[发明专利]一种W波段的高精度低插损低附加相移的数控衰减器

说明书

本发明公开了一种W波段的高精度低插损低附加相移的数控衰减器，包括：依次串联的电感L1、0.5dB衰减单元、1dB衰减单元、电感L2、4dB衰减单元、8dB衰减单元、2dB衰减单元、电感L3、16dB衰减单元和电感L4；电感L4的输出端并联有接地电容C0；0.5dB、1dB和2dB衰减单元采用简化的T型衰减单元；4dB衰减单元采用普通的π型衰减单元；8dB和16dB衰减单元采用具有相移补偿作用的π型衰减单元；各衰减单元中的开关采用双极型晶体管；每个衰减单元分配有一个用于切换衰减态和参考态的控制信号；4dB、8dB和16dB衰减单元内分别添加有反相器以产生与各自控制信号电平相反的反向控制信号。

技术领域

本发明属于射频集成电路领域，具体涉及一种W波段的高精度低插损低附加相移的数控衰减器。

背景技术

衰减器作为一种幅度控制电路，主要用于相控阵系统中。传统的衰减器结构主要包括分布式衰减器和开关内嵌式衰减器。分布式衰减器的基本结构如图1所示，该种类型的衰减器不存在串联寄生效应。但是由于需要用到大量传输线，因此需要占用较大面积，不利于电路集成。开关内嵌式衰减器主要包括T型衰减结构与π型衰减结构，如图2所示。通常来讲，T型衰减结构与π型结构的衰减范围都比较大，但是由于场效应管自身作为开关的非理想效应，使得衰减单元会有较大的插入损耗与附加相移。

此外，现有的衰减器主要用于W波段以下的频率范围，因此使用MOS管便可实现开关的功能。但是随着电路系统对于更高频段需求的增加，各种电路模块均开始研究W及以上波段的应用。对于数控衰减器来讲，当频率很高时，插入损耗与附加相移均会恶化甚至达到不可控范围，同时衰减精度也会变差，导致高频段数控衰减器的研究成本提高。

因此，如何设计出针对W波段的性能较优的数控衰减器，是当前一个热点的研究方向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种W波段的高精度低插损低附加相移的数控衰减器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种W波段的高精度低插损低附加相移的数控衰减器，包括：

依次串联的电感L1、0.5dB衰减单元、1dB衰减单元、电感L2、4dB衰减单元、8dB衰减单元、2dB衰减单元、电感L3、16dB衰减单元和电感L4；

其中，所述电感L4的输出端并联有接地电容C0；所述0.5dB衰减单元、所述1dB衰减单元和所述2dB衰减单元采用简化的T型衰减单元；所述4dB衰减单元采用普通的π型衰减单元；所述8dB衰减单元和所述16dB衰减单元采用具有相移补偿作用的π型衰减单元；各衰减单元中的开关采用双极型晶体管；

每个衰减单元分配有一个用于切换衰减态和参考态的控制信号；所述4dB衰减单元、所述8dB衰减单元和所述16dB衰减单元内分别添加有反相器以产生与各自控制信号电平相反的反向控制信号。

在本发明的一个实施例中，所述简化的T型衰减单元，包括：

双极型晶体管Q1、电阻R1和电阻R2；

其中，所述双极型晶体管Q1的基极连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接该简化的T型衰减单元的控制信号CTRL；所述双极型晶体管Q1的集电极连接在该简化的T型衰减单元的信号输入端IN和信号输出端OUT之间，且该简化的T型衰减单元的所述信号输入端IN和所述信号输出端OUT直接相连；所述双极型晶体管Q1的发射极连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地。

在本发明的一个实施例中，所述普通的π型衰减单元，包括：

双极型晶体管Q2～Q5、电阻R3～R8；其中，