專利名稱：溫度補(bǔ)償衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
溫度補(bǔ)償衰減器技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子及通信的高頻及微波有源器件和系統(tǒng)溫度特性補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償衰減器，可用于各種高頻和微波電路及系統(tǒng)。尤其適合于溫度特性要求嚴(yán)格的移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)。背景技術(shù)：
為了減少高頻及微波有源器件的溫度特性的漂移?，F(xiàn)有技術(shù)中采用的方法 非常復(fù)雜，使用器件多，研發(fā)周期長，成本高，故障率高。例如，高頻及微波 功率放大器，其增益隨著環(huán)境溫度而變化，其輸出功率也相應(yīng)地發(fā)生變化，嚴(yán) 重地影響了器件乃至整個(gè)系統(tǒng)的特性指標(biāo)和安定性。為了減少環(huán)境溫度變化引 起的高頻及微波功率放大器的增益和功率的變化，在系統(tǒng)中使用溫度檢知器，功率耦合器，檢波器，信號編程處理器，存儲(chǔ)器，具有自動(dòng)增益控制(AGC)或自 動(dòng)功率控制(APC)功能的前置放大器等諸多有源器件，以及上述器件用的電源 及控制系統(tǒng)。為了解決溫度特性的漂移，要求其器件做到(1) 寬頻帶特性；(2) 輸入端和輸出端都要有極小的反射系數(shù)；(3) 輸入端和輸出端有較大的隔離度；(4)輸入端和輸出端的特性阻抗符合接入系統(tǒng)的要求。例如50歐姆，75歐姆 等設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種溫度補(bǔ)償衰減器，其可實(shí)現(xiàn) 高頻及微波電子通信的高頻及微波有源器件和系統(tǒng)溫度特性補(bǔ)償。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種溫度補(bǔ) 償衰減器，其包括基體、設(shè)置在該基體上的膜狀熱敏電阻及膜狀電阻，該膜狀電阻的頂邊與膜狀熱敏電阻的底邊相電連接，膜狀電阻的底邊與接地端相電 連接。該膜狀電阻的兩端分別與輸入端和輸出端連接。該膜狀電阻是膜狀熱敏電阻，其溫度特性與上述基體上的膜狀熱敏電阻的 溫度特性相反。本實(shí)用新型的有益效果是利用膜狀熱敏電阻，構(gòu)成一種寬頻帶的隨溫度 變化衰減量而變化的分布參數(shù)電路結(jié)構(gòu)的溫度補(bǔ)償衰減器。通過將溫度補(bǔ)償衰 減器接入高頻及微波有源電路中，可以補(bǔ)償由于溫度變化而帶來的高頻及微波 有源器件的增益的變動(dòng)或有源器件的頻率特性的漂移，即使在惡劣的環(huán)境溫度 變化的條件下，也可以保證高頻及微波有源器件的增益安定不變或補(bǔ)償有源器 件的頻率特性的漂移。
圖1是本實(shí)用新型具有分布參數(shù)電路結(jié)構(gòu)的溫度補(bǔ)償衰減器的實(shí)施例的示 意圖。圖2是本實(shí)用新型溫度變化時(shí)理想特性的膜狀熱敏電阻值1與膜狀熱敏電 阻值2的理論變化曲線。圖3是本實(shí)用新型溫度變化時(shí)溫度補(bǔ)償衰減器的衰減量或以增益表達(dá)時(shí)的 增益量變化曲線。
