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基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器制造技术

技术编号:43082309 阅读:18 留言:0更新日期:2024-10-26 09:32
本发明专利技术公开了一种基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,包括六个衰减单元和七个匹配电感,六个衰减单元分别为2dB衰减单元、4dB衰减单元、第一8dB衰减单元、0.5dB衰减单元、1dB衰减单元和第二8dB衰减单元,分别实现2dB、4dB、8dB、0.5dB、1dB、8dB衰减值,七个匹配电感分别为匹配电感L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7,并按照匹配电感L1、2dB衰减单元、匹配电感L2、4dB衰减单元、匹配电感L3、第一8dB衰减单元、匹配电感L4、0.5dB衰减单元、匹配电感L5、1dB衰减单元、匹配电感L6、第二8dB衰减单元、匹配电感L7的顺序依次连接。本发明专利技术在所有状态下都具有良好的线性度,在大功率信号输入下依然保持良好的衰减精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路设计领域,尤其涉及一种基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器


技术介绍

1、近年来,得益于火箭发射成本的降低、卫星制造能力的提升、集成电路技术和通信技术的进步,低轨通信卫星星座系统迎来了迅速发展。相控阵系统是低轨卫星的核心载荷之一,其将射频能量聚焦于指定方向以对抗毫米波频段的自由空间传输损耗,与等口径的低频段天线相比,n单元相控阵天线能够额外补偿高达10log10ndb的传输路径损耗,有效提升可靠通信距离。

2、相控阵系统中需要相位控制模块和幅度控制模块来实现精准的波束成形功能,其中幅度控制模块通常采用衰减器来实现,因为其相较于可变增益放大器具有更大的带宽,更精准的幅度控制,并且也没有额外的直流功耗。衰减器又分为压控衰减器和数控衰减器,一般来说,数控衰减器控制更为简单,衰减的步进和范围也更好调节,所以相控阵系统中常采用数控衰减器。

3、数控衰减器由多个具有不同衰减值的开关型衰减单元级联而成,通过控制各支路晶体管的导通与关断来实现参考状态和衰减状态的切换,但是现有技术的数控衰减器在大功率信号输入下的衰减精度仍然有待进一步提高。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题,本专利技术的目的是提供一种在大功率信号输入下衰减精度更高的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供了如下技术方案:

3、一种基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,包括六个衰减单元和七个匹配电感,六个衰减单元分别为2db衰减单元、4db衰减单元、第一8db衰减单元、0.5db衰减单元、1db衰减单元和第二8db衰减单元,分别实现2db、4db、8db、0.5db、1db、8db衰减值,七个匹配电感分别为匹配电感l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7,并按照匹配电感l1、2db衰减单元、匹配电感l2、4db衰减单元、匹配电感l3、第一8db衰减单元、匹配电感l4、0.5db衰减单元、匹配电感l5、1db衰减单元、匹配电感l6、第二8db衰减单元、匹配电感l7的顺序依次连接。

4、进一步的,所述2db衰减单元包括晶体管m1、m2、m3、m4,电容c1、c2、c3、c4、c5,电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11;

5、所述晶体管m1的漏极与匹配电感l1的一端相连,源极与晶体管m2的漏极相连,晶体管m2的源极与匹配电感l2的一端相连,电容c1并联在晶体管m1的栅极和漏极两端,电容c2并联在晶体管m2的栅极和源极两端,电阻r4、r5一端分别接晶体管m1、m2的栅极,另一端接第一控制信号输入端vc3,电阻r1一端与晶体管m1漏极相连,另一端与电阻r2一端相连,电阻r2另一端与晶体管m2源极相连,电阻r3的一端与电阻r1、r2的公共端相连,另一端与晶体管m3的漏极相连,电容c5并联在电阻r3两端,晶体管m3源极与晶体管m4漏极相连,晶体管m4源极接地,电容c3并联在m3的栅极和漏极两端,电容c4并联在晶体管m4的栅极和源极两端,电阻r8、r10一端分别接晶体管m3、m4的栅极,另一端接第二控制信号输入端vc3,电阻r6、r7、r9、r11的一端分别与晶体管m1、m2、m3、m4的衬底相连,另一端都接地。

6、进一步的,所述4db衰减单元包括晶体管m5、m6、m7、m8,电容c6、c7、c8、c9、c10,电阻r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19、r20、r21、r22;

7、所述晶体管m5的漏极与匹配电感l2的一端相连,源极与晶体管m6的漏极相连,晶体管m6的源极与匹配电感l3的一端相连,电容c6并联在晶体管m5的栅极和漏极两端,电容c7并联在晶体管m6的栅极和源极两端,电阻r15、r16一端分别接晶体管m5、m6的栅极,另一端接第一控制信号输入端vc4,电阻r12一端与晶体管m5漏极相连,另一端与电阻r13一端相连,电阻r13另一端与晶体管m6源极相连,电阻r14的一端与电阻r12、r13的公共端相连,另一端与晶体管m7的漏极相连,电容c10并联在电阻r14两端,晶体管m7源极与晶体管m8漏极相连,晶体管m8源极接地,电容c8并联在m7的栅极和漏极两端,电容c9并联在晶体管m8的栅极和源极两端,电阻r19、r21一端分别接晶体管m7、m8的栅极,另一端接第二控制信号输入端vc4,电阻r17、r18、r20、r22的一端分别与晶体管m5、m6、m7、m8的衬底相连,另一端都接地。

