CN202564518U

CN202564518U - 一种微波均衡器

Info

Publication number: CN202564518U
Application number: CN2012201939174U
Authority: CN
Inventors: 韩磊
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-03

Abstract

本实用新型提供了一种微波均衡器，该均衡器包括衬底，设置在衬底上的共面波导（1）、第一吸收电阻（21）、第二吸收电阻（22）、第一传输线枝节（31）、第二传输线枝节（32）和第一微机械开关（41）、第二微机械开关（42）；其中共面波导（1）包括共面波导信号线（11）和关于共面波导信号线（11）对称设置的第一共面波导地线（1a）和第二共面波导地线（1b）。该结构利用微机械开关的通断达到对微波均衡器传输线枝节长度控制的目的，从而实现不同均衡曲线之间的转换，即实现均衡器结构的可重构。

Description

一种微波均衡器

技术领域

本实用新型是利用微机械开关控制微波均衡器传输线枝节长度，通过不同长度的传输线枝节的选择实现不同均衡曲线之间的转换，从而达到调节微波信号幅频特性的目的，属于微电子器件技术领域。

背景技术

在射频系统中，微波均衡器由于可以在宽频带内有效改善系统的幅频特性，增加其可靠性和稳定性，因此有着十分重要的作用。微波均衡器针对系统微波放大电路输出功率随频率的波动曲线，通过使用电阻等阻抗元件和传输线枝节构成均衡电路拓扑结构，得到均衡响应曲线以补偿输出功率的波动，实现系统在工作频带内输出功率的平坦化，其工作原理如图1所示。目前，微波均衡器按其原理分为反射式和吸收式两种，按其传输介质则分为波导式、同轴式和集成传输式三种。反射式微波均衡器是采用隔离器加无耗均衡网络的方式，使得均衡网络反射回来的能量被隔离器消耗，这种方法设计简便，而且隔离器的输入输出驻波较小，然而，采用隔离器使得其体积较大，无法与电路集成，且难以实现宽带工作。吸收式微波均衡器是采用传输线加吸收电阻的方式，通过吸收电阻对能量加以消耗，这种方法具有体积小、易于集成、能够实现宽带工作等优势，但是设计困难，驻波特性较之隔离器稍差。由于集成传输线结构为平面结构，能够与微电子工艺相兼容，因此应用最为广泛。上述两类微波均衡器虽然各有不同，但是其有一个共同的特点，就是只能针对某一特定的波动曲线进行均衡设计，无法实现均衡曲线的可重构，但是，对于微波放大电路来说，其幅频特性会随着工作时间的增加而变化为新的波动曲线，使得微波均衡器失去了应有的作用。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种微波均衡器，该均衡器是利用微机械开关控制微波均衡器传输线枝节长度实现均衡曲线的可重构。应用该结构可以在线实时实现不同均衡曲线之间的转换，并解决在材料、工艺、可靠性、可重复性和生产成本等诸多方面的问题，从而为实现基于MEMS技术的均衡器结构在微波放大电路中的产业化应用提供了支持和保证。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种微波均衡器，该均衡器包括衬底，设置在衬底上的共面波导、第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一传输线枝节、第二传输线枝节和第一微机械开关、第二微机械开关；

其中共面波导包括共面波导信号线和关于共面波导信号线对称设置的第一共面波导地线和第二共面波导地线；

在第一共面波导地线上，第一传输线枝节通过第一吸收电阻与共面波导信号线相连；第一传输线枝节被断开成若干段，断开位置设有第一微机械开关；

在第二共面波导地线上，第二传输线枝节通过第二吸收电阻与共面波导信号线相连；第二传输线枝节被断开成若干段；断开位置设有第二微机械开关。

优选的，所述衬底采用GaAs或Si衬底，第一吸收电阻一端接入共面波导信号线，另一端接入第一传输线枝节，第二吸收电阻一端接入共面波导信号线另一端接入第一传输线枝节，第一吸收电阻和第二吸收电阻之间相距四分之一波长距离。

有益效果：长期以来由于均衡器结构都是采用只针对某一特定波动曲线的均衡设计，因此无法实现结构的可重构，这就使得其无法适应微波放大电路幅频特性随工作时间的增加而变化的情形，使得微波均衡器失去了应有的作用。本实用新型中的可重构MEMS微波均衡器突破了传统均衡器只能均衡单一波动曲线的思维限制，寻找到了利用微机械开关实现结构可重构的方法，极大拓展了微波均衡器的实际适用性，为射频系统在宽频带下优良的幅频特性、可靠性和性能稳定性提供了关键支撑。同时，可重构MEMS微波均衡器具有应用范围广、结构简单、频率范围宽、工艺兼容性好、集成度高等优点。

附图说明

图1是微波均衡器工作原理示意图。

图2是可重构MEMS微波均衡器结构示意图。

其中有：共面波导1，共面波导信号线11，第一共面波导地线1a，第二共面波导地线1b，第一吸收电阻21，第二吸收电阻22，第一传输线枝节31，第二传输线枝节32，第一微机械开关41，第二微机械开关42。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1，图2，本实用新型提供的微波均衡器，该均衡器包括衬底，设置在衬底上的共面波导1、第一吸收电阻21、第二吸收电阻22、第一传输线枝节31、第二传输线枝节32和第一微机械开关41、第二微机械开关42；

