本申請涉及(ji)可調平衡(heng)移(yi)(yi)相器，特別是涉及(ji)一種(zhong)具有共模抑制的反射型可調平衡(heng)移(yi)(yi)相器。

背景技術：

1、隨著大(da)規模多輸(shu)入(ru)輸(shu)出天線系統(tong)以(yi)(yi)及(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)控陣等波(bo)束成形網絡的發展，移相(xiang)(xiang)(xiang)器亟需(xu)快速、連續、寬范圍的相(xiang)(xiang)(xiang)位調(diao)(diao)整(zheng)能力(li)。目前，可(ke)調(diao)(diao)移相(xiang)(xiang)(xiang)器一般分為開關型(xing)(xing)、傳輸(shu)線型(xing)(xing)以(yi)(yi)及(ji)反射型(xing)(xing)三類，其中反射型(xing)(xing)由于具有良好的阻(zu)抗匹(pi)配以(yi)(yi)及(ji)連續的可(ke)調(diao)(diao)范圍而得到廣泛研究。

2、為(wei)應對(dui)(dui)復雜電磁環(huan)境干擾，通信(xin)系統對(dui)(dui)射頻器(qi)(qi)(qi)件的(de)共(gong)模(mo)(mo)抑制能(neng)力也提(ti)(ti)出了新的(de)要求，實現大相(xiang)(xiang)移(yi)范圍以及(ji)共(gong)模(mo)(mo)信(xin)號抑制是研究的(de)重(zhong)點和難(nan)點。為(wei)實現大移(yi)相(xiang)(xiang)范圍，可采(cai)用提(ti)(ti)高(gao)反(fan)射型負載的(de)級聯數量、耦合器(qi)(qi)(qi)加(jia)載枝節、多(duo)模(mo)(mo)諧(xie)振器(qi)(qi)(qi)等方法實現，然而傳統設計大多(duo)針(zhen)對(dui)(dui)單端(duan)口設計，鮮有具(ju)備(bei)共(gong)模(mo)(mo)抑制能(neng)力。此外，盡管(guan)目前已經提(ti)(ti)出了平衡(heng)移(yi)相(xiang)(xiang)器(qi)(qi)(qi)的(de)相(xiang)(xiang)關研究，但是很難(nan)覆蓋0～360°全域內(nei)靈(ling)活可調的(de)移(yi)相(xiang)(xiang)值。

3、現有(you)技術中，可調移(yi)相器的研究(jiu)已初見成(cheng)效，主要包括以下四種方(fang)式。

4、如圖1所示，最基(ji)本的(de)方式是以(yi)90°耦合器與反射型負載級聯而成的(de)結(jie)構，使用3db正(zheng)交耦合器，反射型負載選用一對耦合線(xian)并(bing)加載兩(liang)個變容二極(ji)管(guan)，從而獲得了146.9°的(de)移(yi)相值，±5.79°的(de)相位(wei)誤差以(yi)及(ji)±0.308db的(de)插損變化量(liang)，設計簡單，相位(wei)誤差小，且(qie)尺寸(cun)較(jiao)小。然(ran)而，受制于變容二極(ji)管(guan)的(de)調節范(fan)圍，相移(yi)范(fan)圍較(jiao)窄，對共模信號(hao)沒有(you)抑(yi)制能力。

5、如圖2所示(shi)，針對反(fan)(fan)射型可調移相器的傳統結構(gou)提出了(le)采用分支線正(zheng)交耦合(he)器及開路枝節(jie)和變容二極(ji)管加載的反(fan)(fan)射型方案，實(shi)現(xian)了(le)更寬的移相范圍，實(shi)現(xian)了(le)190°的相移，插損小于2db。但是，不具(ju)備對共模(mo)信號(hao)的抑制能力(li)。

6、如圖3所示，通過利用(yong)多個耦(ou)合的加載有兩個變(bian)容二極管(guan)的半波(bo)長諧振器，實現(xian)了從0°到370°的連續相(xiang)移(yi)，最大相(xiang)位誤為±17°，插入損耗(hao)波(bo)動在±0.35db以(yi)內。但是，該(gai)方案(an)無共模(mo)抑制性(xing)能。

