宽带微型幅度均衡器、构造方法及系统与流程

本发明涉及幅度均衡器技术领域，具体地，涉及一种宽带微型幅度均衡器、构造方法及系统。

背景技术：

幅度均衡器在雷达的发射与接收或者各种新型功率部件如微波功率模块中都发挥着重要作用。随着各种军事装备的技术发展，要求均衡器有更大的带宽，更小的尺寸，更小的驻波。通常各种发射接收模块、功放，毫米波功率模块都有不同程度的幅度不平坦，需要功率均衡器去改善。

提供一种设计方法，提高均衡器的工作带宽(100mhz～4000mhz,40个倍频程)，提高工作频率(集总参数提高到4000mhz)和缩小体积(21.1mm×14.1mm×7.5mm)，采用集中参数和分布参数混合的方式来实现。

目前功率均衡器是无源的，无源功率均衡器按形式分有集总参数型与分布参数型(集成传输线型)两种。集总参数型由电容、电感、电阻等集总元器件构成，并不适用于高频段，集总参数均衡器的优点包括体积小、重量轻。缺点是：频率较低。分布参数型包括微带、带状线等，分布均衡器优点包括：稳定性好、加工方便等。缺点是：频率需要较高。

专利文献cn205681454u公开了一种幅度均衡器，该幅度均衡器包括谐振点调节模块和电压调节模块，其中，谐振点调节模块包括变容二极管，电压调节模块与谐振点调节模块连接，调节作用于变容二极管上的电压，从而改变变容二极管的电容，进一步调节幅度均衡器的谐振点。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种宽带微型幅度均衡器、构造方法及系统。

根据本发明提供的一种宽带微型幅度均衡器，包括：电感l1、电感l2、电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及电阻r4；

