CN203014753U

CN203014753U - 匹配式幅度均衡器

Info

Publication number: CN203014753U
Application number: CN 201220680049
Authority: CN
Inventors: 白万美
Original assignee: CHENGDU YAGUANG ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: CHENGDU YAGUANG ELECTRONIC Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-12-11

Abstract

本申请公开了一种匹配式幅度均衡器，包括电阻、不少于一个的加载了所述电阻的微带谐振器以及耦合了所述微带谐振器的微带线。本申请可通过改变所述电阻的阻值及其在微带谐振器上的加载位置来调节所述均衡器的衰减和品质因数，通过改变微带谐振器的尺寸可调节所述均衡器的频率；且在具体制作本实用新型的均衡器时，可通过采用薄膜工艺的制作方案，例如采用薄膜电阻等，来保证本实用新型的均衡器具备尺寸小、重量轻等优点。从而，本申请的匹配式幅度均衡器在尺寸较小的前提下，能够实现频率可调、衰减可调以及品质因数可调。

Description

匹配式幅度均衡器

技术领域

本实用新型属于微波技术领域，尤其涉及一种匹配式幅度均衡器。

背景技术

自十九世纪麦克斯韦电磁场理论建立以来，无线电技术已经深入到人类日常活动的各个领域，例如，作为无线电技术的研究对象——电磁波中的一个有限频带的微波，由于具备了似光性、穿透性和非电离性等诸多特殊性质，已在雷达、通信、医疗和食品等多个领域得到了巨大的应用。

均衡器在微波器件的应用中具有重要的地位，其可用于补偿微波信号输出的幅度的不平坦度。目前，很多均衡器采用波导或同轴线谐振器构造，但该种构造方式的均衡器往往由于太重太大而不适合应用于天线或小型雷达系统，尤其不适合于对重量、体积要求都很严格的宇航等级的器件或系统，从而在当前系统高度集中化和小型化的趋势下，该种采用波导或同轴线谐振器的构造、设计方法会逐渐失去其应用前景。为了减小均衡器的尺寸，目前采用全平面结构形式的微带谐振器来构造微带均衡器，但所构造的微带均衡器，一旦在其平面结构做好后，可调因素就很有限，例如不能方便地对均衡器所包括的特征指标：频率、衰减和品质因数等进行调节。

综上，构造一种在尺寸较小的前提下，能够方便地调节频率、衰减和品质因数等特征指标的微带均衡器成为该领域亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种匹配式幅度均衡器。通过在微带谐振器上加载电阻的构造方法，该匹配式幅度均衡器可在其尺寸较小的前提下，实现频率可调、衰减可调以及品质因数可调。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种匹配式幅度均衡器，包括：

电阻；

不少于一个的加载了所述电阻的微带谐振器；

耦合了所述微带谐振器的微带线。

优选的，所述电阻具体为薄膜电阻。

优选的，所述微带谐振器具体为微带枝节谐振器。

优选的，所述匹配式幅度均衡器，具体包括两个加载了所述薄膜电阻的微带枝节谐振器，其中：

所述薄膜电阻加载在所述微带枝节谐振器的枝节上。

优选的，所述微带谐振器具体采用薄膜基片制作而成。

本实用新型实施例提供的匹配式幅度均衡器包括了电阻、不少于一个的加载了所述电阻的微带谐振器以及耦合了所述微带谐振器的微带线。通过改变所述电阻的阻值及其在微带谐振器上的加载位置可以调节本实用新型的匹配式幅度均衡器的衰减以及品质因数，通过改变微带谐振器的尺寸可以调节匹配式幅度均衡器的频率，例如当所述微带谐振器采用微带枝节谐振器时，所述匹配式幅度均衡器的频率具体可通过改变微带枝节谐振器的枝节长度来改变；且在具体制作本实用新型的匹配式幅度均衡器时，可通过采用薄膜工艺的制作方案，例如具体采用薄膜电阻、薄膜基片等，来保证本实用新型的匹配式幅度均衡器具备尺寸小、重量轻等优点。

综上，本实用新型的匹配式幅度均衡器在尺寸较小的前提下，能够实现频率可调、衰减可调以及品质因数可调。

附图说明

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结解释如下：

键合：是指将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。

下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的匹配式幅度均衡器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的匹配式幅度均衡器的等效电路图；

