中频及微波数字移相器

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1、中频、微波数字移相器主要内容★引言★移相器基本原理★中频宽带五位数字移相器研究★Ku波段六位数字移相器研究★结论引言★移相器发展动态◆国外国外开展MMIC研究较早，设备先进，工艺成熟，MMIC工艺线可以实现代加工（Foundry）生产，大部分移相器已实现单片化．K波段五位小型MMIC移相器，在19GHz时测得的移相器的插入损耗为5±0.6dB，均方根相位误差为3度。引言★移相器发展动态◆国内与国外相比，国内对MMIC的研究起步较晚，工艺还不成熟，但也进行了各类MMIC的研制，包括MMIC移相器，并取得了一定的成果．国内对移相器的研究仍集中在混合集成方面．十三所研制出了一

2、种60MHz的八位数字移相器，插入损耗最大4.5dB,外形尺寸是135mm×118mm×36mm.并且与美国Merrimac公司生产的同类产品相当.随着新材料和新工艺的不断出现和发展，移相器将继续朝着高性能、小型化和低成本方向发展．引言★主要内容：◆中频宽带五位数字移相器的设计、制作与测试。◆Ku波段5.625度相移位单元电路的设计、制作与测试。◆Ku波段45度相移位单元电路的设计、制作与测试。◆Ku波段90度相移位单元电路的设计、制作与测试。◆Ku波段180度相移位单元电路的设计、制作与测试。◆Ku波段六位数字移相器的设计、制作与测试。◆数字移相器驱动电路的设计与制作

3、。★中频宽带五位数字移相器的电路设计指标如下：◆工作频率：60±10MHz◆输入信号：-10～10dBm◆插入损耗：≤5dB◆相位误差：≤±3.5度◆输入、输出端电压驻波比小于2◆移相范围：360度◆幅度不平衡：≤±1dB◆工作电压：±5V◆电流：≤0.1A◆控制电压：TTL电平◆外形尺寸：40mmX30mmX20mm◆可拆卸式SMA(I/O)◆端口阻抗（I/O）:50Ω并且要通过高低温、振动、冲击等试验引言引言★Ku波段六位数字移相器的电路设计指标如下：◆工作频率：15GHz◆插入损耗：≤6dB◆移相范围：360度，步进5.625度◆相位误差：≤±4度◆幅度不平衡：≤

4、±1dB◆输入、输出电压驻波比：≤2◆接头：RF端口用SMA-K控制端口用调制插座（9线）移相器基本原理★移相器的分类（根据电路拓扑）：◆加载线型移相器◆耦合器型移相器◆开关线型移相器◆高通／低通滤波器型移相器移相器的类型和主要技术指标技术指标工作频率相移量相移精度移相器开关时间寄生调幅★加载线型移相器加载线型移相器通常用于小相移位.移相器基本原理（a）电路结构示意图（b）加载电纳（c）等效传输线图4（c）是均匀传输线，为了满足输入匹配的要求，应该有图4（c）的归一化矩阵[a]为图4（b）的三个元件级联矩阵是根据矩阵元素相等的原则，可得于是可以得到相移量和加载电抗的关系

5、式★耦合器型移相器耦合器型移相器通常用于实现较大相移.移相器基本原理输出输入相移网络耦合器变换网络变换网络通过电抗网络后，相应两种状态的反射系数是★开关线型移相器◆基于延迟线电路理论◆谐振现象移相器基本原理开关线移相器要注意的几个技术问题：当开关传输线长度达到某个频率的半波长时，将产生谐振现象，从而增大插入损耗。要求在两种状态下输入端都要良好匹配。开关的两条移相线相互距离要足够远。平衡式移相器★高通／低通滤波器型移相器◆适用于频率低端◆适于宽频带应用移相器基本原理各种移相器的特点比较开关线移相器小移相位(22.5o和45o)的尺寸可以做的很小,其每位都需要四个二极管,其

6、损耗比加载线型也大的多加载线移相器用于小移相位时，其性能指标较好反射型移相器二极管用量少,尺寸比较大,其插入损耗随着移相位的增大而增加。平衡式移相器能做到无寄生调幅，而且驻波比也一样,输入/输出信号相互隔离很好,缺点是微带-槽线转换多，移相器总损耗较大。中频宽带五位数字移相器研究★中频宽带五位数字移相器设计方案★π型结构的高通/低通滤波器型移相器理论相位误差分析★中频宽带五位数字移相器的电路设计★中频宽带五位数字移相器的实现★中频宽带五位数字移相器的测试及结果分析★中频宽带五位数字移相器设计方案◆设计要求（难点）１、相对带宽超过33％２、超小的实物外形→40mm×30m

7、m×20mm◆高通/低通滤波器型移相器◆11.25度、22.5度、45度和90相移位具体电路结构图★中频宽带五位数字移相器设计方案◆180度相移位具体电路结构图三级单位60度相移单元级联获得180度相移位★中频宽带五位数字移相器设计方案★π型结构的高通/低通滤波器型移相器理论相位误差分析论证了所选用方案的可行性◆在60±10MHz频率范围内的理论相位误差相移位理论相位误差(度)11.25度相移位≤±0.09522.5度相移位≤±0.1945度相移位≤±0.39590度相移位≤±0.95180度相移位≤±1.655348.75度相移位≤±3