基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器及其设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104577263A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510022801.2(22)申请日2015.01.16(71)申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院地址528300广东省佛山市顺德区大良南国东路9号研究院（顺德一中高中部旁）(72)发明人郑少勇蒲星宇李元新龙云亮(74)专利代理机构佛山市名诚专利商标事务所(普通合伙)44293代理人卢志文(51)Int.Cl.H01P1/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器及其设计方法(57)摘要本发明涉及一种基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器及其设计方法，其结构包括从上至下依次排布的三层结构，其中，第一层为设有参考线和延迟线的基本单元，第二层为基板，第三层为金属地层；所述参考线和延迟线的长度为中心频率对应波长的四分之一，以便在参考线和延迟线提供相同的相位延迟。本发明首次提出了一种仅使用一个参考线实现多个差分相位的移相器，避免了传统无源差分移相器在多路应用中结构复杂，尺寸大的缺点，适合于相位天线阵，波束成形等无线通信系统的应用。CN104577263ACN104577263A权利要求书1/1页1.一种基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，包括从上至下依次排布的三层结构，其中，第一层为设有参考线（200）和延迟线（300）的基本单元（101），第二层为基板（102），第三层为金属地层（103）；所述参考线（200）和延迟线（300）的长度为中心频率对应波长的四分之一，其中，参考线（200）和延迟线（300）均为由两条微带线（A1、A2）构成的级联耦合线，参考线（200）和延迟线（300）的每条微带线（A1、A2）均采用四段不等宽的结构。2.根据权利要求1所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述构成参考线（200）和延迟线（300）的级联耦合线的结构一致，级联耦合线的每条微带线（A1、A2）的每一段长度、耦合缝隙相等，微带线（A1、A2）的每一段长度均为中心频率对应波长的十六分之一，级联耦合线的两条微带线（A1、A2）成中心对称关系。3.根据权利要求2所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述延迟线（300）的级联耦合线两端拼接有用于提供参考线（200）和延迟线（300）之间的差分相位的传输线（302、303），两端的传输线（302、303）分别设置在延迟线（300）的两条微带线（A1、A2）上、且其宽度相等和长度相等，传输线（302、303）对应电长度为需要实现的相位差在中心频率处所对应的电长度的一半。4.根据权利要求3所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述传输线（302、303）为50Ω传输线。5.根据权利要求3或4所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述传输线（302、303）延迟线（300）的耦合缝隙边缘对齐，两端的传输线（302、303）成中心对称关系。6.根据权利要求1所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述基本单元（101）采用贴片工艺固定在基板（102）上，基板（102）为介质材料基板（102），介质材料采用厚度为1.575mm的RogersRT/Duroid5870材料，其介电常数为2.33。7.根据权利要求1所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述金属地层（103）为铺满良导体的金属地层（103）。8.根据权利要求1所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述移相器的相位角输出范围为0°-180°。9.根据权利要求8所述基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器，其特征是，所述移相器的相位角输出为45°、90°和135°。10.一种基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器的设计方法：首先，根据所需中心频率确定级联耦合线的长度；然后，通过需要实现的差分相位确定每段延迟线（300）对应的传输线（302、303）的长度；最后，改变参考线（200）和延迟线（300）中微带线（A1、A2）每一段的宽度以及耦合缝隙的间隙，以调整耦合强度，从而在较宽的带宽上实现不同的差分相位。2CN104577263A说明书1/4页基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器及其设计方法技术领域[0001]本发明涉及微波、毫米波通信中使用的差分移相器，特别涉及一种在多路通信应用中同时实现多种相位输出的微带差分移相器（基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器），以及基于耦合线结构的新型多路宽带差分移相器的设计方法。背景技术[0002]差分移相器是广泛应用于微波通信、雷达和测量系统的一种无源器件。其