一種基于新型拓撲結構的微波衰減器的制造方法
【專利摘要】一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，包括若干個周期性吸收結構、薄膜電阻、匹配微帶線，其中每個周期性吸收結構包括低阻抗微帶線和電阻，無需打孔接地，實現(xiàn)了對高頻率微波信號能量的均勻吸收，對工作帶寬內各頻率微波信號衰減值相同，同時可以將帶寬內任意頻率的反射信號降至極低水平，實現(xiàn)良好匹配。本發(fā)明與傳統(tǒng)薄膜電阻衰減器相比，大幅提高了應用頻率，改善了帶內駐波，帶內平坦度十分優(yōu)良，并且無需打孔，工藝實現(xiàn)更加容易。
【專利說明】一種基于新型拓撲結構的微波衰減器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波衰減器的拓撲結構，并具體涉及一種包括若干個周期性吸收結構、薄膜電阻、50歐姆特征阻抗微帶線的微帶衰減器，屬微波設計領域。
【背景技術】
[0002]衰減器是微波射頻系統(tǒng)中的常用部件?；谄矫娼Y構的衰減器是衰減器電路中一種常見的電路形式，包括Pi型衰減器和T型衰減器兩種，通常工作在X以下頻段。然而隨著通信、遙感、導航等行業(yè)的迅猛發(fā)展和科學技術的不斷進步，微波射頻系統(tǒng)的工作頻率不斷提高，Ka頻段甚至更高的毫米波頻段微波系統(tǒng)已經(jīng)開始應用。
[0003]在較高頻率下，如在Ka波段下，傳統(tǒng)Pi型衰減器和T型衰減器具有以下問題:電阻自身寄生參數(shù)、連接電阻的微帶等影響較大，造成衰減器駐波差，需要再進行匹配電路設計，衰減值距離理論計算的偏差大；衰減值隨頻率傾斜，即使進行了匹配電路設計，帶內平坦度依然較差；必須要有對地電阻，因此必須有接地過孔，而衰減器性能對接地過孔到電阻的距離十分敏感，造成工藝實現(xiàn)復雜。因此如何提高薄膜電阻衰減器應用頻率，改善其帶內駐波，優(yōu)化其帶內平坦度，就成為設計平面衰減器的關鍵問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的技術解決問題是:針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于新型拓撲結構的微帶衰減器，能夠大幅提高應用頻率，實現(xiàn)了對高頻率微波信號能量的均勻吸收，對工作帶寬內各頻率微波信號衰減值相同，同時可以將帶寬內任意頻率的反射信號降至極低水平，實現(xiàn)了良好匹配。
[0005]本發(fā)明的技術解決方案是:
[0006]一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，包括若干級周期性吸收結構、薄膜電阻、匹配微帶線，所述周期性吸收結構包括低阻抗微帶線和電阻；
[0007]低阻抗微帶線與電阻串聯(lián)組成所述的周期性吸收結構；
[0008]匹配微帶線與第一級周期性吸收結構的電阻串聯(lián)，第一級至最后一級周期性吸收結構之間兩兩級聯(lián)，最后一級周期性吸收結構低阻抗微帶線連接薄膜電阻，薄膜電阻再連接所述的特征阻抗微帶線；所述的級聯(lián)為前一級周期性吸收結構的微帶端連接后一級周期性吸收結構的電阻端。
[0009]所述若干級周期性吸收結構完全相同。
[0010]所述周期性吸收結構中的低阻抗微帶線電長度均為工作帶寬中心頻率對應波長的四分之一。
[0011 ] 所述周期性吸收結構中的電阻與所述薄膜電阻阻值相同。
[0012]所述薄膜電阻的寬度與匹配微帶線寬度相同。
[0013]所述匹配微帶線為50歐姆特征阻抗匹配微帶線。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:[0015](I)本發(fā)明所述微帶衰減器與傳統(tǒng)的Pi型衰減器和T型衰減器相比，應用頻率可擴展至Ka頻段甚至毫米波頻段，在高頻率下的駐波特性優(yōu)良，反射信號很小。傳統(tǒng)微帶衰減器由于薄膜電阻自身電長度、連接電阻的微帶、對地過孔等在高頻率下影響較大，造成傳統(tǒng)微帶衰減器駐波差，距離理論計算的偏差大，必須再次進行阻抗匹配設計，而本發(fā)明采用的周期性吸收結構寄生參數(shù)少、考慮了連接微帶線的匹配等因素，可以在高頻率下應用，并可獲得極為優(yōu)良的駐波指標。
[0016](2)本發(fā)明所述微帶衰減器與傳統(tǒng)的微帶衰減器相比,在高頻率下衰減值的帶內平坦度優(yōu)良，傳統(tǒng)微帶衰減器即使經(jīng)過匹配電路設計，工作于高頻率下，其衰減值隨頻率而傾斜，帶內平坦度指標使其難以應用于寬帶系統(tǒng)；采用本發(fā)明可以在高頻率下獲得優(yōu)良的帶內平坦度指標。