圖4是本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償衰減器接入放大器前補(bǔ)償放大器等器件增益變動(dòng)的示意圖。圖5是本實(shí)用新型溫度補(bǔ)償衰減器接入有源器件前補(bǔ)償有源器件器件的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖l，本實(shí)用新型實(shí)施例。溫度補(bǔ)償衰減器包括基體6，在基體6的 表面層上形成膜狀熱敏電阻1，膜狀熱敏電阻1的底邊與在基體6的表面層上形 成的膜狀電阻2的頂邊相電連接，膜狀電阻2的底邊與接地端5相電連接。這 里的電連接是指包含體連接，但未必一定要體連接。該膜狀電阻2的兩端分別 與輸入端和輸出端連接。膜狀電阻2可選用與膜狀熱敏電阻1的溫度特性相反 的膜狀熱敏電阻，這樣溫度補(bǔ)償衰減器的溫度補(bǔ)償特性會(huì)更好。以下，把膜狀電阻2可理解為膜狀熱敏電阻。由于膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2的電阻值和溫度系數(shù)不一樣，膜狀熱敏 電阻1和膜狀電阻2的形成通過掩膜工藝技術(shù)在基體6的表面層上分別實(shí)現(xiàn)。 先在基體6上印刷上膜狀熱敏電阻1，使膜狀熱敏電阻1的一端與輸入端3連接， 反向的另一端與輸出端4連接；在基體6上再印刷上膜狀電阻2，使膜狀電阻2 的頂邊與膜狀熱敏電阻1的底邊相電連接，膜狀電阻2的底邊與接地端5相電 連接。最后在膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2表面涂上保護(hù)膜，防止外部濕氣和 塵埃的侵入?？梢詫⒛顭崦綦娮?和膜狀電阻2的結(jié)合等效成無數(shù)個(gè)微小的串聯(lián)和并 聯(lián)構(gòu)成的二端口電阻器網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)需要的增益溫度補(bǔ)償量，即根據(jù)要求的各溫 度下的二端口網(wǎng)絡(luò)的衰減量、隔離度和反射系數(shù)，計(jì)算出膜狀熱敏電阻1和膜
狀電阻2的單位寬度和長度的電阻值，以及膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2的溫 度系數(shù)。通過計(jì)算知道，為了實(shí)現(xiàn)小的反射系數(shù)和較高的輸出輸入端的隔離度 的溫度補(bǔ)償衰減器，要求此溫度補(bǔ)償衰減器的在溫度變化時(shí)，膜狀熱敏電阻1 的溫度系數(shù)與膜狀電阻2的溫度系數(shù)需要具有不同的特性。若膜狀熱敏電阻1 與膜狀電阻2都是相同正的溫度系數(shù)，或者都是相同負(fù)的溫度系數(shù)的話，不能 符合實(shí)現(xiàn)小的反射系數(shù)和較高的輸出輸入端的隔離度的溫度補(bǔ)償衰減器的要 求。對于溫度升高時(shí)，增益和功率隨之減小的高頻及微波有源器件的溫度補(bǔ)償 來講，為了保持增益和功率不受溫度變化的影響，膜狀熱敏電阻1采用具有隨 溫度升高而電阻值減小的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；膜狀電阻2可以采用具有隨 溫度升高而電阻值增大的正溫度系數(shù)的熱敏電阻。對于溫度升高時(shí)，增益和功率隨之變大的高頻及微波有源器件的溫度補(bǔ)償 來講，為了保持增益和功率不受溫度變化的影響，膜狀熱敏電阻1采用具有隨 溫度升高而電阻值增大的正溫度系數(shù)的熱敏電阻；膜狀電阻2可以采用具有隨 溫度升高而電阻值減小的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。對于溫度變化時(shí)，所要求補(bǔ)償?shù)乃p量較小的溫度補(bǔ)償衰減器來講，要求 膜狀熱敏電阻1的溫度系數(shù)的絕對值要遠(yuǎn)大于膜狀電阻2的溫度系數(shù)的絕對值。對于溫度變化時(shí)，所要求補(bǔ)償?shù)乃p量較大的溫度補(bǔ)償衰減器來講，要求 膜狀熱敏電阻1的溫度系數(shù)的絕對值要略等于膜狀電阻2的溫度系數(shù)的絕對值。從電極的封裝構(gòu)造上可以做出表面實(shí)裝型溫度補(bǔ)償衰減器，也可做出管腿 引線式和插接線式溫度補(bǔ)償衰減器。將輸入端和輸出端的特性阻抗設(shè)計(jì)為符合接入系統(tǒng)的要求的特性阻抗。例 如50歐姆。請參閱圖2，它顯示了溫度變化時(shí)，負(fù)溫度特性的單位面積的膜狀熱敏電阻 1與正溫度特性的單位面積的膜狀電阻2的理論變化曲線。