RU2692480C1 - High-resolution microwave phase-shifting unit - Google Patents
High-resolution microwave phase-shifting unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692480C1 RU2692480C1 RU2018134903A RU2018134903A RU2692480C1 RU 2692480 C1 RU2692480 C1 RU 2692480C1 RU 2018134903 A RU2018134903 A RU 2018134903A RU 2018134903 A RU2018134903 A RU 2018134903A RU 2692480 C1 RU2692480 C1 RU 2692480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- degrees
- signal
- shifting unit
- phase shifter
- Prior art date
Links
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 30
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 11
- 239000013598 vector Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
- H01P1/185—Phase-shifters using a diode or a gas filled discharge tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/165—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation
-
- 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
- H03H7/20—Two-port phase shifters providing an adjustable phase shift
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к фазовращателям СВЧ на полупроводниковых приборах. Фазовращатели (ФВ) широко используются в аппаратуре связи, радиолокации и измерительной технике.The invention relates to electronic engineering, in particular to microwave phase shifters on semiconductor devices. Phase shifters (EFs) are widely used in communications equipment, radiolocation and measurement technology.
Фазовращатели бывают с непрерывным и дискретным изменением фазы, при этом последние представляют собой каскадное соединение нескольких, по крайней мере, от двух до 5-6 разрядов, содержащих калиброванные отрезки линий передачи, обеспечивающих заданный сдвиг фазы. Подключение и отключение отрезков линий передачи в каждом разряде осуществляется электронными ключами, в качестве которых используются полупроводниковые диоды или транзисторы.Phase shifters are with continuous and discrete phase changes, while the latter are a cascade connection of several, at least, from two to 5-6 digits containing calibrated segments of transmission lines providing the specified phase shift. The connection and disconnection of the transmission line segments in each discharge is carried out by electronic switches, which use semiconductor diodes or transistors.
Фазовращатели СВЧ характеризуются:Microwave phase shifters are characterized by:
- максимальной и минимальной величиной изменения фазы СВЧ (шаг по фазе, дискрет по фазе);- the maximum and minimum magnitude of the microwave phase change (phase step, phase discrete);
- шириной рабочей полосы;- working width;
- величиной потерь СВЧ сигнала;- the magnitude of the loss of the microwave signal;
- монотонностью изменения фаз при их изменении;- monotony of change of phases at their change;
- точностью установки заданного значения фазы;- the accuracy of setting the specified phase value;
- параметрами управляющих сигналов.- parameters of control signals.
Обычно, например, у шестиразрядного фазовращателя значения разрядов имеют значения 180, 90, 45, 22,5, 11,25 и 5,623 градусов. Включением различных секций можно обеспечить изменение фазы в пределах от 360 до 0 градусов с минимальным шагом 5,625 градусов.Usually, for example, in a six-digit phase shifter, the values of discharges are 180, 90, 45, 22.5, 11.25, and 5.623 degrees. The inclusion of different sections can provide a phase change in the range from 360 to 0 degrees with a minimum step of 5.625 degrees.
Однако, для практических задач, например, в измерительной аппаратуре или в радиолокационных системах высокого разрешения могут потребоваться изменения фазы с шагом порядка 0,1 градуса.However, for practical tasks, for example, in measuring equipment or in high-resolution radar systems, phase changes may be required in increments of the order of 0.1 degrees.
