铁氧体移相器原理
Ka频段铁氧体双环移相器
收稿日期:2007-04-05; 收修改稿日期:2007-05-29Ka 频段铁氧体双环移相器张元生 陈建荣(西安空间无线电技术研究所,西安710000) 摘 要 文章介绍了一种铁氧体矩形双环移相器。
通过数值计算得到尺寸原型,利用HFSS 仿真软件进行优化,工作频率在Ka 频段,采用多级匹配的方法实现了相对带宽为10%、带内最大损耗约1.26dB 、驻波小于1.41、受控差相移的抖动小于0.5°的高性能移相器。
关键词 矩形双环移相器 铁氧体 毫米波0 引言 随着相控阵雷达的发展,移相器得以广泛应用。
矩形环状铁氧体移相器因耐功率高、微波频段插损小而得到了迅速发展。
然而在毫米波段内,由于器件体积小、尺寸精度高,给设计加工带来一定限制。
文章采用两级混合匹配技术,经大量仿真计算,设计并加工了一个具有良好性能的双环铁氧体移相器。
移相器内使用的是具有矩形磁滞回线的旋磁铁氧体,让器件工作在剩磁状态,用脉冲磁场激励器件而不是固定恒磁场式的[1]。
这样能承受大功率而且不需要大量消耗“维持”功率,能够很方便地与数字计算机连在一起使用,且开关速度快。
1 双环非互易铁氧体移相器的构成 双环非互易铁氧体移相器(图1)是由两个相同铁氧体矩形环棒、中间夹以介质层组合而成的矩形波导结构。
尽管该结构使用了两个矩形环状铁氧体,但与射频磁场发生非互易作用的有效铁氧体区仍然是与介质带毗邻的两个垂直铁氧体壁。
因此,这种结构与单环移相器以同样方式工作。
由于其沿横方向传播的非均匀性,精确地求解其电磁场和传播特性是不可能的,通常用平行板模型或微扰理论进行求解,如图2所示[2]。
图1 双环移相器示意图 图2 双环等效的平行板结构模型 根据平行板模型建立的特征方程有两个解:β+和β-,分别对应于剩余磁通量相对于传输方向的972009年第1期 空间电子技术S PAC E ELEC TRON I C TECHNOLO GY顺时针和反时针方向。
铁氧体移相器和PIN管移相器的研究与设计
铁氧体移相器和PIN管移相器的研究与设计目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 本文主要研究内容及结构安排 (4)第二章铁氧体张量磁导率的理论分析与计算 (6)2.1 铁氧体的磁化曲线 (6)2.2 电子自旋与磁进动方程 (9)2.3 理想无耗情况下的张量磁导率 (12)2.4 外张量磁导率 (14)2.5 去磁态磁导率 (18)2.6阻尼情况下的磁导率 (22)2.7 本章小结 (25)第三章横向磁化铁氧体的电磁场计算与仿真分析 (26) 3.1 横向磁化无限大铁氧体的波动方程 (26)3.2 横向磁化下的互易双折射效应分析 (27)3.3 横向磁化单片铁氧体波导的相移特性分析 (29)3.4 横向磁化单片铁氧体波导的场移特性分析 (32)3.4.1 铁氧体片厚度对场分布的影响 (33)3.4.2 铁氧体片位置对场分布的影响 (34)3.4.3 同一位置不同传播方向的电场分布 (37)3.5 本章小结 (40)第四章 Ka波段背脊波导铁氧体移相器的分析设计 (41) 4.1 背脊波导铁氧体移相器结构分析 (41)4.2 背脊波导铁氧体移相器匹配方式的改进 (45)4.3 离散相移量背脊波导铁氧体移相器的设计与仿真 (51) 4.5 本章小结 (57)第五章 PIN二极管移相器特性分析 (58)5.1 PIN二极管的结构与工作原理 (58)5.2 PIN二极管的等效电路和主要技术指标 (59)5.3 PIN管移相器的移相原理 (62)5.3.1 加载线型移相器原理分析 (62)5.3.3 开关线型移相器分析 (65)5.4 本章小结 (66)第六章 PIN二极管移相器的建模与设计 (67)6.1 加载线型移相器的设计与仿真 (67)6.2 反射式移相器的建模与设计 (73)6.3 开关线型移相器的设计与仿真 (75)6.4 本章小结 (77)表目录表1.1 Ku波段四位线极化铁氧体移相器指标 (3)表1.2 Ku波段四位二极管移相器指标 (4)表1.3 Hittite M icrowave公司设计生产的六位二极管数字移相器指标 (4)表2.1 不同磁畴的张量磁导率 (19)表3.1 铁氧体片位置对差相移的影响, (31)表4.1 结构参数设置 (44)表4.2. 仿真环境设置 (44)表4.3 离散值移相器仿真结果 (54)表6.1 离散值移相器仿真结果 (77)图目录图 1.1 论文结构图 .......................................................................................................... 5图2.1 B-H 曲线 ............................................................................................................. 