一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块的制作方法
【专利摘要】一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，采用分腔、收腔结构及隔墙实现，并且在两级数控衰减器中加入适当增益的线性放大器，大大的改善了放大衰减模块的动态范围。射频链路采用多芯片级联，合理分配链路增益，结构上通过分腔、收腔处理，保证射频链路的电磁兼容性能。本发明解决了传统Ka频段放大衰减模块动态范围小的问题，本发明模块工作频段宽达20-30GHz、动态范围大可以达到63dB、衰减精度高达0.5dB，可以广泛应用于测控通信系统之中。
【专利说明】一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，采用分腔、收腔结构及微波单片实现，属于射频信号控制领域。
【背景技术】
[0002]国内外厂商在数控衰减领域做了很多工作。在较低频段(Ku频段以下)，国内外很多厂商如AD公司、Hittite公司、中电13所、中电55所等均有多款产品；而在Ka频段，由于频段较高，相关产品很少，且其器件的动态范围较窄，均小于等于31dB。
[0003]传统的放大衰减模块采用两级数控衰减器级联的方式实现，但由于其隔离度不够，导致无法实现较大的动态范围，且受到腔体的影响导致衰减精度较差。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服传统Ka频段放大衰减模块动态范围小的不足，提出一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，采用分腔、收腔结构及隔墙实现，并且在两级数控衰减器中加入适当增益的线性放大器，大大的改善了放大衰减模块的动态范围，实现Ka频段宽频带大动态高精度放大衰减模块，该模块工作频段宽(20-30GHZ)、动态范围大(可以达到63dB)、衰减精度高(0.5dB)，可以广泛应用于测控通信系统之中。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，包括上表面(101)、下表面(102)、左表面(103)，右表面(104)，前表面(105)和后表面(106)，前表面(105)、后表面(106)和下表面(102)为完整光滑表面，左表面(103)和右表面(104)正中间位置各设置一个直径为1.8mm通孔，上表面(101)沿与通孔平行方向的中心线设置直线槽，槽深4mm，与左表面(103)、右表面(104)的通孔相连，上表面(101)的直线槽中依次设置空腔深度与直线槽深度相同的第一矩形空腔(2)、第二矩形空腔(3)、第三矩形空腔(4)、第四矩形空腔(5)、第五矩形空腔(6)和第六矩形空腔(7)，第一矩形空腔(2)、第三矩形空腔(4)和第五矩形空腔(6)结构相同且尺寸均为7mmX8mm，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)结构相同且尺寸为8mmX20mm，通孔靠近左表面(103) —侧设置射频信号输入插座，通孔靠近右表面(104) —侧设置射频信号输出插座，直线槽中设置连接输入插座和输出插座的射频信号传输线，第一矩形空腔(2)中设置第一级数控衰减器连接于射频信号传输线上，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)中分别设置第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙，第三矩形空腔(4)中设置线性放大器，第五矩形空腔
[6]中设置第二级数控衰减器，射频信号通过靠近左表面(103)的信号输入插座输入到第一级数控衰减器，第一级数控衰减器将输入的射频信号衰减成O?31.5dB动态、0.5dB步进精度的射频信号通过隔墙对电磁场中高次模分量的抑制后送至线性放大器，线性放大器对送来的射频信号进行放大后经第二隔墙再次对电磁场中高次模分量的抑制后送至第二级数控衰减器，第二级数控衰减器将送来的射频信号进行31.5?63dB动态、0.5dB步进精度衰减通过第三隔墙送至靠近右表面(104)的信号输出插座输出O?63dB动态范围、0.5dB步进精度的射频信号。
[0006]所述连接输入插座和输出插座的射频信号传输线为rogers5880板材，板厚
0.254mm的焊接微波印制板。
[0007]所述下表面(102)的四个角各设置一个突出的用于固定螺钉的安装孔。
[0008]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0009](I)本发明与现有放大衰减模块相比具有工作频带宽、动态范围大、衰减精度高等优点。
[0010](2)本发明Ka频段大动态高精度放大衰减模块采用多芯片级联，合理分配链路增益，结构上通过分腔、收腔处理，保证射频链路的电磁兼容性能。
[0011](3)本发明实现结构简单，易于加工，无需调试，可以实现批量化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的Ka频段大动态高精度放大衰减模块底部视角立体结构图；
[0013]图2为本发明的Ka频段大动态高精度放大衰减模块底部左侧45度视角立体结构图；
[0014]图3为本发明的Ka频段大动态高精度放大衰减模块结构剖面图；
[0015]图4为本发明的Ka频段大动态高精度放大衰减模块电路原理图；
[0016]图5为本发明的Ka频段大动态高精度放大衰减模块功能分布图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的基本思路为利用两片Ka频段数控衰减器级联，并在级间加入放大器来提高射频链路的动态范围，利用三个隔墙增强芯片之间的隔离度，使足够弱的衰减信号能够继续实现衰减。最终实现大动态、高精度放大衰减模块。
