微波毫米波超宽带六位mmic数字移相器的制作方法

专利名称：微波毫米波超宽带六位mmic数字移相器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于雷达、通信、制导的电子部件，特别是一种微波毫米波超宽带 六位MMIC (微波单片集成电路)数字移相器。
二
背景技术：
微波毫米波数字移相器是一种主要用于数字微波通信、移动通信、雷达、电子对抗 和制导仪器等电子系统设备中的电子部件。微波毫米波数字移相器作为相控阵雷达和电子 战中有源相控阵发射/接收(T/R)组件的最关键电路，控制阵列上各个辐射单元的相位变 化，以实现天线波束在空中快速电控扫描，并对空中飞行的运动目标实现快速的探测和跟 踪。由于其重要的军用背景而一直倍受重视。在宽频带微波毫米波频段的控制电路中，数 字移相器是微波毫米波主要控制电路之一，描述这种产品性能的主要技术指标有1)工作 频率带宽；幻相移位数；幻相移量4)相移精度力)插入损耗；6)各态插入损耗差；7)各态 输入和输出端电压驻波比(VSWR) ；8)开关速度和功率容量；9)电路尺寸；)10)输出功率1 分贝压缩电平；11)电路间电性能的一致性。微波毫米波超宽带六位数字移相器的同类产 品，由于设计采用的电路拓扑和工艺实现途径的缺陷，加之频带宽、相移量大，无论是采用 同轴、波导、混合集成、低温共烧陶瓷立体集成电路等方式，还是采用砷化镓单片集成电路 方式实现，通常电性能指标均较差。主要缺点有1)电路拓扑复杂；幻设计难度大；3)工艺 加工难度大；4)相移精度低力)输入和输出端电压驻波比差；6)工作频率带宽较窄；7)成 本高；8)受工艺控制参数影响，电路间电性能一致性较差；9)电路尺寸较大。
三

发明内容
本发明的目的在于提供一种微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器。实现本发明目的的技术解决方案是一种微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相 器，该移相器由5.625° ,11.25°、22. 5°、45°、90°、180°相移电路级联构成，该移相 器以5.625°为相移步进值，在0 360°的范围内总共可实现64种相移状态；首先单 独确定每一种移相位的单元电路，然后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实 现超宽带六位匪IC数字移相器；其中5. 625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构， 11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六 位MMIC数字移相器的信号输入端接180°移相单元电路，然后依次接90°、45°、22. 5°、 11.25°、5.625°相移单元电路，最后5. 625°单元移相电路接信号输出端。本发明与现有技术相比，其显著优点1、电路拓扑简单，该移相器5. 625°相移位 采用了高/低通滤波器型拓扑结构，11. 25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射 型拓扑结构；2、设计简单，只要设计两款移相器即高/低通滤波器型移相器和反射型移相 器的电路拓扑通过级联就可以实现六位数字移相器；3、制造中工艺难度和控制精度远比同 类产品要求低；4、成品率比同类产品高；5、电性能改善大，该移相器工作频率带宽、相移 精度高、输入和输出电压驻波比低、各态插入损耗差值小；6、电路尺寸小；7、成本低。四


图1是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器中单元电路所用高/低 通型移相器拓扑结构。图2是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器中单元电路所用反射型 移相器拓扑结构。图3是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为5. 625°的电 路拓扑。图4是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为11. 25°的电 路拓扑。图5是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为22. 5°的电 路拓扑。图6是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为45°的电路 拓扑。图7是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为90°的电路 拓扑。图8是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的相移位为180°的电路 拓扑。图9是本发明的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的整体结构框图。 五
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述。本发明由于六位数字移相器共有64种状态，实现5. 625°的相位步进，本发明以 5.625° ,11.25°、22. 5°、45°、90°、180°为主要相移位的六个移相单元，首先单独设计 每个移相单元电路，当每位移相单元设计完成以后，采取从高位相移到低位相移排列顺序 六位级联实现超宽带六位匪IC数字移相器。由于超宽带的指标要求，用高/低通滤波器 型和反射型拓扑结构设计合适的电路，在比较分析了高/低通滤波器型和反射型移相器的 特点之后，在低位均可以采用反射型和高/低通滤波器型拓扑结构，在高位均可以采用反 射型拓扑结构，综合比较优缺点，最终的方案在5. 625°相移位采用了高/低通滤波器型拓 扑结构，11. 25°、22.5°、45°、90°、180°相移位采用反射型拓扑结构。二是高/低通滤 波器型移相器属于开关网络移相器，开关网络由高通和低通网络组成，当微波信号通过高 通网络时，相位超前；通过低通网络时，相位滞后，信号在高/低通网络之间转换时，实现相 位移，它的特点是两种滤波器的频率响应不同，高通网络的超前相位随频率升高而减小，低 通网络的滞后相位随频率升高而增大，二者的相位变化互相补偿，因此高通/低通滤波器 型移相器可以在较宽频带上实现平坦的相位移频率响应，或者获得所希望频率响应的相位 移，适于宽频带应用。三是反射型移相器是比较重要的一种宽带移相器，它是基于均勻传输 线的终端接入电抗性负载，利用开关变换负载反射特性，从而改变反射系数的相位，传输线 终端有两类一类是电抗终端，开关闭合或断开，终端负载由电感变换为LC串联电阻，称之 为开关电抗型，另一类是用单刀单掷开关控制电抗网络，在其后附加一段终端短路传输线，
