文献综述
超宽带移相器定义及研究意义
1.1超宽带移相器定义
按照2002年美国联邦通讯委员会的定义，超宽带技术（UWB）指的是信号相对带宽不小于0.2或绝对带宽不小于500MHz的通信方式[25]。其中，带宽是指上下限工作频率（可分别用知和片表示）之差，BW=fH —fL 。
对于超宽带天线系统和超宽带移相器，其上下限的工作频率有不同定义：天线系统的带宽一般由天线回波损耗和箱射特性共同决定；移相器的带宽则主要由回波损耗、插入损耗和移相精度共同决定，下面分别对这Ｈ种指标进行说明。移相器的回波损耗表征了移相电路的匹配程度，较大的回波损耗表明移相电路的匹配较差，其反射信号会对上级电路造成干扰，影响系统的稳定性。通常情况下要求移相器在工作频带内回波损耗小于－10dB。移相器的插入损耗则代表了其能量损耗。由于无源移相器不能进行信号幅度的补偿，因此在设计过程中应尽量减小插入损耗。此外，较高的插入损耗还可能影响系统的功率容量，带来其他问题。移相器的移相精度指移相器在工作频带内实际移相角度与所需实现的移相角度间的偏差。通常情况下由于微波电路的特性随频率发生变化，因此在较宽频带内难以实现稳定的高精度移相。移相精度往往是限制移相器工作带宽的主要原因。由回波损耗、插入损耗和移相精度王者共同决定的带宽为移相器的实际带宽。即在该工作带宽内，移相器需同时满足回波损耗、插入损耗和移相精度要求。
1.2 超宽带移相器的研究意义
近年来，随着高速无线数据接入技术的发展，短距离无线通信技术研究受到越来越多的关注并取得了较大进展。由于无线通信系统对数据传输速率要求逐渐提高，系统的带宽要求随之提高，在此背景下，超宽带（UWB）通信技术应运而生。按照2002年美国联邦通讯委员会的定义，超宽带通信是指信号相对带宽不小于20%或绝对带宽不小于500MHz的通信方式。相比传统的无线通信技术，超宽带通信有传输速率高、多径分辨率高、保密性和抗干扰性好等优点。随着超宽带通信的快速发展，对移相器的带宽需求也曰益增加。目前，超宽带移相器广泛应用在超宽带圆极化天线的馈电网络中，同时超宽带移相器也是基站电调智能天线系统中的关键元件之一。此外，超宽带移相器也广泛应用于电子对抗领域中，使用了超宽带移相器的相控阵雷达可在较宽频带内实现工作频率的切换，具有保密性和可靠性。在无源相控阵应用中，传统移相器结构的相对带宽都很难超过10%（主要受移相精度的限制），因此这也限制了雷达的抗干扰和宽带成像等性能，这也是无源相控阵相比有源相控阵的最大缺陷。因此，对拓展移相器的带宽进行研巧，就具有很重大的意义。
国内外小型化移相器研究进展
为了降低天线单元间的互羯并且抑制天线阵列副瓣及栅瓣，相控阵中的天线单元[18]的间隔通常介于工作频点的自由空间半波长与一个波长之间，若移相器最大尺寸大于所在工作频率的半波长，就很难在两天线单元间进行排布；另外，由于相控阵对波束扫描精度要求日益增高，为实现对波束的精确控制，单个移相器通常包含多位移相单元，较为常见的有四位、五位甚至六位数字移相器，分别需要四个、五个和六个单个移相单元进斤级联，而一部相控阵雷达少则需要数百部，多则需要数千部移相器组件。因此，从降低成本、减少重量等方面考虑，对数字移相器进行体积缩减的需求显得较为迫切。[19]
2.1 小型化C波段锁式移相器
一种c波段移相器设计[1]，如图2.1.1所示，这种小型化移相器有下列优点:
(1)峰值功率高,插入损耗小,可保持小横向间距。
