一种基于GaAs pHEMT工艺的18~40 GHz六位高精度数控移相器

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺研制了一款工作频率为18~40 GHz的高精度六位数控移相器芯片。其中5.625°、11.25°和22.5°移相位采用了改进型的串并联电容移相结构,该结构可通过增加串联电感改善移相精度;45°和90°移相位采用了磁耦合全通网络型移相结构;180°移相位使用了基于串并联谐振结构的改进型移相器电路,拓展了移相器带宽,提高了移相精度。移相器芯片的实际加工面积为2.8 mm×1.4 mm。芯片的测试结果表明,在18~40 GHz频率范围内,移相精度均方根误差小于2.3°,移相寄生调幅均方根误差小于0.7 dB,全态损耗小于13.5 dB,全态输入、输出驻波分别小于1.7、1.9。

基于GaAs pHEMT工艺的宽带6位数字移相器MMIC

基于0.15μm GaAs pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺,研制了一款6位数字移相器微波单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC).该移相器由六个基本移相位级联组成,工作频带为10~18 GHz,步进值为5.625°,移相范围为0~360°,具有64个移相态.根据最优拓扑选择理论,5.625°,11.25°,22.5°移相位采用桥T型结构,降低了移相器的插损及面积;采用开关型高低通滤波器结构实现45°,90°,180°移相位,提高了大移相位的移相精度,并有效降低了寄生调幅.实测结果表明:64态移相寄生调幅均方根误差小于0.6 dB,移相输入输出回波损耗低于-11 dB,移相均方根误差小于4.2°,基态插入损耗低于8.6 dB.芯片尺寸为3.35 mm×1.40 mm.该数字移相器具有宽频带、高移相精度、尺寸小的特点,主要用于微波相控阵T/R组件、无线通信等领域.

基于IQ调制器的宽带移相器的校准方法研究

主要研究了一种基于IQ调制器的宽带移相器的校准方法。基于IQ调制器的幅相控制原理分析其误差来源,建立IQ调制器误差模型。在IQ调制器误差模型的基础上,建立了宽带移相器的相移量和控制量模型,设计了用于误差模型参数获取的校准方法和数据处理方法。通过仿真和实测数据对比,验证了该误差模型和校准方法的有效性与使用范围。

C波段反射型线性360°模拟移相器的设计

为调制射频信号在传输过程中引入的相移,设计了中心频率为4.0 GHz的反射型线性360°模拟移相器,利用分支线型定向耦合器和变容二极管实现360°移相,采用两个双分支定向耦合器级联构成三分支定向耦合器。同时采用带有串联传输线和短路终端的反射终端电路,使电路更易调节,以获得最佳线性度和最大带宽。最终给出了移相器的线性度和插入损耗的仿真和测试结果。结果表明,该移相器移相范围为360°,带宽为200MHz,中心频率移相误差小于15°,插入损耗波动小于3.5 dB。

通用阵列天线性能测试平台

相控阵天线成为现代雷达的一个至关重要的关键技术和发展方向,而对相控阵天线的创新研究需求迫切,研制周期要求紧张,因此,开发一种通用的阵列天线性能测试平台对相控阵天线的研制具有高效的促进作用。文中首先论述阵列天线测试平台研制的必要性,继而介绍一种基于混频模式的适用于V波段、P波段、L频段的超宽带阵列天线测试平台,实际工程应用显示该超宽带测试平台大幅度提高了相控阵天线的测试评估效率,有效地促进了相关工程项目和创新课题的研究进展。

用于移动通信电调天线的宽频移相器

提出一种用于移动通信电调天线的宽频移相器。该移相器通过介质滑动来改变相位,通过局部阻抗匹配保证介质滑动过程中各支路阻抗的小幅波动,实现稳定的功率分配。仿真和实测结果表明,该移相器在1.71GHz-2.69 GHz范围内,电压驻波比(VSWR)小于1.25,传输系数波动不超过±1dB,在最大相移位置,相位离散性在±7.5%以内。该移相器具有工作频带宽、通用性强、布局紧凑、体积小等优点。