图3是本实用新型实施例提供的将电阻加载在微带枝节谐振器的耦合端时的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的将电阻加载在微带枝节谐振器的中间时的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的双枝节设计方案的匹配式幅度均衡器的布局图；

图6是本实用新型实施例提供的利用薄膜工艺制作匹配式幅度均衡器的工艺流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种匹配式幅度均衡器，请参见图1，该匹配式幅度均衡器包括电阻100、不少于一个的加载了所述电阻的微带谐振器200以及耦合了所述微带谐振器的微带线300。

其中，电阻100具体采用薄膜电阻，微带谐振器200具体为图1中所示的微带枝节谐振器。

由以上所述可知，将加载了电阻的微带谐振器耦合到微带线上即可构成本实用新型的匹配式幅度均衡器，其在功能上相当于一谐振电路。请参见图2，图2示出了图1中匹配式幅度均衡器的等效电路，其中，Z₀为所述谐振电路的特性阻抗，C为谐振电路的等效电容，L为谐振电路的等效电感，R为谐振电路的等效电阻，同时为所述电阻100的阻值。

以上所述参数Z₀、C、L、R均与微带谐振器200的长度、宽度以及耦合距离有关。耦合因子β定义为谐振频率处的耦合电阻与微带谐振器200的外部阻抗之比，其中，所述谐振频率处的耦合电阻即为所述谐振电路的等效电阻R，所述外部阻抗即为所述谐振电路的特性阻抗Z₀，则耦合因子β为：

β = \frac{R}{{2 Z}_{0}} = \frac{S_{110}}{1 - S_{110}} = \frac{1 - S_{210}}{S_{210}} = \frac{S_{110}}{S_{210}} - - - (1),

式（1）中，S₁₁₀和S₂₁₀均为实数，分别反映匹配式幅度均衡器的反射和传输特性。耦合因子β为微带谐振器200和微带线300之间的距离的函数，同时，β也和匹配式幅度均衡器的不同的品质因数相关，且具体符合如下关系：

Q_u＝Q_L(1+β)＝βQ_ex（2），

其中，式（2）中的Q_U、Q_L和Q_ex分别表示匹配式幅度均衡器未载、负载以及外部的品质因数。

定义匹配式幅度均衡器的频率偏差为δ＝(f-f₀)/f₀，其中f为实际频率，f0为标称频率，则其输入阻抗可以写为:

Z_in＝Z₀+R/(1+j2Q_Uδ)（3），

归一化输入阻抗为(Z_in)_L＝Z_in/Z₀，如果归一化频率偏差为δ_L＝±1/(2Q_L)，则式（3）可变为：

(Z_in)L＝1+2β/[1±j(1+β)]（4），

根据微带理论，

S_21L＝2/[(Z_in)_L+1]（5），

其中，S_21L为归一化后的S₂₁，具体表示匹配式幅度均衡器的传输参数。

将式（4）带入得

由式（1）得S_21L与R的关系为

由式（7）可以看出，当在微带谐振器上加载电阻时，通过改变所述电阻100的阻值R即可以调节传输参数，这样就可以得到可调的衰减以及可调的品质因数。

申请人在研究分析及仿真的基础上发现，当改变所述电阻100的阻值时，匹配式幅度均衡器的频率不变，而驻波特性发生变化，随电阻值的增大，匹配式幅度均衡器的驻波特性会变好，这是因为当电阻值增大时，入射波能量在所述均衡器内部的损耗变大，于是反射波减小，从而衰减变小、品质因数变小。同时，申请人研究分析了电阻100在微带谐振器200上的加载位置对本实用新型的特征指标的影响，图3和图4分别示出了薄膜电阻在两种不同加载位置时，将微带枝节谐振器耦合到50Ω微带线上的布局，其中，图3中薄膜电阻加载在微带枝节谐振器的耦合端，图4中薄膜电阻加载在微带枝节谐振器的中间，两图中，Re表示电阻，Br表示微带枝节谐振器，Mt表示微带线。经研究发现，微带枝节谐振器对于加载在其耦合端的电阻的阻值变化比较敏感，即加载在耦合端的电阻阻值的变化对驻波特性的影响比调整加载在中间位置的电阻所带来的影响明显，而不论薄膜电阻加载在什么位置，其电阻值增大时，本实用新型的驻波特性都会变好，所以在基于本实用新型设计、制作均衡器时，需要将电阻的加载位置极其阻值结合起来考虑，根据电阻的不同加载位置选择不同的电阻值。

