CN109286586A - 一种衰减均衡器及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种衰减均衡器及应用，属于电子技术领域。本发明输入端、输出端、吸收衰减单元、频率选择单元；输入端连接吸收衰减单元和频率选择单元一端，吸收衰减单元和频率选择单元另一端连接输出端；其中吸收衰减单元采用电阻、变阻器或其两者的组合来构建，频率选择单元采用电感电容串联、电感电容并联或其两者的组合来构建。本发明均衡器具有平衡带内纹波，减小信号畸变的功能，满足特定通信系统要求。

Description

一种衰减均衡器及应用
技术领域
本发明涉及一种衰减均衡器及应用，属于电子技术领域。
背景技术
通信系统中传输的信号都是由许多不同频率的正弦分量组成的，并且它们的幅度或相位之间具有确定的关系；为保证传输信号的质量，要求在传输过程中，各正弦分量的幅度或相移关系保持不变，称之为无畸变传输。但在实际上，信号经过线性系统时，各频率正弦分量的幅度或相位之间的关系将发生变化，因而使信号波形发生畸变。
行波管和大功率固态功率放大器作为雷达、干扰机的核心，其技术水平决定了这些装备的战术性能，是现代战争中的关键技术。但行波管和大功率固态功率放大器在工作频段内往往存在较大的增益波动，不能达到武器装备的要求。目前大都采用引入均衡网络的方法来解决这个问题，这个网络的特性恰好与信号的畸变特性相反，这样就可以使信号不发生幅度畸变，插入的这个网络就是功率均衡器。
由于微带枝节型均衡器具有体积小和高可靠性的优点，所以在微波频段得到了广泛的运用，但是由于该结构均衡器将电阻直接加载在了主传输线上，使得电路的反射大大增加，而且引入了较大的高端插损。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无源集成RLC衰减均衡器电路及应用，且该电路可以通过LTCC、MEMS、IPD等工艺实现。
本发明技术方案是：一种衰减均衡器，包括输入端、输出端、吸收衰减单元、频率选择单元；输入端连接吸收衰减单元和频率选择单元一端，吸收衰减单元和频率选择单元另一端连接输出端；其中吸收衰减单元采用电阻、变阻器或其两者的组合来构建，频率选择单元采用电感电容串联、电感电容并联或其两者的组合来构建。
进一步的，所述吸收衰减单元包括R1、两个R0、R2； R1和两个串联的R0并联，R2一端连接在两个串联R0之间，R2另一端接地；R0、R1、R2为电阻、变阻器或其两者的组合。
进一步的，所述R1用于控制均衡效果，R2用于控制衰减量，R0匹配电阻R1和电阻R2，用于吸收端口反射能量。
进一步的，所述频率选择单元采用电感和电容串联时得到低通信号均衡器。
进一步的，所述频率选择单元采用电感和电容并联时得到高通信号均衡器。
进一步的，所述频率选择单元采用电感电容串联和电感电容并联时得到带通信号均衡器；其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器。
进一步的，所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1和电容C1串联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接电感L1一端，电感L1的另一端连接电容C1的上极板，电容C1下极板连接输出端Out，输入端IN和电感L1之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在电容C1和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out。
进一步的，所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1电容C1串联和电感L2电容C2并联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接第一串联谐振包括电感L1、电容C1的一端，第一串联谐振的另一端连接第一并联谐振包括电感L2、电容C2的一端，第一并联谐振的另一端连接输出端Out，输入端IN和第一串联谐振之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在第一并联谐振和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out，其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器，且电感电容的值满足：L1*C1=L2*C2。
进一步的，利用IPD工艺实现带通信号衰减均衡器建模，其中电感采用平面螺旋结构，电容采用薄膜平行板电容，均利用硅平面刻蚀技术实现；电阻采用82%Ni和18%Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值，端口地通过TSV通孔技术连接。所述的衰减均衡器应用在通信系统内，用于平衡带内纹波，减小信号畸变。
本发明的有益效果是：本发明可以利用LTCC、MEMS、IPD等多种工艺实现，具有平衡带内纹波，减小信号畸变、小尺寸，高稳定的优点，适合于特殊通信系统的应用。
附图说明
图1是本发明衰减均衡器的框图；
图2是本发明低通信号均衡器的电路图；
图3是本发明低通信号均衡器S参数仿真结果；
图4是本发明带通信号均衡器的电路图；
图5是本发明带通信号均衡器结构示意图；
图6是本发明带通信号均衡器S参数仿真结果；
图7是本发明带通信号均衡器实际应用效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：一种衰减均衡器，如图1所示，包括输入端、输出端、吸收衰减单元、频率选择单元；输入端连接吸收衰减单元和频率选择单元一端，吸收衰减单元和频率选择单元另一端连接输出端；其中吸收衰减单元采用电阻、变阻器或其两者的组合来构建，频率选择单元采用电感电容串联、电感电容并联或其两者的组合来构建。
进一步的，所述吸收衰减单元包括R1、两个R0、R2； R1和两个串联的R0并联，R2一端连接在两个串联R0之间，R2另一端接地；R0、R1、R2为电阻、变阻器或其两者的组合。
进一步的，所述R1用于控制均衡效果，R2用于控制衰减量，R0匹配电阻R1和电阻R2，用于吸收端口反射能量。
进一步的，所述频率选择单元采用电感和电容串联时得到低通信号均衡器。
进一步的，如图2、3所示，所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1和电容C1串联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接电感L1一端，电感L1的另一端连接电容C1的上极板，电容C1下极板连接输出端Out，输入端IN和电感L1之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在电容C1和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out。
