微波集总参数180°电调移相器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种微波集总参数180°电调移相器，包括微带电路和直流偏置电路，所述的微带电路包括8个微带线TL1-TL8，两个PIN二极管D1和D2，四个电容C31-C34，直流偏置电路包括电源SRC1-SRC2、电阻R1-R2、电容C1-C2、以及电感L1-L2，通过直流偏置电路控制二极管的通断，来实现信号交替的通过两条线路，两条支路之间有180°的电差值，从而产生了两种相移状态，达到180°移相的目的。本发明的微波集总参数180°电调移相器，移相精度高，损耗小，结构简单，体积小，成本低廉，该移相器插入损耗小于1dB,回波损耗小于-25dB，驻波比小于1.2。
【专利说明】微波集总参数180°电调移相器
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波【技术领域】，尤其涉及一种微波集总参数180°电调移相器。
【背景技术】
[0002]移相器是对电磁波相位进行调整的一种微波装置。移相器在雷达，导弹姿态控制，加速器，通信，仪器仪表等领域有着广泛的应用。近年来，微波毫米波技术得到了长足的发展，广泛应用于卫星通信和雷达等系统中，特别是在相控阵雷达天线设计中。移相器是相控阵雷达发射/接收组件的重要组成部分。随着航空、航天技术的发展以及军事上的需要，对移相器提出了更高的要求。研制移相精度高，插入损耗小，体积小，重量轻，成本相对低廉，可靠性高的移相器成为亟待解决的问题。数字式微带PIN管移相器以其体积小，成本低，制作简单等优点已成为目前移相器的主流。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种微波集总参数180°电调移相器。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的方法是:一种微波集总参数180°电调移相器，包括微带电路和直流偏置电路，所述的微带电路包括8个微带线(TL1-TL8)，两个PIN 二极管(Dl和D2)，四个电容(C31-C34);所述的第一 PIN 二极管(Dl)的正极通过第二微带线(TL2)、第一电容(C31)、第一微带线(TLl)与输入端相连接；第一 PIN 二极管(Dl)的负极通过第三微带线(TL3)、第二电容(C32)、第四微带线(TL4)与输出端相连接；所述的第二PIN 二极管(D2)的正极通过第七微带线(TL7)、第五微带线(TL5)、第四电容(C34)连接到第二微带线(TL2)与第一电容(C31)之间；第二 PIN 二极管(D2)的正极还通过第八微带线(TL8 )、第六微带线(TL6 )、第四电容(C34 )连接到第三微带线(TL3 )与第二电容(C32 )之间；所述的直流偏置电路包括电源(SRCl- SRC2)、电阻(Rl- R2)、电容(Cl- C2)、以及电感(Ll-L2)，其中电阻(Rl)—端与电源(SRCl)的负极相连，另一端分别通过电容(Cl)接地以及通过电感(LI)连接到第二微带线(TL2)与第一电容(C31)之间；电阻(R2)—端与电源(SRC2)的负极相连，另一端分别通过电容(C2)接地以及通过电感(L2)连接到第六微带线(TL6)与第八微带线(TL8)之间。
[0005]作为本发明的一种改进，所述的8条微带线的(TL1-TL8)的特性阻抗均为50欧姆。
[0006]作为本发明的一种改进，所述的四个电容(C31-C34)的大小均为200PF。
[0007]作为本发明的一种改进，所述的两个二极管为BAR65V系列。
[0008]有益效果:
本发明的微波集总参数180°电调移相器，移相精度高，损耗小，结构简单，体积小，成本低廉，该移相器插入损耗小于IdB,回波损耗小于_25dB,驻波比小于1.2。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的移相器的电路图。
[0010]图2是本发明的二极管正向等效电路。
[0011]图3是本发明的二极管反向等效电路。
[0012]图4是本发明回波损耗S(l，I)仿真结果图。
[0013]图5是本发明插入损耗S (2，I)仿真结果图。
[0014]图6是本发明驻波比VSWR仿真结果图。
[0015]图7是本发明相移度仿真结果图。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0017]图1是所示为本发明的一种微波集总参数180°电调移相器的电路图，包括微带电路和直流偏置电路，所述的微带电路包括8个微带线TL1-TL8，两个PIN 二极管Dl和D2，四个电容C31-C34 ;所述的第一 PIN 二极管Dl的正极通过第二微带线TL2、第一电容C31、第一微带线TLl与输入端相连接；第一 PIN 二极管Dl的负极通过第三微带线TL3、第二电容C32、第四微带线TL4与输出端相连接；所述的第二 PIN 二极管D2的正极通过第七微带线TL7、第五微带线TL5、第四电容C34连接到第二微带线TL2与第一电容C31之间；第二PIN 二极管D2的正极还通过第八微带线TL8、第六微带线TL6、第四电容C34连接到第三微带线TL3与第二电容C32之间。其中8个微带线TL1-TL8的特性阻抗均为50欧姆，四个电容C31-C34的大小均为200PF。
