一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器制造技术

本发明专利技术为一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，包括输入输出传输线、薄膜电阻R1‑R4、传输线TL1‑TL5；整个拓扑由三部分并联构成：第一部分为传输线TL1两端分别串联薄膜电阻R1、薄膜电阻R2后的串联传输线部分；第二部分为传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5组成的T型网络，三者具有相同的公共端，传输线TL3、传输线TL4的非公共端分别串联薄膜电阻R3、薄膜电阻R4，传输线TL5的非公共端为开路；第三部分为传输线TL2自身。

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器
本专利技术涉及一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，属电子

技术介绍
在星载微波射频单机或组件设计中，特别是在总增益较高、带宽较宽的微波部组件中需要集成多级放大器、混频器和滤波器等器件，多级累加后往往造成整个链路在工作带宽内增益平坦性较差，通常趋势为频率高端增益低、低端增益高，在链路中添加合适的幅度均衡器可以有效地解决该问题。但是当产品化的批量微波模块应用到不同系统中时，常常要均衡不同频段不同斜率的幅频响应，传统设计中通过更换不同的均衡器解决该问题，常常带来更换工艺的问题，降低了星载产品的可靠性，因此最终需要使用可调的幅度均衡器来解决该问题。传统均衡器中集总参数型受元器件的寄生参数的影响，一般只能用于低频段；基于并联枝节线或者耦合枝节等形式的传统平面微带结构幅度均衡器虽然应用广泛，但其带宽较窄，并受拓扑结构影响调谐因素有限，在调节均衡量的同时会影响输入输出驻波，从而因驻波恶化而导致幅频特性改变，达不到均衡目标；基于并联电调器件谐振器的均衡器需要引入控制电压，另外由于电调器件在不同调谐状态下容性负载变化大，很难通过固定电路做好全部状态的匹配，因此其单调均衡范围内的驻波很难做好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，不使用集总电感电容，避免了集总参数型均衡器高频率时寄生参数较大的问题，相比枝节线形式传统均衡器，可调参数多,可以实现工作频段、均衡量、带内驻波的调整。本专利技术的技术方案是：一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，包括输入输出传输线、薄膜电阻R1-R4、传输线TL1-TL5；整个拓扑由三部分并联构成：第一部分为传输线TL1两端分别串联薄膜电阻R1、薄膜电阻R2后的串联传输线部分；第二部分为传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5组成的T型网络，三者具有相同的公共端，传输线TL3、传输线TL4的非公共端分别对应串联薄膜电阻R3、薄膜电阻R4，传输线TL5的非公共端为开路；第三部分为传输线TL2自身。所述传输线和T型网络由数量可调整的薄膜电阻小岛通过金丝键合形成。传输线TL2为50欧姆特征阻抗线。传输线TL5为开路枝节线。所述R1＝R2、R3＝R4。所述Z2＝Z0，其中，Z0表示输入输出端口的特征阻抗，Z2表示传输线TL2的特征阻抗。所述Z1为传输线TL1的特征阻抗，Z3、Z4、Z5分别为传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5的特征阻抗，Z0为输入输出端口的特征阻抗。所述E1＝E2＝E3＝E4＝E5＝90°，E1、E2、E3、E4、E5分别为传输线TL1、传输线TL2、传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5工作频率处对应的电长度。本专利技术与现有技术相比的有益效果如下：1)相比并联枝节线或者耦合枝节等形式的传统幅度均衡器，可同时利用更多的可调谐参数，在工作频段内实现了幅频响应均衡量可调、工作频率可调、输入输出驻波可调。相比基于电调器件谐振器的均衡器，调谐时不需要引入有源电路，可靠性稳定性极高，不会恶化输入输出驻波，宽带范围内驻波特性与其余形式相比较好。该设计大大优化了宽带微波部组件的调试难度。2)采用金丝压接不同长度、不同数量的薄膜电阻小岛可以实现工作频段、均衡量的调整；因此可在较宽的工作频段内实现幅频响应均衡量可调、工作频率可调。3)该拓扑结构中串联薄膜电阻的传输线、加载电阻的T型网络由数量可调整的薄膜电阻小岛通过金丝键合形成，采用金丝键合的调谐方法，不需要更换器件，不需要引入有源电路，可靠性极高，其宽带范围内驻波特性与其余形式相比较好，采用本专利技术可大大优化有源微波部组件的调试难度。