端A与直通端B，如图1所示。采用纯容性元件作为禪合器直通端口和禪合端口的负载，避 免了品质因数较低的电感元件的使用，节省忍片尺寸的同时，又降低了忍片的损耗;不仅如 此，纯容性元件作为负载不会恶化移相器的带宽，即移相器的带宽完全取决于正交禪合器 的带宽。传统的LC串并联的负载，一方面是尺寸大、损耗高，另一方面其电感电容值的选取 可能难于实现或者容易限制移相器的工作带宽。
[0053] 该超宽带定值移相器中的第一传输线和第二传输线，分别连接在禪合器的输入端 C与隔离端D，如图1所示。第一、第二传输线的作用主要有：1).配合容性负载的电容值选取， 共同调整移相器的输入端口和输出端口的相位;2).传输线可W减小忍片中的多个移相单 元电路输入端(或输出端)相距距离，使得移相器输入端(或输出端)更加紧凑，便于实际使 用中键合。
[0054] 本实用新型在完成正交禪合器的设计选取后，可根据实际需要进行各个移相单元 电路中容性负载电容值W及传输线电长度的选取。W上述实施例2中举例说明的4路移相单 元为例来继续举例说明，其移相单元电路中的传输线均采用50欧姆微带线实现，第一和第 二传输线的特性阻抗均为50欧姆;移相单元电路中的容性负载均采用MMIC电容实现。通常 地，首先确定参考移相单元电路1中的参数(ClA, ClB，01C，01D)。优选的，为简化设计复杂度，对 称选取参数，即ClA = ClB, 01C=01D。对于参考路1中第一、第二传输线的电长度可W任意选择， 此处可令01C=01D = O;容性电容值的选取，需要兼顾如下问题：1).对于参考电路，容性电容 值相对较小;2).过小的电容值将由于加工误差的影响导致参考路的相位参考偏差较大。在 满足上述两个条件下，参考路1的容性负载电容值可W任意选取。随后，确定非参考移相单 元电路N中的参数(CNA，CNB，0NC，0ND)，N=2,3,4;对于非参考路移相单元与参考路移相单元间 的相位，通过增加电容值和电长度获得，最优值需要仿真优化。
[0055] 通过在片实测，采用超宽带正交禪合器时，本实用新型提供的基于容性负载的超 宽带定值移相器在所需工作带宽6-18GHZ内的性能如图4~7所示。如图4所示，上述实施例2 中举例的4路超宽带定值移相器能够提供3种移相状态，分别为20度、40度W及60度。如图5 所示，该超宽带定值移相器的宽带移相误差变化较小，精度较高。如图6所示，该4路移相单 元的插入损耗在6-18G化宽带范围内小于3.5地，小于数字移相器的损耗。如图7所示，该超 宽带定值移相器的回波损耗特性优良。
[0056] 本实用新型中，通过改变传输线电长度和负载电容值即可获得不同的移相状态， 设计方便，移相性能优越，可达到良好的幅度一致性;而且所述N路移相单元的正交禪合器 可W采用完全相同的设计，W简化设计;进一步的移相单元电路中配合采用本实用新型提 供的由螺旋形禪合电感级联构成的超宽带正交禪合器，可W使得在正交禪合器的带宽范围 内保持良好的相位平坦度，获得更为优异的超宽带移相性能，具有小型化、低插损及高隔离 度的优势。此外，不同于传统的数控移相器，本设计不需要额外供电及逻辑电路，非常适于 批量生产多通道系统时，在调试过程中进行相位校正。同时，该定值移相器如果在输入输出 分别匹配相关的单刀闲郑的开关选择电路，也可W作为标准数字移相电路使用，具有设计简 洁，移相精确，附加幅度一致性高的优点。
[0057] W上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出W上实施列对本实用新型不构成 限定，相关工作人员在不偏离本实用新型技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均 落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于： 包括物理分离的N路移相单元，通过接入不同移相单元的信号输入端与信号输出端，实 现N-1种移相状态； 每路移相单元中，包括正交耦合器、第一和第二传输线，以及第一和第二容性负载，其 中所述正交耦合器包括输入端、耦合端、直通端和隔离端，所述第一传输线的一端作为该移 相单元的信号输入端，另一端与正交耦合器的输入端连接，所述第二传输线一端作为该移 相单元的信号输出端，另一端与正交耦合器的隔离端连接;第一容性负载的一端与正交耦 合器的耦合端连接，另一端接地;第二容性负载的一端与正交耦合器的直通端连接，另一端 接地。2. 根据权利要求1所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述各移相 单元中分别与正交耦合器耦合端和直通端连接的第一和第二容性负载为纯电容元件。3. 根据权利要求1所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:分别与正交 耦合器输入端和隔离端连接的第一和第二传输线的特性阻抗均为50欧姆。4. 根据权利要求1所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述N路移 相单元中采用完全相同的正交耦合器。5. 根据权利要求1所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述正交耦 合器为由螺旋形电感耦合单元级联而成超宽带正交耦合器;每级螺旋形电感耦合单元包括 相互耦合的两个螺旋电感;相邻两级的螺旋形电感耦合单元通过前一级的两个螺旋电感分 别与后一级的两个螺旋电感之一串联实现前后级级联； 该耦合器中级联连接的第一级螺旋形电感耦合单元中的其中一螺旋电感位于外侧的 一端为親合器的親合端，另一螺旋电感位于外侧的一端为親合器的输入端;该親合器中最 后一级螺旋形电感耦合单元中的其中一螺旋电感位于外侧的一端为耦合器的直通端，另一 螺旋电感位于外侧的一端为耦合器的隔离端； 从外部到内部耦合器中各螺旋形电感耦合单元的耦合间距或微带线宽逐渐递减。6. 根据权利要求5所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述螺旋形 电感耦合单元通过其两个螺旋电感位于同层金属并采用边际耦合实现相互耦合，或所述螺 旋形电感耦合单元通过其两个螺旋电感位于不同层金属，结合边际耦合和上下层耦合实现 相互耦合。7. 根据权利要求5所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述各螺旋 形电感耦合单元中的两个螺旋电感位于同一侧的端口之间跨接有跨接电容，所述跨接电容 的两端分别通过接地电容接地。8. 根据权利要求5所述的基于容性负载的超宽带定值移相器，其特征在于:所述耦合器 的电路结构左右对称，上下对称，且均为集总元件。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于容性负载的超宽带定值移相器，包括物理分离的N路移相单元，每路移相单元中，包括正交耦合器、第一和第二传输线，以及第一和第二容性负载，其中所述正交耦合器包括输入端、耦合端、直通端和隔离端，所述第一传输线的一端作为该移相单元的信号输入端，另一端与正交耦合器的输入端连接，所述第二传输线一端作为该移相单元的信号输出端，另一端与正交耦合器的隔离端连接；第一容性负载的一端与正交耦合器的耦合端连接，另一端接地；第二容性负载的一端与正交耦合器的直通端连接，另一端接地。其结构紧凑，占用面积小，插入损耗小，不需额外的供电及逻辑控制，可广泛推广应用。
【IPC分类】H01P1/18
【公开号】CN205376694
【申请号】CN201620082885
【发明人】盖川, 夏冬
【申请人】南京米乐为微电子科技有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月27日