7、如圖4所(suo)示，固定移(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)值的(de)平衡移(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)器也(ye)得到研究，提出的(de)平衡移(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)器主(zhu)要由微帶/槽(cao)線過渡結構和c型耦合槽(cao)線組成，可(ke)以(yi)實現180°固定相(xiang)(xiang)(xiang)移(yi)，以(yi)及(ji)超過40db的(de)共模抑制水平。然而，該方案無法調整(zheng)移(yi)相(xiang)(xiang)(xiang)值。

8、綜上，雖然已有(you)的(de)(de)(de)結構可(ke)以實現(xian)較大的(de)(de)(de)連續可(ke)調相(xiang)移(yi)范圍，或具有(you)高(gao)共(gong)模(mo)抑制的(de)(de)(de)不可(ke)調的(de)(de)(de)、固(gu)定的(de)(de)(de)相(xiang)移(yi)值，但未能同(tong)時實現(xian)高(gao)共(gong)模(mo)抑制以及0～360°大范圍動(dong)態可(ke)調的(de)(de)(de)平衡反射式(shi)移(yi)相(xiang)器。

技術實現思路

1、基(ji)于此，有必要針(zhen)對上述技術(shu)問題，提供(gong)一(yi)種具有共模抑制(zhi)的反射型(xing)可調(diao)平衡移相器，能夠同(tong)時實現高共模抑制(zhi)以及0～360°大范圍動態可調(diao)。

2、一種具有共模(mo)抑制的反射型可(ke)調(diao)(diao)平(ping)衡移(yi)相器，包括：正交耦合器以及可(ke)調(diao)(diao)反射型負載(zai)；

3、所述正交耦合器包括(kuo)：兩個平衡端(duan)口以及兩個非(fei)平衡端(duan)口；

4、兩個(ge)(ge)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)相連，兩個(ge)(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)相連，一(yi)個(ge)(ge)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)通(tong)過一(yi)個(ge)(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)與一(yi)個(ge)(ge)可調反射型(xing)負載相連，另一(yi)個(ge)(ge)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)通(tong)過另一(yi)個(ge)(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)端口(kou)與另一(yi)個(ge)(ge)可調反射型(xing)負載相連；

5、一(yi)個平衡端口(kou)作為(wei)輸(shu)入端口(kou)，另一(yi)個平衡端口(kou)作為(wei)輸(shu)出端口(kou)，以使反(fan)射型可調平衡移相器具有(you)共(gong)模(mo)抑制能力。

6、在一個實(shi)施例中，所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)(kou)的(de)正(zheng)極與(yu)(yu)所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)(kou)的(de)負極相(xiang)連，所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)(kou)的(de)正(zheng)極還與(yu)(yu)所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)出端(duan)口(kou)(kou)的(de)正(zheng)極相(xiang)連，所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)(kou)的(de)負極還與(yu)(yu)一個非平(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)(kou)相(xiang)連；

7、所(suo)述(shu)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端口(kou)的正極(ji)與(yu)所(suo)述(shu)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端口(kou)的負(fu)極(ji)相連(lian)，所(suo)述(shu)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端口(kou)的正極(ji)還與(yu)所(suo)述(shu)輸(shu)(shu)(shu)入端口(kou)的正極(ji)相連(lian)，所(suo)述(shu)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端口(kou)的負(fu)極(ji)還與(yu)另一(yi)個非(fei)平衡端口(kou)相連(lian)。

8、在一個實施例(li)中，所述輸出(chu)端(duan)口(kou)作為(wei)隔離端(duan)口(kou)，一個非(fei)平衡端(duan)口(kou)作為(wei)直(zhi)通端(duan)口(kou)，另一個非(fei)平衡端(duan)口(kou)作為(wei)耦合端(duan)口(kou)，兩個非(fei)平衡端(duan)口(kou)均(jun)為(wei)單端(duan)端(duan)口(kou)。