6图2.2 H μ?曲线图....................................................................................................... 7图2.3 磁滞曲线图.......................................................................................................... 8图2.4 电子自旋示意图................................................................................................. 9图2.5 磁进动示意图.................................................................................................... 10图2.6 μ、κ关于0ωω的函数曲线 ............................................................................... 14图2.7 典型形状样品 .................................................................................................... 17图2.8 部分磁化的铁氧体中磁畴分布........................................................................ 19图2.9 磁畴空间取向与畴面取向的坐标关系............................................................ 21图3.1 互易双折射效应示意图 .................................................................................... 29图3.2 单片铁氧体填充波导........................................................................................ 29图3.3 单片铁氧体波导仿真模型................................................................................ 31图3.4 磁场强度俯视图.............................................................................................. 32图3.5 横向电场Ey 沿宽边变化的曲线........................................................................ 33图3.6 不同铁氧体片厚度对应的横向电场分布曲线................................................ 33图3.8不同铁氧体片位置对应的横向电场分布曲线................................................. 35图3.10不同铁氧体片位置对应的横向电场分布曲线............................................... 36图3.11 不同铁氧体片位置对应的横向电场分布曲线.............................................. 37图3.14 位置为a 1=3mm 时不同传播方向电磁波的横向电场Ey ................................ 39图3.15 位置为a 1=4mm 时不同传播方向电磁波的横向电场Ey................................ 39图4.1 几种铁氧体波导结构...................................................................................... 42图4.2 背脊波导移相器结构图.................................................................................. 