[发明专利]一种传输型小型化90°移相器

说明书

本发明提供一种传输型小型化90°移相器，包括主路微带线与扼流结构；主路微带线包括介质层板、主路微带传输线与金属背板，主路微带传输线连接在介质层板的一面，金属背板连接在介质层板的另一面，主路微带传输线与金属背板之间并联有两个PIN二极管；扼流结构的一端与主路微带传输线相连，扼流结构的另一端与外部直流稳压电源的正极相连，金属背板与外部直流稳压电源的负极相连。可实现输出相位差90°，移相误差小于5°，传输幅度差小，调控响应时间短，能耗低，功耗小于1mW，状态切换速度可达到ns级别，能够与数字信号处理，相控阵雷达通信系统等结合，在军事及民用领域具有极高的应用价值。本发明应用于移相器技术领域。

技术领域

本发明涉及移相器技术领域，尤其涉及一种传输型小型化90°移相器。

背景技术

移相器作为一种可以控制信号相位变化的器件，是微波工程领域常用的重要模块之一，在通信、雷达系统、仪表仪器等领域有着广泛应用，尤其是在相控阵雷达、相位调制通信系统和智能无线移动通信系统。随着相控阵天线系统的发展，基于对雷达系统的精确性、灵敏度、多功能、多目标以及重量体积等多方面的性能需求，移相器作为天线馈电网络的核心部件其性能要求日益提升。

传统的相控阵是由许多发射/接收单元按照阵列形式排布构成的扫描天线，每个单元结构都是经由计算机控制的移相器进行馈电，因此移相器的性能就体现了T/R组件的性能，进而体现了相控阵雷达系统的性能。工作频率、相移量和插入损耗是移相器的三个主要的性能指标，除此之外还要综合考虑如重量、体积、功率容量、温度特性、可控性和可靠性等多种因素。移相器的成本也会成为整个雷达系统成本高低的决定因素之一。

移相器一般可分成模拟式和数字式两类，其中数字式移相器从材料上可简单分为铁氧体和半导体移相器两类。相较而言，铁氧体移相器功率容量小、插入损耗小，相移量也较大，但是要求控制电路复杂，体积重量太大。半导体PIN二极管是发展最早也是目前应用最广泛的一种数字式移相器，这类型的移相器可以通过数字信号控制，工作速度快，但是功耗大，功率容量较小，对PIN二极管的性能依赖性强。因此在满足频率和精度要求的同时，制造出工艺简单、性能可靠、体积小、重量轻、成本低和可控性强的移相器作为T/R组件是移相器设计的一大难点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、成本低、可控性强以及能耗低的传输型小型化90°移相器。

其采用的技术方案是：

一种传输型小型化90°移相器，包括主路微带线与扼流结构；

所述主路微带线包括介质层板、主路微带传输线与金属背板，所述主路微带传输线连接在介质层板的一面，所述金属背板连接在介质层板的另一面，所述主路微带传输线与金属背板通过导流结构相连，所述导流结构包括至少两个并联的PIN二极管；

所述扼流结构的一端与主路微带传输线相连，所述扼流结构的另一端与外部直流稳压电源的一个电极相连，所述金属背板与外部直流稳压电源的另一个电极相连。

进一步优选的,所述PIN二极管位于介质层板上对应主路微带传输线的一面上，所述PIN二极管的正极与主路微带传输线的焊盘相连，所述PIN二极管的负极通过短路枝节与金属背板相连。

进一步优选的,所述短路枝节为板状结构且位于介质层板上对应主路微带传输线的一面上，所述短路枝节的一端与PIN二极管的负极相连，所述短路枝节的一端设有连接件，所述连接件的一端与短路枝节相连，所述连接件的另一端穿过介质层板后与金属背板相连。

进一步优选的,所述主路微带传输线和短路枝节的阻抗均设为45～55Ω。

进一步优选的,所述扼流结构包括电感与接地电容，所述电感为经过多次90度往返折弯而形成的多弯折结构，所述电感的一端与主路微带传输线相连，所述电感的另一端与外部直流稳压电源的电极相连，所述接地电容连接在电感上且靠近电感连接外部直流稳压电源一端的位置。