v波段o2fπ移相器的设计

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1、顺I论文V波段Ohi秽拥{{}}的砒计表1．2．1数字直接调制技术的发展情况。’类型调制方式载频(GHz)备注SPDT丌关BPSKl，7不平衡度：相位I。．振幅0．2dB反射型正交凋制QPSK8～12相位误差土10‘。双平衡正交调制QPSK1～2．7相位不平衡度4’。移相器／衰减器QPSK4～18插入损耗6．5dB(在16．7～17，8GHz)反射型正交凋制BPSK94相位误差土5“星间链路发射机中的毫米波O／n移相器就足完成调制的功能，简单的BPSK如图1．2．I所示用于对原始信号的调相，它只含有一个二相交换器。BPSK调制还可以用在管理链路

2、的低速率数据传输中。图1．2．160GHzBPSK调制在有精确带宽限制的交叉链接和凹转链接的高速数据传输中，需要使用M-PSK调制。如果使冉jlQPSK调制，QPSK调制器可以直接由两个BPSK调制器和一个90。移相器组成，刖外的(；rote和Chang已经研制出了60GHz的宜序QPSKcJ{；J制。他们的调制电路的改讨‘概念已经作为凋制器的基准被采用．包括个同栖助分嚣、⋯个功率合成器、两个一二相交换器和一一个g()。相移器。图1．2．2给出了QPgK凋制器⋯1。如果采剐更高速率的门’关，此处的两个BPSK调制器可以采用本课题设汁的O／n移相

3、器柬实现。坷{I。论立V波段Oht移相_；!}}的设计图1．2．260GHz的直接QPSK调制移相器在相控天线阵、高分辩雷达或通信中也有广泛的用途。一个相控阵系统要控制波束方向必须用到成千'f二万个这样的元件。相控阵雷达采用由多个小型天线单元(辐射器)组成的阵列天线，每一‘个天线单元带有一个移相器，他I『)受计算机控制，可高速改变天线口径的照射函数，这使相控阵雷达具有常规机械扫描雷达所没有的若干技术特点。。：：(1)天线波束的快速扫描能力，天线波束位置的转换可以在微妙时间内改变，天线波束扫描可以看成是无惯性的，这使雷达不仅具有快速响应时间、高速

4、采样率、多目标跟踪能力、实现边搜索边跟踪工作方式，还可使雷达天线固定，去掉天线的伺服驱动系统，建设成大型或巨型天线(天线孔径面积达到1000m：～10000m?)，这对实现低可探测目标(包括隐形目标)的监测具有重要意义。(2)灭线波束形状的快速变化能力：按天线仿’向图综合理论，在计算机控制F通过改变相控阵天线中每个天线单元卜信号的幅度和相位分布，町高速改变天线波束的形状(波瓣宽度、副瓣宽度、副瓣电平、天线副瓣凹口的数【-I与位置)。使相控阵雷达具有许多二[作的灵活性和自适应能力，这对协调雷达搜索．1：作方式和跟踪工作方式的不『d要求，合理调配使

5、用雷达信号能量，提高雷达抗干扰能／J等自重监作用。(3)空问定向与空域滤波能力：相控

6、5牟天线中，由j二相邻天线单元或f天线阵接收信号之间的相位差即含有目标的角位置信息，因此，提取出这一·相位误差，即可实现日标的空间定位。与对时

7、I甘j序列信号进行频域滤波一样．对从相控阵天线中多个天线单元上接收到的空叫信号序列，可以进行空域滤波，这使得相控阵天线可以同时进行空间一时问：。：维信号处理，这一原理证被J“泛应用于机载雷达抑制强地面杂波及提高雷达的抗干扰能力。硕卜论文v波段O／n移拥器的殴计(4)空阳J功率合成能力：在每一个天线单元上设置一个功率放大

8、器或锁相振荡器，只要维持他们的输出信号相位的相关性及要求的幅度分靠，他们就呵在空间实现功率合成。这一特点使相控阵雷达在单部发射机功率有限的情况F也能获得要求的特大功率。它使微波电真空功率器件在解决要求的特高功率问题上有了更大的灵活性，同时也是微波半导体功率器件发展的‘个重要推动因素。(5)天线与雷达平台共形的能力：有源相控阵雷达天线可以设计成与雷达平台共形，即可以将阵列天线安装在具有各种复杂地形的雷达平台的袭面．卜。(6)多波束形成能力：利用同一个相控阵天线口径可以获得多个天线波束，实现全蔓!域覆盖。这二‘技术特点将会给雷达性能的提高带来巨大的

9、潜力。毫米波应用于相控阵雷达有很多的优点，如带宽可以做到很宽，抗干扰性能好，在同样天线口径尺寸条件下得到的增益高、波束窄、角分辨率高、体积小、重量轻。这些优点对野战防空武器系统非常重要。除此之外，它的高精度测量能力对相控阵雷达是非常重要的。相控阵天线往往要用到数千乃至上月只移相器，降低移相器的成本是研制毫米波相控阵雷达的首要问题。1．3移相器的发展移利器按移柏步进分类，有模拟和数字两种。模拟式移相器对射频信号的相移是连续aj谢的：数字式移相器对信号的相移是量化的，其相位是阶跃变化的。模拟式移相器能较精细地控制相位的变化，但因其控制电路较为复杂较

10、少采用：数字式移相器的控制信号是数字序列，便于从数字电路中产生，利于设备的数字化。本课题中由于系统的调制体制是直接数字调制BPSK，所以必须用到数字式