ADS课程设计移相器的设计
移相器设计
移相器的设计学生姓名：学生学号： ________ 院（系）： ____________ 年级专业： _______________ 指导教师： _____二〇一二年十二月1目录移相器的设计 (3)第1章方案设计与论证 (3)1.1无源移相器 (3)1.2方案论证 (4)第2章理论计算 (4)2.1原理分析 (4)2.2电路参数设计 (7)第3章原理电路设计 (7)3.1低端电路图设计 (7)3.2高端电路图设计 (8)3.3可调电路图设计 (8)第4章设计仿真 (8)4.1仿真软件使用 (9)4.2电路仿真 (9)4.3数据记录 (14)第5章结果分析 (14)5.1结论分析 (14)5.2设计工作评估 (14)5.3体会 (14)2移相器的设计第1章方案设计与论证1 常见移相器1.1 无源移相器1.1.1 rc50%50%改变阻值就可以改变阻抗，阻抗为容性。
1.1.2 rl50%50%改变阻值就可以改变阻抗，阻抗为感性。
1.1.3 rlc50%50%改变任意元件都可以改变阻抗，其阻抗角范围很大，阻抗即可以是感性，也可以是容性。
1.1.4 lc50%改变任意元件都可以改变阻抗，阻抗角只能是90度的倍数。
1.1.5 桥式RC50%可以不改变有效值，阻抗角为0～-180，为容性。
改变两电容容值即可改变阻抗角。
1.1.6 桥式RL50%可以不改变有效值，阻抗角为0～180度，为感性。
341.2 方案论证1.2.1 比较1.1.1和1.1.2都可以改变相位差，但同时也改变了有效值。
1.1.3跟前2个功能一样，但结构复杂。
1.1.4只能改变90度的相位，对于90度以内的，它无能为力，也可以改变有效值。
1.1.5和1.1.6都不改变有效值，相位变化范围大。
1.2.2 确定本实验采用1.1.5方案，因为它的相位变化范围大，且不改变有效值。
第2章 理论计算2.1 原理分析线性时不变网络在正弦信号激励下，其响应电压、电流是与激励信号同频率的正弦量，响应与频率的关系，即为频率特性。
第4章-数字式移相信号发生器的设计
第4章
2. DDS DDS技术将输出波形的一个完整周期的幅度值都顺 序地存放在波形存储器中, 通过控制相位增量产生频 率、相位可控制的波形。DDS电路一般包括基准时钟、 相位增量寄存器、相位累加器、波形存储器、D/A转换 器和低通滤波器（LPF）等模块, 如图4.4所示。
第4章
相位 增量
相位
地址
K
m
ax
128 359 45
1021.55
则相位控制字K的位数取10 bit就能满足设计任务关于
移相的要求（分辨率为1°, 移相范围是0～359°）。
若“相位加法器”采用24 bit加法器实现, 则上述10 bit的相位控制字应扩展成24 bit, 具体扩展方法是在上述 10 bit相位控制字后面（右边）添加14个逻辑0就可以了。
基于DDS技术的数字式移相信号发生器的主 要模块框图如图4.5所示。
第4章
频率 控制 字 寄 存 器
相位 控制 字 寄 存 器
相位 累加 器
相位 加法 器
寄 存
Address1
器
寄 存
Address2
器
图4.5 基于DDS技术的数字式移相信号发生器主要模块框图
第4章
3. 1)确定系统时钟频率fcp 不妨设输出信号最高频率为fmax 、最高频率 fmax下的最少采样点数为Smin , 则有
第4章
4.3 系统硬件设计
4.3.1 DDS 1. DDS 1971年, 美国学者J.Tierncy、C.M.Rader和B.Gold提出了以全数
字技术从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。 随着电子技术的发展和水平的提高, 一种新的频率合成技术——直接数 字频率合成（DDS, Direct Digital Synthesis）技术得到了飞速发展。 DDS技术是一种把一系列数字形式的信号通过D/A转换而成模拟形式的 信号合成技术, 目前使用最广泛的一种DDS方式是利用高速存储器作查 找表, 然后通过高速D/A转换输出已经用数字形式存入存储器的正弦波。
电路分析课程设计-信号衰减器和移相器PPT课件
.
