一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器制造技术

本发明专利技术提出了一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器，采用阶梯阻抗形式的微带线做主传输线，主传输线与偏置回路之间连接陷波单元，陷波单元包括串联连接的加载吸收电阻、CSRR谐振单元和变容二极管，通过控制加在变容二极管上的反向电压来调整其电容值，对陷波单元的中心频率和均衡量进行调节。本发明专利技术的基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器结构通路损耗小，可实现更大幅度范围的功率均衡，而且可以对需要均衡的频点频段进行精确的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器
本专利技术涉及测试仪器领域，特别涉及一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器。
技术介绍
在毫米波雷达、电子对抗以及高精度电子测量仪器领域，功率放大器、行波放大器等固态器件的增益和功率的频响特性难以做到较高的水平。为了实现系统信号无失真、平坦稳定的传输，常常需要采用毫米波均衡器在宽频带内对放大器特性进行补偿。目前，已有的毫米波均衡器大多采用机械可调式或固定式两种结构形式，它们都有各自固有的缺点。机械可调式均衡器体积较大，调节速度较慢；固定式均衡器的均衡量不可调节，使用时需要根据放大器特性一对一单独设计，大大增加了工作量和复杂度。因此，为了适应现代武器装备和高精度电子测量技术的发展，开展具有均衡量电可调节功能的均衡器小型化研究具有重要的现实意义。随着毫米波功率放大器和行波放大器等技术的发展，对功率均衡技术提出了更高的技术要求，一方面要求均衡器在工作带宽内均衡量可调节，另一方面还要求均衡器具有较小的面积和较大的调谐量。如图1所示，传统的微带结构均衡器常采用多枝节结构以增加工作带宽，但是这种结构不具备均衡量电可调节的功能，同时面积也比较大，增加了设计和加工成本。在实际应用中，每个功率放大器或行波放大组件的输出增益曲线都是不同的，即一个放大组件需要对应一个均衡器相对应，增加了设计工作量和复杂度。此外，现有微带均衡器的陷波单元大多采用基于均匀阻抗的λ/4开路枝节实现，面积比较大，设计时可调参数较少。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术提出了一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器，给均衡器引入电可调节功能，提高工作带宽，减小芯片面积。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器，采用阶梯阻抗形式的微带线做主传输线，主传输线与偏置回路之间连接陷波单元，根据带宽和衰减量的需要增加或减少陷波单元级数及数量；陷波单元包括串联连接的加载吸收电阻、CSRR谐振单元和变容二极管，通过控制加在变容二极管上的反向电压来调整其电容值，对陷波单元的中心频率和均衡量进行调节。可选地，所述变容二极管的直流偏置电路采用双LC滤波级联的形式。可选地，所述LC滤波器中电感由薄膜微带线代替，去耦电容采用扇形开路枝节的形式以增加带宽。本专利技术的有益效果是：(1)均衡量电可调节：通过调节陷波单元的偏置电压实现均衡量的电调节；(2)工作带宽宽：与传统微带结构均衡器相比，本专利技术的陷波单元中心频率可以电调节，进而实现工作带宽的拓展；(3)面积小：每个陷波单元均采用基于CSRR结构，省去由传统四分之一波长枝节，同时CSRR结构还可以抑制单元之间的耦合，使得主传输线上的陷波单元紧密排列，无需考虑互耦的影响，从而极大地减小电路面积；(4)端口驻波好：主传输线采用阶梯阻抗结构，省去了额外的阻抗匹配电路，改善端口驻波。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统微带功率均衡器结构示意图；图2为本专利技术的具有均衡量自适应可调功能的均衡器的原理示意图；图3为本专利技术一个实施例均衡量自适应可调功能的均衡器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了解决宽频带内高效功率均衡的难题，基于现有的工艺能力，本专利技术采用基于CSRR结构的谐振单元串联变容二极管、吸收电阻实现，具有工作频率和均衡量电可调节、通带损耗小以及面积小等众多优点。