L波段四位數(shù)字移相器的設計與仿真

2.3 移相器電路設計

180°、90°移相位采用開關線式。圖3（a）為開關線式原理圖，在移相的整個過程中，移相器在輸入端和輸出端之間一直處于導通狀態(tài)，因此就要求在兩種狀態(tài)下輸入端都要良好匹配。此外還要求兩種移相狀態(tài)下插入損耗很小，并且盡可能相等，否則兩種狀態(tài)下輸出信號大小不同引起寄生調(diào)幅；兩條傳輸線相互距離要足夠遠，以避免相互耦合造成衰減和相位誤差。45°、22.5°采用負載線型，因為負載線型電路形式簡單，引入電路的插損小，小角度移相時的駐波低，移相精度較好和峰值功率容量大，圖3（b）即為二元加載形式移相器。當兩加載支路共同導通或共同斷開時，主傳輸線與兩側加載的并聯(lián)電納共同構成一個傳輸網(wǎng)絡，具有一個相移量。由于兩個狀態(tài)的并聯(lián)電納不同，故兩個狀態(tài)時的傳輸網(wǎng)絡的相移量也不同，其差值就是所要求的負載線移相器的相移。同時可在兩加載支節(jié)中間加一匹配支節(jié)，以調(diào)節(jié)移相器的駐波比及插損，同時通過調(diào)節(jié)兩側負載支節(jié)的電角度和阻抗，可以獲得較好的移相性能。負載線間距離為1/4波長，這樣可獲得最佳電壓駐波比。

圖2 PIN管的等效模型

圖3 開關線式和加載線式移相器原理圖

2.4 移相器電路仿真及結果

ADS具有強大的算法及隨機梯度等優(yōu)化方法，能按照參數(shù)迅速仿真出需要的電路，從而大大減輕設計者的工作量。本電路是在介電常數(shù)ε=4.4，厚度H=2mm，金屬厚度T=0.036mm的微帶介質基片上進行仿真的。圖4為加載線型、開關線型和級聯(lián)后的電路原理圖。