[发明专利]组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于相控阵雷达、智能天线、毫米波通信、微波导航、制导、遥测遥控、卫星通信以及军事电子对抗等多种领域的电子部件，是一种低插入相移大控制线性范围的超宽带数字/模拟兼容式可调衰减器集成电路。

背景技术

基于GaAs的组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器是一种主要用于相控阵雷达、智能天线、毫米波通信、微波导航、制导、遥测遥控、卫星通信以及军事电子对抗等多种领域的电子部件。在超宽带微波毫米波频段的控制电路中，微波毫米波衰减器是主要控制电路之一，可调衰减器主要被应用于：1) 自动损失控制(ALC)组件的宽频增益控制块；2)宽频带脉冲调制器；3)宽频带无反射单刀单掷(SPST)开关；4)宽频矢量调制器；5)宽频带自动增益控制(AGC)放大器。MMIC(单片微波集成电路)电压控制可调衰减器拥有小型化，轻量级，高成品率，低成本等特点，并且简单易用，功率耗散低。鉴于上述应用，可调衰减器应具有大的动态范围和低的插入相移，这引起了社会的广泛关注，这种衰减器在工作频率范围内具有很好的相位平坦度。数字衰减器线性度好，功率容量大，衰减控制电路简单精确。目前衰减器的研究主要集中在模拟衰减器和数字衰减器之间，然而，近年来模拟和数字兼容式衰减器受到越来越多的关注。

描述模式/数字兼容式可调衰减器产品性能的主要技术指标有：1）工作频率带宽；2）衰减位数；3）控制线性度；4）衰减精度；5）衰减步进；6）最小插入损耗；7）各衰减态相移；8）各衰减态输入和输出端电压驻波比；9）各态转换速度；10）电路尺寸；11）承受功率；12）总衰减量；13）各电路之间电性能的一致性等。

由于设计采用的电路拓扑和工艺实现途径的缺陷，尤其对频带宽、衰减量大的应用需求时，一般衰减器通常电性能指标难以满足要求。主要缺点有：1）电路拓扑结构复杂；2）控制线性度差；3）偏置电路复杂；4）工作频带窄；5）衰减精度低；6）各衰减态之间相位差大，即信号幅度变化时，伴随着的信号相位变化大；7）各衰减态的输入和输出端电压驻波比差别大；8）受工艺控制参数影响，电路间电性能一致性较差；9）电路尺寸较大；10）设计难度大；11）工艺加工难度大；12）隔离度低，尤其各衰减态之间的相位差大是诸多同类产品的共同缺点，这限制了该类产品在相控阵雷达系统和许多先进的通信系统及武器系统中的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控连续或步进衰减变化，并且拥有动态范围大，拓扑结构简单、偏置电路简洁、控制线性度好、隔离度高、信号失真小、衰减相移小、衰减精度高、输入和输出端口电压驻波比小、工作频带宽、电路尺寸小、兼容模拟式和数字式、便于采用现在的微波单片集成电路工艺技术进行大批量生产等特点的组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器集成电路。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器，如图1所示，是由控制电路和组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减网络电路两部分结构组成。如图1所示，整个电路结构包括控制场效应晶体管和衰减PIN二极管，金属薄膜电阻，植入离子电阻，隔离电容和扼流电感。为了达到很好的微波性能，使芯片小型化，需要很好地考虑场效应晶体管的转换结构，加工条件，电路布局以及结构排版。连通通道和分流通道有相同的控制信号，不需要另外的直流相关电路，所以电路结构得到了简化。连通衰减和分流衰减的总控制电压是通过串并联电阻分压来提供的。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、电路拓扑简单，衰减量可以通过数字和模拟电压进行控制改变；2、设计简单，由于电路拓扑简单，因而不仅设计比同类产品简单的多，而且产品的综合电性能指标比同类产品更优；3、由于电路拓扑简单使得电路结构简单、紧凑，制造中工艺难度远比同类产品要求低；4、电性能改善大，该衰减器各衰减态插入损耗小，相移小，衰减精度高，输入和输出端电压驻波比小，工作频带宽；5、温度稳定性高；6、电路尺寸小；7、控制简单，使用方便；7、可采用集成电路工艺大批量生产。

附图说明     

图1是本发明的组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器电路框图。

图2是本发明的组合并联分压式控制数字/模拟可变衰减器电路拓扑结构示意图。

图3是本发明的六位控制电压超宽带组合并联分压式数字/模拟可变衰减器电路拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。