S波段180度移相器设计：基于高低通滤波器与HMC545的高效解决方案

本篇论文主要探讨了S波段180度移相器的设计，由作者侯地哈在电子科技大学电子工程学院提出。设计的关键点在于采用了高低通滤波器结构，结合HMC545作为开关元件，以简化设计过程并提高频带宽度。移相器的设计目标是在200MHz的带宽内实现驻波小于1.4，插入损耗小于0.7dB，同时保持180度的固定相移和2度的相位精度。 在移相器的应用背景中，单脉冲单通道自跟踪馈源网络中，180度移相器起着至关重要的作用。传统的反射式移相器由3dB耦合器、PIN二极管和匹配电路构成，但设计复杂，参数众多，不易实现宽频带特性。高低通滤波器型移相器则通过控制信号在滤波器间的切换，实现了相位的调整，其工作原理基于信号通过高通滤波器时相位超前，低通滤波器时相位滞后，两者之间的转换可补偿相位变化，确保在一定频率范围内获得稳定的相移。 设计的核心思想是采用高通和低通滤波器的π型或T型结构，通过电路分析确定各个元件的传递函数和传输相位。在T型结构中，低通支路的传输系数和相位可通过转移矩阵和S矩阵的关系计算得出，而高速支路则需要对低阻抗参数进行替换。假设移相器无损耗且完全匹配，可以进一步推导出传输相位差。 该设计的优点包括结构紧凑、易于集成在PCB电路中，以及在宽频带下表现出优良的性能。然而，为了实现更大的相位移，可能需要增加滤波器的节数。通过使用先进的仿真工具ADS，设计者能够精确地评估移相器的各项性能指标，确保实际应用中的有效性。 这篇论文提供了一种创新的S波段180度移相器设计思路，对于提升无线通信系统中的相位控制性能具有显著的实用价值。