一种超宽带的温度补偿电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域，特别是一种超宽带的温度补偿电路，可以应用到微博接收机中。

背景技术：

频率范围为2ghz～18ghz的微波前端模块，作为微波接收机的重要组成部分，其增益在高低温下的变化量，影响了微波接收机的性能。传统的温度补偿方法，是在微波链路中放置一个温补衰减器芯片，目前市面上的温度衰减器芯片，只适应2ghz～12ghz的频段范围，而在12ghz～18ghz频段内的温补效果差，导致微波前端模块在该频段内，高低温增益值差别大，严重影响了微波接收机在高低温下的灵敏度、动态范围等重要性能指标。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种超宽带的温度补偿电路。

本发明采用的技术方案如下：一种超宽带的温度补偿电路，包括两个热敏电阻、第一薄膜电阻、第二薄膜电阻、第三薄膜电阻、第四薄膜电阻、扼流线圈、两个隔直电容、pin二极管，所述两个热敏电阻并联后再与第四薄膜电阻串联形成第一电阻支路，所述第一电阻支路与第三薄膜电阻并联形成第二电阻支路，所述第二电阻支路与第一薄膜电阻串联连接，所述第二电阻支路和第一薄膜电阻的另一端分别接地和连接电压源，所述第二薄膜电阻依次串联连接扼流线圈、pin二极管再接地，所述第二薄膜电阻的另一端连接到第二电阻支路与第一薄膜电阻的连接结点上，所述两个隔直电容串联后连接到射频输入和射频输出之间，所述两个隔直电容之间的连接结点与扼流线圈、pin二极管之间的连接结点接通。

进一步的，所述扼流线圈选用锥形电感或绕线线圈。

进一步的，所述隔直电容选取微波芯片电容或微波宽带电容。

进一步的，所述pin二极管选取衰减器用pin二极管芯片。

进一步的，所述pin二极管适应2ghz～18ghz的工作范围。

进一步的，所述温度补偿电路应用到微波接收机的微波前端模块。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：采用本发明的技术方案，利用了负温度系数热敏电阻的阻值对温度的敏感性，以及利用了pin二极管的电阻值对正向电流的敏感性，设计了一个温度补偿电路。本发明应用到微波前端模块时，可以减少其高低温下的增益变化量，提高了微波接收机在高低温下的灵敏度、动态范围等重要性能指标。

附图说明

图1是本发明温度补偿电路原理图。

图2是实施例中温度补偿电路s参数计算模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

基于负温度系数热敏电阻器和pin二极管两种主要器材，通过精细化设计手段，应用微组装工艺实现的一种超宽带的温度补偿电路的设计方法，其原理图如图1所示，一种超宽带的温度补偿电路，包括两个热敏电阻rm、第一薄膜电阻r1、第二薄膜电阻r2、第三薄膜电阻r3、第四薄膜电阻r4、扼流线圈l1、两个隔直电容c1和c2、pin二极管，所述两个热敏电阻rm并联后再与第四薄膜电阻r4串联形成第一电阻支路，所述第一电阻支路与第三薄膜电阻r3并联形成第二电阻支路，所述第二电阻支路与第一薄膜电阻r1串联连接，所述第二电阻支路和第一薄膜电阻r1的另一端分别接地和连接电压源vc，所述第二薄膜电阻r2依次串联连接扼流线圈l1、pin二极管再接地，所述第二薄膜电阻r2的另一端连接到第二电阻支路与第一薄膜电阻r1的连接结点上，所述两个隔直电容c1、c2串联后连接到射频输入和射频输出之间，所述两个隔直电容c1、c2之间的连接结点与扼流线圈、pin二极管之间的连接结点接通，即两个隔直电容c1、c2、扼流线圈l1、pin二极管连接到一点。上述结构实现时，采用薄膜电阻工艺、微组装工艺，可通过调整薄膜电阻的阻值来适应不同的增益变化量需求，并可以应用到2～18ghz超宽频率范围。

为了适应2ghz～18ghz的超宽带的工作带宽，选取的扼流线圈，隔直电容，pin二极管均应能适应2ghz～18ghz的频段范围，实际应用中，扼流线圈可选取“锥形电感或绕线线圈”，隔直电容可选取“微波芯片电容或微波宽带电容”，pin二极管可选取“衰减器用pin二极管芯片(attenuatorpinchips)”。

本发明利用了负温度系数热敏电阻的阻值对温度的敏感性，以及利用了pin二极管的电阻值对正向电流的敏感性，通过合理的设计，将pin二极管看成一个衰减器。使该pin二极管的衰减量与温度关联起来。通常情况下，在没有温度补偿器设计的时，微波前端模块的增益值会随着温度的降低而升高，随着温度的升高而降低。故温度补偿电路的设计目标，就是使该pin二极管的衰减量随着温度的降低而升高，随着温度的升高而降低。从而实现温度补偿的功能。

定义pin二极管的衰减量为att，定义pin二极管的等效电阻为rd，定义pin二极管的正向电流为id。综合t型衰减网络的相关知识、pin二极管和负温度系数热敏电阻的固有特性，以温度补偿电路原理图，可得到如下公式：

故可得以下结论：

1)温度越高，热敏电阻的阻值rm越小。(根据热敏电阻产品手册可知)

2)热敏电阻的阻值rm越小，id的值越小。(根据温度补偿电路原理图可知)

3)id的值越小，rd的值越大。(根据pin二极管产品手册可知)

4)rd的值越大，att的值越小。(根据微波网络s参数的相关知识可知)

5)由于rd不随频率的变化而变化，故att的值与工作频率无关，因而该温度补偿电路可以适应2～18ghz的超宽带。

综上所述，本发明设计的温度补偿电路，实现了pin二极管的衰减量随着温度的升高而降低的目标。

其中一个具体的实施例：

在某微波前端模块中，选取mfs0404型负温度系数热敏电阻器和apd2220-000型pin二极管，并调整r1的阻值为714欧姆，r2的阻值为2700欧姆，r3的阻值为207欧姆，r4的阻值为50欧姆。c1和c2的容值取22pf的微波电容。l1可选取锥形电感。根据mfs0404型负温度系数热敏电阻和apd2220-000型pin二极管的产品资料，可知：

在温度为-55℃时，rm＝3479欧姆，计算可得id＝0.382ma，查资料可知rd＝50欧姆。

在温度为25℃时，rm＝100欧姆，计算可得id＝0.160ma，查资料可知rd＝100欧姆。

在温度为80℃时，rm＝20.5欧姆，计算可得id＝0.114ma，查资料可知rd＝170欧姆。

将温度补偿电路建立s参数计算模型，如图2所示。

通过微波网络相关知识，或ads仿真计算，可知在2ghz～18ghz频段内，

在-55℃时，rd＝50欧姆，温度补偿电路的s21＝-3.5db。

在25℃时，rd＝100欧姆，温度补偿电路的s21＝-2db。

在80℃时，rd＝170欧姆，温度补偿电路的s21＝-1db。

该温补电路的衰减量，随着温度的升高而降低，且不随工作频率的变化而变化，从而实现了2ghz～18ghz超宽带温度补偿的功能。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。