一种实现S频段射频通道相位调整的简单方法
一种S波段射频收发模块
行业关联度
一种 S 波段射频收发模块
近些年来，随着大型有源相控阵雷达技术，尤其是新型 的数字阵列雷达技术的迅速发展，对多通道 T/R 组件的需求 在快速增加，一般而言，T/R 组件通道与阵列天线单元一一 对应，装机数量多、设备量大，占系统成本比重大，有的甚 至达到 2/3 以上，可以说，多通道 T/R 组件是阵列雷达的关 键组成部分，其研制开发对系统具有非常重要的意义。 现代雷达、通讯技术的发展，对系统 T/R 组件轻小型化 的要求越来越高，即体积越来越小，重量越来越轻，同时具备 的功能还不能打折扣， 尤其是某些应用环境下， 如在机载平台、 卫星设备上，受平台的承重、能耗等使用研制，对 T/R 组件 轻小型化的要求更为迫切。因此射频收发模块作为 T/R 组件 内部的主要构成，其设计应充分考虑集成度、体积、重量、可 扩充性等因素，迫切需要采取一种新型设计方式，来满足高集 成度、小体积、轻重量的要求，适应现代雷达系统发展的需要。 该型 S 波段射频收发模块主要实现射频信号收发。其功 能原理框图如图 1 所示。 其工作过程包括接收和发射两种工作模式，分别为： 1） 接收 （下变频） 工作：对模块加电， 输入一本振 （LO1） 、 二本振（LO2）信号，收发开关（TTL）信号控制在接收态， 来自系统前端的射频信号（RF1）先经过限幅低噪放模块对 射频信号低噪声放大，经射频滤波器对射频信号滤波后，输 入至变频电路进行两次下变频，一次下变频输出一中频信号 （IF1），经一中频滤波器对一中频信号滤波后，再经二次 下变频输出二中频信号（IF2），经二中频滤波器滤波后， 最终输出给系统后端的 A/D 进行处理。 2） 发射 （上变频） 工作：对模块加电， 输入一本振 （LO1） 、 二本振（LO2）信号，收发开关 TTL 信号控制在发射态， 来自系统后端的中频激励信号（IF2），先经过二中频滤波器， 对激励波形滤波后，输入至变频电路进行两次上变频，一次 上变频输出一中频信号（IF1），经一中频滤波器对一中频 信号滤波后，再经二次上变频输出射频信号，经射频滤波器 对射频信号滤波后，输入至功率放大器进行信号放大产生发 射信号（RF2），最终输出给系统前端的天线对外辐射或作 为后一级更大功率放大器的激励。 射频收发单元即常规模拟收发通道，完成限幅低噪声接 收，上下两次变频以及功率放大输出等功能，其中两次变频 系统采用有源混频方式，其功能组成框图如图 2 所示。每个 射频收发模块由限幅低噪声放大器，功率放大器，二次变频 电路，滤波器等组成。
射频匹配调试过程及方法
射频匹配调试过程及方法
射频匹配调试啊，这可真是个有趣又充满挑战的事儿！就好像是在给电子信号们牵红线，让它们能和谐共处，完美协作。
你知道吗，这可不是随随便便就能搞定的。
得先了解各种射频元件的特性，它们就像是一群有着不同脾气的小伙伴。
电容啦，电感啦，电阻啦，每个都有自己的个性。
然后呢，就开始精心调整它们的组合，就如同在拼凑一幅完美的拼图。
调试的时候，有时候会感觉像是在走迷宫。
这里调一下，那里试一下，看看信号的反应，是不是变得更好啦？要是没效果，那就得换个思路再来。
这可真需要点耐心和技巧呢！
比如说，当你发现信号传输不畅，就像是水管被堵住了一样，那就要想办法去疏通它呀。
增加或减少某个元件的值，就如同给水管加粗或变细，看看能不能让水流得更顺畅。
这过程不就跟医生治病似的，要找到症结所在，然后对症下药。
而且啊，这还得考虑到环境因素呢。
不同的环境就像是不同的舞台，射频匹配也得跟着变一变。
就好像一个演员在不同的场景下要换不同的表演方式一样。
这多有意思啊！
每次成功地完成射频匹配调试，那种成就感简直爆棚！就好像你攻克了一座难以攀登的山峰，站在山顶上欢呼雀跃。
这难道不是一件超级棒的事情吗？射频匹配调试，真的是电子世界里的一场奇妙冒险，充满了未知和惊喜，让我们乐在其中，不断探索，不断前进！
总之，射频匹配调试是一项极具魅力和挑战的工作，需要我们用心去感受，用智慧去破解，用坚持去追求完美。
它让电子世界变得更加精彩，也让我们在这个过程中不断成长和进步。
射频通道校准方案模板
以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown文本格式输出，不要带图片，标题为：射频通道校准方案模板# 射频通道校准方案模板## 1. 引言射频通道校准是无线通信系统中非常重要的一项工作，它对于确保信号传输的质量和稳定性至关重要。