Известен представленный на фиг. 1 дискретный петлеобразный диодный СВЧ фазовращатель (патент РФ №2231175 С2; МПК: Н01Р 1/185; 20.06.2006), состоящий из микрополосковых секций, снабженных соединяющим концы петли диодом и связанным с ней коммутируемым согласующим элементом. Коммутируемый согласующий элемент в виде подключенного к середине петли через диод короктозамкнутого шлейфа выполнен в секциях с большим дискретом, а в секциях с малым дискретом - в виде линии на участке соединения через диод концов петли с волновым сопротивлением, превышающим в 1,5-2 раза волновое сопротивление основной линии и петли.The one shown in FIG. 1 discrete loop-shaped microwave diode phase shifter (RF patent №2231175 C2; IPC:
Известен представленный на фиг. 2 фазовращатель СВЧ (патент РФ №2316086 С1; МПК: Н01Р 1/185; 27.01.2008), содержащий 2 линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ-сигнала, другая для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки и отрезок линии передачи с длиной, равной половине длины волны, в линии передачи. Исток первого полевого транзистора с барьером Шотки соединен с линией передачи на входе, сток с линией передачи на выходе и с одним из концов отрезка линии передачи. Другой конец отрезка линии передачи соединен с линией передачи на входе. Сток второго полевого транзистора с барьером Шотки соединен с отрезком линии передачи на расстоянии, равном четверти длины волны, в линии передачи от любого его конца, исток его заземлен. Затворы полевых транзисторов с барьером Шотки соединены между собой и соединены с одним источником постоянного управляющего напряжения.The one shown in FIG. 2 microwave frequency shifter (RF patent №2316086 C1; IPC:
Известен представленный на фиг. 3 фазовращатель СВЧ (патент РФ №2401489 С1; МПК: Н01Р 1/18; 10.10.2010), содержащий 2 линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, одна предназначена для входа СВЧ-сигнала, другая для выхода, два полевых транзистора с барьером Шотки, индуктивности и емкости одинаковой величины, дополнительно введен отрезок линии передачи длиной, равной одной восьмой длины волны на средней частоте рабочей полосы частот, с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии передачи на входе, при этом один конец упомянутого отрезка линии передачи соединен с линией передачи на входе и с одним концом первой емкости, другой конец упомянутого отрезка линии передачи соединен с линией передачи на выходе и с одним концом второй емкости, другой конец каждой емкости соединен соответственно со стоком каждого полевого транзистора с барьером Шотки и также с одним концом каждой индуктивности, величину которой определяют из математического выражения в зависимости от средней частоты рабочей полосы частот и выходной емкости транзисторов.The one shown in FIG. 3 microwave phase shifter (RF patent №2401489 C1; IPC:
Известен представленный на фиг. 4 СВЧ-фазовращатель на основе полупроводниковой схемы (патент РФ №2379798 С1; МПК: Н01Р 1/18; 20.01.2010). СВЧ-фазовращатель на основе полупроводниковой схемы, содержит два параллельных канала, входы и выходы которых, соответственно, соединены с входной и выходной микрополосковыми линиями, при этом первый канал содержит последовательно соединенные первый полевой транзистор с затвором Шотки, первый фазосдвигающий элемент в виде микрополосковой линии и второй полевой транзистор с затвором Шотки, второй канал -последовательно соединенные третий полевой транзистор с затвором Шотки, второй фазосдвигающий элемент и четвертый полевой транзистор с затвором Шотки, а затворы всех транзисторов соединены резисторами для подачи управляющего напряжения, согласно изобретению второй фазосдвигающий элемент выполнен сменным и расположен вне пределов функциональной поверхности полупроводниковой схемы, а ширина затвора каждого полевого транзистора равна ширине микрополосковых линий.The one shown in FIG. 4 Microwave phase shifter based on semiconductor circuit (RF patent №2379798 C1; IPC: Н01Р 1/18; 01.20.2010). The microwave phase shifter based on a semiconductor circuit contains two parallel channels, the inputs and outputs of which, respectively, are connected to the input and output microstrip lines, the first channel containing the first field-effect transistor with the Schottky gate, the first phase-shifting element in the form of a microstrip line and the second field-effect transistor with a Schottky gate, the second channel is a successively connected third field-effect transistor with a Schottky gate, the second phase-shifting element and the fourth field-effect transistor p with the gate Schottky, and the gates of all transistors are connected by resistors for supplying control voltage, according to the invention, the second phase-shifting element is replaceable and located outside the functional surface of the semiconductor circuit, and the width of the gate of each field-effect transistor is equal to the width of microstrip lines.
Кроме того, второй фазосдвигающий элемент может быть выполнен в виде микрополосковой линии.In addition, the second phase-shifting element can be made in the form of a microstrip line.
Кроме того, второй фазосдвигающий элемент может быть выполнен в виде LC-цепей на сосредоточенных элементах.In addition, the second phase-shifting element can be made in the form of LC circuits on lumped elements.
Выполнение второго сменного фазосдвигающего элемента в виде микрополосковой линии или LC-цепей на сосредоточенных элементах позволяет реализовать любой фазовый дискрет многоразрядного фазовращателя выбранного частотного диапазона.The implementation of the second replaceable phase-shifting element in the form of a microstrip line or LC-circuits on lumped elements allows you to implement any phase discrete multi-bit phase shifter of the selected frequency range.
