一種微波移相器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種微波移相器電路
【背景技術(shù)】
[0002]微波移相器是微波、毫米波領(lǐng)域中十分常見的一種器件，在通信、雷達(dá)、空間定位等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]常見的微波移相器多采用波導(dǎo)和微帶線等傳輸線結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，很難做到集約化和小型化，同時移相范圍相對較小，在實(shí)際應(yīng)用中受到諸多限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)寬的相位調(diào)節(jié)范圍，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在各個相位狀態(tài)下具有很好的增益一致性。
[0005]本發(fā)明提出的一種移相器，包括輸入級放大器、N個復(fù)合左右手移相單元(N2I)、輸出級放大器。所述的輸入級放大器和輸出級放大器提供信號放大，輸入和輸出匹配的作用，并且采用的輸入和輸出放大器級補(bǔ)償移相單元對信號幅度的損失;所述的N個復(fù)合左右手移相單元(N2 I)完成信號相位調(diào)節(jié)作用。
[0006]所述的復(fù)合左右手移相單元，是基于復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的移相單
J L ο
[0007]所述的復(fù)合左右手傳輸線單元能夠在不同頻段實(shí)現(xiàn)正相移、負(fù)相移以及零相移的連續(xù)變化;通過調(diào)節(jié)(調(diào)諧)復(fù)合左右手移相單元的零相移頻點(diǎn)的位置，使得在同一頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)正相移、負(fù)相移和零相移的相位調(diào)節(jié)功能。
[0008]所述的復(fù)合左右手移相單元包括串聯(lián)諧振器部分(Ls-Cs)和并聯(lián)諧振器(Lp-Cp)部分。
[0009]所述的復(fù)合左右手移相單元的結(jié)構(gòu)包括單端形式和差分形式的串-并-串(T型)結(jié)構(gòu)、串-并或者并-串(L型)結(jié)構(gòu)、并-串-并U型)結(jié)構(gòu)。
[0010]所述的復(fù)合左右手移相單元零相移頻點(diǎn)的調(diào)節(jié)(調(diào)諧)通過調(diào)諧串聯(lián)諧振器部分和并聯(lián)諧振器部分的電容器件和電感器件中的一個或者多個器件來完成。
[0011]進(jìn)一步，電容器件的調(diào)諧基于可變電容器件包括變?nèi)荻O管、開關(guān)電容陣列、數(shù)控人工介質(zhì)材料(DiCAD);電感器件的調(diào)諧基于可變電感器件包括基于變壓器耦合的可調(diào)電感結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明移相器的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本發(fā)明總體框圖圖1中復(fù)合左右手移相單元的單端并-串-并(JI型)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。
[0014]圖3(a)是本發(fā)明總體框圖圖1中復(fù)合左右手移相單元的單端串-并(L型)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。
[0015]圖3(b)是本發(fā)明總體框圖圖1中復(fù)合左右手移相單元的單端并-串(L型)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。
[0016]圖4是本發(fā)明總體框圖圖1中復(fù)合左右手移相單元的單端串-并-串(T型)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。
[0017]圖5是本發(fā)明原理的實(shí)施例之一原理圖，其中采用I個差分的Π型復(fù)合左右手移相單元實(shí)現(xiàn)，輸入級和輸出級放大器采用差分形式固定增益放大器實(shí)現(xiàn)。該實(shí)施例通過調(diào)諧并聯(lián)諧振器中的電容器來調(diào)諧零移相頻段位置。其中，電容器基于變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)。
[0018]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的變?nèi)荻O管在不同電壓下S21相位隨頻率變化的仿真結(jié)果O
[0019]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的變?nèi)荻O管在不同電壓下的S參數(shù)隨頻率變化的仿真結(jié)果O
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一種可能的實(shí)施方案，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明提出了一種移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)寬的相位調(diào)節(jié)范圍，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在各個相位狀態(tài)下具有很好的增益一致性。
[0022]本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所述，包括輸入級放大器、N個復(fù)合左右手移相單元、輸出級放大器。所述的輸入級放大器和輸出級放大器提供信號放大，輸入和輸出匹配的作用，并且采用的輸入和輸出放大器級補(bǔ)償無源移相單元對信號幅度的損失;所述的N個復(fù)合左右手移相單元完成信號相位調(diào)節(jié)作用。
[0023]參見圖2，是本發(fā)明中復(fù)合手右手移相單元的單端π型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)形式。
[0024]參見圖3(a)(b)，是本發(fā)明中復(fù)合手右手移相單元的單端L型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)形式。
