L波段四位数字移相器的设计与仿真

　　2.3 移相器电路设计

　　180°、90°移相位采用开关线式。图3(a)为开关线式原理图，在移相的整个过程中，移相器在输入端和输出端之间一直处于导通状态，因此就要求在两种状态下输入端都要良好匹配。此外还要求两种移相状态下插入损耗很小，并且尽可能相等，否则两种状态下输出信号大小不同引起寄生调幅;两条传输线相互距离要足够远，以避免相互耦合造成衰减和相位误差。45°、22.5°采用负载线型，因为负载线型电路形式简单，引入电路的插损小，小角度移相时的驻波低，移相精度较好和峰值功率容量大，图3(b)即为二元加载形式移相器。当两加载支路共同导通或共同断开时，主传输线与两侧加载的并联电纳共同构成一个传输网络，具有一个相移量。由于两个状态的并联电纳不同，故两个状态时的传输网络的相移量也不同，其差值就是所要求的负载线移相器的相移。同时可在两加载支节中间加一匹配支节，以调节移相器的驻波比及插损，同时通过调节两侧负载支节的电角度和阻抗，可以获得较好的移相性能。负载线间距离为1/4波长，这样可获得最佳电压驻波比。

　　图2 PIN管的等效模型

　　图3 开关线式和加载线式移相器原理图

　　2.4 移相器电路仿真及结果

　　ADS具有强大的算法及随机梯度等优化方法，能按照参数迅速仿真出需要的电路，从而大大减轻设计者的工作量。本电路是在介电常数ε=4.4，厚度H=2mm，金属厚度T=0.036mm的微带介质基片上进行仿真的。图4为加载线型、开关线型和级联后的电路原理图。

　　(a) 加载线型

　　(b) 开关线型