CN102931453A - 一种可调移相装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可调移相装置，包括模拟移相器和步进移相器，所述步进移相器包括至少两根固定延时线，每一所述固定延时线与其它所述固定延时线的移相相位不同，所述模拟移相器能择一与所述固定延时线连接。采用上述方案，扩展了模拟移相器的相位调节范围，又克服了步进移相器无法连续调整相位的缺陷。

Description

一种可调移相装置
技术领域
本发明涉及一种用以调节交流电压相位的装置，尤其涉及一种可调移相装置。
背景技术
目前通用移相器移相范围，在S波段移相范围为100°左右，虽然其幅度变化可以满足通常的需求，但相位调节范围过小；比较昂贵的移相器，虽然相位调节范围可以达到360°，但其幅度变化很大，对线路性能会产生影响，且价格高；而数字步进移相器，步进范围最小5.6°，采用纯时延设计，波动幅度小，相位步进最小5.6°，无法连续调整相位。
发明内容
为解决模拟移相器的成本高、幅度变化大、调节范围小而步进移相器又不可连续调整相位的技术问题，本发明提供一种可调移相装置。
本发明为解决上述技术问题提供的技术方案是：
一种可调移相装置，包括模拟移相器和步进移相器，所述步进移相器包括至少两根固定延时线，每一所述固定延时线与其它所述固定延时线的移相相位不同，所述模拟移相器能择一与所述固定延时线连接。
采用上述方案，扩展了模拟移相器的相位调节范围，又客服了步进移相器无法连续调整相位的缺陷。
进一步的，第N+1根所述固定延时线的移相相位Φ(N+1)满足：
Φ(N)+Φmin＜Φ(N+1)+Φmin≤Φ(N)+Φmax；
其中：N为正整数；N+1为所述步进移相器所包含的所述固定延时线的总根数；在N+1根所述固定延时线按移相相位由小到大排列的数列中，第N根所述固定延时线的移相相位Φ(N)排在第N位；Φmin为所述模拟移相器的测量范围的下限值，Φmax为其上限值。
采用上述方案，使本发明的可调移相装置的量程的最小值与最大值之间，实现了连续可调。
进一步的，Φ(N+1)=Φ(1)+N*(Φmax-Φmin)。
采用上述方案，充分利用了模拟移相器的量程。
进一步的，N≥(360-Φ(1)-Φmax)/(Φmax-Φmin)。
采用上述方案，使本发明的可调移相装置最大调节相位能达到360°。
进一步的，N＜(360-Φ(1)-Φmin)/( Φmax-Φmin)。
采用上述方案，保证了使用最少根数的固定延时线，节约材料和成本。
进一步的，Φ(1)=0度，Φmin=0度，(360-Φmax)/Φmax≤N＜360/Φmax。
采用上述方案，实现了360°全相位连续可调。
进一步的，Φmax=100度，N+1=4。
采用上述方案，利用普通的模拟移相器，选用最少根数的固定延时线，实现了360°全相位连续可调。
进一步的，所述可调移相装置还包括第一单刀多掷开关，所述模拟移相器通过所述第一单刀多掷开关择一连接于所述固定延时线。
进一步的，所述可调移相装置还包括第二单刀多掷开关；所述步进移相器还包括输入接点，所述输入接点通过第二单刀多掷开关择一连接于所述固定延时线。
进一步的，所述可调移相装置还包括分别与所述第一单刀多掷开关和所述第二单刀多掷开关连接的切换控制器，所述切换控制器能控制该第一单刀多掷开关和该第二单刀多掷开关由同时与一根所述固定延时线的两端相接切换至同时与另一根所述固定延时线的两端相接。
采用上述方案，能根据需要通过控制切换控制器在不同的固定延时线间进行切换，操作方便，成本低廉。
本发明带来的有益效果是：本发明的可调移相装置应用于相控雷达、卫星通信、移动通信和测量系统等精确相位要求的场合。本发明的可调移相装置利用步进移相器幅度变化小和模拟移相器相位连续可调的优点，克服了模拟移相器的成本高、幅度变化大、调节范围小，而步进移相器不可连续调整相位的缺点。本发明的可调移相装置由开关控制的步进移相器和模拟移相器组成，通过切换开关实现不同的移相范围，每段的移相范围为模拟移相器的范围，具有结构简单、成本低、幅度变化小，根据选用的不同模拟移相器，选定合适的固定延时线根数，可使调节相位达到360°，实现全相位范围内可连续调节。
附图说明
图1为本发明实施例可调移相装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明实施例的可调移相装置，包括模拟移相器1、步进移相器2、第一单刀多掷开关1a、第二单刀多掷开关2a以及输入接点9，步进移相器2包括至少两根固定延时线20，每一固定延时线20与其它固定延时线20的移相相位不同，模拟移相器1能择一连接于固定延时线20；具体的，模拟移相器1通过第一单刀多掷开关1a择一连接于固定延时线20；输入接点9通过第二单刀多掷开关2a择一连接于固定延时线20。择一连接，意指一段时间内受控只与一根固定延时线连接，且可在受控下于另一段时间内切换至与另一根固定延时线连接。
