毫米波低损耗移相电路制造技术

本发明专利技术公开了毫米波低损耗移相电路，该毫米波低损耗移相电路包含第一单刀双掷开关电路、第二单刀双掷开关电路、低通滤波电路、带通滤波电路。本发明专利技术利用高通元件相位超前特性合理选择参考态高通元件的阶数，可以实现较宽的相频特性带宽，且在带通滤波电路中引入并联谐振来改善高频相位带宽。单刀双掷开关电路与移相网络匹配设计，可以实现更小的插入损耗和面积。该移相电路有相频特性宽、损耗小、电路拓扑结构简单、工艺难度要求低、性能稳定的特点。性能稳定的特点。性能稳定的特点。

【技术实现步骤摘要】
毫米波低损耗移相电路


[0001]本专利技术属于微电子与固体电子学的射频微波集成电路领域，涉及一种移相电路，尤其涉及毫米波低损耗移相电路。

技术介绍

[0002]移相器是用于控制微波信号的相位变化的装置，是相控阵列雷达和数字微波通讯系统中的关键元件，通过移相器的相位变化来控制天线的波束扫描，所以移相器的性能如体积大小、移相精度、成本、工作温度、批量生产能力都直接关系到整个相控阵雷达的性能，对整个雷达系统起着至关重要的作用。
[0003]目前实现大移相量的单片集成移相器电路主要有传输型和反射型。反射型移相器可以实现较宽的带宽，但是四分之一波长线占用较大的面积，而且反射型移相器对工艺容差敏感，不利于大批量生产。传输型移相器常用的结构有高低通结构和全通结构，高低通结构移相器工作频带窄、损耗大，特别是K、Ka频段。全通结构移相器带宽宽，但是损耗和面积更大，在一些带宽要求不高的应用时没有优势。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了毫米波低损耗移相电路，解决带宽、损耗、工艺容差的兼顾问题，特别是在K、Ka频段，设计了一种毫米波低损耗移相电路，该移相电路不但可以实现较宽的相频特性、较小的损耗以及较小的面积，而且性能稳定、利于大批量生产。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种毫米波低损耗移相电路，该电路用于90
°
移相电路，该电路包含第一单刀双掷开关电路、第二单刀双掷开关电路、低通滤波电路和带通滤波电路；其中，第一单刀双掷开关电路包含第一开关管、第二开关管和第三开关管，第二单刀双掷开关电路包含第四开关管、第五开关管和第六开关管，低通滤波电路包含第一电感、第二电感和第一电容，带通滤波电路包含第一微带线、第二微带线、第二电容和第三电感，所述第一、第三、第四和第六开关管的栅极输入正向电压，第二和第五开关管的栅极输入反向电压；其中，第一开关管的第一端连接串联的第一电感和第二电感后与第四开关管的第一端连接，第四开关管的第二端与依次连接的第五开关管和第六开关管连接后接地；第一开关管的第二端依次连接第二开关管和第三开关管后接地；第一电感与第二电感的公共端与第一电容连接后接地；所述第一开关管与第二开关管的公共端与第一信号通道连接，第四开关管与第五开关管的公共端与第二信号通道连接；第二开关管与第三开关管的公共端串联第一微带线和第二微带线后与第五开关管与第六开关管的公共端连接；其中第一微带线与第二微带线的公共端与并联的第三电感和第二电容连接后接地。
[0006]优选地，所述第一单刀双掷开关电路和第二单刀双掷开关电路通过在开关管栅极施加控制电压来选择低通滤波电路和带通滤波电路中其中一路作为信号的传输路径。
[0007]优选地，所述开关管为场效应管。
[0008]一种毫米波低损耗移相电路，该电路用于180
°
移相电路，该电路包含第一单刀双掷开关电路、第二单刀双掷开关电路、低通滤波电路和带通滤波电路；其中，第一单刀双掷开关电路元件包含第七开关管和第八开关管；第二单刀双掷开关电路元件包含第九开关管和第十开关管；低通滤波电路元件包含第四电感、第五电感、第六电感、第三电容和第四电容；带通滤波电路元件包含第七电感、第八电感、第九电感、第五电容、第六电容和第七电容；所述第七和第九开关管栅极输入正向电压，第八和第十开关管栅极输入反向电压；其中，第七开关管的第一端连接串联的第四电感、第五电感与第六电感后与第九开关管的第一端连接，第七开关管的第二端与第八开关管第一端连接，第八开关管的第二端连接依次连接的第七电感、第五电容、第六电容和第八电感后与第十开关管的第二端连接，第十开关管的第一端与第九开关管的第二端连接，其中第四电感与第五电感的公共端连接第三电容后接地；第五电感与第六电感的公共端连接第四电容后接地，第五电容和第六电容的公共端连接并联的第九电感和第七电容后接地，所述第七开关管与第八开关管的公共端与第一信号通道连接，第九开关管与第十开关管的公共端与第二信号通道连接。
