專利名稱：低電平寬頻帶電子移相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移相器，特別是一種用于相控陣?yán)走_(dá)的低電平寬頻帶電子移相器，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
相控陣?yán)走_(dá)是現(xiàn)代雷達(dá)中的一種重要體制，而移相器則是相控陣?yán)走_(dá)中的一個(gè)關(guān)健部件，雷達(dá)波束的指向精度，天線的增益副瓣電平的高低，以及抗干擾性能均和它直接相關(guān)。
傳統(tǒng)的移相器采用PIN管(如專利申請(qǐng)CN-23310901Y)鐵氧體器件(如美國(guó)的地一空導(dǎo)彈“愛(ài)國(guó)者”相控陣多功能雷達(dá)所采用的C波段數(shù)字式移相器為4位介質(zhì)的非互易式鐵氧體器體)還有使用同軸電纜進(jìn)行移相的(如武漢大學(xué)的電離層診斷儀)這些移相器的缺陷有的移相精度較低，有的過(guò)于笨重，有的成本較高，有的使用的頻帶范圍較窄。
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的低電平寬頻帶電子移相器，這種電子移相器能在低電平下，寬頻帶內(nèi)進(jìn)行0～360°連續(xù)移相。
本實(shí)用新型的低電平寬頻帶電子移相器的設(shè)計(jì)原理如圖1所示，兩個(gè)正交的射頻信號(hào)Acosωt和Asinωt經(jīng)兩個(gè)四象限模擬乘法器后分別和電壓a、b相乘，再進(jìn)行線性疊加，所得到的信號(hào)的相位即隨著a和b的大小而改變。由圖1可得S＝Aacoswt+Absinwt＝|S|ei(wt+φ)|S|=Aa2+b2]]>φ＝arctga/b可見(jiàn)，只要控制a、b的大小，就可以改變?chǔ)盏拇笮　?br> 具體技術(shù)方案如下一種低電平寬頻帶電子移相器，包括90°固定移相器、混頻器、帶通濾波器及四象限模擬乘法器等，由固定移相器分成兩個(gè)支路，每一路依次混頻器、帶通濾波器到達(dá)四象限模擬乘法器的Y輸入，由單片機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換和電平變換后，加到兩個(gè)四象限模擬乘法器的X輸入端，兩個(gè)支路再匯合到加法器上。
根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在四象限模擬乘法器中，射頻信號(hào)經(jīng)耦合電容C1加到MC1496的8、10兩腳，而控制信號(hào)(-0.5V～+0.5V)直接加到MC1496的1、4兩腳，輸出信號(hào)則隨著控制信號(hào)電平的改變而改變。
電壓變換的目的是因?yàn)镈/A輸出的信號(hào)是一個(gè)正極性的信號(hào)，而四象限乘法器需要一個(gè)極性互補(bǔ)的信號(hào)，因此利用圖3所示U5A和U6A及所屬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。U5A的作用是把單極性的0～+1.5V范圍內(nèi)變化的電平變?yōu)?0.75V～+0.75V范圍內(nèi)變化，而U6A是一個(gè)反相跟隨器。
工作時(shí)，40MHz的高頻信號(hào)經(jīng)90°固定移相后變?yōu)檎坏膬陕沸盘?hào)Acosωt和Asinωt，它們分別和46-49MHz范圍內(nèi)的信號(hào)混頻產(chǎn)生兩路正交的6-9MHz范圍內(nèi)的射頻信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)帶通濾波后分別加到兩個(gè)四象限模擬乘法器的Y輸入，而控制信號(hào)a、b是由單片機(jī)MCS-51產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換后，加到兩個(gè)模擬乘法器的X輸入端，這樣模擬乘法器的輸出，就可以受到單片機(jī)的控制，從而達(dá)到控制相位的目的。
本實(shí)用新型的低電平寬頻帶電子移相器克服了現(xiàn)有技術(shù)之不足，這種電子移相器能在低電平下，寬頻帶內(nèi)進(jìn)行0～360°連續(xù)移相，而且，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，有較高的實(shí)用價(jià)值，對(duì)提高相控陣?yán)走_(dá)的性能具有重要意義。