8移相器的相位变化为短路线长度的2倍，移相器为二端口网络，需要将输入信号和输出信 号分割开，电路中3dB混合接头处用兰格桥定向耦合器作为变换元件实现信号分离，兰格 耦合器是一种微带结构的3dB耦合器，使用了一个交叉耦合结构，耦合结构的交流导线是 用空气桥技术连接，它具有四个端口，分别为输入端口、隔离端口，两个3dB输出端口(相位 相差90° )，当线宽和线距得到精确控制时具有优良的电性能。本发明微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，该移相器由5.625° ,11.25°、 22.5°、45°、90°、180°相移电路级联构成，该移相器以5. 625°为相移步进值，在0 360°的范围内总共可实现64种相移状态；首先单独确定每一种移相位的单元电路，然 后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现超宽带六位匪IC数字移相器；其 中5. 625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构，11. 25°、22· 5°、45°、90°、180°相 移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的信号输入端接 180°移相单元电路，然后依次接90°、45°、22. 5° ,11.25°、5. 625°相移单元电路，最后 5.625°单元移相电路接信号输出端。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1。结合图1。图1是本发明中5. 625°相移位所采用了高/低通型移相器 的拓扑结构图。在低频段，移相器电路普遍采用开关和高通/低通滤波器型电路，即采用单 片集成电路技术，使用MESFET，HEMT或者PHEMT作为开关元件，高通/低通移相器可以用集 总元件组成，故可以做成十分紧凑的宽带移相器。设计传统高低通移相器，可以分解为单独 设计两个SPDT开关和两个滤波器。当微波信号通过高通网络时，相位超前；通过低通网络 时，相位滞后，信号在高/低网络之间转换时，实现相位移。它的特点是两种滤波器的频率 响应不同，高通网络的超前相位随频率升高而减小，低通网络的滞后相位随频率升高而增 大，二者的相位变化互相补偿，因此高通/低通移相器可以在较宽频带上实现平坦的相位 移频率响应，或者获得所希望频率响应的相位移，适于宽频带应用。结合图2。图2是本发明中11.25°、22. 5°、45°、90°、180°相移位所采用的反 射型移相器的拓扑结构图。反射型移相器是比较重要的一种宽带移相器，它是基于均勻传 输线的终端接入电抗性负载，利用开关变换负载反射特性，从而改变反射系数的相位，使入 射和反射波之间产生相位移量。在实际电路中，要求移相器为二端口网络，需要将输入信号 和输出信号分割开。图2电路中3dB混合接头处采用兰格耦合器，兰格耦合器是一种微带 结构的3dB耦合器，使用了一个交叉耦合结构，耦合结构的交流导线是用空气桥技术连接， 它具有四个端口，分别为输入端口、隔离端口，两个3dB输出端口(相位相差900)，当线宽和 线距得到精确控制时具有优良的电性能。它的优点是(1)集成电路工艺容易实现，可以和 电抗网络一次加工出来(2)需要用两个微波开关，虽然多用了器件，但是每只开关只承担 一半功率，因而移相器的功率容量增加了一倍。因为90°度混合接头体积小，集成电路工艺 容易实现，故采用此结构。结合图3。图3是本发明中实现5. 625°相移位采用的电路拓扑结构。该电路的由 三个开关(开关)(al、开关)(a2、开关)Ca3，其中开关fel、开关)Ca3同开同关，开关fel、开关 Xa2异步工作)，20段微带线(微带线Mai、微带线Ma2、微带线Ma3、微带线Ma4、微带线Ma5、 微带线Ma6、微带线Ma7、微带线Ma8、微带线Ma9、微带线MalO、微带线Mall、微带线Mal2、微 带线Mal3、微带线Mal4、微带线Mal5、微带线Mal6、微带线Mal7、微带线Mal8、微带线Mal9、微带线Ma20)，和一个电容Cal构成。该电路的任一端口为微波信号的输入/输出端口 P1， 则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号的输入/输出端口 Pl接微带线Mal 的一端，Mal的另一端接微带线Ma2的一端和微带线Ma4的一端(公共端)，Ma2的另一端 接开关Xal的一端，Xal的另一端接微带线Ma3的一端，Ma4的另一端接微带线Ma5的一端， Ma5的另一端接微带线Ma6的一端，Ma6的另一端接Ma3的另一端和微带线Ma7的一端(公 共端)，Ma7的另一端接微带线MaS的一端和微带线MalO的一端，MalO的另一端接微带线 Mail的一端，Mail的另一端接微带线Mal2的一端，Mal2的另一端接微带线Mal3的一端， Mal3的另一端接电容Cal的一端，Cal的另一端接微带线Mal4的一端，Mal4的另一端接微 带线Mal5的一端和微带线MalS的一端，MaS的另一端接开关)Ca2的一端，Xa2的另一端接 微带线Ma9的一端，Ma9的另一端接Mal5的另一端和微带线Mal6的一端(公共端)，Mal6 的另一端接开关的一端，Xa3的另一端接微带线Mal7的一端，MalS的另一端接微带线 Mal9的一端，Mal9的另一端接Mal7的另一端和微带线Ma20的一端(公共端)，Ma20接微 波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现5. 625°相移位采用的电路工作原理描述如下整个电路中有三个 开关fel、)(a2、)(a3，其中位于电路两边的开关Xal和Xa3是同开(截止)同关(导通)，开 关Xal和Xa2是异步工作的，即开关Xal和)(a3同时导通和同时截止，开关Xal和Xa3若 导通则开关Xa2截止，开关Xal和Xa3若截止则开关Xa2导通，通过加载电压实现不同的通 路进而实现高通和低通网络达到移相的目的。若开关fel和Xa3同时导通，开关Xa2截止， 微波信号从任一输入/输出端口 Pl输入，经过微带线Mal、Ma2、开关fel、微带线Ma3、Ma7、 MalO、Mall、Mal2、Mal3、电容 Cal、微带线 Mal4、Mal5、Mal6、开关 Xa3、微带线 Mal7、Ma20，最 后在微波信号的输出/输入端口 P2输出相移信号。若开关Xal和)Ca3同时截止，开关Xa2 导通，微波信号从任一输入/输出端口 Pl输入，经过微带线Mai、Ma4、Ma5、Ma6、Ma7、Ma8、 开关)^2、微带线1&19、1&115、1&118、1&119、1&120，最后在微波信号的输出/输入端口 P2输出 相移信号。结合图4。图4是本发明中实现11.25°移相位采用的电路拓扑结构。该电路由一 个3dB兰格桥耦合器Langl，14段微带线(微带线Mbl、微带线Mb2、微带线Mb3、微带线Mb4、 微带线Mb5、微带线Mb6、微带线Mb7、微带线MbS、微带线Mb9、微带线Mb 10、微带线Mbl 1、微 带线Mbl2、微带线Mbl3、微带线Mbl4)，四个交指电容(交指电容Cbl、交指电容Cb2、交指电 容Cb3、交指电容Cb4)，两个台面电阻(台面电阻MSRbl、台面电阻MSRb2)，两个开关(开关 )(bl、开关胁2，其中开关)(bl、开关)(b2同开同关)和接地端构成。