Известен представленный на фиг. 5 проходной дискретный полупроводниковый СВЧ-фазовращатель (патент РФ №2639992 С1; МПК: Н01Р 1/185; 25.12.2017), согласованный с волновым сопротивлением основной линии передачи, выполненный на основе соединения отрезков линий передачи и управляющих элементов, преимущественно диодов. Вход и выход фазосдвигающей цепи фазовращателя соединены через управляющий элемент. Фазосдвигающая цепь фазовращателя содержит фильтр нижних частот в виде последовательного соединения трех (в случае дискрета, большего 90 градусов) или двух (в случае дискрета, меньшего или равного 90 градусов) отрезков линии передачи, к местам (точкам) соединения которых подключены шлейфы (шлейф), причем их свободные концы (концы центральных проводников) соединены по СВЧ с корпусом (экраном) через управляющие элементы, геометрические параметры упомянутых отрезков и шлейфов выбраны из условия обеспечения четвертьволновой электрической длины каждой линии передачи от входа (выхода) фазосдвигающей цепи до ближайшей точки соединения с корпусом, а волновые сопротивления этих отрезков превышают волновое сопротивление.The one shown in FIG. 5 pass-through discrete semiconductor microwave phase shifter (RF patent №2639992 C1; IPC:
Известен представленный на фиг. 6 широкополосный многоразрядный дискретный СВЧ-фазовращатель (патент РФ №172993 U1; МПК: Н01Р 1/185; 03.08.2017). Устройство, состоящее из N последовательно соединенных разрядов, в состав которых входят фазосдвигающий элемент (ФСЭ) и опорный элемент (ОЭ), содержащий первый и второй pin-диоды ОЭ, первый и второй конденсаторы ОЭ, индуктивность ОЭ, в ОЭ дополнительно введены вторая и третья индуктивности ОЭ, а в ФСЭ, содержащий первый и второй pin-диоды ФСЭ, первый и второй конденсаторы ФСЭ и индуктивность ФСЭ, дополнительно введены вторая индуктивность ФСЭ и третий конденсатор ФСЭ с соответствующими связями.The one shown in FIG. 6 wideband multi-bit discrete microwave phase shifter (RF patent №172993 U1; IPC:
Как видно, известные многоразрядные проходные фазовращатели СВЧ имеют две линии передачи с одинаковыми волновыми сопротивлениями, между которыми располагаются фазосдвигающие секции (в виде LC-цепи, полупроводниковых диодов или просто отрезков линий передач) в необходимом числе с дискретом от 180 до 5,625 градуса. Уменьшение дискретов в такой конструкции практически невозможно из-за малости фазосдвигающего отрезка в 2,812 градуса и т.д. градусов, соизмеримых с влиянием других элементов схемы.As can be seen, the well-known multi-digit microwave pass-through phase shifters have two transmission lines with the same wave impedances, between which phase-shifting sections are located (in the form of an LC circuit, semiconductor diodes, or simply segments of transmission lines) in the required number with discrete values from 180 to 5.625 degrees. The reduction of discretes in such a design is almost impossible due to the small phase-shifting segment of 2.812 degrees, etc. degrees commensurate with the influence of other elements of the scheme.
Актуальной проблемой является создание фазосдвигающего устройства с дискретами приращения фазы от единиц до 0,1 градуса.The actual problem is the creation of a phase-shifting device with discrete phase increments from units to 0.1 degrees.