膜狀熱敏電阻1的溫 度系數(shù)與膜狀電阻2的溫度系數(shù)需要具有相反的溫度特性。所謂正溫度特性是 指電阻的阻值隨溫度升高而變大，負(fù)溫度特性是指電阻的阻值隨溫度的升高而 變小。請參閱圖3，它顯示了溫度變化時(shí)按上述圖2變化曲線作出的溫度補(bǔ)償衰減 器的衰減量或以增益表達(dá)時(shí)的增益量變化曲線。設(shè)計(jì)制作溫度補(bǔ)償衰減器時(shí)， 按圖2的溫度變化曲線選擇膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2就可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償 衰減器的溫度變化時(shí)所需要的衰減量的變化。請參閱圖4，它展示了溫度補(bǔ)償衰減器接入放大器前補(bǔ)償放大器等器件增益 變動(dòng)的情況。如溫度升高時(shí)，放大器的增益會(huì)減小，加入溫度補(bǔ)償衰減器后， 其增益會(huì)補(bǔ)償過來，全體可構(gòu)成一個(gè)有著穩(wěn)定增益的功率放大器系統(tǒng)，即使在 環(huán)境溫度變化的條件下，也可以保持放大器等器件的增益和輸出功率不會(huì)因環(huán) 境溫度變化而發(fā)生變化，即用犧牲一部分的系統(tǒng)增益換取系統(tǒng)的穩(wěn)定。請參閱圖5，它展示了溫度補(bǔ)償衰減器接入有源器件前補(bǔ)償有源器件的情 況。與放大器同樣，溫度補(bǔ)償衰減器也可以接入到其他的高頻及微波有源器件， 比如接入高頻及微波二極管功率檢波器前，或接入微波二極管衰減器前，都可 以補(bǔ)償高頻及微波有源器件特性的溫度漂移?？梢岳斫?，上述膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2的幾何形狀不限于四邊形， 其也可以是其他的形狀。膜狀熱敏電阻1和膜狀電阻2的接觸邊的接觸形式不 限于單邊接觸，其也可以是膜狀熱敏電阻1的一邊和膜狀電阻2的多邊電接 觸、膜狀熱敏電阻1的多邊和膜狀電阻2的一邊電接觸、或者膜狀熱敏電阻1 的多邊和膜狀電阻2的多邊電接觸等形式。在上述二較佳實(shí)施例中，膜狀熱敏電阻l、膜狀電阻2、輸入端3、輸出端 4以及接地端5在同一平面內(nèi)，當(dāng)然，其亦不限于在同一平面內(nèi)，可位于不同的平面。本實(shí)用新型構(gòu)成一種分布參數(shù)電路結(jié)構(gòu)的增益和電平的溫度補(bǔ)償衰減器。 將其接入高頻及微波有源電路中，可以補(bǔ)償由于溫度變化而帶來的高頻及微波 有源器件的增益的變動(dòng)或有源器件的頻率(RF)特性的漂移，即使在環(huán)境溫度 變化惡劣的條件下，也可以保證高頻及微波有源器件的增益安定不變或補(bǔ)償有 源器件的RF特性的漂移。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 具有極寬的頻帶，極小的反射系數(shù)，較好的隔離度。(2) 由于本實(shí)用新型是無源器件，成本低，體積小，制作簡單，可靠性好。適合于輕量移動(dòng)通信終端。(3) 不需要復(fù)雜的控制方試和器件，使用非常方便簡單。例如，為了補(bǔ)償環(huán) 境溫度變化引起的高頻及微波功率放大器的增益或功率的變化，只需測出此功 率放大器在高低溫時(shí)的增益或功率的變化量。根據(jù)需要在功率放大器前、后， 甚至在放大器內(nèi)部加入恰好能補(bǔ)償增益或功率的變化量的與其對應(yīng)的溫度補(bǔ)償 衰減器即可。(4) 不需要解決信號的同步問題。(5) 非常適合室外及惡劣條件下的設(shè)置的通信設(shè)備，如移動(dòng)通信直放站、 廣播電視塔放、公用天線設(shè)備、衛(wèi)星接收高頻頭、衛(wèi)星導(dǎo)航(GPS),無線連接
