[实用新型]一种高斜率移相器

说明书

本实用新型公开了一种高斜率移相器，通过单刀双选开关连接第一传输线或第二传输线，第二传输线存在数个U型弯，U形弯之间跨接数个电感，信号经过每个电感，沿第二传输线形成多条传输路径，输出信号是各条传输路径的信号矢量和，增大现有技术中移相器的固有斜率，适应于有高斜率要求的特定场合，供有此类要求的专门电子设备使用。

技术领域

本实用新型属于信号处理技术领域，具体涉及一种移相器的改造设计。

背景技术

移相器作为一种微波控制器件，在5G移动通信和军民用相控阵雷达及电子战领域有着十分广泛的应用。传统天线的波束指向，往往是天线阵面的法线方向，如果要改变波束的指向，只能改变天线阵面的朝向，即机械转动天线来实现，其局限性是众所周知的。

移相器技术的发展从根本上改变了这一局面，通过控制天线阵面中各天线单元的输入信号相位，使天线波束的指向偏离天线阵面的法线方向。如果相关的控制状态可以随时变更，就可以在天线静止的前提下，在一定范围内任意改变波束指向。因此，移相器是5G移动通信和相控阵雷达中必不可少的部件。

移相器的本质就是，通过改变流经信号的路程，以改变输入和输出信号间的相位差。现有技术的最常见手段是，在输入和输出端口间，设置两条不同长度的并行传输通道，在这两个端口和两条并行传输线间，设置两个单刀双择开关。

如果这两个开关均选通两条并行传输线中较短的一条，即让信号从较短的传输通道中传输，绝对相移为θ1；如果均选通了两条并行传输线中较长的一条，即让信号从较长的传输通道中传输，绝对相移为θ2；则该移相器的相移量为二者之差，也就是θ＝θ2－θ1。但是这个相移量不是常数，而是随频率线性改变的变量，且存在一个由两条并行传输线的长度差所决定的固有斜率。

普通移相器的结构原理如图1所示，输入引线11通过输入开关13选择连接第一传输线 15或第二传输线16，输出引线12通过输出开关14选择连接第一传输线15或第二传输线 16，输入开关13和输出开关14都是单刀双选开关。第二传输线16是一个整体，中间的断裂带并不表示真的存在断裂，而是表示第二传输线16和第一传输线15不等长。输入开关 13和输出开关14同时选择第一传输线15，使信号从第一传输线15通过，以此次相移量为基准，再同时选择第二传输线16，使信号从第二传输线16通过，对比两次信号传输的相位差，作为移相器的移相量。

根据微波传输线理论，移相量随频率线性变化。比如在f0频率的相移量为90°，当频率增加10％时，相移量也增加10％，变成99°；反之当频率降低10％时，相移量也降低10％，变成81°。由此可见，现有的移相器不能在所需的频带内实现固定的相移，额定相移量越大，这个固有斜率也越大，频带越宽，带内最大、最小相移量偏离其额定相移量的误差也越大。

在实际应用中，和现有技术移相器比较，较低频率的相移量更小，较高频率的相移量更大，有时需要在一定的频带内提高移相器相移斜率。现有技术的固有斜率移相器本身不能满足要求，如果仍然使用现有技术，就必须通过附加硬件设备和软件算法的方式进行补偿，从而导致系统设备量和复杂度的增加，除了增加成本，还降低了可靠性。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的问题，提出了一种高斜率移相器，为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。

高斜率移相器包括输入引线、输入开关、输出引线、输出开关、第一传输线、第二传输线，输入开关和输出开关都是单刀双选开关；输入引线通过输入开关连接第一传输线或第二传输线，输出引线通过输出开关连接第一传输线或第二传输线；第二传输线存在数个U型弯， U形弯之间跨接数个电感。

信号经过每个电感被分流为二路，一路经U型弯传输，一路经当前电感传输，沿第二传输线形成多条传输路径，输出信号是各条传输路径的信号矢量和。

本实用新型的有益效果包括：