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浅析移相器与延迟线的区别以及PIN二极管移相器

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发表于 2021-6-10 13:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

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移相器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对移相器与延迟线的区别以及PIN二极管移相器的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

一、移相器引言

移相器(Phaser)能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移,这是早期模拟移相器的原理;现代电子技术发展后利用A/D、D/A转换实现了数字移相,顾名思义,它是一种不连续的移相技术,但特点是移相精度高。

移相器在雷达、导弹姿态控制、加速器、通信、仪器仪表甚至于音乐等领域都有着广泛的应用。

移相器是相控阵系统中最重要的模块之一,已广泛用于卫星通信,雷达,汽车驾驶辅助系统和第五代移动通信技术(5G)。传统的移相器主要由无源元件组成,其结构包括开关线型、负载线型、铁氧体型、高低通型和反射型等,统称为无源移相器。 随着朝着芯片小型化和高集成度的系统的发展,无源移相器由于精度低和体积大的缺点而面临技术瓶颈。有源移相器主要使用矢量叠加来实现移相功能。

二、移相器和延迟线的区别

第一次接触移相器时,我下意识的想到用一节短传输线就实现了,实际上开关线移相器就是一节短传输线,但延迟线也是一节传输线,那移相器和延迟线到底有什么区别呢。我的理解如下:
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一节传输线当没有色散的时候对任何频率都是等延迟的,严格来说传输线是一个延迟线。当带宽很窄的时候移相器可以用一节短延迟线实现,可以在一个相对窄的带宽里实现等相位移动,所以开关线移相器只能用在窄带情况下。

在信号带宽很宽的情况下,信号通过移相器时由于对各个频率的延迟不同,我个人理解实际上是色散效应,不知对系统使用是否有影响。

三、PIN二极管移相器

有许多类型的移相器。 只能根据特定值改变相移量,称为数字移相器。 确定了数字移相器的相移,并且其相位只能逐步改变。 移相器的位数越多,信号的控制越精细,并且移相器本身即控制电路越复杂。相移可以连续改变,称为模拟移相器。 PIN二极管移相器是典型的数字移相器。

PIN二极管移相器主要根据PIN二极管的固有特性设计用于相移。 PIN二极管的V-A特性使其具有两个开关状态:正向偏置和反向偏置。 当PIN二极管处于反向偏置状态时,电路会产生一个小的串联结电容,并且二极管处于高阻抗状态;当PIN二极管处于反向偏置状态时,该电路会产生一个小的串联结电容。 当PIN二极管处于正向偏置状态时,串联结电容消失,二极管处于低阻抗状态,可以使用偏置信号。控制PIN二极管的两种不同状态以完成RF电路的设计。 设计射频电路时,有必要考虑由二极管封装引起的寄生效应。同时,应注意,当将偏置信号施加到PIN二极管时,电路必须具有RF扼流器件和DC隔离器件,以使偏置信号与RF信号隔离。

在1960年左右,为了解决铁氧体移相器体积大和质量大的问题,使用PIN二极管作为开关元件的移相器开始出现。 移相器设计的基本原理是利用PIN二极管的两个开关状态的正向偏置和反向偏置的相互转换来改变传输线的电长度,电容,电感电阻和其他参数,以实现相移。 PIN二极管移相器可分为开关线移相器,负载线移相器,反射式移相器等。 开关线性移相器是最简单的类型。 它使用2个单刀双掷开关沿不同长度的传输线之一传输信号。


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发表于 2021-6-10 13:39 | 显示全部楼层
移相器(Phaser)能够对波的相位进行调整的一种装置

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发表于 2021-6-10 13:43 | 显示全部楼层
任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移,这是早期模拟移相器的原理;现代电子技术发展后利用A/D、D/A转换实现了数字移相

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发表于 2021-6-10 13:43 | 显示全部楼层
当PIN二极管处于反向偏置状态时,电路会产生一个小的串联结电容,并且二极管处于高阻抗状态
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