9、在一(yi)個(ge)實(shi)施例中，所述(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)的(de)(de)正極與(yu)(yu)所述(shu)(shu)輸(shu)出端(duan)口(kou)的(de)(de)正極之(zhi)間(jian)的(de)(de)傳輸(shu)線電(dian)長(chang)度(du)(du)、一(yi)個(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)與(yu)(yu)另(ling)一(yi)個(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)之(zhi)間(jian)的(de)(de)傳輸(shu)線電(dian)長(chang)度(du)(du)、所述(shu)(shu)輸(shu)入(ru)(ru)端(duan)口(kou)的(de)(de)負(fu)極與(yu)(yu)一(yi)個(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)之(zhi)間(jian)的(de)(de)傳輸(shu)線電(dian)長(chang)度(du)(du)以及(ji)所述(shu)(shu)輸(shu)出端(duan)口(kou)的(de)(de)負(fu)極與(yu)(yu)另(ling)一(yi)個(ge)非(fei)平(ping)(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)之(zhi)間(jian)的(de)(de)傳輸(shu)線電(dian)長(chang)度(du)(du)均(jun)相等。

10、在(zai)一個實(shi)施例中，所(suo)(suo)述(shu)輸(shu)入端口的(de)(de)正(zheng)極(ji)與所(suo)(suo)述(shu)輸(shu)入端口的(de)(de)負(fu)極(ji)之(zhi)間的(de)(de)傳輸(shu)線(xian)電長度以(yi)及所(suo)(suo)述(shu)輸(shu)出(chu)端口的(de)(de)正(zheng)極(ji)與所(suo)(suo)述(shu)輸(shu)出(chu)端口的(de)(de)負(fu)極(ji)之(zhi)間的(de)(de)傳輸(shu)線(xian)電長度相等。

11、在一個實施例中，所(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入端(duan)口(kou)的(de)(de)正極與所(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)(shu)出端(duan)口(kou)的(de)(de)正極之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)傳輸(shu)(shu)(shu)(shu)線電(dian)長度為θ，所(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入端(duan)口(kou)的(de)(de)正極與所(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入端(duan)口(kou)的(de)(de)負極之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)傳輸(shu)(shu)(shu)(shu)線電(dian)長度為2θ。

12、在(zai)一個實施例中，所述可調(diao)反射型負載包(bao)括：旁路電(dian)容以(yi)及(ji)可調(diao)電(dian)路；

13、所述旁路電(dian)容通(tong)過所述可調電(dian)路后接地。

14、在一(yi)個(ge)實施例中，所述可調(diao)電路包括：兩個(ge)并聯(lian)的二極管。

15、在一個實施例中，兩個二極管的電容值均可調。

16、在一個實施例中，所述可調電路還包(bao)括：兩條(tiao)耦合(he)線(xian)；

17、一(yi)條耦(ou)(ou)合(he)(he)線(xian)連(lian)接兩個變容(rong)(rong)二(er)極管(guan)的一(yi)個對(dui)應端(duan)，另一(yi)條耦(ou)(ou)合(he)(he)線(xian)連(lian)接兩個變容(rong)(rong)二(er)極管(guan)的另一(yi)個對(dui)應端(duan)，兩條耦(ou)(ou)合(he)(he)線(xian)彼此(ci)耦(ou)(ou)合(he)(he)。

