CN115940864A - 一种毫米波高精度π型衰减电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毫米波高精度π型衰减电路，其包括：输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线和介质基板；输入端传输线通过电阻B与输出端传输线连接；输入端传输线和输出端传输线分别与第一电阻A和第二电阻A连接；电阻B与第一电阻A和第二电阻A共同构成π型分压衰减电路，用于对输入端传输线中的毫米波信号的功率进行衰减；输出端传输线用于输出衰减后的毫米波信号；所述输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线、接地传输线、匹配传输线A和匹配传输线B均设置在介质基板上。本发明具有结构简单，成本低的优点，在毫米波领域有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及毫米波衰减器技术领域，特别是一种毫米波高精度π型衰减电路。
背景技术
随着近些年来微波毫米波技术的快速发展，人们对于微波毫米波系统和电流的精度要求也越来越高。毫米波衰减器作为毫米波系统中的重要组成部分，在功率控制和信号电平控制方面发挥着重要作用。传统的毫米波π型衰减电路直接采用π型电阻分压的方式实现毫米波功率的衰减，这种方式的电阻阻值和尺寸往往不是容易实现的整数值，也往往不在高加工精度的区间内，这便会导致衰减电路的衰减值受加工公差影响较大，进而导致衰减电路的衰减精度不高。
发明内容
针对传统毫米波π型衰减电路的衰减精度较差的问题，本发明提供了一种毫米波高精度π型衰减电路，可以在传统π型衰减电路的基础上，进一步提升衰减电路的衰减精度，并具有结构简单，成本低的优点，在毫米波领域均有广泛的应用价值。
本发明公开了一种毫米波高精度π型衰减电路，其包括：输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线和介质基板；输入端传输线通过电阻B与输出端传输线连接；输入端传输线和输出端传输线分别与第一电阻A和第二电阻A连接；电阻B与第一电阻A和第二电阻A共同构成π型分压衰减电路，用于对输入端传输线中的毫米波信号的功率进行衰减；输出端传输线用于输出衰减后的毫米波信号；所述输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线、接地传输线、匹配传输线A和匹配传输线B均设置在介质基板上。
进一步地，还包括设置在介质基板上的匹配传输线A和匹配传输线B；
所述输入端传输线通过匹配传输线A与电阻B连接；所述电阻B通过匹配传输线B与输出端传输线连接；
所述匹配传输线A和匹配传输线B用于实现电阻B与输入端传输线和输出端传输线之间的阻抗匹配，以优化π型分压衰减电流的输入端和输出端的反射系数。
进一步地，所述输入端传输线和输出端传输线对称设置在电阻B的两侧；所述匹配传输线A和匹配传输线B对称设置在电阻B的两侧。
进一步地，所述接地传输线A和第一电阻A均与输出端传输线所在方向垂直；所述接地传输线B和第二电阻A均与输入端传输线所在方向垂直。
进一步地，所述输入端传输线、匹配传输线A、电阻B、匹配传输线B、输出端传输线均与介质基板的短边方向垂直。
进一步地，还包括设置在介质基板上的接地传输线A和接地传输线B；
所述接地传输线A和接地传输线B对称设置在介质基板两侧；
所述接地传输线A和接地传输线B用于实现毫米波信号接地。
进一步地，所述接地传输线A与第一电阻A连接；所述接地传输线B与第二电阻A连接。
进一步地，还包括接地金属；
所述接地金属设置在介质基板的下表面，用于实现毫米波信号接地。
进一步地，所述介质基板的形状为长方体。
进一步地，所述π型分压衰减电路的衰减量在所述毫米波高精度π型衰减电路中占较大比重，衰减精度主要受所述第一电阻A、所述第二电阻A和所述电阻B的阻值精度影响；毫米波信号反射和传输损耗引起的衰减量在所述毫米波高精度π型衰减电路中占较小比重，主要由毫米波传输线阻抗失配引起的反射决定。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
1.本发明可以将衰减电路的电阻值和尺寸设置在加工精度较高的区间内，保证阻值精度。
2.本发明的传输线部分受加工误差影响而导致的衰减变化量不大，可以保证电路整体的衰减值准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种毫米波高精度π型衰减电路的整体结构示意图。
附图标记：1-输入端传输线，2-第一电阻A，3-接地传输线A，4-匹配传输线A，5-电阻B，6-匹配传输线B，7-接地传输线B，8-介质基板，9-输出端传输线，10-第二电阻A。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
参见图1，本发明提供了一种毫米波高精度π型衰减电路的实施例，其包括：输入端传输线1、第一电阻A2、第二电阻A10、电阻B5、输出端传输线9和介质基板8；输入端传输线1通过电阻B5与输出端传输线9连接；输入端传输线1和输出端传输线9分别与第一电阻A2和第二电阻A10连接；电阻B5与第一电阻A2和第二电阻A10共同构成π型分压衰减电路，用于对输入端传输线1中的毫米波信号的功率进行衰减；输出端传输线9用于输出衰减后的毫米波信号；输入端传输线1、第一电阻A2、第二电阻A10、电阻B5、输出端传输线9、接地传输线、匹配传输线A4和匹配传输线B6均设置在介质基板8上。
本实施例中，还包括设置在介质基板8上的匹配传输线A4和匹配传输线B6；
输入端传输线1通过匹配传输线A4与电阻B5连接；电阻B5通过匹配传输线B6与输出端传输线9连接；
匹配传输线A4和匹配传输线B6用于实现电阻B5与输入端传输线1和输出端传输线9之间的阻抗匹配，以优化π型分压衰减电流的输入端和输出端的反射系数。
本实施例中，输入端传输线1和输出端传输线9对称设置在电阻B5的两侧；匹配传输线A4和匹配传输线B6对称设置在电阻B5的两侧。
本实施例中，接地传输线A3和第一电阻A2均与输出端传输线9所在方向垂直；接地传输线B7和第二电阻A10均与输入端传输线1所在方向垂直。
