衰减器设计课件.ppt

实验二 衰减器的设计 一、功率衰减器的原理 功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，元件内部含有电阻性材料。衰减器广泛用于需要功率电平调整的各种场合。 二、集总参数衰减器 其他类型的衰减器 * 数控衰减器 固定衰减器 集成衰减器 1. 衰减器的技术指标 (1) 工作频带。衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器,衰减量才能达到指标值。由于射频/微波结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽,设计或使用中要加以注意。 (2) 衰减量。衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算。 (3) 功率容量。衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象,材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁。设计和使用时,必须明确功率容量。 (4) 回波损耗。回波损耗就是衰减器的驻波比,要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件,不能对两端电路有影响,也就是说,与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。 2 衰减器的基本构成 构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一种基本形式,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。 如果是大功率衰减器,体积肯定要加大,关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展,在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,一是半导体小功率快调衰减器,如PIN管或FET单片集成衰减器；二是开关控制的电阻衰减网络,开关可以是电子开关, 也可以是射频继电器。 (1)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,获得最佳噪声系数和变频损耗,达到最佳接收效果。在微波接收机中,实现自动增益控制,改善动态范围。 (2) 去耦元件: 作为振荡器与负载之间的去耦合元件。 (3) 相对标准: 作为比较功率电平的相对标准。 (4) 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,平时不引入衰减,遇到外界干扰时,突然加大衰减。 3 衰减器的主要用途 (a)T型功率衰减器  (b)Π型功率衰减器 同阻抗式： Z1=Z2=Z0 异阻抗式： Z1≠Z2 1 同阻式集总参数衰减器 Rs1和Rs2的传输矩阵： Rp的传输矩阵： 转化为［S］矩阵为： 衰减量： A=20lg|s21|(dB) 端口匹配： 20lg|s11|=-∞。 2. П型同阻式 3. T型异阻式 4. П型异阻式 设计实例一：设计一个5dB T型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰减器。 （1） 同阻式集总参数衰减器A=-5dB,由公式计算元件参数: （2）由上述计算结果画出电路图，利用ADS仿真衰减器特性。 Lumped-components Ctrl+R旋转器件 Simulation-S_param 练习：设计10dB П型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰减器。 练习：设计10dBП型异阻式（Z1=50 Ω,Z2=75Ω）固定衰减器。 三种同轴结构吸收式衰减器 （a） 填充; （b） 串联; （c） 带状线 截止式衰减器 吸收式衰减器结构示意图 (a) 固定式； (b) 可变式