超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器，在介質(zhì)基板上的左側(cè)設(shè)置微波信號輸入端口，微波信號輸入端口和20°的移相網(wǎng)絡(luò)相連，20°的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置0°的移相網(wǎng)絡(luò)，0°的移相網(wǎng)絡(luò)的上方分別布置-20°的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)，0°的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置另一20°的移相網(wǎng)絡(luò)，另一20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端和微波信號輸出端口相連，兩個20°的移相網(wǎng)絡(luò)旁邊放置有1dB的衰減器和0.5dB的衰減器，0°的移相網(wǎng)絡(luò)、-20°的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)的旁邊分別放置有2dB的衰減器。本實用新型可同時滿足不同頻段、不同應(yīng)用范圍的微波模塊和電路的幅度和相位調(diào)整用。
【專利說明】超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及集成化的可調(diào)衰減和移相電路，應(yīng)用于小型化收發(fā)微波模塊中不 同通道間的幅度和相位一致性調(diào)整，也可應(yīng)用在微波放大模塊、雷達(dá)接收前端等的幅度衰 減和相位調(diào)整上。

【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著雷達(dá)系統(tǒng)中相控陣技術(shù)的不斷發(fā)展，對雷達(dá)前端大量應(yīng)用的微波收發(fā)模塊 的體積、性能、成本等方面上提出了更高的要求。由于相控陣主要是依靠成百甚至上千收發(fā) 模塊的幅度加權(quán)和相位變化來達(dá)到電掃的目的。因此微波收發(fā)模塊的重要性能指標(biāo)之一 就是不同微波模塊之間的幅度和相位一致性。由于器件和裝配工藝的離散型，一致性指標(biāo) 往往不甚理想。因此迫切需要對幅度和相位一致性進行調(diào)整的電路。從最初的離散SMT元 件工藝、固定的衰減電路、移相電路發(fā)展到后來的小型化基于MMIC固定衰減芯片和移相芯 片。在微波收發(fā)模塊的實際應(yīng)用中，尤其是在對體積和性能有較高要求的情況下，傳統(tǒng)固定 衰減器、移相器的微波收發(fā)模塊已經(jīng)無法滿足性能、體積和成本要求。 實用新型內(nèi)容
[0003] 針對上述問題， 申請人:經(jīng)過研究改進，本實用新型提出了一種超小型微波寬帶可 調(diào)移相衰減器，不但可以應(yīng)用在小型化的微波收發(fā)模塊上，也可用于微波放大電路、接收 前端等需要幅度和相位調(diào)整的電路中，在寬帶范圍下實現(xiàn)微波信號小駐波、可調(diào)幅度衰減 (DC-22GHZ)，實現(xiàn)小型化微波模塊可調(diào)相位調(diào)整（X波段），同時可實現(xiàn)對微波模塊的幅度 和相位可調(diào)衰減和移相。
[0004] 本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0005] -種超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器，包括介質(zhì)基板和設(shè)置在其上的移相網(wǎng)絡(luò)、 衰減器以及微波信號輸入輸出端口，在所述介質(zhì)基板上的左側(cè)設(shè)置有一個微波信號輸入 端口，所述微波信號輸入端口和第一 20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端相連，所述第一 20°的移相網(wǎng) 絡(luò)的右側(cè)布置有0°的移相網(wǎng)絡(luò)，在所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)的上方分別布置有-20°的移相 網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)，所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置有第二20° 的移相網(wǎng)絡(luò)，所述第二20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端和一個微波信號輸出端口相連，在所述第一 20°的移相網(wǎng)絡(luò)旁邊放置有一個ldB的衰減器，在所述第二20°的移相網(wǎng)絡(luò)的旁邊放置有 一個0.5dB的衰減器，在所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)、-20°的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60° 的移相網(wǎng)絡(luò)的旁邊分別放置有一個2dB的衰減器。
[0006] 其進一步的技術(shù)方案為：所述第一 20°的移相網(wǎng)絡(luò)與0°的移相網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有 另一個微波信號輸入端口，所述第二20°的移相網(wǎng)絡(luò)與0°的移相網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有另一個 微波信號輸出端口。
[0007] 其進一步的技術(shù)方案為：所述介質(zhì)基板為無源GaAs介質(zhì)基板。
[0008] 本實用新型的有益技術(shù)效果是：
[0009] 本實用新型將可調(diào)衰減電路和移相電路按照微波理論進行綜合簡化，通過電路仿 真、建模和3D電磁場仿真，最終得到超小型高性能的寬帶可調(diào)衰減移相器的結(jié)構(gòu)。將不同 檔位的衰減器和移相器進行交叉緊密布局，既能保證衰減態(tài)小的附加相位偏差，又可保證 調(diào)相態(tài)小的插入損耗?？赏瑫r滿足不同頻段、不同應(yīng)用范圍的微波模塊和電路的幅度和相 位調(diào)整用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的布局構(gòu)成圖。
[0011] 圖2是OdB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0012] 圖3是0. 5dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0013] 圖4是ldB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0014] 圖5是1. 5dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0015] 圖6是2dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0016] 圖7是2. 5dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0017] 圖8是3dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0018] 圖9是3. 5dB衰減態(tài)的實現(xiàn)圖（0°移相態(tài)下）。