18、上(shang)述具有共(gong)模抑(yi)制(zhi)的(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)型(xing)(xing)可(ke)(ke)調(diao)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)移(yi)相器(qi)，采用(yong)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)-非平(ping)(ping)衡(heng)(heng)正交(jiao)耦(ou)合(he)器(qi)代替傳統的(de)(de)(de)單(dan)端(duan)(duan)90°正交(jiao)耦(ou)合(he)器(qi)，兩個(ge)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)端(duan)(duan)口(kou)(kou)分別作(zuo)為輸入端(duan)(duan)口(kou)(kou)和輸出端(duan)(duan)口(kou)(kou)，在(zai)提(ti)供(gong)穩定(ding)相位差的(de)(de)(de)同時，還能(neng)有效抑(yi)制(zhi)共(gong)模信號，具有良好(hao)的(de)(de)(de)高(gao)共(gong)模抑(yi)制(zhi)能(neng)力；在(zai)耦(ou)合(he)線反(fan)射(she)(she)型(xing)(xing)負載并(bing)聯加載了雙變(bian)容二極管(guan)作(zuo)為反(fan)射(she)(she)型(xing)(xing)負載，可(ke)(ke)以(yi)通過調(diao)節偏(pian)置電壓(ya)調(diao)節二極管(guan)電容值(zhi)(zhi)，實現連(lian)續(xu)可(ke)(ke)變(bian)的(de)(de)(de)0～360°移(yi)相值(zhi)(zhi)，具有寬且可(ke)(ke)調(diao)的(de)(de)(de)移(yi)相范(fan)圍(wei)，同時保持(chi)較高(gao)的(de)(de)(de)共(gong)模抑(yi)制(zhi)水平(ping)(ping)。本申請的(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)型(xing)(xing)可(ke)(ke)調(diao)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)移(yi)相器(qi)，克服共(gong)模信號抑(yi)制(zhi)問題和移(yi)相范(fan)圍(wei)窄的(de)(de)(de)問題，兼容動態連(lian)續(xu)可(ke)(ke)調(diao)的(de)(de)(de)0～360°大相移(yi)范(fan)圍(wei)、高(gao)共(gong)模抑(yi)制(zhi)水平(ping)(ping)、低插損(sun)的(de)(de)(de)優勢，同時采用(yong)平(ping)(ping)面(mian)結(jie)構，成(cheng)本低、性能(neng)好(hao)、易集成(cheng)，可(ke)(ke)以(yi)應用(yong)在(zai)射(she)(she)頻前(qian)端(duan)(duan)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)系統，為天線輻射(she)(she)單(dan)元提(ti)供(gong)高(gao)共(gong)模抑(yi)制(zhi)水平(ping)(ping)以(yi)及(ji)靈(ling)活可(ke)(ke)調(diao)的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)相移(yi)值(zhi)(zhi)，尤其適用(yong)于微波通信技術領域(yu)，具有極大的(de)(de)(de)經(jing)濟效益和廣(guang)闊的(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。

技術特征：

1.一種(zhong)具有共模抑制的反射型(xing)可(ke)調(diao)平衡移相器，其特征在(zai)于，包(bao)括：正交耦合(he)器以及可(ke)調(diao)反射型(xing)負載；

2.根(gen)據權利要求1所(suo)述(shu)的(de)(de)一(yi)(yi)種具有(you)共模(mo)抑(yi)制的(de)(de)反射型可調平衡移相器，其特征在于，所(suo)述(shu)輸入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)正極(ji)與(yu)所(suo)述(shu)輸入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)負(fu)極(ji)相連(lian)，所(suo)述(shu)輸入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)正極(ji)還(huan)與(yu)所(suo)述(shu)輸出端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)正極(ji)相連(lian)，所(suo)述(shu)輸入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)負(fu)極(ji)還(huan)與(yu)一(yi)(yi)個非平衡端(duan)(duan)口(kou)(kou)相連(lian)；

3.根據權利要求2所述的一(yi)種具有共模抑制(zhi)的反射型可調(diao)平(ping)衡(heng)移相器，其特征在于，所述輸出端(duan)口(kou)(kou)(kou)作(zuo)(zuo)為隔(ge)離端(duan)口(kou)(kou)(kou)，一(yi)個非(fei)平(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)(kou)(kou)作(zuo)(zuo)為直(zhi)通端(duan)口(kou)(kou)(kou)，另(ling)一(yi)個非(fei)平(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)(kou)(kou)作(zuo)(zuo)為耦合端(duan)口(kou)(kou)(kou)，兩個非(fei)平(ping)衡(heng)端(duan)口(kou)(kou)(kou)均為單端(duan)端(duan)口(kou)(kou)(kou)。

