【摘 要】
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随着现代通信技术的发展,相控阵系统得到越来越多的应用。移相器是相控阵系统中的核心电路之一,其性能决定着相控阵系统的性能。有源移相器有着高精度、小型化的优势,而双向有源移相器还可以精简收发前端的结构,进一步提高集成度、降低成本。本文针对Ku波段双向有源数控移相器展开研究。针对双向有源移相器工作带宽窄的问题,提出了一种基于可重构匹配网络的宽带双向有源移相器。这种可重构匹配网络可以根据工作方向切换开关的
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随着现代通信技术的发展,相控阵系统得到越来越多的应用。移相器是相控阵系统中的核心电路之一,其性能决定着相控阵系统的性能。有源移相器有着高精度、小型化的优势,而双向有源移相器还可以精简收发前端的结构,进一步提高集成度、降低成本。本文针对Ku波段双向有源数控移相器展开研究。针对双向有源移相器工作带宽窄的问题,提出了一种基于可重构匹配网络的宽带双向有源移相器。这种可重构匹配网络可以根据工作方向切换开关的状态,改变匹配网络的拓扑,从而实现不同的阻抗匹配,提升移相器的带宽。利用正交信号产生/合成电路、双向可变增益放大器和可重构匹配网络,实现了宽带双向有源移相器。本文基于55 nm CMOS工艺验证提出的移相器,根据仿真结果,在14 GHz～18GHz的频率范围内,增益为-4 d B～-1 d B,幅度RMS误差为0.2 d B～0.5 d B,相位RMS误差为1.3°～2.7°,芯片面积为0.91mm~2。根据测试结果,移相器能够实现双向移相。针对双向有源移相器结构复杂、正交信号产生/合成电路精度低的问题,提出了一种基于45度移相网络的宽带双向有源移相器。利用45度移相网络,将正交信号的产生与合成变为两次附加45度相位的变化,避免了正交信号产生/合成电路和可重构匹配网络的使用,降低电路的复杂度并提高精度。本文基于55 nm CMOS工艺验证提出的移相器。根据测试结果,在14 GHz～18 GHz的频率范围内,两个方向幅度RMS误差分别小于1.05 d B和1.7 d B,相位RMS误差均小于2.1°,芯片面积为0.91mm~2,功耗为28.8 m W,相位精度得到了较大提升。
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