本發(fā)明屬于微波毫米波功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器。

背景技術(shù)：

增益均衡器是進(jìn)行增益補(bǔ)償?shù)钠骷?，用于解決行波管放大器的增益不平坦問題，多采用無源形式實(shí)現(xiàn)。均衡器是由傳輸線主線和連接在傳輸線主線的若干個(gè)諧振吸收單元構(gòu)成，可按傳輸線形式分為微帶線型、波導(dǎo)型和同軸線型三種。當(dāng)傳輸線主線上傳輸?shù)哪芰拷?jīng)過某個(gè)諧振吸收單元時(shí)，該諧振吸收單元將其諧振頻率及附近的一部分能量耦合入諧振吸收單元內(nèi)，依靠諧振吸收單元的吸收機(jī)構(gòu)將能量吸收。通過調(diào)整諧振吸收單元的諧振頻率、吸收機(jī)構(gòu)的吸收量大小，可得到所需的均衡曲線。

基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide，SIW)技術(shù)是近幾年提出的一種可以集成于介質(zhì)基片中的具有低插損低輻射等特性的新的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它是通過在上下底面為金屬層的低損耗介質(zhì)基片上，利用金屬化通孔陣列而實(shí)現(xiàn)的，其目的是在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)的功能

法國格勒諾布爾理工學(xué)院的學(xué)者Alejandro在2015年前后提出了一種新型的基片集成波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，慢波結(jié)構(gòu)可以有效提高基片的等效介電常數(shù)，這種特性使其在微波無源器件的小型化上有著明顯的優(yōu)勢。

LTCC技術(shù)是MCM中的一類多層布線基板技術(shù)，是1982年由休斯公司開發(fā)的新型材料技術(shù)。該技術(shù)使元器件間互連線變短，既縮小了封裝尺寸，提高了組裝密度，也解決了串?dāng)_噪聲，雜散電感、雜散電容耦合以及電磁場輻射等問題。將無源器件埋置在LTCC多層互連布線基板中并通過通孔互連，可以減少寄生參量，有利于增加系統(tǒng)的帶寬和性能。

同軸和波導(dǎo)形式的增益均衡器調(diào)節(jié)方便靈活，承受的功率比較大，Q值高，一般用于大功率行波管的功率均衡。其缺點(diǎn)在于體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差，精確設(shè)計(jì)和仿真困難，不便于系統(tǒng)集成。微帶形式的功率均衡器屬于平面?zhèn)鬏斁€結(jié)構(gòu)類型，可以靈活地形成電路，具有體積小、重量輕、易與固態(tài)電路集成的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)在于隨著頻率升高，損耗加大，色散嚴(yán)重，Q值不高，難以在窄帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大均衡量。而基于基片集成波導(dǎo)的均衡器則兼有承受功率高，Q值較高，體積小，重量輕，成本低，易與固態(tài)電路集成的優(yōu)點(diǎn)，LTCC技術(shù)，半模及四分之一模基片集成波導(dǎo)以及慢波結(jié)構(gòu)理論的應(yīng)用，可以大幅度地縮減均衡器尺寸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器，該均衡器可繞改善均衡器高頻損耗，減小色散，提高Q值，得以在窄帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的均衡量，同時(shí)可在更高頻率兼顧小型化。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器，包括由下及上依次層疊的金屬接地層、第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層以及金屬層，所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層均設(shè)有金屬化通孔，所述金屬層包括半模基片集成波導(dǎo)表層金屬、諧振器表層金屬、第一電阻以及第二電阻，所述金屬接地層、半模基片集成波導(dǎo)表層金屬與金屬化通孔構(gòu)成半?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)，所述金屬接地層、諧振器表層金屬與金屬化通孔構(gòu)成兩個(gè)四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器，所述模基片集成波導(dǎo)表層金屬、諧振器表層金屬通過所述第一電阻、第二電阻連接。所述第一電阻、第二電阻分別與兩個(gè)四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器連接后依次排列在半?；刹▽?dǎo)表層金屬上。

優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)層包括第二介質(zhì)基片，以及設(shè)置于第一介質(zhì)基板上部呈T型排列的第一金屬化通孔陣列、第二金屬化通孔陣列、第三金屬化通孔陣列，設(shè)置于第一介質(zhì)基板上部的第四金屬化通孔陣列，所述第二金屬化通孔陣列為T型豎部。

優(yōu)選地，所述第一金屬化通孔陣列、第三金屬化通孔陣列均包括沿第二介質(zhì)層上側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第二金屬化通孔陣列包括垂直于第一金屬化通孔陣列和第三金屬化通孔陣列呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第四金屬化通孔陣列沿第二介質(zhì)層下側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔。

