[发明专利]一种毫米波频段步进式无源衰减器及其设计方法

说明书

本发明提供一种毫米波频段步进式无源衰减器及设计方法，包括电路基板、电路基板上的传输线本体、接地焊盘、贴片式微波或毫米波固定电阻；多个接地焊盘和贴片式微波或毫米波固定电阻沿传输线长边的方向等距分布，接地焊盘位于传输线本体下方，贴片式微波或毫米波固定电阻固定于传输线本体与接地焊盘之间；焊盘上有用于接地的金属化通孔；衰减器的总衰减量＝∑单个电阻值衰减量*该阻值电阻数量；相邻贴片式微波或毫米波固定电阻沿传输线长边方向的间距为L_λg/4，其中λg为中心频点的波长。本发明设计简单，在工程技术实践中方便调试，在毫米波频段实现了步进式衰减。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种毫米波频段步进式无源衰减器及其设计方法。

背景技术

衰减器广泛应用于射频收发、电子测量系统、雷达等应用领域，是微波、毫米波电路与系统中的重要组成部分。衰减器在这些系统中的主要用途是：1.调整电路中的信号大小；2.改善阻抗匹配。

传统的电阻衰减器有：T型/π型电阻衰减器。传统电阻型衰减器在射频/微波频段使用时，不同衰减量需要基于各种不同阻值的常规贴片电阻。另一方面，通常来说，常规贴片电阻的寄生参数随频率增加而变大，在毫米波频段由于分布参数过大而难以使用。从现有的工程实践来看，毫米波频段无源衰减器通常基于裸芯片或者封装芯片(而不是T型/π型分立电阻衰减网络)。这种方式存在的问题是如果要改变衰减量，需要更换/拆卸芯片，在工程实践中带来较大的不便。而如果采用毫米波数控衰减器，虽可以较方便地改变衰减量，但是需要额外增加供电/控制端口，使用的便利性不足。

发明内容

为了在毫米波频段电路对信号进行衰减，解决现有技术的不足和工程实践难题，本发明提供了一种步进式毫米波无源衰减器及其设计方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种毫米波频段步进式无源衰减器，包括电路基板4、电路基板4上的传输线本体1、接地焊盘3、贴片式微波或毫米波固定电阻2；

多个接地焊盘3和贴片式微波或毫米波固定电阻2沿传输线长边的方向等距分布，接地焊盘3位于传输线本体1下方，贴片式微波或毫米波固定电阻2固定于传输线本体1与接地焊盘3之间；焊盘上有用于接地的金属化通孔；

衰减器的总衰减量＝∑单个电阻值衰减量*该阻值电阻数量；

相邻贴片式微波或毫米波固定电阻2沿传输线长边方向的间距为L_λg/4，其中λg为中心频点的波长。

作为优选方式，电磁波在传输线本体以准TEM模传播，为了增加传播通道上的损耗，引入耗能元件-贴片式微波或毫米波固定电阻2，并将贴片式微波或毫米波固定电阻以间距L_λg/4放置。通过在传播路径上放置电阻，就能在传播电磁波的同时对信号进行一定程度的衰减。当电阻值越小时，衰减量会越大，但同时衰减器的不匹配程度会增加。通过选择电阻值，达到既可以对信号进行步进式衰减、又使衰减器的回波损耗在可接受的范围内的目的。

作为优选方式，贴片式微波或毫米波固定电阻2的两端分别焊接在传输线本体1和接地焊盘3上。

作为优选方式，焊盘上设有用于接地的半径为R的金属化通孔，R通过仿真优化得到。

作为优选方式，传输线本体1为50Ω传输线本体。

作为优选方式，传输线本体宽边长为W₁，长边长为L₁，W₁根据50Ω传输线的要求确定，L₁根据等距排放的电阻所需长度确定。