CN105470073A - Ka波段微带线增益均衡器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种Ka波段微带线增益均衡器，旨在提供一种结构紧凑、能实现大均衡量、改善收发前端幅频响应的均衡器。本发明通过下述方案予以实现：两段50Ω微带线（1）分别从阻抗匹配微带线（2）两侧T形节水平端口连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端；两个沿垂直中心线轴对称的微波谐振单元由顺次相连的高阻微带线（3）、变宽微带线（4）、薄膜电阻（6）和微带开路枝节（5）构成，并加载于阻抗匹配微带线（2）两侧T形节垂直端口；高阻微带线（3）由T形节向下和向水平外侧延伸并弯曲成S形，微带开路枝节（5）向水平内侧弯曲成U形。本发明解决了现有技术面积大，难集成，可靠性低、单级均衡量小等问题。

Description

Ka波段微带线增益均衡器
技术领域
本发明涉及一种能够广泛应用于改善射频收发前端幅频响应的Ka波段微带线增益均衡器。
背景技术
在卫星通信、相控阵雷达、电子对抗和其它要求小型化的弹载和机载应用系统广泛应用宽带收发前端，特别总增益较高的发射前端中需要集成多级放大器、混频器和滤波器等器件，而器件增益在工作频带内存在固有差异的频响特性，多级累加后，往往造成整个前端在工作频带内不可避免的存在较大的增益波动，不能满足带内增益平坦度的要求，给应用带来诸多不便。为解决该问题，需在宽带收发前端中添加相反波动的增益均衡器，以综合得到较平坦的幅频响应。
增益均衡器是由若干基本单元陷波器构成的，在谐振频率处阻抗最小，信号大部分被分路到地线上，因而形成一种倒钟型曲线幅频特性。增益均衡器主要有集总参数型、同轴型、波导型、集成传输线型4种。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；同轴型和波导型适用于大功率高频段的应用，但重量体积较大，不利于系统集成；集成传输线型均衡器以体积小，重量轻，结构简单，加工方便和成本低得到广泛应用，其多以适用于宽带均衡网络的设计的电阻加载微带枝节型均衡器为主。
传统微带均衡器的吸收单元多直接加载在主传输线上，之后连接开路谐振枝节，且枝节多为直线型，单级均衡量较小。如要实现大均衡量，需多级级联，占用面积过大，加大了系统集成难度，恶化了电路的可靠性，给应用带来诸多不便。
发明内容
本发明目的是针对现有均衡技术的不足之处，提供一种结构简单紧凑，具有单级均衡量大，驻波性能优良，面积小，易于集成易于加工实现的Ka波段微带线增益均衡器。适用于微波、毫米波频段。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案予以实现，一种Ka波段微带线增益均衡器，包括：包括两段50Ω微带线1、阻抗匹配微带线2、变宽微带线4、微带开路枝节5和薄膜电阻6。两段50Ω微带线1分别从阻抗匹配微带线2两侧T形节的水平端口连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端；两个沿垂直中心线轴对称的微波谐振单元由顺次相连的高阻微带线3、变宽微带线4、薄膜电阻6和微带开路枝节5构成，并加载于阻抗匹配微带线2两侧T形节的垂直端口；高阻微带线3通过阻抗匹配微带线2两端的T形节向下延伸，向水平外侧延伸并弯曲成S形，然后连接一段变宽微带线4，再加载薄膜电阻6,最后由另外一段变宽微带线4连接向水平内侧弯曲成U形结构的微带开路枝节5。
本发明具有如下有益效果：
结构紧凑，面积小，易于集成。本发明将高阻微带线3弯曲成S形，薄膜电阻之后的微带开路枝节5弯曲成U形，同时兼顾了微带线间的距离。上述弯曲后，垂直于主传输线方向的长度仅为不弯曲谐振单元的直线型均衡器的50%。从图1可见，微带线均匀分布在薄膜基板上，结构紧凑，使得薄膜电路尺寸小，便于集成，且提高了集成的可靠性。
驻波性能优良，单级均衡量大。有别与传统均衡器，本发明在主传输线和薄膜电阻6之间增设了高阻微带线3，且薄膜电阻与微带线之间增设了变宽微带线4进行匹配。通过调整阻抗匹配微带线2、高阻微带线3、微带开路枝节5的长度、宽度，可实现大均衡量和优良的驻波性能，测试结果表明，在24.5GHz～26.5GHz频带内，均衡量约为6dB，驻波优于1.35。
本发明在吸收单元薄膜电阻与主传输线之间增设了高阻微带线，并将微带线做适当弯曲，由两级微带谐振单元级联即可实现大均衡量，且面积较小，驻波性能优良，适用于微波、毫米波频段，解决了传统均衡器单级均衡量小，面积大，集成难度高，可靠性低等问题。在宽带收发前端中添加本发明的增益均衡器可以有效的解决整个前端在工作频带内增益波动过大的问题，综合得到较平坦的带内增益。
附图说明
图1是本发明Ka波段微带线增益均衡器的主视图。
图中：1为两段50Ω微带线，2为阻抗匹配微带线，3为高阻微带线，4为变宽微带线，5开路枝节,6为薄膜电阻。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1。在以下描述的实施例中，一种Ka波段微带线增益均衡器，包括两段50Ω微带线1、阻抗匹配微带线2、高阻微带线3、变宽微带线4、微带开路枝节5和薄膜电阻6。在薄膜电阻6与主传输线之间设置了高阻微带线3，薄膜电阻6之后为较宽的微带开路枝节5。高阻微带线3弯曲成S形，微带开路枝节5弯曲成U形。本实施例的实际薄膜电路尺寸为2.9mm×3.7mm。
微波信号主传输线由中间的阻抗匹配微带线2及其两侧的两段50Ω微带线1构成。阻抗匹配微带线2两侧分别用T形节水平端口连接用作微波信号输入、输出的两段50Ω微带线1，用垂直端口加载了两个沿垂直中心线轴对称的微波谐振单元。微波谐振单元由高阻微带线3、变宽微带线4、薄膜电阻6、微带开路枝节5构成，从阻抗匹配微带线2两端的T形节向下及水平外侧延伸并弯曲成S形的高阻微带线3连接一段变宽微带线4，然后加载薄膜电阻6,之后再由另外一段变宽微带线4连接向水平内侧弯曲成U形的微带开路枝节5。经过上述适当弯曲，微带线均匀分布在薄膜基板上，使得均衡器结构紧凑。
弯曲高阻微带线3和微带开路枝节5时，需控制与相邻微带线的距离在0.05λ以上,λ为介质基板内的微波信号行波波长，以免微带线间强耦合改变均衡器频响特性，增大设计难度。

