基于 LCP 工藝均衡器小型化設(shè)計

在本文提出了一種基于液晶高分子聚合物（LCP）的小型化均衡器。把微帶線和陷波結(jié)構(gòu)做成多層的形式來縮小均衡器的尺寸。結(jié)果表明，該均衡器工作在 2-6GHz，均衡量大于 12dB，回波損耗優(yōu)于 13dB。尺寸：10mm×5mm×0.4mm，長和寬比傳統(tǒng)的 2-6GHz 均衡器小了百分之五十。

引言

為了保證行波管放大器的具有平坦的輸出，需要在其輸出或輸入端引入增益均衡網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)行波管在工作時能在全工作頻帶的飽和輸出。固態(tài)電子器件的噪聲低，電壓低，穩(wěn)定性好，體積小和便于集成，而真空電子器件主要優(yōu)點是單個器件高功率、高效率、高頻率等，微波功率模塊則是綜合了兩者優(yōu)點實現(xiàn)了一個高效，緊湊，輕型并且具有高功率，高增益，低噪聲的微波功率放大器。

本文提出了一種基于液晶高分子聚合物（LCP）的多層結(jié)構(gòu)均衡器設(shè)計。通過把傳統(tǒng)諧振結(jié)構(gòu)和微帶線做成多層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)均衡器小型化設(shè)計。

1 λ/4 開路短截微帶線陷波結(jié)構(gòu)

本文均衡器所用的陷波結(jié)構(gòu)原理如圖 1 所示，運用的是傳統(tǒng)的開路短截微帶線陷波結(jié)構(gòu)，圖 2 為其對應(yīng)的頻率響應(yīng)特性。

調(diào)節(jié)加載電阻 R 可以控制 Q 值。當(dāng)加載電阻 R 具有不同的阻值時，微帶陷波器的響應(yīng)變化是有不同的。

2 模型的仿真

在 HFSS 里面進行三維場仿真，首先進行單枝節(jié)的建模和仿真，驗證該結(jié)構(gòu)是否可以可行。單枝節(jié)三維立體結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。

仿真結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)均衡器的功能，并且通過改變 L 的長度我們可以調(diào)節(jié)諧振頻率，結(jié)果如圖 4 所示。

該結(jié)構(gòu)是基于 LCP 工藝進行的模擬仿真，第一層與第三層采用 ROGERS 介質(zhì)厚度為 0.1mm，相對介電常數(shù)為 3.14 的 3850，第二層采用 ROGER 介

圖 8 仿真結(jié)果

質(zhì)厚度為 0.2mm 相對介電常數(shù)為 3.54 的 RO4450B，

如圖 6 所示，結(jié)構(gòu)總厚度為 0.4mm。經(jīng)仿真分析發(fā)現(xiàn)：適當(dāng)改變電感長度 L，寬度 W 和電阻 R 大小可以改變均衡量的大小和諧振頻率的中心。因此，通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)可以方便的調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的衰減曲線，以滿足我們需要的均衡目標(biāo)。

該均衡器的均衡量大于 12dB，S11 小于-13dB，高端插損小于 1dB。

4 結(jié)論

本文基于 LCP 工藝設(shè)計了一種小型化的均衡器。通過對傳統(tǒng)陷波結(jié)構(gòu)的基本原理分析，研究了多層結(jié)構(gòu)陷波器的性能，最后設(shè)計出小型化的均衡器。通過把傳輸主線做成多層的結(jié)構(gòu)可以有效的實現(xiàn)均衡器在長度方面的尺寸，把陷波結(jié)構(gòu)做成多層的結(jié)構(gòu)可以有效的減少均衡器在寬度方面的尺寸，而且改變諧振枝節(jié)的長度和寬度可以有效的調(diào)節(jié)均衡器陷波單元的頻率和回波損耗，該均衡器還具有結(jié)構(gòu)緊湊和高端插損較小的特點，整體尺寸為 10mm×5mm×0.4mm，比傳統(tǒng)的 2-6GHz 平面微帶形式的均衡器縮小了百分之五十以上，該均衡器實現(xiàn)了小型化的目的。