(WLAN)等等。(6) 適合于發(fā)熱功率器件而引起的增益或功率的變化的補(bǔ)償。如移動(dòng)通信 基站發(fā)射機(jī)開機(jī)之后短期和長期發(fā)熱狀態(tài)而引起的增益或功率的變化。(7) 適合于對室內(nèi)溫度變化要求高的儀表或測試器。(8) 根據(jù)系統(tǒng)安裝的要求，可將此實(shí)用新型除表面實(shí)裝型溫度補(bǔ)償衰減器 之外，也可做成管腿引線式和插接線式溫度補(bǔ)償衰減器。
權(quán)利要求1.一種溫度補(bǔ)償衰減器，其包括基體(6)、設(shè)置在該基體(6)上的膜狀熱敏電阻(1)，其特征在于該溫度補(bǔ)償衰減器還包括一個(gè)膜狀電阻(2)，該膜狀電阻(2)的頂邊與膜狀熱敏電阻(1)的底邊相電連接，膜狀電阻(2)的底邊與接地端(5)相電連接。
2. 據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀電阻(2)的 兩端分別與輸入端(3)和輸出端(4)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀電阻(2) 是膜狀熱敏電阻，其溫度特性與上述基體(6)上的膜狀熱敏電阻(1)的溫度特 性相反。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀熱敏電阻(l)是隨溫度升高電阻值變小的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；該膜狀電阻(2)是隨溫度升 高電阻值變大的正溫度系數(shù)的熱敏電阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀熱敏電阻(l) 是隨溫度升高電阻值變大的正溫度系數(shù)的熱敏電阻；該膜狀電阻(2)是隨溫度升 高電阻值變小的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀熱敏電 阻(1)和膜狀電阻(2)的接觸邊的接觸形式為膜狀熱敏電阻(1)的一邊和膜 狀電阻(2)的多邊電接觸、膜狀熱敏電阻(1)的多邊和膜狀電阻(2)的一邊電 接觸、或者膜狀熱敏電阻(1)的多邊和膜狀電阻(2)的多邊電接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該膜狀熱敏電阻(l)、 膜狀電阻(2)、輸入端(3)、輸出端(4)以及接地端(5)在同一平面內(nèi)，或者 在不同的平面內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該溫度補(bǔ)償衰 減器為表面實(shí)裝型、引線型或插接線型的結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度補(bǔ)償衰減器，其特征在于該溫度補(bǔ)償衰減器采用印刷膜狀熱敏電阻及多層掩膜加工工藝集成到基體(6)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種溫度補(bǔ)償衰減器，包括基體、設(shè)置在該基體上的膜狀熱敏電阻及膜狀電阻，該膜狀電阻的頂邊與膜狀熱敏電阻的底邊相電連接，膜狀電阻的底邊與接地端相電連接，該膜狀電阻的兩端分別與輸入端和輸出端連接。通過將本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償衰減器接入高頻及微波有源電路中，可以補(bǔ)償由于溫度變化而帶來的高頻及微波有源器件的增益的變動(dòng)或有源器件的頻率特性的漂移。本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償衰減器可用于各種高頻和微波電路及系統(tǒng)，尤其適合于溫度特性要求嚴(yán)格的移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)。
文檔編號H04B7/005GK201048378SQ20062001771
公開日2008年4月16日 申請日期2006年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月12日
發(fā)明者彭志珊 申請人:彭志珊