專利名稱：高動(dòng)態(tài)、高精度l波段數(shù)控衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于雷達(dá)、通信、制導(dǎo)的電子裝置，尤其是能實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍、高衰減精度和能夠?qū)崿F(xiàn)溫度自適應(yīng)的L波段數(shù)控衰減器。
背景技術(shù)：
目前，公知的構(gòu)成射頻/微波功率衰減器的基本材料是電阻性材料。通常的電阻是衰減器的一種基本形式，由此形成的電阻衰減器網(wǎng)絡(luò)就是集總參數(shù)衰減器。通過(guò)一定的工藝把電阻材料放置到不同波段的射頻/微波電路結(jié)構(gòu)中就形成了相應(yīng)頻率的衰減器。如果是大功率衰減器，體積肯定要加大，關(guān)鍵就是散熱設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，在許多場(chǎng)合要用到快速調(diào)整衰減器。這種衰減器通常有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一是半導(dǎo)體小功率快調(diào)衰減器，如PIN管或FET單片集成衰減器；二是開(kāi)關(guān)控制的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)關(guān)可以是電子開(kāi)關(guān)，也可以是射頻繼電器。功率衰減器的主要用途為1)控制功率電平在微波超外差接收機(jī)中對(duì)本振的輸出功率進(jìn)行控制，可以獲得最佳噪聲系數(shù)和變頻損耗，達(dá)到最佳接收效果。在微波接收機(jī)中，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，從而改善動(dòng)態(tài)范圍。2)去耦元件作為振蕩器與負(fù)載之間的去耦合元件。3)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)作為比較功率電平的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。4)用于雷達(dá)抗干擾中的跳變衰減器是一種衰減量能突變的可變衰減器，平時(shí)不引入衰減，遇到外界干擾時(shí)，突然加大衰減。從微波網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)看，衰減器是一個(gè)二端口的有耗微波網(wǎng)絡(luò)，它屬于通過(guò)型微波元件。數(shù)控衰減器是一種主要用于數(shù)字微波通信、雷達(dá)、電子對(duì)抗、制導(dǎo)等電子系統(tǒng)設(shè)備中的電子部件。在寬帶微波頻段的控制電路中，L波段數(shù)控衰減器是主要控制電路之一，描述這種產(chǎn)品性能的主要技術(shù)指標(biāo)有1)工作頻率帶寬；幻衰減位數(shù)；幻總衰減量；4)衰減精度；5)衰減步進(jìn)；6)最小插入損耗；7)輸入和輸出端電壓駐波比；8)轉(zhuǎn)換速度；9)電路尺寸；10)承受功率等。目前所使用的小功率快調(diào)數(shù)控單片集成衰減器同類產(chǎn)品能滿足大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用，但是遇到需要高動(dòng)態(tài)范圍、高精度以及在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合時(shí)，僅使用單個(gè)單片集成衰減器往往不能滿足電性能指標(biāo)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的功率衰減控制，而且能實(shí)現(xiàn)功率衰減器在高動(dòng)態(tài)范圍、高精度和溫度變化范圍較大的場(chǎng)合應(yīng)用的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是一種高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，包括金屬殼體和電路模塊，其中電路模塊包括數(shù)字控制模塊和衰減模塊，數(shù)字控制模塊和衰減模塊之間雙向通信連接，衰減模塊包括衰減模塊1、衰減模塊2、衰減模塊3， 三個(gè)衰減模塊依次串聯(lián)連接，各模塊之間設(shè)置有用于減少耦合干擾的金屬隔斷。所述數(shù)字控制模塊包括一個(gè)用于輸出控制數(shù)據(jù)的高性能單片機(jī)以及將控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓的高精度數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器及其外圍電路。所述衰減模塊是兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。所述衰減模塊是由兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)、位于兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)中間的一個(gè)衰減網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器以及一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。所述高性能單片機(jī)為帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本新型采用單片機(jī)數(shù)控電路來(lái)控制衰減模塊，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)衰減動(dòng)態(tài)范圍大該數(shù)控衰減器由三個(gè)衰減器串聯(lián)或者將開(kāi)關(guān)控制的衰減網(wǎng)絡(luò)與兩個(gè)個(gè)衰減器串聯(lián)，突破了單個(gè)微波單片集成衰減器衰減動(dòng)態(tài)范圍小的缺點(diǎn)；( 衰減精度高，調(diào)節(jié)速度快該數(shù)控衰減器裝置由單片機(jī)控制高速、高精度的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器輸出精準(zhǔn)的控制電壓，保證了數(shù)控衰減器衰減量的高精度。本實(shí)用新型采用了一種帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350，根據(jù)不同的溫度段，建立一系列不同的衰減量控制的數(shù)據(jù)表，實(shí)際使用中，單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的環(huán)境溫度，查詢相應(yīng)溫度下的數(shù)據(jù)表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器，得到需要的衰減量，實(shí)現(xiàn)衰減量在不同環(huán)境溫度下的高精度，做到溫度的自適應(yīng)。

