压控衰减器及系统技术方案

本申请涉及衰减器领域，包括压控衰减器及系统，一种压控衰减器，包括：串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个电感L，以及在每个电感L的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述N个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态。本申请具有通过管子堆叠提高了衰减器的功率承受及处理能力的效果。高了衰减器的功率承受及处理能力的效果。高了衰减器的功率承受及处理能力的效果。

【技术实现步骤摘要】
压控衰减器及系统


[0001]本申请涉及衰减器的领域，尤其是涉及一种压控衰减器及系统。

技术介绍

[0002]近几年 MMIC技术发展迅速，在有源相控阵雷达组件中大量运用。在有源相控阵雷达中，T/R组件是其基础组成部分，为了实现对收发信号进行精确的幅度和相位控制，提高系统对目标的分辨能力，需要衰减范围大，覆盖频率广，衰减精度高，线性度好的可调衰减器。压控衰减器，一种通过在PIN管引脚加电压调整PIN管导通程度来控制微波信号衰减的器件，主要应用于ALC控制场合，配合负反馈来实现信号强弱控制的功能。衰减器的主要功能是用于信号的幅度控制，N位数控衰减器有2N个幅度控制状态。衰减器作为射频芯片中重要的幅度控制电路，被广泛应用于各种相控阵系统中。为满足相控阵系统的性能指标，衰减器一般需要满足以下基本要求：第一，需要较高的衰减精度和较大的衰减动态范围，降低天线增益方向图的副瓣电平，提高信号检测灵敏度；第二，需要稳定的相位变化以实现目标的准确追踪，减小相位校准电路的复杂度；第三，需要较低的插损以减小信号通道增益的压力。目前常用的衰减器结构为T型衰减器或π型衰减器，通过受电压控制导通程度的开关管来实现衰减器中的电阻，如专利CN115242217A，最终实现衰减量随电压变化的压控衰减器。在专利CN115242217A中，其通过对传统T型衰减器改进，实现了一款正压控制的压控衰减器，但该结构在处理大功率信号时，会出现功率压缩甚至器件烧毁等问题。