Наиболее близким к сущности заявленного изобретения является представленное на фиг. 7 техническое решение полупроводниковой интегральной схемы многоразрядного фазовращателя (Елесин В.В., Назарова Г.Н., Усачев Н.А., Чуков Г.В., Сотсков Д.И. «Построение монолитных ИС многоразрядных фазовращателей СВЧ диапазона с улучшенными точностными характертстиками», журнал «Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА», №5, Зеленоград, МИЭТ, 2012 г., стр. 31-38) для активной антенной решетки СВЧ диапазона. Оригинальным в данной работе является реализация СВЧ-фазовращателя по технологии SiGe-БиКМОП на одном кристалле с использованием регулировки амплитуд ортогональных составляющих формируемого сигнала. Идея регулировки амплитуды одной из составляющих сигнала использована в предлагаемой заявке при реализации фазовращателя по микрополосковой технологии, что позволяет считать это прототипом предлагаемого изобретения. Предложен вариант многоразрядного ФВ в монолитном исполнении с амплитудно-управляемыми усилителями с использованием принципа сложения ортогональных векторов (фиг. 7а). На фиг. 7б представлена структурная схема векторного ФВ. Такая схема позволяет повернуть фазу выходного сигнала только в пределах 90 градусов. Для поворота фазы в пределах 360 градусов необходимо включать последовательно 4 схемы представленные на фиг. 7б, что усложняет устройство и является недостатком этого технического решения.Closest to the essence of the claimed invention is presented in FIG. 7 technical solution of a semiconductor integrated circuit of a multi-bit phase shifter (Elesin V.V., Nazarova G.N., Usachev N.A., Chukov G.V., Sotskov D.I. “Construction of monolithic integrated circuits of multi-digit microwave phase shifters with improved accuracy characteristics ", Journal" News of universities. ELECTRONICS ", No. 5, Zelenograd, MIET, 2012, p. 31-38) for an active microwave antenna array. The original in this work is the implementation of the microwave phase shifter using SiGe-BiCMOP technology on a single chip using the amplitude adjustment of the orthogonal components of the generated signal. The idea of adjusting the amplitude of one of the signal components was used in the proposed application when implementing a phase shifter according to microstrip technology, which makes it possible to consider this a prototype of the invention. A variant of multi-bit PV in monolithic design with amplitude-controlled amplifiers using the principle of addition of orthogonal vectors (Fig. 7a) is proposed. FIG. 7b is a block diagram of the vector PV. This scheme allows you to rotate the phase of the output signal only within 90 degrees. To rotate the phase within 360 degrees, it is necessary to include in
В сравнении с техническим решением представленным на фиг. 7 предлагаемое техническое решение обладает преимуществом использования по широко распространенной микрополосковой технологии и относительной ее дешевизны, что позволяет разработчику реализовывать вариант исполнения, подходящий для его конкретной задачи.In comparison with the technical solution shown in FIG. 7, the proposed technical solution has the advantage of using the widely used microstrip technology and its relative cheapness, which allows the developer to implement an embodiment suitable for his particular task.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность обеспечения реализации минимальных дискретов фазовых сдвигов меньше чем 5,625 до 0,088 градуса (2,812; 1,406; 0,703; 0,352; 0,176 и 0,088) градуса.The technical result of the invention is the ability to ensure the implementation of the minimum sampling phase shifts less than 5,625 to 0,088 degrees (2,812; 1,406; 0,703; 0,352; 0,176 and 0,088) degrees.
Технический результат достигается тем, что входной сигнал 1 (фиг. 8) подается на двухканальный делитель 2 где делится на 2 потока: основной сигнал Аос 3 и вспомогательный Авс 4 со сдвигом фаз между ними 90 градусов. При этом основной сигнал Аос 3 выбирается больше сигнала Авс 4 на 13.1 дБ, чтобы при нулевом значении затухания цифрового аттенюатора 5 обеспечить сдвиг фазы выходного сигнала 2,812 градуса. Сигнал 4 через Цифровой Аттенюатор 5, выходной сигнал которого 6, подается на один вход сумматора 7, а на второй вход которого подается основной сигнал 3. В результате векторного сложения сигналов на выходе сумматора 7 получается сигнал Асум 8, сдвинутый по фазе относительно основного сигнала 3 на величину, зависящую от уровня вспомогательного сигнала Авс 6. Управляя цифровым аттенюатором 5 по входу 9 можно получать требуемые малые сдвиги (фиг. 9). Выбирая разрядность ЦАт и шаг изменения затухания можно выбрать требуемый диапазон и минимальный дискрет изменения фазы как это осуществляется в техническом решении, представленном на фиг. 7.The technical result is achieved by the fact that the input signal 1 (Fig. 8) is fed to a two-
Данный эффект управления фазой сигнала объясняется тем, что как известно из математики, линейная комбинация нескольких синусоидальных величин с одной и той же частотой есть синусоидальная величина с той же частотой. В нашем случае имеем после делителя 2 два синусоидальных сигнала с одной и той же частотой, но сдвинутых по фазе на 90° друг относительно друга. После сумматора 7 образуется линейная комбинация двух синусоидальных величин:This effect of controlling the phase of a signal is explained by the fact that, as is known from mathematics, a linear combination of several sinusoidal quantities with the same frequency is a sinusoidal quantity with the same frequency. In our case, we have after
Для нашего случая ϕ1=0; ϕ2=90°; ϕ - сдвиг фазы после суммирования сигналов. Тогда формула (1) принимает вид:For our case, ϕ 1 = 0; ϕ 2 = 90 °; ϕ - phase shift after summation of signals. Then the formula (1) takes the form:
Из формулы (2) следует, что:From formula (2) it follows that:
tg(β)=Авс/Аос;tg (β) = A sun / A os ;
Таким образом, для получения фазового сдвига в 5,625 градуса соотношение амплитуд суммируемых сигналов должно быть 0.09849. А для получения фазового сдвига в 2,812 градуса соотношение амплитуд суммируемых сигналов должно быть 0.04912.Thus, to obtain a phase shift of 5.625 degrees, the amplitude ratio of the summed signals should be 0.09849. And to obtain a phase shift of 2.812 degrees, the amplitude ratio of the summed signals must be 0.04912.