本文档旨在提供一个射频通道校准方案的模板，以便工程师们能够根据实际需求进行具体的校准工作。
## 2. 目的射频通道校准的主要目的是消除通道对传输信号的非线性和失真影响，提高信号的传输质量。
通过校准，可以实现更高的传输速率和更稳定的通信。
## 3. 校准流程射频通道校准通常包括以下几个步骤：### 3.1 初始测量在进行射频通道校准之前，需要先进行初始测量。
- 使用特定的测试设备和测量方法，对无线通信系统进行测量，得到初始的通道响应。
- 测量结果可用于后续的校准过程，作为参考。
### 3.2 信号生成与发送根据初始测量所得的通道响应，生成相应的校准信号，并将其发送到待校准的设备或系统。
### 3.3 信号接收与处理接收由校准信号产生的反馈信号，并对其进行分析和处理。
- 使用特定的算法和方法，对反馈信号进行处理，得到实际通道响应与期望响应之间的差异。
- 根据差异，进行校准参数的调整。
### 3.4 参数调整根据前一步骤中得到的差异，调整校准参数，使实际通道响应与期望响应尽可能接近。
- 对于数字系统，可以通过软件算法来调整校准参数。
- 对于模拟系统，通常需要通过硬件调整来实现。
### 3.5 重复校准过程校准过程通常需要多次迭代，直到实际通道响应与期望响应达到所需的精度和稳定性。
## 4. 校准方法射频通道校准可以采用多种方法，下面介绍几种常见的校准方法。
### 4.1 零距离校准零距离校准是一种简单且常用的校准方法，它适用于无线通信系统中的小尺寸封闭环境。
校准过程中，通过将发送天线与接收天线之间距离缩小至极限，使其几乎为零，从而实现零距离传输。
通过测量接收信号强度和发送信号强度的差异，可以获得通道响应。
一种S波段多功能综合射频系统设计
一种S波段多功能综合射频系统设计王才华;张德智;方南军;陈利杰【摘要】提出了一种新型的基于数字阵列雷达体制的S波段多功能射频系统设计.介绍了该多功能射频系统的顶层架构设计,列出了各分系统的设计注意要点,给出了S波段多功能综合试验系统研制实例.该系统的设计对后续多功能射频系统工程研制具有一定的指导和借鉴意义,具有较为广泛的应用前景.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】综合射频;多功能;数字阵列;S波段【作者】王才华;张德智;方南军;陈利杰【作者单位】中国电子科技集团公司第38研究所,合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所,合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所,合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所,合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TP957传统意义上的雷达、电子侦察/电子干扰、通信等任务电子系统均由独立的射频系统完成，其要求不完全相同，各有侧重点。
一般而言，雷达、电子侦察、电子干扰、通信系统对射频系统的具体要求如表1所示。
近年来，逐渐地将传统实现单个任务功能的射频系统进行一体化集成设计，采用一套射频硬件平台，实现多种射频功能，即多功能综合射频系统。
该系统的核心思想是采用宽带多功能射频有源天线孔径，综合的开放式信号处理软件架构，灵活的资源调度与管理，实现雷达、电子战、通信、导航等多种射频功能。
它的最终目标是采用一套复合功能的宽带硬件系统，通过灵活的软件配置组合，达到硬件平台统一、软件定义功能的目的。
由于多功能综合射频的诸多优势和潜在能力，世界各国发展势头迅猛，自上世纪80年代就开始了系列研究。
以美军为例，首先是美海军最早开始资助多功能射频系统研究，从多功能射频实验系统(AMRFC)[1]开始，到集成桅杆(INTOP)计划，目前已经装备在DDG1000集成上层建筑上。
在AMRFC试验台构架中，通过一个共用的孔径来实现雷达、电子战和通信系统的共用工作，在1～20 GHz范围内高低两频段分别实现，收发天线阵面分离以提高隔离，宽带/窄带数字接收机分离，窄带数字波束形成(接收)，宽带模拟波束形成，属传统的模拟相控阵雷达体制。
一种射频通道校准装置及方法[发明专利]
![一种射频通道校准装置及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/65e8b6de0b4c2e3f562763da.png)
专利名称：一种射频通道校准装置及方法专利类型：发明专利