43图4.3 背脊波导移相器激励图.................................................................................. 44图4.4 未进行匹配的驻波系数.................................................................................... 45图4.5 未进行匹配的S 参数.......................................................................................... 45图4.6 长方体形状介质匹配示意图 . (45)图 4.7 长方体形状介质匹配的驻波系数 .................................................................... 46图4.8 长方体形状介质匹配的S 21参数....................................................................... 46图4.9 阶梯形状介质匹配示意图................................................................................ 46图4.10 阶梯形状介质匹配的驻波系数(47)21参图4.12 添加薄片形成三级阶梯匹配的示意图 (47)图4.13 添加2.0mm薄片后的驻波系数 (48)图4.14 添加2.0mm薄片后的S21参数 (48)图4.15 改变薄片尺寸示意图 (49)图4.16 不同长度薄片对应的驻波比 (49)图4.17 薄片为2.0mm时的差相移 (49)图4.18 第三级薄片改为梯形示意图 (50)图4.19 第三级薄片改为梯形后的驻波系数 (50)图4.20 第三级薄片改为梯形后的插损S21 (50)图4.21 改变第三级薄片高度示意图 (51)图4.22第三级薄片不同高度对应的驻波系数 (51)图4.23 180°移相器的差相移 (52)图4.24 180°移相器的驻波比 (52)图4.25 180°移相器的S21 (52)图4.26 90°移相器移相特性 (53)图4.27 90度移相器驻波比 (53)图4.28 90°移相器的S21 (54)图4.29 五级移相器单元的级联示意图 (54)图4.30 五级移相器单元的总体驻波比 (55)图4.31 五级移相器单元的S21 (55)图4.32 五级移相器五种相移状态 (56)图4.33五级移相器各级对应的相移量 (56)图4.34 移相误差百分比 (57)图5.1 半导体移相器的分类 (58)图5.2 PIN结内部载流子示意图 (59)图5.3 PIN管的等效电路图 (60)图5.4 PIN二极管精确模型 (60)图5.5 加载线移相器结构示意图 (63)图5.6 3dB耦合电桥 (65)图5.7 采用3dB耦合电桥结构的反射式移相器原理图 (65) 图5.8 开关线型移相器原理 (66)图6.1 利用ADS仿真的11.25度移相器电路图 (68)图6.2电压调节为+3V时11.25°移相器的S参数图 (68) 图6.4 利用ADS仿真的22.5度移相器电路图 (70)图6.5电压调节为+3V时的22.5°移相器的S参数图 (70) 图6.6电压调节为-3V时22.5°移相器的S参数图 (71)图6.7 45°移相器的ADS仿真电路 (72)图6.8 电压调节为+3V时45°移相器的S参数图 (73)图6.9 电压调节为-3V时45°移相器的S参数图 (73)图6.10 90°移相器的ADS仿真电路 (74)图6.11 电压调节为+3V时90°移相器的S参数图 (74)图6.12电压调节为-3V时90°移相器的S参数图 (75)图6.13 180°移相器的ADS仿真电路 (76)图6.14 电压调节为+3V时180°移相器的S参数图 (76)图6.15 电压调节为-3V时180°移相器的S参数图 (77)摘要移相器是相控阵雷达波束控制系统中的核心器件,用来控制天线单元发射信号的相位,其移相精度和开关时间直接决定了整个相控阵雷达的扫描精度和速率。
开关与移相器-文档资料
BJT 和 FET 开关以基极(栅极)的控制 信号决定集电极(漏极)和发射极(源极) 的通断。放大器有增益,反向隔离大,特别适 合于MMIC开关。 MEMS微机电器件也可以用作开关器件。
2) 微波开关电路
开关器件与微波传输线的结合构成微波开关组 件。以PIN和MESFET为例。其中MESFET工作在 无源模式。开关按照接口数量定义,代号为PT,如单 刀单掷 (SPST) 、单刀双掷( SPDT )、双刀双掷 (DPDT)、单刀六掷(SP6T)等。
移相器