Предлагаемый вариант фазовращателя 10 для обеспечения малых изменений уровня выходного сигнала 8 при перестройки фазы предпочтительно пригоден для реализаии малых сдвигов фазы, примерно, в диапазоне от 10-15 градусов и до сотых долей.The proposed version of the
Предлагаемый СВЧ фазовращатель может обеспечить необходимое значение сдвига фазы в требуемых пределах от 2,83 до 0,088 градусов с числом значений фаз от 6 до 16 в зависимости от шага изменения затухания ЦАт (3 или 1 дБ).The proposed microwave phase shifter can provide the necessary value of the phase shift in the required range from 2.83 to 0.088 degrees with the number of phase values from 6 to 16, depending on the step of changing the attenuation of the TsA (3 or 1 dB).
Получаемые значения фазовых сдвигов при шаге затухания в ЦАт в 1 дБ равны:The obtained values of phase shifts at decay step in TsA in 1 dB are equal to:
Согласно другому варианту заявленного изобретения, технический результат достигается тем, что в предлагаемом фазовращателе используются два многоразрядных фазовращателя, причем второй фазовращатель подключается последовательно с первым. При этом первый фазовращатель 11 (фиг. 10) обеспечивает управление фазами в диапазоне от 180 до 5,625 градусов с дискретами 5,625 градусов, а второй фазовращатель 13 обеспечивает переключаемые фиксированные значения фазы в диапазоне от 2,82 до 0,087 градусов.According to another embodiment of the claimed invention, the technical result is achieved in that the proposed phase shifter uses two multi-digit phase shifters, the second phase shifter being connected in series with the first one. The first phase shifter 11 (FIG. 10) provides phase control in the range from 180 to 5.625 degrees with discretes 5.625 degrees, and the
Для обеспечения монотонности характеристики перестройки фазы с малыми дискретами, необходимо чтобы ошибки в установках фаз предыдущих дискретов не превышали половины последующих младших разрядов. Практически это требование для числа разрядов более 6 невыполнимо без применения мер цифровой корректировки ошибок управления.To ensure the monotony of the characteristics of the phase adjustment with small discretes, it is necessary that the errors in the settings of the phases of the previous discretes do not exceed half of the subsequent lower digits. Practically, this requirement for the number of digits of more than 6 is impossible without the use of measures of digital correction of control errors.
Для этого в состав ВЫСОКОРАЗРЯДНОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ СВЧ необходимо включить цифровой драйвер 15, обеспечивающий перекодировку требуемых значений фазового сдвига в коды, учитывающие неидеальность реальных дискретов фазовращателей 11 и 13. В качестве такого драйвера может использоваться ПЗУ 15 (фиг. 10), в который заносятся перекодировки сигналов требуемого фазового сдвига 16 в коды сигналов 17, учитывающие фазовые ошибки дискретов. Необходимые коды должны формироваться в процессе изготовления и калибровки высокоразрядного фазовращателя индивидуально для каждого образца.To do this, the HIGH-DISTRIBUTED UHF PHASE TRUCKER must include a
Предлагаемые ФВ могут изготавливаться как в микрополосковом, так и в монолитном исполнении.The offered PV can be made both in microstrip, and in monolithic execution.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 схематично представлен дискретный петлеобразный диодный СВЧ фазовращатель. 1-петля; 2-участки линии передачи; 3, 7, 10-диод; 4 и 5 - входной и выходной участки линии передачи; 11-короткозамкнутый шлейф.FIG. 1 schematically represents a discrete loop-shaped diode microwave phase shifter. 1-loop; 2-sections of the transmission line; 3, 7, 10-diode; 4 and 5 - input and output sections of the transmission line; 11 short-circuited cable.