圖1為本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理圖；圖2是高頻地波雷達(dá)采用的電子移相器的方框圖；圖3為模擬乘法器與電平變換的電路圖；圖4為模擬乘法器的輸出特性圖。
圖2中1為固定移相器，2、2’為混頻器，3、3’為帶通濾波器，4、4’為四象限模擬乘法器，5為加法器，6為單片機(jī)，7為D/A變換，8為電平變換。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明
一種低電平寬頻帶電子移相器，如圖2所示，包括90°固定移相器、混頻器、帶通濾波器及四象限模擬乘法器等，由固定移相器(1)分成兩個(gè)支路，每一支路依次混頻器(2、2’)、帶通濾波器(3、3’)到達(dá)四象限模擬乘法器(4、4’)的Y輸入，由單片機(jī)MCS-51(6)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換(7)和電平變換(8)后，加到兩個(gè)模擬乘法器(4、4’)的X輸入端，兩個(gè)支路再匯合到加法器(5)上。四象限模擬乘法器的電路如圖3所示，圖中6-9MHz的射頻信號(hào)經(jīng)耦合電容C1加到MC1496的8、10兩腳，而控制信號(hào)(-0.5V～+0.5V)直接加到MC1496的1.4兩腳，輸出信號(hào)則隨著控制信號(hào)電平的改變而改變，輸出特性如圖4所示。
因?yàn)镈/A輸出的信號(hào)是一個(gè)正極性的信號(hào)，而四象限乘法器需要一個(gè)極性互補(bǔ)的信號(hào)，因此利用圖3所示U5A和U6A及所屬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。U5A的作用是把單極性的0～+1.5V范圍內(nèi)變化的電平變?yōu)?0.75V～+0.75V范圍內(nèi)變化，而U6A是一個(gè)反相跟隨器。
將40MHz的高頻信號(hào)經(jīng)90°固定移相后變?yōu)檎坏膬陕沸盘?hào)Acosωt和Asinωt，它們分別和46-49MHz范圍內(nèi)的信號(hào)混頻產(chǎn)生兩路正交的6-9MHz范圍內(nèi)的射頻信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)帶通濾波后分別加到兩個(gè)四象限模擬乘法器的Y輸入，而控制信號(hào)a、b是由單片機(jī)MCS-51產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換后，加到兩個(gè)模擬乘法器的X輸入端，這樣模擬乘法器的輸出，就可以受到單片機(jī)的控制，從而達(dá)到控制相位的目的。
權(quán)利要求1.一種低電平寬頻帶電子移相器，其特征在于由固定移相器(1)分成兩個(gè)支路，每一支路依次接入混頻器(2、2’)、帶通濾波器(3、3’)到達(dá)四象限模擬乘法器(4、4’)的Y輸入，由單片機(jī)(6)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A變換(7)和電平變換(8)后，分別加到兩個(gè)模擬乘法器(4、4’)的X輸入端，兩個(gè)支路再匯合到加法器(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電平寬頻帶電子移相器，其特征在于在所述的四象限模擬乘法器中，射頻信號(hào)經(jīng)耦合電容C1加到MC1496的8、10兩腳，而控制信號(hào)直接加到MC1496的1、4兩腳。
專利摘要一種低電平,寬頻帶電子移相器由90°固定移相,混頻器,帶通濾波器,四象限模擬乘法器、加法器及單片機(jī)控制電路組成,利用固定移相和混頻實(shí)現(xiàn)寬頻帶移相,利用兩個(gè)四象限模擬乘法器實(shí)現(xiàn)0～360°的移相,利用單片機(jī)和電平變換電路實(shí)現(xiàn)對(duì)移相角度的控制。該裝置能在低電平下進(jìn)行移相,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,有較高的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03H11/02GK2443543SQ0023219
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者石振華, 楊子杰, 文必洋, 田建生 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)