在通信系统中 , 调相是对微波信号相位的控制 , 在雷达系统中,相控阵天线是要控制送入天线阵每个 单元信号的相位,实现天线波束的调整。这些相位控 制电路就是移相器。铁氧体、 PIN 、 BJT 、 FET 或 MEMS器件都可以构成相移器。
各种微波移相器类型
开关线型移相器
等效电路
插入损耗和隔离度
R 1 R2 1 X2 I L 1 ( ) ( ) Z 4Z 0 4Z 0 0
注:键合带有电感
并联结构和等效电路
插入损耗和隔离度
G 1G 2 1 B2 I L 1 ( ) ( ) Y 4Z 0 4Y 0 0
举例: MA47892:工作在3.18GHz时,正向偏置为0.4+j6Ω; 反向偏置为0.5-j44Ω 串联时: 并联时:
采用六只 MESFET的开 关网络移相器
如上图示,对于通态
对于断态
仿真练习:设计一开关 开关结构: SPDT 驻波比: <1.25 频率: 5-6GHz 插入损耗: <2dB 隔离度: >40dB
开关速度:
测量开关速度的实验设备
开通延时、开通开关、关断延时、关断开关
各项有关开关速度的术语
圆极化铁氧体移相器
S 为铁氧体棒的截面, E 、 h 为微扰后的场分布。
当圆极化波进入圆波导,为简正波传播,在微扰 近似条件下,上式经过归化处理后,获得相位常 数的微扰公式:
* * Re [ h μh h μh ]dS (3) 2S
0
这就是正负圆极化相移的微扰积分公式,其正确
图 2 微扰理论的计算例子
1.1 微扰理论 直接应用场方程解边界值问题能得到超越方 程,但超越方程的数值解仍很复杂。而用微扰理 论来处理更为实用,微扰前的状态参数为 ( ,1) , 微扰后的状态参数为 ( , μ)
图 1 圆极化移相器和双模移相器原理图
μ j 0
j
F
h1 ( m ) μh2 (m )]dV
移频率特性呈线性变化,其斜率为正。 为了求出正负圆极化相移 ,可应用公 式(7) 、 (9)和(10)进行数值积分。式(7)中 表示当磁化方向 H 0 和传输方向一定(2→1)的 情况下,正 / 负圆极化波 m 的散射参数之差值
S , 从中可求出圆极化模 m 之间的差相移 (圆
P
sin 1 1 cos e jΔ - jΔ 2 sin cos e j
的关系为:
sin S 21 (m1 , m2 ) cos S 21 (m2 , m2 )
2 sin 1
S 37.798 2
比较上述计算结果,可得:1).仿真计算和数 值积分方程计算的结构较为精确,分别为
=37.8°和 37.798°;2).耦合波理论的解析公式
计算误差较小 =37.3°,微扰理论计算结果偏 差较大 =39.15°。
sin cos
开槽波导中双环铁氧体移相器的分析
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开 槽 波 导 中双 环 铁 氧 体 移 相 器 的 分 析
摘要
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本文给 出 了 开摺 波 导 双 环 铁 暇体 移 相 器 的超 越 方 程 采 用 典 型 的 参 数 计 算 了 差 相 4 1 人 阻抗 变换器 的 尺 寸
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移 擂人 权耗 和
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结构 的 优值 以 及这 种 器 件 的峰值 功 率和 平 均 功 率 的 改 善 引 起 了 研 究 者 和 工 程 师 们 的关 注 在 不 同频 段和 不 同 功率 水平 情 况下 已 制 造 出许 多 这 种 器 件
铁氧体移相器差相移一致性浅析
首先力求将各种不利 因 的影 响程度 降到最低; 然后采用数理统计 等方法对 同批移相 器的差相移进行统计和分 素
析 ,淘汰不合格 品.
关键词:铁 氧体移相 器;差相移;一致性 ;影响 因素
中图分类号:T 6 3 N 2 文献标识码 :B 文章编号: 10 —8 02 0 )30 5 -3 0 1 3 (0 80 -0 40 3
移相器的工作原理
移相器的工作原理
移相器是一种用于光学成像的设备,它能够改变光线的相位,从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域,移相器被广泛应用,它的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
首先,我们来了解一下光的波动性。
光是一种电磁波,它具有波动性和粒子性。
在光学成像中,光的波动性起着决定性作用。
当光线通过不同介质或经过光学器件时,会发生折射、反射和干涉等现象,这些现象都与光的波动性密切相关。
移相器利用了光的波动性和干涉现象来实现对焦和深度感知。
它通常由两个或多个光学元件构成,其中包括透镜、衍射光栅等。