На фиг. 2 представлен фазовращатель СВЧ. 1, 2 - линии входа/выхода СВЧ-сигнала; 3, 4 - полевые транзисторы с барьером Шотки; 5 - отрезок линии передачи; 6 - источник напряжения управляющего.FIG. 2 shows the microwave phase shifter. 1, 2 - lines of input / output of the microwave signal; 3, 4 - field-effect transistors with a Schottky barrier; 5 - line segment transmission; 6 - a source of control voltage.
На фиг. 3 схематично представлен фазовращатель СВЧ. L1, L2 - индуктивности; С1, С2 - емкости; Т1, Т2 - транзисторы; Z0 - волновое сопротивление.FIG. 3 schematically shows a microwave phase shifter. L1, L2 - inductance; C1, C2 - capacity; T1, T2 - transistors; Z0 is the characteristic impedance.
На фиг. 4 схематично представлен СВЧ-фазовращатель на основе полупроводниковой схемы. 2, 3 - входная и выходная микрополосковая линия; 4, 6, 7, 9 - полевые транзисторы с затвором Шотки; 5, 8 - фазосдвигающие элементы; 10 - резисторы.FIG. 4 is a schematic representation of a microwave phase shifter based on a semiconductor circuit. 2, 3 - input and output microstrip line; 4, 6, 7, 9 - field-effect transistors with a Schottky gate; 5, 8 - phase-shifting elements; 10 - resistors.
На фиг. 5 представлен проходной дискретный полупроводниковый СВЧ-фазовращатель. 1 - основная линия передачи; 2, 2' - отрезки линии передачи; 3 - шлейф; D1 и D2 - управляющие элементы (диоды).FIG. 5 shows a pass-through discrete semiconductor microwave phase shifter. 1 - the main transmission line; 2, 2 '- segments of the transmission line; 3 - loop; D 1 and D 2 - control elements (diodes).
На фиг. 6 представлен широкополосный многоразрядный дискретный СВЧ-фазовращатель. 1 - фазосдвигающий элемент (ФСЭ); 2 - опорный элемент (ОЭ); 3, 4, 14 - первый, второй и третий конденсаторы ФСЭ; 5, 13 - первая и вторая индуктивности ФСЭ; 6, 7 - первый и второй pin-диоды ФСЭ; 8, 9 - первый и второй pin-диоды ОЭ; 10, 11 - первый и второй конденсаторы ОЭ; 12, 15, 16 - первая, вторая и третья индуктивности ОЭ.FIG. 6 shows a broadband multi-bit discrete microwave phase shifter. 1 - phase-shifting element (FSE); 2 - supporting element (OE); 3, 4, 14 - the first, second and third capacitors of the FSE; 5, 13 - the first and second inductances of FSE; 6, 7 - the first and second pin diodes of the FSE; 8, 9 - the first and second pin diodes OE; 10, 11 - the first and second capacitors OE; 12, 15, 16 - the first, second and third inductance OE.
Фиг. 7 поясняет принцип сложения ортогональных векторов (а) и структурную схему векторного ФВ (б).FIG. 7 explains the principle of addition of orthogonal vectors (a) and the block diagram of the vector PV (b).
На фиг. 8 показана схема СВЧ-фазовращателя.FIG. 8 shows a microwave phase shifter circuit.
На фиг. 9 показаны сдвиги фазы.FIG. 9 shows phase shifts.
На фиг. 10 представлена схема СВЧ-фазовращателя.FIG. 10 is a diagram of the microwave phase shifter.