[0019] 圖10是不同衰減態(tài)的輸入輸出電壓駐波比。
[0020] 圖11是不同衰減態(tài)的衰減值。
[0021] 圖12是不同衰減態(tài)的附加移相值。
[0022] 圖13是40°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0023] 圖14是20°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0024] 圖15是0°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0025] 圖16是-20°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0026] 圖17是-40°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0027] 圖18是-60°移相態(tài)的實現(xiàn)圖。
[0028] 圖19是不同移相態(tài)的輸入輸出電壓駐波比。
[0029] 圖20是不同移相態(tài)的移相值。
[0030] 圖21是不同移相態(tài)的插入損耗值。
[0031] 圖22是2. 5dB衰減、-40°移相的實現(xiàn)圖。
[0032] 圖23是2. 5dB衰減、-40°移相輸入輸出電壓駐波比。
[0033] 圖24是2. 5dB衰減、-40°移相的衰減值。
[0034] 圖25是2. 5dB衰減、-40°移相的移相值。

【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0036] 圖1為本實用新型的超小型化微波可調(diào)移相衰減器的布局圖。圖1中1為微波信 號輸入/輸出端口，用以對外微波信號的連接。2為移相電路，共有多個檔位可進行調(diào)整，在 X波段會有較大的相位調(diào)整能力。3為幅度衰減電路或稱衰減器，共有多個檔位可供選擇， 根據(jù)不同的幅度衰減要求在DC到22GHz寬帶范圍內(nèi)提供相應(yīng)的幅度衰減。4為介質(zhì)基板， 除了對整個電路提供相應(yīng)的支撐外，和金屬線（金絲，bonding wire)構(gòu)成了微波信號低損 耗傳輸?shù)纳漕l通路，采用無源GaAs介質(zhì)，GaAs在微波和毫米波頻段內(nèi)電子遷移率高，損耗 小，是一種微波電路應(yīng)用中性能優(yōu)異的介質(zhì)材料。5是互聯(lián)結(jié)構(gòu)調(diào)整點，改變不同的互聯(lián)結(jié) 構(gòu)就可實現(xiàn)不同的功能。
[0037] 如圖1所示，本實用新型的布局構(gòu)成為：在介質(zhì)基板4上的左側(cè)預(yù)置一個微波信號 輸入端口 1，端口緊接著和20°的移相網(wǎng)絡(luò)相連，在20°的移相網(wǎng)絡(luò)右側(cè)放置一個ldB的衰 減器，緊接著布置〇°的移相網(wǎng)絡(luò)，在〇°的移相網(wǎng)絡(luò)的上方分別依次布置-20°的移相網(wǎng) 絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)。接著在0°的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置另一個20° 的移相網(wǎng)絡(luò)，該20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端和微波信號輸出端口 1相連。在右側(cè)的20°移相網(wǎng) 絡(luò)的左側(cè)再放置一個0. 5dB的衰減器，在0°的移相網(wǎng)絡(luò)、-20°的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相 網(wǎng)絡(luò)和-60°的側(cè)邊均分別放置一個2dB的衰減器。保證每一檔移相位均可以進行衰減，每 一檔衰減位均可以進行移相。
[0038] 本實用新型將移相衰減器接入微波鏈路中，根據(jù)需要調(diào)整電路的互聯(lián)結(jié)構(gòu)，就可 以實現(xiàn)對信號幅度和相位的調(diào)整，從而避免用傳統(tǒng)的兩個以上的調(diào)整器才能達(dá)到的效果。 在應(yīng)用過程中，衰減移相電路不同狀態(tài)下的電壓駐波比均小于1. 4,各個衰減態(tài)下最大的相 位偏差小于5°，各個移相態(tài)下最大插入損耗小于0. 8dB，滿足使用要求。
[0039] 以下分別對本實用新型中各檔衰減位和各檔移相位的實現(xiàn)方式進行說明。
[0040] 一、當(dāng)只進行衰減調(diào)整時，各個衰減態(tài)的實現(xiàn)方式參見圖2至圖9。（注：圖2至圖 9均以0°移相態(tài)時的衰減進行說明；當(dāng)處于其他移相態(tài)時，應(yīng)選用相應(yīng)的2dB衰減器。）
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器，包括介質(zhì)基板和設(shè)置在其上的移相網(wǎng)絡(luò)、衰 減器以及微波信號輸入輸出端口，其特征在于：在所述介質(zhì)基板上的左側(cè)設(shè)置有一個微波 信號輸入端口，所述微波信號輸入端口和第一 20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端相連，所述第一 20° 的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置有0°的移相網(wǎng)絡(luò)，在所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)的上方分別布置有-20° 的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò)和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)，所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)布置有第 二20°的移相網(wǎng)絡(luò)，所述第二20°的移相網(wǎng)絡(luò)的上端和一個微波信號輸出端口相連，在所 述第一 20°的移相網(wǎng)絡(luò)旁邊放置有一個ldB的衰減器，在所述第二20°的移相網(wǎng)絡(luò)的旁邊 放置有一個〇.5dB的衰減器，在所述0°的移相網(wǎng)絡(luò)、-20°的移相網(wǎng)絡(luò)、-40°的移相網(wǎng)絡(luò) 和-60°的移相網(wǎng)絡(luò)的旁邊分別放置有一個2dB的衰減器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器，其特征在于：所述第一 20° 的移相網(wǎng)絡(luò)與0°的移相網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有另一個微波信號輸入端口，所述第二20°的移相 網(wǎng)絡(luò)與0°的移相網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有另一個微波信號輸出端口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述超小型微波寬帶可調(diào)移相衰減器，其特征在于：所述介質(zhì)基板 為無源GaAs介質(zhì)基板。
【文檔編號】H01P1/22GK204144404SQ201420500962
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】魏憲舉, 薛國鋒 申請人:無錫華測電子系統(tǒng)有限公司