该电路的任一端口为微 波信号的输入/输出端口 P1，则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号的输 入/输出端口 Pl接微带线Mbl的一端，Mbl的另一端接微带线Mb2的一端，Mb2的另一端接 3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，与Pl对应的直通端接微带线MbS的一端，MbS的另一端 接微带线Mb9的一端，Mb9的另一端接微带线MblO的一端，MblO的另一端接微带线Mbl2的 一端和微带线Mbl4的一端(公共端)，Mbl2的另一端接交指电容Cb2的一端，Cb2的另一 端接地，Mbl4的另一端接开关)(b2的一端，)(b2的另一端接交指电容Cb4的一端和台面电阻 MSRb2的一端(公共端)，Cb4的另一端和MSRb2的另一端(公共端)接地，与Pl对应的耦 合端接微带线Mb5的一端，Mb5的另一端接微带线Mb6的一端，Mb6的另一端接微带线Mb7 的一端，Mb7的另一端接微带线Mbll的一端和微带线Mbl3的一端(公共端)，Mbll的另一端接交指电容Cbl的一端，Cbl的另一端接地，Mbl3的另一端接开关)(bl的一端，Xbl的另 一端接交指电容Cb3的一端和台面电阻MSRbl的一端(公共端)，Cb3的另一端和MSRbl的 另一端(公共端)接地。与Pl对应的隔离端接微带线Mb4的一端，Mb4的另一端接微带线 Mb3的一端，Mb3的另一端接微波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现11. 25°移相位采用的电路工作原理描述如下该电路中的开关 )(bl、)ft2同开(截止)同关(导通)，开关)(bl、)(b2的两种状态决定了该电路的两种工作状 态，即参考态和相移态。若开关胁1、胁2同时截止时，输出信号的相位变化为参考态，则开 关)(bl、)(b2同时导通时，输出信号的相位变化为相移态，S卩两种状态可以互换。电路中使 用3dB兰格耦合器作为输入和输出信号的分离元件，实现信号的分离。当开关)(bl、Xb2同 时截止，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mbl、MId2接到3dB兰格桥耦合器Langl 的输入端，经过Langl信号分两条支路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Mb8、Mb9、 MblO, Mbl2、交指电容Cb2后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号经 过微带线Mb5、Mb6、Mb7、Mbl 1、交指电容Cbl后原路反射到Langl的耦合端，两路反射回来 的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微带线Mb4、Mb3从微波信号的输出端口 P2输 出，产生一定的相移量。当开关胁1、胁2同时导通，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带 线Mbl、Mb2接到3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，经过Langl信号分两条支路，由Langl 的直通端输出的信号经过微带线Mb8、Mb9、MblO后分两条并联支路，其一经微带线Mbl2、交 指电容Cb2，另一条支路经微带线Mb 14、开关)(b2、交指电容Cb4和台面电阻MSRb2的并联， 信号经过这两条并联支路后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号经 过微带线Mb5、Mb6、Mb7后分两条并联支路，其一经微带线Mbll、交指电容Cbl，另一条支路 经微带线Mbl3、开关)(bl、交指电容Cb3和台面电阻MSRbl的并联，信号经过这两条支路后 原路反射到Langl的耦合端。直通端和耦合端反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输 出，经过微带线Mb4、Mb3从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移量。该电路的两 种工作状态的相移量的差值实现了 11.25°移相器的功能。输入信号亦可从P2输入，Pl输 出，同理可实现11. 25°移相器的功能。结合图5。图5是本发明中实现22. 5°移相位采用的电路拓扑结构。该电路由一 个3dB兰格桥耦合器Langl，14段微带线(微带线Md、微带线Mc2、微带线Mc3、微带线Mc4、 微带线Mc5、微带线Mc6、微带线Mc7、微带线Mc8、微带线Mc9、微带线MclO、微带线Mcll、微 带线Mcl2、微带线Mcl3、微带线Mcl4)，四个交指电容(交指电容Ccl、交指电容Cc2、交指电 容Cc3、交指电容Cc4)，两个台面电阻(台面电阻MSRcl、台面电阻MSRc2)，两个开关(开关 kl、开关)(C2，其中开关kl、开关)(C2同开同关)和接地端构成。该电路的任一端口为微 波信号的输入/输出端口 P1，则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号的输 入/输出端口 Pl接微带线Mcl的一端，Mcl的另一端接微带线Mc2的一端，Mc2的另一端接 3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，与Pl对应的直通端接微带线McS的一端，McS的另一端 接微带线Mc9的一端，Mc9的另一端接微带线MclO的一端，MclO的另一端接微带线Mcl2的 一端和微带线Mcl4的一端(公共端)，Mcl2的另一端接交指电容Cc2的一端，Cc2的另一 端接地，Mcl4的另一端接开关Xc2的一端，Xc2的另一端接交指电容Cc4的一端和台面电阻 MSRc2的一端(公共端)，Cc4的另一端和MSRc2的另一端(公共端)接地，与Pl对应的耦 合端接微带线Mc5的一端，Mc5的另一端接微带线Mc6的一端，Mc6的另一端接微带线Mc7的一端，Mc7的另一端接微带线Mcll的一端和微带线Mcl3的一端(公共端)，Mcll的另一 端接交指电容Ccl的一端，Ccl的另一端接地，Mcl3的另一端接开关kl的一端，Xcl的另 一端接交指电容Cc3的一端和台面电阻MSRcl的一端(公共端)，Cc3的另一端和MSRcl的 另一端(公共端)接地。与Pl对应的隔离端接微带线Mc4的一端，Mc4的另一端接微带线 Mc3的一端，Mc3的另一端接微波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现22. 5°移相位采用的电路工作原理描述如下该电路中的开关 )(C1、)(C2同开(截止)同关(导通)，开关Xcl、Xc2的两种状态决定了该电路的两种工作状 态，即参考态和相移态。若开关)(C1、XC2同时截止时，输出信号的相位变化为参考态，则开 关)(C1、)(C2同时导通时，输出信号的相位变化为相移态，即两种状态可以互换。电路中使 用3dB兰格耦合器作为输入和输出信号的分离元件，实现信号的分离。当开关kl、Xc2同 时截止，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mcl、Mc2接到3dB兰格桥耦合器Langl 的输入端，经过Langl信号分两条支路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Mc8、Mc9、 MclO, Mcl2、交指电容Cc2后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号经 过微带线15、11(36^(37^(311、交指电容(^1后原路反射到Langl的耦合端，两路反射回来 的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微带线Mc4、Mc3从微波信号的输出端口 P2输 出，产生一定的相移量。