一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器制造技术

本发明专利技术公开了一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器，属于功率器件技术领域。本发明专利技术所述增益均衡器采用接地共面波导为主传输线形式，通过在顶层接地平面上刻蚀螺旋线缺陷地结构来挑选特定的频率信号；在螺旋线枝节与地平面之间设有薄膜电阻，用来吸收谐振的电磁能量，在中心导体两侧地平面上等间距对称刻蚀六对共十二个螺旋线缺陷地结构，既改善了均衡器的回波损耗，又保证了均衡器的较大的均衡量。本发明专利技术所述增益均衡器减小了器件的横向尺寸，满足复杂均衡曲线的需要，且谐振器Q值较高，可以实现较陡峭的衰减曲线；保留了底部地平面的完整性，采用粘接或者共晶焊接工艺安装使用，保证了良好的散热性能和较高的功率容量。量。量。

A ground structure gain equalizer with ground coplanar waveguide helix defect

【技术实现步骤摘要】
一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器


[0001]本专利技术属于功率器件
，具体涉及一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器。

技术介绍

[0002]目前，行波管放大器很难保证其带内增益的平坦性，增益通常呈现“倒钟形”。为了补偿行波管放大器增益不平坦的缺陷，通常在其前端级联增益均衡器。增益均衡器是一种对输入信号功率在频段内按照一定要求进行衰减的微波器件。增益均衡器通常放置于固态功率放大器与行波管放大器之间，其作用主要是用于调整前级固态功率放大器的输出功率，使之满足后级的行波管放大器的功率输入要求，从而达到所需要的工作状态。根据传输线形式的不同，增益均衡器主要分为以下几类：波导型、同轴型、微带型和基片集成波导型。
[0003]波导型与同轴型增益均衡器同为立体式均衡器，两者在结构与原理上具有很大相似性。波导型与同轴型增益均衡器都是使电磁波在谐振腔中发生谐振，然后通过粘贴在谐振腔中的吸波材料吸收部分电磁能量。在主传输线两侧并联多个谐振腔，并通过控制谐振腔的位置、大小、耦合窗尺寸、吸波材料的位置以及多少来调控均衡器的均衡曲线和回波损耗，使其适配后级行波管的需要。
[0004]平面结构均衡器主要有微带型与集成波导型两类，其原理与立体式均衡器大同小异，都依靠谐振结构将陷波点处的电磁波筛选出来，然后通过电阻吸收电磁能量。目前，使用最广泛的均衡器类型是微带式均衡器，微带式均衡器具有设计简单，制作容易，成本低，体积较小，集成度高等优点。微带式均衡器作为工程中使用最为广泛的均衡器，其谐振器结构一是采用四分之一波长阶梯阻抗开路枝节；二是在微带线地平面上刻蚀缺陷地结构。两者都使用电阻吸收谐振点处的电磁能量。这两种结构的有以下缺点：四分之一波长开路枝节在低频时尺寸较大；微带式均衡器的谐振吸收单元的Q值较同轴线型或者波导型的谐振吸收单元低，不便于实现较陡峭的衰减曲线；传统缺陷地结构由于在底部刻蚀，使用时需悬空，无法整体接地，不便于使用。
[0005]基片集成波导(SIW)是近年来新出现的类似于波导的一种传输线，与传统的波导相比，SIW具有体积小，加工难度低，成本低等优点，同时又继承了传统波导低损耗，高Q值和高功率容量的特点。SIW易于与平面电路集成，因此适用于微波毫米波集成电路。但是SIW均衡器的尺寸与工作频率呈正相关性，在高频时，尺寸小；低频时，尺寸大。相较于微带线均衡器，SIW均衡器总体尺寸偏大，另外加工成本偏高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器。
[0007]本专利技术所提出的技术问题是这样解决的：
[0008]一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器，呈轴对称结构，包括由上至下
依次紧密层叠的共面波导层1、矩形介质基板2和金属地板3；
[0009]共面波导层1包括中心导带10、顶层金属接地板11、螺旋谐振单元15、16和薄膜电阻14、17；中心导带10位于矩形介质基板2上表面的中心，由矩形介质基板2的左边沿延伸至右边沿；两个顶层金属接地板11分别位于中心导带10的两侧，与中心导带10之间留有缝隙，其余三边延伸至矩形介质基板2的边沿；两个顶层金属接地板11靠近中心导带10的一边分别刻蚀有三个矩形槽；每个矩形槽内对称放置有两个螺旋谐振单元15、16，两个螺旋谐振单元的旋向相反，左侧螺旋谐振单元15的起始端与矩形槽左边沿之间连接有第一薄膜电阻14；右侧螺旋谐振单元16的起始端与矩形槽右边沿之间连接有第二薄膜电阻17；
[0010]金属地板3呈矩形，与矩形介质基板2尺寸相同；
[0011]第一接地通孔13均匀分布在顶层金属接地板11的螺旋谐振单元外侧；第二接地通孔12位于相邻的矩形槽之间以及矩形槽与顶层金属接地板11左右边沿之间；第一接地通孔和第二接地通孔贯穿共面波导层1、矩形介质基板2和金属地板3。
