针对三种高分辨率反射式移相器的几何分析与设计方法论：这些移相器具有不同的透射比和反射比

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：A Geometric Analysis and Design Methodology for Three Types of High-Resolution Reflection-Type Phase Shifters With Distinct Transmission and Reflection Ratio

高分辨率反射型相移器设计及可重构TRAs应用

　　

摘要：

本文提出了一种新的几何分析方法与设计流程，用于三种具有不同传输与反射（T/R）比率的高分辨率反射型移相器（RTPS）。该设计方法为可重构发射-反射阵列（TRAs）提供了首个高分辨率、多比特的移相解决方案，并具备灵活的T/R比率调节能力。通过数学和几何分析，理论上实现了任意T/R比率的RTPS设计。首先，可以设计出T/R比率范围从0到∞的RTPS，其传输和反射相位移动范围达到360°。此外，本文提出了一种创新的可视化几何概念——负载矢量调制方法，以辅助分析过程。与传统数学分析方法相比，该方法能够更直接地评估RTPS的传输与反射性能。基于几何分析方法，我们发现通过在两个反射负载之间增加额外的相位差，可以灵活调节RTPS的T/R比率。最后，为了验证设计策略，我们制造并测量了三种典型的概念验证RTPS（T/R比率分别为∞、1和0），实验结果与理论预测高度吻合。因此，所提出的移相器设计方法非常适合用于可重构TRAs。

引言

可重构发射-反射阵列（TRAs）能够在无线通信系统中实现波束的传输和反射方向控制，作为一种新兴的波束成形技术，受到了广泛关注[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。现有的可重构TRAs主要采用p-i-n二极管实现，存在分辨率低、灵活性差以及性能下降的问题。1比特分辨率的TRAs的增益损失可能超过3 dB[6]。因此，多比特可重构TRAs成为了研究焦点。