一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，采用分腔、收腔結(jié)構(gòu)及隔墻實(shí)現(xiàn)，并且在兩級(jí)數(shù)控衰減器中加入適當(dāng)增益的線性放大器，大大的改善了放大衰減模塊的動(dòng)態(tài)范圍。射頻鏈路采用多芯片級(jí)聯(lián)，合理分配鏈路增益，結(jié)構(gòu)上通過(guò)分腔、收腔處理，保證射頻鏈路的電磁兼容性能。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)Ka頻段放大衰減模塊動(dòng)態(tài)范圍小的問(wèn)題，本發(fā)明模塊工作頻段寬達(dá)20-30GHz、動(dòng)態(tài)范圍大可以達(dá)到63dB、衰減精度高達(dá)0.5dB，可以廣泛應(yīng)用于測(cè)控通信系統(tǒng)之中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，采用分腔、收腔結(jié)構(gòu)及微波單片實(shí)現(xiàn)，屬于射頻信號(hào)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)外廠商在數(shù)控衰減領(lǐng)域做了很多工作。在較低頻段(Ku頻段以下)，國(guó)內(nèi)外很多廠商如AD公司、Hittite公司、中電13所、中電55所等均有多款產(chǎn)品；而在Ka頻段，由于頻段較高，相關(guān)產(chǎn)品很少，且其器件的動(dòng)態(tài)范圍較窄，均小于等于31dB。
[0003]傳統(tǒng)的放大衰減模塊采用兩級(jí)數(shù)控衰減器級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)，但由于其隔離度不夠，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)較大的動(dòng)態(tài)范圍，且受到腔體的影響導(dǎo)致衰減精度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服傳統(tǒng)Ka頻段放大衰減模塊動(dòng)態(tài)范圍小的不足，提出一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，采用分腔、收腔結(jié)構(gòu)及隔墻實(shí)現(xiàn)，并且在兩級(jí)數(shù)控衰減器中加入適當(dāng)增益的線性放大器，大大的改善了放大衰減模塊的動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)現(xiàn)Ka頻段寬頻帶大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，該模塊工作頻段寬(20-30GHZ)、動(dòng)態(tài)范圍大(可以達(dá)到63dB)、衰減精度高(0.5dB)，可以廣泛應(yīng)用于測(cè)控通信系統(tǒng)之中。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，包括上表面(101)、下表面(102)、左表面(103)，右表面(104)，前表面(105)和后表面(106)，前表面(105)、后表面(106)和下表面(102)為完整光滑表面，左表面(103)和右表面(104)正中間位置各設(shè)置一個(gè)直徑為1.8mm通孔，上表面(101)沿與通孔平行方向的中心線設(shè)置直線槽，槽深4mm，與左表面(103)、右表面(104)的通孔相連，上表面(101)的直線槽中依次設(shè)置空腔深度與直線槽深度相同的第一矩形空腔(2)、第二矩形空腔(3)、第三矩形空腔(4)、第四矩形空腔(5)、第五矩形空腔(6)和第六矩形空腔(7)，第一矩形空腔(2)、第三矩形空腔(4)和第五矩形空腔(6)結(jié)構(gòu)相同且尺寸均為7mmX8mm，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)結(jié)構(gòu)相同且尺寸為8mmX20mm，通孔靠近左表面(103) —側(cè)設(shè)置射頻信號(hào)輸入插座，通孔靠近右表面(104) —側(cè)設(shè)置射頻信號(hào)輸出插座，直線槽中設(shè)置連接輸入插座和輸出插座的射頻信號(hào)傳輸線，第一矩形空腔(2)中設(shè)置第一級(jí)數(shù)控衰減器連接于射頻信號(hào)傳輸線上，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)中分別設(shè)置第一隔墻、第二隔墻和第三隔墻，第三矩形空腔(4)中設(shè)置線性放大器，第五矩形空腔
[6]中設(shè)置第二級(jí)數(shù)控衰減器，射頻信號(hào)通過(guò)靠近左表面(103)的信號(hào)輸入插座輸入到第一級(jí)數(shù)控衰減器，第一級(jí)數(shù)控衰減器將輸入的射頻信號(hào)衰減成O?31.5dB動(dòng)態(tài)、0.5dB步進(jìn)精度的射頻信號(hào)通過(guò)隔墻對(duì)電磁場(chǎng)中高次模分量的抑制后送至線性放大器，線性放大器對(duì)送來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行放大后經(jīng)第二隔墻再次對(duì)電磁場(chǎng)中高次模分量的抑制后送至第二級(jí)數(shù)控衰減器，第二級(jí)數(shù)控衰減器將送來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行31.5?63dB動(dòng)態(tài)、0.5dB步進(jìn)精度衰減通過(guò)第三隔墻送至靠近右表面(104)的信號(hào)輸出插座輸出O?63dB動(dòng)態(tài)范圍、0.5dB步進(jìn)精度的射頻信號(hào)。