进一步的，所述的衰减均衡器应用在通信系统内，用于平衡带内纹波，减小信号畸变。
实施例2：一种衰减均衡器，如图1所示，包括输入端、输出端、吸收衰减单元、频率选择单元；输入端连接吸收衰减单元和频率选择单元一端，吸收衰减单元和频率选择单元另一端连接输出端；其中吸收衰减单元采用电阻、变阻器或其两者的组合来构建，频率选择单元采用电感电容串联、电感电容并联或其两者的组合来构建。
进一步的，所述频率选择单元采用电感电容串联和电感电容并联时得到带通信号均衡器；其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器。
进一步的，如图4所示，所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1电容C1串联和电感L2电容C2并联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接第一串联谐振包括电感L1、电容C1的一端，第一串联谐振的另一端连接第一并联谐振包括电感L2、电容C2的一端，第一并联谐振的另一端连接输出端Out，输入端IN和第一串联谐振之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在第一并联谐振和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out，其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器，且电感电容的值满足：L1*C1=L2*C2。
进一步的，如图5、6所示，利用IPD工艺实现带通信号衰减均衡器建模，其中电感采用平面螺旋结构，电容采用薄膜平行板电容，均利用硅平面刻蚀技术实现；电阻采用82%Ni和18%Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值，端口地通过TSV通孔技术连接。
所述的衰减均衡器应用在通信系统内，用于平衡带内纹波，减小信号畸变。
如图7所示，为了验证衰减均衡器的使用效果，在带通信号的后端加入衰减均衡器，从图可以看出带通信号额带内纹波达到0.65dB，在加入衰减均衡器后衰减1.5dB的插损，带内纹波平衡到0.1dB。
本发明的工作原理是：通信系统中传输的信号都是由许多不同频率的正弦分量组成，为保证传输信号的质量，要求在传输过程中，各正弦分量的幅度或相位关系保持不变。但在实际上，信号经过线性系统时，各频率正弦分量的幅度或相位之间的关系将发生变化，因而使信号波形发生畸变。针对各频率正弦分量的幅度或相位之间的变化在传输系统中介入均衡网络通过衰减和补偿，校正幅度和相位畸变。其中吸收衰减单元是一个电阻网络，通过调节电阻的阻值来调节衰减量；频率选择单元是电感和电容的谐振网络，通过调节电感量和电容量来控制需要均衡的频率和带宽。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种衰减均衡器，其特征在于：包括输入端、输出端、吸收衰减单元、频率选择单元；输入端连接吸收衰减单元和频率选择单元一端，吸收衰减单元和频率选择单元另一端连接输出端；其中吸收衰减单元采用电阻、变阻器或其两者的组合来构建，频率选择单元采用电感电容串联、电感电容并联或其两者的组合来构建。
2. 根据权利要求1所述的衰减均衡器，其特征在于：所述吸收衰减单元包括R1、两个R0、R2； R1和两个串联的R0并联，R2一端连接在两个串联R0之间，R2另一端接地；R0、R1、R2为电阻、变阻器或其两者的组合。
3.根据权利要求2所述的衰减均衡器，其特征在于：所述R1用于控制均衡效果，R2用于控制衰减量，R0匹配电阻R1和电阻R2，用于吸收端口反射能量。
4.根据权利要求2所述的衰减均衡器，其特征在于：所述频率选择单元采用电感和电容串联时得到低通信号均衡器。
5.根据权利要求2所述的衰减均衡器，其特征在于：所述频率选择单元采用电感和电容并联时得到高通信号均衡器。
6.根据权利要求2所述的衰减均衡器，其特征在于：所述频率选择单元采用电感电容串联和电感电容并联时得到带通信号均衡器；其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器。
7.根据权利要求1所述的衰减均衡器，其特征在于：所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1和电容C1串联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接电感L1一端，电感L1的另一端连接电容C1的上极板，电容C1下极板连接输出端Out，输入端IN和电感L1之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在电容C1和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out。
8.根据权利要求1所述的衰减均衡器，其特征在于：所述吸收衰减单元采用电阻构建，包括电阻R1、两个电阻R0、电阻R2；频率选择单元采用电感L1电容C1串联和电感L2电容C2并联构建；电路连接方式具体为：
输入端IN连接第一串联谐振包括电感L1、电容C1的一端，第一串联谐振的另一端连接第一并联谐振包括电感L2、电容C2的一端，第一并联谐振的另一端连接输出端Out，输入端IN和第一串联谐振之间连接电阻R0一端，电阻R0的另一端串联另一个电阻R0，另一个电阻R0的另一端连接在第一并联谐振和输出端Out之间，电阻R2一端连接在两个串联的电阻R0之间，电阻R2另一端接地，电阻R1一端连接输入端IN，另一端连接输出端Out，其中通过调节电感和电容的值实现不同带宽均衡器，且电感电容的值满足：L1*C1=L2*C2。
9.根据权利要求8所述的衰减均衡器，其特征在于：利用IPD工艺实现带通信号衰减均衡器建模，其中电感采用平面螺旋结构，电容采用薄膜平行板电容，均利用硅平面刻蚀技术实现；电阻采用82%Ni和18%Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值，端口地通过TSV通孔技术连接。
10.利用权利要求1-9任一项所述的衰减均衡器应用在通信系统内，用于平衡带内纹波，减小信号畸变。
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