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短距离无线通信中来波方向不确定,需配置全向天线。携带能量有限的节点回传信号时又期望高增益,与全向性构成矛盾。方向回溯天线以全向状态接收信号,一旦接收后立即朝来波方向集中波束回溯信号,在短距离无线通信中具有应用前景。采用外差混频法构造方向回溯阵,相位共轭模块是系统的关键部分,为此在开放的2.45GHz频段开发高精度相位共轭电路。 设计无交调失真的FET阻性混频器,为相位共轭提供较高的相位精度。通过ADS软件对FET漏-源I/V特性的分析,在小信号电压下获得了漏-源沟道电导的良好线性特性。优化FET栅极偏置以获得较好的混频效果,经优化的栅极偏置电压确定为-0.3V。4.9GHz本振从晶体管栅极馈入调制沟道电导,与加在沟道上的2.45GHz射频电压混频产生相位共轭的输出电流。混频产生的高频干扰和同频干扰用平衡结构的相位共轭电路方案去除。按平衡结构要求设计功分、耦合器(2.45GHz微带混合环和4.9GHz微带混合环),中心频率2.45GHz的LC带通滤波器及LO匹配电路,并与FET阻性混频器组成相位共轭电路。最后用ADS仿真验证电路功能,输入相位为0°、30°、60°、90°、120°、150°时测得输出相位分别为0°、-30°、-60.18°、-90.53°、-120.53°、-150.18°,测量值与理论值的平均误差为0.24°,达到了方向回溯所需的相位共轭精度。至此,完成了除振荡器外的现实的相位共轭电路系统,进一步地为方向回溯天线的实用化创造了条件。