文献综述(或调研报告):
电子移相器作为在相控阵天线发射和接收系统中至关重要的电路,从上世纪80年代起就开始被广泛关注。在现代的硅基射频相控阵芯片的设计中,对移相器的精度、切换时间、群时延等性能提出了更高的要求。
电子移相器可以分为无源移相器和有源移相器两大类,传统上使用无源移相器,最近发展出了有源移相器。
1、无源移相器
1.1无源分布式网络
传统上使用无源分布式网络构建移相器。这种方式构建移相器的基本原理是通过传输线、负载线等可以引起延时的结构分布式排列,完成不同的相位移动,例如:可切换的传输线、混合耦合器、周期性负载线等。
图一 开关式移相器[1]
以[1]中提出的开关式移相器为例,原理图见图一,180°、90°和45°相位是带频率补偿的可切换传输线电路,22.5°和11.25°相位是二极管控制的串联耦合的负载线电路。由于传输线和负载线的延迟和电路频率有关,这样就极大地限制了电路的带宽;在微波波段电磁波波长较短,pi;或pi;/2波长的传输线长度较短,有集成的可能,在频率较低的情况下180°相移传输线的物理尺寸将难以承受。三个大的相移位可以使用混合耦合器(hybrid coupler)[2],可以使电路面积较大程度减少。该电路工作在3.3GHz,带宽为12%,插入损耗1.75dB,占用面积达2.1mm2。
虽然这些无源的分布式设计可以达到实时的延时,但是它们的物理面积普遍较大,要实现更精确稳定灵活的移相十分复杂,对于集成在片上作为多功能通信芯片的组成部分是很不现实的。
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