ADS设计电调衰减器

《ADS设计电调衰减器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、利用ADS设计电调衰减器12345马景民罗正祥羊恺曾成罗建1、2、4、53（电子科技大学光电信息学院，成都610054）（电子科技大学空天科学技术研究院，成都610054）摘要：本文利用ADS仿真软件高效快速的设计了S波段窄带电调衰减器，此衰减器主要分为3dB分支电桥和PIN二极管两部分，射频信号为2.3~2.4GHz，直流调谐电流范围为0.02~6.32mA，传输衰减范围为0.9~19.8dB，带内反射均优于16dB，基本达到了设计目标。关键词：S波段；电调衰减器；3dB分支电桥；PIN二极管PIN二极管由两层高掺杂半导体材料夹了一层1引言高阻本征半导体I层组成，其等效阻抗随着不

2、同的[4]现代通信对整机动态范围要求越来越大，单用偏压条件而变化。当微波信号和直流偏置同时作AGC电路来控制其动态范围已不能满足动态要求，用到PIN管时，二极管的工作状态还主要取决于其因此衰减器得到广泛应用。目前衰减器已发展有多直流偏置状态。如PIN二极管处于正向偏压时，由种结构，除了电阻衰减网络以外，近年来又发展了于正向电流己使i层中存储电荷，所以不管微波信PIN二极管构成的电调衰减器，GaAsMESFETT型衰号的正负极性如何，都可以维持导通状态。而反向[1]减器，在此基础上发展了多位数控衰减器。有时偏置时，微波信号频率足够高，其正半周信号来不为了固定传输系统内传输功率的功率电

3、平，传输系及将载流子注入到i层，因此二极管处于截止态。统内必须接入衰减器，对微波产生一定量的衰减。这样，PIN二极管所呈现的阻抗大小，只取决于直衰减量固定不变的称为固定衰减器；衰减量可在一流偏置，而与微波信号无关。因此，我们就可以用定范围内调节的称为可变衰减器。衰减器是一种双较小的直流功率来控制PIN二极管的工作状态，从[5]端口网络，双端口网络的衰减主要由以下两种原因而控制较大的微波功率。引起：一种是由于网络内部有损耗，吸收了所通过PIN管电调衰减器的电路结构形式有很多，如的电磁波的一部分功率而造成衰减，这种衰减器称环行器的单管衰减器，3dB定向耦合器的双管衰减[1]为“吸收衰减

4、”；另一种是由于电磁波在网络输入器，多管反射式或吸收式衰减器等。本文所设计端的反射而引起的衰减，这种衰减称为“反射衰的电调衰减器为3dB分支电桥电调衰减器，原理图[5]减”。应用这两种衰减原理制成的衰减器有吸收式如图1所示[2]衰减器和反射式衰减器。电调衰减器是一种控制射频信号输出功率的部件，它是自适应干扰抵消系统中的关键部件。目前电调衰减器有两种结构：一种是机电式，它是通过伺服电机控制两个耦合线圈的耦合系数，从而达到幅度控制。这种衰减器结构复杂，惰性大．跟踪性能差；另一种是全电子式，它利用PIN二极管的电导调制特性来达到幅度控制。这种衰减器结构简图13dB分支电桥电调衰减器原理图

5、[3]单、响应时问短、跟踪特性好。由上图可知，分支电桥端口1作为输入，则端口2为本文针对中国自主开发的TD-SCDMA标准，设计隔离端，端口3、4为等幅IQ输出端；当分支电桥的实现了一款预失真系统中必不可少的关键部分：端口1加入功率时，端口3、4为等幅正交信号，如2.3~2.4GHz电调衰减器。电调衰减器的主要指标果端口3、4存在反射信号，则在端口2叠加，而在有：工作频带、输入输出反射、起始衰减量、衰减端口1相互抵消。利用此关系可构成输入输出端口量和衰减量的变化规律等。具有良好匹配性能的电调衰减器。图1中在端口3、4接PIN二极管，加正偏压时，PIN等效为电阻Rf，再2工作原理串联

6、50Ω电阻R，用微带短路器进行微波接地。则在3、4端口的反射系数是（R+Z）−ZRf00fΓ==（R+Z）+ZR+2Zf00f0两只PNI管(Vj1和Vj2)的反射波在2口叠加，因此由1端口到2端口的衰减量是1Rf+2Z0α=10lg=20lg()2ΓRf2Z0=20lg(1+)Rf当正偏流由小变大时，Rf随之减少，衰减量也由小到大。此结构只要两只PIN二极管的性能一致，分（2）3dB分支电桥电路结构支电桥设计合理，就可以获得良好的衰减特性。3电路设计本文的设计目标为S波段窄带电调衰减器，其工作频率范围为2.3~2.4GHz。利用仿真软件ADS设计得到了系统整体的电路，此设计主要有

7、分支电桥和PIN二极管构成。由于各个组成部分的指标均会影响电路的整体性能，因此，本文利用ADS仿真软件进行了整体电路的仿真设计，大大减小了各部分不连续性对整体电路的影响。本设计所用介质基片的相对介电常数为9.6，厚度为0.8mm。3.13dB分支电桥的设计（3）3dB分支电桥综合结果根据设计要求，本文采用了3dB分支电桥作为图23dB分支电桥的综合正交耦合电桥，其特点是具有良好的幅度和相位平为了便于电调衰减器的整体设计，须将端口略衡性。利用ADS软件中PassiveC