CN109560787A - 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器 - Google Patents

一个bit实现两种相移的反射型数字移相器 Download PDF

Info

Publication number
CN109560787A
CN109560787A CN201811556772.8A CN201811556772A CN109560787A CN 109560787 A CN109560787 A CN 109560787A CN 201811556772 A CN201811556772 A CN 201811556772A CN 109560787 A CN109560787 A CN 109560787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
output end
input terminal
diode
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811556772.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘洁仪
章国豪
刘祖华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Zhenzhiweixin Technology Co Ltd
Original Assignee
Foshan Zhenzhiweixin Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Zhenzhiweixin Technology Co Ltd filed Critical Foshan Zhenzhiweixin Technology Co Ltd
Priority to CN201811556772.8A priority Critical patent/CN109560787A/zh
Publication of CN109560787A publication Critical patent/CN109560787A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/18—Networks for phase shifting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H01P1/184—Strip line phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种一个bit就能实现两种相移的反射型数字移相器，该结构包括3dB定向耦合器、输入匹配网络、输出匹配网络、相位选择开关、相位移相通路。通过对相位选择开关阈值电压的控制，实现两种不同的相位差。本发明的电路结构简单，易于实现，极为有效地解决了3dB定向耦合器所占面积较大，利用率不高所造成的成本浪费，在低频段寄生调幅较小，可以广泛应用于相控阵列雷达系统中。