当改变微带谐振器的尺寸，如具体改变微带枝节谐振器的枝节长度时，本实用新型的匹配式幅度均衡器的频率发生变化，但此时衰减量保持不变。

综上，本实用新型实施例提供的匹配式幅度均衡器，通过改变所述电阻100的阻值及其在微带谐振器200上的加载位置可以调节本实用新型的匹配式幅度均衡器的衰减以及品质因数，通过改变微带谐振器200的尺寸可以调节该匹配式幅度均衡器的频率，例如当所述微带谐振器200采用微带枝节谐振器时，所述匹配式幅度均衡器的频率具体可通过改变微带枝节谐振器的枝节长度来改变；且在具体制作本实用新型的匹配式幅度均衡器时，可通过采用薄膜工艺的制作方案，例如具体采用薄膜电阻、薄膜基片等，来保证本实用新型的匹配式幅度均衡器具备尺寸小、重量轻等优点。

可见，本实用新型的匹配式幅度均衡器在尺寸较小的前提下，能够实现频率可调、衰减可调以及品质因数可调。

在本实用新型其他实施例中，为了使调幅达到比较好的匹配，在上述实施例的基础上，采用双枝节的设计方案设计均衡器，请参见图5，图5为双枝节设计方案下的匹配式幅度均衡器的布局图，该方案下，匹配式幅度均衡器包括微带线501、两个耦合在微带线上的微带枝节谐振器502、以及两个分别加载在所述两个微带枝节谐振器502上的电阻503。

同时为了保证匹配式幅度均衡器体积小、重量轻的优点，本实施例采用薄膜工艺的制作方案，即采用薄膜基片加载薄膜电阻的制作方案。具体地，电阻采用薄膜电阻，并通过仿真设计后将薄膜电阻、微带谐振器的薄膜电路制作在薄膜基片上一次成型，整体加工出来。

以下对利用薄膜工艺制作匹配式幅度均衡器的工艺流程进行介绍，请参见图6，其包括如下步骤：

S1：载板以及薄膜基片的准备。

S2：清洗。

具体地，对准备好的载板及薄膜基片进行清洗。

S3：将薄膜基片与载板进行烧结。

其中，本实施例采用金锡合金将薄膜基片与载板烧结成一体。

S4：清洗。

本步骤是对烧结好的薄膜基片、载板进行清洗。

S5：键合。

S6：测试。

S7：整理并清洁。

S8：筛选。

S9：成测。

采用薄膜基片制作的匹配式幅度均衡器，与传统的制作、设计方法相比，体积小、重量轻，同时由于薄膜基片在温度急剧变化时，其基片参数比较稳定，对产品即所述匹配式幅度均衡器的相位、幅度变化等参数影响很小，从而使匹配式幅度均衡器的可靠性得到了进一步的提高。在使用时，可直接将制作好的均衡器烧结在待调节的电路上，装配方便，且具备耐高温、耐腐蚀的优点，防盐雾、防霉菌的能力也大为提高。

综上，本实施例采用双枝节的设计方案，同时采用薄膜工艺的制作方案，可使调幅达到较好的匹配，以及可以把频带设计的很宽，带宽可达12GHz，实现了匹配式幅度均衡器不仅频率可调，而且衰减可调、品质因数可调：频率可以通过改变微带谐振器的尺寸来改变；衰减、品质因数可通过调节电阻的阻值及其在微带谐振器上的加载位置来改变。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种匹配式幅度均衡器，其特征在于，包括：

电阻；

不少于一个的加载了所述电阻的微带谐振器；

耦合了所述微带谐振器的微带线。

2.根据权利要求1所述的匹配式幅度均衡器，其特征在于，所述电阻具体为薄膜电阻。

3.根据权利要求2所述的匹配式幅度均衡器，其特征在于，所述微带谐振器具体为微带枝节谐振器。

4.根据权利要求3所述的匹配式幅度均衡器，其特征在于，具体包括两个加载了所述薄膜电阻的微带枝节谐振器，其中：

所述薄膜电阻加载在所述微带枝节谐振器的枝节上。

5.根据权利要求1~4任一项所述的匹配式幅度均衡器，其特征在于，所述微带谐振器具体采用薄膜基片制作而成。