当开关)(C1、)(C2同时导通，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带 线Mcl、Mc2接到3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，经过Langl信号分两条支路，由Langl 的直通端输出的信号经过微带线MC8、Mc9、MclO后分两条并联支路，其一经微带线Mcl2、交 指电容Cc2，另一条支路经微带线Mc 14、开关)Cc2、交指电容Cc4和台面电阻MSRc2的并联， 信号经过这两条并联支路后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号经 过微带线Mc5、Mc6、Mc7后分两条并联支路，其一经微带线Mcll、交指电容Ccl，另一条支路 经微带线Mcl3、开关kl、交指电容Cc3和台面电阻MSRcl的并联，信号经过这两条支路后 原路反射到Langl的耦合端。直通端和耦合端反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输 出，经过微带线Mc4、Mc3从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移量。该电路的两 种工作状态的相移量的差值实现了 22.5°移相器的功能。输入信号亦可从P2输入，Pl输 出，同理可实现22. 5°移相器的功能。结合图6。图6是本发明中实现45°移相位采用的电路拓扑结构。该电路由一个 3dB兰格桥耦合器Langl，10段微带线(微带线Mdl、微带线Md2、微带线Md3、微带线Md4、微 带线Md5、微带线Md6、微带线Md7、微带线Md8、微带线Md9、微带线MdlO)，四个交指电容(交 指电容Cdl、交指电容Cd2、交指电容Cd3、交指电容Cd4)，两个台面电阻(台面电阻MSRdl、 台面电阻MSRd2)，两个薄膜电阻(薄膜电阻TFRdl、薄膜电阻TFRd2)，两个开关(开关Xdl、 开关Xd2，其中开关Xdl、开关Xd2同开同关)和接地端构成。该电路的任一端口为微波信 号的输入/输出端口 P1，则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号的输入/ 输出端口 Pl接微带线Mdl的一端，Mdl的另一端接微带线Md3的一端，Md3的另一端接3dB 兰格桥耦合器Langl的输入端，与Pl对应的直通端接微带线Md6的一端，Md6的另一端接微 带线MdS的一端，MdS的另一端接微带线MdlO的一端，MdlO的另一端接开关Xd2的一端和 薄膜电阻TFRd2的一端(公共端)，TFRd2的另一端接交指电容Cd2的一端，Cd2的另一端 接地，Xd2的另一端接交指电容Cd4的一端和台面电阻MSRd2的一端(公共端)，Cd4的另 一端和MSRd2的另一端(公共端)接地，与Pl对应的耦合端接微带线Md5的一端，Md5的另一端接微带线Md7的一端，Md7的另一端接微带线Md9的一端，Md9的另一端接开关Xdl 的一端和薄膜电阻TFRdl的一端(公共端)，TFRdl的另一端接交指电容Cdl的一端，Cdl 的另一端接地，Xdl的另一端接交指电容Cd3的一端和台面电阻MSRdl的一端(公共端)， Cd3的另一端和MSRdl的另一端接(公共端)接地，与Pl对应的隔离端接微带线Md4的一 端，Md4的另一端接微带线Md2的一端，Md2的另一端接微波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现45°移相位采用的电路工作原理描述如下该电路中的开关Xdl、 Xd2同开(截止)同关(导通)，开关Xdl、Xd2的两种状态决定了该电路的两种工作状态， 即参考态和相移态。若开关Xdl、Xd2同时截止时，输出信号的相位变化为参考态，则开关 Xdl、Xd2同时导通时，输出信号的相位变化为相移态，即两种状态可以互换。电路中使用 3dB兰格耦合器作为输入和输出信号的分离元件，实现信号的分离。当开关Xdl、Xd2同时截 止，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mdl、Md3到3dB兰格桥耦合器Langl的输入 端，经过Langl信号分两条支路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Md6、Md8、MdlO、 薄膜电阻TFRd2、交指电容Cd2后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信 号经过微带线Md5、Md7、Md9、薄膜电阻TFRdl、交指电容Cdl后原路反射到Langl的耦合端， 两路反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微带线Md4、Md2从微波信号的输 出端口 P2输出，产生一定的相移量。当开关Xdl、Xd2同时导通，微波信号由输入端口 Pl输 入，经过微带线Mdl、Md3到3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，经过Langl信号分两条支 路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Md6、Md8、MdlO后分两条并联支路，其一经薄 膜电阻TFRd2、交指电容Cd2，另一条支路经开关Xd2、交指电容Cd4和台面电阻MSRd2的并 联，信号经过这两条并联支路后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号 经过微带线Md5、Md7、Md9后分两条并联支路，其一经薄膜电阻TFRdl、交指电容Cdl，另一条 支路经开关Xdl、交指电容Cd3和台面电阻MSRdl的并联，信号经过这两条支路后原路反射 到Langl的耦合端，直通端和耦合端反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微 带线Md4、Md2从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移量。该电路的两种工作状态 的相移量的差值实现了 45°移相器的功能。输入信号亦可从P2输入，Pl输出，同理可实现 45°移相器的功能。结合图7。图7是本发明中实现90°移相位采用的电路拓扑结构。该电路由一个 3dB兰格桥耦合器Langl，10段微带线(微带线Mel、微带线Me2、微带线Me3、微带线Me4、微 带线Me5、微带线Me6、微带线Me7、微带线Me8、微带线Me9、微带线MelO)，四个交指电容(交 指电容Ce 1、交指电容Ce2、交指电容Ce3、交指电容Ce4)，两个台面电阻(台面电阻MSRe 1、 台面电阻MSRe2)，两个薄膜电阻(薄膜电阻TFRel、薄膜电阻TFRe2)，两个开关(开关Xel、 开关Xe2，其中开关Xel、开关Xe2同开同关)和接地端构成。