一種集成化微波調配器制造技術

本發明專利技術涉及一種集成化微波調配器，其特征是：至少包括:可調電容直流偏置電路（1）、傳輸線（2）、微波開關控制電路（3）、微波開關（4）、可調電容（5）；微波開關（4）和可調電容（5）串聯連接在傳輸線（2）和地電位之間形成支路，多個支路并聯在傳輸線（2）和地電位之間；支路中的可調電容（5）采用不同容值，每個支路中的微波開關（4）控制端與微波開關控制電路（3）電連接；在傳輸線（2）與地電位之間接有可調電容直流偏置電路（1）。本發明專利技術具有體積小、操作控制簡單，便于安裝使用等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種結構簡單，易于調節的集成化微波調配器。
技術介紹
負載牽引、源牽引技術是微波元器件設計、測試的重要方法。如振蕩器的輸出頻率、相位噪聲牽引、低噪聲放大器的噪聲系數、功率放大器的輸出功率、大功率放大器的交調參量等。負載牽引技術和源牽引技術也是微波測試系統的重要組成部分。目前根據不用的頻段和接口需求，往往選擇同軸線調配器或者波導調配器，而且調配器結構主要是在傳輸線上或者波導內部插入滑塊來實現的，滑塊的移動和插入導致傳輸線產生了不連續性，在不連續處可以等效為電抗元件，從而實現阻抗調配的功能。在實際應用中，調配器的位置位于被測器件的源或者負載處，通過調節調配器，使被測器件輸出不同的結果，從而找到自己想要的結果。調配器位于源和負載處的工作網絡框圖如圖3示：調配器的工作原理就是單枝節匹配原理，單枝節匹配是在傳輸線和負載合理的距離處接入一段定長的終端開路或者終端短路的均勻傳輸線來實現匹配的。假設負載的導納為：，在距離負載d處，負載導納的值為：，改變并聯傳輸線的長度l使其值恰好為，在輸入端，負載導納為，實現匹配，同樣也可以調節負載阻抗或者源阻抗實現任意值。結構如下圖4示：但是現階段的調配器結構，往往是在外部增加一段傳輸線或者波導，通過控制步進電機，利用電機的運動來調節滑塊的水平位置和插入深度，這種結構體積比較大，使用起來不方便；并且在使用過程中，必須對被測器件增加夾具，各種轉接結構等，使系統龐大、冗余；而且傳輸線長度的增加必然會帶來損耗的增加，隨著長度的增加，損耗也會越來越大，這將嚴重影響調配器的調配指標和測量精度。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種體積小、操作控制簡單，便于安裝使用的集成化微波調配器。本專利技術的目的是這樣實現的，一種集成化微波調配器，其特征是：至少包括:可調電容直流偏置電路、傳輸線、微波開關控制電路、微波開關、可調電容；微波開關和可調電容串聯連接在傳輸線和地電位之間形成支路，多個支路并聯在傳輸線和地電位之間；支路中的可調電容采用不同容值，每個支路中的微波開關控制端與微波開關控制電路電連接；在傳輸線與地電位之間接有可調電容直流偏置電路。所述的傳輸線，特性阻抗為50歐母，傳輸線的長度依據以下公式設計，；工作頻段的不同設置不同的長度，保證在該頻段內，反射系數的相位可以在–范圍內變化。所述的傳輸線可以在PCB基板上加工，也可以集成在硅襯底上。所述的微波開關控制電路，控制傳輸線上微波開關的導通和關斷，通過微波開關控制電路控制并聯支路的連接和斷開，通過可調直流偏置電路提供的電壓來調節可調電容的電容值，使連接支路上的電容值實現變化；通過改變并聯支路的位置得到不同的反射系數的相位，通過改變可調電容的電容值得到不同的反射系數的絕對值。所述的微波開關是PIN二極管或者RFMEMS開關。所述的可調電容可以用變容二極管來實現，通過調節施加在變容二極管兩端的電壓，改變串聯到地的電容值。所述的可調電容采用RFMEMS技術制造，使可調電容能夠直接與傳輸線以及RFMEM開關集成在同一芯片內，實現射頻系統的片內高集成。所述的微波開關和可調電容串聯連接在傳輸線和地電位之間形成支路,其中各串聯支路間的間隔距離可調，通過調節間隔距離的大小和電容個數，使調配器指標得到連續。本專利技術的優點是：1.體積小，可以集成在芯片內部，直接焊接在電路板上，縮小設備整體的體積，提高空間利用率；同時，體積的減小有利于信號損耗的降低，增加系統的效率；2.便于控制，設備集成后，通過引腳相連接，可以直接單片機控制內部開關的導通和關斷；3.可以減少測量系統中的轉接、夾具等設備，提高測量的精度，或者，測量時可以將被測量器件與新型調配集成在一個芯片內部。附圖說明下面結合實施例附圖對本專利技術作進一步說明：圖1調配器阻抗調配部分結構示意圖；圖2調配器整體結構框圖；圖3調配器使用示意圖；圖4單枝節調配原理圖；圖5是ADS仿真模型；圖6是ADS仿真結構示意圖。