CN216390945U - 一种移相网络 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种移相网络，其能够补偿附加移相，且每个通路的传输损耗幅度相同，可满足系统所需的相位关系，该移相网络包括：依次连接的第一3dB90度电桥、第二衰减器、第一4.77dB90度电桥、第二3dB90度电桥；第一附加相移电路，第一附加相移电路包括第三3dB90度电桥，第一附加相移电路连接第一4.77dB90度电桥的输入端；第二附加相移电路，第二附加相移电路包括第二4.77dB90度电桥，第二附加相移电路的两端分别连接第一3dB90度电桥和第二3dB90度电桥，信号经第三输入端口进入第一3dB90度电桥从第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出。

Description

一种移相网络

技术领域

本实用新型涉及微波Ku波段的宽带相控阵-MIMO雷达系统领域，具体而言，涉及一种移相网络。

背景技术

随着相控阵雷达和MIMO(MuRtipRe Input muRtipRe Output)雷达的不断进步，两者的相互融合，形成了新型的MIMO相控阵雷达。其拥有比大单独的相控阵雷达或MIMO雷达更好的角分辨率，更多的可检测目标，更高的输出信号干扰噪声比。移相网络作为MIMO相控阵雷达接收组件的关键部件之一就显得尤为重要，选择合适的移相网络，可以方便地对多通道接收天线的信号进行移相和合路。使得每个通道的接收信号平均分配到各个输出端口，同时对每个通道的接收信号到不同输出端口的相位移相，为接下来的微波射频信号处理奠定基础。

以最简单的3进2出移相网络单元为例，其原理框图如图2所示。理论上，假定三个输入端口信号幅度和相位相同，输入端口In1分别到输出端口Out1和Out2的传输损耗均为4.76dB，传输相位分别为90度和0度(基准相位)。输入端口In2和In3到输出端口Out1和Out2的幅相关系就有些相对复杂，因为输入端口In2和In3的信号到输出端口分别经过了两条路径，见图2虚线所示，经过最后一级3dB90度电桥合成，得到In2和In3分别到Out1和Out2的传输损耗均为4.76dB，传输相位分别为-30度、120度、120度和150度。见表1.所示。

相位关系(度)	In1	In2	In3
				Out1	90	-30	120
Out2	0	120	150

表1.移相网络的相位关系图

从图2可看出，基准通路(In1到Out2)经过了两个90度电桥，而有的信号通路经过了三个90度电桥。因此在经过两个90度电桥的通路上添加了附加相移，以补偿电桥的相位，这通常用希夫曼移相器实现。

但是，随着工作频率的升高和带宽的增加，希夫曼移相器已无法满足补偿移相的需要。此外附加移相器所带来的传输损耗已经不可忽略不计，必须在移相网络中加以考虑，否则各通路的幅相关系会发生改变。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种移相网络，其能够补偿附加移相，且每个通路的传输损耗幅度相同，可满足系统所需的相位关系。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种移相网络，该移相网络包括：

依次连接的第一3dB90度电桥、第二衰减器、第一4.77dB90度电桥、第二3dB90度电桥，信号经第二输入端口进入到第一3dB90度电桥后从第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出；

第一附加相移电路，第一附加相移电路包括第三3dB90度电桥，第一附加相移电路连接第一4.77dB90度电桥的输入端，信号经第一输入端口进入第一附加相移电路后从第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出；

第二附加相移电路，第二附加相移电路包括第二4.77dB90度电桥，第二附加相移电路的两端分别连接第一3dB90度电桥和第二3dB90度电桥，信号经第三输入端口进入第一3dB90度电桥从第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一附加相移电路还包括第一衰减器、第一电阻、第二电阻、第三电阻，第一衰减器的输出端连接第三3dB90度电桥，第三3dB90度电桥的输出端分别连接第一电阻、第二电阻和第一4.77dB90度电桥，第一电阻和第二电阻的输出端接地，第一4.77dB90度电桥输出端分别连接第三电阻和第二3dB90度电桥，第三电阻接地。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二附加相移电路还包括第三衰减器、第四电阻和第五电阻，第三衰减器的输入端连接第一3dB90度电桥的输出端，第三衰减器的输出端连接第二4.77dB90度电桥，第二4.77dB90度电桥的输出端分别连接第四电阻、第五电阻和第二3dB90度电桥的输入端，第四电阻、第五电阻接地。

本实用新型实施例的有益效果是：在本实用新型中的移相网络在经过两个90度电桥的通路上添加了两路附加相移电路，以补偿电桥的相位；其中一路设置有第三3dB90度电桥，第三3dB90度电桥接入到第一4.77dB90度电桥；另一路设置有第二4.77dB90度电桥，第二4.77dB90度电桥的两端分别接入第一3dB90度电桥和第二3dB90度电桥，使得每个微波信号传输通路都经过了两个3dB 90度电桥和一个4.77dB 90度电桥，确保了相位的一致性，由于附加移相90度电桥的引入，其所带来的额外传输损耗分别由不同的衰减器来补偿，最终确保6个通路的传输损耗幅度相同，并满足系统所需的相位关系。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的移相网络原理框图；

图2为现有技术中的移相网络原理框图。

图标：B1-第一3dB90度电桥；A2-第二衰减器；B2-第一4.77dB90度电桥；B3-第二3dB90度电桥；B4-第三3dB90度电桥；B5-第二4.77dB90度电桥；A1-第一衰减器；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；A3-第三衰减器；R4-第四电阻；R5-第五电阻；In1-第一输入端口；In2-第二输入端口；In3-第三输入端口；Out1-第一输出端口；Out2-第二输出端口传出。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参见图1，本实施例中最简单的3进2出移相网络单元为例，该移相网络包括：