面向有源相控阵系统2~18 GHz超宽带幅相多功能MMIC

基于0.15μm GaAs E/D pHEMT工艺研制了一款工作频率为2~18 GHz的高精度低功耗超宽带幅相多功能芯片,片内集成了超宽带数控移相器、Gm-boost结构行波放大器、单刀双掷吸收式开关、无源匹配电路、数字SPI接口电路等,整个芯片尺寸为4.0 mm×4.0 mm。提出奇偶模相速补偿的全通网络结构以及基于有源宽带差分结构的移相器电路拓扑,在九个倍频程范围内实现了高移相精度、低损耗和高幅度平坦度的数控移相器。测试结果表明:在2~18 GHz频率范围内移相精度RMS小于5°,移相寄生调幅小于±0.8 dB,发射/接收增益大于8 dB,输出1 dB压缩点功率大于12 dBm,输入驻波小于2.4,输出驻波小于1.7。

一种平面开槽超宽带天线的设计与研究

提出了一种新型的小型超宽带(UWB)指数渐变开槽天线,此天线用180°微带线相移器馈电网络馈电,研究了其相移器馈电网络的转接特性和反射损耗。并在辐射部分的前后端分别开小槽缝,改善了带内特性,进一步展宽了天线的频带,使天线的带宽大于3∶1(S11<-10 dB)。方向图在整个带宽范围内具有较好的方向特性,并在X波段具有良好的对称端射特性,在中心频段增益大于10 dB。

一种宽带平面巴伦的设计

文章设计了一种基于微带和共面带状线转换结构的宽带平面巴伦。该平面巴伦由3节威尔金森功分器和宽带180°移相器构成。首先,根据威尔金森功分器的设计方法,结合市场上电阻的标称值,优化设计了3节宽带威尔金森功分器。其次,基于微带和共面带状线结构设计了宽带的移相器,最后,将宽带移相器加载在3节威尔金森功分器的输出端口,构建了宽带平面巴伦结构。对设计的平面巴伦进行了制作和测试,测试结果表明,该宽带平面巴伦在2.16-6.04GHz频带内,相位不平衡度小于2.8°,在1.13-6.01GHz的频带内,幅度不平衡度小于0.6d B。

超宽带波纹波导正交模移相器设计

圆极化器是射电望远镜天线馈线系统的重要器件,其作用是把反射面天线接收的圆极化波变成2个垂直的线极化波。超宽带圆极化器由正交模耦合器和移相器组成。通过网络级联的方法和有限元数值分析相结合的方法对正交模移相器进行了研究。对方波导高次模精确分析,选择合适的方波导口径。利用HFSS电磁仿真软件,对波纹波导正交模移相器各个参数对圆极化器的影响进行分析。仿真结果表明,在30~50 GHz频率范围内,相移特性达到90°±6.7°,交叉极化和正交隔离度优于-65 d B。

X+Ku波段超宽带铁氧体移相器的仿真设计

本文对已有超越方程解析求解分析方法的准确度和适用性进行了仿真比对,在此基础上,以实现较好幅相传输特性为约束条件,给出了脊波导双环铁氧体加载移相器传输线设计参数;再通过初值设计和仿真优化,得到了阻抗匹配特性较好的宽带匹配网络设计参数。仿真结果表明,相应设计参数能够确保移相器在X+Ku波段80%以上相对带宽内实现较好性能。

一种超宽带数字移相器设计方法

基于矢量合成理论,采用混合微波集成电路技术,提出了一种超宽带数字移相器的设计方法.该方法通过调节两路正交信号的幅度合成得到第一象限内不同幅相的矢量,采用三级级联的结构实现对输入信号的360°移相.运用此方法设计制作了一款超高频、超宽带6位数字移相器.该移相器在相对带宽57%的工作频带内,相位均方根误差小于3.8°,幅度不平衡度小于3.0dB,当应用在宽工作带宽、窄瞬时信号带宽的相控阵天线时,通过划分频带分段修正使幅度不平衡度降低到2.5dB以下,同时减小相位均方根误差至3.0°以下,满足某型相控阵天线的需求.