其中共面波导1包括共面波导信号线11和关于共面波导信号线11对称设置的第一共面波导地线1a和第二共面波导地线1b；

在第一共面波导地线1a上，第一传输线枝节31通过第一吸收电阻21与共面波导信号线11相连；第一传输线枝节31被断开成若干段，断开位置设有第一微机械开关41；

在第二共面波导地线1b上，第二传输线枝节32通过第二吸收电阻22与共面波导信号线11相连；第二传输线枝节32被断开成若干段；断开位置设有第二微机械开关42。

所述衬底采用GaAs或Si衬底，第一吸收电阻21一端接入共面波导信号线11，另一端接入第一传输线枝节31，第二吸收电阻22一端接入共面波导信号线11，另一端接入第一传输线枝节32，第一吸收电阻21和第二吸收电阻22之间相距四分之一波长距离。

本实用新型的可重构MEMS微波均衡器采用GaAs或Si衬底，在GaAs或Si衬底上设有共面波导1，在共面波导信号线11上相距约四分之一波长距离放置第一吸收电阻21和第二吸收电阻22，这两个吸收电阻一端接入共面波导信号线11，另一端分别接入第一传输线枝节31和第二传输线枝节32，第一传输线枝节31被断开为若干段，由放置在该断开位置的第一微机械开关41控制第一传输线枝节31的通断，第二传输线枝节32被断开为若干段，由放置在该断开位置的第二微机械开关42控制第二传输线枝节32的通断，实现均衡器结构的可重构。

本实用新型中的可重构MEMS微波均衡器不同于传统均衡器结构，该结构利用微机械开关控制微波均衡器枝节长度，使得微波均衡器可以实现多种均衡曲线的可重构。可重构MEMS微波均衡器具有以下主要特点：一、采用微波均衡器与微机械开关相结合的原理，实现多种均衡曲线的转换，即实现结构的可重构；二、可重构MEMS微波均衡器结构几乎不增加整个器件的面积，集成度高；三、可重构MEMS微波均衡器的制作无需特殊的材料和工艺，能够与Si或GaAs MMIC工艺完全兼容。

区分是否为该结构的标准如下：

（a）采用共面波导结构，

（b）采用微机械开关控制传输线枝节的通断，

（c）采用吸收电阻消耗微波功率。

满足以上三个条件的结构即应视为该可重构MEMS微波均衡器的结构。

本实用新型中的可重构MEMS微波均衡器以GaAs或Si为衬底，在GaAs或Si衬底上设有共面波导，在共面波导信号线上相距约四分之一波长距离放置两个吸收电阻，这两个吸收电阻一端接入共面波导信号线，另一端接入传输线枝节，传输线枝节被断开为若干段，由放置在该断开位置的微机械开关控制传输线枝节的通断，由于不同长度的微带枝节对应着不同的均衡曲线，从而实现均衡器结构的可重构。

本实用新型中的可重构MEMS微波均衡器结构可以实现在射频系统中的产业化应用，进而推动微波放大模块产业的发展。

本实用新型中的可重构MEMS微波均衡器采用集成传输线的吸收式微波均衡器基本结构，但是不同于传统均衡器结构，该结构利用微机械开关控制微波均衡器传输线枝节长度，使得微波均衡器可以实现多种均衡曲线的可重构。相比而言，可重构MEMS微波均衡器具有以下主要特点：一、采用微波均衡器与微机械开关相结合的原理，实现多种均衡曲线的转换，即实现结构的可重构；二、可重构MEMS微波均衡器结构几乎不增加整个器件的面积，集成度高；三、可重构MEMS微波均衡器的制作无需特殊的材料和工艺，能够与Si或GaAs MMIC工艺完全兼容。

基于以上可重构MEMS微波均衡器结构的特点，很明显的可以看出本实用新型与传统微波均衡器相比实现了均衡曲线的可重构，对微波放大电路的适应性大幅提高，并兼顾有结构简单、体积小、与Si或GaAs MMIC工艺兼容、高重复性、低生产成本等优点，很好的满足了射频系统对器件的基本要求。因此，可重构MEMS微波均衡器的结构具有较好的应用价值和广阔的市场潜力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims

1. 一种微波均衡器，其特征在于：该均衡器包括衬底，设置在衬底上的共面波导（1）、第一吸收电阻（21）、第二吸收电阻（22）、第一传输线枝节（31）、第二传输线枝节（32）和第一微机械开关（41）、第二微机械开关（42）；

其中共面波导（1）包括共面波导信号线（11）和关于共面波导信号线（11）对称设置的第一共面波导地线（1a）和第二共面波导地线（1b）；

在第一共面波导地线（1a）上，第一传输线枝节（31）通过第一吸收电阻（21）与共面波导信号线（11）相连；第一传输线枝节（31）被断开成若干段，断开位置设有第一微机械开关（41）；

在第二共面波导地线（1b）上，第二传输线枝节（32）通过第二吸收电阻（22）与共面波导信号线（11）相连；第二传输线枝节（32）被断开成若干段；断开位置设有第二微机械开关（42）。

2. 根据权利要求1所述的微波均衡器，其特征在于：所述衬底采用GaAs或Si衬底，第一吸收电阻（21）一端接入共面波导信号线（11），另一端接入第一传输线枝节（31），第二吸收电阻（22）一端接入共面波导信号线（11），另一端接入第一传输线枝节（32），第一吸收电阻（21）和第二吸收电阻（22）之间相距四分之一波长距离。