依次连接的第一3dB90度电桥B1、第二衰减器A2、第一4.77dB90度电桥B2、第二3dB90度电桥B3，信号经第二输入端口In2进入到第一3dB90度电桥B1后从第二3dB90度电桥B3的第一输出端口Out1/第二输出端口传出Out2；

第一附加相移电路，第一附加相移电路包括第三3dB90度电桥B4，第一附加相移电路连接第一4.77dB90度电桥B2的输入端，信号经第一输入端口In1进入第一附加相移电路后从第二3dB90度电桥B3的第一输出端口Out1/第二输出端口传出Out2；

第二附加相移电路，第二附加相移电路包括第二4.77dB90度电桥B5，第二附加相移电路的两端分别连接第一3dB90度电桥B1和第二3dB90度电桥B3，信号经第三输入端口In3进入第一3dB90度电桥B1从第二3dB90度电桥B3的第一输出端口Out1/第二输出端口Out2传出。

在本实施例中的第一/第二附加相移电路分别用实际的90度电桥来代替，完美地补偿了附加移相。这样做的好处是每个微波信号传输通路都经过了两个3dB 90度电桥和一个4.77dB 90度电桥，从理论上确保了相位的一致性。此外由于附加移相90度电桥的引入，其所带来的额外传输损耗分别由不同的衰减器来补偿。最终确保6个通路的传输损耗幅度相同，并满足系统所需的相位关系。

更为具体的，第一附加相移电路还包括第一衰减器A1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一衰减器A1的输出端连接第三3dB90度电桥B4，第三3dB90度电桥B4的输出端分别连接第一电阻R1、第二电阻R2和第一4.77dB90度电桥B2，第一电阻R1和第二电阻R2的输出端接地，第一4.77dB90度电桥B2输出端分别连接第三电阻R3和第二3dB90度电桥B3，第三电阻R3接地。

第二附加相移电路还包括第三衰减器A3、第四电阻R4和第五电阻R5，第三衰减器A3的输入端连接第一3dB90度电桥B1的输出端，第三衰减器A3的输出端连接第二4.77dB90度电桥B5，第二4.77dB90度电桥B5的输出端分别连接第四电阻R4、第五电阻R5和第二3dB90度电桥B3的输入端，第四电阻R4、第五电阻R5接地。在本实施例中的所有电阻均为50Ω。

实际工程中，可以将本实施例中的结构作为基本移相网络单元，通过与其它微波元器件的组合，使得输入信号的相位不同，就可以搭建出更加复杂的移相网络。可以更好地应用在微波Ku波段的宽带相控阵-MIMO雷达系统中。基本移相网络是3进2出，共6个传输通道。其中In1-Out1，In1-Out2仅有一条支路，而另外4个传输通道，则分别有两条支路，见图例虚线1,2，这两条支路的信号幅度不同，相位正交(即相差90度)，经最后一级3dB90电桥合成，完成移相。附加移相分别用90度电桥和衰减器来代替，其中，90度电桥用于补偿电桥0度时的固有移相，三个衰减器用于补偿和平衡引入90度电桥带来的各通道损耗。

综上所述，在本实用新型中的移相网络在经过两个90度电桥的通路上添加了两路附加相移电路，以补偿电桥的相位；其中一路设置有第三3dB90度电桥B4，第三3dB90度电桥B4接入到第一4.77dB90度电桥B2；另一路设置有第二4.77dB90度电桥B5，第二4.77dB90度电桥B5的两端分别接入第一3dB90度电桥B1和第二3dB90度电桥B3，使得每个微波信号传输通路都经过了两个3dB 90度电桥和一个4.77dB 90度电桥，确保了相位的一致性，由于附加移相90度电桥的引入，其所带来的额外传输损耗分别由不同的衰减器来补偿，最终确保6个通路的传输损耗幅度相同，并满足系统所需的相位关系。

本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种移相网络，其特征在于，所述移相网络包括：

依次连接的第一3dB90度电桥、第二衰减器、第一4.77dB90度电桥、第二3dB90度电桥，信号经第二输入端口进入到所述第一3dB90度电桥后从所述第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出；

第一附加相移电路，所述第一附加相移电路包括第三3dB90度电桥，所述第一附加相移电路连接所述第一4.77dB90度电桥的输入端，信号经第一输入端口进入所述第一附加相移电路后从所述第二3dB90度电桥的所述第一输出端口/第二输出端口传出；

第二附加相移电路，所述第二附加相移电路包括第二4.77dB90度电桥，第二所述第二附加相移电路的两端分别连接所述第一3dB90度电桥和所述第二3dB90度电桥，信号经第三输入端口进入所述第一3dB90度电桥从所述第二3dB90度电桥的第一输出端口/第二输出端口传出。

2.根据权利要求1所述的移相网络，其特征在于，所述第一附加相移电路还包括第一衰减器、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第一衰减器的输出端连接所述第三3dB90度电桥，所述第三3dB90度电桥的输出端分别连接所述第一电阻、第二电阻和所述第一4.77dB90度电桥，所述第一电阻和所述第二电阻的输出端接地，所述第一4.77dB90度电桥输出端分别连接所述第三电阻和所述第二3dB90度电桥，所述第三电阻接地。

3.根据权利要求1所述的移相网络，其特征在于，所述第二附加相移电路还包括第三衰减器、第四电阻和第五电阻，所述第三衰减器的输入端连接所述第一3dB90度电桥的输出端，所述第三衰减器的输出端连接所述第二4.77dB90度电桥，所述第二4.77dB90度电桥的输出端分别连接所述第四电阻、第五电阻和所述第二3dB90度电桥的输入端，所述第四电阻、第五电阻接地。

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