22
（4） 计算各档电阻值 R11=Rs1=1297.37 R12=Rs2-Rs1=5400-1297.37=4102.63 R13=Rs3-Rs2=18373.67-5400=12973.67 R23=Rp3=19.59 R22=Rp2-Rp1=66.67-19.59=47.08 R21=Rp1-Rp2=277.49-66.67=210.82
.
13
倒 L 型衰减器
R1 RC1(RC1 RC2)
R2 RC2
RC1 RC1 RC2
N 1
1
RC2 RC1
1
倒L型不对称衰减器构成阻抗匹配器，与对称
衰减器所不同的是，不能指定衰减量，其输入输出
阻抗确定后，其衰减量也就确定了。
.
14
例1：设计一衰减器，匹配于信号源内阻RS=800欧 与负载电阻RL=150欧之间，其衰减量为30dB。 解：因为RS、RL不相等，所以选用一节倒L型和一 节对称T型构成衰减器。
a
R
+
U1
C
C
_
b
R
ca
++
R
C
U2 _
U1
c + U2 _ d
C
d_
R
图（a）X型RC电路 .
图（b）改画电路 29
X型RC移相电路输出电压为：
.
.
.
U2 UcbUdb
1
jC
R 1
U. 1RR1
.
U1
11jj R RC CU. 1
jC
jC
11 (( R RC C))22U12arctanRC
.
U1 U100V
0~270°移相器
=
2tgα tg 2α −1
=
−tg 2α
(4)
于是相移为：
φ = π − 2α = π − 2tg −1B
(5)
对理想的可变电容从 0 pF 到无穷，总的移相从 0°到－180°；对理想可变电感，移相
从－180°到 0°。如图 2 所示：
１９２
2004 年全国第十届微波集成电路与移动通信学术年会
输入 V in
1
4
3dB定 向 耦 合 器
2
3
输出 V out
控制 电压
图 1 可变移相器电路
设变容管的归一化等效电纳为 jB ，则端口 2、3 反射系数为：
Γ = Γ e jφ = 1 − jB
(1)
1 + jB
反射系数相角为：
பைடு நூலகம்tgφ = 2B
(2)
B2 −1
令
B = tgα
(3)
则上式可写成
tgφ
１９３
S21 (Deg.) S21 (dB)
2004 年全国第十届微波集成电路与移动通信学术年会
300
Cpar=2.0pF
250
200
150
Cpar=1.8pF
100
Cpar=1.5pF
50
0
-50
0
2
4
6
8 10 12 14 16
Control Voltage (V)
图 5 可变移相器的相移特性
-200
-200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0
1
2
3
4
5
Inductance( nH) ,Capacitance( pF)
六位数字移相器的设计
六位数字移相器的设计龚敏强电子科技大学电子信息工程学院，成都（610054）E-mail: gmq0554@摘要：本文介绍了一个用在预设真线性功率放大器中的6位数字移相器的工作原理和设计方法以及测试结果。
该数字移相器采用PIN管作为开关元件，移相器的前3位采用高低通滤波器式移相器实现22.5° ，11.25°，5.6°的移相，后3位采用开关线式移相器实现2.8°，1.4°，0.7°的移相关键词：数字移相器，开关线式移相器，高低通式移相器，PIN二极管1．引言移相器的主要功能就是改变传输信号的相位，以满足系统的要求。
移相器一般分为模拟移相器和数字移相器两类，模拟移相器对相位联系可调；数字移相器的相移是量化了的，即其相位只能阶跃变化，移相位数越多，对信号相位的控制也越精细。
移相器的应用很广泛，比如各种通信系统和雷达系统，微波仪器和测量系统，还有各种工业用途中。
在各种的线性功率放大器中，也少不了移相器。
本文中所设计的6位数字移相器是用在一个数字预失真功率放大器的一个部件。
预失真技术是在信号放大之前对信号按照一定的规律进行“预先失真”，以便最终输出信号中的失真分量尽可能地小，对功率放大器的线性化起到很好的效果。
预失真技术在电路中就表现为增加了一个预失真器。
这个预失真器的作用就是产生与原信号相对应的失真信号。
因为这种失真是在信号被放大之前，故称之为“预失真信号” 。
