專(zhuān)利名稱：一種集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及電子元器件及微波與射頻電調(diào)移相器。
背景技術(shù)：
電調(diào)移相器是控制信號(hào)相位變化的元件，是現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)的關(guān)鍵部件，根據(jù)相 位控制是否連續(xù)，電調(diào)移相器又分為模擬移相器和數(shù)字移相器。與數(shù)字移相器相比，模擬移 相器相位的變化連續(xù)可調(diào)，比數(shù)字移相器有更高的分辨率，而且模擬移相器比數(shù)字移相器 電路簡(jiǎn)單，相應(yīng)的插入損耗小。采用微波集成工藝的典型模擬移相器一般采用一段傳輸線加以適當(dāng)電容變化的 變?nèi)莨軄?lái)構(gòu)成，根據(jù)不同的要求可為終端的反射式結(jié)構(gòu)，也可為傳輸通過(guò)結(jié)構(gòu)。在滿足一定 的反射衰減和插入損耗的前提下，最大可調(diào)的相移取決于可變電抗元件(變?nèi)荻O管、介 質(zhì)變?nèi)莨?、微波旋磁元件?的變比。在射頻和微波頻率的低端，采用傳輸線作為移相器將面臨尺寸太大的困難，因此， 采用集總元件來(lái)構(gòu)成電調(diào)移相器是最好的選擇。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，該射頻模擬電調(diào)移相 器采用獨(dú)特的多級(jí)匹配技術(shù)，通過(guò)在微帶電路上直接設(shè)計(jì)加工平面螺旋電感來(lái)保證電感元 件設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和高的Q值，從而保證了在預(yù)定頻帶、360度可調(diào)范圍實(shí)現(xiàn)低駐波，低插入 損耗。本實(shí)用新型技術(shù)方案為—種集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，如圖2、3所示，包括6個(gè)級(jí)聯(lián)的π型網(wǎng) 絡(luò)單元。每個(gè)η型網(wǎng)絡(luò)單元均由一個(gè)串聯(lián)電感和兩個(gè)并聯(lián)在串聯(lián)電感兩邊的相同特性的 變?nèi)荻O管組成。其中，變?nèi)荻O管D1、D2和電感Ll構(gòu)成第一級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O 管D3、D4和電感L2構(gòu)成第二級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D5、D6和電感L3構(gòu)成第三級(jí)π 形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D7、D8和電感L4構(gòu)成第四級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D9、DlO 和電感L5構(gòu)成第五級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D11、D12和電感L6構(gòu)成第六級(jí)π形網(wǎng) 絡(luò)單元。第一、三、四、六級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元中的變?nèi)荻O管相同，其容值變化范圍為3pf Ilpf ；第二、五級(jí)η形網(wǎng)絡(luò)單元中的變?nèi)荻O管相同，其容值變化范圍為3. 5pf 11. 5pf; 第一、三、四、六級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元中的電感同為平面螺旋電感，其匝數(shù)為3. 5匝、折線寬度為 0. 1mm、匝間距為0. 1mm、內(nèi)匝間距為0. 56mm ；第二、五級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元中的電感同為平面螺 旋電感，其匝數(shù)為2. 5匝、折線寬度為0. 1mm、匝間距為0. 1mm、內(nèi)匝間距為1.08mm。整個(gè)電 調(diào)移相器制作于厚度為0. 5mm，相對(duì)介電常數(shù)為3. 6的FR-4高頻電路基板上，各π型網(wǎng)絡(luò) 單元之間通過(guò)微帶線實(shí)現(xiàn)連接和阻抗匹配；每個(gè)η型網(wǎng)絡(luò)單元的兩個(gè)變?nèi)荻O管分別并 聯(lián)在平面螺旋電感兩端的微帶線與接地孔之間，平面螺旋電感的內(nèi)匝端口通過(guò)跳線與微帶 線連接。[0008]如

圖1所示，本實(shí)用新型的基本原理是將一段傳輸線用一集總元件π型網(wǎng)絡(luò)來(lái)等 效，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)等效原理，得出其等效關(guān)系為
