CN107039721B - 基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，采用新型螺旋缺陷谐振器加载薄膜电阻构成新的型陷波单元，所述均衡器还包括从上到下依次层叠微带层、介质层、金属层；在主传输线上刻蚀出螺旋缺陷结构并与薄膜电阻连接，所述螺旋缺陷谐振器表层微带与介质基板以及金属板构成螺旋结构谐振器；螺旋结构谐振器与对应连接的薄膜电阻构成螺旋结构陷波器；且谐振器结构完全位于主传输线内，所以大大减小了器件横向尺寸，实现了小型化的目的。本发明的均衡器具有体积小，衡量大，可调参数多，调节灵活的优点，适用于工作在低频段的高功率源增益均衡器的平坦度调节。

Description

基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种均衡器。

背景技术

功率增益均衡器按传输线形式主要分为：微带型，波导型和同轴型三种。三种结构的增益均衡器的基本构成相似，都是由传输线主线和连接在传输线主线的若干个谐振吸收单元。当传输线主线上传输的能量经过某个谐振吸收单元时，该谐振吸收单元将该谐振吸收单元的谐振频率及其附近的一部分能量耦合入谐振吸收单元内，依靠该谐振吸收单元的吸收机构将能量吸收，谐振吸收单元的吸收机构可由吸波材料或者电阻组成。通过调整谐振吸收单元的谐振频率、吸收结构的吸收量大小，从而得到均衡器所需要的曲线。

微带型属于平面传输线结构类型，可以灵活地形成电路，这允许使用更复杂的均衡电路拓扑，以便得到精确的均衡响应，还可以形成输入输出匹配电路，以降低回波损耗，具有体积小、重量轻、方便与固态电路集成的优点，其缺点在于该类型均衡器的谐振吸收单元的Q值较同轴线型或者波导型的谐振吸收单元低，不便于实现较陡峭的衰减曲线。

同轴和波导形式的微波功率均衡器调节灵活，承受的功率比较大，一般用于大功率行波管的功率均衡。其缺点在于吸波材料的使用导致仿真运算量大，设计周期较长，实物与仿真结果存在差异，需要后期调试工作，因而需要有可调谐的机械结构，所以设计结构复杂，体积较大，不便于系统集成，机械稳定性和热稳定性差。

基于微带线结构的枝节加载谐振器(SLR)和阶梯阻抗谐振器(SIR)倍受欢迎，枝节型的均衡器由于其本身结构简单，易于调节而被广泛应用，然而传统枝节型的均衡器在低频段时，其可调参数较少并且枝节的尺寸过大，与现在器件小型化的期望相悖，所以小型化均衡器的依然是研究的热点。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，通过在微带层上刻蚀出螺旋缺陷结构，空余出的螺旋枝节等效成电感，并与主微带线强耦合构成等效电容，其形成的强电容电感效应，使其具有更大的均衡量。

本发明采用的技术方案是：基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，包括：至少一对电阻以及从上到下依次层叠的微带层、介质层、金属层；

所述微带层包括主传输线；所述主传输线包括至少一对交叉分布于主传输线上两侧的螺旋缺陷谐振器表层微带；所述螺旋缺陷谐振器表层微带由主传输线刻蚀得到；所述螺旋缺陷谐振器表层微带包括一螺旋枝节；

所述电阻对数与螺旋缺陷谐振器表层微带对数相等；且各螺旋枝节分别与一电阻串联；

所述介质层包括介质基板；

所述金属层包括金属板。

进一步地，所述螺旋缺陷谐振器表层微带与介质基板以及金属板构成螺旋结构谐振器。

进一步地，所述螺旋结构谐振器与对应串联的电阻构成螺旋结构陷波器。

进一步地，所述主传输线为条状。

本发明的有益效果：本发明由三层结构构成，第一层是五十欧姆主传输线；第二层是介质基板；第三层是金属板，通过在微带层上刻蚀出螺旋缺陷结构，空余出的螺旋枝节等效成电感，并与主微带线上强耦合构成等效电容，这种结构具有很强的电容电感效应，可以实现谐振器功能，并且由于结构可变参数很多，因此比传统传输线结构谐振器更灵活；因为谐振器结构完全位于主传输线内，所以大大减小了器件横向尺寸，实现了小型化的目的；并且由于电容电感效应很强，所以作为均衡器与传统枝节谐振器相比具有更大的均衡量，适用于工作在低频段的高功率源增益均衡器的平坦度调节。

