[发明专利]一种温度补偿型移相器

说明书

本发明涉及一种温度补偿型移相器，包括温度检测单元，移相单元和可调器件单元，其中移相器单元输入端口连接射频输入端口，移相单元输入/输出端口连接可调器件单元输出/输入端口，移相单元输出端连接射频输出端口；温度检测单元输入端口连接电压/电流源信号输入端口，温度检测单元输出端口连接可调器件单元输入端口，温度检测单元输出控制信号，可调器件单元改变对射频信号的处理并反馈至移相器单元，移相单元综合处理射频输入信号和可调器件单元反馈信号后，输出射频信号。优点：1）对整个移相器的温度特性进行补偿，实现从‑55至125℃甚至更宽温度范围内的稳定移相特性。2）可单片集成，亦可采用分立器件搭建，应用灵活，成本较低。

技术领域

本发明是一种温度补偿型移相器，属于集成电路技术领域。

背景技术

从 60 年代第一部相控阵雷达研究成功以来,相控阵天线已经广泛应用于雷达、对抗、通讯、敌我识别和探测等领域,目前各功能雷达均已采用相控阵技术，因为只有相控阵天线才能使单个雷达同时具有全固态、电扫描、多目标、多功能、作用距离大、作用时间短等各种战术要求所需要的优良性能。同时随着5G通信的到来，相控阵技术作为其关键技术，其使用将越来越广泛。移相器作为相控阵天线的核心器件，其性能对整个系统起着决定性作用，因此对移相器性能优化的研究具有广阔的市场前景和应用价值。同时，雷达应用环境温度变化剧烈，本发明可以有效解决温度变化对移相器性能的影响，提高雷达在温度跨度较大环境下工作时的精度。

传统的移相器电路结构如图1（a）所示，该电路由晶体管M1、M2、M3，电感L1、L2、L3组成。晶体管M1、M2、M3均工作在开关模式，Ven为高和低时的等效电路分别如图1（b）和图1（c）所示，图中Coff2和Coff3分别为晶体管M2和M3关态下的等效电容，通过两种工作模式的差别，实现信号的移相功能。

传统的移相器电路结构具有以下缺点：1）传统的移相器由无源器件构成，晶体管工作在开关模式，温度对性能影响较大时，无法对温度影响进行补偿，不适合在高精以及温度范围变化较大的情况下应用。

发明内容

本发明提出的是一种温度补偿型移相器，其目的是为克服传统移相器电路中存在的当晶体管工作在开关模式，温度对性能影响较大时，无法对温度影响进行补偿，不适合在高精以及温度范围变化较大的情况下应用不足的缺陷，提供一种移相性能在工作温度跨度较大时保持恒定的温度补偿型移相器。

本发明的技术解决方案：一种温度补偿型移相器，包括温度检测单元，移相单元和可调器件单元，其中移相器单元的输入端连接至射频输入端口，移相单元的输入/输出端口（a）连接至可调器件单元的输出/输入端口（b），移相单元的输出端连接射频输出端口；温度检测单元输入端口连接电压/电流源信号输入端口，温度检测单元的输出端口连接可调器件单元的输入端口（c），温度检测单元根据工作温度通过输出端口输出控制信号至可调器件单元，可调器件单元根据温度检测单元输出的控制信号，调整自身参数，改变对射频信号的处理，并通过输出/输入端口反馈至移相器单元，移相单元综合处理射频输入信号和可调器件单元反馈信号后，输出射频信号至射频输出端口。

本发明的有益效果：

1）利用温度检测单元输出与温度相关的控制电压，该电压控制可调器件单元的特性，从而对整个移相器的温度特性进行补偿，可以实现从-55至125℃甚至更宽温度范围内的稳定移相特性。

2）可采用RF CMOS、GaN，GaAs、BiCMOS、SOI等多种工艺实现，可单片集成，亦可采用分立器件搭建，应用灵活，成本较低。

附图说明

附图1是传统的移相器电路原理图。

附图2是温度补偿型移相器电路方框图。

附图3是温度补偿型移相器电路原理图。

附图4是采用传统电路和温度补偿型电路实现的45°移相器温度性能比较图。