发明人：冷舜,庄桂春,冯云,谭胜斌
申请号：CN201780062557.X
申请日：20170327
公开号：CN109845145A
公开日：
20190604
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请提供一种射频通道校准装置及方法，涉及通信技术领域，用于提高射频通道校准的环路精确度。
该装置包括射频单元、校准单元和处理单元，所述射频单元和所述校准单元分别与所述处理单元连接，所述校准单元包括耦合网络，所述射频单元通过馈线与所述耦合网络连接；其中，所述射频单元包括M个发射通道，用于通过M个发射通道发送校准信号，所述M为大于等于2的正整数；所述耦合网络，用于将M个发射通道发送的校准信号耦合为一个信号；所述校准单元还包括校准通道，用于通过校准通道接收所述耦合网络输出的一个信号；所述处理单元，用于确定M个发射通道的发射相位差，并基于M个发射通道的发射相位差校准对应的发射通道。
申请人：华为技术有限公司
地址：518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼
国籍：CN
代理机构：北京中博世达专利商标代理有限公司
代理人：申健
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一种新的S频段测控系统校相方法
一种新的S频段测控系统校相方法
杨东梅
【期刊名称】《无线电工程》
【年(卷),期】2009(039)008
【摘要】针对传统的S频段统一载波测控通信系统自动校相方法不能满足日益加重的长管任务,提出了一种新的校相算法,并给出了实现该算法自动化的具体方案.理论分析和实验结果表明,利用该方法进行定向灵敏度标校减小了系统交叉耦和值.自动化的实现节约了人工操作的时间,因此该方法具有速度快、精度高的优点.精度高大大改善了地面测控系统的跟踪性能;速度快缩短了战前标校时间,为任务前地面测控系统快速切换到任务状态赢得了更多的宝贵时间.
【总页数】3页(P29-31)
【作者】杨东梅
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北,石家庄,050081
【正文语种】中文
【中图分类】V249.122
【相关文献】
1.一种基于自校相技术的Ka频段中继用户终端在轨测试技术 [J], 张显辉;赵泽兵
2.船载X频段微波统一测控系统快速校相方法 [J], 瞿元新;毛南平
3.S频段统一测控系统无塔静态校相方法研究 [J], 文龙;戴雪芳;龙斌;陈颖
4.一种新的圆环全域校相方法 [J], 徐自民;丁志宏;陈华中
5.船载S频段测控系统全频段校相方法研究 [J], 石启亮;曾俊康;王鑫奎
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一种相位调整方法及装置
一种相位调整方法及装置相位调整是指调整一个信号的相位，使其与参考信号或其他信号相位相对应。
相位调整在通信系统、雷达系统、音频系统以及图像处理等领域中都有重要应用。
下面将介绍一种相位调整方法及装置。
一种常用的相位调整方法是使用数字信号处理技术，该方法可以通过计算机或专用数字信号处理器来实现。
其主要步骤如下：1. 信号采样：首先将待调整相位的信号进行采样，将其转化为离散时间信号。
2. 参考信号产生：产生一个已知相位的参考信号，作为该方法的参考。
3. 相位测量：利用相关算法对待调整相位信号和参考信号进行相关计算，得到它们之间的相位差。
4. 相位调整：根据相位差计算得到的结果，对待调整相位信号进行相应的相位调整。
5. 数字信号恢复：将调整相位后的数字信号恢复为模拟信号，以便进一步处理或输出。
这种相位调整方法的优点是操作简便、灵活性高，可以实现对任意频率的信号进行相位调整。
但是其需要使用专用的硬件设备来进行数字信号处理，成本较高。
另外一种常见的相位调整方法是使用模拟电路实现。
其主要步骤如下：1. 信号放大：将待调整相位的信号进行放大，以便进一步处理。
2. 相位测量：利用相位锁定环路技术对待调整相位信号和参考信号进行比较，得到它们之间的相位差。
3. 相位调整：根据相位差计算得到的结果，通过改变电路中的相位控制元件（如可变电容、可变电感等）来实现对待调整相位信号的相位调整。
4. 信号恢复：将调整相位后的信号进行滤波处理，以去除产生的干扰和不相关的信号，并恢复为原始信号。
相比于数字信号处理方法，模拟电路实现的相位调整方法具有成本低、功耗低的优点。
