用于车载电视智能天线的移相器
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一.概述ZTT-100型自动天线调谐器,是高频调谐器,其调谐频率范围为1.8-30MHZ(接12米天线时)。
是自动的数字控制调谐器。
内部使用了一个8位单片微计算机(8749)。
它可以从260000个不同的LC组合中,自动选出一个最佳的组合,以选择一个最小的驻波比(SWR),从而使电台在发射功率时,通过天调自动调谐,达到与天线阻抗匹配的目的。
ZTT-100型自动天线调谐器可以直接和IC-725电台相匹配,从而省去了人工调机的麻烦。
二.使用注意事项1.使用ZTT-100天调时,操作之前,必须将天线于天线端子接好,将地线于地线端子接好。
2.天线应安装在人们不易触摸到的地方,发射和调机时,天线上有高压,危险。
3.天线的长度应避免为使用频率的半波长或半波长的整倍数。
计算公式:天线长度不等于(K/2)入(M)。
K为正整数。
(1/2)入=150/f (使用频率:MHZ)(M)。
三.电缆连接高频电缆连接到IC-725后面板ANT插座上。
控制电缆连接到IC-725后面板TUNER插座上。
四.操作方法1.当IC-725电台刚开机或改变工作频率时,必须按前面板上的【TUNER】开关,以使调机。
2.接通无线电收发信机,按动【TUNER】开关时,无线电收发信机自动改变模式转到CW和发送低功率,电台液晶显示器上“TUNER”闪烁,说明天调正在调机,这时不可以发射功率或改变工作频率与方式。
3.当调谐完成后,“TUNER”稳定在电台液晶显示器上,说明调机成功,可以发射功率。
调谐最长需要20s,一般2-3s,最短1s.4.当调谐之后,电台液晶显示器上出现“THRU”说明调谐失败,不可以发射功率。
这时应检查天线连接及天线长度。
所接天线长度是使用频率的半波长或半波长倍数时,天调不能调谐,应避开该频率。
五.主要性能指标1.频率范围1.8-30MHZ (天线长度>=12米时3.5-30MHZ (使用AH-2B 3米鞭状天线时)2、最大输入功率120W3、输入阻抗50欧4、调机功率5-15W(调机时辐射功率小于0.3W)5、电压驻波比,小于或等于1.5:1 (天线长度为半波长或半波长倍数除外)6、平均调机时间:小于2.5s7、电源电压:DC+13.8V+-15%8、工作环境温度-10~+609、重量2.4kg10、外形尺寸(不包括=边接线柱)380mm 230mm 85mm。
X波段0.18 μm CMOS 5位数字移相器刘志芹;毛陆虹【摘要】设计了一款应用于相控阵雷达系统,工作频段8 GHz~12 GHz,中心频率为10 GHz的5位数字移相器,该移相器采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺设计实现.五位移相单元分别为11.25°、22.5°、45°、90°和180°,其中180°移相单元采用高-低通滤波器型结构,其余移相单元采用低通π型滤波器结构.通过合理选择参数模型和拓扑结构,优化版图布局设计,实现了电路性能并给出仿真结果.在工作频率范围内,32种移相状态的相位均方根误差<1.08°,幅度均方根误差<1.14dB,插入损耗值保持在14 dB~20 dB范围内,版图尺寸为2.85×1.15 mm2.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】相控阵雷达;数字移相器;高-低通滤波器;0.18μm CMOS工艺【作者】刘志芹;毛陆虹【作者单位】天津大学电子信息工程学院,天津300072;天津大学电子信息工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN432移相器是相控阵雷达系统T/R组件的重要组成部分[1],用来改变信号的传输相位.它对于通信设备、雷达系统有着不可忽视的重要作用[2],决定着整个系统性能的好坏.移相器一般分为模拟式和数字式两类,数字移相器[3]由于不受电压和温度变化的影响而广泛应用于相控阵雷达中.它有多种实现方法,比较常用的有开关线型、加载线型、反射型以及高-低通滤波器型[4].移相器拓扑结构的选择需要根据具体的设计指标来确定,高精度、高性能、低成本是移相器设计者所追求的.本文基于0.18 μm CMOS工艺设计了一款X波段5位数字移相器,工作频率为8 GHz~12 GHz,文中介绍了具体实现方法并给出仿真结果.5位数字移相器由11.25°、22.5°、45°、90°、180° 5个基本的移相单元组成.MOS管是移相器功能实现的关键,控制MOS管的通断可以实现移相单元在基态和移相态间切换,从而获取所需的相移.1.1 移相器的设计原理MOS管工作在无源状态,栅极加隔离电阻避免源、漏间信号通过栅极泄露到地,控制栅极偏置电压改变源漏间电阻和器件寄生.