1.本发明涉及到功率衰减器技术领域，特别涉及了一种超宽带高精度固定衰减器。
背景技术：2.功率衰减器是一种将输入信号的功率电平进行衰减的器件，实现对电路传输信号的幅度/功率进行控制，超宽带衰减器在相控阵雷达系统、宽带电子对抗以及宽带微波合成扫描信号发生器等测量仪器中均有广泛应用：如在相控阵系统中的t/r组件就是运用衰减器实现多波束信号的幅度控制和增益均衡；在测试仪器的输入端，可通过衰减器调节信号强度，避免输入信号功率太大损坏测量仪器；同样还可以用来改善传输链路中各节点的驻波比。
3.常用电阻衰减器电路有三种拓扑结构：t型、π型和桥t型。t型结构适用于实现较小衰减量，插损小，但宽带平坦度、输入输出驻波易受影响，较难控制；π型结构较适用于实现大衰减量，具有工作频带宽和输入输出驻波小等优点，但插损较大；而桥t型结构衰减器具有衰减精度高衰减精度由工艺上能实现的电阻精度决定、衰减量易调整、输入输出匹配较好和线性度高等优点。
4.传统的桥t型结构衰减器的电路拓扑结构如图1所示，可以看做是一个π型衰减网络与t型衰减网络的串联构成，该网络的特点是无论网络的传递函数如何变化，其输入输出阻抗始终等于特征阻抗，因此具有很好的端口匹配特性。但此种结构在超宽频带应用也存在很多问题，无源衰减器中存在大量寄生效应，伴随着工作频率的增加，信号通路中的电阻都会产生较大的容性寄生，造成信号功率的额外损耗，同时高频下金属互连线也会呈现出传输线效应，影响固定衰减器的高频衰减精度。固定衰减器多采用金丝键合方式进行微组装，pad点产生的寄生效应会使得端口驻波性能变差。
技术实现要素：5.针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种超宽带高精度固定衰减器。该衰减器减弱了高频信号下金属互连引起的传输线效应，实现衰减器在超宽频带内的衰减平坦度和较好驻波特性。
6.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
7.一种超宽带高精度固定衰减器，包括第一电阻器r1、第二电阻器r0、第三电阻器z01、第四电阻器z02、第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘分别连接电阻r1和第三电阻z01，其中第一电阻r1的另一端与第二焊盘连接，第三电阻z01的另一端与第四电阻器z02的一端连接，第四电阻器z02的另一端连接；第三电阻器z01和第四电阻器z02连接线的交点与第二电阻器r0一端相连接，第二电阻器r0另一端接地；其特征在于，还包括多个系列电阻，每个系列电阻均与第一电阻器r1并联，且第二电阻器r0的另一端连接有电感l的一端，电感l的另一端接地。
8.进一步的所述系列电阻为1级电阻或多级电阻构成。
9.本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
10.1、本发明通过多电阻并联来减弱高频信号下金属互连引起的传输线效应，通过无源电感抵消输入输出pad高频下产生的寄生电容，实现衰减器在超宽频带内的衰减平坦度和较好驻波特性。
11.2、本发明带内平坦度高，通过多电阻并联结构以及增加电感降低高频损耗、端口驻波好、覆盖带宽宽。
附图说明
12.图1是传统结构的桥t型固定衰减器拓扑结构；
13.图2是本发明实施例的高精度固定衰减器拓扑结构；
14.图3是本发明实施例的高精度固定衰减器传输效应；
15.图4是传统桥t型3db衰减器和本发明高精度3db固定衰减器的损耗随工作频率变化的仿真对比曲线；
16.图5是传统桥t型3db衰减器和本发明高精度3db固定衰减器的回波损耗随工作频率变化的仿真对比曲线。
具体实施方式
17.下面，结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.参照图1，本发明针对传统桥t型固定衰减方案的不足，超宽带应用中难以保证衰减曲线的平坦度和端口驻波性能，创新的提出了一种超宽带高精度的同类固定衰减器。
20.如图2所示，是本发明创新改良的超宽带高精度固定衰减器拓扑结构，结合图1所示的传统桥t型固定衰减器，本发明所提出的超宽带高精度固定衰减器包括由第一电阻器r1、第二电阻器r0、
……
、第n电阻器rn构成的多级并联电阻、电阻器z01、电阻器z02、电阻器r0、第一焊盘pad1、第二焊盘pad2和电感l；第一焊盘pad1分别连接系列电阻r1～rn的一端和电阻器z01的一端，系列电阻r1～rn的另一端和电阻器z02的一端分别连接第二焊盘pad2，电阻器z01和电阻器z02连接线的中点与电阻器r0一端相连接，电阻器r0另一端同电感l串联后接地。多级并联电阻可以是1级或者多级电阻构成。
21.以固定3db衰减器为例，采用传统桥t拓扑结构的衰减器设计，可以计算得出r1为20.6ω，z01＝z02＝50.0ω，r0＝121.2ω，从图4和图5的仿真结果可以看出，传统桥t型3db衰减器的损耗随着频率的提升恶化严重，回波损耗在50ghz工作频率时仅为-15dbm，限制了实际应用。采用本发明设计的超宽带高精度3db固定衰减器，增加了多路并联电阻，同时在接地电阻支路中串联了无源电感。通过多电阻并联来减弱高频信号下金属互连引起的传输线效应，如图3所示，通过无源电感抵消输入输出pad高频下产生的寄生电容，实现衰减器在超宽频带内的衰减平坦度和较好驻波特性。从图4和图5的仿真结果可以看出，新型固定衰减器的损耗和回波损耗随着频率的恶化现象减轻，损耗在整个带内具有很好的平坦度，回波损耗在50ghz工作频率时可达到-30db，满足其在各种射频、毫米波电路产品中的实际应
用。
22.以上所述仅为本发明创造的实施例，但本发明创造并不限于所述实施例。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神和原则的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
技术特征：1.一种超宽带高精度固定衰减器，包括第一电阻器(r1)、第二电阻器(r0)、第三电阻器(z01)、第四电阻器(z02)、第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘分别连接电阻(r1)和第三电阻(z01)，其中第一电阻(r1)的另一端与第二焊盘连接，第三电阻(z01)的另一端与第四电阻器(z02)的一端连接，第四电阻器(z02)的另一端连接；第三电阻器(z01)和第四电阻器(z02)连接线的交点与第二电阻器(r0)一端相连接，第二电阻器(r0)另一端接地；其特征在于，还包括多个系列电阻，每个系列电阻均与第一电阻器(r1)并联，且第二电阻器(r0)的另一端连接有电感(l)的一端，电感(l)的另一端接地。2.根据权利要求1所述的一种超宽带高精度固定衰减器，其特征在于，所述系列电阻为一级电阻或多级电阻构成。
技术总结本发明公开了一种超宽带高精度固定衰减器，属于功率衰减器技术领域。其包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘分别连接电阻和第三电阻，其中第一电阻的另一端与第二焊盘连接，第三电阻的另一端与第四电阻器的一端连接，第四电阻器的另一端连接；第三电阻器和第四电阻器连接线的交点与第二电阻器一端相连接，第二电阻器另一端接地；其特征在于，还包括多个系列电阻，每个系列电阻均与第一电阻器并联，且第二电阻器的另一端连接有电感的一端，电感的另一端接地。本发明实现了衰减器在超宽频带内的衰减平坦度和较好驻波特性在各种射频、毫米波电路产品中广泛应用。毫米波电路产品中广泛应用。毫米波电路产品中广泛应用。
技术研发人员：魏恒 杨格亮 赵建欣 刘子奕 周媛
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/7/5
