
Design of Digital Phase Shifters for Multipurpose Communication Systems
Der Entwurf digitaler Phasenschieber für Mehrzweck-Kommunikationssysteme zielt darauf ab, einen neu entstehenden Bedarf bei der Entwicklung digitaler Phasenschieber für moderne Kommunikationssysteme zu decken. Mit dem Fortschritt der neuen Generation mobiler Kommunikationssysteme sparen gerichtete Strahlen eine beträchtliche Menge an HF-Leistung und verbessern die Rauschimmunität. In dieser Hinsicht sind Strahlformungsschaltungen, d.h. digitale Phasenschieber, wesentliche Bestandteile von Antennengruppen. Daher widmet sich dieses Buch dem Entwurf von digitalen Phasenschiebern für verschiedene Kommunikationssysteme.
In der guten alten Zeit verlangten die Anforderungen an den Entwurf von Phasenschiebern eine schmale Bandbreite ohne Beschränkungen der physikalischen Größe. Heute müssen sie kompakt sein und sich für sehr große integrierte Schaltungen (Very Large Scale Integrated Circuits, VLSI) oder monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen (Microwave Monolithic Integrated Circuit, MMIC) mit großem Phasenbereich (Wide Phase Range, WPR) und breitem Frequenzband (Wide Frequency Band, WFB) eignen.
Seit den 1980er Jahren entwickelt der Autor digitale Phasenschieber für verschiedene Anwendungen. Er begann mit Phasenschiebern mit geladenen Leitungen zu arbeiten und setzte dann Zweigleitungskoppler ein, um breitere Frequenzbänder zu erreichen. Um die physische Größe zu reduzieren, verwendete er 3-Element-LC-Leiter auf der Basis von T- oder PI-Konfigurationen. Um ein breites Frequenzband mit großem Phasenbereich zu erreichen, ist die Verwendung von LC-Gitterstrukturen unumgänglich. In letzter Zeit hat der Autor Phasenschieber entworfen, die sowohl Tiefpass- als auch Hochpass-LC-Leiter- und -Gitterstrukturen verwenden, die sich für eine monolithische Implementierung eignen. Bei der Entwicklung wurden MOS-Transistoren als Schaltelemente eingesetzt. Dieses Buch enthält mehrere neuartige digitale Phasenschiebertopologien, die einen großen Phasenbereich und Breitbandbetrieb ermöglichen.
Zu den in diesem Buch behandelten technischen Themen gehören: - Grundlegendes Konzept von Antennenarrays- Konzept des digitalen Phasenbits- Streuparameter zur Analyse der elektrischen Leistung von Phasenschiebern- Übertragungsleitungen als Schaltungselemente zur Konstruktion praktischer Phasenschieber- Digitale Phasenschieber mit geladener Leitung (DPS)- DPS mit T/PI-Abschnitt auf Tiefpassbasis- DPS mit T/PI-Abschnitt auf Hochpassbasis- DPS mit T/PI-Abschnitt auf 3-Element-LC-Basis- DPS mit großem Phasenbereich und breitem Frequenzband auf Basis eines symmetrischen Gitters.
Für jede vorgestellte Topologie werden explizite Entwurfsgleichungen bereitgestellt und Programme zur Bewertung der elektrischen Leistung jeder Topologie in einer MatLab-Umgebung entwickelt. Es wird erwartet, dass der Leser in der Lage ist, die in diesem Buch vorgestellten digitalen Phasenschieber-Topologien selbstständig zu entwerfen und zu implementieren.