附图说明

图1为本发明实例提供的基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器示意图；

其中，1为微带层；2为第一螺旋缺陷谐振器表层微带；3为第一薄膜电阻；4为第四螺旋缺陷谐振器表层微带；5为第四薄膜电阻；6为第二螺旋缺陷谐振器表层微带；7为第二薄膜电阻；8为第三螺旋缺陷谐振器表层微带；9为第三薄膜电阻；10为介质层；11为金属层。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。

本发明的基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，包括：至少一对电阻以及从上到下依次层叠的微带层、介质层、金属层；

所述微带层包括主传输线；所述主传输线包括至少一对交叉分布于主传输线上两侧的螺旋缺陷谐振器表层微带；所述螺旋缺陷谐振器表层微带由主传输线刻蚀得到；所述螺旋缺陷谐振器表层微带包括一螺旋枝节；

所述电阻对数与螺旋缺陷谐振器表层微带对数相等；且各螺旋枝节分别与一电阻串联；所述螺旋缺陷谐振器表层微带与介质基板以及金属板构成螺旋结构谐振器。所述螺旋结构谐振器与对应串联的电阻构成螺旋结构陷波器。

所述介质层包括介质基板；所述金属层包括金属板。

具体均衡器包含的螺旋缺陷谐振器表层微带可以是一对、两对、三对、四对等；具体对数根据实际需要的曲线所要达到的效果而定。

比如，包含一对螺旋缺陷谐振器表层微带的均衡器，其可调参数包括：螺旋缺陷谐振器表层微带的长度、螺旋缺陷谐振器表层微带的螺旋缺陷结构缝隙尺寸、一对螺旋缺陷谐振器表层微带中两个螺旋缺陷谐振器表层微带之间的距离以及电阻的大小；包含两对及两对以上螺旋缺陷谐振器表层微带的均衡器，其可调参数还包括：相邻两对螺旋缺陷谐振器表层微带之间的距离。

螺旋缺陷谐振器表层微带的长度对均衡曲线中心频点以及均衡量产生影响；螺旋缺陷谐振器表层微带的螺旋缺陷结构缝隙尺寸对均衡量和驻波产生影响；一对陷波单元中两个螺旋缺陷谐振器表层微带之间的距离对驻波产生影响；电阻的大小对均衡量以及驻波产生影响；两对螺旋缺陷谐振器表层微带之间的距离对均衡曲线中心频率、均衡量以及驻波产生影响。

本实施例以包含四组陷波单元的均衡器为例，如图1所示为本实例提供的小型化功率增益均衡器，包括：第一电阻3、第二电阻7、第三电阻9、第四电阻5、微带层1、介质层10和金属层11，微带层1、介质层10和金属层11从上往下依次层叠；微带层1位于最上层，介质层10位于中间层，金属层11位于最下层。

所述微带层1包括：主传输线，主传输线为条状；所有电阻均连接在主传输线上；通过在主传输线上刻蚀出螺旋缺陷结构，得到第一螺旋缺陷谐振器表层微带2、第二螺旋缺陷谐振器表层微带6、第三螺旋缺陷谐振器表层微带8和第四螺旋缺陷谐振器表层微带4；如图1所示第一螺旋缺陷谐振器表层微带2与第四螺旋缺陷谐振器表层微带4位于同侧；第二螺旋缺陷谐振器表层微带6与第三螺旋缺陷谐振器表层微带8位于同侧；但是在实际应用中，只需满足各组螺旋缺陷谐振器表层微带交叉分布于主传输线两侧内；即第一螺旋缺陷谐振器表层微带2也可以与第三螺旋缺陷谐振器表层微带8位于同侧。