[0017](3)本發(fā)明所述微帶衰減器與傳統(tǒng)的微帶衰減器相比，工藝實現(xiàn)更簡單。傳統(tǒng)微帶衰減器必須要有電阻接地，所以需要加工接地的過孔，然而在微波介質基板上實現(xiàn)過孔需要受到許多工藝條件的制約，例如孔徑不能太小，孔與其他電路距離要滿足大于某個數(shù)值等，這些數(shù)值受限于不同介質基板的不同工藝條件。采用本發(fā)明不需要將電阻接地，因此避免了接地過孔，工藝 實現(xiàn)也更簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明微波電路拓撲結構示意圖；
[0019]圖2為傳統(tǒng)T型微帶薄膜衰減器在20GHz的反射損耗和插入損耗圖；
[0020]圖3為本發(fā)明采用兩級周期結構時在20GHz的反射損耗和插入損耗圖；
[0021]圖4為本發(fā)明采用一級周期結構時在30GHz的反射損耗和插入損耗圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明一種基于新型拓撲結構的微帶，包括若干級周期性吸收結構Α^..Αη、薄膜電阻Rn+1、匹配微帶線Ztl，若干級周期性吸收結構Α^..Αη包括低阻抗微帶線Lf-Ln和電阻IV-Rn,匹配微帶線Ztl為50歐姆特征阻抗匹配微帶線。
[0024]低阻抗微帶線(I^Ln)與電阻(Rr"Rn)串聯(lián)組成所述的周期性吸收結構Α..Αη。
[0025]匹配微帶線Ltl與第一級周期性吸收結構A1的電阻串聯(lián)，第一級至第η級周期性吸收結構之間兩兩級聯(lián)，第η級周期性吸收結構的低阻抗微帶線連接薄膜電阻Rn+1，薄膜電阻Rn+1再連接特征阻抗微帶線Ztl ;兩兩級聯(lián)為前一級周期性吸收結構的微帶端連接后一級周期性吸收結構的電阻端。
[0026]周期性吸收結構中的低阻抗微帶線Iv-Ln電長度均為工作帶寬中心頻率對應波長的四分之一。
[0027]周期性吸收結構中的電阻Rr-Rn與薄膜電阻Rn+1阻值相同。
[0028]薄膜電阻Rn+1的寬度與特征阻抗微帶線Ztl寬度相同。
[0029]周期性吸收結構中的低阻微帶線電長度為工作帶寬中心頻率所對應的四分之一波長。
[0030]假設電路由η個周期性吸收結構構成，每個周期性吸收結構中電阻阻值為R，低阻抗微帶線的特征阻抗為Z，所需端口阻抗為Zp (通常為50歐姆)。根據(jù)R與Z可以計算出電路輸入阻抗4，由匹配要求可得等式:Z = Zy從而可以得到計算Z與R的公式。
[0031]假設衰減器的衰減值Att為已知，以n = I和n = 2為例，電阻阻值R和四分之一波長微帶線的特征阻抗Z可以通過下式解出:
【權利要求】
1.一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，其特征在于包括:若干級周期性吸收結構、薄膜電阻、匹配微帶線，所述周期性吸收結構包括低阻抗微帶線和電阻； 低阻抗微帶線與電阻串聯(lián)組成所述的周期性吸收結構； 匹配微帶線與第一級周期性吸收結構的電阻串聯(lián)，第一級至最后一級周期性吸收結構之間兩兩級聯(lián)，最后一級周期性吸收結構低阻抗微帶線連接薄膜電阻，薄膜電阻再連接所述的特征阻抗微帶線；所述的級聯(lián)為前一級周期性吸收結構的微帶端連接后一級周期性吸收結構的電阻端。
2.根據(jù)權利I所述的一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，其特征在于:所述若干級周期性吸收結構完全相同。
3.根據(jù)權利I所述的一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，其特征在于:所述周期性吸收結構中的低阻抗微帶線電長度均為工作帶寬中心頻率對應波長的四分之一。
4.根據(jù)權利I所述的一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，其特征在于:所述周期性吸收結構中的電阻與所述薄膜電阻阻值相同。
5.根據(jù)權利I所述的一種基于新型拓撲結構的微波衰減器，其特征在于:所述薄膜電阻的寬度與匹配微帶線寬度相同。
6.根據(jù)權利I所述的一種基于拓撲結構的微波衰減器，其特征在于:所述匹配微帶線為50歐姆特征阻抗匹配微帶線。
【文檔編號】H01P1/22GK103943924SQ201410178588
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李斌, 趙慧敏, 張波, 徐輝, 王毅 申請人:西安空間無線電技術研究所