超宽带数字正交移相器的设计与研究

论文摘要

微波移相器是能改变电磁波相位的装置，它是相控阵天线的关键部件。本文所设计的超宽带数字正交移相器是由超宽带3dB微波定向耦合器和超宽带微波吸收型单刀双掷开关组成。本文首先详细介绍了几种常见移相器的基本原理，接着又介绍了微波定向耦合器、微波开关的基本理论。根据微波定向耦合器和微波单刀双掷吸收型开关的电路特点，本文提出了一种新颖的微波超宽带数字正交移相器的设计方案，并通过ADS、Ansoft HFSS软件对预选用的方案进行了仿真和优化设计，然后根据仿真优化结果确定了本文的设计方案，进而加工出了所设计的数字正交移相器，最后对所加工的数字正交移相器进行了性能测试，其实测性能与仿真性能相比基本一致，满足了工程实际应用的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 移相器的国内外研究概况和发展现状
• 1.3 课题的实现及需要解决的问题
• 1.4 本课题的主要研究工作
• 2.理论基础
• 2.1 移相器
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 加载线型移相器
• 2.1.3 开关网络移相器
• 2.1.4 反射型移相器
• 2.2 定向耦合器
• 2.2.1 定向耦合器的分类和构成思想
• 2.2.2 定向耦合器的技术指标
• 2.2.3 双分支定向耦合器
• 2.2.4 平行耦合传输线定向耦合器
• 2.3 微波开关电路
• 2.3.1 绪论
• 2.3.2 微波开关主要的技术指标
• 2.3.3 PIN二极管开关的等效电路
• 2.3.4 PTN开关的电路原理和特性
• 2.3.5 单刀双掷PIN开关的原理和特性
• 2.4 总体设计方案
• 3 定向耦合器的仿真设计
• 3.1 LANGE桥定向耦合器的仿真设计
• 3.2 平行耦合带状线定向耦合器的仿真设计
• 3.3 双分支线定向耦合器的仿真设计
• 3.4 设计方案的比较与确定
• 4 PIN单刀双掷开关的仿真设计
• 4.1 PIN二极管
• 4.2 开关的电路原理图与仿真结果
• 4.3 设计方案的比较与确定
• 4.4 开关驱动电路的设计
• 4.4.1 驱动电路的必要性
• 4.4.2 驱动电路芯片
• 4.4.3 驱动器特点
• 4.4.4 芯片功能图
• 4.4.5 开关的驱动电路连接方法
• 5 数字正交移相器的仿真设计
• 5.1 由吸收型SPDT组成的数字正交移相器的仿真
• 5.2 由反射型SPDT组成的数字正交移相器的仿真
• 6 超宽带数字正交移相器的测试结果与分析
• 6.1 定向耦合器的测试分析
• 6.2 超宽带吸收式开关的测试
• 6.3 超宽带数字正交移相器的测试
• 6.4 移相器的优缺点分析及改进措施
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A