它更适合用于嵌入式系统和一些对成本要求较高的应用场景，但是调整范围和精度可能受到一定限制。
为了实现更精确的相位调整，还可以采用混合的方法，结合数字信号处理和模拟电路技术。
通过先利用数字信号处理对信号进行初步调整，再利用模拟电路技术对信号进行进一步精细调整，可以达到更高的调整精度和稳定性。
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信息通信
INFORMATION & COMMUNICATIONS
2019年第7期（总第199期）
2019
(Sum. No 199)
一种实现s 频段射频通道相位调整的简单方法
王昕
（广州润芯信息技术有限公司，广东广州510663）
摘要：文章主要介绍了一种在S 频段内对射频通道相位进行调整的简单方法。
该方法主要解决了多通道射频收发应用 中在一定精度要求下确保通道间相位一致性的需求。
本方法在传统微带加载线型移相器的基本原理上进行砧合具体应
用场景的改良和简化，可在0o 到20o 的范围内以5o 为步进进行相位调节，具有插入损耗小，回波损耗小，结构简单，成
本低且相对面积小的特点。
关键词:多通道射频收发;相位调整;相位一致性中图分类号:TN859
文献标识码:A
文章编号：1673-1131（2019）07-0029-02
0引言
对于射频多通道收发机来说，通道间的幅度相位一致性
是一个关键指标,直接影响后端算法的实际性能效果[1],因此 保证射频通道的相位一致性成为多通道收发机设计阶段的重 点。
1问题分析
对于多通道射频收发模块来说，制导致通道间相位差异
的因素有很多，大致可分为两类：
设计因素:主要有各个通道走线不等长，本振功分电路各
支路相位一致性不好；
器件因素:同一型号规格无源器件（包括天线阵元,电阻，
电容,电感以和滤波器等）个体间因工艺原因导致的相位差异,
PCB 板材因工艺导致的介质介电常数的局部间微小的不一致,
以及当前广泛使用的多通道收发芯片通道间因工艺造成的相
位差异；
相位校准措施通常有两种，分别为数字基带预校准技术
和射频移相技术。
数字基带预校准精确度高，但对与射频前
端的传递函数需要精确测量，且系统复杂实施成本高悶，并非
所有基带都有该功能，因此终端厂家往往向频前端模块厂商
提出相位一致性指标。
射频移向技术主要由移相器实现。
对于移相器从原理
上可分为：开关线型，加载线型，反射式和滤波器式，总体上
说,射频移相器是通过射频开关将移相电路在不同的阻抗状
态间进行切换实现移相目的，因此，对于一般数字移相器来 说为实现完整移相功能往往需要偏置电路和数字控制电路，
这增加了器件成本和体积还需要占用接口资源。
而且若移
相器使用微带电路实现在L, S 频段往往面积较大，即使使 用单片微波集成电路（MMIC ）技术实现，面积有所缩小叫但
价格髙昂，如ADI 的HMC247和QORVO 的TPG2180SM 单价均在70美金以上,对于一般射频前端来说是难以接受 的成本。
在实际设计中，多通道射频收发应用对于通道间相位往
往有一个误差允许范围，以北斗卫星导航为例,其多通道应用 中通道间相位差的指标要求通常为10o 以内，而通常单纯因
器件引起的相位差异一般在20o 以内。
因此对于此类对相位
偏差容忍度不那么严苛的应用，使用复杂而精确的数字移向
器方案显得成本过高。
基于以上几种原因，本文提出了一种基于加载线型移相 器原理的简单且低成本相位调整方法。
2电路设计
本设计以工作在S 频段的北斗一号RDSS 系统接收频段
（2491.75MH 吐4.08MHz ）为例，设计一个以5o 为步进，最大移
相20o 的简单移向电路，能够极大的方便多通道射频模块的 相位校准效率。
该方法基于加载线移相原理。
加载线型移相器的基本原理如图1所示,其基本单元由2 个并联电纳与中间一段四分之一波长传输线构成。
图1加载线型移相器原理电路及其等效电路对于传输线上一个并联电纳，其引起的相位变化为：
A® = tan'（b/2） （1）
其中b=ZoB,为归一化电纳，这就是加载线移相的基本原
理。
加入2个间隔点长度0为1/4入并联电纳目的是为了整个 二端口网络的匹配，因为从直观上看，在网络的端口处，两个
电纳产生的反射波相位刚好相差20=1800,即两者会因反相抵 消使端口的回波损耗最小叫
因此在实际应用中加载线型移相器使用两个并联电纳为
一个移相单元调整一个相位，每个电纳由微带短路短截线实
现，通过PIN 二级管射频开关并联至传输线上,通过控制两个
PIN 管的导通和关闭，使得每组并联电纳呈现两种相移状态△
