【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频与微波集成电路设计领域，具体涉及一种宽带无源矢量合成移相器。
技术介绍
1、在电子通讯系统中，数控移相器主要用于需要相位控制功能的微波通信系统，如相控阵系统、空间通信收发机系统等。移相器是一种二端口网络，主要用于对射频和微波传输信号的相位进行控制。主要技术指标有：工作频带、移相范围、移相精度、寄生调幅、插入损耗、电压驻波比、功率容量、功耗、噪声等。
2、数控移相器可分为开关选择型和矢量合成型。开关选择型移相器受管芯寄生参量影响大，且不便于后期配置码值，不利于高精度设计；矢量合成移相器则可通过编码来实现高精度设计。矢量合成型移相器依幅度加权网络类型可分为有源矢量合成移相器和无源矢量合成移相器。有源矢量合成移相器使用放大管实现幅度加权，无源矢量合成移相器则使用开关阵列实现幅度加权，相比有源矢量合成移相器，无源矢量合成移相器的线性度更高、移相精度温漂更小、可双向使用且无功耗。
3、现已发表的无源矢量合成移相器论文中，开关阵列为宽带幅度调制电路，故而无源矢量合成移相器的工作频带主要受限于无源电路，尤其受限于iq信号发生器和balun的带宽。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术提供一种宽带无源矢量合成移相器，从拓宽无源电路工作频段的角度对传统无源矢量合成移相器进行优化。
2、技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、宽带无源矢量合成移相器包括：宽带iq信号发生器、i路0°/180°幅度加权网
4、所述宽带iq信号发生器，其输入端口接移相器输入端口，其输出端口分别接入i路0°/180°幅度加权网络和q路0°/180°幅度加权网络的输入端口，所述宽带iq信号发生器用于将输入移相器的单端信号转换为一组正交信号。
5、所述i路0°/180°幅度加权网络的输入端口接宽带iq信号发生器的输出端口，所述i路0°/180°幅度加权网络的输出端口接第二lc集总参数型功分器的输入端口，用于实现对i路信号0°/180°相位翻转，以及两种相位下信号的幅度加权。
6、所述q路0°/180°幅度加权网络的输入端口接宽带iq信号发生器的输出端口，所述q路0°/180°幅度加权网络的输出端口接第二lc集总参数型功分器的输入端口，用于实现对q路信号0°/180°相位翻转，以及两种相位下信号的幅度加权。
7、所述第二lc集总参数型功分器的输入端口分别接i路0°/180°幅度加权网络和q路0°/180°幅度加权网络的输出端口，所述第二lc集总参数型功分器的输出端口接移相器输出端口，实现信号合成，同时实现电路输出阻抗匹配。
8、进一步的，所述宽带iq信号发生器由第一lc集总参数型功分器和全通网络90°移相器级联构成；宽带iq信号发生器的输入端口接第一lc集总参数型功分器的输入端口，第一lc集总参数型功分器的输出端口一接全通网络90°移相器参考态的输入端口，第一lc集总参数型功分器的输出端口二接全通网络90°移相器移相态的输入端口，全通网络90°移相器参考态的输出端口接宽带iq信号发生器的i路输出端口，全通网络90°移相器移相态的输出端口接宽带iq信号发生器的q路输出端口。
9、进一步的，所述i路0°/180°幅度加权网络包括marchand balun1、第一开关阵列和marchand balun2，所述q路0°/180°幅度加权网络包括marchand balun3、第二开关阵列和marchand balun4；i路0°/180°幅度加权网络的输入端口接marchand balun1的不平衡输入端口，marchand balun1的平衡输出端口一接第一开关阵列的输入端口一，marchandbalun1的平衡输出端口二接第一开关阵列的输入端口二，第一开关阵列的输出端口一接marchand balun2的平衡输入端口一，第一开关阵列的输出端口二接marchand balun2的平衡输入端口二，marchand balun2的不平衡输出端口接i路0°/180°幅度加权网络的输出端口；q路0°/180°幅度加权网络的输入端口接marchand balun3的不平衡输入端口，marchandbalun3的平衡输出端口一接第二开关阵列的输入端口一，marchand balun3的平衡输出端口二接第二开关阵列的输入端口二，第二开关阵列的输出端口一接marchand balun4的平衡输入端口一，第二开关阵列的输出端口二接marchand balun4的平衡输入端口二，marchand balun4的不平衡输出端口接q路0°/180°幅度加权网络的输出端口。
10、进一步的，所述第一开关阵列和所述第二开关阵列，开关管芯尺寸和数目一致，控制位不同。
11、进一步的，所述marchand balun1、marchand balun2、marchand balun3和marchand balun4均为宽带巴伦。
