Pin二极管电路和pin二极管衰减器的制造方法_2

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分简短描述正交混合电路的操作。
[0028]假定正交混合电路QC101在第一端口 A提供有RF功率,并且第三端口 C和第四端口 D是匹配的,并且正交混合电路基本上是无损的。在这种情况下,将隔离第二端口 B,并且流入第一端口 A的功率将在第三端口 C与第四端口 D之间均匀划分。
[0029]因此,常规PIN 二极管衰减器的操作易于从如下事实得出:从RF观点,PIN 二极管基本上是通过正向电压所控制的电压相关电阻器。相应地,将从正交混合电路QC101的端口 A转发到端口 B的RF功率量能够通过DC电压偏置来控制,从而引起经过第一 PIN 二极管D101和第二 PIN 二极管D102的DC电流,其降低二极管的RF电阻。
[0030]但是,实际非理想PIN 二极管呈现一些波动,从而使PIN 二极管衰减器对DC偏置是敏感的,此外PIN 二极管的温度漂移对PIN 二极管的有效RF电阻具有大影响。
[0031]常规PIN 二极管衰减器与偏置电压的相关性在图2中清楚地示出。在这个图中,偏置电压相对于常规PIN二极管衰减器101的回波损耗来绘制,参见图1。这个图2示出具有三个不同PIN 二极管(其由于本征波动而呈现不同特性)的PIN 二极管衰减器的产生的性能。实线201示出具有标称PIN 二极管的常规PIN 二极管衰减器101。虚线202和虚线203各对应于具有波动特性的不同PIN 二极管。最小回波损耗的位置的差别指示这个电路的严重偏置相关性。因此,这个常规PIN二极管衰减器101要求DC偏置电压的广泛微调,以便实现给定的偏置电压电平的期望衰减。这个常规PIN 二极管衰减器的另一个缺点在于,在最小回波损耗,相移发生。因此,由于特性的小漂移将引起严重相移的事实,不可能将电压偏置放置在最小回波损耗点。
[0032]图3中,公开一般表示为301的PIN 二极管电路的一实施例。PIN 二极管电路301包括RF输入302,其经由第一 DC阻断电路B301耦合到第一结点J301。这个DC阻断电路可包括串联电容器,以便提供RF输入302相对第一结点J301的良好DC隔离。相应地,DC阻断电路B301防止第一结点J301处的DC偏置使RF输入302偏置。
[0033]PIN 二极管电路301还包括经由第一 DC馈电电路B302耦合到第一结点J301的恒压源DC301,其中恒压源DC301配置成对第一结点J301进行DC电压偏置。DC馈电电路B302可包括串联电感,其防止RF功率进入恒压源DC301。
[0034]PIN 二极管电路301还包括第一 PIN 二极管D301,其中,其阳极耦合到第一结点J301,并且其阴极经由第二 DC阻断电路B303耦合到第二 PIN 二极管D302的阳极。第二PIN 二极管D302的阴极配置成耦合到PIN 二极管电路301的地电位。
[0035]PIN 二极管电路301还包括可调电压源DC302,其经由第二 DC馈电电路B304耦合到第二结点J302。第二结点J302经由第一电阻器Z301耦合到第一 PIN 二极管D301的阴极,第二结点J302还经由第二电阻器Z302耦合到第二 PIN 二极管D302的阳极。
[0036]现在将在以下段落中使用多种不同情形简要说明PIN二极管电路301的操作。假定恒压源DC301配置成在第一结点J301提供第一 DC偏置。这个DC偏置可以是第一和第二 PIN 二极管D301、D302中的每个的期望的正向电压降的至少两倍。
[0037]在第一情形中,假定可调电压源DC302调整成在第二结点J302提供地电位。第二结点J302处的这个地电位使电压降基本上等于第一 PIN 二极管D301上的第一 DC电压偏置,从而使其充当低电阻电阻器。但是,第二结点J302处的地电位还引起第二 PIN 二极管D302上基本上零伏的电压降。因此,第二 PIN 二极管D302基本上没有被正向偏置。相应地,第二 PIN 二极管充当高电阻电阻器。
