基于铁电移相器的Ka波段低成本相控阵天线研究

为解决铁电体陶瓷移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题,研制了一种可用于Ka波段低成本相控阵天线的新型铁电体陶瓷材料移相器,并用其设计制作了一种一维电扫低成本相控阵天线。结果表明:通过利用三级阻抗匹配技术,所制新型移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题得到了有效解决。当外加偏置电压约为11 kV时,该移相器可在损耗小于2.2 dB的情况下实现360°相移。     

阻抗匹配器级数对铁电体移相器性能的影响

针对铁电体透镜式移相器的阻抗失配问题,分别采用3级、4级和5级的1/4波长阻抗匹配器结构,对铁电体移相器进行阻抗匹配调试仿真。通过对比不同匹配级数的匹配效果,最终确定了4级的匹配方案,并通过进一步优化器件结构,设计出的铁电体移相器在X频段内可实现360°相移,驻波比在主带宽内小于1.2,反射系数大于20 dB,中心频率处反射系数达到40 dB,信号传输系数在低频处小于1.1 dB,在高频处为1.5 dB,实现了铁电体移相器较好的阻抗匹配。     

一种高集成度移相器激励电路的设计

本文介绍相控阵天线中移相激励电路的基本功能和发展趋势，并重点介绍了一种完全采用数字方式控制移相器置位脉冲的小型化高集成度移相激励器的设计。     

双模互易锁式铁氧体移相器

最新研制出的双模互易锁式移相器具有体积小、结构简单、成本低廉、性能优良等特点。本文介绍了这种移相器的原理、设计方案及应用前景，并提供了在X波段的实际性能。     

钛酸锶钡(BST)铁电移相器材料的研究现状

钛酸锶钡(BST)材料被普遍认为是最有前途的铁电移相器材料。BST作为铁电移相器材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。综述了国内外研究人员在BST体材、厚膜以及薄膜方面所做的工作及获得的一些成果。     

一种新型螺旋形分布式RF MEMS移相器的设计

针对传统的分布式射频(RF)微机电系统(MEMS)移相器结构可靠性较低、平面面积较大、对制作工艺要求较高的问题,设计了一种新型5位分布式RF MEMS移相器,对其螺旋形共面波导结构和31个MEMS开关组进行了简要介绍及仿真分析。移相器体积为2.6 mm×2.6 mm×0.505 mm,工作频率为40 GHz时,31个仿真相移量与设计目标相移量的误差小于3.72°,满足高频、小面积、低损耗和低成本的MEMS相控阵系统应用的需求。     

铁氧体移相器相移误差的系统考虑

为了解决移相器相移精度问题，人们提出和采取了各种可行措施，但是都使得天线系统相应地变得复杂了，本文提出使用采取位码变换技术的数字移相器，其相移精度相当好，避免了天线系统的复杂考虑，使相关系统的设计也得到了明显的简化。     

一种基于压控移相技术的低成本相扫天线

研制了一种基于铁电体压控移相技术的低成本相扫天线阵列,该天线采用空间馈电透镜型式,省去复杂的馈电网络,减少移相器/TR组件数量,能显著降低相控阵天线的制造成本。介绍了空馈铁电体透镜相控阵天线系统的组成及其特点。对透镜天线关键部件的设计作了详细阐述,给出了12列铁电体空馈透镜天线阵列的实验结果,结果表明:在X波段,研制的铁电体透镜天线阵列在10%频带内可实现天线波束±45°的电控扫描,各扫描状态的输入驻波比小于1.4。     

X‐Band Phased Array Antenna Using Ferroelectric (Ba,Sr)TiO3 Coplanar Waveguide Phase Shifter

A phased array antenna was fabricated using four‐element ferroelectric phase shifters with a coplanar waveguide (CPW) transmission line structure based on a Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)/MgO structure. Epitaxial BST films were deposited on MgO (001) substrates by pulsed laser deposition. To attain the large differential phase shift and small losses for a ferroelectric CPW phase shifter, an impedance‐matching‐part adding technique between the effective transmission line and connecting cable was used. The return loss and insertion loss for this technique‐adapted BST CPW device were improved with respect to those for a normal BST CPW device. For an X‐band phased array antenna system consisting of ferroelectric BST CPW phase shifters, power divider, dc block, patch antenna, and programmed dc power, the steering beam could be tilted by 15° in either direction.     

X 波段铁电薄膜移相器设计

本文基于传输线周期性加载可变电容理论,设计了一种X 波段的铁电薄膜移相器。测试结果表明,随着偏压的增加,移相度增大、插损减小。在32 伏的直流偏压下,X 波段最大移相度为140°,最大插损为10dB,回波损耗优于-10dB。     

一种6~18 GHz宽带高精度有源移相器

设计了一种6 bit 6~18 GHz工作频段的宽带高精度有源移相器。片上集成了输入无源巴伦、逻辑编码器、RC多相滤波器、矢量合成单元、数控单元等。该移相器的设计采用55 nm CMOS工艺实现,芯片尺寸为1.29 mm×0.9 mm,移相器核心尺寸为1.02 mm×0.58 mm。后仿结果表明,在6~18 GHz频率范围内,增益误差RMS值小于1 dB,相位误差RMS值小于0.75°,输入回波损耗、输出回波损耗分别小于-8.5 dB、-8.9 dB,芯片总功耗为20.7 mW。该6 bit移相器的相对带宽为100%,覆盖C、X和Ku波段,适用于雷达探测等领域。     

一种基于电调移相器的可重构天线

设计并实现了一种基于反射式移相器的极化可重构天线。该天线使用一对交叉摆放的领结型振子作为辐射单元,并在馈电网络中通过两路移相器调整双馈端口间的相位差实现线极化、左旋圆极化和右旋圆极化模式之间的切换。通过加载匹配枝节的方法扩展了反射式移相器的移相范围,提高了移相器的移相精度,降低了天线圆极化模式带内的轴比。所设计天线的中心频率为5.4 GHz,在线极化模式下10 dB 阻抗带宽为990 MHz,在圆极化模式下10 dB 阻抗带宽分别为760 MHz 和850 MHz,3 dB 轴比带宽分别为510 MHz和480 MHz。该天线在频带内具有稳定的波束方向图,其平均增益为5.3 dB,并且具有27 dB 的主极化-交叉极化隔离。最终的实测结果与仿真结果基本一致,表明该天线具有良好的性能。     

用于车载电视智能天线的移相器

针对车载电视接收的实际应用环境,研究了用于车载电视的智能天线移相器模型,仿真了移相器在接收频段的性能;采用选择优化参数和插入并联电阻的方法,优化了选取的移相器性能,并用仿真软件进行了验证。