移相器是能夠?qū)Σǖ南辔贿M行調(diào)整的一種裝置。一般移相器電路由電阻、電抗元件、非線性元件和有源器件等構(gòu)成,當(dāng)正弦信號經(jīng)過移相器時其相位會發(fā)生改變。理想的移相器在調(diào)整電路參數(shù)時,可使通過信號的相位在 0°~360°之間連續(xù)變化,而不改變信號的幅度,即信號可不失真地通過,只是相位發(fā)生了變化。
移相器工作頻帶是指移相器的技術(shù)指標(biāo)下降到允許界限值時的頻率范圍。數(shù)字移相器大多是利用不同長度的傳輸線構(gòu)成,同樣物理長度的傳輸線對不同頻率呈現(xiàn)不同的像相移,因此移相器工作頻帶大多是窄頻帶的。
移相器是兩端口網(wǎng)絡(luò),相移量是指不同控制狀態(tài)時的輸出信號相對于參考狀態(tài)時輸出信號的相對相位差。對于數(shù)字移相器,通常要給出移相器的位數(shù)或者相位步進值。N維移相器可以提供M=2^N個離散的相位狀態(tài)。
對于一個固定頻率點,實際相移量的各步進值圍繞各中心值有一定偏差;在頻帶內(nèi)不同頻率時,相移量又有不同值。相位誤差指標(biāo)有時采用最大相移偏差來表示,也就是各頻點的實際相移和理論相移之間的最大偏差值;有時給出的是均方根相位誤差,是指各位相位誤差的均方根值。
插入損耗的定義為傳輸網(wǎng)絡(luò)未插入前負(fù)載吸收功率與傳輸網(wǎng)絡(luò)插入后負(fù)載吸收功率之比的分貝數(shù),用IL表示。
移相器是由微波開關(guān)和傳輸網(wǎng)絡(luò)共同實現(xiàn)的,在兩種相移狀態(tài)下由于傳輸路徑不同,以及非理想開關(guān)在“導(dǎo)通”和“截止”兩種狀態(tài)時的插入損耗不同等因素,都會造成兩種狀態(tài)時移相器的插入損耗不同,這就使輸出信號產(chǎn)生寄生幅度調(diào)制,對整個電路的性能造成不利影響,因此實際應(yīng)用中要求移相器的插入損耗波動盡量小。
傳輸線上相鄰的波腹點和波谷點的電壓振幅之比為電壓駐波比,用VSWR表示。通常,為了避免器件的引入而對前后電路性能造成影響,要求器件的輸入、輸出VSWR盡量小。
開關(guān)元件的通斷轉(zhuǎn)換,有一個變化的過程,需要一定的時間,這就是開關(guān)時間。移相器的開關(guān)時間主要取決于驅(qū)動器和所采用的開關(guān)元件的開關(guān)時間。
移相器的功率容量主要是指開關(guān)元件所能承受的最大微波功率。開關(guān)的功率容量取決于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)時允許通過的最大導(dǎo)通電流和截止?fàn)顟B(tài)時兩端能夠承受的最大電壓。
反射型移相器的基本原理是在均勻傳輸線的終端接入電抗性負(fù)載,利用開關(guān)變換負(fù)載的阻抗特性,從而改變負(fù)載反射系數(shù)的相位,使入射波和反射波之間產(chǎn)生相位移。
加載線式移相器,就是在均勻傳輸線上以可控電抗元件進行并聯(lián)或串聯(lián)加載,通過電抗值的改變在電路中引入一個相移量。
開關(guān)線式移相器是基于延遲線電路理論的,分為開關(guān)串聯(lián)形式和開關(guān)并聯(lián)形式。
當(dāng)信號通過低通濾波器會出現(xiàn)相位延遲,而通過高通濾波器會出現(xiàn)相位超前,利用二極管開關(guān)讓電路在高通和低通之間切換就可能得到一個相移量。高通/低通移相器可以產(chǎn)生比其他類型移相器更小的相移量,而且它的工作頻率帶可以與反射式移相器相比擬。
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