微波毫米波1-22GHz小型化超宽带低损耗0-90°移相器

摘要

本发明公开了一种微波毫米波1-22GHz小型化超宽带低损耗高相移精度的90°移相器。它由完全相同的四个单元电路级联构成，该单元电路为高低通型数字模拟控制兼容的移相电路，构成0-90°移相。本发明的电路拓扑和设计过程简单，制造工艺简便，工作频带宽，插入损耗低，芯片面积小，相移精度高，输入和输出电压驻波比小。

主权项

一种微波毫米波1‑22GHz小型化超宽带低损耗0‑90°移相器，其特征在于：该移相器由四个完全相同的单元电路构成，其中每个单元电路为高低通型数字模拟兼容的移相电路并构成具有0‑90°的相位变化；所述移相器的电路包括信号输入端(RFin)、信号输出端(RFout)、参考电压输入端(VR)、控制信号输入端(V)、四个完全相同的单元电路和微带线组成；信号输入端与第一个单元电路的信号输入端连接，第一个单元电路的信号输出端和第二个单元电路的信号输入端连接，第二个单元电路的信号输出端与第三个单元电路的信号输入端连接；第三个单元电路的信号输出端与第四个单元电路的信号输入端连接，第四个单元电路的信号输出端与信号输出端连接作为移相器信号输出端；所述移相器由参考电压输入端VR和控制信号输入端：第一控制电压V1、第二控制电压V2、第三控制电压V3、第四控制电压V4、场效应晶体管：第一场效应晶体管F11、第二场效应晶体管F12、第三场效应晶体管F13、第四场效应晶体管F21、第五场效应晶体管F22、第六场效应晶体管F23、第七场效应晶体管F31、第八场效应晶体管F32、第九场效应晶体管F33、第十场效应晶体管F41、第十一场效应晶体管F42、第十二场效应晶体管F43、隔离电阻：第一隔离电阻R10、第二隔离电阻R11、第三隔离电阻R12、第四隔离电阻R13、第五隔离电阻R14、第六隔离电阻R20、第七隔离电阻R21、第八隔离电阻R22、第九隔离电阻R23、第十隔离电阻R24、第十一隔离电阻R30、第十二隔离电阻R31、第十三隔离电阻R32、第十四隔离电阻R33、第十五隔离电阻R34、第十六隔离电阻R40、第十七隔离电阻R41、第十八隔离电阻R42、第十九隔离电阻R43、第二十隔离电阻R44、并联电阻：第一并联电阻R15、第二并联电阻R16、第三并联电阻R17、第四并联电阻R25、第五并联电阻R26、第六并联电阻R27、第七并联电阻R35、第八并联电阻R36、第九并联电阻R37、第十并联电阻R45、第十一并联电阻R46、第十二并联电阻R47、并联电容：第一并联电容C13、第二并联电容C14、第三并联电容C15、第四并联电容C23、第五并联电容C24、第六并联电容C25；第七并联电容C33、第八并联电容C34、第九并联电容C35、第十并联电容C43、第十一并联电容C44、第十二并联电容C45和对地电容：第一对地电容C11、第二对地电容C12、第三对地电容C21、第四对地电容C22、第五对地电容C31、第六对地电容C32、第七对地电容C41、第八对地电容C42构成；信号输入端(RFin)与第一单元电路的信号输入端连接，第一单元电路信号输入端分别与第一微带线(M11)和第四隔离电阻(R13)连接，第四隔离电阻(R13)另一端与控制电压(VR)连接，第一微带线(M11)的另一端连接第三场效应晶体管(F13)的源极，该源极连接第一场效应晶体管(F11)的源极，第一场效应晶体管(F11)的漏极通过第一对地电容(C11)与地相连，第三场效应晶体管(F13)的漏极与第二场效应晶体管(F12)的源极连接，第二场效应晶体管(F12)的漏极通过第二对地电容(C12)与地连接，第一、第二、第三场效应晶体管(F11、F12、F13)分别与第一并联电容(C13)、第一并联电阻(R15)，第二并联电容(C14)、第二并联电阻(R16)，第三并联电容(C15)、第三并联电阻(R17)相并联；第一、第二、第三场效应晶体管(F11、F12、F13)的栅极分别串联第一、第二、第三隔离电阻(R10、R11、R12)连接第一控制电压(V1)；第三场效应晶体管(F13)的漏极连接第二微带线(M12)，第二