本文栅极控制电压分别是0 V、1.8 V,当栅极电压为1.8 V时,MOS管可以等效成一个很小的电阻;当栅极电压为0 V时,MOS管则等效成一个电阻和一个电容并联,如图1所示.MOS管的选取直接决定每位移相单元的性能指标,为满足不同的设计要求需要对MOS管参数进行详细设定.1.2 移相器的拓扑结构及实现移相器常见的4种拓扑结构分别是开关线型、加载线型、反射型以及高-低通滤波器型,移相器拓扑结构的选择根据设计指标确定.开关线型移相器电路结构简单,方便设计,但容易产生谐振,导致插入损耗增大,影响移相精度;加载线型移相器结构简单,适用于小移相位单元窄带电路的设计;反射型移相器工作频带宽,移相精度高,只是耦合线的使用导致插入损耗和芯片面积都会增大;高-低通滤波器型移相器可以实现宽频带相移,具有良好的平坦度,这种结构目前应用比较广泛,相比之下电路设计相对复杂[5].文中11.25°、22.5°、45°和90°移相单元采用低通π型滤波器结构,如图2所示.Vp= 1.8 - Vn,MOS管导通时等效成电阻,截止时等效成电阻和电容并联. 当M1导通时,M2截止,L2与M2的截止等效电容并联,串联电容C与M1的等效电阻并联.当M1截止M2导通时,形成一个π型等价低通网络.相位Φ可以表示为由此可得180 °移相单元电路采用高-低通滤波器型结构,其工作原理如下:对于图3(a)所示的T型低通结构,它的ABCD归一化矩阵如下:散射矩阵为相位Φ1表示为当输入输出匹配时S11= S22= 0,且无损耗时S21= S12= 1,得由π型网络与T型网络的对称性可以得到π型低通、高通结构的LC值.对于图3(d)所示的高通结构,若相位为Φ2,采用相似的分析可知LC分别为当信号通过低通滤波器时,相位Φ1滞后,滞后相位随频率的升高而增大;信号通过高通滤波器时,相位Φ2超前,超前相位随频率的升高而减小,低通、高通滤波器的相位变化互相补偿[6],由此保证相位差值ΔΦ=Φ2-Φ1在一定的频率范围内为定值.本文设计的5位数字移相器经过优化级联顺序,得到的最终电路原理图如图4所示:图5显示的是5位数字移相器级联之后的版图照片,面积是2.85×1.15 mm2,控制输入信号依次获得步进值为11.25的0°到360°中32种不同的移相状态.对X波段5位数字移相器进行后仿,图6为32种相对相移量随频率的变化曲线,图7为移相器的插入损耗,32种状态的插损均小于-14 dB,插损越小表示信号产生的寄生幅度越小,有利于提升电路的整体性能;图8为输入输出回波损耗,即反射信号的损耗,为避免对前后电路性能的影响,要求回波损耗越小越好;图9相位均方根误差<1.08°,幅度均方根误差<1.14 dB,表1为国内外同类产品的性能对比,由结果可知,所设计的0.18 μm CMOS 5位数字移相器在保证性能与成本的前提下,实现了优异的相位、幅度移相精度.采用0.18 μm CMOS工艺设计了一个X波段5位数字移相器.其中,11.25°、22.5°、45°和90°移相单元采用低通π型滤波器结构,180°移相单元电路采用高-低通滤波器型结构.通过控制输入信号依次获得步进值为11.25的0°到360°中32种不同的移相状态,32种状态的插入损耗保持在14 dB~20 dB范围内,相位均方根误差<1.08°,幅度均方根误差<1.14 dB,结果表明所设计的移相器具有优异的移相精度和较小的损耗,可广泛应用于高精度、低成本的雷达系统中.【相关文献】[1]Donald J H. Solid state transmit/receive module for the PAVE PAWS phased array radar[J]. Microwave Journal,1978,17(4):33-35.[2]Cohen E D. Trens in the development of MMICs and packages for active electronically scanned arrays(AESAs)[C]// IEEE International Symposium. Phased Array System and Technology. Boston,MA:IEEE,1996.[3]伍祥冰. C波段GaAs单片6位移相器[J].半导体情报,1998,35(4):29-32.[4]廖承恩.微波技术基础[K].