预失真技术按预失真模块在信号流程中的位置，可以分为（RF）射频预失真、IF（中频）预失真和基带预失真【1】。
本文所涉及的数字预失真功率放大器系统结构如图1所示.在这个系统中输入信号与输出信号经过功率检测后，输入到DSP中，根据信号的功率大小和温度的大小，经过预失真算法计算出所需要的预失真量，然后通过控制数控衰减器和数字移相器对传输信号进行控制以达到系统所需的线性度要求。
本文所设计的6位数字移相器的功能就是在控制信号的控制下对信号进行不同大小的相位变化以达到系统所需的相位线性度要求。
ADS课程设计-- 射频控制电路移相器的设计
ADS课程设计-- 射频控制电路移相器的设计燕山大学课程设计题目：射频控制电路移相器的设计学院（系）：理学院年级专业： 10 电子信息科学与技术学号：学生姓名：指导教师：教师职称：讲师副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：理学院基层教学单位：10 电子信息科学与技术说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
月日燕山大学课程设计评审意见表射频控制电路移相器的设计摘要：设计了一个改进的负载型移相器，这类移相器设计简单，具有更小的开关时间和较低的激励功率，同时可以使回波损耗得到改善。
关键字：ADS；移相器；软件设计；EDADesigned of RF Phase Control CircuitAbstract:Improved design of a load type phase shifter, the phase shifter of such a simple design, with a smaller excitation switching time and lower power, while the return loss can be improved.Keywords:ADS;phase;software design;EDA 一、引言移相器是能够对波的相位进行调整的一种装置。
广泛应用于微波通信、雷达和测量系统中，它是一种二端口网络，用于提高输出和输入信号之间的相位差，由控制信号（电流偏置）来控制。
微波移相器是相阵控雷达、卫星通信、移动通信设备中的核心组件，它的工作它的工作频带、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，因此宽带、低插损的移相器在军事上和民用卫星通信领域具有重要的意义。
电控移相器有足够的移相精度，移相稳定性高，不随温度、信号电平等变化；插入损耗小，端口驻波小，移相速度快，所需控制功率小。
二、原理移相器的分类比较复杂，不同种类的移相器的工作原理也有很大差别。
KA波段模拟移相器的仿真设计
KA波段模拟移相器的仿真设计张杨;刘强【摘要】利用ADS2009仿真并设计了一种KA波段模拟移相器,其工作频段为19.6-21.2GHz,工作带宽为1.6 GHz.在设计中采用skyworks公司的SMV2019变容二极管,以砷化镓陶瓷基片作为基板,金属金作为微带线的导体材料,并在设计中采用馈电分支线耦合器电桥模式,最终设计出一款最大移相能力为105.226°的连续可调的压控模拟移相器.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2011(041)004【总页数】3页(P62-64)【关键词】KA;模拟移相器;变容二极管;陶瓷基片;微带线;分支线耦合器【作者】张杨;刘强【作者单位】电子科技大学空天技术研究院,四川成都,610054;电子科技大学空天技术研究院,四川成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TM1340 引言衰减量和相移量是同一个复参数的模值和相角,在微波器件设计中,不仅关心微波信号通过微波器件时的幅度变化,同时也十分关注其相位变化。
移相器就是用来改变微波传输信号相移量的微波器件,它一般分为数字式和模拟式2个大类。
数字移相器的相移是固定量化了的,只能产生固定的几种相移,不可调谐;而模拟移相器是连续可调的,它可以产生在一定范围内的任意相移。
移相器的应用十分广泛,特别是在相控阵雷达方面应用的最多。