该电路的任一端口为微波信 号的输入/输出端口 P1，则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号的输入/ 输出端口 Pl接微带线Mel的一端，Mel的另一端接微带线Me3的一端，Me3的另一端接3dB 兰格桥耦合器Langl的输入端，与Pl对应的直通端接微带线Me6的一端，Me6的另一端接微 带线MeS的一端，MeS的另一端接微带线MelO的一端，MelO的另一端接开关Xe2的一端和 薄膜电阻TFRe2的一端(公共端)，TFRe2的另一端接交指电容Ce2的一端，Ce2的另一端 接地，Xe2的另一端接交指电容Ce4的一端和台面电阻MSRe2的一端(公共端)，Ce4的另 一端和MSRe2的另一端(公共端)接地，与Pl对应的耦合端接微带线Me5的一端，Me5的另一端接微带线Me7的一端，Me7的另一端接微带线Me9的一端，Me9的另一端接开关Xel 的一端和薄膜电阻TFRel的一端(公共端)，TFRel的另一端接交指电容Cel的一端，Cel 的另一端接地，Xel的另一端接交指电容Ce3的一端和台面电阻MSRel的一端(公共端)， Ce3的另一端和MSRel的另一端接(公共端)接地，与Pl对应的隔离端接微带线Me4的一 端，Me4的另一端接微带线Me2的一端，Me2的另一端接微波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现90°移相位采用的电路工作原理描述如下该电路中的开关Xel、 Xe2同开(截止)同关(导通)，开关Xel、Xe2的两种状态决定了该电路的两种工作状态， 即参考态和相移态。若开关Xel、Xe2同时截止时，输出信号的相位变化为参考态，则开关 XeU Xe2同时导通时，输出信号的相位变化为相移态，即两种状态可以互换。电路中使用 3dB兰格耦合器作为输入和输出信号的分离元件，实现信号的分离。当开关Xel、Xe2同时截 止，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mel、Me3到3dB兰格桥耦合器Langl的输入 端，经过Langl信号分两条支路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Me6、Me8、MelO、 薄膜电阻TFRe2、交指电容Ce2后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信 号经过微带线Me5、Me7、Me9、薄膜电阻TFRel、交指电容Cel后原路反射到Langl的耦合端， 两路反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微带线Me4、Me2从微波信号的输 出端口 P2输出，产生一定的相移量。当开关Xel、Xe2同时导通，微波信号由输入端口 Pl输 入，经过微带线Mel、Me3到3dB兰格桥耦合器Langl的输入端，经过Langl信号分两条支 路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Me6、Me8、MelO后分两条并联支路，其一经薄 膜电阻TFRe2、交指电容Ce2，另一条支路经开关Xe2、交指电容Ce4和台面电阻MSRe2的并 联，信号经过这两条并联支路后原路反射到Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号 经过微带线Me5、Me7、Me9后分两条并联支路，其一经薄膜电阻TFRel、交指电容Cel，另一条 支路经开关Xel、交指电容Ce3和台面电阻MSRel的并联，信号经过这两条支路后原路反射 到Langl的耦合端，直通端和耦合端反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微 带线Me4、Me2从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移量。该电路的两种工作状态 的相移量的差值实现了 90°移相器的功能。输入信号亦可从P2输入，Pl输出，同理可实现 90°移相器的功能。结合图8。图8是本发明中实现180°移相位采用的电路拓扑结构。该电路由一个 3dB兰格桥耦合器Langl，18段微带线(微带线ΜΠ、微带线Mf2、微带线Mf3、微带线Mf4、微 带线Mf5、微带线Mf6、微带线Mf7、微带线Mf8、微带线Mf9、微带线ΜΠ0、微带线ΜΠ1、微带 线ΜΠ2、微带线ΜΠ3、微带线ΜΠ4、微带线ΜΠ5、微带线ΜΠ6、微带线ΜΠ7、微带线ΜΠ8)， 四个开关(开关Xfl、开关Xf2、开关Xf3、开关Xf4其中开关Xfl、开关Xf2同开同关，开关 Xf3、开关Xf4同开同关，开关Xfl、开关Xf3异步工作)和接地端构成。该电路的任一端口 为微波信号的输入/输出端口 P1，则另一端口为微波信号的输出/输入端口 P2。微波信号 的输入/输出端口 Pl接微带线Mfl的一端，Mfl的另一端接微带线Mf9的一端和微带线Mf3 一端(公共端)，Mf3的另一端接开关Xfl的一端，Xfl的另一端接微带线Mf4的一端，Mf4 的另一端接微带线Mf5的一端，Mf5的另一端接微带线MfS的一端和微带线ΜΠ5 —端(公 共端)，Mfl5的另一端接微带线Mf 16的一端，Mfl6的另一端接微带线Mf 17的一端，Mf 17的 另一端接微带线MflS的一端，MflS另一端接地，MfS的另一端接微带线Mf7的一端，Mf7的 另一端接开关Xf2的一端，Xf2另一端接微带线Mf6的一端，Mf9的另一端接开关Xf3的一端，Xf3的另一端接微带线MflO的一端，MflO的另一端3dB兰格桥耦合器Langl的输入端， Langl的直通端接微带线Mf 14的一端，Mf 14的另一端接地，Langl的耦合端接微带线ΜΠ3 的一端，Mf 13的另一端接地，Langl的隔离端接微带线Mf 12的一端，Mf 12的另一端接开关 Xf4的一端，Xf4的另一端接微带线Mfll，Mf6的另一端和Mfll的另一端(公共端)接微带 线Mf2的一端，Mf2的另一端接微波信号的输出/输入端口 P2。本发明中实现180°移相位采用的电路工作原理描述如下该电路中的开关Xfl、 Xf2同开(截止)同关(导通)，Xf3、Xf4同开(截止)同关(导通)，开关Xfl和开关Xf3 异步工作，开关Xfl、Xf2> Xf3, Xf4共产生两种状态，两种状态决定了该电路的两种工作状 态，即参考态和相移态。若开关Xfl、Xf2同时导通，Xf3, Xf4同时截止时，输出信号的相 位变化为参考态，则开关Xfl、Xf2同时截止，Xf3, Xf4同时导通时，输出信号的相位变化为 相移态，即两种状态可以互换。电路中使用3dB兰格耦合器作为输入和输出信号的分离元 件，实现信号的分离。当开关Xfl、Xf2同时截止，Xf3、Xf4同时导通，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mf 1、Mf9、开关Xf3、微带线Mf 10、3dB兰格桥耦合器Langl的输入端， 经过Langl后信号分两条支路，由Langl的直通端输出的信号经过微带线Mf 14后再反射到 Langl的直通端，由Langl的耦合端输出的信号经过微带线Mf 13后再反射到Langl的耦合 端，两路反射回来的信号再次经过Langl从隔离端输出，经过微带线Mf 12、开关Xf4、微带 线Mfll、Mf2从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移量。当开关Xfl、Xf2同时导 通，Xf3、Xf4同时截止，微波信号由输入端口 Pl输入，经过微带线Mfl、Mf3、开关Xfl、微带 线Mf4、Mf5、再到支路微带线Mf 15、Mf 16、Mf 17、Mf 18后再反射到微带Mf5的尾端，再经过微 带线Mf8、Mf7、开关Xf2、微带线Mf6、Mf2从微波信号的输出端口 P2输出，产生一定的相移 量。该电路的两种工作状态的相移量的差值实现了 180°移相器的功能。输入信号亦可从 P2输入，Pl输出，同理可实现180°移相器的功能。实施例9。图 9 是由 5. 625° ,11. 25° ,22. 5°、45°、90°、180° 移相单元电路级 联而成的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器。该发明首先单独设计每一种移相态的 单元电路，在每一个单元电路设计完成之后，采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级 联实现超宽带六位MMIC数字移相器。
