L波段模拟可调移相器的设计.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
L波段模拟可调移相器的设计
姓名:杨松海
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:张其劭;刘光祜
20080501
摘要本文对微波测量中有重要应用前景的ǘ我葡嗥髡箍Q芯浚诙韵钟械募种移相器结构进行分析的基础上提出了一种新型的模拟可调介质移相器结构,它由一段未屏蔽平板线中插入一段经过良好匹配的介质片的结构构成,采用高频电磁仿真软件对设计的移相器进行模拟、设计和优化,并分别考察了移相器各组成部分对驻波比、插入损耗和相移量的影响,,最后对一部分器件进行了测试。主要有以下研究内容:⒉檎乙丫杓瞥龅慕橹室葡嗥髦写嬖诘牟蛔阒Γ⒍云涮岢龈慕桨福⒗肏砑愿慕蟮慕橹室葡嗥鹘蟹抡嫜橹ぃ⒀芯恳葡嗥鞲鹘构参数对器件整体性能的影响,进一步对其优化;⒍云骷牟馐越峁斜冉希治霾馐越峁ú畹脑颍⒁獠馐灾可能引入的一些问题。关键词:介质移相器,未屏蔽平板线,接头,阶梯阻抗变换
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日期:知口孑年矿露日暗年/月独创性声明关于论文使用授权的说明签名:.毖盖与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日期:
第一章引言移相器的基本概念和应用电磁波通过微波传输器件时,除了幅度会发生变化外,同时还要发生相位变化。此项变化主要决定于器件本身的特性。衰减和相移本是代表同一复参数的幅度和相角,但由于历史发展的原因,衰减测量的重要性较早地为人们认识和解决,因而常把衰减作为一单项指标和测量任务来看待。而微波元器件相移的测量称相位测量虺僦料嗫卣筇煜呒凹铀倨鞯冉闲录际醭鱿种螅鸥械狡惹行枰而受到重视,但常常又把它作为一种新的待测参量来看待【俊目前,随着航空、航天技术的发展以及军事上的需要,对测量相位提出了一些新的要求如更高的测量精度及更高分辨能力。测量相位中最重要的部件之一就是移相器。测量系统的发展非常迅速,这也就为发展新型的移相器提出了更迫切的要求。研制移相精度高、插入损耗小、相位连续可调、体积小、重量轻、成本相对较低廉、可靠性高的移相器成为亟待解决的问题。移相器就是用来改变传输信号相位的器件,一般分为模拟式和数字式两大类。模拟式移相器相移连续可调,数字式移相器的相移是量化了的,即其相位只能阶跃变化。移相器位数越多,对相位的控制越精细,移相器本身及控制电路也越复杂。移相器的应用十分广泛,比如各种通讯和雷达系统,微波仪器和测量系统,还有工业应用,特别在相控阵雷达中应用最多,移相器是相控阵雷达发射/接收/组件的重要组成部分。微波移相器也是卫星通信、移动通信设备中的核心组件,它的工作频带、插入损耗直接影响着这些设备的抗干扰能力和灵敏度,以及系统的重量、体积和成本,因此研究宽带、低插损的移相器具有重要的意义【俊疽本课题就是在此背景下根据项目需要设计一个ǘ慰砥荡囊葡嗔看螅相精度高、插入损耗小、驻波比小、可靠性高的模拟可调移相器。这也是该课题研究内容要解决的问题,要想做到这一点并不是很容易的。由于国外对该项目资料的保密以及国内对此项资料的缺乏,这就使得对该课题的研究显得格外有意义,有着广泛的应用前景。
进入九十年代中期,又出现了移相烈庵忠葡嗥鞯挠诺闶翘寤移相器的发展动态好,但缺点是插损大、功率容量比较小、且工艺难度大【在六十年代初期,美国有科研人员研制了涂杀渖焖跬嵯咦魑N⒉ɑ的移相器,工作频点为墒迪窒嘁莆。。当时的移相器只能工作在单频点上。七十年代中期,出现了高电阻率硅制造的介质波导机械式移相器。它的原理为:对介质波导中的场加一个扰动时,该模式的波导波长相应地会发生变化,从而引起相移。后来出现的电子移相器,就是用峁勾婊底爸谩0氲继錚二极管移相器是发展最早也是现在使用最广泛的一种数字移相器。它的优点是易于采用数字信号控制、切换速度快、体积小、对温度变化不敏感、激励功率小,但其缺点是频带一般较窄,插损较大并且插损不稳定。葡嗥饕丫诤撩撞段得到广泛应用【俊接下来用于相控阵扫描的铁氧体移相器开始出现,从此打开了铁氧体移相器技术的新时代。铁氧体移相器具有较大的功率容量,插入损耗比较