这里设计的电调模拟移相器是用在一行波管放大器前端的模拟预失真器中的一个部分,因其用于星载,故对其工作带宽、增益平坦度、群时延、插入损耗、电压驻波比、移相能力、相移精度和电路尺寸等都有较高要求。
1 模拟移相器的基本原理分支线电桥是一个4端口器件,分为入射端口1、直通端口2、耦合端口3和隔离端口4。
这里的设计就是采用了分支线电桥模式,由其构建的分支线耦合器反射式移相器的基本原理图如图1所示。
图1 分支线耦合器反射式移相器微波信号从分支线耦合器的1端口输入之后,平均分配到耦合端口3和直通端口2,然后经过变容二极管到地反射,最终在分支线的隔离端口4输出。
0~180°连续移向仿真和实际电路实现
现在我将研究生期间做过的一个移相器拿出来和大家交流一下，这个是我研究生毕业设计里面涉及到的，今天无聊了写出来吧。
欢迎大家交流指正。
本文里面的图相当大，为了方便各位看的清楚吧，见谅见谅。
和雷达上用的四段数字移相器不同，有时候需要连续移相，当初做毕设的时候找到的利用耦合器和变容管组成的移相器，当然，这款移相器只在射频段使用，低频的话损耗太大。
记得在学微波的时候，传输线发生全反射的条件好像是开路、纯容抗和短路（不知道记错没有），所以当在射频端口接入一定容值的电容时将会发生反射，对于耦合器特别是3dB正交耦合器来说，四个端口输入端、直通端、耦合端、隔离端都是相互可以转化的，区别只在于哪个端口输入信号。
至于移向的原理就不讲了，我当初为了在度娘赚积分，第一篇就是传的这个移相器，有兴趣自己下下来看吧。
结构大致如图：现在重点说说仿真和实际电路吧。
首先在ADS建立一个耦合器模型如下：在ADS里面仿真其实是很轻松的一件事，优化很方便，得到的结果想怎么样就可以怎么样，这个仿真我也贴上吧，大致差不多就可以。
值不能太大，到地电容也小点，这样移相平坦度更好。
最终模型如下所示：仿真结果就出来了，对了，很多论文里面移相可以很大，来不来就是270°或360°，这些都是不现实的，只是理论上吧，移相度数和变容管直接相关，不信你可以在ADS里面换变容管试试，设计做出来以后移相度数更小，只有中间一大段吧。
当初我需要的是500MHz-1GHz的0~180°移相，最后实际做出来大概还不到150°。
实际电路的话首先要根据频率选择耦合器，当初我使用的就是Anaren的11304-3，在电路中记得要阻抗匹配；变容管别接反了等问题，如果是在控制电路中，可以用DA产生电压控制移相。
鉴于某些你懂的规定的原因，实际电路是不能贴出来的，不过欢迎大家一起交流讨论。
~~~。
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计
技
术
参
数
1.设计一个移相器
2.工作频带为3-5 GHz，中心频段为4 GHz
3.采用并联电容形式时，4GHz处两端口间的相位差为101°
4.采用并联电感形式时，4GHz处两端口间的相位差为78°
设
计
要
求
1.熟练掌握ADS软件及其使用方法
2.学会利用ADS软件进行电路仿真和模拟
3.掌握移相器的基本原理
下面我们将进行一个改进的负载线型移相器的设计。
在电长度为90°的传输线两端并联电纳负载，可以使负载型移相器的回波损耗得到显著改善。等效均匀线的长度为θe。设归一化电纳b=0.2，由电磁理论可得
|b|<1
于是可得
所以有
3、设计要求
1.工作频带为3-5 GHz，中心频段为4 GHz
2.采用并联电容形式时，4GHz处两端口间的相位差为101°
采用半导体器件的移相器可以分为反射型移相器和传输型移相器。在反射型移相器中，基本的设计单元是一端口网络，且其反射信号相移由控制信号产生变化。这种基本单端口移相器可用环流器，也可以用混合桥来变换成两端口原件。由于容易集成，混合电桥耦合的反射型移相器更为常用。至于单端口反射型移相器的设计，可以采用开关长度型和开关电抗型设计。对于传输型半导体移相器，大致可以分为三类，即开关线型移相器，负载线型移相器和开关网络型移相器。
Abstract:Improved design of a load type phase shifter, the phase shifter of such a simple design, with a smaller excitation switching time and lower power, while the return loss can be improved.