4.根據權(quan)利要(yao)求2或3所述的(de)一種具有共(gong)模抑(yi)制的(de)反射型可調平衡(heng)移(yi)相器，其(qi)特(te)征在(zai)于，所述輸(shu)(shu)入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)的(de)正(zheng)極(ji)與所述輸(shu)(shu)出端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)的(de)正(zheng)極(ji)之(zhi)間(jian)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)線電長(chang)度、一個(ge)(ge)非(fei)(fei)平衡(heng)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)與另一個(ge)(ge)非(fei)(fei)平衡(heng)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)之(zhi)間(jian)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)線電長(chang)度、所述輸(shu)(shu)入(ru)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)的(de)負(fu)極(ji)與一個(ge)(ge)非(fei)(fei)平衡(heng)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)之(zhi)間(jian)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)線電長(chang)度以及所述輸(shu)(shu)出端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)的(de)負(fu)極(ji)與另一個(ge)(ge)非(fei)(fei)平衡(heng)端(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)之(zhi)間(jian)的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)線電長(chang)度均相等。

5.根據(ju)權(quan)利要求4所(suo)(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)一種具有共(gong)模抑制的(de)(de)反射型可調平衡移相(xiang)器，其(qi)特征在(zai)于，所(suo)(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)入端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)正(zheng)極(ji)與所(suo)(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)入端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)負(fu)極(ji)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)傳輸(shu)(shu)線電長(chang)度以及所(suo)(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)正(zheng)極(ji)與所(suo)(suo)述(shu)(shu)輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)(duan)口(kou)(kou)的(de)(de)負(fu)極(ji)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)傳輸(shu)(shu)線電長(chang)度相(xiang)等。

6.根(gen)據權利(li)要求5所述(shu)(shu)(shu)的(de)一種具(ju)有共模(mo)抑(yi)制的(de)反(fan)射型可調平衡(heng)移相器，其特征在于，所述(shu)(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)入端口(kou)的(de)正(zheng)極(ji)(ji)與(yu)所述(shu)(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)出端口(kou)的(de)正(zheng)極(ji)(ji)之間的(de)傳輸(shu)(shu)(shu)線電長度(du)為θ，所述(shu)(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)入端口(kou)的(de)正(zheng)極(ji)(ji)與(yu)所述(shu)(shu)(shu)輸(shu)(shu)(shu)入端口(kou)的(de)負極(ji)(ji)之間的(de)傳輸(shu)(shu)(shu)線電長度(du)為2θ。

7.根據權利要求1至(zhi)3任一(yi)項所述的一(yi)種具有共模(mo)抑制的反射型(xing)可(ke)(ke)調(diao)平衡移相(xiang)器(qi)，其(qi)特征在(zai)于，所述可(ke)(ke)調(diao)反射型(xing)負載包括(kuo)：旁路(lu)電容以及可(ke)(ke)調(diao)電路(lu)；

8.根據權利要求7所述(shu)的一種(zhong)具(ju)有共模抑制(zhi)的反射型可(ke)調平衡移相器(qi)，其(qi)特征在于，所述(shu)可(ke)調電路包括：兩個并聯的二(er)極管。

9.根據權利要(yao)求8所述的(de)一種具有(you)共模抑制(zhi)的(de)反(fan)射型可調(diao)平衡移相器，其(qi)特征在于，兩個二極管的(de)電容值均可調(diao)。

10.根據權利(li)要(yao)求9所述的一種具(ju)有共模抑制(zhi)的反射型可調(diao)平衡(heng)移相器(qi)，其特征在(zai)于，所述可調(diao)電路還包括：兩條(tiao)耦合(he)線；

技術總結
本申請屬于可調平衡移相器技術領域，涉及一種具有共模抑制的反射型可調平衡移相器，包括：正交耦合器以及可調反射型負載；所述正交耦合器包括：兩個平衡端口以及兩個非平衡端口；兩個平衡端口相連，兩個非平衡端口相連，一個平衡端口通過一個非平衡端口與一個可調反射型負載相連，另一個平衡端口通過另一個非平衡端口與另一個可調反射型負載相連；一個平衡端口作為輸入端口，另一個平衡端口作為輸出端口，以使反射型可調平衡移相器具有共模抑制能力。采用本申請能夠同時實現高共模抑制以及0～360°大范圍動態可調。

技術研發人員：邱雷雷,郭一鳴,鄧聯文,黃生祥
受保護的技術使用者：中南大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19