[发明专利]一种接地共面波导螺旋线缺陷地结构增益均衡器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于功率器件技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

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；

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；