本专利技术提出了一种新型的基于互补开口谐振环结构(ComplementarySplitRingResonators，CSRR)的均衡量电可调的均衡器，如图2所示，该结构采用阶梯阻抗形式的微带线做主传输线，主传输线与偏置回路之间连接陷波单元，陷波单元包括串联连接的加载吸收电阻、CSRR谐振单元、变容二极管。本专利技术所提出的均衡器是对传统微带结构均衡网络的改进，不仅可以实现超宽频带内均衡量大幅度电调节的效果，还能有效的减小微带结构均衡器的面积，满足整机对小体积、低重量组件的要求。本专利技术所提出的主传输线采用阶梯阻抗形式，不仅省去额外的阻抗匹配电路，还可以改善均衡器的端口驻波。本专利技术所提出的基于CSRR结构的均衡器电路的工作频率和衰减量范围需要直流电源控制调谐，通过控制加在肖特基变容管上的反向电压来调整其电容值实现的，达到均衡量电调节和增加工作带宽的目的。根据四分之一波长阻抗匹配原理，陷波单元的尺寸主要决定均衡器的频点频段，薄膜电阻的参数主要决定功率均衡的幅度。因此，当谐振单元的尺寸一定时，调节接入变容二极管的偏置电压，即可实现对谐振单元中心频率的调节，实现均衡器中心频率可调，电容值越大，谐振频率越低。同时，CSRR还是一种具有左手材料性质的亚波长电磁带隙结构(ElectromagneticBandGap，EBG)，可以使得谐振单元尺寸可以远小于传统的基于四分之一波长微带线结构的谐振单元；此外，采用CSRR结构实现陷波单元时，还可以抑制路间耦合，不用考虑陷波单元之间互耦影响，从而紧密排列，极大地减小电路面积。同时，各级陷波单元中心频率相互配合实现宽带范围内的均衡量灵活可调，更加有效均衡相应频段的功率幅度。为了实现对均衡器衰减特性的精确电调控，对调谐电压源的滤波是必须的，变容管的直流偏置电路采用双LC滤波级联的形式。由于均衡器的电路工作频率比较高，电感的品质因数比较低，因此LC滤波器中电感由薄膜微带线代替，去耦电容采用扇形开路枝节的形式以增加带宽。下面给出本专利技术所采用的基于CSRR结构的均衡器的一个具体实施例，如图3所示，整个电路可以分成两个部分，分别是主传输线和基于CSRR结构的陷波单元。该结构不仅将传统功率均衡器中通路上的连续多个枝节优化为多个带有CSRR结构的陷波单元，同时为了满足多个频点或频段的不同功率幅度调节的要求，增加了变容二极管，形成多级CSRR电可调节均衡器结构，可根据需要增加多个同级枝节，每个陷波单元都采用一个薄膜电阻主传输线连接。如图3所示实施例中，均衡器包括1级吸收电阻1、2级吸收电阻2、3级吸收电阻3、4级吸收电阻4、1级CSRR谐振单元5、2级CSRR谐振单元6、3级CSRR谐振单元7、4级CSRR谐振单元8，1级变容二极管9、2级变容二极管10、3级变容二极管11、4级变容二极管12、1级偏置回路13、2级偏置回路14、3级偏置回路15、4级偏置回路16、阶梯阻抗主传输线17，其中，陷波单元有四路。本专利技术所采用的CSRR结构可以根据带宽和衰减量的需要增加或减少陷波单元级数；陷波单元级数越多均衡器的可调谐带宽和衰减量越大；各陷波单元还可以配合偏置电压，来调节均衡器的频率范围和衰减范围。本专利技术采用基于CSRR结构构成的均衡器基本结构，该结构采用具有亚波长电磁带隙特性，不仅可以减小陷波单元自身尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器，其特征在于，采用阶梯阻抗形式的微带线做主传输线，主传输线与偏置回路之间连接陷波单元，根据带宽和衰减量的需要增加或减少陷波单元级数及数量；陷波单元包括串联连接的加载吸收电阻、CSRR谐振单元和变容二极管，通过控制加在变容二极管上的反向电压来调整其电容值，对陷波单元的中心频率和均衡量进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种基于CSRR结构的超宽带电可调均衡器，其特征在于，采用阶梯阻抗形式的微带线做主传输线，主传输线与偏置回路之间连接陷波单元，根据带宽和衰减量的需要增加或减少陷波单元级数及数量；陷波单元包括串联连接的加载吸收电阻、CSRR谐振单元和变容二极管，通过控制加在变容二极管上的反向电压来调整其电容值，对陷波单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜洲，邓建钦，姜万顺，刘金现，朱伟峰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37