優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)基板，以及設(shè)置于第一介質(zhì)基板上部呈T型排列的第五金屬化通孔陣列、第六金屬化通孔陣列以及第七金屬化通孔陣列，位于T型豎部兩側(cè)的第一金屬化通孔陣列、第二金屬化通孔陣列，以及由上至下依次設(shè)置于第一介質(zhì)基板下部的第三金屬化通孔陣列、第四金屬化通孔陣列，所述第六金屬化通孔陣列為T型豎部。

優(yōu)選地，所述第五金屬化通孔陣列、第七金屬化通孔陣列均包括沿第一介質(zhì)層上側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第六金屬化通孔陣列垂直于第五金屬化通孔陣列和第七金屬化通孔陣列呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第四金屬化通孔陣列包括沿第一介質(zhì)層下側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第三金屬化通孔陣列包括呈兩排分布的若干個(gè)金屬化通孔，所述第一金屬化通孔陣列、第二金屬化通孔陣列均包括呈正方形分布的若干個(gè)金屬化通孔。

優(yōu)選地，所述半?；刹▽?dǎo)表層金屬與第四金屬化通孔陣列、第四金屬化通孔陣列、第三金屬化通孔陣列以及金屬接地層構(gòu)成半模基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述諧振器表層金屬與第一金屬化通孔陣列、第二金屬化通孔陣列、第一金屬化通孔陣列、第五金屬化通孔陣列、第六金屬化通孔陣列以及金屬接地層構(gòu)成四分之一模基片集成波導(dǎo)諧振器一。

優(yōu)選地，所述諧振器表層金屬與第二金屬化通孔陣列、第三金屬化通孔陣列、第二金屬化通孔陣列、第六金屬化通孔陣列、第七金屬化通孔陣列以及金屬接地層構(gòu)成四分之一模基片集成波導(dǎo)諧振器二。

優(yōu)選地，所述金屬接地層包括虛擬金屬板，呈板狀。

本發(fā)明的有益效果是：在高頻應(yīng)用中，由于波長過小，過于高的容差要求常常使微帶線失效，而基片集成波導(dǎo)有效的解決了這個(gè)問題。相較于傳統(tǒng)微帶，基片集成波導(dǎo)具有較小的輻射損耗，良好的色散特性。本發(fā)明提供的基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器采用基片集成波導(dǎo)構(gòu)成傳輸主線以及諧振單元，因此，該均衡器在高頻應(yīng)用中有更好的性能。同時(shí)，半模及四分之一?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)可大大縮小傳輸主線以及諧振器體積。慢波結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以使介質(zhì)的等效介電常數(shù)大幅提高，在相同的體積下降低諧振頻率，可以進(jìn)一步減小諧振器的尺寸，實(shí)現(xiàn)小型化的目的?？傮w說來，本發(fā)明具有工作頻段高，體積小，均衡量大，插損小的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于工作在大功率行波管功率增益平坦度的調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器立體俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器的信號主傳輸線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器的諧振器立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：0、金屬接地層；00、虛擬金屬板；1、第一介質(zhì)層；10、第一介質(zhì)基板；11、第一金屬化通孔陣列；12、第二金屬化通孔陣列；13、第三金屬化通孔陣列；14、第四金屬化通孔陣列；15、第五金屬化通孔陣列；16、第六金屬化通孔陣列；17、第七金屬化通孔陣列；2、第二介質(zhì)層；20、第二介質(zhì)基板；21、第一金屬化通孔陣列；22、第二金屬化通孔陣列；23、第三金屬化通孔陣列；24、第四金屬化通孔陣列；3、金屬層；31、半模基片集成波導(dǎo)表層金屬；32、諧振器表層金屬；33、第一電阻：34、第二電阻。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

如圖1-4所示，本發(fā)明的基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器的結(jié)構(gòu)示意圖，共四層，包括由下及上依次層疊的金屬接地層0、第一介質(zhì)層1、第二介質(zhì)層2以及金屬層3。第一介質(zhì)層2、第二介質(zhì)層3均設(shè)有金屬化通孔。金屬層3包括半模基片集成波導(dǎo)表層金屬31、諧振器表層金屬32、第一電阻33以及第二電阻34。金屬接地層0、半?；刹▽?dǎo)表層金屬31與金屬化通孔構(gòu)成半?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)。金屬接地層0、諧振器表層金屬32與金屬化通孔構(gòu)成兩個(gè)四分之一模基片集成波導(dǎo)諧振器。模基片集成波導(dǎo)表層金屬31、諧振器表層金屬32通過第一電阻33、第二電阻34連接。該均衡器采用基于慢波結(jié)構(gòu)的四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器加載電阻構(gòu)成新型陷波單元。