[0038]由此,当第二结点J302处于地电位时,没有到地的RF通路存在。这种情况在图4中在第一点401中示出,第一点401指可调电压源DC302的RF电阻相对于DC偏置电压的图中的第一偏置电压。在这个图中,虚线402用来示出第二 PIN 二极管D302的RF电阻,以及虚线404用来示出第一 PIN 二极管D301的RF电阻。第一和第二 PIN 二极管D30UD302的RF电阻的总和在这个图中以实线403示出。RF电阻403的这个总和是PIN 二极管电路301的RF输入到地之间的有效RF电阻。因此,在第一点401的DC偏置电压,第一 PIN 二极管D301的RF电阻是低的,而第二 PIN 二极管D302的RF电阻是高的。相应地,第一和第二PIN 二极管的RF电阻的总和是高的,从而引起到地的高电阻通路。
[0039]在第二情形中,假定可调电压源DC302调整成在图4中的第二点405所示的第二结点J302提供高电位。这个高电位可接近恒压源DC301所引起的第一结点J301处的电位。第二结点J302处的这个高电位使电压降在第一 PIN 二极管D301上基本上等于零,从而使其充当高电阻电阻器。但是,第二结点J302处的高电位还使第二 PIN 二极管D302上的电压降基本上等于第一结点J301处的高电位。因此,第二 PIN 二极管D302呈现低RF电阻。这种第二情形在图4中在第二点405示出。相应地,从PIN 二极管电路301的RF输入到地的RF电阻的总和在这种第二情形中也是高的。
[0040]现在在第三情形中,可调电压源DC302调整成在第二结点J302提供DC电压偏置,其可接近第一结点J301处的电位的一半。这个电位在第一和第二 PIN 二极管D301、D302中的每个上引起第一结点J301处的电压电位的大约一半的电压降。因此,第一和第二 PIN二极管D301、D302的RF电阻是低的,从而还使RF电阻的总和是低的。这种第三情形在图4在第三点406示出,第三点406指第一点401与第二点405之间的偏置电压。
[0041]图4中,添加接近第三点406的小区域的插图,以通过使用电阻的线性轴来示出PIN 二极管电路301中的RF电阻之间的关系。
[0042]在一个实施例中,第三点406可位于第一点401与第二点405之间的间隔中间。
[0043]因此,RF输入与PIN 二极管电路301的地电位之间的RF电阻能够通过调整可调电压源DC302来调整。RF电阻的总和在图4中示为实线403。实线403呈现相对于DC偏置电压的极好性质。
[0044]PIN 二极管电路301的一个特别有益特征在于,与其他电路相比,这个电路对第一PIN 二极管D301和第二 PIN 二极管D302的本征波动不太敏感。通过注意流经第一 PIN 二极管D301的DC电流几乎与流经第二 PIN 二极管D302的电流无关(并且反过来也是一样),能够了解这个有益特征。这个无关性来自通过可调电压源DC302对第二结点J302的DC偏置。
[0045]在PIN 二极管电路的一个实施例中,第一电阻器Z301和第二电阻器Z302各为50欧姆。这个电阻可用于连接到RF输入的50欧姆的传输线阻抗。
[0046]现在将参照图5来描述PIN 二极管衰减器501的一实施例。PIN 二极管衰减器501包括RF输入端口 502和RF输出端口 503。PIN 二极管衰减器501还包括正交混合电路504,其具有连接到RF输入端口 502的第一端口 A以及连接到RF输出端口 503的第二端口Bo正交混合电路第三端口 C连接到第一 PIN 二极管电路301,并且第四端口 D连接到第二PIN 二极管电路301。
[0047]PIN 二极管衰减器501的操作易于使用来自涵盖PIN 二极管电路301的操作的段落的说明来说明。第一和第二 PIN 二极管电路301中的每个的可调电
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