西安:西安电于科技大学出版社,1994.[5]齐步坤.数字式移相器电路研究[J].电子世界,2013(3):3-4.[6]邵哲,彭浩,张玉兴,等. UHF波段六位数字移相器的研究与实现[J].中国电子科学研究院学报,2009(2):161-164.[7]Donghyup S,Rebeiz G M. Low-power low-noise 0.13 μm CMOS X-band phased array receivers[C]//Microwave Symposium Digest(MTT). 2010 IEEE MTT-S International. Anaheim,CA:IEEE,2010.[8]Comeau J P,Morton M A,Kuo W M L,et al. A silicon-germanium receiver for X -band transmit/receive radar modules[J]. Ieee Journal Of Solid-State Circuits,2008,43 (9):1889-1896.[9]Thrivikraman T K,Kuo W M L,CresslerJ D,et al. A twochannel,ultra-low-power,SiGe BiCMOS receiver frontend for X-Band phased array radars[C]//Proceedings of the 2009 Bipolar/Bicmos Circuits and Technology Meeting. BCTM 2009. Capri:IEEE,2009. [10]Jin K Kwang,Rebeiz G M. A 6-18 GHz 5-bit active phase shifter[C]//Microwave Symposium Digest(MTT). 2010 IEEE MTT-S International. Anaheim,CA:IEEE,2010.。
ETC系统5.8GHz微带二元天线阵列设计与仿真代玲玉1,张立华21. 武汉理工大学电信系,武汉(430070)2. 总装驻3303厂军事代表室,武汉(430200)E-mail:sunlit1986@摘要:本文介绍了几种常用的天线,简要分析微带贴片天线工作原理,设计一种适用于ETC系统的工作在5.8GHz的微带二元贴片天线阵列。
并通过Ansoft HFSS V9.2软件仿真分析,结合Smith V2.0进行阻抗匹配,得到天线的方向图、输入阻抗以及S参数,仿真结果较好,为实际天线制作与测试提供十分有价值的参考信息。
关键词:ETC系统;5.8GHz;微带二元天线阵;Ansoft HFSS V9.2;Smith V2.01 引言随着社会的高速发展,交通阻塞、拥挤现象日趋严重,各国家利用电子、通信等高新技术来改造现有道路运输系统和管理体系,依此来大幅度提高路网通行能力和服务质量。
ETC(Electronic Toll Collection)即电子不停车收费系统,是一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。
使用该系统,车主通过收费站时不需要停车,耗时不到两秒,该收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。
ETC系统通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。
车辆自动识别技术是其中最重要的技术,采用工作波段在5.8GHz的微波非接触式ID卡来完成识别工作,而天线是实现该项技术的重要元件。
其中采用Ansoft HFSSV9.2软件对所需天线进行仿真设计可以直观地看到天线的特性,减少很多工作量,进而更快更准确地设计出符合实际需求的天线[1]。
2天线天线的作用是把传输结构上的导波转换成自由空间波。
IEEE官方对天线的定义:“发射或接收系统中,经设计用于辐射或接收电磁波的部分。
”时变的电流和被加速的电荷都可以产生辐射,辐射产生的电磁能量能够在空间中传播。
天线能够定向辐射和接收电磁能量[2]。
