基于薄膜电路的小型化微带均衡器

1.本发明涉及微波无源器件技术领域，具体涉及一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器。


背景技术：

2.微波宽带收发组件广泛运用于电子对抗、相控阵雷达等技术领域，它在工作频带内的幅频特性是一个很重要的性能检验指标。特别是发射前端往往是由多级放大器、滤波器等器件集成而成，由于当前工艺技术以及设计能力的限制，器件的幅频特性在工作频带内很难保持完全一致。在通过多级微波器件集成后，整个发射前端在工作频带内的幅频特性会出现不可避免的波动，无法满足实际工程使用需求。针对此问题，在微波宽带发射前端的适当位置加入相反波动的增益均衡器，有效改善幅频特性，实现较为平坦的幅频响应，满足实际工程使用需求。
3.均衡器根据传输线结构的不同，分为波导型、同轴型和微带型均衡器。波导型和同轴型均衡器同属于腔体结构，具有耐受功率大，可调性较强等优点，但存在结构复杂、体积大、重量轻等缺点，不利于小型化设计；微带型均衡器虽耐受功率比腔体结构均衡器，但它设计比较便捷，且具有重量轻、体积小，易于与mmic等单片集成。
4.传统均衡器存在以下一些问题：第一，传统均衡器的介质基板通常采用聚四氟乙烯，该材料在高、低温储存和高低温循环后容易出现较大的热胀冷缩，直接影响均衡器的正常稳定工作；第二，均衡器的吸收电阻采用贴片电阻，经过高、低温储存和高低温循环后，容易损坏，直接影响均衡器电路的正常稳定工作；第三，谐振单元是均衡器的基本单元，传统均衡器的谐振单元的谐振枝节通常为直线型，导致均衡器尺寸较大，不利于系统的小型化集成，降低系统的可靠性，而且多为单级谐振单元，无法满足宽频带大均衡量的需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器，结构简单，面积小，驻波性能优良，易于集成。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器，包括输入传输线、输出传输线、匹配传输线、第一谐振单元、第二谐振单元和介质基板，所述匹配传输线的两端分别与所述输入传输线和所述输出传输线水平连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端口，匹配传输线弯曲形状为s形逆时针旋转90
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，所有的传输线结构为微带线结构；所述第一谐振单元由第一吸收电阻和第一微带开路谐振枝节组成，第二谐振单元由第二吸收电阻和第二微带开路谐振枝节组成，所述第一吸收电阻的第一端和第二吸收电阻的第一端与所述匹配传输线连接，所述第一吸收电阻的第二端与所述第一微带开路谐振枝节的第一端连接，第一微带开路谐振枝节弯曲形状为反s形逆时针旋转90
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，所述第二吸收电阻的第二端与所述第二微带开路谐振枝节的第一端连接，第二微带开路谐振枝节弯曲形状为反s形顺时针旋转90
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7.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用对温度变化不敏感的薄膜电路工艺，有效地解决了介质材料和吸收电阻在高、低温存储和高低温循环后无法正常稳定工作的问题；本发明将匹配传输线和开路谐振枝节弯曲设计，同时兼顾了微带线之间的间距，均衡器面积比直线型传统型均衡器小60％，微带线金属层均匀分布在薄膜基板上，达到结构简易、尺寸面积小、便于集，且提高了器件的可靠性和驻波性能优良等效果；可以有效改善宽带频率响应不平稳特性。
附图说明
8.图1是本发明基于薄膜电路的小型化微带均衡器的结构示意图。
具体实施方式
9.如图1所示，一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器，包括输入传输线1、输出传输线2、匹配传输线3、第一谐振单元、第二谐振单元和介质基板8，所述匹配传输线3的两端分别与所述输入传输线1和所述输出传输线2水平连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端口，匹配传输线弯曲形状为s形逆时针旋转90
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，所有的传输线结构为微带线结构；所述第一谐振单元由第一吸收电阻4和第一微带开路谐振枝节6组成，第二谐振单元由第二吸收电阻5和第二微带开路谐振枝节7组成，所述第一吸收电阻4的第一端和第二吸收电阻5的第一端与所述匹配传输线连接，所述第一吸收电阻4的第二端与所述第一微带开路谐振枝节6的第一端连接，第一微带开路谐振枝节6弯曲形状为反s形逆时针旋转90
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，所述第二吸收电阻5的第二端与所述第二微带开路谐振枝节7的第一端连接，第二微带开路谐振枝节弯曲形状为反s形顺时针旋转90
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10.所述匹配传输线、微带开路谐振枝节弯曲设计，比传统直线型面积小60％。
11.进一步的，所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5均为薄膜电阻。
12.进一步的，所述介质基板8为氧化铝材料的薄膜基板。
13.进一步的，所述介质基板8厚度为2英寸。
14.进一步的，微带线的金属层分布在薄膜基板上，金属层厚度保持一致。
15.进一步的，微带线间距大于薄膜基板厚度的6倍。
16.进一步的，所述输入传输线1和输出传输线2采用特征阻抗为50ω的微带传输线。
17.本发明旨在提供一种结构简易、能实现大均衡量、能够改善宽带频率响应高低起伏情况的均衡器，采用对温度变化不敏感的薄膜电路工艺，解决了均衡器由于介质材料和吸收电阻在高、低温存储和高低温循环后无法正常工作的问题，和现有技术尺寸大、结构复杂、可靠性低以及均衡量小等问题。
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
19.实施例
20.结合图1，一种基于薄膜电路小型化微带均衡器，包括50ω输入传输线1、50ω输出传输线2、匹配传输线3、第一吸收电阻4、第二吸收电阻5、第一微带开路谐振枝节6、第二微带开路谐振枝节7和介质基板8。匹配传输线3的两端分别与50ω输入传输线1的第一端和50
ω第二传输线2的第一端水平连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端口，第一吸收电阻4的第一端与第二吸收电阻5的第一端分别与匹配传输线3连接，第一吸收电阻4的第二端和第一微带开路谐振枝节6的第一端连接构成第一谐振单元，第二吸收电阻5的第二端和第二微带开路谐振枝节7的第一端链接构成第二谐振单元。
21.输入传输线1和输出传输线2采用特征阻抗为50ω的微带传输线，第一吸收电阻4和第二吸收电阻5采用薄膜工艺制作的薄膜电阻，用于调节均衡量，介质基板8为氧化铝材料的薄膜基板，微带线金属层均匀分布在薄膜基板上。
22.均衡器由两级谐振单元级联构成，匹配传输线3、第一微带开路谐振枝节6和第二微带开路谐振枝节7弯曲设计，并保证了微带线之间的间距大于0.05λ，λ为介质基板内的微波信号行波波长，避免线间耦合，第一微带开路谐振枝节6和第二微带开路谐振枝节7的长度为1/4λ。