权利要求
1.一种微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于该移相器由5.625°、 11.25°、22. 5°、45°、90°、180°相移电路级联构成，该移相器以5. 625°为相移步进值， 在0 360°的范围内总共可实现64种相移状态；首先单独确定每一种移相位的单元电 路，然后采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现超宽带六位MMIC数字移相器； 其中5. 625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构，11. 25°、22· 5°、45°、90°、180° 相移位均采用反射型拓扑结构，该微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器的信号输入端 接180°移相单元电路，然后依次接90°、45°、22. 5° ,11.25°、5.625°相移单元电路， 最后5. 625°单元移相电路接信号输出端。
2.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于所述 5.625°相移位由三个开关第一个开关(Xal)、第二个开关(Xa2)、第三个开关(Xa3)，其中 第一个开关(Xal)和第三个开关(Xa3)同开同关，第一个开关OCal)和第二个开关0Ca2) 异步工作，20段微带线第一条微带线(Mai)、第二条微带线(Ma2)、第三条微带线(Ma3)、 第四条微带线(Ma4)、第五条微带线(Ma5)、第六条微带线(Ma6)、第七条微带线(Ma7)、第八 条微带线(MaS)、第九条微带线(Ma9)、第十条微带线(MalO)、第十一条微带线(Mall)、第 十二条微带线(Mal2)、第十三条微带线(Mal3)、第十四条微带线(Mal4)、第十五条微带线 (Mal5)、第十六条微带线(Male)、第十七条微带线(Mal7)、第十八条微带线(MalS)、第十九 条微带线(Mal9)、第二十条微带线(Ma20)，和一个电容(Cal)构成；该5. 625°相移电路的 任一端口为微波信号的输入端口(Pl)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微波信号 的输入端口(Pl)接第一条微带线(Mal)的一端，第一条微带线(Mal)的另一端接第二条微 带线(Ma2)的一端和第四条微带线(Ma4)的一端，第二条微带线(Ma2)的另一端接第一个 开关(Xal)的一端，第一个开关(Xal)的另一端接第三条微带线(Ma3)的一端，第四条微带 线(Ma4)的另一端接第五条微带线(Ma5)的一端，第五条微带线(Ma5)的另一端接第六条 微带线(Ma6)的一端，第六条微带线(Ma6)的另一端接第三条微带线(Ma3)的另一端和第 七条微带线(Ma7)的一端，第七条微带线(Ma7)的另一端接第八条微带线(MaS)的一端和 第十条微带线(MalO)的一端，第十条微带线(MalO)的另一端接第十一条微带线(Mall)的 一端，第十一条微带线(Mall)的另一端接第十二条微带线(Mal2)的一端，第十二条微带线 (Mal2)的另一端接第十三条微带线(Mal3)的一端，第十三条微带线(Mal3)的另一端接电 容(Cal)的一端，电容(Cal)的另一端接第十四条微带线(Mal4)的一端，第十四条微带线 (Mal4)的另一端接第十五条微带线(Mal5)的一端和第十八条微带线(MalS)的一端，第八 条微带线(MaS)的另一端接第二个开关(Xa2)的一端，第二个开关(Xa2)的另一端接第九 条微带线(Ma9)的一端，第九条微带线(Ma9)的另一端接第十五条微带线(Mal5)的另一端 和第十六条微带线(Male)的一端，第十六条微带线(Male)的另一端接第三个开关0Ca3) 的一端，第三个开关(Xa3)的另一端接第十七条微带线(Mal7)的一端，第十八条微带线 (MalS)的另一端接第十九条微带线(Mal9)的一端，第十九条微带线(Mal9)的另一端接第 十七条微带线(Mal7)的另一端和第二十条微带线(Ma20)的一端，第二十条微带线(Ma20) 接微波信号的输出端口(P2)。
3.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位匪IC数字移相器，其特征在于所 述11. 25°移相位采用反射型电路拓扑结构，该电路由一个3dB兰格桥耦合器(Langl)， 14段微带线第一条微带线(Mbl)、第二条微带线(Mb2)、第三条微带线(Mb3)、第四条微带线(Mb4)、第五条微带线(Mb5)、第六条微带线(Mb6)、第七条微带线(Mb7)、第八条微带线 (MbS)、第九条微带线(Mb9)、第十条微带线(MblO)、第十一条微带线(Mbll)、第十二条微带 线(Mbl2)、第十三条微带线(Mbl3)、第十四条微带线(Mbl4)，四个交指电容第一个交指电 容(Cbl)、第二个交指电容(( 、第三个交指电容(Cb!3)、第四个交指电容(Cb4)，两个台面 电阻第一个台面电阻(MSRbl)、第二个台面电阻(MSRb2)，两个开关第一个开关0(bl)、第 二个开关0Λ2)，其中第一个开关0(bl)和第二个开关0(b2)同开同关，和接地端构成；该 电路的任一端口为微波信号的输入端口(Pl)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微 波信号的输入端口(Pl)接第一条微带线(Mbl)的一端，第一条微带线(Mbl)的另一端接 第二条微带线(Mb》的一端，第二条微带线(Mb》的另一端接3dB兰格桥耦合器(Langl) 的输入端，与输入端口(Pl)对应的直通端接第八条微带线(MbS)的一端，第八条微带线 (MbS)的另一端接第九条微带线(Mb9)的一端，第九条微带线(Mb9)的另一端接第十条微 带线(MblO)的一端，第十条微带线(MblO)的另一端接第十二条微带线(Mbl2)的一端和第 十四条微带线(Mbl4)的一端，第十二条微带线(Mbl2)的另一端接第二个交指电容(Cb2) 的一端，第二个交指电容(CM)的另一端接地，第十四条微带线(Mbl4)的另一端接第二个 开关( 的一端，第二个开关( 的另一端接第四个交指电容(Cb4)的一端和第二个 台面电阻(MSRb2)的一端，第四个交指电容(Cb4)的另一端和第二个台面电阻(MSRb2)的 另一端接地，与输入端口(Pl)对应的耦合端接第五条微带线(Ml^)的一端，第五条微带线 (Mb5)的另一端接第六条微带线(Mb6)的一端，第六条微带线(Mb6)的另一端接第七条微带 线(Mb7)的一端，第七条微带线(Mb7)的另一端接第十一条微带线(Mbll)的一端和第十三 条微带线(Mbl3)的一端，第十一条微带线(Mbll)的另一端接第一个交指电容(Cbl)的一 端，第一个交指电容(Cbl)的另一端接地，第十三条微带线(Mbl3)的另一端接第一个开关 (Xbl)的一端，第一个开关0(bl)的另一端接第三个交指电容(Cb!3)的一端和第一个台面电 阻(MSRbl)的一端，第三个交指电容(Cb!3)的另一端和第一个台面电阻(MSRbl)的另一端 接地；与输入端口(Pl)对应的隔离端接第四条微带线(Mb4)的一端，第四条微带线(Mb4) 的另一端接第三条微带线(MM)的一端，第三条微带线(Mb!3)的另一端接微波信号的输出 端口(P2)。