本实施例的可调移相装置还包括一个切换控制器（图中未示出），其分别与第一单刀多掷开关1a和第二单刀多掷开关2a连接，切换控制器能控制该第一单刀多掷开关1a和该第二单刀多掷开关2a由同时与一根固定延时线20的两端相接切换至同时与另一根固定延时线20的两端相接。
设模拟移相器的测量范围的下限值为Φmin、上限值为Φmax；设步进移相器包括N+1根固定延时线；在N+1根固定延时线按移相相位由小到大排列的数列中，第N根固定延时线的移相相位Φ(N)排在第N位，其中N为正整数；为了实现连续可调，第N+1根固定延时线的移相相位Φ(N+1)满足：
Φ(N)+Φmin＜Φ(N+1)+Φmin≤Φ(N)+Φmax。
优选的，为了充分利用模拟移相器的量程，设定：
Φ(N)+Φmax=Φ(N+1)+Φmin；通过数学变换，即设定：
Φ(N+1)=Φ(1)+N*(Φmax-Φmin)，其中：Φ(1)为N+1根固定延时线中移相相位最小的那一根固定延时线的移相相位。
为了本实施例的可调移相装置最大可调相位达到360°，N≥(360-Φ(1)-Φmax)/(Φmax-Φmin)。
为了使用根数尽可能少的固定延时线，N＜(360-Φ(1)-Φmin)/( Φmax-Φmin)。
优选的，为了使本实施例的可调移相装置实现360°全相位连续可调，设置：Φ(1)=0度，Φmin=0度；在此情况下，使用根数尽可能少的固定延时线，则(360-Φmax)/Φmax≤N＜360/Φmax。若选用移相范围为100°的模拟移相器，即Φmax=100°，则N=3，即步进移相器总共含有四根固定延时线。则此时本实施例的可调移相装置的最大移相范围为Φ(N+1)+ Φmax=Φ(1)+N*(Φmax-Φmin)+Φmax=(N+1)*Φmax=4×100°=400°，满足全相位要求，利用切换控制器通过切换第一单刀多掷开关和第二单刀多掷开关，本实施例的可调移相装置的可移相范围为0～100o，100o～200o，200o～300o，300o～400o，即实现了360°全相位连续可调。
模拟移相器为模拟连续可调移相器，采用压控移相器，移相角度与电压成正比，其相位可连续调整，精度远远小于1°。
如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和内涵的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调移相装置，其特征在于：包括模拟移相器（1）和步进移相器（2），所述步进移相器（2）包括至少两根固定延时线（20），每一所述固定延时线（20）与其它所述固定延时线（20）的移相相位不同，所述模拟移相器（1）能择一与所述固定延时线（20）连接。
2.根据权利要求1所述的可调移相装置，其特征在于：第N+1根所述固定延时线（20）的移相相位Φ(N+1)满足：
Φ(N)+Φmin＜Φ(N+1)+Φmin≤Φ(N)+Φmax；
其中：N为正整数；N+1为所述步进移相器（2）所包含的所述固定延时线（20）的总根数；在N+1根所述固定延时线（20）按移相相位由小到大排列的数列中，第N根所述固定延时线（20）的移相相位Φ(N)排在第N位；Φmin为所述模拟移相器（1）的测量范围的下限值，Φmax为其上限值。
3.根据权利要求2所述的可调移相装置，其特征在于：Φ(N+1)=Φ(1)+N*(Φmax-Φmin)。
4.根据权利要求3所述的可调移相装置，其特征在于：N≥(360-Φ(1)-Φmax)/(Φmax-Φmin)。
5.根据权利要求3或4所述的可调移相装置，其特征在于：N＜(360-Φ(1)-Φmin)/( Φmax-Φmin)。
6.根据权利要求5所述的可调移相装置，其特征在于：Φ(1)=0度，Φmin=0度，(360-Φmax)/Φmax≤N＜360/Φmax。
7.根据权利要求6所述的可调移相装置，其特征在于：Φmax=100度，N+1=4。
8.根据权利要求1所述的可调移相装置，其特征在于：还包括第一单刀多掷开关（1a），所述模拟移相器（1）通过所述第一单刀多掷开关（1a）择一连接于所述固定延时线（20）。
9.根据权利要求8所述的可调移相装置，其特征在于：还包括第二单刀多掷开关（2a）；所述步进移相器（2）还包括输入接点（9），所述输入接点（9）通过第二单刀多掷开关（2a）择一连接于所述固定延时线（20）。
10.根据权利要求9所述的可调移相装置，其特征在于：还包括分别与所述第一单刀多掷开关（1a）和所述第二单刀多掷开关（2a）连接的切换控制器，所述切换控制器能控制该第一单刀多掷开关（1a）和该第二单刀多掷开关（2a）由同时与一根所述固定延时线（20）的两端相接切换至同时与另一根所述固定延时线（20）的两端相接。
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