[0025]參見圖4，是本發(fā)明中復(fù)合手右手移相單元的單端T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)形式。
[0026]以下結(jié)合圖5—圖6，，對本發(fā)明的一種實(shí)施例移相器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0027]在本發(fā)明的實(shí)施例中，參見圖5，其中的輸入和輸出級放大器采用差分結(jié)構(gòu)，恒定增益放大器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，通過晶體管Q1、Q2、Q3、Q4組成。
[0028]在本發(fā)明的實(shí)施例中，參見圖5，其中的復(fù)合左右手移相單元的個數(shù)為I，并且采用差分串-并-串(31型)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。
[0029]在本發(fā)明的實(shí)施例中，參見圖5，復(fù)合左右手移相單元的相位是通過調(diào)諧串聯(lián)諧振器結(jié)構(gòu)中的電容器件實(shí)現(xiàn)的。其中可調(diào)諧的電容器件基于米用變?nèi)荻O管Cvar1、Cvar2、Cvar3、CVAR4實(shí)現(xiàn)。
[0030]參見圖6，是本發(fā)明實(shí)施例移相器結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果。該實(shí)施例設(shè)計工作頻點(diǎn)為38GHz。圖6顯示了變?nèi)荻O管在不同控制電壓下，移相器S21相位的變化情況，在變?nèi)荻O管的調(diào)諧范圍內(nèi)，相位的調(diào)節(jié)范圍可達(dá)100度。
[0031]參見圖7，是本發(fā)明實(shí)施例移相器結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果。該實(shí)施例設(shè)計工作頻點(diǎn)為38GHz。圖6顯示了變?nèi)荻O管在不同控制電壓下，S21以及端口匹配(Sll和S22)的幅度值，在100度的相位調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，實(shí)施例中的移相器可以實(shí)現(xiàn)5dB以內(nèi)的幅度浮動范圍，并且保持輸入和輸出端口匹配。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微波移相器，其特征在于，所述移相器包括:輸入級放大器、復(fù)合左右手移相單元和輸出級放大器。輸入級放大器對輸入信號進(jìn)行放大，而后將信號輸入到復(fù)合左右手移相單元，經(jīng)一級或多級復(fù)合左右手移相單元完成信號相位調(diào)節(jié)，最后經(jīng)輸出級放大器輸出信號到后級電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移相器，其特征在于輸入級放大器部分、復(fù)合左右手移相單元部分和輸出級放大器部分的三部分級聯(lián)而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移相器，輸入級放大器和輸出級放大器可為單端放大器，也可為差分放大器，并且輸入和輸出級放大器可為固定增益放大器，也可為可變增益放大器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移相器，其中的復(fù)合左右手移相單元部分的個數(shù)可為N(N> I)個。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移相器，其中的復(fù)合左右手移相單元結(jié)構(gòu)包括串聯(lián)諧振器(Ls-Cs)和并聯(lián)諧振器(Lp-Cp)。復(fù)合左右手移相單元的結(jié)構(gòu)包括單端形式和差分形式的串-并或者并-串(L型)結(jié)構(gòu)、并-串-并U型)結(jié)構(gòu)、串-并-串(I"型)結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合左右手單元的串聯(lián)諧振單元和并聯(lián)諧振單元中的電容器件和電感器件可由電容值固定電容器件和電感器件構(gòu)成，也可由可變電容器件和可變電感器件構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變電容器件，包括變?nèi)荻壒堋㈤_關(guān)電容陣列和數(shù)控人工介質(zhì)材料。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變電感器件，包括基于變壓器耦合的可調(diào)電感結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波移相器，復(fù)合左右手移相單元的零相移點(diǎn)是可調(diào)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合左右手移相單元，可以通過調(diào)節(jié)可變電容器件和(或)可變電感器件來實(shí)現(xiàn)相位的調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本專利公開了一種移相器。該移相器是一種新型的采用復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)移相作用的電路結(jié)構(gòu)。包括輸入級放大器，一個或多個復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)，輸出級放大器。所述輸入級放大器起到輸入端與復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)的阻抗匹配和信號放大作用；所述復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)起到信號移相作用；所述輸出級放大器起到復(fù)合左右手傳輸線單元與輸出端阻抗匹配和信號放大作用。
【IPC分類】H01P1/18
【公開號】CN105552485
【申請?zhí)枴緾N201610111639
【發(fā)明人】李秀萍, 李南, 馮魏巍, 朱華
【申請人】北京郵電大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月29日