一种应用于dc至特高频的mic衰减器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于包括：接地结构、薄膜电阻网络结构、特征阻抗匹配微带线，其中薄膜电阻网络结构又包括两个直通电阻R、两个对地电阻R1；所述接地结构是四分之一准扇形开路微带线；两个直通电阻R的一端与两个对地电阻R1的一端连接在一起组成十字交叉镜像结构的薄膜电阻网络结构，两个直通电阻R的另一端分别与微波信号输入端和微波信号输出端的阻抗匹配微带线相连，两个对地电阻的另一端分别与接地结构相连。本发明实现了对宽频带微波信号能量的均匀吸收，对工作带宽内各频率微波信号衰减值相同，同时可以将带宽内任意频率的反射信号降至极低水平，实现良好匹配。
【专利说明】—种应用于DC至特高频的MIC衰减器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于DC(低频)至特高频的MIC(Microwave IntergratedCirciut)衰减器,属微波元器件设计领域。
【背景技术】
[0002]MIC衰减器是微波链路增益调配和改善级联模块电压驻波比非常灵活有效的手段，在目前微波整机设计中被广泛采用。
[0003]传统MIC衰减器，由于组成衰减器的直通电阻与对地电阻之间存在微带过渡线所以需要进行匹配设计，制约了衰减器的频带宽度和带内特性，以3dB衰减器为例:频率范围较窄绝对带宽24GHz (4.4至28.8GHz)，带内幅度平坦度1.15dB，且尺寸较大3mmX5.5mm。同时，组成衰减器对地电阻的通过打孔形式接地，且打孔需要满足微波单机MIC片设计工艺要求不能就近打孔，必须满足孔边缘距电阻0.5mm距离要求，直接造成衰减器带内幅频特性变差，且频率越高、衰减量越大幅频特性越差，影响高频宽带微波单机使用。无法实现整机调试阶段微波旁路功能，灵活性较差。
【发明内容】
[0004]本发明的主要内容是:克服现有技术的不足，提出了一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，通过直通电阻与对地电阻直接连接形成的十字交叉镜像对称结构实现了小尺寸、超宽带特性，同时对地电阻接地通过扇形开路线进行接地，减少接地孔距离电阻较远引入的寄生参数的影响，拓展了工作频带。
[0005]本发明的技术解决方案是:
[0006]一种应用于DC至特高频的MIC衰减器包括:接地结构、薄膜电阻网络结构、特征阻抗匹配微带线，其中薄膜电阻网络结构又包括两个直通电阻R、两个对地电阻Rl ；
[0007]两个直通电阻R的一端与两个对地电阻Rl的一端连接在一起组成十字交叉镜像结构的薄膜电阻网络结构，两个直通电阻R的另一端分别与微波信号输入端和微波信号输出端的阻抗匹配微带线相连，两个对地电阻的另一端分别与接地结构相连。
[0008]所述两个接地结构完全相同，均是四分之一波长准扇形开路微带线，准扇形开路微带线由梯形微带线和长方形微带线组成，梯形微带线平行宽边与长方形微带线宽边长度相等且相连。
[0009]所述接地结构中的准扇形微带线电长度均为工作带宽中心频率对应波长的四分
之一 O
[0010]所述薄膜电阻网络结构两直通电阻R阻值相同，均为薄膜电阻；所述两接地电阻Rl阻值相同，均为薄膜电阻。
[0011]所述直通电阻R的宽度与特征阻抗匹配微带线宽度相同。
[0012]所述对地电阻Rl的宽度与准扇形开路微带线中的梯形微带线平行窄边宽度相同。[0013]所述特征阻抗匹配微带线为50欧。
[0014]所述薄膜电阻网络通过将两个直通电阻相连微带线采用等宽度金带压焊连接后实现微波短路。
[0015]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0016](I)相对于传统MIC衰减器的组成电阻之间都存在针对不同使用频段进行匹配的微带传输线段，本发明采用十字交叉镜像对称拓扑形式，减小尺寸并实现超宽带特性，针对不同频段匹配段，尺寸小，带宽能覆盖DC频段至EHF频段微波产品，可作为标准电路直接应用，适用性强，成本低，工程应用价值高。
[0017](2)本发明改变传统MIC衰减器通过打孔接地直接拓展工作频带的方式，本发明将对地电阻接地通过渐变λ/4开路线接地，消除由于打孔接地引入的过多寄生参量影响，通过合理调整渐变λ/4开路线的长度与末端宽度，实现了对宽频带微波信号能量的均匀吸收，同时可以将带宽内任意频率的反射信号降至极低水平，消除更高频段自激，从而达到良好宽带匹配效果，同时本发明无需打孔接地，简化了生产流程、减少生产环节，从而压缩成本，而且提高可靠性；同时，不会引入一些不必要的寄生效应，从而使带内幅频特性改善。
[0018](3)本发明可以多级不同衰减量级联进行组合，从而实现一定范围的增益调节，使得整机增益调节简单灵活；同时本发明的薄膜电阻网络通过将两个直通电阻相连微带线采用等宽度金带压焊连接后实现微波短路，所以多级本发明衰减器连接后可以灵活实现衰减量调节。