技术实现思路

[0003]为了可以处理大功率输入信号的同时，实现高频良好性能，本申请提供了一种高频大功率的压控衰减器。
[0004]本申请提供的一种压控衰减器，采用如下的技术方案：第一方面，提供一种压控衰减器，包括：串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个电感L，以及在每个电感L的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述N个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态。
[0005]优选的，所述开关模块为场效应管构成。
[0006]优选的，所述开关模块由M个场效应管依次串联在一起；第一个场效应管的源极连接电感L的其中一端，第一个场效应管的漏极连接第二个场效应管的源极；第S个场效应管的源极连接第S
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1个场效应管的漏极，第S个场效应管的漏极连接第S+1个场效应管的源极；第M个场效应管连接接地端GND；S为小于M的正整数。
[0007]优选的，所述M个场效应管的栅极均连接第一控制电压。
[0008]优选的，所述第一控制电压为数字电压；所述数字电压按照指定步进变化，使得所述压控衰减器按照第一个控制电压的变化产生衰减幅度变化。
[0009]第二方面，还提供一种压控衰减器，包括：
串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个微带线TL，以及在每个微带线TL的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块中的K个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述K个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态；N个开关模块中的P个开关模块受同一个第二控制电压控制，使得所述P个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态；N = P+K。
[0010]第三方面，还提供一种压控衰减器，包括：串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个电感L，以及在每个电感L的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块中的K个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述K个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态；N个开关模块中的P个开关模块受同一个第二控制电压控制，使得所述P个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态；N = P+K。
[0011]第四方面，还提供一种压控衰减系统，所述压控衰减系统，包括上述技术方案中任一所述的压控衰减器。
[0012]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过管子堆叠提高了衰减器的功率承受及处理能力；2.通过多组堆叠开关管的串联，提高了该衰减器的工作频率；3.通过分别控制两个电阻模块的电源电压调节衰减量，实现更高的衰减精度。
附图说明
[0013]图1是一种压控衰减器的逻辑框图；图2是一种压控衰减器的第一实施例图；图3是一种压控衰减器的第二实施例图；图4是一种压控衰减器的第三实施例图；图5是压控衰减器的衰减曲线图；图6是压控衰减器功率压缩曲线图。
实施方式
[0014]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1
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附图6及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0015]术语解释：衰减器：衰减器通常是由简单的分压器网络制成的无源设备。 在不同的电阻之间切换形成可调阶梯式衰减器和使用电位器连续可调的衰减器。 对于更高的频率，使用精确匹配的低 VSWR 电阻网络。电路中的固定衰减器用于降低电压、耗散功率和改善阻抗匹配。 在测量信号时，衰减器垫或适配器用于将信号幅度降低一个已知量以启用测量，或保护测量设备免受可能损坏它的信号电平的影响。 衰减器还用于通过降低表观 SWR（驻波比）来“匹配”阻抗。
[0016]数控衰减器：数控衰减器的技术指标主要有：工作频带、插入损耗、衰减量、衰减精度、电压驻波比、附加相移、功率容量等。传统数控衰减器一般根据衰减范围与步进决定衰
减位数，不同的衰减量位采用T型、π型、桥T型、开关选择型等衰减结构的组合设计，最终的插损值为各个衰减位插损值的叠加，最终芯片的面积是各个衰减位面积的总和。一般地，大衰减位所使用的结构会占用更大的芯片面积，同时产生更大的插损。
[0017]本申请提供的一种压控衰减器，采用如下的技术方案：第一方面，如图1所示，提供一种压控衰减器，包括：串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个电感L，以及在每个电感L的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述N个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态。当所述N个开关模块均处于导通状态，即等效为N个最小电阻状态，射频信号通过这些导通的开关管短路到底，输出端只能接收到较小的信号，此时该压控衰减器处于衰减最大状态。当所述N个开关模块均处于关断状态，其等效为N个电容，因此该电路可视为一个多级LC串联谐振网络，信号可以完全通过该电路，此时压控衰减器处于最小插损状态。当所述N个开关模块均处于可变电阻区，其等效为N个受电压大小控制其阻值的可变电阻，到达输出端的信号大小取决于该电压大小，其电压越接近于0V，等效电阻越小，输出端信号就越小，电压约趋向于
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2V，等效电阻就越大，到达输出端信号就越大，最终实现了压控衰减的功能。
[0018]优选的，如图2所示，所述开关模块为场效应管构成。场效应管作为开关管，可以实现上述目的。无论是P沟道场效应管，还是N沟道场效应管。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压控衰减器，其特征在于，包括：串联在输入端IN和输出端OUT之间的N个电感L，以及在每个电感L的其中一端与接地端GND之间设置有开关模块；N个开关模块受同一个第一控制电压控制，使得所述N个开关模块能够同时等效处于最小电阻、电容或者可变电阻状态。2.根据权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于：所述开关模块为场效应管构成。3.根据权利要求2所述的压控衰减器，其特征在于：所述开关模块由M个场效应管依次串联在一起；第一个场效应管的源极连接电感L的其中一端，第一个场效应管的漏极连接第二个场效应管的源极；第S个场效应管的源极连接第S
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1个场效应管的漏极，第S个场效应管的漏极连接第S+1个场效应管的源极；第M个场效应管连接接地端GND；S为小于M的正整数。4.根据权利要求3所述的压控衰减器，其特征在于：所述M个场效应管的栅极均连接第一控制电压。5.根据权利要求4所述的压控衰减器，其特征在于：所述第一控制电压为数字电压；所述数字电压按照指定步进变化，使得所述压控衰减器按照第一个控制电压的变化产生衰减幅度变化。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿艳辉，周鹏，张意，曲雄飞，王亚文，周阳，
申请(专利权)人：中科海高成都电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：