CN105006606A - 射频信号移相网络 - Google Patents

Abstract

一种射频信号移相网络，包括可将输入信号进行移相的第一移相器、第二移相器、第三移相器、补偿移相电路、微带移相电路，其中，第一移相器、第二移相器和第三移相器各自分别包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。该射频信号移相网络选用补偿移相电路，来补偿由微带移相电路对多频点信号移相带来的相位差，可减小整个射频信号移相网络对多频点信号移相带来的误差，降低了相位平坦度，从而满足圆极化天线的多导航系统、宽频带应用需求。

Description

射频信号移相网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种射频信号移相网络。

背景技术

由于圆极化天线可接收任意极化的来波，且具有旋向正交性，因此圆极化天线在通信、雷达、电子对抗、GPS等方面有着重要的应用。圆极化天线一般由移相网络合成或分解圆极化信号，且移相网络通常由90°电桥移相电路和90°微带移相电路构成。

90°电桥移相电路可在宽频带内高精度移相90°，一般来说，可在1200MHz-1600MHz范围内，满足移相相位为90±3°的需求，相位平坦度为3°，误差较低。而90°微带移相电路只能对单频点信号精确移相90°，而在宽频带内移相精度较差，一般来说，在1200MHz-1600MHz范围内，相位平坦度达到30°以上，移相误差较高。因此，由90°电桥移相电路和90°微带移相电路组成的移相网络，在对多频点信号移相时，移相相位误差较大，会导致圆极化天线轴比、增益等指标较差。

发明内容

基于此，有必要针对传统移相网络对多频点信号移相误差较大的问题，提供一种射频信号移相网络，该射频信号移相网络利用补偿移相电路来补偿由微带移相电路对多频点信号移相带来的误差，以减小射频信号移相网络对多频点信号移相带来的误差，进而改善圆极化天线的轴比、增益等指标。

一种射频信号移相网络，包括可将输入信号进行移相的第一移相器、第二移相器和第三移相器，所述第一移相器、第二移相器和第三移相器各自分别包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口：

所述第一移相器的第一端口和第二端口分别用于输入或输出第一相位信号和第二相位信号；所述第二移相器的第一端口和第二端口分别用于输入或输出第三相位信号和第四相位信号；

所述第一移相器的第三端口与第三移相器的第一端口连接，所述第一移相器的第四端口与匹配负载连接；

所述第二移相器的第三端口通过微带移相电路与第三移相器的第二端口连接，所述第二移相器的第四端口与匹配负载连接；

所述第三移相器的第三端口用于输入或输出第五相位信号；所述第三移相器的第四端口匹配负载；

所述第一移相器的第三端口与第三移相器的第一端口之间连接补偿移相电路，所述补偿移相电路用于补偿所述微带移相电路对多频点信号移相而产生的相位差。

在其中一个实施例中，所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号以及第四相位信号的相位依次排列，构成公差为90度的等差数列。

在其中一个实施例中，所述微带移相电路的特征参数与所述补偿移相电路相适应。

在其中一个实施例中，所述补偿移相电路为LC移相电路。

在其中一个实施例中，所述补偿移相电路为与所述微带移相电路对应的LC移相电路，且所述补偿移相电路对输入信号移动的相位与所述微带移相电路移动的相位相比相差90度。

在其中一个实施例中，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器为3DB电桥。

在其中一个实施例中，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器的第一端口和第二端口均用于输入信号，同时第三端口均用于输出信号；或者所述第一移相器、第二移相器、第三移相器的第三端口均用于输入信号，同时第一端口和第二端口均用于输出信号。

在其中一个实施例中，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器各自的第一端口和第二端口同时输入的信号之间或者同时输出的信号之间，相位差为90度。

在其中一个实施例中，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器各自的第一端口输入的信号与第三端口输出的信号之间或者第三端口输入的信号与第一端口输出的信号之间，相位相同。