所述电感l1的一端与电容c1的一端相连；

所述电感l1的另一端与电阻r1的一端相连；

所述电阻r1的另一端与电阻r3的一端相连；

所述电容c1的另一端与电阻r1的另一端相连；

所述电阻r2的一端与电阻r1的一端相连；

所述电阻r2的另一端与电阻r3的一端相连；

所述电阻r3的一端与电阻r4的一端相连；

所述电阻r4的另一端与电感l2的一端、电容c2的一端相连；

所述电感l2的另一端、电容c2的另一端接地。

根据本发明提供的一种宽带微型幅度均衡器构造方法，采用宽带微型幅度均衡器，包括：

步骤s1：根据集总参数和分布参数均衡器构造控制信息，获取集总参数和分布参数均衡器构造结果信息；

步骤s2：根据集总参数和分布参数均衡器构造结果信息，构造混合均衡器，获取混合均衡器构造结果信息；

步骤s3：根据混合均衡器构造结果信息，构造电感的微带等效电路，获取电感的微带等效电路构造结果信息；

步骤s4：根据电感的微带等效电路构造结果信息，采用谐振树枝来替代lc并联谐振，获取谐振树枝来替代lc并联谐振结果信息；

步骤s5：根据谐振树枝来替代lc并联谐振结果信息，获取版图生成结果信息。

优选地，所述步骤s2包括：

步骤s2.1：采用混合方式设计均衡器，计算出集总参数的电阻、电感、电容的参数，获取集总参数的电阻信息、集总参数的电感信息、集总参数的电容信息。

优选地，所述步骤s3包括：

步骤s3.1：用微带的高阻抗线、阻抗线低阻抗线来实现串联电感；

所述步骤s4包括：

步骤s4.1：微波传输线并联谐振器采用以下任意一种：

-半波长开路线；

-1/4波长短路。

优选地，所述步骤s4包括：

步骤s4.2：采用1/4波长短路线来替代lc并联谐振。

优选地，所述步骤s5包括：

步骤s5.1：生成尺寸为15mm×11mm的印制板。

根据本发明提供的一种宽带微型幅度均衡器构造系统，包括：

模块m1：根据集总参数和分布参数均衡器构造控制信息，获取集总参数和分布参数均衡器构造结果信息；

模块m2：根据集总参数和分布参数均衡器构造结果信息，构造混合均衡器，获取混合均衡器构造结果信息；

模块m3：根据混合均衡器构造结果信息，构造电感的微带等效电路，获取电感的微带等效电路构造结果信息；

模块m4：根据电感的微带等效电路构造结果信息，采用谐振树枝来替代lc并联谐振，获取谐振树枝来替代lc并联谐振结果信息；

模块m5：根据谐振树枝来替代lc并联谐振结果信息，获取版图生成结果信息。

优选地，所述模块m2包括：

模块m2.1：采用混合方式设计均衡器，计算出集总参数的电阻、电感、电容的参数，获取集总参数的电阻信息、集总参数的电感信息、集总参数的电容信息；

所述模块m3包括：

模块m3.1：用微带的高阻抗线、阻抗线低阻抗线来实现串联电感；

所述模块m4包括：

模块m4.1：微波传输线并联谐振器采用以下任意一种：

-半波长开路线；

-1/4波长短路。

优选地，所述模块m4包括：

模块m4.2：采用1/4波长短路线来替代lc并联谐振。

优选地，所述模块m5包括：

模块m5.1：生成尺寸为15mm×11mm的印制板。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用集中参数和分布参数混合的设计方法，利用均衡器分布参数型的高频特性和集中参数型的低频特性，进行合理设计消除集中参数特性在高频率恶化的影响；

2、本发明在高频区域充分利用分布参数特性来实现超宽带的幅度均衡器；

3、本发明通过合理构造来实现了集总参数均衡器和分布参数均衡器方式各自技术的不足，实现混合式幅度均衡器构造。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构原理示意图。

图2为本发明分布参数均衡器示意图。

图3为本发明高低阻抗线的结构原理示意图。

图4为本发明并联谐振等效原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-4所示，一种宽带微型幅度均衡器构造方法如下：

1、集总参数和分布参数均衡器

集总参数构成的均衡器的元件主要是电感，电容和电阻；

电阻、电容的耦合形式比较适合低频信号，寄生的参数就比较小，并且这种结构的带宽也比较宽，参数可调性更优。但当频率更高以后就要考虑电感、电容的寄生效应了。

分布参数构成的幅度均衡器的元件主要是微带线的谐振树枝和电阻连接分支，如图2：

图2是一种典型的微带线形式均衡器，这种结构对于低频，由于频率比较低，尺寸就比较大，而且带宽超过几个倍频程的时候，需要的谐振枝节就比较多，枝节多就会增加插损和恶化阻波，而且尺寸就会变大。

2、混合均衡器设计步骤

根据设计要求，采用混合方式设计均衡器，第一步计算出集总参数的电阻、电感、电容的参数：

r1＝58.3ω；r2,r3＝50ω；r4＝96.3ω；

l1＝1.16nh；c1＝1.36ph；

l2＝7.67nh,c2＝0.21ph；

3、电感的微带等效电路

电感l1由于电感值比较小，从电路可知，电感是串联在电路中的，要实现电路的电感的串联效应，用微带的高、低阻抗线来实现串联电感。

图3示出一段长度为l的高阻抗线，它的阻抗很高，导带宽度甚窄，若l<<λ，(l为高阻抗线长度，λ为最高频率的波长)，则可近视等效为一个集总元件串联电感，其电抗是：

xl＝ωl＝z0sin(2πl/λe)≈2πlz0/λe；

xl为感抗，其单位是ω；l为高阻抗线长度，单位是mm；z0为高阻抗阻抗值，单位是ω；λe:在等效波长，单位是mm；l为电感值，单位是h；

通过公式计算，要有1.3nh电感，高阻抗100欧姆的情况下，信号走的相位为16.25度，换算相应的长度。

其中均衡器中的c1还是采用集总元件，通过改变电容的大小可以抵消其他集总元件的分布参数及微调均衡器的均衡曲线。

4、谐振树枝来替代lc并联谐振

微波传输线并联谐振器可以是半波长开路线和1/4波长短路，这里为了缩小体积，采用1/4波长短路线来替代lc并联谐振；

长λ/4的短路线可以等效为并联谐振回路。

线的阻抗近似计算入下公式：

z0≈1/4πcf0；

z0为高阻抗阻抗值，单位是ω；c为电容值，单位是f；l为电感值，单位是h；f0为谐振频率，单位为hz。

5、版图生成

根据仿真后，最终生成印制板，印制板尺寸15mm×11mm。

6、均衡器加工测试

根据实物加工后进行微调，调整电阻和容值大小等。

经过实物测试结果可以看到，插入损耗小于1db,均衡量大于5db，印制板尺寸15mm×11mm，满足了大宽带小型化的需求。

集总参数和分布参数均衡器混合设计，并均衡器进行实物测试。该均衡器具有驻波小，体积小，大宽带等优点。根据这种方法，可以设计出带宽更宽，频率更高的小型化均衡器。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。