超寬帶電控移相器的研制.pdf

1、移相器廣泛應(yīng)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(yīng)用最為廣泛。對以一些質(zhì)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(nèi)移相,并可控的超寬帶移相器。
　　本文所設(shè)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(diào)制芯片的實時控制來實現(xiàn)360°內(nèi)的移相。
　　首先,探究了設(shè)計定向耦合器采用的復(fù)合層微帶線結(jié)構(gòu),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(yīng)關(guān)系曲線,利用這一關(guān)系曲線圖可以方便地設(shè)計各種不同階數(shù)或不同耦合度的耦合器。
　　然后,設(shè)計單節(jié)耦合器采用了兩種不同結(jié)構(gòu):長方形結(jié)構(gòu)、橢圓形結(jié)構(gòu),并設(shè)計仿真了這兩種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的耦合器回波損耗及隔離度要優(yōu)于橢圓形結(jié)構(gòu),橢圓形結(jié)構(gòu)的耦合器帶寬要大于長方形結(jié)構(gòu)。接下來為了增加帶寬,均采用長方形結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(shè)計了半圓形結(jié)構(gòu)和緊湊型結(jié)構(gòu),五階則采用環(huán)繞式結(jié)構(gòu)。三階耦合器在0.6~1.8GHz內(nèi),S參數(shù)幅度差測試結(jié)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(jié)果小于8.8°。
　　最后,設(shè)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(diào)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(nèi)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