一種應(yīng)用于dc至特高頻的mic衰減器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于包括：接地結(jié)構(gòu)、薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特征阻抗匹配微帶線，其中薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又包括兩個(gè)直通電阻R、兩個(gè)對(duì)地電阻R1；所述接地結(jié)構(gòu)是四分之一準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線；兩個(gè)直通電阻R的一端與兩個(gè)對(duì)地電阻R1的一端連接在一起組成十字交叉鏡像結(jié)構(gòu)的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)直通電阻R的另一端分別與微波信號(hào)輸入端和微波信號(hào)輸出端的阻抗匹配微帶線相連，兩個(gè)對(duì)地電阻的另一端分別與接地結(jié)構(gòu)相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬頻帶微波信號(hào)能量的均勻吸收，對(duì)工作帶寬內(nèi)各頻率微波信號(hào)衰減值相同，同時(shí)可以將帶寬內(nèi)任意頻率的反射信號(hào)降至極低水平，實(shí)現(xiàn)良好匹配。
【專利說(shuō)明】—種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于DC(低頻)至特高頻的MIC(Microwave IntergratedCirciut)衰減器,屬微波元器件設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]MIC衰減器是微波鏈路增益調(diào)配和改善級(jí)聯(lián)模塊電壓駐波比非常靈活有效的手段，在目前微波整機(jī)設(shè)計(jì)中被廣泛采用。
[0003]傳統(tǒng)MIC衰減器，由于組成衰減器的直通電阻與對(duì)地電阻之間存在微帶過(guò)渡線所以需要進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，制約了衰減器的頻帶寬度和帶內(nèi)特性，以3dB衰減器為例:頻率范圍較窄絕對(duì)帶寬24GHz (4.4至28.8GHz)，帶內(nèi)幅度平坦度1.15dB，且尺寸較大3mmX5.5mm。同時(shí)，組成衰減器對(duì)地電阻的通過(guò)打孔形式接地，且打孔需要滿足微波單機(jī)MIC片設(shè)計(jì)工藝要求不能就近打孔，必須滿足孔邊緣距電阻0.5mm距離要求，直接造成衰減器帶內(nèi)幅頻特性變差，且頻率越高、衰減量越大幅頻特性越差，影響高頻寬帶微波單機(jī)使用。無(wú)法實(shí)現(xiàn)整機(jī)調(diào)試階段微波旁路功能，靈活性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要內(nèi)容是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，通過(guò)直通電阻與對(duì)地電阻直接連接形成的十字交叉鏡像對(duì)稱結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了小尺寸、超寬帶特性，同時(shí)對(duì)地電阻接地通過(guò)扇形開(kāi)路線進(jìn)行接地，減少接地孔距離電阻較遠(yuǎn)引入的寄生參數(shù)的影響，拓展了工作頻帶。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器包括:接地結(jié)構(gòu)、薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特征阻抗匹配微帶線，其中薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又包括兩個(gè)直通電阻R、兩個(gè)對(duì)地電阻Rl ；
[0007]兩個(gè)直通電阻R的一端與兩個(gè)對(duì)地電阻Rl的一端連接在一起組成十字交叉鏡像結(jié)構(gòu)的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)直通電阻R的另一端分別與微波信號(hào)輸入端和微波信號(hào)輸出端的阻抗匹配微帶線相連，兩個(gè)對(duì)地電阻的另一端分別與接地結(jié)構(gòu)相連。
[0008]所述兩個(gè)接地結(jié)構(gòu)完全相同，均是四分之一波長(zhǎng)準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線，準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線由梯形微帶線和長(zhǎng)方形微帶線組成，梯形微帶線平行寬邊與長(zhǎng)方形微帶線寬邊長(zhǎng)度相等且相連。
[0009]所述接地結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)扇形微帶線電長(zhǎng)度均為工作帶寬中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分
之一 O
[0010]所述薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩直通電阻R阻值相同，均為薄膜電阻；所述兩接地電阻Rl阻值相同，均為薄膜電阻。
[0011]所述直通電阻R的寬度與特征阻抗匹配微帶線寬度相同。
[0012]所述對(duì)地電阻Rl的寬度與準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線中的梯形微帶線平行窄邊寬度相同。[0013]所述特征阻抗匹配微帶線為50歐。
[0014]所述薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將兩個(gè)直通電阻相連微帶線采用等寬度金帶壓焊連接后實(shí)現(xiàn)微波短路。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016](I)相對(duì)于傳統(tǒng)MIC衰減器的組成電阻之間都存在針對(duì)不同使用頻段進(jìn)行匹配的微帶傳輸線段，本發(fā)明采用十字交叉鏡像對(duì)稱拓?fù)湫问?，減小尺寸并實(shí)現(xiàn)超寬帶特性，針對(duì)不同頻段匹配段，尺寸小，帶寬能覆蓋DC頻段至EHF頻段微波產(chǎn)品，可作為標(biāo)準(zhǔn)電路直接應(yīng)用，適用性強(qiáng)，成本低，工程應(yīng)用價(jià)值高。
[0017](2)本發(fā)明改變傳統(tǒng)MIC衰減器通過(guò)打孔接地直接拓展工作頻帶的方式，本發(fā)明將對(duì)地電阻接地通過(guò)漸變?chǔ)?4開(kāi)路線接地，消除由于打孔接地引入的過(guò)多寄生參量影響，通過(guò)合理調(diào)整漸變?chǔ)?4開(kāi)路線的長(zhǎng)度與末端寬度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬頻帶微波信號(hào)能量的均勻吸收，同時(shí)可以將帶寬內(nèi)任意頻率的反射信號(hào)降至極低水平，消除更高頻段自激，從而達(dá)到良好寬帶匹配效果，同時(shí)本發(fā)明無(wú)需打孔接地，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程、減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而壓縮成本，而且提高可靠性；同時(shí)，不會(huì)引入一些不必要的寄生效應(yīng)，從而使帶內(nèi)幅頻特性改善。
[0018](3)本發(fā)明可以多級(jí)不同衰減量級(jí)聯(lián)進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍的增益調(diào)節(jié)，使得整機(jī)增益調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單靈活；同時(shí)本發(fā)明的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將兩個(gè)直通電阻相連微帶線采用等寬度金帶壓焊連接后實(shí)現(xiàn)微波短路，所以多級(jí)本發(fā)明衰減器連接后可以靈活實(shí)現(xiàn)衰減量調(diào)節(jié)。
