[发明专利]基于主传输线共享策略的单电路多比特移相器

说明书

本发明公开了基于主传输线共享策略的单电路多比特移相器，属于基本电气元件的技术领域。该移相器由上层微带结构、中间层介质板、下层金属板组成。上层微带结构由一条50Ω主传输线和分支微带传输线加载网络组成，通过开关的通断实现分支微带传输线加载网络是否接入。每一个分支微带传输线加载网络由三段微带传输线和三个PIN二级管开关构成，PIN二极管开关被并联加载到分支微带传输线，可以实现较低的插入损耗。设计的基于主传输线共享策略的单电路多比特移相器的移相单元电路中只通过一条主传输线和2^N‑1个分支微带传输线加载网络实现了N比特移相功能，与传统的多比特移相器比较，该移相器单元具有体积小、损耗低的优点。

技术领域

本发明公开了基于主传输线共享策略的单电路多比特移相器，属于基本电气元件的技术领域。

背景技术

移相器作为一种幅相控制器件，对微波信号的相位进行控制以满足系统的需求。移相器在雷达系统、通信系统、仪器仪表等众多技术领域都有着十分广泛的应用，其中最主要的是用于相控阵雷达。每部相控阵雷达需要上千个移相器控制天线孔径面上千个辐射单元的相位变化，进而实现对监视跟踪目标的快速扫描。移相器是相控阵雷达T/R（Transimitter and Recevier）组件的关键部件，T/R组件的性能、可靠性、成本将直接关系到相控阵雷达系统的成败，而移相器又是相控阵雷达T/R组件的关键部件，因此设计制作出尺寸更紧凑、插入损耗更低的移相器对提高相控阵雷达系统的性能有着十分重要的意义。

铁氧体移相器与其它移相器相比，铁氧体移相器拥有更大的功率容量，与此同时也意味着电路更复杂、体积更大，而且铁氧体移相器的相位变化缓慢，容易受外界环境影响。传统的开关式移相器利用二极管的开关状态在两个不同的路径之间切换信号，只能简单地实现两种不同相位状态，如果需要大量相位状态，移相器体积会更大。对于加载型移相器来说，这种移相电路只适用于小相位的实现，但它产生相移的同时还会引入不小的反射波，如果只关注相移量而忽略每一个单电抗元器件的反射波组合，可能会导致电路失配，电压驻波比和插入损耗都很大，以致于无法预计相移量。本申请旨在提出一种结构紧凑且损耗低的单电路多比特移相器。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了基于主传输线共享策略的单电路多比特移相器，通过单个移相单元实现了多比特移相功能，解决了现有小相位移相器电路失配、电压驻波比大和损耗大的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明通过一条主传输线和N个分支微带传输线加载网络构成N比特移相器，主传输线的输入端为该单电路多比特移相器的输入端口，主传输线的输出端为该单电路多比特移相器的输出端口，通过PIN二极管开关的通断实现分支微带传输线加载网络的接入。N比特移相器的主传输线被N个分支微带传输线加载网络重复使用，实现了2^N种相位状态，避免了每种相位状态对主传输线的需要。每个分支微带传输线加载网络包含2^N-1段微带传输线和2^N-1个PIN二极管开关，2^N-1段微带传输线等间距分布，2^N-1段微带传输线分别通过2^N-1个PIN二极管开关加载到主传输线，2^N-1段微带传输线所连接的PIN二极管开关受控于同一信号，各分支微带传输线加载网络中接入主传输线的微带传输线对称分布。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：