一种微波宽带温度补偿衰减器制造技术

本发明专利技术公开了一种微波宽带温度补偿衰减器，涉及波导型器件，属于基本电气元件的技术领域。温度补偿衰减器包括：接在输入端子和输出端子之间的模拟衰减器模块及负温度系数LDO模块，其中，负温度系数LDO模块是由带隙基准、减法器、运算放大器组合而成，模拟衰减器模块是由FET和电阻组合而成。本发明专利技术公开的衰减器频率宽，温度补偿范围广，输入输出电压驻波比小，电路尺寸小，控制简单，使用方便，在射频微波集成电路中具有很好的应用前景。

A Microwave Broadband Temperature Compensation Attenuator

The invention discloses a microwave broadband temperature compensation attenuator, which relates to a waveguide device and belongs to the technical field of basic electrical components. Temperature compensation attenuator includes analog Attenuator Module and negative temperature coefficient LDO module connected between input terminal and output terminal. The negative temperature coefficient LDO module is composed of bandgap reference, subtractor and operational amplifier, and the analog attenuator module is composed of FET and resistance. The attenuator disclosed by the invention has wide frequency, wide temperature compensation range, small standing wave ratio of input and output voltage, small circuit size, simple control and convenient use, and has good application prospects in RF microwave integrated circuits.