所述第一螺旋缺陷谐振器表层微带2的螺旋枝节与第一电阻3串联构成第一陷波单元，第二螺旋缺陷谐振器表层微带6的螺旋枝节与第二电阻7串联构成第二陷波单元，第三螺旋缺陷谐振器表层微带8的螺旋枝节与第三电阻9串联构成第三陷波单元，第四螺旋缺陷谐振器表层微带4的螺旋枝节与第四电阻5串联构成第四陷波单元。

第一螺旋缺陷谐振器表层微带2、介质基板10以及金属板11构成第一螺旋结构谐振器；第二螺旋缺陷谐振器表层微带6、介质基板10以及金属板11构成第二螺旋结构谐振器；第三螺旋缺陷谐振器表层微带8、介质基板10以及金属板11构成第三螺旋结构谐振器；第四螺旋缺陷谐振器表层微带4、介质基板10以及金属板11构成第四螺旋结构谐振器。

本实施例中所述电阻为薄膜电阻。

下面根据能量传输原理对本发明的内容作进一步解释：

能量由本实施例均衡器的一端流入，沿主传输线流动，当能量传到第一电阻3时，第一螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的一部分能量通过第一电阻3，在第一级谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由第一电阻3吸收，非第一螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的能量将不流过第一电阻3，而是沿主传输线继续向前行进；

当能量传到第二电阻7时，第二螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的一部分能量通过第二电阻7，在第一级谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由第二电阻7吸收，非第二螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的能量将不流过第二电阻7，而是沿主传输线继续向前行进；

当能量传到第三电阻9时，第三螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的一部分能量通过第三电阻9，在第三级谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由第一电阻9吸收，非第三螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的能量将不流过第三电阻9，而是沿主传输线继续向前行进；

当能量传到第四电阻5时，第四螺旋结构谐振器谐振频率及该谐振频率附近的一部分能量通过第四电阻5，在第四螺旋结构谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由第四电阻5吸收。

本发明的均衡器采用新型谐振结构作为谐振单元，通过在主传输线上刻蚀出螺旋缺陷结构，空余出的螺旋枝节等效成电感，并与主传输线强耦合构成等效电容，这种结构具有很强的电容电感效应，可以实现谐振器功能，并且由于结构可变参数很多，因此比传统传输线结构谐振器更灵活；因为谐振器结构完全位于主传输线内，所以大大减小了器件横向尺寸，实现了小型化的目的；并且由于电容电感效应很强，所以作为均衡器与传统枝节谐振器相比具有更大的均衡量。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，其特征在于，包括：至少一对电阻以及从上到下依次层叠的微带层、介质层、金属层；

所述微带层包括主传输线；所述主传输线包括至少一对交叉分布于主传输线上两侧的螺旋缺陷谐振器表层微带；所述螺旋缺陷谐振器表层微带由主传输线刻蚀得到；所述螺旋缺陷谐振器表层微带包括一螺旋枝节；螺旋枝节等效成电感，并与主传输线强耦合构成等效电容；

所述电阻对数与螺旋缺陷谐振器表层微带对数相等；且各螺旋枝节分别与一电阻串联；

所述介质层包括介质基板；

所述金属层包括金属板；

所述螺旋缺陷谐振器表层微带与介质基板以及金属板构成螺旋结构谐振器。

2.根据权利要求1所述的基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，其特征在于，所述螺旋结构谐振器与对应串联的电阻构成螺旋结构陷波器。

3.根据权利要求1所述的基于新型螺旋缺陷结构的小型化均衡器，其特征在于，所述主传输线为条状。