基于2比特结构的时间调制模块小型化设计

针对时间调制阵列中调制模块的小型化问题,采用多层板结构,将模块中开关的谐振单元和偏置电路以及射频信号电路放置在不同层,并通过类同轴耦合线和缺陷地等不同的技术措施结合,解决了不同射频通道之间的幅相不平衡以及谐振等问题,在实现小型化的同时兼顾了电性能. 据此设计了2比特结构的时间调制模块,该模块工作频段为14.2～16.4 GHz,尺寸为1.2λ×0.96λ@15.3 GHz,相邻状态相移为90°±5°,幅度差为±0.5 dB. 在载波频率为15.3 GHz、调制频率为1 MHz时可达到34 dB谐波抑制,最大信号带宽则可达200 MHz,验证了本文设计方法的有效性.     

时间调制阵列天线的非理想波形调制研究

针对时间调制阵列天线中射频开关的非理想特性,开展了多种波形调制下的谐波特性研究.首先,推导了非对称梯形波/升余弦波周期调制的傅里叶系数,分析两种调制波的非对称性对各次谐波的幅度、相位和能量占比的影响;在此基础上,通过实验获得了一组实验调制波,并运用三角函数多项式拟合真实调制波形的上升沿与下降沿;最后,讨论了各种波调制与实测谐波分量的差异性.结果表明,与已有调制波相比,本文所提出的非对称梯形波、非对称升余弦波和拟合波的调制更接近真实波调制.     

2比特移相电路非理想时间调制的谐波特性研究

围绕宽带高频高效率时间调制阵列天线,研究了基于2比特移相电路的非理想时间调制的谐波特性.首先建立梯形波和升余弦波时间调制的数学理论模型,以此分析射频开关调制波形的变化对2比特移相电路输出信号各次谐波分量的能量占比、幅度、相位的影响,再进一步分析2比特移相电路各种状态的幅度和相位偏差对输出信号各次谐波分量的能量占比、幅度、相位的影响.该研究可为基于2比特移相电路的时间调制阵列提供更为精确的幅度和相位调控技术.