附图说明图1为本专利技术所描述的新型均衡器的拓扑结构；图2为该微均衡器的实际实现电路；图3(a)为11.34-14.24GHz4dB均衡器的金丝连接示意图、图3(b)为其插入损耗、图3(c)为其驻波；图4(a)为11.34-14.24GHz6dB均衡器的金丝连接示意图、图4(b)为其插入损耗、图4(c)为其驻波；图5(a)为11.34-14.24GHz8dB均衡器的金丝连接示意图、图5(b)为其插入损耗、图5(c)为其驻波；图6(a)为11.34-14.24GHz10dB均衡器的金丝连接示意图、图6(b)为其插入损耗、图6(c)为其驻波；图7为8.3-10.6GHz均衡器的金丝连接关系；图8(a)为8.3-10.6GHz4dB均衡器的插入损耗，图8(b)为其驻波；图9(a)为8.3-10.6GHz6dB均衡器的插入损耗，图9(b)为其驻波；图10(a)为8.3-10.6GHz10dB均衡器的插入损耗，图10(b)为其驻波。具体实施方式本专利技术提出了一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，该均衡器采用了一种新型拓扑结构，该拓扑由50欧姆微带线、串联薄膜电阻的传输线、加载电阻的T型网络相并联构成，其中串联薄膜电阻的传输线、加载电阻的T型网络由数量可调整的薄膜电阻小岛通过金丝键合形成。该微带均衡器可在较宽的工作频段内实现幅频响应均衡量可调、工作频率可调、输入输出驻波可调。调谐方法为金丝键合，不需要更换器件，不需要引入有源电路，可靠性极高，其宽带范围内驻波特性与其余形式相比较好，后文给出了设计理论与方法，进行了三维电磁仿真验证，并成功应用到多个产品中。该设计大大优化了宽带微波部组件的调试难度。本专利技术的拓扑结构包括输入输出传输线、电阻R1-R4、TL1-TL5传输线；整个拓扑如图1所示，由三部分并联构成：第一部分为TL1两端分别串联电阻R1、R2后的串联传输线部分；第二部分为TL3、TL4、TL5组成的T型网络，三者具有相同的公共端，TL3、TL4的非公共端分别串联一个薄膜电阻R3、R4，TL5的非公共端为开路；第三部分为传输线TL2自身。其中串联薄膜电阻的传输线、加载电阻的T型网络由数量可调整的薄膜电阻小岛通过互联金丝键合形成，其串联电阻的阻值可通过串联不同数量的电阻小岛实现调节，其传输线电长度可以由金丝跨接不同数量的压焊焊盘实现调节；50欧姆微带线即为传统标准特征阻抗的微带传输线，其长度可通过选择互联金丝的跨接位置实现；最终三者通过互联金丝实现并联，其结构如图2所示。对该拓扑进行理论推导，TL1为串联薄膜电阻的传输线，其特征阻抗为Z1、电长度为E1，两端串联两个薄膜电阻R1、R2，其阻值可调节均衡器均衡量；TL2为50欧姆特征阻抗微带线，其特征阻抗为Z0，其电长度为E2；TL3、TL4、TL5为构成T型网络的三段微带线，设其特征阻抗为Z3、Z4、Z5，电长度为E3、E4、E5，其中TL5末端为开路线，TL3、TL4终端各自串联一个薄膜电阻R3、R4，最终再与TL1和TL2并联。通过调整电阻R1、R2和R3、R4的阻值可调整均衡器的均衡量，通过调整TL1至TL5的电长度E1、E2、E3、E4、E5，可调整工作频率。将该均衡器看做一个二端口网络故需满足S11＝S22＝0(1)ABCD传输矩阵与S11、S22的关系如下所示，此外，对于由Z’1、Z’2、Z’3构成的T型网络的ABCD传输矩阵如下：对于本拓扑即Z’1＝Z3、Z’2＝Z4、Z’3＝Z4；因此利用ABCD传输矩阵进行求解，综合(1)(2)(3)最终可得：故TL1至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，其特征在于：包括输入输出传输线、薄膜电阻R1‑R4、传输线TL1‑TL5；整个拓扑由三部分并联构成：第一部分为传输线TL1两端分别串联薄膜电阻R1、薄膜电阻R2后的串联传输线部分；第二部分为传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5组成的T型网络，三者具有相同的公共端，传输线TL3、传输线TL4的非公共端分别串联薄膜电阻R3、薄膜电阻R4，传输线TL5的非公共端为开路；第三部分为传输线TL2自身。

【技术特征摘要】
1.一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，其特征在于：包括输入输出传输线、薄膜电阻R1-R4、传输线TL1-TL5；整个拓扑由三部分并联构成：第一部分为传输线TL1两端分别串联薄膜电阻R1、薄膜电阻R2后的串联传输线部分；第二部分为传输线TL3、传输线TL4、传输线TL5组成的T型网络，三者具有相同的公共端，传输线TL3、传输线TL4的非公共端分别串联薄膜电阻R3、薄膜电阻R4，传输线TL5的非公共端为开路；第三部分为传输线TL2自身。2.根据权利要求1所述的一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，其特征在于：所述传输线和T型网络由数量可调整的薄膜电阻小岛通过金丝键合形成。3.根据权利要求1或2所述的一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，其特征在于：传输线TL2为50欧姆特征阻抗线。4.根据权利要求1或2所述的一种基于新型拓扑结构的可调谐幅度均衡器，其特征在于：传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王毅，赵慧敏，张文政，李栓涛，于长龙，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61