这些光学元件能够改变光线的相位,从而影响光的传播和成像。
在移相器的工作过程中,光线首先经过透镜聚焦,然后被衍射光栅或其他光学元件改变其相位。
通过调节衍射光栅的参数,如周期、方向等,可以实现对焦和深度感知的效果。
具体来说,当衍射光栅的参数发生变化时,光线的相位也会发生变化,从而影响成像的清晰度和深度信息。
除了衍射光栅,移相器还可以利用其他光学元件,如液晶透镜、声波透镜等,来实现对焦和深度感知的功能。
这些光学元件能够通
过电磁场、声波等外部信号来改变其光学特性,从而实现对焦和深
度感知的调节。
总的来说,移相器的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
它利用光学元件改变光线的相位,从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域,移相器的应用为成像技术带来了新的可能,
为人们观察微观世界和捕捉精彩瞬间提供了更多选择和便利。
希望
本文能够帮助读者更好地理解移相器的工作原理,进一步探索光学
成像技术的奥秘。
铁氧体移相器原理
铁氧体移相器原理
铁氧体移相器原理
2) 铁氧体移相器
其基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数, 因而改变电磁波的相速, 得到不同的相移量。
图7.25所示为常用的一种铁氧体移相器, 在矩形波导宽边中央有一条截面为环形的铁氧体环,环中央穿有一根磁化导线。
根据铁氧体的磁滞特性(见图
7.25(a)), 当磁化导线中通过足够大的脉冲电流时, 所产生的外加磁场也足够强(它与磁化电流强度成正比), 铁氧体磁化达到饱和, 脉冲结束后, 铁氧体内便会有一个剩磁感应(其强度为)。
当所加脉冲极性改变时, 剩磁感应的方向也相应改变(其强度为)。
这两个方向不同的剩磁感应对波导内传输的波来说,对应两个不同的导磁系数, 也就是两种不同极性的脉冲在该段铁氧体内对应有两个不同的相移量, 这对二进制数控很有利。
铁氧体产生的总的相移量为这两个相移量之差(称差相移)。
只要铁氧体环在每次磁化时都达到饱和, 其剩磁感应大小就保持不变, 这样,差相移的值便取决于铁氧体环的长度。
图 7.25 铁氧体移相器
(a) 铁氧体磁滞回线; (b) 相移器结构
这种移相器的特点是: 铁氧体环的两个不同数值的导磁系数分别由两个方向相反的剩磁感应来维持, 磁化导线中不必加维持电流, 因此所
需激励功率比其它铁氧体移相器小。
铁氧体移相器的主要优点是:承受功率较高,插入损耗较小,带宽较宽。
其缺点是:
所需激励功率比PIN管移相器大,开关时间比PIN管移相器长,较笨重。
移相器工作原理
移相器工作原理
移相器是一种改变信号的相位的设备,通常用于调整信号相位以实现相位调制、相位解调和相位变换等功能。
其主要工作原理如下:
1. 相位移动:移相器能够将输入信号的相位进行有限的移动。
这可以通过多种方式实现,其中一种常见的方法是采用电压控制的移动反馈电路。
通过调节输入的电压信号,移相器可以改变其输出信号的相位。
通常,移相器提供一个可以调节的控制电压,用于控制想要的相位移动量。
2. 相位调制:移相器可以将基频正弦信号的相位进行调制。
通过输入一个调制信号,其相位可以按照调制信号的波形进行相应的改变。
这可以实现一些常见的调制方式,如频移键控调制(FSK)、相移键控调制(PSK)等。
3. 相位解调:移相器也可以用于解调已经调制过的信号。
通过输入已经调制的信号,移相器可以将调制信号的相位转换为对应的幅度或频率变化,从而还原出原始信号。
4. 相位变换:移相器还可以将信号的相位进行非线性变换。
这可以通过使用电感元件、电容元件、晶体管等实现,使得输入信号的相位与输出信号的相位之间存在非线性关系。
这种相位变换可以用于频谱扩展、信号滤波等应用。
总的来说,移相器的主要工作原理是通过调节输入信号的相位,
实现相位移动、相位调制、相位解调和相位变换等功能。
这使得移相器在通信、调制解调、信号处理等领域有着广泛的应用。
一种新型高次模铁氧体移相器原理与设计
种 新型高次模铁氧体移 相器原理 与设计
闫 欢 ,蒋运石 ,刘 峰
( 中国电子科技集团公 司 第九研究所 ,四川绵阳 6 2 1 0 0 0 )
摘
要:所讨论 的 T E 0 I 模铁氧体移相 器是 一种将 圆波导 T E 0 】 模模式特性与铁氧体 非互易特性相 结合 , 创新
性提 出的新型铁 氧体移相 器。该移相器主要针对 毫米波常规铁 氧体 器件 样品尺寸 过小 以加工 、高频 高功 率真
mi l l i me t e r w a v e p h a s e s h i t f e r i s t o o s m a l l t o ma c h i n i n g , l a c k o f p a s s i v e d e v i c e f o r f e e d e r or f h i g h — o r d e r mo d e l ( T E 0 0