技术特征：
1.一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，包括输入传输线(1)、输出传输线(2)、匹配传输线(3)、第一谐振单元、第二谐振单元和介质基板(8)，所述匹配传输线(3)的两端分别与输入传输线(1)和输出传输线(2)水平连接构成主传输线，并作为微波信号的输入、输出端口，匹配传输线弯曲形状为s形逆时针旋转90
°
，所有的传输线结构为微带线结构；所述第一谐振单元由第一吸收电阻(4)和第一微带开路谐振枝节(6)组成，第二谐振单元由第二吸收电阻(5)和第二微带开路谐振枝节(7)组成，所述第一吸收电阻(4)的第一端和第二吸收电阻(5)的第一端与所述匹配传输线连接，所述第一吸收电阻(4)的第二端与所述第一微带开路谐振枝节(6)的第一端连接，第一微带开路谐振枝节(6)弯曲形状为反s形逆时针旋转90
°
，所述第二吸收电阻(5)的第二端与所述第二微带开路谐振枝节(7)的第一端连接，第二微带开路谐振枝节弯曲形状为反s形顺时针旋转90
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。2.根据权利要求1所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，所述第一吸收电阻(4)、第二吸收电阻(5)均为薄膜电阻。3.根据权利要求1所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，所述介质基板(8)为氧化铝材料的薄膜基板。4.根据权利要求3所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，所述介质基板(8)厚度为2英寸。5.根据权利要求3所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，微带线的金属层分布在薄膜基板上，金属层厚度一致。6.根据权利要求5所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于，微带线间距大于薄膜基板厚度的6倍。7.根据权利要求1所述的基于薄膜电路的小型化微带均衡器，其特征在于：所述输入传输线(1)和输出传输线(2)采用特征阻抗为50ω的微带传输线。

技术总结
本发明公开了一种基于薄膜电路的小型化微带均衡器，包括输入传输线、输出传输线、匹配传输线、第一谐振单元、第二谐振单元和介质基板，输入传输线与输出传输线分别与匹配传输线的两个端口水平连接构成主传输线，作为微波信号的输入、输出端，匹配传输线弯曲成S形；第一谐振单元、第二谐振单元由薄膜电阻、微带开路谐振枝节构成，并加载于匹配传输线两侧，微带开路谐振枝节弯曲成S形。本发明采用对温度变化不敏感的薄膜电路工艺，解决了均衡器由于介质材料和吸收电阻在高、低温存储和高低温循环后无法正常工作的问题，以及现有技术尺寸大、结构复杂、可靠性低以及均衡量小等问题。可靠性低以及均衡量小等问题。可靠性低以及均衡量小等问题。


技术研发人员：林庆庆 朱伟强 陆锦辉 牛佳伟
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2020.04.07
技术公布日：2021/10/11