淺析移相器與延遲線的區(qū)別以及PIN二極管移相器

移相器將是下述內(nèi)容的主要介紹對象，通過這篇文章，小編希望大家可以對移相器與延遲線的區(qū)別以及PIN二極管移相器的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、移相器引言

移相器（Phaser）能夠?qū)Σǖ南辔贿M(jìn)行調(diào)整的一種裝置。任何傳輸介質(zhì)對在其中傳導(dǎo)的波動都會引入相移，這是早期模擬移相器的原理;現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展后利用A/D、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了數(shù)字移相，顧名思義，它是一種不連續(xù)的移相技術(shù)，但特點(diǎn)是移相精度高。

移相器在雷達(dá)、導(dǎo)彈姿態(tài)控制、加速器、通信、儀器儀表甚至于音樂等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

移相器是相控陣系統(tǒng)中最重要的模塊之一，已廣泛用于衛(wèi)星通信，雷達(dá)，汽車駕駛輔助系統(tǒng)和第五代移動通信技術(shù)（5G）。傳統(tǒng)的移相器主要由無源元件組成，其結(jié)構(gòu)包括開關(guān)線型、負(fù)載線型、鐵氧體型、高低通型和反射型等，統(tǒng)稱為無源移相器。 隨著朝著芯片小型化和高集成度的系統(tǒng)的發(fā)展，無源移相器由于精度低和體積大的缺點(diǎn)而面臨技術(shù)瓶頸。有源移相器主要使用矢量疊加來實(shí)現(xiàn)移相功能。

二、移相器和延遲線的區(qū)別

第一次接觸移相器時，我下意識的想到用一節(jié)短傳輸線就實(shí)現(xiàn)了，實(shí)際上開關(guān)線移相器就是一節(jié)短傳輸線，但延遲線也是一節(jié)傳輸線，那移相器和延遲線到底有什么區(qū)別呢。我的理解如下：

一節(jié)傳輸線當(dāng)沒有色散的時候?qū)θ魏晤l率都是等延遲的，嚴(yán)格來說傳輸線是一個延遲線。當(dāng)帶寬很窄的時候移相器可以用一節(jié)短延遲線實(shí)現(xiàn)，可以在一個相對窄的帶寬里實(shí)現(xiàn)等相位移動，所以開關(guān)線移相器只能用在窄帶情況下。

在信號帶寬很寬的情況下，信號通過移相器時由于對各個頻率的延遲不同，我個人理解實(shí)際上是色散效應(yīng)，不知對系統(tǒng)使用是否有影響。

三、PIN二極管移相器

有許多類型的移相器。 只能根據(jù)特定值改變相移量，稱為數(shù)字移相器。 確定了數(shù)字移相器的相移，并且其相位只能逐步改變。 移相器的位數(shù)越多，信號的控制越精細(xì)，并且移相器本身即控制電路越復(fù)雜。相移可以連續(xù)改變，稱為模擬移相器。 PIN二極管移相器是典型的數(shù)字移相器。

PIN二極管移相器主要根據(jù)PIN二極管的固有特性設(shè)計用于相移。 PIN二極管的V-A特性使其具有兩個開關(guān)狀態(tài)：正向偏置和反向偏置。 當(dāng)PIN二極管處于反向偏置狀態(tài)時，電路會產(chǎn)生一個小的串聯(lián)結(jié)電容，并且二極管處于高阻抗?fàn)顟B(tài);當(dāng)PIN二極管處于反向偏置狀態(tài)時，該電路會產(chǎn)生一個小的串聯(lián)結(jié)電容。 當(dāng)PIN二極管處于正向偏置狀態(tài)時，串聯(lián)結(jié)電容消失，二極管處于低阻抗?fàn)顟B(tài)，可以使用偏置信號。控制PIN二極管的兩種不同狀態(tài)以完成RF電路的設(shè)計。 設(shè)計射頻電路時，有必要考慮由二極管封裝引起的寄生效應(yīng)。同時，應(yīng)注意，當(dāng)將偏置信號施加到PIN二極管時，電路必須具有RF扼流器件和DC隔離器件，以使偏置信號與RF信號隔離。

在1960年左右，為了解決鐵氧體移相器體積大和質(zhì)量大的問題，使用PIN二極管作為開關(guān)元件的移相器開始出現(xiàn)。 移相器設(shè)計的基本原理是利用PIN二極管的兩個開關(guān)狀態(tài)的正向偏置和反向偏置的相互轉(zhuǎn)換來改變傳輸線的電長度，電容，電感，電阻和其他參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)相移。 PIN二極管移相器可分為開關(guān)線移相器，負(fù)載線移相器，反射式移相器等。 開關(guān)線性移相器是最簡單的類型。 它使用2個單刀雙擲開關(guān)沿不同長度的傳輸線之一傳輸信號。
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