在其中一个实施例中，所述射频信号移相网络对在1200MHz到1600MHz范围内的信号移相。

上述射频信号移相网络具有的有益效果为：

1、该射频信号移相网络选用补偿移相电路，来补偿由所述微带移相电路对多频点信号移相带来的相位差，可减小整个射频信号移相网络对多频点信号移相带来的误差，降低了相位平坦度，从而满足圆极化天线的多导航系统、宽频带应用需求。

2、第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号以及第四相位信号的相位依次排列，构成公差为90度的等差数列，可满足圆极化天线的要求。

3、微带移相电路的特征参数与补偿移相电路相适应，进一步可降低射频信号移相网络的移相误差。

4、补偿移相电路为LC移相电路，电路构成简单，可满足圆极化天线小体积的要求，且调试方便，便于实现。

5、第一移相器、第二移相器、第三移相器为3DB电桥，而3DB电桥既可做功率分配器，又可做功率合成器，使得该射频信号移相网络既可应用于接收天线中，又可应用于发射天线中，应用灵活，节约了资源，提高了使用效率。

附图说明

图1为一实施例的射频信号移相网络的电路图。

具体实施方式

图1示出了射频信号移相网络的电路图。如图1所示，射频信号移相网络包括第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50、补偿移相电路30、微带移相电路40。

其中，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50分别用于对输入信号移相，且各自分别包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口。

第一移相器10，其第一端口、第二端口分别用于输入或输出第一相位信号和第二相位信号，第三端口与补偿移相电路30连接，第四端口与匹配负载R2连接。

第二移相器20，其第一端口、第二端口分别用于输入或输出第三相位信号和第四相位信号，第三端口与微带移相电路40连接，第四端口与匹配负载R3连接。

第三移相器50，其第一端口与补偿移相电路30连接，第二端口与微带移相电路40连接，第三端口用于输入或输出第五相位信号，第四端口与匹配负载R1连接。

其中，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50各端口信号的流向包括两种情况：

1、第一端口和第二端口作为输入端用来输入信号，同时第三端口作为输出端用来输出信号；

2、第三端口作为输入端用来输入信号，同时第一端口和第二端口作为输出端用来输出信号。

当第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50各端口信号的流向为上述第一种情况时，第一端口和第二端口输入的信号之间相位差为90度，而第三端口输出的信号与第一端口输入的信号相位相同；

当第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50各端口信号的流向为上述第二种情况时，第一端口和第二端口输出的信号之间相位差为90度，而第三端口输入的信号与第一端口输出的信号相位相同。

具体的，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50均为3DB电桥，因为3DB电桥既可做分配器，又可做合成器，应用灵活，所以使得该射频信号移相网络既可应用于圆极化接收天线中，又可应用于圆极化发射天线中，应用灵活，节约了资源，提高了使用效率。

补偿移相电路30，用于对第三移相器50第一端口输出的信号或第一移相器10第三端口输出的信号进行移相，且该补偿移相电路30可补偿由微带移相电路40对多频点信号移相而产生的相位差，进而减小整个射频信号移相网络对多频点信号移相带来的误差，降低了相位平坦度，从而满足圆极化天线的多导航系统、宽频带应用需求。

微带移相电路40，用于对第二移相器20第三端口输出的信号或对第三移相器50的第二端口输出的信号进行移相，且微带移相电路40的阻抗、长度、宽度等特征参数与所述补偿移相电路30相适应。

具体的，补偿移相电路30为LC移相电路，该电路构成简单，可满足圆极化天线小体积的要求，且调试方便，便于实现。

在本实施例中，补偿移相电路30应选用与微带移相电路40相适应的LC移相电路，以使射频信号移相网络对多频点信号移相带来的误差达到需求的状态。其中，微带移相电路40对输入信号可移动的相位与补偿移相电路30相比相差90度。

