L波段四位數(shù)字移相器的設(shè)計(jì)與仿真

　　2.3 移相器電路設(shè)計(jì)

　　180°、90°移相位采用開(kāi)關(guān)線式。圖3(a)為開(kāi)關(guān)線式原理圖，在移相的整個(gè)過(guò)程中，移相器在輸入端和輸出端之間一直處于導(dǎo)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(hào)大小不同引起寄生調(diào)幅;兩條傳輸線相互距離要足夠遠(yuǎn)，以避免相互耦合造成衰減和相位誤差。45°、22.5°采用負(fù)載線型，因?yàn)樨?fù)載線型電路形式簡(jiǎn)單，引入電路的插損小，小角度移相時(shí)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(dāng)兩加載支路共同導(dǎo)通或共同斷開(kāi)時(shí)，主傳輸線與兩側(cè)加載的并聯(lián)電納共同構(gòu)成一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)，具有一個(gè)相移量。由于兩個(gè)狀態(tài)的并聯(lián)電納不同，故兩個(gè)狀態(tài)時(shí)的傳輸網(wǎng)絡(luò)的相移量也不同，其差值就是所要求的負(fù)載線移相器的相移。同時(shí)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(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)兩側(cè)負(fù)載支節(jié)的電角度和阻抗，可以獲得較好的移相性能。負(fù)載線間距離為1/4波長(zhǎng)，這樣可獲得最佳電壓駐波比。

　　圖2 PIN管的等效模型

　　圖3 開(kāi)關(guān)線式和加載線式移相器原理圖

　　2.4 移相器電路仿真及結(jié)果

　　ADS具有強(qiáng)大的算法及隨機(jī)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(shè)計(jì)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(zhì)基片上進(jìn)行仿真的。圖4為加載線型、開(kāi)關(guān)線型和級(jí)聯(lián)后的電路原理圖。

　　(a) 加載線型

　　(b) 開(kāi)關(guān)線型