權(quán)利要求1.一種集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，其特征是包括6個(gè)級(jí)聯(lián)的π型網(wǎng)絡(luò)單 元；每個(gè)η型網(wǎng)絡(luò)單元均由一個(gè)串聯(lián)電感和兩個(gè)并聯(lián)在串聯(lián)電感兩邊的相同特性的變?nèi)?二極管組成；變?nèi)荻O管D1、D2和電感Ll構(gòu)成第一級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D3、D4和 電感L2構(gòu)成第二級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D5、D6和電感L3構(gòu)成第三級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單 元，變?nèi)荻O管D7、D8和電感L4構(gòu)成第四級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D9、D10和電感L5 構(gòu)成第五級(jí)η形網(wǎng)絡(luò)單元，變?nèi)荻O管D11、D12和電感L6構(gòu)成第六級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元；第 一、三、四、六級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元中的變?nèi)荻O管相同，其容值變化范圍為3pf Ilpf ；第二、 五級(jí)η形網(wǎng)絡(luò)單元中的變?nèi)荻O管相同，其容值變化范圍為3. 5pf 11. 5pf;第一、三、 四、六級(jí)η形網(wǎng)絡(luò)單元中的電感同為平面螺旋電感，其匝數(shù)為3. 5匝、折線寬度為0. 1mm、匝 間距為0. 1mm、內(nèi)匝間距為0. 56mm ；第二、五級(jí)π形網(wǎng)絡(luò)單元中的電感同為平面螺旋電感， 其匝數(shù)為2. 5匝、折線寬度為0. 1mm、匝間距為0. 1mm、內(nèi)匝間距為1. 08mm ；整個(gè)電調(diào)移相器 制作于厚度為0. 5mm，相對(duì)介電常數(shù)為3. 6的FR-4高頻電路基板上，各π型網(wǎng)絡(luò)單元之間 通過(guò)微帶線實(shí)現(xiàn)連接和阻抗匹配；每個(gè)η型網(wǎng)絡(luò)單元的兩個(gè)變?nèi)荻O管分別并聯(lián)在平面 螺旋電感兩端的微帶線與接地孔之間，平面螺旋電感的內(nèi)匝端口通過(guò)跳線與微帶線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，其特征在于，所述集總 元件360度射頻模擬電調(diào)移相器還包括信號(hào)輸入、輸出端，所述信號(hào)輸入、輸出端為微帶線 結(jié)構(gòu)，且信號(hào)輸入輸出微帶線與首末兩級(jí)η型網(wǎng)絡(luò)單元之間通過(guò)耦合電容實(shí)現(xiàn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，其特征在于，所述集總 元件360度射頻模擬電調(diào)移相器還包括一個(gè)一個(gè)調(diào)諧輸入端，所述調(diào)諧輸入端的作用是為 變?nèi)荻O管提供改變電容量的偏置電壓，為微帶線結(jié)構(gòu)，與連接第四、五級(jí)η型網(wǎng)絡(luò)單元 的微帶線中心點(diǎn)之間通過(guò)耦合電感連接，并通過(guò)一個(gè)濾波電容接地。
專(zhuān)利摘要一種集總元件360度射頻模擬電調(diào)移相器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型在傳輸線等效π型網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，提出并運(yùn)用6級(jí)級(jí)聯(lián)的π型網(wǎng)絡(luò)單元匹配技術(shù)，采用網(wǎng)絡(luò)等效原理導(dǎo)出基本電路元件值，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工作頻率為420MHz～470MHz的360°模擬電調(diào)移相器。通過(guò)在微帶電路上直接設(shè)計(jì)加工平面螺旋電感來(lái)保證電感元件設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和高的Q值，從而保證了在預(yù)定頻帶、360度可調(diào)范圍實(shí)現(xiàn)低駐波和低插入損耗。為了達(dá)到在全頻段和360度調(diào)諧范圍的低反射損耗設(shè)計(jì)，對(duì)各級(jí)聯(lián)移相單元并沒(méi)有采用等值設(shè)計(jì)，而是將第二級(jí)和第四級(jí)單元與其余單元在中心頻率上分別與不同特征阻抗的1/4波長(zhǎng)傳輸線相等效，達(dá)到在全頻段平均反射最小的效果。
文檔編號(hào)H01P1/185GK201853788SQ20102056680
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者呂洪光, 吳君, 吳婷, 王魯豫, 龔光珍 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)