一种微波信号传输中的幅度均衡器的制作方法

1.本实用新型涉及一种微波器件，尤其是一种微波传输信号强度均衡器件。


背景技术：

2.在航空航天、通信、雷达和电子对抗等领域使用的微波信号在传输过程中，由于选用的电路元器件在制作工艺中不可避免地存在着参数误差，这些元器件安装在电路后经多级累加误差积累，往往造成最终的输出信号幅度波动过大，元器件一致性差，不能满足工作频带内幅度平坦度的要求，给设备调试及应用带来诸多不便。为此，必须在宽带收发电路中添加适宜的幅度均衡器，用于改善宽带电路幅频响应的平坦度。均衡器是微波功率模块中的关键部件，它的使用影响着整个系统的性能，且需求量大，因此，从均衡理论的提出到后续器件的不断改进，不同结构、不同性能的均衡器研发一直没有停步，低插损、小型化的设计也成为研究的热点。
3.幅度均衡器主要分为集总参数型、同轴型、波导型和集成传输线型四种。其中，集总参数型受元器件寄生参数的影响，一般只能用于低频段，同轴型和波导型适用于大功率高频段的应用，但质量和体积较大，不利于系统集成。集成传输线型均衡器以体积小、质量轻、结构简单、制造方便和成本低得到广泛应用，其中又多以电阻加微带枝节型均衡器为主。这种均衡器以多级串联的滤波模块为基础组成的，由于多级串联，造成均衡器体积较大，生产成本高，精确设计难度较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种微波信号传输系统中的幅度均衡器，这种幅度均衡器参数一致性好、体积小、插损小、均衡性能优越。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一种微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述幅度均衡器包括基板、微带电路层、接地层、信号输入端和信号输出端，所述微带电路层和接地层分别设置在基板的两面；所述微带电路层包括多个并联的谐振微带，各谐振微带平行间隔排列，其一端串接电阻后连接于信号传输线上，另一端接地；所述谐振微带为溅射在基板上的导电层或金属箔层，形状为条状；所述信号输入线为溅射在基板上的导电层或金属箔层，形状亦为条状；接地层为溅射在基板另一侧的导电层或金属箔层，谐振微带的接地通过贯穿于基板的通孔连接于接地层上。
7.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，相邻谐振微带的空间设置方向相反。
8.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述基板采用陶瓷基板或树脂基板。
9.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述基板的厚度为0.2mm
‑
1mm。
10.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述谐振微带的条状长度为1
‑
5mm，宽度为0.1mm
‑
1.0mm，对应的电容范围为0.1ppf
‑
2000pf，电感范围为0.1nh
‑
1000nh。
11.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述电阻4的阻值为1
‑
100ω。
12.上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，所述信号输入线5为特征阻抗50欧姆线宽上述微波信号传输系统中的幅度均衡器，工作频率为0.1
‑
60ghz。
13.有益效果
14.本实用新型通过将幅度均衡器中的谐振微带错杆折叠并联设计，大幅度减小了产品尺寸，并降低了插损；利用微带电路层和接地层之间形成谐振器所需的寄生参数；通过调节基板厚度尺寸、调节谐振微带的宽度和长度来实现所需的微电容、微电感数值；通过调节溅射电阻的宽度和长度可以得到所需的电阻数值。本实用新型幅度均衡器的产品指标可以通过软件仿真调整尺寸设计参数来实现，并且易于批量生产，因此，本实用新型幅度均衡器设计便捷，参数一致性好，性能稳定，这对批量制造模块化的产品至关重要，也为下游用户设计微波传输产品奠定了基础。
15.本实用新型的幅度均衡器对信号的衰减量小于传统均衡器，例如当均衡器在频率为7ghz时，均衡器对信号的衰减为1.3db，输入输出驻波小于1.35，均衡器在2
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7ghz工作频段内均衡量为4.5db，因此，本实用新型具有良好的均衡性能。
附图说明
16.图1是本实用新型的电原理图；
17.图2是本实用新型幅度均衡器的结构示意图(本实施例以五阶为例)；
18.图3是本实用新型的a
‑
a剖视图。
19.图中各标号分别表示为：1、信号输入端，2、谐振微带，3、通孔，4、电阻，5、信号传输线，7、信号输出端，8、基板，9、微带电路层，10、接地层、11、信号输入接地端，12、信号输出接地端(信号输入输出端可互换)。
具体实施方式
20.图1
‑
3给出了由五个谐振微带构成的幅度均衡器，所述幅度均衡器包括基板8、微带电路层9、接地层10、信号输入端1和信号输出端11，所述微带电路层9和接地层10分别设置在基板层8的正反面；所述微带电路层包括多个并联的谐振微带，各谐振微带平行间隔排列，其一端串接电阻4后连接于信号传输线5上，另一端接地；所述谐振微带为溅射在基板上的导电层，形状为条状；所述信号输入线为溅射在基板上的导电层，形状亦为条状；接地层10为溅射在基板另一侧的导电层，谐振微带的接地通过贯穿于基板的通孔3连接于接地层10上。
21.本实用新型中的谐振微带2采用了错杆折叠并联，所谓错杆折叠并联是指谐振微带的设置方向相反，这样可以消除谐振微带之间产生的有害的寄生阻抗，当然也可以采用其他并联方式，比如同向设置谐振微带，同样也能实现减少空间尺寸的目的。
22.图1、图2给出的幅度均衡器中，谐振微带的数目为5个，在用于产品下游的电路设计时，谐振微带的数目可以根据信号传输电路的工作频率、对信号衰减的要求、以及对均衡量的要求，在1
‑‑
9之间选择。
23.本实用新型采用的基板，可采用半导体材料，如硅片基板、al2o3陶瓷基板、ain陶瓷基板，等等。这类材料稳定性好，金属附着力强，可以减小环境因素对滤波器选频特性的影响，进而保证滤波器的带外抑制能力不受干扰。
24.基板选定后，通过半导体刻蚀工艺、光刻、溅射等一系列工艺制出所需要的电路图形，即可制备完成。
25.所述基板的厚度影响换能元件的参数，同时也会影响幅度均衡器的强度，一般可在数值0.2
‑
1mm间选择。
26.本实用新型微带电路层中的导电条，与接底层或相邻之间的导电条构成了平板电容器，假设导电条的宽度为b，长度为a，则容值c由下述公式计算：
27.c＝e*s/d，式中，d为基板厚度，单位为m，e为基板介质的介电常数，s为导电条面积，a为导电条的长度，b为导电条的宽度，s＝a*b，单位m2,电容c的单位为f,因此，调节导电条的尺寸，可以调整导电条的容值。
28.本实用新型中的导电条之间也构成了感值微小的电感，其感值取决于导电条的长度与间距，假设l为导电条电感,a为导电条的长度，b为导电条的宽度，则电感的计算公式如下：
29.l＝2a*(in(2a/b)+0.5+0.2235*b/a)nh。
30.本实用新型所述谐振微带的条状长度为1
‑
5mm，宽度为0.1
‑
1.0mm，对应的电容范围为0.1ppf
‑
2000pf，电感范围为0.1nh
‑
1000nh。
31.本实用新型所述电阻4的阻值为1
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100ω。电阻4主要成分为氮化钽tan。
32.本实用新型中所述信号输入线6的宽度为0.2mm，为50ω线。