[0019](4)本发明相对于传统的芯片衰减器，无需密封且更易于MIC其它电路实现无缝对接，提高可靠性，降低成本；同时，本发明在实现上采用最基本的薄膜电阻，形式简单，且工艺成熟，很好的产品实现性，本发明的超宽带紧凑特性具有普遍使用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明微波电路结构示意图；
[0021]图2为传统π型微带薄膜衰减器在1-25GHZ的反射损耗和插入损耗图；
[0022]图3为本发明在2-50GHZ衰减量4dB的反射损耗和插入损耗图。
[0023]图4为本发明在2-50GHZ衰减量2dB的反射损耗和插入损耗图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述。
[0025]如图1所示，一种应用于DC至特高频的MIC衰减器包括:接地结构、薄膜电阻网络结构、50欧姆特征阻抗匹配微带线Ztl，其中薄膜电阻网络结构又包括两个直通电阻R、两个对地电阻Rl ；
[0026]两个直通电阻R的一端与两个对地电阻Rl的一端连接在一起组成十字交叉镜像结构的薄膜电阻网络结构，两个直通电阻R的另一端分别与微波信号输入端和微波信号输出端的阻抗匹配微带线相连，两个对地电阻的另一端分别与接地结构相连。
[0027]两个接地结构完全相同，均是四分之一波长准扇形开路微带线，准扇形开路微带线由梯形微带线和长方形微带线组成，梯形微带线平行宽边与长方形微带线宽边长度相等且相连。[0028]接地结构中的准扇形微带线电长度均为工作带宽中心频率对应波长的四分之一。
[0029]薄膜电阻网络结构两直通电阻R阻值相同，均为薄膜电阻；所述两接地电阻Rl阻值相同，均为薄膜电阻。
[0030]直通电阻R的宽度与特征阻抗匹配微带线宽度相同。
[0031]对地电阻Rl的宽度与准扇形开路微带线中的梯形微带线平行窄边宽度相同。
[0032]特征阻抗匹配微带线为50欧。
[0033]薄膜电阻网络通过将两个直通电阻相连微带线采用等宽度金带压焊连接后实现微波短路。
[0034]超宽带接地结构的准扇形开路微带线电长度为工作带宽中心频率所对应的四分之一波长，从与对地电阻相连窄边等效为短路，电路得到简化。
[0035]互连薄膜电阻网络电阻R和Rl可由以下方法计算得到:
[0036]假设电路输入输出端口匹配回波损耗等于零，输入输出端口阻抗Ztl (通常为50欧姆)。直通电阻R输出端得到负载阻抗A = Ztl，输入端直通电阻输入口阻抗Zin = Z0，可以等到电阻R和Rl的公式。
[0037]假设衰减器的衰减值S21为已知，电阻阻值R和Rl可以通过下式解出:
[0038]
【权利要求】
1.一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于包括:接地结构、薄膜电阻网络结构、特征阻抗匹配微带线，其中薄膜电阻网络结构又包括两个直通电阻R、两个对地电阻Rl ； 两个直通电阻R的一端与两个对地电阻Rl的一端连接在一起组成十字交叉镜像结构的薄膜电阻网络结构，两个直通电阻R的另一端分别与微波信号输入端和微波信号输出端的阻抗匹配微带线相连，两个对地电阻的另一端分别与接地结构相连。
2.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述两个接地结构完全相同，均是四分之一波长准扇形开路微带线，准扇形开路微带线由梯形微带线和长方形微带线组成，梯形微带线平行宽边与长方形微带线宽边长度相等且相连。
3.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述接地结构中的准扇形微带线电长度均为工作带宽中心频率对应波长的四分之一。
4.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述薄膜电阻网络结构两直通电阻R阻值相同，均为薄膜电阻；所述两接地电阻Rl阻值相同，均为薄膜电阻。
5.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述直通电阻R的宽度与特征阻抗匹配微带线宽度相同。
6.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述对地电阻Rl的宽度与准扇形开路微带线中的梯形微带线平行窄边宽度相同。
7.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述特征阻抗匹配微带线为50欧。
8.根据权利I所述的一种应用于DC至特高频的MIC衰减器，其特征在于:所述薄膜电阻网络通过将两个直通电阻相连微带线采用等宽度金带压焊连接后实现微波短路。
【文档编号】H01P1/22GK103972625SQ201410217006
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】马美霞, 张翼, 张波, 徐辉, 王毅, 袁国靖, 胡顺平 申请人:西安空间无线电技术研究所