©+和△©-,则该组移相单元的实际相移量△©=△«+-△«-% 通过图1左右两种模型的ABCD 矩阵等效，可以推导出单个
加载线型移相单元的设计参数：
B+ = Y 0{sec^-cosO + tany ） （2）
B_ = Y （）（sec 号cos® - tan 乎）
（3）
其中B+和B-分别为开关闭合及打开时的等效电纳,为 相移量,e 为电纳之间的传输线电长度。
通过分析上述一个普通的加载线移相单元的设计，可以
看出其应用中需要偏置电路和控制电路来控制PIN 管的通断, 而且需要一组电纳才能实现一个步进的相移，这样若想实现
最大移相20o,步进为5o 的设计目标，其需要至少3组电纳（3-
Bit 数字移相器），其电路总长度将超过53mm （RO4350B 板材
上四分之三个波长的电长度）。
29
信息通信王昕:一种实现S频段射频通道相位调整的简单方法因此要想简化加载线型移相器，必须从电路结构和尺寸
两方面去考虑。
从加载线型移相器的基本原理可知单个电纳
即可实现相位移动，两个一组使用是为了端口匹配，因此可以
在能保证S参数在一定指标范围内的前提下，可以用单个电
纳作为一个移相单元。
这里使用并联开路短截线作为并联电
纳使用，短截线的电长度和电纳的关系为：
e=tanT(b)(4)
对于函数f(x)=tanT(x),当|f(x)|取值(单位:弧度)很小，
在［-0.3,0.3］之内时,可近似得到:f(x)~x,因本设计中移相
步进为5o~0.04rads,满足上述要求，由式(1)和式(4)联立可
得：
AG5/2(5)
上式表明单个并联开路短截线产生的相移为短截线
电长度的一半，该式可作为为单个电纳移相单元的设计公
式。
同时为了简化电路，可以将控制电纳通断的PIN二极
管开关更换为非频率敏感器件0欧姆电阻(小封装)，通过是否贴装该电阻来调试相位。
完整的移相电路如图2所示：
图3移相器相位和S参数电磁仿真结果图3每一条曲线都代表移相器在1个相位状态下的相位和S参数，表2为其性详细性能参数汇总。
表2124MHz带宽内移相器性能参数
Bl(B2 <----------------->步进相移移柑精度
S2lmax
(dB)
S|Imax
(dB)
S22MAX
(dB) 00°-・0」-25-25 15°±1°・0」-22-22 210°±1°・0」-26-26 315°±2。
・0」-19-19 420°±2°・0」-18-18
图24段式移相电路示意图
该移相电路在一段传输线两端各并联一组相同的开路短截线(B1-B4)作为调相电纳，每个短截线独立实现一个步进的相位变化，调相时根据需求通过0欧姆电阻联通所需数量的开路短截线即可实现n△©的相移(n=0,1,2,3,4)，其中n为接入到传输线上的短截线个数，△①为单个短截线实现的相位偏移。
为确保电路输入输出满足相应要求，两组并联短截线之间的，传输线长度需要通过仿真软件优化确定，根据设计经验,其长度接近"8时，两端整体匹配较好，本电路完整的设计参数如下表所示。
表1移相电路设计参数
频点Z b Zi0B0i 2492MHz50Q62Q10°40°
其中:Z b为并联开路短截线的特征阻抗;Z为中间传输线的特征阻抗,0B为开路短截线的电长度,d为中间传输线的电长度。
3仿真结果
将图2所示电路使用表1所示参数在ADS2016中利用Method of M omnent仿真器进行版图电磁仿真可得到如图3所不结果。
由表2可以看出该移相器以2492MHz为中心频点，124MHz带宽内均能实现以5o为步进，以内实现±10的移相精度，在10o到20o以内实现±2o的移相精度，且在带宽内具有低插损，低回波损耗的特点。
电路总体尺寸为llmm*6mm<,
需注意的是在实际使用中，当需要获得10。
相移时，为获得最佳的匹配性能需接入位于传输线同一侧的并联短截线，以图2为例，此时要么接入B1与B2,要么接入B3与B4。
4结语
本文设计了一种在S频段上实现以5o为步进，最大相移20o,工作带宽124MHz的微带移相电路并进行了仿真验证,其可以将最大30o的通道间相位差异校准到10。
以内。
该电路结构简单,成本低，无需额外电路,尺寸小，为S频段多通道射频前端电路的相位调试和校准提供了低成本高效率的解决方案。
対文献：
［1］王晓光.变频多通道通带相位一致性控制研究［J］.通信技术,2018年10期。
［2］路斌.新一代宽带、小型化、多通道发射若干关键技术研究［D］.上海:上海交通大学,2013。
［3］陈瑛.一种改进的射频相位校准方法［几电讯技术,2007年04期。
30。