[发明专利]射频串联分压式数字/模拟兼容移相器

说明书

技术领域

　本发明属于应用在相控阵雷达、数字微波通信、移动通信、智能天线系统、电子对抗、制导和仪器等电子系统设备中的电子部件，特别是一种射频串联分压式数字/模拟兼容移相器。 

背景技术

在通信、相控阵雷达、电子对抗、制导和仪器等电子系统设备中的射频的控制电路中，数字/模拟移相器集成电路是射频主要控制电路之一。这种数字/模拟移相器集成电路的主要技术指标有：(1)工作频率带宽；(2)相移位数；(3) 相移量；(4)相移精度；(5)相位变化随控制电压变化的线性度；(6)插入损耗；(7) 各态插入损耗差；(8)各态输入和输出端电压驻波比；(9)开关速度；(10)电路尺寸；(11)输出功率1分贝压缩电平；(12)电路间电性能的一致性。现有的射频移相器集成电路的同类产品，由于设计采用的实现移相电路方案的缺陷，通常电性能指标均较差。例如：常规的微波五位数字移相器采用五种不同的电路彼此串接构成，因此其主要缺点有：(1)电路拓扑复杂，每一位要采用不同电路实现；(2)设计难度大；(3)工艺加工难度大；(4)相移精度低；(5)多位数字相移器的电路损耗大；(6)输入和输出端电压驻波比差；(7)工作频率带宽较窄；(8)成品率低；(9)受工艺控制参数影响，电路间电性能一致性较差；(10)电路尺寸较大。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路拓扑结构简单、大幅度减小电路插入损耗、减小芯片面积、提高成品率、降低成本并具有数字和模拟控制兼容的射频移相器。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种射频串联分压式数字/模拟兼容移相器。它由两个单元电路构成，一个单元电路为反射型数字模拟兼容移相电路，并构成具有０～３６０度的相位变化；另一个单元电路为串联分压式数字/模拟控制转换电路，构成对移相电路相位的数字/模拟兼容控制；反射型数字/模拟移相器电路和串联分压式数字/模拟控制转换电路构成射频串联分压式数字/模拟兼容移相器。该射频数字/模拟移相器电路包括第一信号输入端 、第一信号输出端和第一控制信号输入端，该第一信号输入端和第一信号输出端分别构成单元电路的信号输入端和信号输出端；所述的数字/模拟控制转换电路由控制信号输入端、 分压电阻、控制场效应晶体管和偏置电阻构成，其中第0分压电阻和第一分压电阻的公共连接点构成数字/模拟控制转换电路的控制信号输出端，所述的分压电阻分别连接在控制场效应晶体管的源极和漏极之间后再与第0分压电阻串联构成电调可控的分压网络，该数字/模拟控制转换电路的控制信号输出端与所述的射频数字/模拟移相器电路的控制信号输入端连接；所述单元电路的射频数字/模拟移相器电路中,信号输入端连接第一微带线的一端，该第一微带线的另一端连接第一环形器的1号端口，信号由第一环形器的1号端口单向流入第一环形器的2号端口，第一环形器的2号端口连接第三微带线的一端，第三微带线的另一端分别连接第一电阻的一端和第0场效应管的漏极，该第一电阻的另一端接第一电容的一端，该第一电容的另一端接地，所述的第一场效应管的源极分别连接第二电阻的一端和第二电容的一端，该第二电阻的另一端和第二电容的另一端接地，该第0场效应管的栅极连接第三电阻的一端，该第三电阻的另一端为射频数字/模拟移相器电路的控制信号输入端；该控制信号输入端连接数字/模拟控制转换电路中的控制信号输出端，控制信号输入端接第0分压电阻的一端，该第0分压电阻的一端还与第一场效应晶体管的源极和第一分压电阻的一端相接，第0分压电阻的另一端连接第C0控 制信号端，该第一场效应晶体管的栅极连接第二偏置电阻的一端，该第二偏置电阻的另一端连接第C1控制信号输入端，所述的第一场效应晶体管的源极和第一分压电阻的另一端连接第二场效应晶体管的漏极和第三分压电阻的一端，该第二场效应晶体管的栅极连接第四偏置电阻的一端，该第四偏置电阻的另一端连接第C2控制信号输入端，该第二场效应晶体管的源极和第三分压电阻的另一端连接下一级场效应晶体管的漏极和对应的分压电阻的一端，依次类推，第n个场效应晶体管的漏极和第2n-1分压电阻的一端连接上一级场效应晶体管的源极和相应的分压电阻的对应端，该第n个场效应晶体管的栅极连接第2n偏置电阻的一端，该第2n偏置电阻的另一端连接第Cn控制信号输入端，该第n个场效应晶体管的源极和第2n-1分压电阻的另一端接地。流入第一环形器的2号端口的信号经过这条支路后原路反射到第一环形器的2号端口，反射回来的信号经过第一环形器单向由2号端口流入3号端口输出，第一环形器的3号端口与第二微带线的一端相连接，第二微带线的另一端从微波信号的第一输出端口输出，产生一定的相移量。