一种微波移相器及方法技术

本发明专利技术属于电子及无线通讯领域，公开了一种微波移相器，包括第一混频器、延长线、第二混频器、功率分配器和频率综合器；第一混频器一端为微波信号输入端，另一端依次连接延长线和第二混频器一端，第二混频器另一端为微波信号输出端；功率分配器一端连接频率综合器，另一端连接第一混频器和第二混频器；当第一混频器上变频时，第二混频器下变频；当第一混频器下变频时，第二混频器上变频。先通过混频把输入信号搬移到不同的频率，通过延长线延迟后，再混频回原来的频率，这样就会得到新的传输相位，从而实现了移相功能。可解决传统移相器的可调相位范围/精度以及档位有限的问题，实现相位调整的无极档位和灵活的相位调整范围。

A microwave phase shifter and method

【技术实现步骤摘要】
一种微波移相器及方法
本专利技术属于电子及无线通讯领域，涉及一种微波移相器及方法。
技术介绍
在无线通讯或相控阵雷达等设计中经常会用到可调移相器。参加图1，现有的数字移相器的实现方案，一般都是通过开关选通的方式选择不同的支路，然后多节组合实现多档移相功能。但是，由于开关式数字移相器的原理的限制，开关式数字移相器一般都是步进式调整，并且在设计完成后调整的步进就固定了，无法进行校准和修正，导致调节档位有限，而且相位调整的范围和精度也有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中可调移相器相位调整的范围、精度以及档位有限的缺点，提供一种微波移相器及方法，实现无极档位和灵活的相位调整范围。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术一方面，一种微波移相器，包括第一混频器、延长线、第二混频器、功率分配器和频率综合器；第一混频器一端为微波信号输入端，另一端依次连接延长线和第二混频器一端，第二混频器另一端为微波信号输出端；功率分配器一端连接频率综合器，另一端连接第一混频器和第二混频器；当第一混频器上变频时，第二混频器下变频；当第一混频器下变频时，第二混频器上变频。进一步的改进在于：还包括第一滤波器和第二滤波器；第一混频器和延长线通过第一滤波器连接，第二滤波器与第二混频器的微波信号输出端连接，微波信号通过第二滤波器输出。还包括第三滤波器和第四滤波器；第三滤波器与第一混频器的微波信号输入端连接，微波信号通过第三滤波器输入第一混频器，延长线和第二混频器通过第四滤波器连接。还包括控制器，控制器与频率综合器连接，用于控制频率综合器输出的本振频率信号的频率大小。所述控制器为单片机或DSP，所述延长线为50欧姆的同轴线或微带线。还包括计算机，计算机与控制器上设置的计算机接口连接，用于通过控制器控制频率综合器输出的本振频率信号的频率大小。还包括矢量网络分析仪，矢量网络分析仪与第二混频器的微波信号输出端连接，用于检测第二混频器输出的微波信号的偏移相位。本专利技术另一方面，一种微波移相器，包括第一混频器、延长线、第二混频器、功率分配器、第一频率综合器和第二频率综合器；第一混频器一端为微波信号输入端，另一端依次连接延长线和第二混频器一端，第二混频器另一端为微波信号输出端；第一频率综合器与第一混频器连接，第二频率综合器与第二混频器连接；当第一混频器上变频时，第二混频器下变频；当第一混频器下变频时，第二混频器上变频。本专利技术又一方面，一种微波移相方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过下式得到频率综合器输出的本振频率信号的频率f2：c'*Phase/L-f1＝f2其中，f1为微波信号的频率，Phase为微波信号所需的偏移相位，L为延长线的长度，c'为电磁波在延长线中的等效传输速度；S2：通过频率综合器输出频率为f2的本振频率信号至功率分配器，并通过功率分配器输出至第一混频器和第二混频器；S3：通过第二混频器输出微波信号，完成微波信号移相。进一步的改进在于：所述步骤S2还包括：通过矢量网络分析仪检测第二混频器输出的微波信号的偏移相位是否与微波信号所需的偏移相位相同，当第二混频器输出的微波信号的偏移相位与为微波信号所需的偏移相位不同时，调节频率f2的大小至第二混频器输出的微波信号的偏移相位与为微波信号所需的偏移相位相同。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术微波移相器，通过第一混频器结合频率综合器输出的本振频率信号的频率将微波信号的频率混频至新的频率，基于不同的频率在同一延长线内的传输相位是不一样的原理，实现微波信号相位的偏移，并通过第二混频器结合频率综合器输出的本振频率信号的频率将微波信号的频率混频至原来的频率并输出，得到偏移相位后的微波信号，通过调整频率综合器输出的本振频率信号的频率和延长线的长度，实现微波信号所需偏移相位的调整。其中，基于频率综合器输出的本振频率信号的频率的扩展性以及结合延长线的长度设置，理论上只要延长线的长度的够长以及频率综合器输出的本振频率信号的频率范围够宽，就能实现任意相位范围的偏移，这极大的拓宽了相位调整范围；同时，基于延长线的长度无极设置和频率综合器输出的本振频率信号的频率的无极设置，实现微波信号相位的无极调相；通过调整延长线的调整步进和频率综合器输出的本振频率信号的频率步进，可以达到相位调整的不同精度，完成各种调相精确度的需求；基于频率综合器输出的本振频率信号的频率可调节性，在整个移相器设计完成后，在面对不同温度或其他影响条件下，仍然可对移相器的相位调整精度进行校准和修正。进一步的，设置第一滤波器和第二滤波器，滤除镜像等杂散，确保信号的不失真传输。进一步的，设置控制器来控制频率综合器输出的本振频率信号的频率大小，使得控制本振频率信号的频率大小变得更加简单。进一步的，控制器上设置的计算机接口连接，计算机通过现有后台软件等通过控制器对移相器进行控制，以方便操作。进一步的，设置矢量网络分析仪，通过检测第二混频器输出的微波信号的偏移相位，在面对不同温度或其他影响条件下，可对移相器的相位调整精度进行校准和修正。本专利技术微波移相方法，通过计算得到频率综合器输出的本振频率信号的频率，再将该频率通过频率综合器生成后发送至第一混频器和第二混频器，经过上述移相器即可实现微波信号所需的偏移相位的调整，整个方案简单，且能实现任意大小偏移相位的调整，基于频率综合器输出的本振频率信号的频率的无极设置，可以达到相位调整的不同精度，完成各种调相精确度的需求，提高移相精度。进一步的，通过矢量网络分析仪检测第二混频器输出的微波信号的偏移相位是否与微波信号所需的偏移相位相同，当第二混频器输出的微波信号的偏移相位与为微波信号所需的偏移相位不同时，调节频率的大小至第二混频器输出的微波信号的偏移相位与为微波信号所需的偏移相位相同，这样完成相位调整精度的校准和修正，进一步的提高相位调整精度，能够适用于高要求的相位调整场景。附图说明图1为现有移相器结构框图；图2为本专利技术的微波移相器结构框图；图3为本专利技术的原理仿真图；图4为本专利技术的仿真结果示意图；图5为本专利技术移相器相位的变化和频率综合器频率变化的关系示意图。其中：1-第一混频器；2-第一滤波器；3-延长线；4-第二混频器；5-第二滤波器；6-功率分配器；7-频率综合器；8-控制器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波移相器，其特征在于，包括第一混频器(1)、延长线(3)、第二混频器(4)、功率分配器(6)和频率综合器(7)；/n第一混频器(1)一端为微波信号输入端，另一端依次连接延长线(3)和第二混频器(4)一端，第二混频器(4)另一端为微波信号输出端；功率分配器(6)一端连接频率综合器(7)，另一端连接第一混频器(1)和第二混频器(4)；/n当第一混频器(1)上变频时，第二混频器(4)下变频；当第一混频器(1)下变频时，第二混频器(4)上变频。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波移相器，其特征在于，包括第一混频器(1)、延长线(3)、第二混频器(4)、功率分配器(6)和频率综合器(7)；
第一混频器(1)一端为微波信号输入端，另一端依次连接延长线(3)和第二混频器(4)一端，第二混频器(4)另一端为微波信号输出端；功率分配器(6)一端连接频率综合器(7)，另一端连接第一混频器(1)和第二混频器(4)；
当第一混频器(1)上变频时，第二混频器(4)下变频；当第一混频器(1)下变频时，第二混频器(4)上变频。