t r ns a mi s s i o n ma t c h i n g ,h i g h - o r d e r mo d e s u p r e s s i o n a n d ma t e r i a l ma c h i n i n g mo d e c o n v e r s i o n nd a t e s t i n g t e c h ,t h e
Y AN Hu a n , J AN G Yu n - s h i , L I U F e n g
Ni n t h I n s t i t u t e , Ch i n a El e c t r o n i c s T e c h n o l o g y Gr o u p Co r po r a t i o n , Mi a n y a n g 6 2 1 0 0  ̄ Ch i n a
TR组件中的基本微波器件——移相器
TR组件中的基本微波器件——移相器
1功能
移相器主要是对模拟RF信号的相位进行实时控制,而且多数要求在雷达的工作频带内,相位不随频率变化,相位的控制由二进制码控制。
相控阵雷达波束的电子扫描通过移相器实现。
移相器一般收发共用。
移相器通常置于发射通道功率放大器输入端,所以移动相器大多为小功率移相器。
2移相器的分类
T/R组件用移相器根据组成元器件类型分为三类:
•PIN二极管移相器
•铁氧体移相器
•GaAs移相器
根据移相方式分为:
•模拟式
•数字式
模拟式移相器相移连续可调,数字式移相器的相移是量化了的,即其相位只能阶跃变化。
虽然前者相位变化比较精细,但是其控制电路十分复杂,经过计算和分析,数字式移相器只要使其相移调变量小于45度,就可以足够精细地控制天线波束的指向位置。
_摘自清华大学出版社《微带电路》
3各种移相器优缺点比较
PIN二极管移相器功率容量比较高,在低频段插入损耗较低,转换时间较长;
GaAs FET数控移相器,转换时间短,比PIN二极管数控移相器提高约一个数量级。
但插入损耗较高,功率电平也比较低;
铁氧体移相器体积大,控制电路复杂,但功率容量最高。
此外,PIN二极管为电荷控制器件,驱动电路复杂,GaAs FET数控移相器为电压控制器件,可直接由数字电路的TTL电平控制,控制驱动电路极其简单。
4移相器主要技术指标
1.频率范围;
2.移相精度;
3.输入、输出驻波
4.开关时间
5.插入损耗
6.最高输入功率
7.芯片大小及控制方式。
移相器的工作原理
移相器的工作原理移相器是一种常见的光学器件,它可以改变光线的相位分布,从而实现对光的调制和控制。
在光学系统中,移相器的应用非常广泛,它可以用于干涉仪、激光器、光学通信、光学成像等领域。
那么,移相器的工作原理是怎样的呢?接下来,我们将对移相器的工作原理进行详细的介绍。
首先,我们来了解一下移相器的基本结构。
移相器通常由两部分组成,一部分是具有不同折射率的介质材料,另一部分是电光调制器或声光调制器。
在介质材料中,光的相位会发生变化,而电光调制器或声光调制器则可以通过外部电场或声波控制介质材料中的折射率,从而改变光的相位分布。
其次,移相器的工作原理可以通过以下几个步骤来解释。
首先,当光线通过移相器时,介质材料中的折射率会导致光的相位发生变化。
这种相位变化可以通过电光调制器或声光调制器进行调控,从而实现对光的相位分布的调制。
其次,通过调制光的相位分布,可以实现光的干涉、衍射、聚焦等功能。
最后,通过控制电光调制器或声光调制器的工作状态,可以实现对光的相位分布的实时调节,从而实现对光的实时控制。
在实际应用中,移相器可以用于干涉仪中的相位调制,可以用于激光器中的相位锁定,可以用于光学通信中的相位调制,还可以用于光学成像中的相位控制。
移相器的工作原理不仅可以用于传统的光学系统中,还可以用于新型的光学器件和光学技术中,具有非常广阔的应用前景。
总的来说,移相器是一种能够改变光的相位分布的光学器件,它的工作原理是通过介质材料和电光调制器或声光调制器共同作用来实现对光的相位分布的调制和控制。
移相器的工作原理在光学系统中有着重要的应用,可以实现光的干涉、衍射、聚焦等功能,具有非常广泛的应用前景。
希望本文对移相器的工作原理有所帮助,谢谢阅读!。
四位铁氧体不可逆数字式波导移相器驱动电路及控制方法
四位铁氧体不可逆数字式波导移相器驱动电路及控制方法摘要:在科技更新换代极快的时代背景下,移相器的种类越来越多。
为使四位铁氧体不可逆数字式波导移相器得到更加广泛的应用与推广,研究以探讨该设备的驱动电路及控制方法为主,围绕驱动电路D1N型场效应管V1-V8,储能电容C1与四位数字式铁氧体移相器F。
从技术层面来明确四位铁氧体不可逆数字式波导移相器驱动电路的原理,提出更加科学、有效的移相器控制方法,凸显此类新型设备良好的技术性能,为相关研究提供理论性依据。