[0012]进一步的，通过改变螺旋谐振单元的长度和薄膜电阻的阻值可调节均衡器的陷波频点和均衡量。
[0013]进一步的，均衡器工作时，能量从中心导带10一端流入，电磁信号在两侧的螺旋谐振单元处发生谐振，在谐振频点处由第一薄膜电阻14和第二薄膜电阻17吸收部分能量，然后到达中心导带10另一端输出；第一接地通孔用于将顶层接地金属板11与金属地板3共地连接；第二接地通孔不仅用于将顶层接地金属板11与金属地板3共地连接，还可以防止相邻螺旋线缺陷地单元之间的相互耦合，同时消除顶层接地金属板11与中心导带10之间的谐振现象。
[0014]进一步的，介质基板采用的是厚度为0.254mm、介电常数为9.8的氧化铝陶瓷基板。
[0015]进一步的，顶层金属接地板11与中心导带10之间的缝隙宽带不大于中心导带10的宽度。
[0016]进一步的，相邻两个矩形槽的间距为第二接地通孔12直径的2倍。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术所述增益均衡器采用接地共面波导为主传输线形式，通过在顶层接地平面上刻蚀螺旋线缺陷地结构来挑选特定的频率信号；在螺旋线枝节与地平面之间设有薄膜电阻，用来吸收谐振的电磁能量。为了在降低均衡器的回波损耗的同时又不引入其他的匹配结构，减小设计难度，本专利技术在中心导体两侧地平面上等间距对称刻蚀六对共十二个螺旋线缺陷地结构，既改善了均衡器的回波损耗，又保证了均衡器的较大的均衡量。
[0019]相比于微带枝节谐振器，本专利技术采用螺旋线缺陷地结构，减小了器件的横向尺寸，同时多枝节又可以满足复杂均衡曲线的需要，且谐振器Q值较高，可以实现较陡峭的衰减曲线；由于在共面波导顶层地平面上刻蚀缺陷地图案，保留了底部地平面的完整性，可以方便地采用粘接或者共晶焊接工艺安装使用，也保证了良好的散热性能和较高的功率容量。
附图说明
[0020]图1为本专利技术所述增益均衡器的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术所述增益均衡器的仿真结果示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的说明。
[0023]本实施例提供一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器，其结构示意图如图1所示，呈轴对称结构，包括由上至下依次紧密层叠的共面波导层1、矩形介质基板2和金属地板3；
[0024]共面波导层1包括中心导带10、顶层金属接地板11、螺旋谐振单元15、16和薄膜电阻14、17；中心导带10位于矩形介质基板2的中心，由矩形介质基板2的左边沿延伸至右边沿；两个顶层金属接地板11分别位于中心导带10的两侧，与中心导带10之间留有缝隙，缝隙宽带一般不大于中心导带的宽度，其余三边延伸至矩形介质基板2的边沿；两个顶层金属接地板11靠近中心导带10的一边分别刻蚀有三个矩形槽，相邻两槽间距约为接地孔直径的2倍；每个矩形槽内对称放置有两个螺旋谐振单元15、16，两个螺旋谐振单元的旋向相反，左侧螺旋谐振单元15的起始端与矩形槽左边沿之间连接有第一薄膜电阻14；右侧螺旋谐振单元16的起始端与矩形槽右边沿之间连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器，其特征在于，呈轴对称结构，包括由上至下依次紧密层叠的共面波导层(1)、矩形介质基板(2)和金属地板(3)；共面波导层(1)包括中心导带(10)、顶层金属接地板(11)、螺旋谐振单元(15、16)和薄膜电阻(14、17)；中心导带(10)位于矩形介质基板(2)上表面的中心，由矩形介质基板(2)的左边沿延伸至右边沿；两个顶层金属接地板(11)分别位于中心导带(10)的两侧，与中心导带(10)之间留有缝隙，其余三边延伸至矩形介质基板(2)的边沿；两个顶层金属接地板(11)靠近中心导带(10)的一边分别刻蚀有三个矩形槽；每个矩形槽内对称放置有两个螺旋谐振单元(15、16)，两个螺旋谐振单元的旋向相反，左侧螺旋谐振单元(15)的起始端与矩形槽左边沿之间连接有第一薄膜电阻(14)；右侧螺旋谐振单元(16)的起始端与矩形槽右边沿之间连接有第二薄膜电阻(17)；金属地板(3)呈矩形，与矩形介质基板(2)尺寸相同；第一接地通孔(13)均匀分布在顶层金属接地板(11)的螺旋谐振单元外侧；第二接地通孔(12)位于相邻的矩形槽之间以及矩形槽与顶层金属接地板(11)左右边沿之间；第一接地通孔和第二接地通孔贯穿共面波导层(1)、矩形介质基板(2)和金属地板(3)。2.根据权利要求1所述的接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏雷，庞鑫，彭智刚，郭济，延波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：