[发明专利]低损耗小型化硅基数控衰减器

说明书

本发明公开了低损耗小型化硅基数控衰减器，属于基本电子电路的技术领域。该数控衰减器包括：输入端口、输出端口、共用大位衰减模块、小位衰减模块，通过电平控制电路向共用大位衰减模块提供不同的电平控制开关管芯的导通程度来实现不同的衰减量，小衰减量位采用传统T型或者π型衰减模块实现，共用大位衰减模块、小位衰减模块由各自对应的控制端选择不同的衰减量。本发明公开的数控衰减器使用一个共用大位衰减模块实现了传统衰减器两位或者三位大位衰减单元的功能，具有插损小、尺寸小的优势。

技术领域

本发明公开了低损耗小型化硅基数控衰减器，属于基本电子电路的技术领域。

背景技术

在电子通讯系统中，数控衰减器作为信号幅度的控制元件，主要用于具有增益设定和控制功能的微波通信系统，如相控阵系统、空间通信收发机系统。

数控衰减器的技术指标主要有：工作频带、插入损耗、衰减量、衰减精度、电压驻波比、附加相移、功率容量等。传统数控衰减器一般根据衰减范围与步进决定衰减位数，不同的衰减量位采用T型、π型、桥T型、开关选择型等衰减结构的组合设计，最终的插损值为各个衰减位插损值的叠加，最终芯片的面积是各个衰减位面积的总和。一般地，大衰减位所使用的结构会占用更大的芯片面积，同时产生更大的插损。

硅基工艺可以实现微波电路与数字电路的高度集成，使得较为复杂的电平控制电路可以与微波电路的设计相辅相成，有利于实现性能更优的微波电路。本发明旨在通过基于硅基的微波单片集成电路实现一款损耗低且尺寸小的数控衰减器。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了低损耗小型化硅基数控衰减器，采用反射式衰减模块实现共用大位衰减模块电路，通过调节产生共用大位衰减模块控制电平的控制指令实现了多种衰减状态，减少了大位衰减模块的使用，同时保持了传统小位衰减模块尺寸小、插损小的优点，解决了现有数控衰减器尺寸大且插损大的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

低损耗小型化硅基数控衰减器，包括：输入端口、输出端口、共用大位衰减模块、小位衰减模块、共用大位衰减模块通过其控制端接收电平控制电路发送的控制电平，小位衰减模块通过其控制端接收其控制电路发送的指令，电平控制电路和各小位衰减模块的控制电路相互独立且与共用大位衰减模块、各小位衰减模块一同设计在硅基芯片上。其中，共用大位衰减模块使用的是反射式衰减结构，由输入端口、输出端口、传输线、Lange耦合器、电阻、开关管芯、电抗元件构成；电平控制电路由并口控制端、数字编码器、DAC构成；小位衰减模块使用的是T型或者π型或衰减模块，由输入端口、输出端口、电阻、开关管芯、传输线构成。

作为本发明低损耗小型化硅基数控衰减器的一种改进，依据数控衰减器的步进与衰减范围决定使用一个或者两个共用大位衰减模块。

作为本发明的又一种改进，共用大位衰减模块可实现四种衰减态替换两个传统大位衰减结构，或，实现八种衰减态来替换三个传统大位衰减结构。

作为本发明的更进一步改进，共用大位衰减模块和小位衰减模块中的开关管芯可由HBT管芯、MOS管芯、PIN管芯实现。

作为本发明的更进一步改进，共用大位衰减模块中Lange耦合器的实现方式包括平面结构与立体结构，电路形式分为折叠交指型Lange耦合器和非折叠交指型Lange耦合器，立体结构的Lange耦合器有利于数控衰减器的小型化设计。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：本发明提出了低损耗小型化硅基数控衰减器，通过调节电平控制电路的并口控制端输出不同的电平调节共用大位衰减模块中开关管芯的导通程度进而实现多种衰减态，从而用一个共用大位衰减模块替换了两个或者三个传统衰减模块，明显缩减了传统数控衰减器的插入损耗与尺寸；使用传统结构设计小位衰减模块，保留其尺寸小、插损小的优势。

附图说明

图1为本发明实施例1所示数控衰减器的电路结构框图。