指导教师：
年月日
答辩小组评语：
成绩：
评阅人：
年月日
课程设计总成绩：
答辩小组成员签字：
年月日
射频控制电路移相器的设计
摘要：设计了一个改进的负载型移相器，这类移相器设计简单，具有更小的开关时间和较低的激励功率，同时可以使回波损耗得到改善。
关键字：ADS；移相器；软件设计；EDA
Designed of RF Phase Control Circuit
燕山大学
课程设计
题目：射频控制电路移相器的设计
学院（系）：理学院
年级专业：10 电子信息科学与技术
学 号：
学生姓名：
指导教师：
教师职称：讲师 副教授
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）： 理学院 基层教学单位：10 电子信息科学与技术
学 号Biblioteka 16学生姓名专业（班级）
10-微波
设计题目
射频控制电路移相器的设计
4.更改微带线“MLIN”有关参数，在“Simulation-S_Param”元器件面板列表里选择S参数仿真控制器添加到原理图中。在“Lumped-Components”元器件面板列表里选择两个电容“C”以及两个电感“L”添加到原理图中。用导线将各元器件链接起来，并且加入接地点。如图4。从工具栏窗口中选择“Var”控件，添加到原理图中，并设置两个参数“L”与“C”且L=9.9，C=0.159
2、 原理
移相器的分类比较复杂，不同种类的移相器的工作原理也有很大差别。移相器是一种用来校正传输相位的微博组件，，它一般被分为数字移相器和模拟移相器。数字移相器的相位移差值只能通过一些预定的离散值进行改变；而模拟移相器的相位差值可以通过相应的控制信号的连续变化以连续方式改变。
数字移相器在相控阵天线系统得到了广泛的应用。相位控制信号加到真累的各个单元，使得辐射波束受控于电子扫面方向。在微波频段设计数字移相器有两种不同方法。第一种方法利用铁氧化磁性材料的可开关移相性能；另一种方法主要是采用半导体活MEMS器件。一般来说，采用半导体活MEMS器件的移相器与铁氧体移相器相比更紧凑，具有更小的开关时间和较低的激励功率。
[2]徐兴福.ADS2008射频仿真电路设计.电子工业出版社.2009
[3]陈艳华 李朝晖 夏玮.ADS应用详解——射频电路设计与仿真 人民邮电出版社
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年 月 日
燕山大学课程设计评审意见表
指导教师评语：
成绩：
图3
在左侧【Substrate Parameters】中填入上一步中“MSub”的数据，注意单位改为mm，【Component Parameters】中Freq改为4GHz，【Electrical】中Z0=50 Ohm，E_Eff=90 deg。设置完成后，单击“Syntheseze”按钮。微带线的参数就被软件计算出来，在【Physical】中。W=0.600379mm，L=7.398350mm。注意单位为mm。
3.采用并联电感形式时，4GHz处两端口间的相位差为78°
4、仿真过程
1.新建ADS工程，新建原理图，在“TLines-Microstrip”元器件面板列表中选择微带线“MLIN”和“MSUB”添加到原理图中。如图1
图1
2.双击“MSub”按照图2修改“MSUB”的参数。
图2
3.在工具栏菜单中调出【LineCale】对话框，计算微带线的数据。如图3。
工
作
量
两周工作日左右
每个工作日六到八小时左右
工
作
计
划
2013/12/17----2013/12/19 实验选题
2013/12/20----2013/12/24 实验操作
2013/12/25----2013/12/28 实验论文
2013/12/29——2013/12/30 论文检查和修饰
参
考
资
料
[1]徐兴福.ADS2008射频仿真电路设计.电子工业出版社.2009
Keywords:ADS;phase;software design;EDA
1、引言
移相器是能够对波的相位进行调整的一种装置。广泛应用于微波通信、雷达和测量系统中，它是一种二端口网络，用于提高输出和输入信号之间的相位差，由控制信号（电流偏置）来控制。
微波移相器是相阵控雷达、卫星通信、移动通信设备中的核心组件，它的工作它的工作频带、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，因此宽带、低插损的移相器在军事上和民用卫星通信领域具有重要的意义。电控移相器有足够的移相精度，移相稳定性高，不随温度、信号电平等变化；插入损耗小，端口驻波小，移相速度快，所需控制功率小。