[0009]优选地，所述第一单刀双掷开关电路和第二单刀双掷开关电路通过在开关管栅极施加控制电压来选择低通滤波电路和带通滤波电路中其中一路作为信号的传输路径。
[0010]优选地，所述开关管为场效应管。
[0011]采用上述技术方案带来的有益效果：结合实例（1）改进传统高低通移相电路中参考路高通网络为带通网络，核心思路是一方面利用高通元件的相位超前特性合理选择高通元件阶数，即采用带通滤波结构代替传统高低通移相电路中的高通滤波结构，展宽了相频特性带宽。另一方面，在带通滤波结构中引入并联谐振，改善高频相位平坦度，展宽了相频特性带宽；（2）开关与移相网络联合设计，从而降低损耗和减小面积。通过开关的切换选择移相器的参考态和移相态，可以实现更宽的相频特性带宽，同时实现低损耗和小型化。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例28～42GHz频段90
°
移相电路原理图。
[0013]图2是本专利技术实施例28～42GHz频段180
°
移相电路原理图。
[0014]图3～图5是本专利技术实施例28～42GHz频段90
°
移相电路的仿真曲线。
[0015]图6～图8是本专利技术实施例28～42GHz频段180
°
移相电路的仿真曲线。
具体实施方式
[0016]以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0017]本实施例工作在28～42GHz频段移相电路，包括90
°
和180
°
移相电路，其中90
°
移相电路原理图如图1所示，180
°
移相电路原理图如图2所示。
[0018]该实例所述的开关管M为耗尽型FET管， Vgs或者Vgd施加
‑
5V电压时，开关管处于截止状态，Vgs或者Vgd施加0V电压时，开关管处于导通状态。其中g为FET管的栅极，d为FET管的漏极，s为FET管的源级。
[0019]如图1所示90
°
移相电路中，开关采用非对称结构与移相电路整体设计可以实现较
低的损耗，参考态带通滤波电路中的一阶高通元件电感L3提供了超前90
°
的基础相移，电感L3与电容C2构成并联谐振以展宽高频相位带宽。
[0020]该移相电路包括了第一单刀双掷开关电路、第二单刀双掷开关电路、低通滤波电路、带通滤波电路。通过切换第一单刀双掷开关电路和第二单刀双掷开关电路可以选择低通滤波电路和带通滤波电路其中一路作为信号的传输路径，实现相对相移。
[0021]所述的第一单刀双掷开关电路采用非对称结构设计，包括了开关管M1、开关管M2、开关管M3，第一单刀双掷开关电路的输入端与移相器的输入端相连，输出端一端与低通滤波电路相连，另一端与带通滤波电路相连。
[0022]所述的第二单刀双掷开关电路采用非对称结构设计，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波低损耗移相电路，其特征在于，该电路用于90
°
移相电路，该电路包含第一单刀双掷开关电路、第二单刀双掷开关电路、低通滤波电路和带通滤波电路；其中，第一单刀双掷开关电路包含第一开关管、第二开关管和第三开关管，第二单刀双掷开关电路包含第四开关管、第五开关管和第六开关管，低通滤波电路包含第一电感、第二电感和第一电容，带通滤波电路包含第一微带线、第二微带线、第二电容和第三电感，所述第一、第三、第四和第六开关管的栅极输入正向电压，第二和第五开关管的栅极输入反向电压；其中，第一开关管的第一端连接串联的第一电感和第二电感后与第四开关管的第一端连接，第四开关管的第二端与依次连接的第五开关管和第六开关管连接后接地；第一开关管的第二端依次连接第二开关管和第三开关管后接地；第一电感与第二电感的公共端与第一电容连接后接地；所述第一开关管与第二开关管的公共端与第一信号通道连接，第四开关管与第五开关管的公共端与第二信号通道连接；第二开关管与第三开关管的公共端串联第一微带线和第二微带线后与第五开关管与第六开关管的公共端连接；其中第一微带线与第二微带线的公共端与并联的第三电感和第二电容连接后接地。2.根据权利要求1所述的一种毫米波低损耗移相电路，其特征在于，所述第一单刀双掷开关电路和第二单刀双掷开关电路通过在开关管栅极施加控制电压来选择低通滤波电路和带通滤波电路中其中一路作为信号的传输路径。3.根据权利要求2所述的一种毫米波低损耗移相电路，其特征在于，所述开关管为场效应管。4.一种毫米波低损耗移...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣祖好，潘晓枫，
申请(专利权)人：中电国基南方集团有限公司，
类型：发明
国别省市：