综上所述，当第三移相器50的第三端口作为输入端时，第五相位信号即为输入信号。这时，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50均作为功率分配器。第五相位信号经过第三移相器50、补偿移相电路30和第一移相器10移相后，从第一移相器10的第一端口、第二端口分别输出第一相位信号、第二相位信号；且第五相位信号经过第三移相器50、微带移相电路30和第二移相器20移相后，从第二移相器20的第一端口、第二端口分别输出第三相位信号、第四相位信号。

当第一移相器10的第一端口、第二端口及第二移相器20的第一端口、第二端口作为输入端时，第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号、第四相位信号即为输入信号，且在圆极化天线中，这四路信号的相位依次排列组成数列为公差90度的等差数列。这时，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50均作为功率合成器。第一相位信号、第二相位信号经过第一移相器10、补偿移相电路30、第三移相器50移相后，且第三相位信号、第四相位信号经过第二移相器20、微带移相电路40、第三移相器50移相后，最终从第三移相器50的第三端口输出合成后的第五相位信号。

在以上两种情况中，第五相位信号与第一相位信号的相位差与补偿移相电路30对输入信号移动的相位值相同，而第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号、第四相位信号的相位依次排列组成的数列，为公差90度的等差数列，满足圆极化信号的要求，保证该射频信号移相网络能够应用于圆极化天线中。

同时，由于补偿移相电路30的补偿作用，使得射频信号移相网络在上述两种情况中，均可对在1200MHz到1600MHz范围内的信号精确移相。

此外，第一移相器10、第二移相器20、第三移相器50也可为其他类型的移相电路，例如选用功率合成器与功率分配器相组合的移相电路。

补偿移相电路30也可为其他类型的移相电路，只要能够补偿微带移相电路40对多频点信号移相产生的误差即可，例如RC移相电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种射频信号移相网络，包括可将输入信号进行移相的第一移相器、第二移相器和第三移相器，所述第一移相器、第二移相器和第三移相器各自分别包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口：

所述第一移相器的第一端口和第二端口分别用于输入或输出第一相位信号和第二相位信号；所述第二移相器的第一端口和第二端口分别用于输入或输出第三相位信号和第四相位信号；

所述第一移相器的第三端口与第三移相器的第一端口连接，所述第一移相器的第四端口与匹配负载连接；

所述第二移相器的第三端口通过微带移相电路与第三移相器的第二端口连接，所述第二移相器的第四端口与匹配负载连接；

所述第三移相器的第三端口用于输入或输出第五相位信号；所述第三移相器的第四端口匹配负载；

其特征在于，所述第一移相器的第三端口与第三移相器的第一端口之间连接补偿移相电路，所述补偿移相电路用于补偿所述微带移相电路对多频点信号移相而产生的相位差。

2.根据权利要求1所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述第一相位信号、第二相位信号、第三相位信号以及第四相位信号的相位依次排列，构成公差为90度的等差数列。

3.根据权利要求2所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述微带移相电路的特征参数与所述补偿移相电路相适应。

4.根据权利要求3所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述补偿移相电路为LC移相电路。

5.根据权利要求4所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述补偿移相电路为与所述微带移相电路对应的LC移相电路，且所述补偿移相电路对输入信号移动的相位与所述微带移相电路移动的相位相比相差90度。

6.根据权利要求5所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器为3DB电桥。

7.根据权利要求6所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器的第一端口和第二端口均用于输入信号，同时第三端口均用于输出信号；或者所述第一移相器、第二移相器、第三移相器的第三端口均用于输入信号，同时第一端口和第二端口均用于输出信号。

8.根据权利要求7所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器各自的第一端口和第二端口同时输入的信号之间或者同时输出的信号之间，相位差为90度。

9.根据权利要求8所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述第一移相器、第二移相器、第三移相器各自的第一端口输入的信号与第三端口输出的信号之间或者第三端口输入的信号与第一端口输出的信号之间，相位相同。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的射频信号移相网络，其特征在于，所述射频信号移相网络对在1200MHz到1600MHz范围内的信号移相。