2.根据权利要求1所述的微波移相器，其特征在于，还包括第一滤波器(2)和第二滤波器(5)；
第一混频器(1)和延长线(3)通过第一滤波器(2)连接，第二滤波器(5)与第二混频器(4)的微波信号输出端连接，微波信号通过第二滤波器(5)输出。


3.根据权利要求2所述的微波移相器，其特征在于，还包括第三滤波器和第四滤波器；
第三滤波器与第一混频器(1)的微波信号输入端连接，微波信号通过第三滤波器输入第一混频器(1)，延长线(3)和第二混频器(4)通过第四滤波器连接。


4.根据权利要求1所述的微波移相器，其特征在于，还包括控制器(8)，控制器(8)与频率综合器(7)连接，用于控制频率综合器(7)输出的本振频率信号的频率大小。


5.根据权利要求4所述的微波移相器，其特征在于，所述控制器(8)为单片机或DSP，所述延长线(3)为50欧姆的同轴线或微带线。


6.根据权利要求4所述的微波移相器，其特征在于，还包括计算机，计算机与控制器(8)上设置的计算机接口连接，用于通过控制器(8)控制频率综合器(7)输出的本振频率信号的频率大小。


7.根据权利要求1所述的微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：田建伟，
申请(专利权)人：西安华讯天基通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61