【技术实现步骤摘要】
一种微波宽带温度补偿衰减器
本专利技术公开了一种微波宽带温度补偿衰减器，涉及波导型器件，属于基本电气元件的

技术介绍
在电子通讯系统中，温补衰减器作为控制信号幅度变化的控制元件，在电子对抗、雷达系统、微波通信系统和测量系统中有着广泛的应用。近年来，基于工艺技术的相控阵列芯片和系统成为国内外的研究热点。随着相控阵技术对天线波束控制的要求不断提高，对微波电路的高低温一致性特别是温补衰减器的研究具有重要意义和实用价值。温补衰减器的技术指标主要有:工作频带、插入损耗、电压驻波比、功率容量等。传统热敏电阻结构的温补衰减器利用电阻的温度特性实现温度补偿，受电阻工艺限制较大，电气性能指标较差、衰减补偿量较小、频带带宽窄、电路复杂、尺寸较大,不利于系统集成。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种微波宽带温度补偿衰减器，通过对负温度系数基准电压偏离零温度系数基准电压的差值进行放大处理得到更宽的FET控制电平范围，增加衰减补偿量的同时降低了损耗，解决了传统热敏电阻结构的温补衰减器体积大、频带窄、损耗大的技术问题。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：本专利技术公开了一种微波温补衰减器，包括负温度系数LDO模块和模拟衰减模块，其中，负温度系数LDO模块由负温度系数带隙基准单元、零温度系数带隙基准单元、减法器、运算放大器组成，模拟衰减器模块是由FET和电阻组成的π型结构模拟衰减器。负温度系数带隙基准单元和零温度系数带隙基准单元的输入端均接电源电压，负温度系数带隙基准单元输出负温度系数基准电压信号，零温度系数带隙基准单元输出零温度系数基准电压信号，减法器的输入端接负温度系数带隙基准单元的输出端和零温度系数带隙基准单元的输出端，对负温度系数基准电压信号和零温度系数基准电压信号做差后输出基准电压信号差值，运算放大器的输入端接减法器的输出端，对基准电压信号差值进行放大处理得到模拟衰减器模块的控制信号。负温度系数LDO模块利用带隙基准的温度特性产生随温度变化的控制电压从而达到对微波信号衰减量进行温度补偿的目的。作为本专利技术的一种改进，采用高PSRR运算放大器对负温度系数带隙基准单元和零温度系数带隙基准单元输出的差值进行放大处理，能够提高控制电压变化范围，增大温度补偿量。作为本专利技术的一种改进，采用π型结构模拟衰减器，可以充分利用其尺寸小、高频性能好、插入损耗小的特性，有利于降低温度补偿衰减器的尺寸和插入损耗。作为本专利技术的更进一步改进，运算放大器采用低功耗高增益高带宽的两级运放结构。本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：（1）本专利技术采用包含带隙基准的负温度系数LDO模块控制温变MOS的通断，从而实现利用带隙基准的温度特性产生随温度变化的控制电压，模拟衰减器在随温度变化的控制电压的作用下对输入信号的衰减量进行温度补偿，温变MOS的控制电压不随电源电压变化，衰减量不随电源电压变化，运算放大器对负温度系数基准和零温度系数基准的差值进行放大处理能够提高控制电压的变化范围，进一步增大温度补偿量，频率宽，利用带隙基准的温度特性灵活调节衰减补偿范围，特别适合宽带应用场合。（2）采用尺寸小、高频性能好、插入损耗小的π型结构模拟衰减器模块对微波输入信号进行衰减，采用集总元件实现温度补偿衰减器，占用面积小，整体结构紧凑，成本低，在射频微波集成芯片中具有较大的优势和应用价值，可广泛应用于射频/微波/毫米波无线通信系统中。总体而言，本专利技术公开的温补衰减器，带宽宽，结构紧凑，面积小，成本低，具有较好的驻波特性，具有较大的温度补偿范围和较好的电源抑制比以及较高的一致性，可以广泛地应用于相控阵系统中。附图说明图1为本专利技术实公开的温度补偿衰减器的框图。图2为本专利技术实施例1所示温度补偿衰减器的电路拓扑结构图。图3为本专利技术实施例1所示温度补偿衰减器输入驻波与频率的关系图。图4为本专利技术实施例1所示温度补偿衰减器输出驻波与频率的关系图。图5为本专利技术实施例1所示温度补偿衰减器插入损耗与频率的关系图。具体实施方式下面结合附图对专利技术的技术方案进行详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等同形式的修改均落于本申请权利要求限定的范围。本专利技术公开的温度补偿衰减器如图1所示，负温度系数LDO模块输出端接模拟衰减器模块的控制端，模拟衰减器模块接在输入端子和输出端子之间的传输线上，负温度系数LDO模块产生随温度变化的控制电平，模拟衰减器模块在随温度变化的控制电平的作用下对微波输入信号的衰减量进行补偿。实施例1：本专利技术公开的温度补偿衰减器的具体电路如图2所示，负温度系数LDO模块包括：一个负温度系数带隙基准单元、一个零温度系数带隙基准单元、一个减法器及一个运算放大器，两个带隙基准的输出接减法器的输入端，减法器的输出端接运算放大器的输入端，运算放大器的输出端接模拟衰减器模块的控制端。π型结构模拟衰减器模块包括两个接在输入端子和输出端子之间传输线上的支路，每个支路都包含串接的FET和电阻R1，FET的漏极接传输线，FET的源极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，两个FET的栅极构成模拟衰减器模块的控制端接负温度系数LDO模块的输出端。在图2所示电路的输入输出端加入匹配电路，输入驻波与频率的关系如图3所示，输出驻波与频率的关系如图4所示，可见，本申请公开的温度补偿衰减器实现了低输入输出驻波，DC-40GHz内输入输出驻波小于1.4，典型值1.2；图2所示电路的插入损耗与频率的关系如图5所示，图5展示了不同温度下差损量，中心点20GHz处-55℃差损-4dB,+125℃差损-2dB,全温度范围内补偿2dB。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波宽带温度补偿衰减器，其特征在于，包括：负温度系数LDO模块，根据负温度系数基准电压偏离零温度系数基准电压的差值实时调节输出至模拟衰减器模块的控制信号，及，接在输入端子和输出端子之间传输线上的模拟衰减器模块，其控制端接负温度系数LDO模块输出的控制信号，在负温度系数基准电压偏离零温度系数基准电压的数值范围内对输入的微波信号的衰减量进行补偿。

【技术特征摘要】
1.一种微波宽带温度补偿衰减器，其特征在于，包括：负温度系数LDO模块，根据负温度系数基准电压偏离零温度系数基准电压的差值实时调节输出至模拟衰减器模块的控制信号，及，接在输入端子和输出端子之间传输线上的模拟衰减器模块，其控制端接负温度系数LDO模块输出的控制信号，在负温度系数基准电压偏离零温度系数基准电压的数值范围内对输入的微波信号的衰减量进行补偿。2.根据权利要求1所述一种微波宽带温度补偿衰减器，其特征在于，所述负温度系数LDO模块包括：负温度系数带隙基准单元，其输入端接电源电压，输出负温度系数基准电压信号，零温度系数带隙基准单元，其输入端接电源电压，输出零温度系数基准电压信号，减法器，其输入端接负温度系数带隙基准单元的输出端和零温度系数带隙基准单元的输出端，对负温度系数基准电压信号和零温度系数基准电压信号做差后输出基准电压信号差值，及，运算放大器，其输入端接减法器的输出端，对基准电压信号差...

【专利技术属性】
技术研发人员：童伟，沈宏昌，李健康，何环环，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32