[发明专利]基于双螺旋谐振器和缺陷地结构的小型化均衡器

说明书

本发明公开了基于双螺旋谐振器和缺陷地结构的小型化均衡器，该均衡器采用基于双螺旋谐振器的缺陷地结构，能量吸收采用贴片电阻，其包括微带层、介质层和金属层，微带层、介质层和金属层从上到下依次层叠；微带层包括设置在微带线两端的第一端口和第二端口，介质层包括介质基板，金属层包括金属板，金属板上蚀刻有第一螺旋、第二螺旋、第三螺旋、第四螺旋、第一螺旋和第三螺旋相交处和第二螺旋和第四螺旋相交处，第一螺旋和第三螺旋相交处和第二螺旋和第四螺旋相交处组成蚀刻直槽，吸收电阻设置在蚀刻直槽的中部；该均衡器的谐振结构相比于传统的枝节谐振器，尺寸大大减少，参数灵活可调，设计简单快捷，并且可以根据需要增加单元数量。

技术领域

本发明涉及功率器件技术领域，具体而言，涉及基于双螺旋谐振器和缺陷地结构的小型化均衡器。

背景技术

增益均衡器是一种对输入信号功率在频段内按照一定要求进行衰减的微波器件。其作用主要是用于调整功率放大器的输出功率，使之满足后级的行波管放大器的功率输入要求，从而达到所需要的工作状态。增益均衡器根据传输线形式的不同，这里将增益均衡器分类，主要有平面结构的微带型和基片集成波导，立体结构的同轴和波导型。

立体结构的波导型和同轴型均衡器都是使用谐振腔和吸波材料并联在主传输线上构成陷波器，然后将若干个陷波器级联起来构成立体腔体型均衡器，陷波器的衰减量、谐振频率、回波损耗分别通过调整吸波材料的位置以及多少、谐振腔尺寸、耦合窗的位置及大小来控制。平面结构的微带型和基片集成波导其主要原理与非平面腔体结构类似，也由主传输线和谐振吸收结构组成。区别在于：微带型和基片集成波导型的谐振单元分别由微带枝节和基片集成波导谐振器组成，谐振腔体积更小，便于平面集成；能量吸收采用电阻吸收，对比吸波材料来说吸收量多少更容易控制。

平面结构的微带型增益均衡器形式多样、加工简便以及成本较低所以广泛应用于工程实践之中。现今工程中需求功能越来越多样，并且集成度也越来越高，为满足工程需求均衡器小型化一直以来是研究的热点。

双螺旋作为一种左手单元已经作为传输线被广泛研究，在此基础上发展出的双螺旋谐振器(DSRs，Double spiral resonators)具有高Q值和小尺寸两种非常不错的特性，使得可以设计成微带型均衡器，解决了微带型均衡器Q值小以及尺寸较大的缺点。

缺陷地(DGS,Defected Ground Structure)结构是在微带线金属接地板上刻蚀出图形，以扰乱接地板上电流分布，从而改变微带线的分布电感和分布电容，具有类似光子带隙(PBG)的限波特性，呈现出慢波效应和宽阻带特性。微波器件运用DGS可以获得常规技术无法实现的小型化和高性能，具有构造紧凑、制作简单、体积小等优点，现在DGS已应用于小体积高性能的天线、谐振器、振荡器、滤波器、功分器、耦合器、放大器。

将谐振单元作为缺陷地的蚀刻图案是一种新型的均衡器设计方向。

发明内容

本发明的目的在于提供基于双螺旋谐振器和缺陷地结构的小型化均衡器，其相比于传统的枝节谐振器，尺寸大大减少，参数灵活可调，设计简单快捷，并且可以根据需要增加单元数量。

本发明的实施例是这样实现的：

基于双螺旋谐振器和缺陷地结构的小型化均衡器，其小型化均衡器的谐振结构采用蚀刻双螺旋图案的缺陷地结构，能量吸收采用贴片电阻，其包括微带层、介质层和金属层，微带层、介质层和金属层从上到下依次层叠；所述微带层作为传输主线且位于小型化均衡器的顶层外表面，所述微带层输入、输出为50欧姆的微带线。

在本发明较佳的实施例中，上述微带层包括设置在微带线两端的第一端口和第二端口，所述介质层包括介质基板，所述金属层包括金属板，所述金属板上蚀刻有在中间位置共用蚀刻直槽的第一双螺旋谐振器图案和第二双螺旋谐振器图案，所述第一双螺旋谐振器图案和第二双螺旋谐振器图案关于蚀刻直槽对称设置且与蚀刻直槽一起构成完整的蚀刻结构，在蚀刻直槽内还设置有吸收电阻。