超寬帶電控移相器的研制.pdf

1、移相器廣泛應用于電子對抗系統(tǒng)、測量和測試系統(tǒng)等,尤其在相控陣天線、雷達系統(tǒng)中應用最為廣泛。對以一些質量和尺寸較大的天線和雷達,機械掃面時慣性較大,因而難以檢測到運動速度較快的目標。將移相器用于相控陣天線雷達中,可以通過控制移相器的相移量來改變天線孔徑上的相位分布,從而可以不必機械運動即可掃描空間波束。本文重點探究了可在360°全相內移相,并可控的超寬帶移相器。
　　本文所設計的移相器可分為兩個部分,超寬帶3dB定向耦合器和控制電路

2、。超寬帶3dB定向耦合器將輸入信號分成兩路相互垂直的等功率信號,控制電路則主要通過單片機對矢量調制芯片的實時控制來實現(xiàn)360°內的移相。
　　首先,探究了設計定向耦合器采用的復合層微帶線結構,并詳細的給出了微帶線及耦合孔的尺寸與奇偶模阻抗的對應關系曲線,利用這一關系曲線圖可以方便地設計各種不同階數(shù)或不同耦合度的耦合器。
　　然后,設計單節(jié)耦合器采用了兩種不同結構:長方形結構、橢圓形結構,并設計仿真了這兩種結構不同耦合度(2d

3、B、3dB、4dB、5dB)共8個定向耦合器,并對它們進行分析與比較。長方形結構的耦合器回波損耗及隔離度要優(yōu)于橢圓形結構,橢圓形結構的耦合器帶寬要大于長方形結構。接下來為了增加帶寬,均采用長方形結構設計仿真了三階、五階3dB定向耦合器。由于三階、五階耦合器的微帶線很長,直線結構并不現(xiàn)實,本文將耦合線均進行了彎曲處理:將三階耦合器設計了半圓形結構和緊湊型結構,五階則采用環(huán)繞式結構。三階耦合器在0.6~1.8GHz內,S參數(shù)幅度差測試結果小

4、于1.1dB,相位偏差小于4.8°,五階耦合器在0.2~2GHz相位偏差測試結果小于8.8°。
　　最后,設計了移相器控制電路具體的方案,由單片機中 D/A電路來控制矢量調制芯片,實現(xiàn)最終的移相。將3dB定向耦合器與控制電路相連,在0.2~2GHz頻帶內對整個移相器進行了測試,在移相量分別為90°、180°、314°時的移相誤差分別小于9°、11.5°、14°。由于經(jīng)過定向耦合器后的正交信號存在相位誤差和幅度誤差,分別在理論上研究