[0018]直流偏置电路与微带电路相连，用于控制微带电路中的第一 PIN 二极管Dl和第二PIN 二极管D2的通断，要求射频信号不漏入电路，偏置电路也不会干扰微波传输，所述的直流偏置电路包括电源SRCl- SRC2、电阻Rl- R2、电容Cl- C2、以及电感L1- L2，其中电阻Rl一端与电源SRCl的负极相连，另一端分别通过电容Cl接地以及通过电感LI连接到第二微带线TL2与第一电容C31之间；电阻R2 —端与电源SRC2的负极相连，另一端分别通过电容C2接地以及通过电感L2连接到第六微带线TL6与第八微带线TL8之间。
[0019]在这个偏置电路模型中，电感对射频信号呈现开路，电容对射频信号呈现短路，从而使进入直流源的射频信号很小。
[0020]该移相器电路的基板选择为FR4，基板介电常数为4.4，损耗角正切值为0.02，基板厚度为0.6mm，加工方便。
[0021 ] 输入信号由两个PIN 二极管Dl和D2控制，通过调整直流偏置电路中的电源电压，在控制电压的情况下，来控制两个PIN 二极管Dl和D2的通断。在两个PIN 二极管Dl和D2导通的情况下，信号从输入端经第一微带线TL1、第一电容C31、第二微带线TL2、第一 PIN 二极管D1、第三微带线TL3、第二电容C32、第四微带线TL4到输出端。当两个PIN 二极管Dl和D2不通的情况下，信号从输入端经第一微带线TL1、第四电容C34、第五微带线TL5、第七微带线TL7、第八微带线TL8、第六微带线TL6、第三电容C33、第二电容C32、第四微带线TL4到输出端。通过信号交替的通过两条线路，达到180°移相的目的。
[0022]本发明通过建立二极管等效电路来进行仿真，参照图2和图3，二极管是移相器中的重要有源器件，在选取时应遵循低电阻原则，以确保损耗较低。在仿真中常采用二极管的等效电路，依据客户手册，可以得到引线电感，正向电阻，反向结电容等数据，从而建立模型。
[0023]参照图4，图5，图6，可以看到本发明移相器回波损耗小于-25，插入损耗小于ldB，驻波比在1.2以下。
[0024]参照图7，本发明是180°移相，移相精度高，误差均在±3°以内。
【权利要求】
1.一种微波集总参数180°电调移相器，其特征在于:包括微带电路和直流偏置电路，所述的微带电路包括8个微带线(TL1-TL8)，两个PIN 二极管(Dl和D2)，四个电容(C31-C34);所述的第一 PIN 二极管(Dl)的正极通过第二微带线(TL2)、第一电容(C31)、第一微带线(TLl)与输入端相连接；第一 PIN 二极管(Dl)的负极通过第三微带线(TL3)、第二电容(C32)、第四微带线(TL4)与输出端相连接；所述的第二 PIN 二极管(D2)的正极通过第七微带线(TL7)、第五微带线(TL5)、第四电容(C34)连接到第二微带线(TL2)与第一电容(C31)之间；第二 PIN 二极管(D2)的正极还通过第八微带线(TL8)、第六微带线(TL6)、第四电容(C34)连接到第三微带线(TL3)与第二电容(C32)之间；所述的直流偏置电路包括电源(SRCl- SRC2)、电阻(Rl- R2)、电容(Cl- C2)、以及电感(L1- L2)，其中电阻(Rl) —端与电源(SRCl)的负极相连，另一端分别通过电容(Cl)接地以及通过电感(LI)连接到第二微带线(TL2)与第一电容(C31)之间；电阻(R2)—端与电源(SRC2)的负极相连，另一端分别通过电容(C2)接地以及通过电感(L2)连接到第六微带线(TL6)与第八微带线(TL8)之间。
2.根据权利要求1所述的一种微波集总参数180°电调移相器，其特征在于:所述的8条微带线的(TL1-TL8)的特性阻抗均为50欧姆。
3.根据权利要求1所述的一种微波集总参数180°电调移相器，其特征在于:所述的四个电容(C31-C34)的大小均为200PF。
4.根据权利要求1所述的一种微波集总参数180°电调移相器，其特征在于:所述的两个二极管为BAR65V系列。
【文档编号】H03H11/16GK104202015SQ201410435406
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月31日 优先权日:2014年8月31日
【发明者】葛俊祥, 金宁, 周勇, 陈振华 申请人:南京信息工程大学