第一介質(zhì)層1包括第一介質(zhì)基板10，第一介質(zhì)基板10呈板狀，以及設(shè)置于第一介質(zhì)基板10上部呈T型排列的第五金屬化通孔陣列15、第六金屬化通孔陣列16以及第七金屬化通孔陣列17，位于T型豎部兩側(cè)的第一金屬化通孔陣列11、第二金屬化通孔陣列12，以及由上至下依次設(shè)置于第一介質(zhì)基板10下部的第三金屬化通孔陣列13、第四金屬化通孔陣列14，第六金屬化通孔陣列16為T型豎部。第五金屬化通孔陣列15、第七金屬化通孔陣列17均包括沿第一介質(zhì)層10上側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第六金屬化通孔陣列16垂直于第五金屬化通孔陣列15和第七金屬化通孔陣列17呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第四金屬化通孔陣列14包括沿第一介質(zhì)層10下側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第三金屬化通孔陣列13包括呈兩排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第一金屬化通孔陣列11、第二金屬化通孔陣列12均包括呈正方形分布的若干個(gè)金屬化通孔。

第二介質(zhì)層2包括第二介質(zhì)基板20，第二介質(zhì)基板20呈板狀，以及設(shè)置于第一介質(zhì)基板20上部呈T型排列的第一金屬化通孔陣列21、第二金屬化通孔陣列22、第三金屬化通孔陣列23，設(shè)置于第一介質(zhì)基板20上部的第四金屬化通孔陣列24，第二金屬化通孔陣列22為T型豎部。第一金屬化通孔陣列21、第三金屬化通孔陣列23均包括沿第二介質(zhì)層20上側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第二金屬化通孔陣列22包括垂直于第一金屬化通孔陣列21和第三金屬化通孔陣列23呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔，第四金屬化通孔陣列24沿第二介質(zhì)層20下側(cè)呈一排分布的若干個(gè)金屬化通孔。

金屬接地層0包括虛擬金屬板00，呈板狀。

如圖3所示，半?；刹▽?dǎo)表層金屬31與第四金屬化通孔陣列24、第四金屬化通孔陣列14、第三金屬化通孔陣列13以及金屬接地層0構(gòu)成半?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)，該半?；刹▽?dǎo)結(jié)構(gòu)也為該均衡器的信號主傳輸線結(jié)構(gòu)，半模基片集成波導(dǎo)表層金屬31為傳輸線主線。

如圖4所示，諧振器表層金屬32與第一金屬化通孔陣列21、第二金屬化通孔陣列22、第一金屬化通孔陣列11、第五金屬化通孔陣列15、第六金屬化通孔陣列16以及金屬接地層0構(gòu)成四分之一模基片集成波導(dǎo)諧振器一。諧振器表層金屬32與第二金屬化通孔陣列22、第三金屬化通孔陣列23、第二金屬化通孔陣列12、第六金屬化通孔陣列16、第七金屬化通孔陣列17以及金屬接地層0構(gòu)成四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器二。第一電阻33、第二電阻34分別與四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器一、四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器一連接后依次排列在半模基片集成波導(dǎo)表層金屬31上。

以下對本發(fā)明基于慢波結(jié)構(gòu)的新型均衡器的工作過程做詳細(xì)的描述，以進(jìn)一步展示本發(fā)明的工作原理和優(yōu)點(diǎn)：

能量由增益均衡器的一端流入，沿傳輸線主線31流動，當(dāng)能量傳到第一電阻33時(shí)，第一個(gè)四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器涉及標(biāo)號32、21、22、11、15、16諧振頻率及其附近的一部分能量通過第一電阻33，在第一個(gè)諧振器內(nèi)激起電磁振蕩，耦合進(jìn)來的能量由電阻33吸收，非第一個(gè)諧振器諧振頻率及其諧振頻率附近的能量將不流過薄膜電阻33，而是繼續(xù)向前行進(jìn)；

當(dāng)能量傳到第二電阻34時(shí)，第二個(gè)四分之一?；刹▽?dǎo)諧振器涉及標(biāo)號32、22、23、12、16、17諧振頻率及其附近的一部分能量通過電阻34，在第二個(gè)諧振器內(nèi)激起電磁振蕩，耦合進(jìn)來的能量由電阻34吸收，非第二個(gè)諧振器諧振頻率及其諧振頻率附近的能量將不流過電阻34，而是繼續(xù)向前行進(jìn)；

最后沿傳輸線主線傳輸出來的能量可以實(shí)現(xiàn)在不同頻率點(diǎn)上的不同大小的能量衰減。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。