Таким образом, предлагаемый высокоразрядный СВЧ-фазовращатель отличается от предшествующих вариантов исполнения тем, что в целях обеспечения изменения фазы 360 градусов с малым дискретом, в нем используется секция фазовращателя с малыми дискретами в пределах от единиц до сотых долей градуса путем изменения уровня ортогональной составляющей и секций фазовращателя с дискретами от 180 до 5,623 градуса с фазосдвигающими элементами. Это позволяет обеспечить весь диапазон изменения фазы в пределах 360-0,1 градуса.Thus, the proposed high-resolution microwave phase shifter differs from the previous versions in that in order to ensure a 360 degree change with a small discrete, it uses a phase shifter section with small discrete values ranging from units to hundredths of a degree by changing the level of the orthogonal component and sections phase shifter with increments from 180 to 5,623 degrees with phase-shifting elements. This allows you to provide the entire range of phase change in the range of 360-0.1 degrees.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134903A RU2692480C1 (en) | 2018-10-03 | 2018-10-03 | High-resolution microwave phase-shifting unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134903A RU2692480C1 (en) | 2018-10-03 | 2018-10-03 | High-resolution microwave phase-shifting unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2692480C1 true RU2692480C1 (en) | 2019-06-25 |
Family
ID=67038293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018134903A RU2692480C1 (en) | 2018-10-03 | 2018-10-03 | High-resolution microwave phase-shifting unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2692480C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU438066A1 (en) * | 1972-10-30 | 1974-07-30 | Войсковая Часть 33872 | Microwave phaser |
SU1298813A2 (en) * | 1985-11-10 | 1987-03-23 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Microwave phase-shift keyer |
SU1596275A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-09-30 | Горьковский Политехнический Институт | Apparatus for measuring complex gain factor of four-terminal network |
RU2379798C1 (en) * | 2008-11-12 | 2010-01-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы Научно-производственный центр "СПУРТ" | Microwave phase shifter based on semiconductor circuit |
WO2011132348A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | 日本電気株式会社 | Phase shifter |
RU125775U1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" | ACTIVE PHASE ROTARY (OPTIONS) |
-
2018
- 2018-10-03 RU RU2018134903A patent/RU2692480C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU438066A1 (en) * | 1972-10-30 | 1974-07-30 | Войсковая Часть 33872 | Microwave phaser |
SU1298813A2 (en) * | 1985-11-10 | 1987-03-23 | Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе | Microwave phase-shift keyer |
SU1596275A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-09-30 | Горьковский Политехнический Институт | Apparatus for measuring complex gain factor of four-terminal network |
RU2379798C1 (en) * | 2008-11-12 | 2010-01-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы Научно-производственный центр "СПУРТ" | Microwave phase shifter based on semiconductor circuit |
WO2011132348A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | 日本電気株式会社 | Phase shifter |
RU125775U1 (en) * | 2012-10-25 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" | ACTIVE PHASE ROTARY (OPTIONS) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10840889B2 (en) | Low loss reflective passive phase shifter using time delay element with double resolution | |
US4994773A (en) | Digitally controlled monolithic active phase shifter apparatus having a cascode configuration | |
US6320480B1 (en) | Wideband low-loss variable delay line and phase shifter | |
Chang et al. | A 28-GHz low-power vector-sum phase shifter using biphase modulator and current reused technique | |
CA2064327C (en) | Broadband phase shifter and vector modulator | |
CN112260651B (en) | Broadband programmable harmonic rejection mixer | |
US4977382A (en) | Vector modulator phase shifter | |
US7937051B2 (en) | Apparatus and method for measuring the level of RF signals, and a transmitter including a wide band measurement circuit | |
US20190140622A1 (en) | Low Loss Reflective Passive Phase Shifter using Time Delay Element | |
US9658262B2 (en) | RF power measurement with bi-directional bridge | |
RU2692480C1 (en) | High-resolution microwave phase-shifting unit | |
US7126442B2 (en) | Phase shifter | |
RU2367066C1 (en) | Microwave phase changer | |
US8611845B2 (en) | Enhanced flexibility coupler for RF power detection and control | |
US20230231542A1 (en) | Cascaded low-noise wideband active phase shifter | |
US10181833B2 (en) | Reflection type phase shifter with active device tuning | |
KR20110003960A (en) | High-frequency/high-performance phase shifters using pin diodes | |
RU2311704C1 (en) | Microwave attenuator | |
US6600381B2 (en) | Microwave voltage-controlled-oscillator | |
RU2419924C1 (en) | Phase shifter (versions) | |
CN112787628A (en) | Ultra-wideband reconfigurable active phase shifter | |
RU187668U1 (en) | Microwave discrete phase shifter | |
RU2324265C2 (en) | Microwave attenuator | |
RU166050U1 (en) | MULTI-DISCHARGE WIDE BAND DISCRETE SUPER HIGH FREQUENCY PHASE ROTARY | |
US20200313652A1 (en) | Reconfigurable filter for digitally controlled phase shifter |