关键词:四位铁氧体;不可逆;数字式波导移相器;驱动电路;控制在移相器驱动电路不断创新研发的道路上,研发出了更加先进的新型设备,名为四位铁氧体不可逆数字式波导移相器,这种设备的驱动电路特点是D18只N 型场效应管V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7及V8,D1共有8个输出端口与8只N 刑场效应管对应。
研究结合该设备的技术背景来探讨新型驱动电路的原理,通过了解四位铁氧体不可逆数字式波导移相器在技术层面的内容,并围绕控制方法进行研究,为该设备的实际应用提供依据,使相关行业在运用四位铁氧体不可逆数字式波导移相器时,能够充分结合该设备驱动电路的特征来运用合理、规范,且具备科学性的控制方法来实现对新型科技设备的有效运用,以此来丰富相关研究理论。
一、技术背景为实现对相控阵雷达的有效控制,使相控阵雷达的电控开关及天线单元能够实现科学化运行,在四位铁氧体不可逆数字式波导移相器驱动电路及控制方法的研究中,要结合铁氧体移相器相位转换时间长的技术特点,基于其在相位转换中的微妙量级处来体现在C与S波段中铁氧体移相器能够扩大雷达盲区范围的技术性能。
这种新型移相器与传统设备相比,能够以分段激励的方式在短时间内加大电路占用面积,使其覆盖面不断拓展,并实现对多个段落的同时复位,精准置位多个目标相位,从而降低控制功耗,以实现节能化运行,这种控制方式不仅能够提高移相器运行效率,还能起到节能环保的作用。
移相器的工作原理
移相器的工作原理移相器是一种常见的光学器件,它在许多光学系统中都有着重要的应用。
其工作原理主要基于光程调制的原理,通过改变光路中的光程差,实现对光波相位的调控,从而达到调制光波的目的。
下面将详细介绍移相器的工作原理及其在光学系统中的应用。
首先,我们来了解一下移相器的基本结构。
移相器通常由两个平行的透明介质表面组成,这两个表面之间填充着一种具有透明性的光学材料,如空气、玻璃等。
在移相器的作用下,光波在通过这两个介质表面时,会受到光程差的影响,从而改变光波的相位。
移相器的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
首先,当一束平行光线垂直射入移相器时,光波在通过移相器的过程中会受到光程差的影响,导致光波的相位发生变化。
其次,移相器可以通过改变介质的折射率或者改变光程差的方式来实现对光波相位的调制,从而实现光波的移相。
最后,移相器可以根据需要来设计不同的光程差,从而实现对光波相位的精确调控。
在光学系统中,移相器常常被用于干涉仪、激光器、光学测量等领域。
在干涉仪中,移相器可以通过调制光波的相位,实现干涉条纹的调控和干涉图样的改变。
在激光器中,移相器可以用来调制激光的相位,实现激光的调制和控制。
在光学测量中,移相器可以通过改变光程差,实现对光波相位的调制,从而实现对待测物体的精确测量。
总之,移相器是一种重要的光学器件,其工作原理基于光程调制的原理,通过改变光路中的光程差,实现对光波相位的调控。
在光学系统中,移相器有着广泛的应用,可以用于干涉仪、激光器、光学测量等领域。
通过对移相器的工作原理的深入了解,可以更好地理解其在光学系统中的应用,并且为光学系统的设计和应用提供有力的支持。
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2) 铁氧体移相器
其基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数, 因而改变电磁波的相速, 得到不同的相移量。
图7.25所示为常用的一种铁氧体移相器, 在矩形波导宽边中央有一条截面为环形的铁氧体环,环中央穿有一根磁化导线。
根据铁氧体的磁滞特性(见图 7.25(a)), 当磁化导线中通过足够大的脉冲电流时, 所产生的外加磁场也足够强(它与磁化电流强度成正比), 铁氧体磁化达到饱和, 脉冲结束后, 铁氧体内便会有一个剩磁感应(其强度为)。
当所加脉冲极性改变时, 剩磁感应的方向也相应改变(其强度为)。
这两个方向不同的剩磁感应对波导内传输的波来说,对应两个不同的导磁系数, 也就是两种不同极性的脉冲在该段铁氧体内对应有两个不同的相移量, 这对二进制数控很有利。
铁氧体产生的总的相移量为这两个相移量之差(称差相移)。
只要铁氧体环在每次磁化时都达到饱和, 其剩磁感应大小就保持不变, 这样,差相移的值便取决于铁氧体环的长度。
图 7.25 铁氧体移相器
(a) 铁氧体磁滞回线; (b) 相移器结构
这种移相器的特点是: 铁氧体环的两个不同数值的导磁系数分别由两个方向相反的剩磁感应来维持, 磁化导线中不必加维持电流, 因此所需激励功率比其它铁氧体移相器小。
铁氧体移相器的主要优点是:承受功率较高,插入损耗较小,带宽较宽。
其缺点是:所需激励功率比PIN管移相器大,开关时间比PIN管移相器长,较笨重。