一種寬帶數(shù)控延時線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及射頻芯片技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,涉及一種寬帶數(shù)控延時線。
背景技術(shù)
[0002] 寬帶相控陣在工作時,天線掃描波束指向因孔徑效應(yīng)會隨工作頻率的變化而發(fā)生漂移,為了改善天線的頻率響應(yīng),需要對指向漂移進行校正。
[0003] 延時線可以使電磁波在兩個端口間傳輸時延時一段恒定的時間,補償不同頻率引起的相位差,避免使用傳統(tǒng)的移相器帶來的波束傾斜效應(yīng)。在現(xiàn)代寬帶雷達系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
[0004] 延時線的實現(xiàn)方式有同軸電纜延時線、靜磁波延時線、聲表面波延時線等,這些延時線因體積大、損耗高、色散嚴重等原因限制了其應(yīng)用范圍。光纖延時線需要額外的光電器件及電源來實現(xiàn)電磁波和光波的相互轉(zhuǎn)換,不便于集成。
[0005] 雖然延時線已經(jīng)提出很久,但是龐大的體積限制了其應(yīng)用范圍,采用微波傳輸線構(gòu)建的小型化延時線芯片解決了該問題,具有穩(wěn)定的延時量、抗干擾能力強等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于小型化雷達系統(tǒng)中。
[0006] 雖然如圖1所示的傳統(tǒng)微波傳輸線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的延時線具有設(shè)計簡單、易集成等優(yōu)點,但其電磁波傳播的相速度大于光速,要實現(xiàn)相同的時間延遲,仍需要較長的傳輸線。同時,微波傳輸線只能在中心頻率滿足理想狀態(tài),延時線性能會隨著頻率偏移而急劇惡化,這就極大地限制了延時線的寬帶特性;越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代雷達系統(tǒng)對延時線寬帶、緊湊、易集成且低損耗的要求。
發(fā)明內(nèi)容
[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有微波傳輸線只能在中心頻率滿足理想狀態(tài),隨著頻率偏移急劇惡化、極大限制延時線的寬帶特性的問題,提出一種寬帶數(shù)控延時線,首先根據(jù)慢波傳輸線先設(shè)置基本數(shù)控延時線單元,通過設(shè)置第一延時單元,生成延時特性隨頻率增加而下降的第一延時信號;通過設(shè)置第二延時單元,生成延時特性隨頻率增加而上升的第二延時信號,并根據(jù)第二延時信號補償?shù)谝谎訒r信號,兩部分的延時特性相互補償后,得到一個寬帶延時特性的延時線。
[0008] 本發(fā)明具體實現(xiàn)內(nèi)容如下:
[0009] 一種寬帶數(shù)控延時線,包括數(shù)控延時線單元;所述數(shù)控延時線單元包括依次連接的耦合器、單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT1b、單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT2b;所述數(shù)控延時線單元包括第一延時單元、第二延時單元;
[0010] 所述第一延時單元的輸入端的所述單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT1b的輸出端連接,所述第一延時單元的輸出端與所述第二延時單元的輸入端連接;
[0011] 所述第二延時單元的輸出端與所述單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT2b的輸入端連接;
[0012] 所述第一延時單元,用于生成延時特性隨頻率增加而下降的第一延時信號;
[0013] 所述第二延時單元,用于生成延時特性隨頻率增加而上升的第二延時信號,并根據(jù)所述第二延時信號補償所述第一延時信號,生成第三延時信號。
[0014] 為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明,進一步地,所述寬帶數(shù)控延時線還包括頻率監(jiān)測控制單元、自適應(yīng)寬帶補償單元;
[0015] 所述頻率監(jiān)測控制單元的輸入端與所述耦合器的耦合端連接,所述頻率檢測控制單元的輸出端與所述自適應(yīng)寬帶補償單元的受控端連接;
[0016] 所述自適應(yīng)寬帶補償單元的輸出端與所述第一延時單元的受控端連接;
[0017] 所述頻率監(jiān)測控制單元,用于監(jiān)測所述射頻信號的信號頻率,根據(jù)所述信號頻率將所述射頻信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,并根據(jù)所述電壓信號生成電壓控制信號;
[0018] 所述自適應(yīng)寬帶補償單元,用于根據(jù)所述電壓控制信號調(diào)節(jié)所述第一延時單元的電容,補償所述第一延時信號的延時特性,抑制所述寬帶數(shù)控延時線工作頻率的偏移。
[0019] 為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明,進一步地,所述第一延時單元包括電感L1b、電感L2b、電容C1b;
[0020] 所述電感L1b的第一端與所述單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT1b的輸出端、所述電容C1b的輸入端連接,所述電感L1b的第二端與所述電感L2b的第二端、所述自適應(yīng)寬帶補償單元的輸出端連接;
[0021] 所述電感L2b的第一端與電容C1b的輸出端、所述第二延時單元的輸入端連接。
[0022] 為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明,進一步地,所述第二延時單元包括電感L3b、電感L4b、電容C2b、電容C3b;
[0023] 所述電容C2b的第一端與所述電容C1b的輸出端、所述電感L3b的第一端連接,所述電容C2b的第二端與接地的所述電感L4b、所述電容C3b的第二端連接;
[0024] 所述電容C3b的第一端與所述電感L3b的第二端、所述單刀雙擲射頻開關(guān)SPDT2b的輸入端連接。
[0025] 為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明,進一步地,所述頻率監(jiān)測控制單元包括窄帶濾波器、檢波器、運算放大器、第一電阻、第二電阻;
[0026] 所述窄帶濾波器的輸入端與所述耦合器的耦合端連接,輸出端與所述檢波器的輸入端連接;