Description

一个bit实现两种相移的反射型数字移相器
所属技术领域
本发明涉及微电子与固体电子学的射频数字移相器领域，尤其涉及反射型数字移相器芯片的设计。
背景技术
数字移相器在军事的相控阵列雷达和民用的车载雷达防撞系统中有着重要的作用，属于军民两用性技术。数字移相器在有源相控阵列雷达上位于信号收发模组（T/R）前端，和衰减器一起控制波束的精确性。随着有源相控阵雷达的发展，从而对移相器的面积、移相精度和各态插入损耗差等提出了更高的要求。
其中反射型数字移相器是数字移相器的一种拓扑结构，它通过在传输线的终端接入开关和反射元件，当开关切换不同的状态时，它的终端阻抗特性发生变化，从而产生不同的相位状态。与之相似的结构是图1所示的开关结构电路，在变换元件后加一个二极管的单刀单掷开关，通过对二极管单刀单掷开关阈值电压的控制，从而得到两种相位，产生相位差，进行移相。反射型数字移相器是大相位数字移相器一般采用的拓扑结构，它的缺点是3dB定向耦合器虽然能改善电路的驻波性能，但是相对与整个移相器电路面积所占太大，若能充分利用，则可大大缩小整个移相器的面积，节约生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，用来解决3dB定向耦合器在整个移相器电路中面积所占过大，不能充分利用的问题。
实现本发明目的的技术解决方案是：该反射型数字移相器包括：输入匹配网络单元、输出匹配网络单元、3dB定向耦合器、相位选择开关1、相位选择开关2、相位移相通路1、相位移相通路2、相位移相通路3、相位移相通路4；首先该移相器的输入端与输入匹配网络单元的输入端相连，输入匹配网络单元的输出端与3dB定向耦合器的输入端相连，3dB定向耦合器的输出端1与相位选择开关的输入端相连，3dB定向耦合器的输出端2与相位选择开关2的输入端相连，相位选择开关1与相位移相通路1或者相位移相通路2相连，它由相位选择开关1大的阈值电压控制，相位选择开关2与相位移相通路3或者相位移相通路4相连，它由相位选择开关2大的阈值电压控制，3dB定向耦合器的隔离端与输出匹配网络单元的输入端相连，输出匹配网络单元的输出端为该移相器的输出端。
本发明与现有的技术相比，其显著的优点是：1、该移相器的电路拓扑结构简单，用二极管做的单刀双掷开关，低频时由较好的特性。2、设计简单，一个反射型数字移相器就能实现两种相位结构，相位开关均截止时为参考态，导通一路时为移相态。3、3dB定向耦合器得到了充分利用，缩小了移相器整体的面积，降低了成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为一种现有的技术。
图2为本发明的实施电路图。
图3为本发明的具体的等效电路图。
本发明提出一种一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，所述电路包括输入匹配网络单元、输出匹配网络单元、3dB定向耦合器、相位选择开关1、相位选择开关2、相位移相通路1、相位移相通路2、相位移相通路3、相位移相通路4。本发明提供的电路结构相对简单，提高了3dB耦合器的利用率，减小了移相器的整体面积，降低了移相器的生产成本。
所述的输入匹配网络单元主要由双层传输线实现，一端与移相器的输入端相连，另一端与3dB定向耦合器的输入端相连。
所述的输出匹配网络单元主要由双层传输线实现，一端与移相器的输出端相连，另一端与3dB定向耦合器的隔直端相连。
所述3dB定向耦合器主要由传输线绕线而成，有输入端口、输出端口1、输出端口2隔离端口，其中输入端口1和输入端口2之间有90度的相移，输入端口的功率对等的分给输出端口1和输出端口2。
所述相位选择开关1包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1和二极管D3正向串联，二极管D2和二极管D4反向串联，二极管D1和二极管D3与二极管D2和二极管D4并联。二极管D1一端与3dB定向耦合器的输出端1相连，另一端与二极管的D3相连，二极管D3与反射电路相移通路1相连，二极管D4与相位移相通路2相连，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4主要由电压控制，其中当二极管D1和二极管D3导通时，二极管D2和二极管D4截止。
所述相位选择开关2包括二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8，二极管D5和二极管D7正向串联，二极管D6和二极管D8反向串联，二极管D5和二极管D7与二极管D6和二极管D8并联，二极管D5一端与3dB定向耦合器的输出端2相连，另一端与二极管的D7相连，二极管D7与反射电路相移通路3相连，二极管D8与相位移相通路4相连，，二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8主要由电压控制，其中当二极管D5和二极管D7导通时，二极管D6和二极管D8截止。
下面结合实施电路图进行详细说明。
如图3所示，本发明提出一种一个bit实现两种相位的反射型数字移相器，主要由五部分组成：输入匹配网络单元101，输出匹配网络单元102，3dB定向耦合器103，相位选择开关104，相位选择开关105，反射电路106，反射电路107。
所述的输入匹配网络单元101一端与移相器的输入端相连，另一端与3dB定向耦合器103的输入端相连，为移相器的输入提供良好的匹配，降低驻波比。
所述的输出匹配网络单元102一端与移相器的输出端相连，另一端与3dB定向耦合器103的隔离端相连，为移相器的输出提供良好的匹配，降低驻波比。
所述3dB定向耦合器103，它由双层微带线绕线而成，它的所有的端口均是匹配的，有一个输入端口，输出端口1，输出端口2 ，隔离端口。输入端口1和输入端口2之间有90度的相移，输入端口的功率对等的分给输出端口1和输出端口2。
所述相位选择开关104包括四个二极管，分别是二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1和二极管D3正向串联，二极管D2和二极管D4反向串联，二极管D1和二极管D3与二极管D2和二极管D4并联。二极管D1一端与3dB定向耦合器的输出端1相连，另一端与二极管的D3相连，二极管D3与反射电路相移通路1相连，二极管D4与相位移相通路2相连，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4主要由电压控制，其中当二极管D1和二极管D3导通时，二极管D2和二极管D4截止。
所述相位选择开关105包括四个二极管，分别是二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8，二极管D5和二极管D7正向串联，二极管D6和二极管D8反向串联，二极管D5和二极管D7与二极管D6和二极管D8并联，二极管D5一端与3dB定向耦合器的输出端2相连，另一端与二极管的D7相连，二极管D7与反射电路相移通路3相连，二极管D8与相位移相通路4相连，，二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8主要由电压控制，其中当二极管D5和二极管D7导通时，二极管D6和二极管D8截止。
本设计中，所述相位开关105与所述相位开关106的结构相同，二极管相对应参数一致。采用PIN二极管为相位开关的组成结构，PIN二极管工作状态有正向偏置和反向偏置，它的工作状态只取决于直流的偏置状态，在设计中相对简单。当所有的二极管均处于截止状态时，为该反射型移相器的参考态，当二极管D1，二极管D3，二极管D5和二极管D7处于导通状态时，二极管D2，二极管D4，二极管D6和二极管D8处于截止状态，实现第一种相位差相移，反之，实现第二种相位差相移。当二极管在本设计中，采用的二极管串并联型结构，能降低相位开关电路的回波损耗，在减小插入损耗的同时提高相位开关电路的隔离度。
所述相位移相通路1、相位移相通路2、相位移相通路3、相位移相通路4是其反射型数字移相器的负载电路，通过改变负载阻抗来控制相移，其中相位移相通路1和相位移相通路3的负载电路相同，相位移相通路2和相位移相通路4的负载电路相同。

Claims (3)