圖中，1、可調電容直流偏置電路；2、傳輸線；3、微波開關控制電路；4、微波開關；5、可調電容；6、微波開關閉合；7、微波開關斷開。具體實施方式如圖1、圖2所示，本專利技術涉及一種集成化微波調配器，至少包括:可調電容直流偏置電路1、傳輸線2、微波開關控制電路3、微波開關4、可調電容5；微波開關4和可調電容5串聯連接在傳輸線2和地電位之間形成支路，多個支路并聯在傳輸線2和地電位之間；支路中的可調電容5采用不同容值，每個支路中的微波開關4控制端與微波開關控制電路3電連接；在傳輸線2與地電位之間接有可調電容直流偏置電路1。所述的傳輸線2，特性阻抗為50歐母，傳輸線的長度依據工作頻段的不同設置不同的長度，，保證在該頻段內，反射系數的相位可以在–范圍內變化，傳輸線可以在PCB基板上加工，也可以集成在硅襯底上。所述的微波開關控制電路3是單片機，單片機通過I/O端口控制傳輸線并聯支路上微波開關的導通和關斷，每一個支路開關的閉合會影響阻抗反射系數的相位，通過微波開關控制電路3控制并聯支路的閉合，所述的可調電容直流偏置電路是電壓連續可調的電壓源，其電壓輸出小于可調電容的最大電壓值。通過可調電容直流偏置電路1提供不同的直流電壓值，來調節對應支路可調電容的電容值，得到不同的反射系數絕對值和反射系數相位，實現負載阻抗的調配。所述的微波開關4，微波開關模塊可以選擇PIN二極管作為開關，也可以選擇RFMEMS開關，在低頻段可以選擇固態電子開關，固態電子開關便宜、低損耗、易于集成，可以直接應用在PCB基板設計的調配器上，高頻段，可以采用RFMEMS開關，在高頻段損耗特別低，而且可以和傳輸線同時集成在硅襯底上，提高集成化；可調電容可以用變容二極管來實現，通過調節施加在變容二極管兩端的電壓，改變串聯到地的電容值，此時需要在調配器的輸入端和輸出端增加隔直電容，防止直流偏置電源對測試儀器造成損害，通過微波開關的關斷和導通來控制串聯到傳輸線上變容二極管的具體位置，實現對阻抗的調配功能。所述的可調電容5采用RFMEMS技術來實現，變容二極管體積比較大，不便于集成，在相對較大的結構中可以采用，采用RFMEMS技術制造的可調電容能夠直接與傳輸線以及RFMEM開關集成在同一芯片內，實現射頻系統的片內高集成。在傳輸線上間隔固定由微波開關和可調電容組成的串聯支路，串聯支路間隔距離可調，間隔距離的大小和電容個數決定調配器指標的連續性。為了減小體積，使用射頻微機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成化微波調配器，其特征是：至少包括:可調電容直流偏置電路（1）、傳輸線（2）、微波開關控制電路（3）、微波開關（4）、可調電容（5）；微波開關（4）和可調電容（5）串聯連接在傳輸線（2）和地電位之間形成支路，多個支路并聯在傳輸線（2）和地電位之間；支路中的可調電容（5）采用不同容值，每個支路中的微波開關（4）控制端與微波開關控制電路（3）電連接；在傳輸線（2）與地電位之間接有可調電容直流偏置電路（1）。

【技術特征摘要】
1.一種集成化微波調配器，其特征是：至少包括:可調電容直流偏置電路（1）、傳輸線
（2）、微波開關控制電路（3）、微波開關（4）、可調電容（5）；微波開關（4）和可調電容（5）串聯
連接在傳輸線（2）和地電位之間形成支路，多個支路并聯在傳輸線（2）和地電位之間；支路
中的可調電容（5）采用不同容值，每個支路中的微波開關（4）控制端與微波開關控制電路
（3）電連接；在傳輸線（2）與地電位之間接有可調電容直流偏置電路（1）。
2.根據權利要求1所述的一種集成化微波調配器，其特征是：所述的傳輸線（2），特性阻
抗為50歐母，傳輸線的長度依據以下公式設計，；工作頻段的不同設置不同的長度，
保證在該頻段內，反射系數的相位可以在–范圍內變化。
3.根據權利要求1所述的一種集成化微波調配器，其特征是：所述的傳輸線（2）可以在
PCB基板上加工，也可以集成在硅襯底上。
4.根據權利要求1所述的一種集成化微波調配器，其特征是：所述的微波開關控制電路
（3），控制傳輸線并聯支路上微波開關的導通和關斷，通過微波開關控制電路（3）控制支路<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫璐，胡會峰，王家禮，許川佩，詹勁松，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61