微带线(M12)的另一端通过第五隔离电阻R14连接控制电压(VR)，第二微带线(M12)该端并作为第一单元的输出端与第二单元电路的输入端连接，形成两个单元级联；第二单元电路输入端分别与第三微带线(M22)和第十隔离电阻(R24)连接，第十隔离电阻(R24)与参考电压连接，第三微带线(M22)另一端连接第六场效应晶体管(F23)的源极，该源极连接第五场效应晶体管(F22)的源极，第五场效应晶体管(F22)的漏极通过第四对地电容(C22)与地相连，第六场效应晶体管(F23)的漏极与第四场效应晶体管(F21)的源极连接，第六场效应晶体管(F23)的漏极通过第三对地电容(C21)与地连接，第四、第五、第六场效应晶体管(F21、F22、F23)分别与第四并联电容(C23)、第四并联电阻(R25)，第五并联电容(C24)、第五并联电阻(R26)，第六并联电容(C25)、第六并联电阻(R27)相并联；第四、第五、第六场效应晶体管(F21、F22、F23)的栅极分别串联第六、第七、第八隔离电阻(R20、R21、R22)连接第二控制电压(V2)；第四场效应晶体管(F21)的漏极连接第四微带线(M21)，第四微带线(M21)的另一端通过第九隔离电阻(R23)连接控制电压(VR)，第四微带线(M21)该端并作为第二单元的输出端与第三单元电路的输入端连接，形成第二、第三单元的级联；第三单元电路输入端分别与第五微带线(M31)和第十四隔离电阻(R33)连接，第十四隔离电阻(R33)另一端与参考电压连接，第五微带线另一端连接第九场效应晶体管(F33)的源极，该源极连接第七场效应晶体管(F31)的源极，第七场效应晶体管(F31)的漏极通过第五对地电容(C31)与地相连，第九场效应晶体管(F33)的漏极与第八场效应晶体管(F32)的源极连接，第八场效应晶体管(F32)的漏极通过第六对地电容(C32)与地连接，第七、第八、第九场效应晶体管(F31、F32、F33)分别与第七并联电容(C33)、第七并联电阻(R35)，第八并联电容(C34)、第八并联电阻(R36)，第九并联电容(C35)、第九并联电阻(R37)相并联；第七、第八、第九场效应晶体管(F31、F32、F33)的栅极分别串联第十一隔离电阻(R30)、第十二隔离电阻(R31)、第十三隔离电阻(R32)连接第三控制电压(V3)；第九场效应晶体管(F33)的漏极连接第六微带线(M32)，第六微带线(M32)的另一端通过第十四隔离电阻(R33)连接控制电压(VR)，第六微带线(M32)的另一端并作为第三单元的输出端与第四单元电路的输入端连接，形成第三、第四单元电路的级联；第四单元电路输入端分别与第七微带线(M42)和第二十隔离电阻(R44)连接，第二十隔离电阻(R44)另一端与参考电压连接，第七微带线(M42)另一端连接第十二场效应晶体管(F43)的源极，该源极连接第十一场效应晶体管(F42)的源极，第十一场效应晶体管(F42)的漏极通过第八对地电容(C42)与地相连，第十二场效应晶体管(F43)的漏极与第十场效应晶体管(F41)的源极连接，第十场效应晶体管(F41)的漏极通过第七对地电容(C41)与地连接，第十、第十一、第十二场效应晶体管(F41、F42、F43)分别与第十并联电容(C43)、第十并联电阻(R45)，第十一并联电容(C44)、第十一并联电阻(R46)，第十二并联电容(C45)、第十二并联电阻(R47)相并联；第十、第十一、第十二场效应晶体管(F41、F42、F43)的栅极分别串联第十六隔离电阻(R40)、第十七隔离电阻(R41)、第十八隔离电阻(R42)连接第四控制电压(V4)；第十二场效应晶体管(F43)的漏极连接第八微带线(M41)，第八微带线(M41)的另一端通过第十七隔离电阻(R43)连接控制电压(VR)，第八微带线(M41)的另一端并作为第四单元的输出端；最后通过第四单元电路的输出端作为输出信号端(RFout)；所述移相器电路的参考电压：VR、VR1、VR2、VR3、VR4、VR5、VR6、VR7均相等；四个单元电路控制信号输入端(V1、V2、V3、V4)外接控制信号。