8、进一步的,所述第一8db衰减单元包括晶体管m9、m10、m11、m12、m13、m14,电容c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18,电阻r23、r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、r34、r35、r36、r37;

9、所述晶体管m9的漏极与匹配电感l3的一端相连,晶体管m9的源极与m10的漏极相连,晶体管m10的源极与匹配电感l4的一端相连,电容c11并联在晶体管m9的栅极和漏极两端,电容c12并联在晶体管m10的栅极和源极两端,电阻r26、r27一端分别接晶体管m9、m10的栅极,另一端接第一控制信号输入端vc5,电阻r23一端与晶体管m9漏极相连,另一端与晶体管m10源极相连,电阻r24一端与r23和m9的公共端相连,另一端与m11漏极相连,电容c17并联在r24两端,电阻r25一端与r23和晶体管m10的公共端相连,另一端与晶体管m13漏极相连,电容c18并联在电阻r25两端,晶体管m11的源极与m12的漏极相连,晶体管m13的源极与m14的漏极相连,晶体管m12、m14的源极接地,电容c13、c15分别并联在晶体管m11、m13的栅极和漏极两端,电容c14、c16分别并联在晶体管m12、m14的栅极和源极两端,电阻r30、r32、r35、r37的一端分别与晶体管m11、m12、m13、m14的栅极相连,另一端接第二控制信号输入端vc5,电阻r28、r29、r31、r33、r34、r36的一端分别与晶体管m9、m10、m11、m12、m13、m14的衬底相连,另一端都接地。

10、进一步的,所述0.5db衰减单元包括晶体管m15、m16,电容c19、c20、c21,电阻r38、r39、r40、r41、r42;

11、所述电阻r38的一端与匹配电感l4、l5的公共端相连,另一端与晶体管m15的漏极相连,电容c21并联在电阻r38两端,晶体管m15的源极与晶体管m16的漏极相连,晶体管m16的源极接地,电容c19并联在晶体管m15的栅极和漏极两端,电容c20并联在晶体管m16的栅极和源极两端,电阻r39、r41一端分别接晶体管m15、m16的栅极,另一端接控制信号输入端vc1,电阻r40、r42的一端分别与晶体管m15、m16的衬底相连,另一端都接地。

12、进一步的,所述1db衰减单元包括晶体管m17、m18,电容c22、c23、c24,电阻r本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:包括六个衰减单元和七个匹配电感,六个衰减单元分别为2dB衰减单元、4dB衰减单元、第一8dB衰减单元、0.5dB衰减单元、1dB衰减单元和第二8dB衰减单元,分别实现2dB、4dB、8dB、0.5dB、1dB、8dB衰减值,七个匹配电感分别为匹配电感L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7,并按照匹配电感L1、2dB衰减单元、匹配电感L2、4dB衰减单元、匹配电感L3、第一8dB衰减单元、匹配电感L4、0.5dB衰减单元、匹配电感L5、1dB衰减单元、匹配电感L6、第二8dB衰减单元、匹配电感L7的顺序依次连接。

2.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述2dB衰减单元包括晶体管M1、M2、M3、M4,电容C1、C2、C3、C4、C5,电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11;

3.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述4dB衰减单元包括晶体管M5、M6、M7、M8,电容C6、C7、C8、C9、C10,电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22;

4.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述第一8dB衰减单元包括晶体管M9、M10、M11、M12、M13、M14,电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18,电阻R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37;

5.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述0.5dB衰减单元包括晶体管M15、M16,电容C19、C20、C21,电阻R38、R39、R40、R41、R42;

6.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述1dB衰减单元包括晶体管M17、M18,电容C22、C23、C24,电阻R43、R44、R45、R46、R47;

7.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述第二8dB衰减单元包括晶体管M19、M20、M21、M22、M23、M24,电容C25、C26、C27、C28、C29、C30,电阻R48、R49、R50、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R59、R60、R61、R62;

8.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:每个所述衰减单元中的所有电阻为相同种类的电阻,所有电容为相同种类的电容,所有晶体管为具有深N阱的MOSFET场效应管。

9.根据权利要求2、3、4、7所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:各衰减单元的第一控制信号输入端和第二控制信号输入端输入的为相反的数字控制信号。

10.一种电子设备,其特征在于:包括权利要求1~8中任一项所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:包括六个衰减单元和七个匹配电感,六个衰减单元分别为2db衰减单元、4db衰减单元、第一8db衰减单元、0.5db衰减单元、1db衰减单元和第二8db衰减单元,分别实现2db、4db、8db、0.5db、1db、8db衰减值,七个匹配电感分别为匹配电感l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7,并按照匹配电感l1、2db衰减单元、匹配电感l2、4db衰减单元、匹配电感l3、第一8db衰减单元、匹配电感l4、0.5db衰减单元、匹配电感l5、1db衰减单元、匹配电感l6、第二8db衰减单元、匹配电感l7的顺序依次连接。

2.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述2db衰减单元包括晶体管m1、m2、m3、m4,电容c1、c2、c3、c4、c5,电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11;

3.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述4db衰减单元包括晶体管m5、m6、m7、m8,电容c6、c7、c8、c9、c10,电阻r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18、r19、r20、r21、r22;

4.根据权利要求1所述的基于衰减单元线性排列顺序的射频衰减器,其特征在于:所述第一8db衰减单元包括晶体管m9、m10、m11、m12、m13、m14,电容c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18,电阻r23、r24、r25、...

【专利技术属性】
技术研发人员:张帆赵涤燹
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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