HFSS基于微波传输线的X波段的相位调制电路(2)
一个通信系统质量很多程度上取决于所采用的调制方式[6]。在小容量数字微波中继通信系统中的数字调制设备中，调制器电路是数字调制设备的关键部件之一。它完成基带信号的调制，其中采用的调制方式就是二相相移键控（BPSK）。本文设计的平衡式微带-槽线移相器就是应用于这里的BPSK调制。
1.2 相位调制电路的实现方法
相位调制主要有模拟法和数字法等多种，但是随着数字通信的崛起和无线电技术的发展，数字相位调制技术成为主流的研究热点。下面简单介绍几种相位调制电路。
1.中频二相平衡调制器，其中包括环形调制器，双平衡混频器，集成电路模拟乘法器等主要几种2.中频多项移相键控的正交调制器,包括四相正交调制器，正交载波形成电路等主要几种3.中频多项移相键控的全数字式调制器，包括相位选择门调制器，串联步进法调制器等几种4.移相键控微波移相器，包括反射型移相器，开关线型移相器和平衡式移相器。本文中采用的平衡式微带-槽线移相器就是微波移相器中其中的一种。文献[9-11]中还提出了几种基于FPGA的数字相位调制电路的一种实现方法，可以适用于卫星通信，但是要求芯片的处理速度够快，难以实现，仅限于研究状态。
随着微波技术的日趋成熟，通过微波电路来实现 相位调制的技术也日渐成熟。对微波频率直接键控的调相器我们称为微波移相器。在采用二相或四相移相键控的中小容量数字微波系统中，经常采用直接键控微波频率的方式。其结构简单，成本低，是微波移相技术的研究热点。本文就是通过微波移相器的其中的一种（平衡式微带-槽线移相器）来实现相位调制。
1.3 微波移相器的分类
微波移相器是能改变电磁波相位的装置，它通常是一个二端口网络。通常来说，微波移相器可分为模拟式移相器和数字式移相器两大类。模拟式移相器中，在控制信号的驱动下，相移量可以做出连续平滑的变化，但是由于其控制电路的较为复杂现如今已较少使用。数字式移相器的相移量是固定量化的，其相移量是阶跃式变化的，即相移量只能按180°,90°,45°,22.5°,11.25°等值变化。利用多个不同相移量不同的移相器可级联成几位的数字式移相器。一位的移相器有两个状态，二位移相器就有22=4个状态，3位移相器就有23=8个状态，例如四位移相器，不同控制状态可组合成0-360°之间24=16个状态，移相器的位数越多，控制的相位位数就多，控制电路愈加复杂，但是特别适合计算机二进制码控制的电控扫描系统实现数字化控制。通过计算机的精确控制，为天线上成千上万的单元提供不同相位信号，使雷达迅速反应，做出快速的波束扫描。
本课题需采用调制体制是直接数字调制BPSK，所以必须用数字式移相器。为了保持相位不变或者相差180°，这种0°/180°的移相器也称为二相相移键控（BPSK）调制器。
以半导体数字移相器为主，微波移相器的主要类型如图1-3-1。按照控制器件分：有PIN管类型和MESFET类型，按照电路性质分，有传输型，反射型和平衡式。
图1-3-1移相器分类
1.3.1 微波移相器的发展
移相器在国内的发展相比欧美些国家起步稍微有点晚。吹冰七十年代国内移相器最多只能工作到c波段，大多数采用的是跨相式或者干式自感应的RC桥型电路。同时代的欧美一下国家已经研制出了L,S,C,X,Ku等各个频段的移相器主要方案有3dB定向耦合器，开关线型，加载线型这三种。七十年代末到八十年代初，出现了变压式移相器，其结构很简单，能够实现0°到360°连续调相，并且功率小，无噪声，波形失真小。八十年代末到90年代出现了各种各样的移相器，比如电子式移相器，程控式移相器，软件式移相器。而如今，厘米波波频段的移相器已经相当成熟，毫米波段也可以通过反射式鳍线0°/180°移相器，加载线型鳍线移相器，平衡式微带-槽线移相器和MEMS移相器等等来实现。