12、进一步的，所述第一lc集总参数型功分器和第二lc集总参数型功分器均为宽带功分器，选用一级及一级以上lc型电路拓扑。
13、进一步的，所述宽带iq信号发生器和所述第二lc集总参数型功分器交换在移相器电路中输入/输出端口的位置，即该移相器属于互易网络，双向使用。
14、进一步的，所述第一开关阵列和第二开关阵列使用mos管或者hbt管，且管芯数目、尺寸根据所需移相步进改变。
15、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益的技术效果：
16、本专利技术在现有无源矢量合成移相器的基础上，通过全通网络90°移相器、marchandbalun和lc集总参数功分器等宽带无源电路的引入，来实现无源矢量合成移相器的宽带高精度设计。
17、宽带iq信号发生器输出信号的相位正交性和幅度一致性优于传统的叠层耦合器和lange耦合器，相比lange耦合器，宽带iq信号发生器射频端口布版也更灵活；marchandbalun输出的差分信号幅相平衡度优于传统的变压器balun，且工作频带更宽；lc集总参数功分器的输出信号幅相一致性佳，电路尺寸小于传统wilkson功分器。
18、上述无源电路幅相特性的改进，结合宽带开关阵列，可以有效地拓宽现有无源矢量合成移相器的工作频带。
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1.宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，包括宽带IQ信号发生器、I路0°/180°幅度加权网络、Q路0°/180°幅度加权网络和第二LC集总参数型功分器；
2.根据权利要求1所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述宽带IQ信号发生器由第一LC集总参数型功分器和全通网络90°移相器级联构成；
3.根据权利要求1或2所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述I路0°/180°幅度加权网络包括Marchand Balun1、第一开关阵列和Marchand Balun2，所述Q路0°/180°幅度加权网络包括Marchand Balun3、第二开关阵列和Marchand Balun4；
4.根据权利要求3所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述第一开关阵列和所述第二开关阵列，开关管芯尺寸和数目一致，控制位不同。
5.根据权利要求3所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述MarchandBalun1、Marchand Balun2、Marchand Balun3和Marchand Balun4均为宽带巴伦。
7.根据权利要求1或2或6所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述宽带IQ信号发生器和所述第二LC集总参数型功分器交换在移相器电路中输入/输出端口的位置，即该移相器属于互易网络，双向使用。
8.根据权利要求3所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述第一开关阵列和第二开关阵列使用MOS管或者HBT管，且管芯数目、尺寸根据所需移相步进改变。
...【技术特征摘要】
1.宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，包括宽带iq信号发生器、i路0°/180°幅度加权网络、q路0°/180°幅度加权网络和第二lc集总参数型功分器；
2.根据权利要求1所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述宽带iq信号发生器由第一lc集总参数型功分器和全通网络90°移相器级联构成；
3.根据权利要求1或2所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述i路0°/180°幅度加权网络包括marchand balun1、第一开关阵列和marchand balun2，所述q路0°/180°幅度加权网络包括marchand balun3、第二开关阵列和marchand balun4；
4.根据权利要求3所述的宽带无源矢量合成移相器，其特征在于，所述第一开关阵列和所述第二开关阵列，开关管芯尺寸和数目一致，控制位不同。
【专利技术属性】
技术研发人员：何环环，李健康，史景，周中杰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：
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