love - 硬件和射频工程师

《love - 硬件和射频工程师》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、C波段程控移相器的研制周白华叶海荣于小军（南京理工大学微波中心）【摘要】该文简要地介绍了各种移相器的优缺点，着重提出了C波段微波程控移相器，阐述了其组成、工作原理及电路设计等方面。研究结果表明，该移相器克服了通常的程控移相器的主要缺点，是实现多通道相控阵雷达天线相位一致性的切实有效方法。【关键词】移相器、变容二极管、环行器【分类号】TN623TN312.1TN621TheDesignofProgramControlledPhaseShifterinCbandZhouBaihuaYeHairongYuXiaojun(NanjingUniv

2、ersityofScienceandTechnologyNanjing210094)【Abstract】Thispaperdescribestheadvantageanddisadvantageofakindofphaseshifter.ThenamicrowaveprogrammablephaseshifterinCbandisproduced,Everypart,compositionanddesigncircuitsetc,areanalyzed.Studyresultshowsthatthisphaseshifterisvery

3、effective.Itisaapplicableusedtoensureanidentityphaseshiftfortheantennaofamulti-channelradar.【Keywords】Programcontrolledphaseshifter,Varactordiode,Microstripcirculater.环行器耦合型移相器信号输入信号输出运算放大器图1程控移相器实现框图FD/A转换器串并转换电平转换锁存器微机Fig1DiagramofProgrammablePhaseShifter移相器在相控阵雷达天线中无法

4、缺少。相控阵天线可能有上千个单元，每个单元都要有移相器，因此移相器的性能与成本体现了相控阵雷达的性能与成本。当前，计算机技术飞速发展，利用微机来控制移相器是移相器的发展方向。1基本工作原理图1所示的程控移相器基本原理是,运行程序,微机从串行口输出数字脉冲，由串并联行转换器转变为并行信号，通过D/A转换器将数字信号转变成模拟信号，并通过运放成为控制电压，由该电压控制移相器中变容二极管的电容量，从而使环行器的输入信号相位发生变化。7周白华女37岁工程师Fig2PhaseshifterofConstantLoss图2插入损耗恒定的移相器原理图

5、输出输入RpIndD2程控移相器电路设计2.1环行器型移相器电路环行器耦合型移相器输入端驻波比可小于1.2。电路原理如图2所示。变容管选用砷化镓突变结变容二极管，其截止频率，串联电阻，变容管最小电容（1）Ind为补偿电感，可利用变容管壳至射频接地端的引线构成，其值可由下式决定：Ind(2)式中，A为系数，取保证最佳线性度的经验值为2.35，。移相器的移相范围与其插入损耗是一对矛盾。在相控阵雷达应用中，对插损要求高，对调相范围要求不太高，采用一只变容管就能满足0~π的调相范围。为使移相器消除幅度调制和取得较小的恒定损耗，在变容管旁适当的参

6、考面上并联一个合适的电阻RP，其阻值可通过阻抗圆图来确定。微带铁氧体环行器参数为：特性阻抗，隔离度I>26dB，导通臂衰减L<1dB，输入驻波比VSWR<1.2。不计微带线相移时，微带线终端反射系数相角为(3)(4)式中，X为微带线终端电抗，为变容管两端归一化电压，U为变容管工作电压，取值为2V~8V。当U=2V时，X/Z0=2.35，代入（3）式得；当U=8V时，X/Z0=-0.43，。可见，不计微带线相移时，移相器的调相范围可达180°。为此，微带线设计时应保证当U=2V时，对应0°相移，U=8V时，对应180°相移。2.2接口电路

7、图1中，运放起隔离与匹配作用，选用AD844，由于D/A转换器最大输出为3V，变容管最大控制电压为8V，则运放的放大倍数8/3=2.67。为提高响应速度，这里先用不含存锁器的8位D/A转换器5G7520，其输出电压为：(5)现取n=8，D/A输出最大电压U0为3V，则应取7周白华女37岁工程师。实际应用中，要求转换后的电压或电流保持到下次数据输入前不变，还需在D/A前加存锁器，个数由D/A的位数定，转变8位加一个存锁器。对于转换器件，考虑到移相速度要求，选用MAX232A（高速）来实现电平转换；考虑到电路反应速度，选用日电公司的8位移位

8、/存储总线寄存器UPD4094BC，该器件支持RS232通信协议。2.3微机与程控笔者选用带串行口的微机，程控部份采用C语言编程来实现串行口通信与控制。3设计结果及分析3.1移相范围由于变容管的归一电压不能