[實(shí)用新型]一種微波衰減器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220193937.1
• 申請(qǐng)日: 2012-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202564519U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/22
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/22;B81B7/00
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是利用微機(jī)械開(kāi)關(guān)控制微波衰減器多個(gè)吸收電阻的接入，通過(guò)接入不同阻值吸收電阻的排列組合，實(shí)現(xiàn)不同的衰減量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)微波信號(hào)功率的目的，屬于微電子器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在射頻系統(tǒng)中，微波衰減器由于可以在寬頻帶內(nèi)對(duì)微波功率進(jìn)行衰減控制，消除多級(jí)微波放大電路各級(jí)之間輸出功率的不匹配，增加系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，因此有著十分重要的作用。微波衰減器針對(duì)多級(jí)微波放大電路中前級(jí)放大電路輸出功率與后級(jí)放大電路輸入功率的不匹配，通過(guò)使用吸收電阻等阻抗元件構(gòu)成衰減電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，得到一定的衰減量以調(diào)節(jié)過(guò)大的前級(jí)放大電路輸出功率，實(shí)現(xiàn)各級(jí)微波放大電路在工作頻段內(nèi)輸入輸出功率的合理分配。目前，微波衰減器按其原理分為反射式和吸收式兩種，按其傳輸介質(zhì)則分為波導(dǎo)式、同軸式和集成傳輸式三種。反射式微波衰減器是采用隔離器加無(wú)耗衰減網(wǎng)絡(luò)的方式，使得衰減網(wǎng)絡(luò)反射回來(lái)的能量被隔離器消耗，這種方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，而且隔離器的輸入輸出駐波較小，然而，采用隔離器使得其體積較大，無(wú)法與電路集成，且難以實(shí)現(xiàn)寬帶工作。吸收式微波衰減器是采用吸收電阻的方式，通過(guò)吸收電阻對(duì)能量加以消耗，這種方法具有體積小、易于集成、能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶工作等優(yōu)勢(shì)，但是設(shè)計(jì)困難，駐波特性較之隔離器稍差。由于集成傳輸線結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)，能夠與微電子工藝相兼容，因此應(yīng)用最為廣泛。上述兩類(lèi)微波衰減器雖然各有不同，但是其有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是只能針對(duì)某一特定的衰減量進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)衰減量的可重構(gòu)，但是，對(duì)于微波放大電路來(lái)說(shuō)，其各級(jí)微波放大電路的輸入輸出功率會(huì)隨著工作時(shí)間的增加而變化，使得微波衰減器失去了應(yīng)有的作用，導(dǎo)致整個(gè)微波放大電路性能的劣化。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可重構(gòu)微波衰減器結(jié)構(gòu)被提出，其采用PIN二極管結(jié)合吸收電阻構(gòu)成衰減電路，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓控制PIN二極管的通斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)衰減量的調(diào)節(jié)。然而，PIN二極管由于在隔離度、插入損耗、截止頻率、功耗等方面的問(wèn)題，影響了采用PIN二極管的可重構(gòu)微波衰減器結(jié)構(gòu)的微波性能。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本實(shí)用新型的目的是提供一種微波衰減器，該衰減器是利用微機(jī)械開(kāi)關(guān)控制微波衰減器多個(gè)吸收電阻的接入，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)的衰減量之間的轉(zhuǎn)換。微機(jī)械開(kāi)關(guān)具有高隔離度、低插入損耗、高截止頻率、低功耗等優(yōu)勢(shì)，有效的改善了整個(gè)器件的微波性能。該結(jié)構(gòu)能夠解決在材料、工藝、可靠性、可重復(fù)性和生產(chǎn)成本等諸多方面的問(wèn)題，從而為實(shí)現(xiàn)基于MEMS技術(shù)的衰減器結(jié)構(gòu)在微波放大電路中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了支持和保證。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微波衰減器，該衰減器包括襯底，設(shè)置在襯底上的共面波導(dǎo)，第一吸收電阻、第二吸收電阻、第一微機(jī)械開(kāi)關(guān)、第二微機(jī)械開(kāi)關(guān)；

其中，共面波導(dǎo)包括共面波導(dǎo)信號(hào)線和關(guān)于共面波導(dǎo)信號(hào)線對(duì)稱(chēng)設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線和第二共面波導(dǎo)地線，

第一吸收電阻一端接共面波導(dǎo)地線，另一端與共面波導(dǎo)信號(hào)線斷開(kāi)，斷開(kāi)位置處放置第一微機(jī)械開(kāi)關(guān)，第一微機(jī)械開(kāi)關(guān)用于控制吸收第一電阻與共面波導(dǎo)信號(hào)線的通斷；

第二吸收電阻一端接共面波導(dǎo)地線，另一端與共面波導(dǎo)信號(hào)線斷開(kāi)，斷開(kāi)位置處放置第二微機(jī)械開(kāi)關(guān)，第二微機(jī)械開(kāi)關(guān)用于控制吸收第二電阻與共面波導(dǎo)信號(hào)線的通斷。

優(yōu)選的，該衰減器采用GaAs或Si為襯底，第一吸收電阻和第二吸收電阻之間相距四分之一波長(zhǎng)距離，第一吸收電阻和第二吸收電阻的阻值按照二進(jìn)制方法選取。

優(yōu)選的，第一電阻包括相互并聯(lián)連接的若干電阻；第二電阻包括若干相互并聯(lián)連接的電阻。

有益效果：長(zhǎng)期以來(lái)由于微波衰減器結(jié)構(gòu)或是采用只針對(duì)某一特定衰減量的設(shè)計(jì)，或是采用PIN二極管實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)，這些方法具有微波性能差、可選擇性少等缺點(diǎn)，制約了微波衰減器在放大電路中的應(yīng)用。本實(shí)用新型中的可重構(gòu)MEMS微波衰減器通過(guò)微機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)和不同阻值吸收電阻的引入，尋找到了利用微機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可重構(gòu)的方法，實(shí)現(xiàn)了器件微波性能和適用性的大幅提高，為微波放大電路在寬頻帶下各級(jí)之間優(yōu)良的匹配性、可靠性和性能穩(wěn)定性提供了關(guān)鍵支撐。同時(shí)，可重構(gòu)MEMS微波衰減器具有應(yīng)用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率范圍寬、工藝兼容性好、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是可重構(gòu)MEMS微波衰減器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中有：?共面波導(dǎo)1，共面波導(dǎo)信號(hào)線11，第一共面波導(dǎo)地線1a，第二共面波導(dǎo)地線1b，第一吸收電阻21，第二吸收電阻22，第一微機(jī)械開(kāi)關(guān)31，第二微機(jī)械開(kāi)關(guān)32。

具體實(shí)施方式