馈线长度与信号衰减_功率衰减器

射频/微波三大核心指标&＃xff1a;频率、阻抗和功率。

功率衰减器&＃xff08;用于功率电平调整&＃xff09;

1、技术指标&＃xff1a;工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗

工作频带&＃xff1a;指在给定的频率范围内使用衰减器&＃xff0c;衰减器才能达到指标值。
衰减量&＃xff1a;描述功率通过衰减器后功率的变小程度。
功率容量&＃xff1a;衰减器承受功率的极限值。超过限值&＃xff0c;衰减器会被烧毁。
回波损耗&＃xff1a;回波损耗就是衰减器的驻波比&＃xff0c;要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能的小。

******驻波比全称为电压驻波比&＃xff0c;又名VSWR和SWR&＃xff0c;指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比&＃xff0c;又称为驻波系数、驻波比。驻波比等于1时&＃xff0c;表示馈线和天线的阻抗完全匹配&＃xff0c;此时高频能量全部被天线辐射出去&＃xff0c;没有能量的反射损耗&＃xff1b;驻波比为无穷大时&＃xff0c;表示全反射&＃xff0c;能量完全没有辐射出去。

2、构成及主要用途

基本材料为电阻性材料&＃xff0c;通常的电阻是衰减器的一种基本形式&＃xff0c;由此形成的电阻衰减网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式&＃xff0c;--是半导体小功率快调衰减器&＃xff0c;如PIN管或FET单片集成衰减器&＃xff1b;二是开关控制的电阻衰减网络&＃xff0c;开关可以是电子开关&＃xff0c;也可以是射频继电器。

控制功率电平:在微波超外差接收机中对本振输出功率进行控制&＃xff0c;获得最佳噪声系数和变频损耗&＃xff0c;达到最佳接收效果。在微波接收机中&＃xff0c;实现自动增益控制&＃xff0c;改善动态范围。
去耦元件:作为振荡器与负载之间的去耦合元件。
相对标准:作为比较功率电平的相对标准。
用于雷达抗干扰中的跳变衰减器:是一种衰减量能突变的可变衰减器&＃xff0c;平时不引入衰减&＃xff0c;遇到外界干扰时&＃xff0c;突然加大衰减。

3、集总参数衰减器

利用电阻构成的T型或者PI型网络。

T型同阻式参数选择

PI型同阻式参数选择

T型异阻式参数选择

PI型异阻式参数选择

ADS&＃xff1a;3dB衰减器仿真

4、分布参数衰减器

将电阻材料以一定的形式与传输线相结合&＃xff0c;使电磁波的传播常数实部增加&＃xff0c;实现对信号的衰减。按照工作原理可分为&＃xff1a;吸收式、截止式、极化式、电调式等。按照结构特征分为可变衰减器和固定衰减器。按照功率大小分为高功率型和低功率型。衰减器可以由波导、同轴线或者微带线构成。

5、PIN二极管电调衰减器

主要特点是可以用小的直流控制大功率的微波信号&＃xff0c;在微波控制应用十分广泛。
PIN二极管就是咋重掺杂P&＃43;、N&＃43;之间夹了一段较长的本征半导体所形成的半导体器件&＃xff0c;中间I层长度为几到几十微米。

在零偏和反偏的情况下&＃xff0c;PIN管均不能导通&＃xff0c;呈现大电阻。正偏时&＃xff0c;P&＃43;、N&＃43;载流子分别从两端向I区注入载流子&＃xff0c;到达中间区域复合&＃xff0c;呈现导通状态&＃xff0c;偏压越大&＃xff0c;载流子数目越多&＃xff0c;正向电阻越小。
阻抗特性&＃xff1a;频率较低时&＃xff0c;正向导电&＃xff0c;反向截止&＃xff0c;具有整流特性。频率较高时&＃xff0c;正半周来不及复合&＃xff0c;负半周不能完全抽空&＃xff0c;1区总有一定的载流子维持导通。小信号时1区的载流子少&＃xff0c;大信号时1区的载流子多。所以&＃xff0c;高频大信号时电阻大&＃xff0c;小信号时电阻小。

PIN二极管的特性如下:直流反偏时&＃xff0c;对微波信号呈现很高的阻抗&＃xff0c;正偏时呈现很低的阻抗。可用小的直流(低频)功率控制微波信号的通断&＃xff0c;用作开关、数字移相等。直流从零到正偏连续增加时&＃xff0c;对微波信号呈现一个线性电阻&＃xff0c;变化范围从几兆欧到几欧姆&＃xff0c;用作可调衰减器。只有微波信号时&＃xff0c;1区的信号积累与微波功率有关&＃xff0c;微波功率越大&＃xff0c;管子阻抗越大&＃xff0c;用作微波限幅器。大功率低频整流器&＃xff0c;I区的存在使得承受功率比普通整流管大的多。

单管电调衰减器&＃xff1a;在微带线中打孔并接入一个PIN管&＃xff0c;改变信号就可以改变输出功率的大小。

3dB定向耦合器型衰减器&＃xff1a;匹配型衰减器&＃xff0c;微波功率从1口输入&＃xff0c;分两路从2、3口反射后从4口叠加输出。若2、3口匹配&＃xff0c;则4口无输出。若2、3口全反射&＃xff0c;则4口输出最大&＃xff0c;同步调节两只管子偏流。可以改变4口输出功率。

吸收阵列式电调衰减器&＃xff1a;利用多个PIN管合理布置可制成频带宽、动态范围大、驻波比小、功率容量大的阵列式电调衰减器。