信号幅相控制模块及方法，包括：数字移相器：通过加载在所述数字移相器上的相位控制时序控制射频信号的相移量；射频开关：与所述数字移相器连接，通过加载在所述射频开关上的幅度控制时序控制所述视频信号的通过比例，从而调整射频信号的幅度。本发明具有结构及控制简单等优势，能利用低比特数字移相器和射频开关实现对射频信号幅度及相位的联合高精度控制，尤其适用于大规模有源相控阵天线系统中。

技术领域

本发明涉及微波工程技术领域，具体地，涉及一种射频信号幅相控制模块及方法。

背景技术

在相控阵天线系统中，射频信号的幅度和相位控制通常是由移相器和衰减器(或可变增益放大器)分别完成的。例如专利文献CN107728701A公开了一种Ka波段和差幅度控制组件，包括微波器件、视频传输器件和射频传输器件；所述微波器件包括：放大器，用于将微弱的微波信号进行放大；功分器，用于将微波信号进行等功率分配；衰减器，用于对微波信号的进行幅度调节；移相器，用于对微波信号进行相位调节；隔离器，用于防止微波信号的反向传输；所述视频传输器件用于向所述微波器件接入视频信号；所述射频传输器件用于向所述微波器件接入微波信号，所述射频传输器件还用于输出处理后的微波信号。

为提高天线产生的波束指向精度，通常采用6比特及以上的数字移相器和数字移相器来实现高精度的幅相控制。但是，高比特数(例如8比特以上)的数字移相器及数字衰减器成本较高，在集成电路工艺上也难以实现。同时，在高频段(例如X波段以上)，高比特位的数字移相器及数字衰减器的插入损耗较大，降低了相控阵天线系统的效率。另外，对于大型相控阵天线，由于采用6比特移相器加6特别数字衰减器的控制器件，其控制线较多。虽然可采用串并转换模块降低控制线的数量，但其实现起来仍相当复杂。

综上，现有的射频信号的幅度及相位控制方法存在损耗大、工艺复杂、成本高等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种射频信号幅相控制模块及方法。

根据本发明提供的一种射频信号幅相控制模块，包括：

数字移相器：通过加载在所述数字移相器上的相位控制时序控制射频信号的相移量；

射频开关：与所述数字移相器连接，通过加载在所述射频开关上的幅度控制时序控制所述视频信号的通过比例，从而调整射频信号的幅度。

优选地，所述相位控制时序、所述幅度控制时序同时分别对所述数字移相器、所述射频开关进行周期性调制。

优选地，所述相位控制时序周期性地控制所述数字移相器的相移量递增或递减。

优选地，不同射频信号幅相控制模块的所述相位控制时序相同；

第i个和第j个射频信号幅相控制模块的所述相位控制时序存在固定的时延差t_ij，通过控制时延差t_ij来控制第i个和第j个射频信号幅相控制模块产生的相移差。

优选地，所述数字移相器每次的相移量为(2^M-1)π/2^M，M为所述数字移相器的比特数，每个相位状态的持续时间为T_p/2^M，T_p为一个调制周期。

优选地，所述数字移相器包括开关模块，利用所述开关模块替换所述射频开关。

根据本发明提供的一种射频信号幅相控制方法，利用上述的射频信号幅相控制模块对射频信号进行幅相控制。

优选地，所述相位控制时序、所述幅度控制时序同时分别对所述数字移相器、所述射频开关进行周期性调制。

优选地，所述相位控制时序周期性地控制所述数字移相器的相移量递增或递减。