摘要:左右手傳輸線的理論和應用研究已在微波技術領域深入展開,特別是在天饋線系統中的應用研究已成為熱點。本文根據左右手傳輸線的寬帶移相特性,總結了近年來國內外關于基于左右手傳輸線的微波移相器的最新研究成果,對兩種實現方式的研究現狀進行了深入分析,對比不同方法的優缺點。
1引言
移相器是一種重要的微波器件,在波束形成網絡、相位調制器和相控陣天線等無線通信系統中具有廣泛的應用,研制出寬帶平面移相器是很有意義的工作。傳統的差分移相器是依靠兩條傳輸線的長度差來實現相移,或在相同長度的情況下通過改變傳輸線的傳播常數來實現相移。
由于左右手傳輸線具有寬帶移相特性,已有很多研究人員將其應用到寬帶移相器設計中[1~10],其中許多文獻將寬帶移相線與功分器結合設計了寬帶正交功分器和寬帶威爾金森巴倫,但實質還是寬帶移相器。利用左右手傳輸線設計寬帶移相器大致可分為集總元件方式[1~4]和分布參數方式[5~10]。
2集中元件方式
采用集總元件的左右手傳輸線設計了寬帶180°移相器,如圖1所示,圖中上面一段線是相移為+90°的左右手傳輸線,下面一段線是相移為-90°的左右手傳輸線,在1.17GHz~2.33GHz(相對帶寬為77%)的頻率范圍內相位差為180°±10°;文獻[2]采用共面波導多層結構設計了180°開關線移相器,如圖2所示,在2GHz~3.6GHz的頻率范圍內相位差為180°±7°;文獻[3]采用左右手傳輸線和右手傳輸線設計了寬帶移相器,如圖3所示,在1.24GHz~3.58GHz的頻率范圍內相位差為180°±10°;文獻[4]采用集總元件的左右手傳輸線設計了寬帶移相器,如圖4所示,在0.6GHz~1.2GHz的頻率范圍內相位差為180°±9.5°。
圖1文獻[1]報道的寬帶移相器
圖2文獻[2]報道的寬帶移相器
圖3文獻[3]報道的寬帶移相器
圖4文獻[4]報道的寬帶移相器
3分布參數方式
文獻[5]采用分布式左右手傳輸線結合共面波導技術設計了寬帶移相器,如圖5所示,在2.4GHz~5.22GHz的頻率范圍內相位差為180°±10°;文獻[6]采用交指縫隙和接地過孔的左右手傳輸線設計了寬帶90°移相器,在2.3GHz~3.8GHz的頻率范圍內相位差為90°±10°;文獻[7]基于逆開環諧振器的左右手傳輸線設計了寬帶移相器,如圖6所示,在1.4GHz~2.1GHz的頻率范圍內相位差為90°±5°;文獻[8]采用交指縫隙和接地過孔的左右手傳輸線設計了寬帶移相器,如圖7所示,在1.3GHz~3.5GHz的頻率范圍內相位差為180°±3°;文獻[9]使用一對相同的基于交指縫隙和虛擬地面的左右手傳輸線,并用奇偶模的方法設計了寬帶移相器,如圖8所示,在1.6GHz~3.6GHz的頻率范圍內相位差為180°±3°;文獻[10]采用交指縫隙和接地過孔的左右手傳輸線設計了寬帶4位數字移相器。
圖5文獻[5]報道的寬帶移相器
圖6文獻[7]報道的寬帶移相器
圖7文獻[8]報道的寬帶移相器
圖8文獻[9]報道的寬帶移相器
4結論
本文對已報道的國內外關于基于左右手傳輸線的微波移相器的最新研究成果進行歸納,總結了最新研究成果,對多種實現方式的基于左右手傳輸線的微波移相器的研究現狀進行了深入分析,對比了不同方法的優缺點。
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原文標題:傳輸線在微波移相器中的應用現狀
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