一种紧凑型反射式模拟移相器设计
电子技术应用
卢涛1，黄何平1，杨波2，路飞凡1
1.西南民族大学 电子信息学院；2.西安电子科技大学
摘要： 提出了一款工作于ISM频段的小型化模拟反射式移相器。该电路以3 dB定向耦合器为基础拓扑，通过在传输线关键节点集成扇形谐振器，充分利用扇形结构的容性补偿特性与空间紧凑优势，实现电路尺寸的显著缩减，相比传统结构尺寸减小达23 %。实测数据显示，在2.4 GHz~2.5 GHz频带内，该移相器相移量稳定在173 °±2 °范围内，插入损耗优于2.3 dB且波动小于1 dB，回波损耗在全调谐范围内均大于15 dB。该器件兼具小型化与结构简化的特点，在工业传感、智能家居及短距离通信等应用场景中展现出良好的实用价值。
中圖分類號：TN623 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257660
中文引用格式： 盧濤，黃何平，楊波，等. 一種緊湊型反射式模擬移相器設計[J]. 電子技術應用，2026，52(7)：19-23.
英文引用格式： Lu Tao，Huang Heping，Yang Bo，et al. A design of compact reflective analog phase shifter[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(7)：19-23.
中文引用格式： 盧濤，黃何平，楊波，等. 一種緊湊型反射式模擬移相器設計[J]. 電子技術應用，2026，52(7)：19-23.
英文引用格式： Lu Tao，Huang Heping，Yang Bo，et al. A design of compact reflective analog phase shifter[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(7)：19-23.
A design of compact reflective analog phase shifter
Lu Tao1，Huang Heping1，Yang Bo2，Lu Feifan1
1.School of Electronics and Information Engineering， Southwest Minzu University；2.Xidian University
Abstract： This paper proposes a miniaturized analog reflective phase shifter operating in the ISM band. Based on a 3 dB directional coupler as the core topology, the circuit integrates fan-shaped resonators at key nodes of the transmission line. By fully leveraging the capacitive compensation characteristic and space-compact advantage of the fan-shaped structure, a significant reduction in circuit size is achieved, with a 23 % miniaturization compared to the traditional structure. Measured results demonstrate that within the frequency band of 2.4 GHz~2.5 GHz, the phase shifter exhibits a stable phase shift of 173 °±2 °, an insertion loss better than 2.3 dB with a fluctuation of less than 1 dB, and a return loss greater than 15 dB across the entire tuning range. This device combines compact size with simplified structure, demonstrating excellent practical value in applications such as industrial sensing, smart home systems, and short-range communication.
Key words : phase shifter；directional coupler；sector-shaped resonator；miniaturization
引言
作為現代無線通信與射頻系統中的關鍵基礎器件，移相器的性能直接影響信號波束的指向精度、系統靈活性及通信質量。與數字移相器相比，模擬移相器不僅具備相位連續可調的優點，還在結構復雜度、功耗和成本方面表現出顯著優勢，特別適合在物聯網終端、無線網關等對尺寸與功耗敏感的場景中應用[1-5]。
在各類移相器拓撲中，反射型結構因其能夠實現較大的相移范圍、良好的端口匹配特性以及較低的插入損耗而備受關注。近年來，為提高該類移相器的性能，研究者提出了多種技術路線：例如采用多分支定向耦合器結構以擴展工作帶寬，引入扇形或L型諧振單元以提升相移量并縮小電路尺寸[5-13]。然而，現有設計仍普遍面臨幾個關鍵問題，如寬頻帶內插入損耗波動較大、回波損耗性能不佳、相移范圍有限或電路結構復雜導致加工難度上升等，制約了其在工程實踐中的廣泛應用[13-20]。
針對上述挑戰，本文提出一種基于多分支線定向耦合器與集成式L型反射負載的反射型可調模擬移相器設計方案，工作于ISM（Industrial, Scientific, Medical）頻段2.4~2.5 GHz的反射型可調模擬移相器，以應用于短距離無線通信及相控陣天線系統中。該設計通過優化耦合器結構與反射負載參數，在擴展相移量的同時改善阻抗匹配特性，并致力于降低插入損耗及其波動，實現頻帶內穩定的相位控制；另外移相器結構的小型化和制造可行性，使其更加貼合無線通信系統對高性能、低成本射頻元器件的要求。
本文詳細內容請下載：
http://www.tom3567.com/resource/share/2000007134
作者信息：
盧濤1，黃何平1，楊波2，路飛凡1
（1.西南民族大學 電子信息學院，四川 成都 610225；2.西安電子科技大學，陜西 西安710071）
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