X波段五位数字式移相器的研究

论文摘要

移相器是相控阵雷达中的关键部件,其性能的优劣对相控阵雷达系统存在重要影响。本文主要对X波段五位数字移相器进行了细致的研究。考虑对相位误差和物理尺寸的要求,X波段五位数字移相器中小相移位11.25°、22.5°和45°采用加载线式结构,大相移位90°和180°针对开关线型移相器的缺陷,提出了一种新颖的短截线式结构,该结构可以大幅提高移相精度,并且在180°移相位中可以明显的减小面积。本文对这两种结构的移相器设计原理和理论相位误差进行了分析,并对开关PIN二极管做了详细的介绍和参数提取,完成整个了电路的设计。仿真结果表明:X波段五位数字移相器在9-10GHz频率范围内,中心频率9.5GHz,32个相位状态的插入损耗都低于1.4dB,相位误差小于6°,回波损耗优于9.7dB。所有指标都达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移相器的概念及用途
• 1.1.1 移相器概述
• 1.1.2 相控阵技术及相控阵雷达概述
• 1.2 国内外发展动态
• 1.3 本课题的意义
• 1.4 本论文的主要内容及结构
• 第二章 PIN原理及开关设计
• 2.1 PIN的基本工作原理
• 2.1.1 直流电压作用下的工作原理
• 2.1.2 交流电压作用下的工作原理
• 2.1.3 交直流电压作用下的工作原理
• 2.2 PIN的等效电路
• 2.2.1 在零偏压或反向偏压下的阻抗
• 2.2.2 在正向偏压下的阻抗
• 第三章 移相器的原理
• 3.1 基本移相器原理及技术指标
• 3.1.1 移相器的原理
• 3.1.2 移相器的主要技术指标
• 3.1.3 相移的定义
• 3.2 移相器的种类
• 3.2.1 反射型移相器及其功率容量
• 3.2.2 加载线式移相器及其功率容量
• 3.2.3 开关线式移相器
• 3.2.4 高通/低通滤波器式移相器
• 第四章 移相器各个移相位的设计
• 4.1 加载线式移相器的电路理论及设计分析
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 加载线式移相器基本原理
• 4.1.3 加载电路结构
• 4.1.4 主传输线的电长度θ取值的讨论
• 4.2 新颖的短截线式移相器的电路理论及设计分析
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 短截线式移相器的基本原理
• 第五章 X波段五位数字式移相器的设计
• 5.1 五位数字式移相器电路结构设计
• 5.1.1 五位数字式移相器的电路框图
• 5.1.2 电路形式
• 5.1.3 电路设计技术指标及电路板材料和器件的参数
• 5.2 Advanced Design System 2005A软件仿真及优化
• 5.2.1 Advanced Design System 2005A软件简介
• 5.2.2 仿真和优化以及结果
• 5.2.3 PCB版图的设计
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间参加课题研究及论文发表情况