具有超宽带吸收特性的Ku波段带通滤波器设计

为解决Ku波段带通滤波器带外反射信号干扰系统性能的问题,研究了一种具有超宽带无反射特性的Ku波段吸收式带通滤波器(Absorptive Bandpass Filter,ABPF)。该滤波器基于超宽带多级威尔金森(Wilkinson)功分器/合成器和超宽带90°移相器,结合传统反射式带通滤波器,利用进入功分器/合成器的两个支路的反射波的等幅反相特性,使反射波功率被功分器/合成器内的隔离电阻吸收来实现ABPF阻带内的无反射特性。采用并联加载λ/4双短路枝节微带线和参考微带线实现超宽带范围内90°左右的移相特性。设计并制作了一款中心频率为15.2 GHz的Ku波段ABPF实验样品。实测结果表明,该滤波器的3 dB通带带宽为1.4 GHz,输入端与输出端的吸收带宽覆盖5~26.5 GHz,实现了优良的超宽带吸收特性。

宽频功分移相器性能仿真分析

采用威尔金森(Wilkinson)功分器和宽带移相器级联的馈电网络具有良好的功分移相特性,可用于多模导航天线的设计.首先对馈电网络的宽带移相器进行了理论分析,然后采用HFSS软件对其短路及开路支节的参数进行了仿真,分析了其参数变化对馈电网络功分及移相特性的影响.仿真结果表明,优化参数的尺度可使馈电网络获得更宽的功分移相特性.

Ku波段宽带波束切换开关设计与优化

设计了一种基于四端口差分相移环行器的Ku波段宽带波束开关。针对波束开关在Ku波段获得大于1.5 GHz的带宽的目标,魔T和3 dB电桥采用了多级匹配的原理。考虑到功率、散热和额外的磁路结构,基于H侧加载铁氧体薄板结构设计了π/2差分移相器。然后设计并仿真了Ku波段宽带波束开关的整体性能。仿真结果显示,端口反射小于20dB,插入损耗小于0.07dB,带宽在Ku波段内为1.6GHz。制作加工了整体器件,并在实际测试中,波束开关实现了1.5 GHz的带宽和0.2 dB的低损耗。

一种基于改进型全通网络版图结构的UWB GaAs移相器

针对移相器带宽受限的问题,设计了一种用于拓展移相器工作带宽的改进型全通网络版图。在传统全通网络版图的基础上引入一个用于调谐全通网络(All-pass Network,APN)中两个电感之间互耦系数的电容,该电容可以作为一个自由设计量,因此该结构可以提升全通网络的设计灵活度。为了验证该设计思路,仿真、加工并测试了两个工作于0.3~2 GHz的GaAs超宽带移相器。测试结果表明,在0.3~2 GHz范围内,两个移相器的移相误差小于4.2%,回波损耗大于14.8 dB。与报道的类似移相器相比,所设计的移相器具有良好的回波损耗、大移相度、宽工作带宽和较低的移相误差等优良特性。

模拟复相关器研制及其性能测试

被动遥感技术的发展对复相关器提出了新的要求,而模拟复相关器具有灵敏度高、体积小、功耗低等优点。在此重点介绍了复相关器的核心部件:乘法器单元和宽带移相器;模拟了点频上的相位反演并分析其反演能力;测试了模拟复相关器的宽带相位特性,模拟了宽带相位反演过程并测得其相位反演精度。

一种用于TD-LTE电调智能天线的宽频移相器

针对TD-LTE系统中对电调智能天线的性能受移相器制约的问题,提出一种用于TD-LTE电调智能天线的宽频移相器。该移相器通过介质滑动来改变相位,通过局部阻抗匹配保证介质滑动过程中各支路阻抗的小幅波动,实现稳定的功率分配。仿真和实测结果表明,该移相器可同时工作在F(1880 MHz-1920 MHz),A(2010 MHz-2025MHz),D(2555 MHz-2635 MHz)3个频段,电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.2,传输系数波动不超过±1 dB,在最大相移时,相位离散性小于10%。