4.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于所 述22.5°移相位采用反射型电路拓扑结构，该电路由一个3dB兰格桥耦合器(Langl)，14 段微带线第一条微带线(Mcl)、第二条微带线(Mc2)、第三条微带线(Mc3)、第四条微带 线(Mc4)、第五条微带线(Mc5)、第六条微带线(Mc6)、第七条微带线(Mc7)、第八条微带线 (McS)、第九条微带线(Mc9)、第十条微带线(MclO)、第十一条微带线(Mcll)、第十二条微带 线(Mcl2)、第十三条微带线(Mcl3)、第十四条微带线(Mcl4)，四个交指电容第一个交指电 容(Cd)、第二个交指电容(Cc2)、第三个交指电容(Cc3)、第四个交指电容(Cc4)，两个台面 电阻第一个台面电阻(MSRcl)、第二个台面电阻(MSRc2)，两个开关第一个开关Oicl)、第 二个开关(Xc2)，其中第一个开关(Xcl)和第二个开关(Xc2)同开同关，和接地端构成；该 电路的任一端口为微波信号的输入端口(Pl)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微 波信号的输入端口(Pl)接第一条微带线(Mcl)的一端，第一条微带线(Mcl)的另一端接 第二条微带线(Mc2)的一端，第二条微带线(Mc2)的另一端接3dB兰格桥耦合器(Langl) 的输入端，与输入端口(Pl)对应的直通端接第八条微带线(McS)的一端，第八条微带线(McS)的另一端接第九条微带线(Mc9)的一端，第九条微带线(Mc9)的另一端接第十条微 带线(MclO)的一端，第十条微带线(MclO)的另一端接第十二条微带线(Mcl2)的一端和第 十四条微带线(Mcl4)的一端，第十二条微带线(McU)的另一端接第二个交指电容(Cc2) 的一端，第二个交指电容(Cc2)的另一端接地，第十四条微带线(Mcl4)的另一端接第二个 开关(Xc2)的一端，第二个开关(Xc2)的另一端接第四个交指电容(Cc4)的一端和第二个 台面电阻(MSRc2)的一端，第四个交指电容(Cc4)的另一端和第二个台面电阻(MSRc2)的 另一端接地，与输入端口(Pl)对应的耦合端接第五条微带线(Mc5)的一端，第五条微带线 (Mc5)的另一端接第六条微带线(Mc6)的一端，第六条微带线(Mc6)的另一端接第七条微带 线(Mc7)的一端，第七条微带线(Mc7)的另一端接第十一条微带线(Mcll)的一端和第十三 条微带线(McU)的一端，第十一条微带线(Mcll)的另一端接第一个交指电容(Ccl)的一 端，第一个交指电容(Ccl)的另一端接地，第十三条微带线(McU)的另一端接第一个开关 (Xcl)的一端，第一个开关O(Cl)的另一端接第三个交指电容(Cd)的一端和第一个台面电 阻(MSRcl)的一端，第三个交指电容(Cc3)的另一端和第一个台面电阻(MSRcl)的另一端 接地；与输入端口(Pl)对应的隔离端接第四条微带线(Mc4)的一端，第四条微带线(Mc4) 的另一端接第三条微带线(Mc3)的一端，第三条微带线(Mc3)的另一端接微波信号的输出 端口(P2)。
5.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于所述 45°移相位采用反射型电路拓扑结构，该电路由一个3dB兰格桥耦合器(Langl)，10段微带 线第一条微带线(Mdl)、第二条微带线(Md2)、第三条微带线(Md3)、第四条微带线(Md4)、 第五条微带线(Md5)、第六条微带线(Md6)、第七条微带线(Md7)、第八条微带线(MdS)、第九 条微带线(Md9)、第十条微带线(MdlO)，四个交指电容第一个交指电容(Cdl)、第二个交指 电容(Cd2)、第三个交指电容(Cd3)、第四个交指电容(Cd4)，两个台面电阻第一个台面电 阻(MSRdl)、第二个台面电阻(MSRd2)，两个薄膜电阻第一个薄膜电阻(TFRdl)、第二个薄 膜电阻(TFRd2)，两个开关第一个开关(Xdl)、第二个开关(Xd2)，其中第一个开关(Xdl) 和第二个开关(Xd2)同开同关，和接地端构成；该电路的任一端口为微波信号的输入端口 (P1)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微波信号的输入端口(Pl)接第一条微带 线(Mdl)的一端，第一条微带线(Mdl)的另一端接第三条微带线(Md3)的一端，第三条微带 线(Md3)的另一端接3dB兰格桥耦合器(Langl)的输入端，与输入端口(Pl)对应的直通 端接第六条微带线(Md6)的一端，第六条微带线(Md6)的另一端接第八条微带线(MdS)的 一端，第八条微带线(MdS)的另一端接第十条微带线(MdlO)的一端，第十条微带线(MdlO) 的另一端接第二个开关(Xd2)的一端和第二个薄膜电阻(TFRc^)的一端，第二个薄膜电阻 (TFRd2)的另一端接第二个交指电容(Cd2)的一端，第二个交指电容(Cd2)的另一端接地， 第二个开关(Xd2)的另一端接第四个交指电容(Cd4)的一端和第二个台面电阻(MSRd2)的 一端，第四个交指电容(Cd4)的另一端和第二个台面电阻(MSRc^)的另一端接地，与输入端 口(Pl)对应的耦合端接第五条微带线(Md5)的一端，第五条微带线(Md5)的另一端接第七 条微带线(Md7)的一端，第七条微带线(Md7)的另一端接第九条微带线(Md9)的一端，第 九条微带线(Md9)的另一端接第一个开关(Xdl)的一端和第一个薄膜电阻(TFRdl)的一 端，第一个薄膜电阻(TFRdl)的另一端接第一个交指电容(Cdl)的一端，第一个交指电容 (Cdl)的另一端接地，第一个开关(Xdl)的另一端接第三个交指电容(Cd3)的一端和第一个台面电阻(MSRdl)的一端，第三个交指电容(Cd3)的另一端和第一个台面电阻(MSRdl)的 另一端接接地，与输入端口(Pl)对应的隔离端接第四条微带线(Md4)的一端，第四条微带 线(Md4)的另一端接第二条微带线(Md2)的一端，第二条微带线(Md2)的另一端接微波信 号的输出端口(P2)。