本实施例中，输入端传输线1、匹配传输线A4、电阻B5、匹配传输线B6、输出端传输线9均与介质基板8的短边方向垂直。
本实施例中，还包括设置在介质基板8上的接地传输线A3和接地传输线B7；
接地传输线A3和接地传输线B7对称设置在介质基板8两侧；
接地传输线A3和接地传输线B7用于实现毫米波信号接地。
本实施例中，接地传输线A3与第一电阻A2连接；接地传输线B7与第二电阻A10连接。
本实施例中，还包括接地金属；
接地金属设置在介质基板8的下表面，用于实现毫米波信号接地。
本实施例中，介质基板8的形状为长方体。
本实施例中，π型分压衰减电路的衰减值在毫米波高精度π型衰减电路中占较大比重，衰减精度主要受第一电阻A2、第二电阻A10和电阻B5的阻值精度影响；毫米波高精度π型衰减电路中的毫米波信号反射和传输损耗引起的衰减量在毫米波高精度π型衰减电路中占较小比重，主要由毫米波传输线阻抗失配引起的反射决定。
本发明提出的一种毫米波高精度π型衰减电路的基本原理为：
1.将所有电阻的单位阻值和尺寸控制在加工精度较高的区间，在实现主要衰减量的同时减小加工公差对于电阻阻值的影响，进而减小加工精度对于衰减量的影响，提高衰减精度。
2.通过优化匹配传输线4的阻抗特性和尺寸，在本毫米波π型衰减电路内部引入需要的反射系数，略微增加电路内部的反射系数，达到提高衰减电路衰减值的目的，并同时优化电路整体输入输出端的反射系数，保证电路整体输入输出端驻波良好。
3.当传输线的尺寸受加工误差影响而发生改变时，阻抗匹配也会随之发生改变，引入的反射系数改变对与电路整体的衰减量的影响会大大减小。例如当反射系数为-20dB时，此时反射系数的等效衰减量为-0.04dB；当传输线的尺寸改变时，反射系数变为-15dB，此时反射系数的等效衰减量为-0.14dB；所以通过调整阻抗匹配引入反射系数的变化导致的衰减量变化受传输线加工误差影响较小。
举例1：以常见的8dBπ型衰减电路为例，根据理论计算可知，传统的π型衰减电路中电阻A的阻值为116.1欧姆，电阻B的阻值为52.8欧姆，当单位电阻值为50欧姆时，电阻A的尺寸长宽比为116.1/50=2.322，电阻B的尺寸长宽比为52.8/50=1.056，这两个值均不是正整数，在加工精度控制方面难以准确控制，结果就会导致实际电阻值与设计值差别较大，电路整体的衰减量也会出现较大差别。
而采用本发明的π型衰减电路来设计8dB电路，可以将电阻A的值设100欧姆，电阻B的值设置为50欧姆，当单位电阻值为50欧姆时，电阻A的尺寸长宽比为100/50=2，电阻B的尺寸长宽比为50/50=1，这两个值均是正整数，在加工精度控制方面可以准确控制，充分保证电阻阻值精准。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，包括：输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线和介质基板；输入端传输线通过电阻B与输出端传输线连接；输入端传输线和输出端传输线分别与第一电阻A和第二电阻A连接；电阻B与第一电阻A和第二电阻A共同构成π型分压衰减电路，用于对输入端传输线中的毫米波信号的功率进行衰减；输出端传输线用于输出衰减后的毫米波信号；所述输入端传输线、第一电阻A、第二电阻A、电阻B、输出端传输线、接地传输线、匹配传输线A和匹配传输线B均设置在介质基板上。
2.根据权利要求1所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，还包括设置在介质基板上的匹配传输线A和匹配传输线B；
所述输入端传输线通过匹配传输线A与电阻B连接；所述电阻B通过匹配传输线B与输出端传输线连接；
所述匹配传输线A和匹配传输线B用于实现电阻B与输入端传输线和输出端传输线之间的阻抗匹配，以优化π型分压衰减电流的输入端和输出端的反射系数。
3.根据权利要求2所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述输入端传输线和输出端传输线对称设置在电阻B的两侧；所述匹配传输线A和匹配传输线B对称设置在电阻B的两侧。
4.根据权利要求2所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述接地传输线A和第一电阻A均与输出端传输线所在方向垂直；所述接地传输线B和第二电阻A均与输入端传输线所在方向垂直。
5.根据权利要求2所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述输入端传输线、匹配传输线A、电阻B、匹配传输线B、输出端传输线均与介质基板的短边方向垂直。
6.根据权利要求1所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，还包括设置在介质基板上的接地传输线A和接地传输线B；
所述接地传输线A和接地传输线B对称设置在介质基板两侧；
所述接地传输线A和接地传输线B用于实现毫米波信号接地。
7.根据权利要求6所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述接地传输线A与第一电阻A连接；所述接地传输线B与第二电阻A连接。
8.根据权利要求1所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，还包括接地金属；
所述接地金属设置在介质基板的下表面，用于实现毫米波信号接地。
9.根据权利要求1所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述介质基板的形状为长方体。
10.根据权利要求1所述的毫米波高精度π型衰减电路，其特征在于，所述π型分压衰减电路的衰减量在所述毫米波高精度π型衰减电路中占较大比重，衰减精度主要受所述第一电阻A、所述第二电阻A和所述电阻B的阻值精度影响；毫米波信号反射和传输损耗引起的衰减量在所述毫米波高精度π型衰减电路中占较小比重，主要由毫米波传输线阻抗失配引起的反射决定。
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