[發明專利]組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器

無效

• 申請號: 201210589457.1
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103066946A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 戴永勝;李旭;韋晨君;郭風英;陳建鋒;范小龍;吳迎春;吳建星;馮辰辰;顧家;李雁;方思慧;鄧良;施淑媛;羅鳴;朱丹;陳龍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H03H11/24
• 分類號: H03H11/24
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種應用于相控陣雷達、智能天線、毫米波通信、微波導航、制導、遙測遙控、衛星通信以及軍事電子對抗等多種領域的電子部件，是一種低插入相移大控制線性范圍的超寬帶數字/模擬兼容式可調衰減器集成電路。

背景技術

基于GaAs的組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器是一種主要用于相控陣雷達、智能天線、毫米波通信、微波導航、制導、遙測遙控、衛星通信以及軍事電子對抗等多種領域的電子部件。在超寬帶微波毫米波頻段的控制電路中，微波毫米波衰減器是主要控制電路之一，可調衰減器主要被應用于：1)?自動損失控制(ALC)組件的寬頻增益控制塊；2)寬頻帶脈沖調制器；3)寬頻帶無反射單刀單擲(SPST)開關；4)寬頻矢量調制器；5)寬頻帶自動增益控制(AGC)放大器。MMIC(單片微波集成電路)電壓控制可調衰減器擁有小型化，輕量級，高成品率，低成本等特點，并且簡單易用，功率耗散低。鑒于上述應用，可調衰減器應具有大的動態范圍和低的插入相移，這引起了社會的廣泛關注，這種衰減器在工作頻率范圍內具有很好的相位平坦度。數字衰減器線性度好，功率容量大，衰減控制電路簡單精確。目前衰減器的研究主要集中在模擬衰減器和數字衰減器之間，然而，近年來模擬和數字兼容式衰減器受到越來越多的關注。

描述模式/數字兼容式可調衰減器產品性能的主要技術指標有：1）工作頻率帶寬；2）衰減位數；3）控制線性度；4）衰減精度；5）衰減步進；6）最小插入損耗；7）各衰減態相移；8）各衰減態輸入和輸出端電壓駐波比；9）各態轉換速度；10）電路尺寸；11）承受功率；12）總衰減量；13）各電路之間電性能的一致性等。

由于設計采用的電路拓撲和工藝實現途徑的缺陷，尤其對頻帶寬、衰減量大的應用需求時，一般衰減器通常電性能指標難以滿足要求。主要缺點有：1）電路拓撲結構復雜；2）控制線性度差；3）偏置電路復雜；4）工作頻帶窄；5）衰減精度低；6）各衰減態之間相位差大，即信號幅度變化時，伴隨著的信號相位變化大；7）各衰減態的輸入和輸出端電壓駐波比差別大；8）受工藝控制參數影響，電路間電性能一致性較差；9）電路尺寸較大；10）設計難度大；11）工藝加工難度大；12）隔離度低，尤其各衰減態之間的相位差大是諸多同類產品的共同缺點，這限制了該類產品在相控陣雷達系統和許多先進的通信系統及武器系統中的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可控連續或步進衰減變化，并且擁有動態范圍大，拓撲結構簡單、偏置電路簡潔、控制線性度好、隔離度高、信號失真小、衰減相移小、衰減精度高、輸入和輸出端口電壓駐波比小、工作頻帶寬、電路尺寸小、兼容模擬式和數字式、便于采用現在的微波單片集成電路工藝技術進行大批量生產等特點的組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器集成電路。

實現本發明目的的技術解決方案是：一種組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器，如圖1所示，是由控制電路和組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減網絡電路兩部分結構組成。如圖1所示，整個電路結構包括控制場效應晶體管和衰減PIN二極管，金屬薄膜電阻，植入離子電阻，隔離電容和扼流電感。為了達到很好的微波性能，使芯片小型化，需要很好地考慮場效應晶體管的轉換結構，加工條件，電路布局以及結構排版。連通通道和分流通道有相同的控制信號，不需要另外的直流相關電路，所以電路結構得到了簡化。連通衰減和分流衰減的總控制電壓是通過串并聯電阻分壓來提供的。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：1、電路拓撲簡單，衰減量可以通過數字和模擬電壓進行控制改變；2、設計簡單，由于電路拓撲簡單，因而不僅設計比同類產品簡單的多，而且產品的綜合電性能指標比同類產品更優；3、由于電路拓撲簡單使得電路結構簡單、緊湊，制造中工藝難度遠比同類產品要求低；4、電性能改善大，該衰減器各衰減態插入損耗小，相移小，衰減精度高，輸入和輸出端電壓駐波比小，工作頻帶寬；5、溫度穩定性高；6、電路尺寸小；7、控制簡單，使用方便；7、可采用集成電路工藝大批量生產。

附圖說明?????

圖1是本發明的組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器電路框圖。

圖2是本發明的組合并聯分壓式控制數字/模擬可變衰減器電路拓撲結構示意圖。

圖3是本發明的六位控制電壓超寬帶組合并聯分壓式數字/模擬可變衰減器電路拓撲結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。