Claims (6)

1.一种Ka波段微带线增益均衡器,包括：两段50Ω微带线（1）、阻抗匹配微带线（2）、高阻微带线（3）、微带开路枝节（5）和薄膜电阻（6），其特征在于：两段50Ω微带线（1）分别从阻抗匹配微带线（2）两侧T形节的水平端口连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端；两个沿垂直中心线轴对称的微波谐振单元由顺次相连的高阻微带线（3）、变宽微带线（4）、薄膜电阻（6）和微带开路枝节（5）构成，并加载于阻抗匹配微带线（2）两侧T形节的垂直端口；高阻微带线（3）通过阻抗匹配微带线（2）两端的T形节向下延伸，向水平外侧延伸并弯曲成S形，然后连接一段变宽微带线（4），再加载薄膜电阻（6），最后由另外一段变宽微带线（4）连接向水平内侧弯曲成U形的微带开路枝节（5）。
2.如权利要求1所述的Ka波段微带线增益均衡器，其特征在于：作为吸收结构的薄膜电阻（6）以变宽微带线（4）进行匹配。
3.如权利要求1所述的Ka波段微带线增益均衡器，其特征在于：在薄膜电阻与主传输线之间设置了高阻微带线（3），薄膜电阻之后为较宽的微带开路枝节（5）。
4.如权利要求1所述的Ka波段微带线增益均衡器,，其特征在于：高阻微带线（3）弯曲成S形，微带开路枝节（5）弯曲成U形。
5.如权利要求1所述的Ka波段微带线增益均衡器，其特征在于：弯曲高阻微带线（3）和微带开路枝节（5）与相邻微带线之间的距离在0.05λ以上,λ为介质基板内的微波信号行波波长。
6.如权利要求1所述的Ka波段微带线增益均衡器，其特征在于：微带线均匀分布在薄膜基板上。
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