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。
中图分类号：TN623 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257660
中文引用格式： 卢涛，黄何平，杨波，等. 一种紧凑型反射式模拟移相器设计[J]. 电子技术应用，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： 卢涛，黄何平，杨波，等. 一种紧凑型反射式模拟移相器设计[J]. 电子技术应用，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
作为现代无线通信与射频系统中的关键基础器件，移相器的性能直接影响信号波束的指向精度、系统灵活性及通信质量。与数字移相器相比，模拟移相器不仅具备相位连续可调的优点，还在结构复杂度、功耗和成本方面表现出显著优势，特别适合在物联网终端、无线网关等对尺寸与功耗敏感的场景中应用[1-5]。
在各类移相器拓扑中，反射型结构因其能够实现较大的相移范围、良好的端口匹配特性以及较低的插入损耗而备受关注。近年来，为提高该类移相器的性能，研究者提出了多种技术路线：例如采用多分支定向耦合器结构以扩展工作带宽，引入扇形或L型谐振单元以提升相移量并缩小电路尺寸[5-13]。然而，现有设计仍普遍面临几个关键问题，如宽频带内插入损耗波动较大、回波损耗性能不佳、相移范围有限或电路结构复杂导致加工难度上升等，制约了其在工程实践中的广泛应用[13-20]。
针对上述挑战，本文提出一种基于多分支线定向耦合器与集成式L型反射负载的反射型可调模拟移相器设计方案，工作于ISM（Industrial, Scientific, Medical）频段2.4~2.5 GHz的反射型可调模拟移相器，以应用于短距离无线通信及相控阵天线系统中。该设计通过优化耦合器结构与反射负载参数，在扩展相移量的同时改善阻抗匹配特性，并致力于降低插入损耗及其波动，实现频带内稳定的相位控制；另外移相器结构的小型化和制造可行性，使其更加贴合无线通信系统对高性能、低成本射频元器件的要求。
本文详细内容请下载：
http://www.chinaaet.com/resource/share/2000007134
作者信息：
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，四川 成都 610225；2.西安电子科技大学，陕西 西安710071）
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