微波有源电路 微波调制器与控制器件

1、微波调制器与控制器件1功能对微波电路参量进行调制（控制）电路通断、衰减控制、相移量微波开关、微波调制器、移相器、衰减器等典型应用：脉冲雷达、相控阵雷达、多波束雷达、电子对抗、测试系统等脉冲多普勒雷达发射相参脉冲调制信号动目标检测地基雷达、机载雷达微波开关为关键器件宽带成像雷达频率步进体制一定带宽窄脉冲 形成宽带信号一维、二维、三维成像多种雷达等RCS测试系统天线照射方向0由移相器的相移量j 决定改变值，就可改变波束指向角0 ，从而形成波束扫描相控阵雷达移相器、衰减器等均为关键器件微波开关PIN二极管微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通和关断的阻抗特性，实现了控制微波信号通道转换的

2、作用。 a 基本PIN结横截面图 b 正偏c 反偏正偏条件下的电阻记为Rs，与偏置电流IF.成反比，使PIN结二极管在高频下有很好的隔离度。（b）为正偏时等效电路。当PIN结反偏或者零偏时，本征层I内的电荷被耗尽，表现出高电阻(Rp)，如图（c）所示。其中CT为PIN结二极管的总电容，包括了结电容Cj和封装寄生电容Cp。简单、功耗低、功率容量大、损耗低GaAs FET 在典型的开关模式中，当栅源负偏置在数值上大于夹断电压 即（ ）时，漏源之间电阻很大，可视为一个高阻抗状态；当零偏置栅电压加载到栅极时，则产生一个低阻抗状态。复杂、功耗大、功率容量低、损耗偏大、但易于与其它有源半导体单片集成微波开

3、关重要技术指标插损和隔离度插损定义为理想开关在“接通”状态交付给负载的功率与实际开关在“接通”状态交付给负载的功率之比，以分贝表示。隔离度定义为理想开关在“接通”状态交付给负载的功率与实际开关在“关断”状态交付给负载的功率之比，以分贝表示。开关插损和隔离度的具体数值决定于具体开关器件及电路类型与结构。开关时间开关时间是指开关从断开到闭合状态以及从闭合到断开状态所需的时间，它是电控开关尤其是微波开关的重要指标。功率容量开关的功率容量与PIN管的功率容量和开关电路的结构有关，PIN管的功率容量受限制的主要因素有两方面：管子导通时所允许的最大功耗及管子截止时反向击穿电压。开关的基本形式和电路单刀单掷

4、开关（SPST） 串接开关器件及高、低阻等效电路 并联开关器件及高、低阻等效电路结构是对称的：对于并联结构，当器件处于高阻抗状态时信号就传递到负载；对串联结构，器件低阻状态才允许信号传输。单刀双掷开关单刀双掷开关（SPDT）在任意时刻总有一个支路闭合。SPDT开关有串联和并联两种基本结构。 在串联结构中，当开关器件SD1在低阻状态和器件SD2在高阻状态时，输入信号到输出1，否则到输出2。图（b）所示的并联结构基本原理与串联相同，当器件SD1在高阻状态，而器件SD2在低阻状态时，信号路径到输出1，否则到输出2。因此，在这两种结构中不管哪一种，在任何时间，总有一个器件在低阻状态而另一个器件在高阻状

5、态。串-并联型开关在一个开关电路中同时应用串联和并联型将改善开关的性能。最简单的串并联型，当串联器件呈低阻抗且并联器件呈高阻抗状态时，这个开关是“接通”的，图（b）为其等效电路。图中，是串联器件的阻抗，是并联器件的阻抗。“接通”时，为低阻抗而为高阻抗。增大隔离度微波移相器微波移相器是相控阵雷达、卫星通信、移动通信设备中的核心组件，它的工作频带、插入损耗直接影响着这些设备的抗干扰能力和灵敏度，以及系统的重量、体积和成本，因此研究移相器在军事上和民用卫星通信领域具有重要的意义。二端口器件 二端口网络数字式移相器（相位步进改变）如11.25，22.5，45，90，180模拟式移相器（相位受电压控制连

6、续可调）主要技术指标 工作频带移相器工作频带是指移相器的技术指标下降到允许界限值时的频率范围。相移量 移相器是两端口网络，相移量是指不同控制状态时的输出信号相对于参考状态时输出信号的相对相位差。 相位误差 相位误差指标有时采用最大相移偏差来表示，也就是各频点的实际相移和理论相移之间的最大偏差值；有时给出的是均方根（RMS）相位误差，是指各位相位误差的均方根值。插入损耗和插入波动 插入损耗的定义为传输网络未插入前负载吸收功率与传输网络插入后负载吸收功率之比的分贝数。 开关时间与功率容量等 移相器的几种基本电路形式开关线型移相器 一位开关线型移相器的基本构成如图所示。两只单刀双掷开关用作信号通路，交替地经过两个中的一个。 一位开关线型移相器传输路径长度为 或 ，当信号通过较长的路径时，它产生附加相位延迟为：从公式可以看出这类移相器其相移差值 直接与频率成正比。由于这一特性，开关线型移相器也叫做开关时间延迟网络。其时间延迟 为： 加载线型移相器加载型移相器基本机理加载线型移相器常用于对 和 移相设计。在这种电路中，移相原理如图中所示。入射波经历的移相 决定于归一化电纳b=B/r。由b引起的反射为：所引入的相位差为： 反射型移相器反射型移相器的基本原理是在均匀传输线的终端接入电抗性负载，利用开关变换负载的阻抗特性，从而改变负载反射系数的相