1.一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，其特征在于：包括3dB定向耦合器、相位移相通路1、相位移相通路2、相位移相通路3、相位移相通路4、相位选择开关1、相位选择开关2、输入匹配网络单元和输出匹配网络单元；输入匹配网络单元包括输入端和输出端，输入匹配网络单元的输入端是移相器的输入端，输入匹配网络的输出端与3dB定向耦合器的输入端相连；输出匹配网络单元的输出端是移相器的输出端，输出匹配网络单元的输入端与3dB定向耦合器的隔离端相连；相位选择开关1包括输入端、输出端1和输出端2，相位选择开关1的输入端与3dB定向耦合器的输出端1相连，相位选择开关1的输出端与相位移相通路1或者相位移相通路2相连；相位选择开关2包括输入端、输出端3和输出端4，相位选择开关2的输入端与3dB定向耦合器的输出端2相连，相位选择开关1的输出端与相位移相通路3或者相位移相通路4相连。
2.根据权利要求1所述的一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，其特征在于：相位选择开关1由两个两两串联的二极管并联构成；相位选择开关2由2个两两串联的二极管并联构成,根据权利要求1所述的一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，其特征在于：3dB定向耦合器包括输入端、输出端1、输出端2和隔离端，输入端与输入匹配网络的输出端相连，输出端1与相位移相通路1的输入端相连，输出端2与相位移相通路2的输入端相连，隔离端与输出匹配网络的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一个bit实现两种相移的反射型数字移相器，其特征在于：相位选择开关包括开关二极管1(D1)、开关二极管2(D2)、开关二极管3(D3)、开关二极管4(D4)、开关二极管1的输出端和开关二极管3的输入端相连，开关二极管1的输入端与相位选择开关1的输出端相连，开关二极管3的输出端与相位移相通路1输入端相连；开关二极管2的输入端和开关二极管4的输出端相连，开关二极管4的输入端与相位移相通路2的输入端相连；开关1和开关2相交的节点是相位选择开关1的输出端,相位选择开关包括开关二极管5(D5)、开关二极管6(D6)、开关二极管7(D7)、开关二极管8(D8)、开关二极管5的输出端和开关二极管7的输入端相连，开关二极管5的输入端与相位选择开关2的输出端相连，开关二极管7的输出端与相位移相通路3输入端相连；开关二极管6的输入端和开关二极管8的输出端相连，开关二极管8的输入端与相位移相通路4的输入端相连；开关5和开关6相交的节点是相位选择开关2的输出端。
CN201811556772.8A 2018-12-19 2018-12-19 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器 Pending CN109560787A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556772.8A CN109560787A (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556772.8A CN109560787A (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109560787A true CN109560787A (zh) 2019-04-02

Family

ID=65870650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811556772.8A Pending CN109560787A (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109560787A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151923A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 北京超材信息科技有限公司 一种基于定向耦合器的混合型液晶移相器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040075491A1 (en) * 2001-09-14 2004-04-22 Hiroshi Kushitani High-frequency wave composite switch module and mobile body communication device using the same
US20050040874A1 (en) * 2003-04-02 2005-02-24 Allison Robert C. Micro electro-mechanical system (mems) phase shifter
CN104965196A (zh) * 2015-07-03 2015-10-07 四川莱源科技有限公司 用于雷达的开关线调相电路
CN105356014A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 中国科学院微电子研究所 微带开关型移相器及应用其的移相模块
CN106785251A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 中国电子科技集团公司第五十五研究所 传输型超宽带数字移相器
CN108463948A (zh) * 2016-01-05 2018-08-28 派瑞格恩半导体有限公司 基于反射的rf移相器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040075491A1 (en) * 2001-09-14 2004-04-22 Hiroshi Kushitani High-frequency wave composite switch module and mobile body communication device using the same
US20050040874A1 (en) * 2003-04-02 2005-02-24 Allison Robert C. Micro electro-mechanical system (mems) phase shifter
CN104965196A (zh) * 2015-07-03 2015-10-07 四川莱源科技有限公司 用于雷达的开关线调相电路
CN105356014A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 中国科学院微电子研究所 微带开关型移相器及应用其的移相模块
CN108463948A (zh) * 2016-01-05 2018-08-28 派瑞格恩半导体有限公司 基于反射的rf移相器
CN106785251A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 中国电子科技集团公司第五十五研究所 传输型超宽带数字移相器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151923A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 北京超材信息科技有限公司 一种基于定向耦合器的混合型液晶移相器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10270146B2 (en) Ultra wide band digital phase shifter
US6674340B2 (en) RF MEMS switch loop 180° phase bit radiator circuit
US4764740A (en) Phase shifter
US7315225B2 (en) Phase shifter providing multiple selectable phase shift states
US9112504B2 (en) High frequency switch
CN102148416A (zh) 微波毫米波超宽带六位mmic数字移相器
CN100495912C (zh) 微波毫米波宽带三分贝正交数字移相器
CN109560787A (zh) 一个bit实现两种相移的反射型数字移相器
KR100403972B1 (ko) 초고주파 쌍자극-쌍투 스위치와 초고주파 분배/전송스위치 및 이를 이용한 고효율 전력 증폭기
KR101263927B1 (ko) 스위치-라인 형태의 반사부하를 이용한 반사형 위상변환기
CN106099295A (zh) 准平面宽带功分端口/路数可重构功分器
EP0212796A1 (en) Dual phase shifter
US10498415B2 (en) Systems and methods for a multi-mode active electronically scanned array
US4924196A (en) Waveguide matrix switch
CN110459838B (zh) 移相器、相控阵天线设备以及移相方法
CN108880579B (zh) 具有双刀多掷和功率分配双功能可切换的开关矩阵电路
CN110233316A (zh) 一种改进开关线型移相器
Trinh et al. 18.7 GHz 4-bit PIN diode reflection type phase shifter for radiometer phased array antenna
CN110212888A (zh) 一种微带高低通型数字移相器结构
CN208723877U (zh) 具有双刀多掷和功率分配双功能可切换的开关矩阵电路
KR20040043291A (ko) 직교신호 발생기를 이용한 선택적 결합기형 디지털위상변위기
CN110112515B (zh) 一种基于mems开关的混合移相器
CN209748884U (zh) 应用于毫米波安检设备的单刀多掷开关电路板
CN117674804A (zh) 一种大功率环阵开关网络应用电路的实现方法
CN221727402U (zh) 一种大功率单刀双掷开关

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190402