[0006]所述連接輸入插座和輸出插座的射頻信號(hào)傳輸線為rogers5880板材，板厚
0.254mm的焊接微波印制板。
[0007]所述下表面(102)的四個(gè)角各設(shè)置一個(gè)突出的用于固定螺釘?shù)陌惭b孔。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)本發(fā)明與現(xiàn)有放大衰減模塊相比具有工作頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、衰減精度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0010](2)本發(fā)明Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊采用多芯片級(jí)聯(lián)，合理分配鏈路增益，結(jié)構(gòu)上通過(guò)分腔、收腔處理，保證射頻鏈路的電磁兼容性能。
[0011](3)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，無(wú)需調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊底部視角立體結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊底部左側(cè)45度視角立體結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊電路原理圖；
[0016]圖5為本發(fā)明的Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊功能分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的基本思路為利用兩片Ka頻段數(shù)控衰減器級(jí)聯(lián)，并在級(jí)間加入放大器來(lái)提高射頻鏈路的動(dòng)態(tài)范圍，利用三個(gè)隔墻增強(qiáng)芯片之間的隔離度，使足夠弱的衰減信號(hào)能夠繼續(xù)實(shí)現(xiàn)衰減。最終實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)、高精度放大衰減模塊。
[0018]本發(fā)明一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，包括上表面101、下表面102、左表面103，右表面104，前表面105和后表面106，整體結(jié)構(gòu)材料為黃銅，四角用螺釘固定，整體結(jié)構(gòu)尺寸為66mmX33mmX22mm(不包括四角的安裝孔)。結(jié)構(gòu)前表面、后表面、下表面為完整光滑表面，在左表面、右表面正中間位置各打直徑為1.8_通孔一個(gè)，用來(lái)安裝射頻信號(hào)輸入插座和輸出插座。結(jié)構(gòu)上表面開(kāi)直線槽，槽深4mm,與左、右兩個(gè)側(cè)表面的通孔相連，槽中焊接微波印制板作為射頻信號(hào)傳輸線，印制板為rogers5880板材，板厚0.254mm。
[0019]本發(fā)明克服傳統(tǒng)Ka頻段放大衰減模塊動(dòng)態(tài)范圍小的不足，提出一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，整體如圖1、圖2所示。采用分腔、收腔結(jié)構(gòu)及隔墻實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)剖面圖如圖3所示，并且在兩級(jí)數(shù)控衰減器中加入適當(dāng)增益的線性放大器，大大的改善了放大衰減模塊的動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)現(xiàn)Ka頻段寬頻帶大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，電路原理圖和功能分布圖如圖4、圖5所示。該模塊工作頻段寬(20-30GHZ)、動(dòng)態(tài)范圍大(可以達(dá)到63dB)、衰減精度高(0.5dB)，可以廣泛應(yīng)用于測(cè)控通信系統(tǒng)之中。
[0020]在上表面直線槽中再開(kāi)六個(gè)矩形腔，腔深與槽深相同。其中，從左到右第一矩形空腔、第三矩形空腔、第五矩形空腔為一種腔，腔尺寸為7mmX8mm;第二矩形空腔、第四矩形空腔、第六矩形空腔為另一種腔，腔尺寸為8mmX20mm。