[0018]本发明一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，包括上表面101、下表面102、左表面103，右表面104，前表面105和后表面106，整体结构材料为黄铜，四角用螺钉固定，整体结构尺寸为66mmX33mmX22mm(不包括四角的安装孔)。结构前表面、后表面、下表面为完整光滑表面，在左表面、右表面正中间位置各打直径为1.8_通孔一个，用来安装射频信号输入插座和输出插座。结构上表面开直线槽，槽深4mm,与左、右两个侧表面的通孔相连，槽中焊接微波印制板作为射频信号传输线，印制板为rogers5880板材，板厚0.254mm。
[0019]本发明克服传统Ka频段放大衰减模块动态范围小的不足，提出一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，整体如图1、图2所示。采用分腔、收腔结构及隔墙实现，结构剖面图如图3所示，并且在两级数控衰减器中加入适当增益的线性放大器，大大的改善了放大衰减模块的动态范围，实现Ka频段宽频带大动态高精度放大衰减模块，电路原理图和功能分布图如图4、图5所示。该模块工作频段宽(20-30GHZ)、动态范围大(可以达到63dB)、衰减精度高(0.5dB)，可以广泛应用于测控通信系统之中。
[0020]在上表面直线槽中再开六个矩形腔，腔深与槽深相同。其中，从左到右第一矩形空腔、第三矩形空腔、第五矩形空腔为一种腔，腔尺寸为7mmX8mm;第二矩形空腔、第四矩形空腔、第六矩形空腔为另一种腔，腔尺寸为8mmX20mm。
[0021]射频信号通过左侧表面射频输入信号插座输入进放大衰减模块，经微波印制板进入第一个矩形空腔，腔内为第一级数控衰减器，信号经数控衰减器实现31.5dB动态、0.5dB步进精度衰减。衰减后的信号进入第二个矩形空腔，腔内装隔墙，实现对电磁场中高次模分量的抑制，减小相邻两个矩形腔(即第一、三两个腔)信号干扰。信号经过隔墙进入第三个矩形空腔，腔内为线性放大器，实现对信号的放大功能，放大后的信号经过第四个矩形空腔(腔内装隔墙，与第二个矩形腔作用相同)进入第五个矩形空腔，腔内为第二级数控衰减器，信号经数控衰减器实现31.5dB动态、0.5dB步进精度衰减，该动态范围与第一级数控衰减器动态范围叠加，共63dB动态范围。信号经过第六个矩形空腔(腔内装隔墙，与第二、四矩形腔作用相同)后通过右侧射频信号输出插座输出，实现对输入射频信号63dB动态范围、0.5dB步进精度的放大衰减控制。
[0022]本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
【权利要求】
1.一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，其特征在于:包括上表面(101)、下表面(102)、左表面(103)，右表面(104)，前表面(105)和后表面(106)，前表面(105)、后表面(106)和下表面(102)为完整光滑表面，左表面(103)和右表面(104)正中间位置各设置一个直径为1.8mm通孔，上表面(101)沿与通孔平行方向的中心线设置直线槽，槽深4mm，与左表面(103)、右表面(104)的通孔相连，上表面(101)的直线槽中依次设置空腔深度与直线槽深度相同的第一矩形空腔(2)、第二矩形空腔(3)、第三矩形空腔(4)、第四矩形空腔(5)、第五矩形空腔(6)和第六矩形空腔(7)，第一矩形空腔(2)、第三矩形空腔(4)和第五矩形空腔(6)结构相同且尺寸均为7_X8mm，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)结构相同且尺寸为8mmX 20mm，通孔靠近左表面(103) —侧设置射频信号输入插座，通孔靠近右表面(104) —侧设置射频信号输出插座，直线槽中设置连接输入插座和输出插座的射频信号传输线，第一矩形空腔(2)中设置第一级数控衰减器连接于射频信号传输线上，第二矩形空腔(3)、第四矩形空腔(5)和第六矩形空腔(7)中分别设置第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙，第三矩形空腔(4)中设置线性放大器，第五矩形空腔(6)中设置第二级数控衰减器，射频信号通过靠近左表面(103)的信号输入插座输入到第一级数控衰减器，第一级数控衰减器将输入的射频信号衰减成O~31.5dB、0.5dB步进精度的射频信号通过隔墙对电磁场中高次模分量的抑制后送至线性放大器，线性放大器对送来的射频信号进行放大后经第二隔墙再次对电磁场中高次模分量的抑制后送至第二级数控衰减器，第二级数控衰减器将送来的射频信号进行31.5~63dB、0.5dB步进精度衰减通过第三隔墙送至靠近右表面(104)的信号输出插座输出O~63dB动态范围、0.5dB步进精度的射频信号。
2.根据权利要求1所述的一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，其特征在于:所述连接输入插座和输出插座的射频信号传输线为rogers5880板材,板厚0.254mm的焊接微波印制板。
3.根据权利要求1所述的一种Ka频段大动态高精度放大衰减模块，其特征在于:所述下表面(102)的四个角各设置一个突出的用于固定螺钉的安装孔。
【文档编号】H03H17/00GK103956988SQ201410188610
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】才博, 王雁翔, 张广栋, 刘德喜 申请人:北京遥测技术研究所, 航天长征火箭技术有限公司