[发明专利]超小型微波宽带可调移相衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及集成化的可调衰减和移相电路，应用于小型化收发微波模块中不同通道间的幅度和相位一致性调整，也可应用在微波放大模块、雷达接收前端等的幅度衰减和相位调整上。

背景技术

伴随着雷达系统中相控阵技术的不断发展，对雷达前端大量应用的微波收发模块的体积、性能、成本等方面上提出了更高的要求。由于相控阵主要是依靠成百甚至上千收发模块的幅度加权和相位变化来达到电扫的目的。因此微波收发模块的重要性能指标之一就是不同微波模块之间的幅度和相位一致性。由于器件和装配工艺的离散型，一致性指标往往不甚理想。因此迫切需要对幅度和相位一致性进行调整的电路。从最初的离散SMT元件工艺、固定的衰减电路、移相电路发展到后来的小型化基于MMIC固定衰减芯片和移相芯片。在微波收发模块的实际应用中，尤其是在对体积和性能有较高要求的情况下，传统固定衰减器、移相器的微波收发模块已经无法满足性能、体积和成本要求。

发明内容

针对上述问题，申请人经过研究改进，本发明提出了一种超小型微波宽带可调移相衰减器，不但可以应用在小型化的微波收发模块上，也可用于微波放大电路、接收前端等需要幅度和相位调整的电路中，在宽带范围下实现微波信号小驻波、可调幅度衰减(DC-22GHz)，实现小型化微波模块可调相位调整(X波段)，同时可实现对微波模块的幅度和相位可调衰减和移相。

本发明的技术方案如下：

一种超小型微波宽带可调移相衰减器，包括介质基板和设置在其上的移相网络、衰减器以及微波信号输入输出端口，在所述介质基板上的左侧设置有一个微波信号输入端口，所述微波信号输入端口和第一20°的移相网络的上端相连，所述第一20°的移相网络的右侧布置有0°的移相网络，在所述0°的移相网络的上方分别布置有-20°的移相网络、-40°的移相网络和-60°的移相网络，所述0°的移相网络的右侧布置有第二20°的移相网络，所述第二20°的移相网络的上端和一个微波信号输出端口相连，在所述第一20°的移相网络旁边放置有一个1dB的衰减器，在所述第二20°的移相网络的旁边放置有一个0.5dB的衰减器，在所述0°的移相网络、-20°的移相网络、-40°的移相网络和-60°的移相网络的旁边分别放置有一个2dB的衰减器。

其进一步的技术方案为：所述第一20°的移相网络与0°的移相网络之间设置有另一个微波信号输入端口，所述第二20°的移相网络与0°的移相网络之间设置有另一个微波信号输出端口。

其进一步的技术方案为：所述介质基板为无源GaAs介质基板。

本发明的有益技术效果是：

本发明将可调衰减电路和移相电路按照微波理论进行综合简化，通过电路仿真、建模和3D电磁场仿真，最终得到超小型高性能的宽带可调衰减移相器的结构。将不同档位的衰减器和移相器进行交叉紧密布局，既能保证衰减态小的附加相位偏差，又可保证调相态小的插入损耗。可同时满足不同频段、不同应用范围的微波模块和电路的幅度和相位调整用。

附图说明

图1是本发明的布局构成图。

图2是0dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图3是0.5dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图4是1dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图5是1.5dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图6是2dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图7是2.5dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图8是3dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图9是3.5dB衰减态的实现图(0°移相态下)。

图10是不同衰减态的输入输出电压驻波比。

图11是不同衰减态的衰减值。

图12是不同衰减态的附加移相值。

图13是40°移相态的实现图。

图14是20°移相态的实现图。

图15是0°移相态的实现图。

图16是-20°移相态的实现图。

图17是-40°移相态的实现图。

图18是-60°移相态的实现图。

图19是不同移相态的输入输出电压驻波比。

图20是不同移相态的移相值。

图21是不同移相态的插入损耗值。

图22是2.5dB衰减、-40°移相的实现图。

图23是2.5dB衰减、-40°移相输入输出电压驻波比。

图24是2.5dB衰减、-40°移相的衰减值。