[0021]射頻信號(hào)通過(guò)左側(cè)表面射頻輸入信號(hào)插座輸入進(jìn)放大衰減模塊，經(jīng)微波印制板進(jìn)入第一個(gè)矩形空腔，腔內(nèi)為第一級(jí)數(shù)控衰減器，信號(hào)經(jīng)數(shù)控衰減器實(shí)現(xiàn)31.5dB動(dòng)態(tài)、0.5dB步進(jìn)精度衰減。衰減后的信號(hào)進(jìn)入第二個(gè)矩形空腔，腔內(nèi)裝隔墻，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁場(chǎng)中高次模分量的抑制，減小相鄰兩個(gè)矩形腔(即第一、三兩個(gè)腔)信號(hào)干擾。信號(hào)經(jīng)過(guò)隔墻進(jìn)入第三個(gè)矩形空腔，腔內(nèi)為線性放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的放大功能，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)第四個(gè)矩形空腔(腔內(nèi)裝隔墻，與第二個(gè)矩形腔作用相同)進(jìn)入第五個(gè)矩形空腔，腔內(nèi)為第二級(jí)數(shù)控衰減器，信號(hào)經(jīng)數(shù)控衰減器實(shí)現(xiàn)31.5dB動(dòng)態(tài)、0.5dB步進(jìn)精度衰減，該動(dòng)態(tài)范圍與第一級(jí)數(shù)控衰減器動(dòng)態(tài)范圍疊加，共63dB動(dòng)態(tài)范圍。信號(hào)經(jīng)過(guò)第六個(gè)矩形空腔(腔內(nèi)裝隔墻，與第二、四矩形腔作用相同)后通過(guò)右側(cè)射頻信號(hào)輸出插座輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入射頻信號(hào)63dB動(dòng)態(tài)范圍、0.5dB步進(jìn)精度的放大衰減控制。
[0022]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，其特征在于:包括上表面(101)、下表面(102)、左表面(103)，右表面(104)，前表面(105)和后表面(106)，前表面(105)、后表面(106)和下表面(102)為完整光滑表面，左表面(103)和右表面(104)正中間位置各設(shè)置一個(gè)直徑為1.8mm通孔，上表面(101)沿與通孔平行方向的中心線設(shè)置直線槽，槽深4mm，與左表面(103)、右表面(104)的通孔相連，上表面(101)的直線槽中依次設(shè)置空腔深度與直線槽深度相同的第一矩形空腔(2)、第二矩形空腔(3)、第三矩形空腔(4)、第四矩形空腔(5)、第五矩形空腔(6)和第六矩形空腔(7)，第一矩形空腔(2)、第三矩形空腔(4)和第五矩形空腔(6)結(jié)構(gòu)相同且尺寸均為7_X8mm，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)結(jié)構(gòu)相同且尺寸為8mmX 20mm，通孔靠近左表面(103) —側(cè)設(shè)置射頻信號(hào)輸入插座，通孔靠近右表面(104) —側(cè)設(shè)置射頻信號(hào)輸出插座，直線槽中設(shè)置連接輸入插座和輸出插座的射頻信號(hào)傳輸線，第一矩形空腔(2)中設(shè)置第一級(jí)數(shù)控衰減器連接于射頻信號(hào)傳輸線上，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)中分別設(shè)置第一隔墻、第二隔墻和第三隔墻，第三矩形空腔(4)中設(shè)置線性放大器，第五矩形空腔(6)中設(shè)置第二級(jí)數(shù)控衰減器，射頻信號(hào)通過(guò)靠近左表面(103)的信號(hào)輸入插座輸入到第一級(jí)數(shù)控衰減器，第一級(jí)數(shù)控衰減器將輸入的射頻信號(hào)衰減成O~31.5dB、0.5dB步進(jìn)精度的射頻信號(hào)通過(guò)隔墻對(duì)電磁場(chǎng)中高次模分量的抑制后送至線性放大器，線性放大器對(duì)送來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行放大后經(jīng)第二隔墻再次對(duì)電磁場(chǎng)中高次模分量的抑制后送至第二級(jí)數(shù)控衰減器，第二級(jí)數(shù)控衰減器將送來(lái)的射頻信號(hào)進(jìn)行31.5~63dB、0.5dB步進(jìn)精度衰減通過(guò)第三隔墻送至靠近右表面(104)的信號(hào)輸出插座輸出O~63dB動(dòng)態(tài)范圍、0.5dB步進(jìn)精度的射頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，其特征在于:所述連接輸入插座和輸出插座的射頻信號(hào)傳輸線為rogers5880板材,板厚0.254mm的焊接微波印制板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Ka頻段大動(dòng)態(tài)高精度放大衰減模塊，其特征在于:所述下表面(102)的四個(gè)角各設(shè)置一個(gè)突出的用于固定螺釘?shù)陌惭b孔。
【文檔編號(hào)】H03H17/00GK103956988SQ201410188610
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】才博, 王雁翔, 張廣棟, 劉德喜 申請(qǐng)人:北京遙測(cè)技術(shù)研究所, 航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司