6.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于所述 90°移相位采用反射型电路拓扑结构，该电路由一个3dB兰格桥耦合器(Langl)，10段微带 线第一条微带线(Mel)、第二条微带线(Me2)、第三条微带线(Me3)、第四条微带线(Me4)、 第五条微带线(Me5)、第六条微带线(Me6)、第七条微带线(Me7)、第八条微带线(MeS)、第九 条微带线(Me9)、第十条微带线(MelO)，四个交指电容第一个交指电容(Cel)、第二个交指 电容(Ce2)、第三个交指电容(Ce3)、第四个交指电容(Ce4)，两个台面电阻第一个台面电 阻(MSRel)、第二个台面电阻(MSRe2)，两个薄膜电阻第一个薄膜电阻(TFRel)、第二个薄 膜电阻(TFRe2)，两个开关第一个开关(Xel)、第二个开关(Xe2)，其中第一个开关(Xel) 和第二个开关(Xe2)同开同关，和接地端构成；该电路的任一端口为微波信号的输入端口 (P1)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微波信号的输入端口(Pl)接第一条微带 线(Mel)的一端，第一条微带线(Mel)的另一端接第三条微带线(Me3)的一端，第三条微带 线(Me3)的另一端接3dB兰格桥耦合器(Langl)的输入端，与输入端口(Pl)对应的直通 端接第六条微带线(Me6)的一端，第六条微带线(Me6)的另一端接第八条微带线(MeS)的 一端，第八条微带线(MeS)的另一端接第十条微带线(MelO)的一端，第十条微带线(MelO) 的另一端接第二个开关(Xe2)的一端和第二个薄膜电阻(TFRd)的一端，第二个薄膜电阻 (TFRe2)的另一端接第二个交指电容(Ce2)的一端，第二个交指电容(Ce2)的另一端接地， 第二个开关0(e2)的另一端接第四个交指电容(Ce4)的一端和第二个台面电阻(MSRe2)的 一端，第四个交指电容(Ce4)的另一端和第二个台面电阻(MSRd)的另一端接地，与输入端 口(Pl)对应的耦合端接第五条微带线(Md)的一端，第五条微带线(Md)的另一端接第七 条微带线(Me7)的一端，第七条微带线(Me7)的另一端接第九条微带线(Me9)的一端，第 九条微带线(Me9)的另一端接第一个开关(Xel)的一端和第一个薄膜电阻(TFRel)的一 端，第一个薄膜电阻(TFRel)的另一端接第一个交指电容(Cel)的一端，第一个交指电容 (Cel)的另一端接地，第一个开关(Xel)的另一端接第三个交指电容(Cd)的一端和第一个 台面电阻(MSRel)的一端，第三个交指电容(Ce3)的另一端和第一个台面电阻(MSRel)的 另一端接接地，与输入端口(Pl)对应的隔离端接第四条微带线(Me4)的一端，第四条微带 线(Me4)的另一端接第二条微带线(Me2)的一端，第二条微带线(Me2)的另一端接微波信 号的输出端口(P2)。
7.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位匪IC数字移相器，其特征在于所 述180°移相位采用的反射型电路拓扑结构，该电路由一个3dB兰格桥耦合器(Langl)， 18段微带线第一条微带线(Mfl)、第二条微带线(Mf2)、第三条微带线(Mf3)、第四条微带 线(Mf4)、第五条微带线(Mf5)、第六条微带线(Mf6)、第七条微带线(Mf7)、第八条微带线 (MfS)、第九条微带线(Mf9)、第十条微带线(MflO)、第十一条微带线(Mfll)、第十二条微带 线(Mfl2)、第十三条微带线(Mfl3)、第十四条微带线(Mfl4)、第十五条微带线(Mfl5)、第 十六条微带线(Mfl6)、第十七条微带线(Mfl7)、第十八条微带线(MflS)，四个开关第一 个开关(Xfl)、第二个开关(Xf2)、第三个开关(Xf3)、第四个开关(Xf4)，其中第一个开关(Xfl)和第二个开关(Xf2)同开同关，第三个开关(Xf3)和第四个开关(Xf4)同开同关，第 一个开关(Xfl)和第三个开关(Xf3)异步工作，和接地端构成；该电路的任一端口为微波 信号的输入端口(Pl)，则另一端口为微波信号的输出端口(P2)；微波信号的输入端口(Pl) 接第一条微带线(Mfl)的一端，第一条微带线(Mfl)的另一端接第九条微带线(Mf9)的一 端和第三条微带线(Mf3) —端，第三条微带线(Mf3)的另一端接第一个开关(Xfl)的一端， 第一个开关(Xfl)的另一端接第四条微带线(Mf4)的一端，第四条微带线(Mf4)的另一端 接第五条微带线(Mf5)的一端，第五条微带线(Mf5)的另一端接第八条微带线(MfS)的一 端和第十五条微带线(MfM) —端，第十五条微带线(MfM)的另一端接第十六条微带线 (Mfl6)的一端，第十六条微带线(Mfl6)的另一端接第十七条微带线(Mf 17)的一端，第十七 条微带线(Mf 17)的另一端接第十八条微带线(MflS)的一端，第十八条微带线(MflS)另一 端接地，第八条微带线(MfS)的另一端接第七条微带线(MfT)的一端，第七条微带线(Mf7) 的另一端接第二个开关(Xf2)的一端，第二个开关(Xf2)另一端接第六条微带线(Mf6)的 一端，第九条微带线(Mf9)的另一端接第三个开关(Xf3)的一端，第三个开关(Xf3)的另 一端接第十条微带线(MflO)的一端，第十条微带线(MflO)的另一端3dB兰格桥耦合器 (Langl)的输入端，3dB兰格桥耦合器(Langl)的直通端接第十四条微带线(Mf 14)的一端， 第十四条微带线(Mf 14)的另一端接地，3dB兰格桥耦合器(Langl)的耦合端接第十三条微 带线(MfU)的一端，第十三条微带线(MfU)的另一端接地，3dB兰格桥耦合器(Langl)的 隔离端接第十二条微带线(Mf 12)的一端，第十二条微带线(Mf 12)的另一端接第四个开关 (Xf4)的一端，第四个开关(Xf4)的另一端接第十一条微带线(Mfll)，第六条微带线(Mf6) 的另一端和第十一条微带线(Mfll)的另一端接第二条微带线(Mf2)的一端，第二条微带线 (Mf2)的另一端接微波信号的输出端口(P2)。
8.根据权利要求1所述的微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器，其特征在于所述 11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移位采用的反射型拓扑结构中使用3dB兰格耦合器 作为输入和输出信号的分离元件，实现信号的分离。
全文摘要
本发明涉及一种微波毫米波超宽带六位MMIC(单片微波集成电路)数字移相器，该移相器由5.625°、11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移单元电路级联构成，5.625°相移位采用高/低通滤波器型拓扑结构，11.25°、22.5°、45°、90°、180°相移位均采用反射型拓扑结构，该移相器以5.625°为相移步进值，在0～360°的范围内总共可实现64种相移状态；该发明首先单独设计每一种移相位的单元电路，在每一个单元电路设计完成之后，采取从高位相移到低位相移排列顺序六位级联实现微波毫米波超宽带六位MMIC数字移相器；由于MMIC具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗辐射能力强等优点，使得本发明电路拓扑及设计简单，制造工艺简便，成本低，芯片面积小，电性能改善大，工作频率带宽，插入损耗小，相移精度高。
文档编号H01P1/18GK102148416SQ20101055590
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者周聪, 张红, 徐利, 戴冰清, 戴永胜, 於秋杉, 杨健, 王立杰, 盛卫星, 郭永新, 陈少波, 陈曦 申请人:南京理工大学