[0019](4)本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的芯片衰減器，無(wú)需密封且更易于MIC其它電路實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，提高可靠性，降低成本；同時(shí)，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)上采用最基本的薄膜電阻，形式簡(jiǎn)單，且工藝成熟，很好的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)性，本發(fā)明的超寬帶緊湊特性具有普遍使用性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明微波電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為傳統(tǒng)π型微帶薄膜衰減器在1-25GHZ的反射損耗和插入損耗圖；
[0022]圖3為本發(fā)明在2-50GHZ衰減量4dB的反射損耗和插入損耗圖。
[0023]圖4為本發(fā)明在2-50GHZ衰減量2dB的反射損耗和插入損耗圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述。
[0025]如圖1所示，一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器包括:接地結(jié)構(gòu)、薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、50歐姆特征阻抗匹配微帶線Ztl，其中薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又包括兩個(gè)直通電阻R、兩個(gè)對(duì)地電阻Rl ；
[0026]兩個(gè)直通電阻R的一端與兩個(gè)對(duì)地電阻Rl的一端連接在一起組成十字交叉鏡像結(jié)構(gòu)的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)直通電阻R的另一端分別與微波信號(hào)輸入端和微波信號(hào)輸出端的阻抗匹配微帶線相連，兩個(gè)對(duì)地電阻的另一端分別與接地結(jié)構(gòu)相連。
[0027]兩個(gè)接地結(jié)構(gòu)完全相同，均是四分之一波長(zhǎng)準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線，準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線由梯形微帶線和長(zhǎng)方形微帶線組成，梯形微帶線平行寬邊與長(zhǎng)方形微帶線寬邊長(zhǎng)度相等且相連。[0028]接地結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)扇形微帶線電長(zhǎng)度均為工作帶寬中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
[0029]薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩直通電阻R阻值相同，均為薄膜電阻；所述兩接地電阻Rl阻值相同，均為薄膜電阻。
[0030]直通電阻R的寬度與特征阻抗匹配微帶線寬度相同。
[0031]對(duì)地電阻Rl的寬度與準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線中的梯形微帶線平行窄邊寬度相同。
[0032]特征阻抗匹配微帶線為50歐。
[0033]薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將兩個(gè)直通電阻相連微帶線采用等寬度金帶壓焊連接后實(shí)現(xiàn)微波短路。
[0034]超寬帶接地結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線電長(zhǎng)度為工作帶寬中心頻率所對(duì)應(yīng)的四分之一波長(zhǎng)，從與對(duì)地電阻相連窄邊等效為短路，電路得到簡(jiǎn)化。
[0035]互連薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)電阻R和Rl可由以下方法計(jì)算得到:
[0036]假設(shè)電路輸入輸出端口匹配回波損耗等于零，輸入輸出端口阻抗Ztl (通常為50歐姆)。直通電阻R輸出端得到負(fù)載阻抗A = Ztl，輸入端直通電阻輸入口阻抗Zin = Z0，可以等到電阻R和Rl的公式。
[0037]假設(shè)衰減器的衰減值S21為已知，電阻阻值R和Rl可以通過(guò)下式解出:
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于包括:接地結(jié)構(gòu)、薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特征阻抗匹配微帶線，其中薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又包括兩個(gè)直通電阻R、兩個(gè)對(duì)地電阻Rl ； 兩個(gè)直通電阻R的一端與兩個(gè)對(duì)地電阻Rl的一端連接在一起組成十字交叉鏡像結(jié)構(gòu)的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)直通電阻R的另一端分別與微波信號(hào)輸入端和微波信號(hào)輸出端的阻抗匹配微帶線相連，兩個(gè)對(duì)地電阻的另一端分別與接地結(jié)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述兩個(gè)接地結(jié)構(gòu)完全相同，均是四分之一波長(zhǎng)準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線，準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線由梯形微帶線和長(zhǎng)方形微帶線組成，梯形微帶線平行寬邊與長(zhǎng)方形微帶線寬邊長(zhǎng)度相等且相連。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述接地結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)扇形微帶線電長(zhǎng)度均為工作帶寬中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兩直通電阻R阻值相同，均為薄膜電阻；所述兩接地電阻Rl阻值相同，均為薄膜電阻。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述直通電阻R的寬度與特征阻抗匹配微帶線寬度相同。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述對(duì)地電阻Rl的寬度與準(zhǔn)扇形開(kāi)路微帶線中的梯形微帶線平行窄邊寬度相同。
7.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述特征阻抗匹配微帶線為50歐。
8.根據(jù)權(quán)利I所述的一種應(yīng)用于DC至特高頻的MIC衰減器，其特征在于:所述薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將兩個(gè)直通電阻相連微帶線采用等寬度金帶壓焊連接后實(shí)現(xiàn)微波短路。
【文檔編號(hào)】H01P1/22GK103972625SQ201410217006
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】馬美霞, 張翼, 張波, 徐輝, 王毅, 袁國(guó)靖, 胡順平 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所