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超宽带电控移相器的研制

更新时间：2020-03-14 10:58:08 大小：2M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：移相器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

移相器广泛应用于电子对抗系统、测量和测试系统等,尤其在相控阵天线、雷达系统中应用最为广泛。对以一些质量和尺寸较大的天线和雷达,机械扫面时惯性较大,因而难以检测到运动速度较快的目标。将移相器用于相控阵天线雷达中,可以通过控制移相器的相移量来改变天线孔径上的相位分布,从而可以不必机械运动即可扫描空间波束。本文重点探究了可在360°全相内移相,并可控的超宽带移相器。

本文所设计的移相器可分为两个部分,超宽带3dB定向耦合器和控制电路。超宽带3dB定向耦合器将输入信号分成两路相互垂直的等功率信号,控制电路则主要通过单片机对矢量调制芯片的实时控制来实现360°内的移相。

首先,探究了设计定向耦合器采用的复合层微带线结构,并详细的给出了微带线及耦合孔的尺寸与奇偶模阻抗的对应关系曲线,利用这一关系曲线图可以方便地设计各种不同阶数或不同耦合度的耦合器。

然后,设计单节耦合器采用了两种不同结构:长方形结构、椭圆形结构,并设计仿真了这两种结构不同耦合度(2dB、3dB、4dB、5dB)共8个定向耦合器,并对它们进行分析与比较。长方形结构的耦合器回波损耗及隔离度要优于椭圆形结构,椭圆形结构的耦合器带宽要大于长方形结构。接下来为了增加带宽,均采用长方形结构设计仿真了三阶、五阶3dB定向耦合器。由于三阶、五阶耦合器的微带线很长,直线结构并不现实,本文将耦合线均进行了弯曲处理:将三阶耦合器设计了半圆形结构和紧凑型结构,五阶则采用环绕式结构。三阶耦合器在0.6~1.8GHz内,S参数幅度差测试结果小于1.1dB,相位偏差小于4.8°,五阶耦合器在0.2~2GHz相位偏差测试结果小于8.8°。

最后,设计了移相器控制电路具体的方案,由单片机中 D/A电路来控制矢量调制芯片,实现最终的移相。将3dB定向耦合器与控制电路相连,在0.2~2GHz频带内对整个移相器进行了测试,在移相量分别为90°、180°、314°时的移相误差分别小于9°、11.5°、14°。由于经过定向耦合器后的正交信号存在相位误差和幅度误差,分别在理论上研究了它们对移相量产生的误差大小。最后本论文对幅度误差进行了补偿研究,并提出了一种改变单片机编程语言的软件补偿方案。