京信通信系统(中国)有限公司企业标准Q/JX A07-018代替04R&D-03-303 C0天线型号命名方法2007-12-28发布2008-01-01实施京信通信系统(中国)有限公司发布目次前言....................................................................................................................................................................... I II1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 定义 (1)4 型号的组成内容、格式及天线的规格代码 (3)4.1 天线型号的组成内容 (3)4.2 天线型号的组成格式 (3)4.3 天线的规格代码 (4)4.4 规格代码的标注 (5)5 型号组成内容的代号及意义 (5)5.1 使用场合(X1) (5)5.2 天线类型(X2 X3) (5)5.3 H面方向角(X4 X5 X6) (6)5.4 极化方式(X7) (6)5.5 增益 (6)5.6接口类型 (6)5.7 频段 (7)5.8 预置电下倾角 (8)6 外购天线型号的命名 (8)7 隐蔽天线型号的命名 (8)8 泰普、泰联标识天线型号的命名 (9)8.1 泰普标识天线型号的命名 (9)8.2 泰联标识天线型号的命名 (9)9 有特殊要求的天线型号命名 (9)10 数字微波天线型号命名 (9)11 基站天线型号命名示例 (11)11.1 室外定向天线 (11)11.2 室外全向天线 (11)11.3 电调天线 (11)11.4 双频/三频共用天线 (12)12 分布天线型号命名示例 (15)12.1 室内吸顶天线 (15)12.2 室内壁挂天线 (15)12.3 信用卡天线 (15)12.4 一体化天线 (15)12.5 室外全向天线 (15)12.6 室外定向天线 (16)12.7 八木天线 (16)13 智能天线型号命名示例 (16)13.1 定向智能天线 (16)13.2 全向智能天线 (17)14 Ⅱ代标准型基站天线型号命名示例 (18)15 劈裂天线型号命名示例 (18)16 泰普、泰联标识天线型号命名示例 (19)16.1 泰普标识天线 (19)16.2 泰联标识天线 (19)附录 A(规范性附录)天线的规格代码 (20)A.1 规格代码的适用范围 (20)A.2 规格代码的组成和格式 (20)A.3 规格代码的规定 (20)A.4 规格代码的标注 (24)A.5 规格代码标注示例 (25)前言企业标准04R&D-03-303《天线型号命名方法》发布实施以来,对规范、指导公司的天线型号命名起到了重要作用。
车载EMC测试天线简介
天线是指把高频电磁能量通过各种形状的金属导体向空间辐射出来的装置,反之,天线的逆向功能也可把空间的电磁能量转化成高频能量收集起来。
天线是辐射骚扰场强和辐射抗扰度测试的主要辅助设备。
在辐射测量过程中,利用天线将电磁能量转换为电压进行测量。
在抗扰度测量过程中,利用天线发射电磁能量,产生电磁场。
天线的输入阻抗Za为天线在馈电点的电压U(V)与电流I(A)之比,即
Za=U/I(Ω)
天线系数Af为接收点的场强E(V/m)与此场强在该天线输出端生成的电压U(V)之比,即
Af=E/U
根据传输线理论,当传输线阻抗与负载阻抗不匹配的情况下,必然引起输入波的反射。
电压驻波比是表征匹配程度的系数,即
VSWR=(1+β)/(1-β)
式中β---反射系数,即反射电压与入射电压之比。
在匹配时,β=0,则VSWR=1;在失配是,β≠0则,VSWRD>1。
失配越严重,则电压驻波比越大。
在国标GB/T18655-2010(车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法)中规定,车载类机器辐射测试频段为0.15MHz~2.5GHz。
频率段跨度较宽,因此不同频段对应不同的车载测试天线。
车载辐射测试接收天线要求:
各种车载测量天线外形如下图:
单极子天线(频率范围:9kHz~30MHz)
双锥天线(频率范围:30MHz~300MHz)
对数周期天线(频率范围:30MHz~1GHz)
喇叭天线(频率范围:1GHz~18GHz)。
一、实物展
二、物理参数
序号参数名称参数值明细
1天线型号TX230-XPH-300
2规格尺寸74.5cm(天线)*300cm(馈线)
3平均重量615±10g
4形状特性大吸盘天线
5天线接口SMA-J(内螺纹内针)
6线缆长度300cm
三、电气参数
序号参数名称参数值明细
1频率范围215~245MHz
2最大增益5.5dBi
3驻波比≤1.5
4功率容量50W
5输入阻抗50Ω
6极化形式垂直极化
7辐射方向全向
四、规格尺寸
五、测试报告
【测试仪器】:安捷伦E5071C【测试地点】:成都电子科技有限公司【当前温度】:26℃