圖1是本實(shí)用新型原理框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的構(gòu)造原理圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的構(gòu)造原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1所示，本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，由數(shù)字控制模塊和衰減模塊組成，數(shù)字控制模塊和衰減模塊之間雙向通信連接，衰減模塊包括衰減模塊1、衰減模塊2、衰減模塊3，三個(gè)衰減模塊依次串聯(lián)連接。所述衰減模塊是兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。所述衰減模塊是由兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)、位于兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)中間的一個(gè)衰減網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器以及一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。所述的衰減模塊是由兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)組成，或者是由兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器以及一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)組成，所述的數(shù)字控制模塊由一個(gè)高精度數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器、一個(gè)高性能單片機(jī)一C8051F350、一個(gè)三端可調(diào)電流源、一個(gè)電壓基準(zhǔn)芯片和一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成。數(shù)字控制模塊經(jīng)由數(shù)據(jù)接口收發(fā)數(shù)據(jù)指令，處理分析后控制調(diào)節(jié)三個(gè)衰減模塊的衰減量，微波信號(hào)經(jīng)過(guò)三個(gè)可調(diào)的衰減模塊后即可實(shí)現(xiàn)指標(biāo)要求的衰減量。 實(shí)施例1 參考圖1、圖2，采用三個(gè)微波單片集成衰減器依次串聯(lián)的方式組成可調(diào)衰減部分(衰減模塊)，將數(shù)字控制模塊和衰減模塊收容固納在金屬盒體Bl中、盒體上設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)收發(fā)端口、一個(gè)微波信號(hào)輸入端端口、一個(gè)微波信號(hào)輸出端端口、一個(gè)電源輸入端口，其中兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器D1、D2采用HMC473MS8、一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器D3采用HMC472LP4，數(shù)字控制模塊的高精度數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7采用TLV5638)、高性能單片機(jī)D8采用C8051F350。端口 Pl為微波信號(hào)輸入端，該端口 Pl連接微帶線Wl的一端， 該微帶線Wl的另一端接微波單片集成電調(diào)衰減器Dl的信號(hào)輸入端，該微波單片集成電調(diào)衰減器Dl的信號(hào)輸出端接微帶線W2的一端，微帶線W2的另一端接微波單片集成電調(diào)衰減器D2的信號(hào)輸入端，該微波單片集成電調(diào)衰減器D2的信號(hào)輸出端接微帶線W3的一端，微帶線W3的另一端接微波單片集成數(shù)控衰減器D3的信號(hào)輸入端，該微波單片集成數(shù)控衰減器D3的信號(hào)輸出端接微帶線W4的一端，微帶線W4的另一端接微波信號(hào)輸出端P2。端口 m 為電源輸入端，該端口 W連接微波單片集成數(shù)控衰減器D3的電源輸入端口、三端可調(diào)電流源D4的正極和電壓轉(zhuǎn)換芯片D6的輸入端，電壓轉(zhuǎn)換芯片D6的輸出端接微波單片集成電調(diào)衰減器D1、微波單片集成電調(diào)衰減器D2、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7和單片機(jī)D8的電源輸入端， 三端可調(diào)電流源D4的負(fù)極接電壓基準(zhǔn)芯片D5的陽(yáng)極，電壓基準(zhǔn)芯片D5的陰極接數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7的電壓基準(zhǔn)輸入端，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7的電壓輸出端口 1接微波單片集成電調(diào)衰減器Dl的壓控輸入端，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7的電壓輸出端口 2接微波單片集成電調(diào)衰減器D2的壓控輸入端，單片機(jī)D8的I/O端口接微波單片集成數(shù)控衰減器D3的控制端口、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7的數(shù)據(jù)輸入端口和SPI串行控制信號(hào)端口 P3。微波單片集成電調(diào)衰減器配合使用高精度，高速度的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器即DAC，可以實(shí)現(xiàn)較高的衰減量控制精度，本實(shí)用新型采用了 12位的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器TLV5638，可以滿足指標(biāo)要求的衰減量控制精度。但是單個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器(HMC473MS8)的動(dòng)態(tài)范圍為40dB，單個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器(HMC472LP4)的動(dòng)態(tài)范圍為30dB，為滿足本實(shí)用新型所需求的動(dòng)態(tài)范圍 80dB，采用了將兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器串聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用。使用時(shí)，在0 IOdB的衰減范圍內(nèi)，將微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和微波單片集成電調(diào)衰減器D2設(shè)置固定的衰減量OdB，通過(guò)控制微波單片集成數(shù)控衰減器D3實(shí)現(xiàn)0 IOdB快速，精準(zhǔn)的衰減量控制，在10 45dB的衰減范圍內(nèi)，將微波單片集成電調(diào)衰減器Dl設(shè)置固定的衰減量OdB，將微波單片集成電調(diào)衰減器D2作為IOdB大步進(jìn)衰減，將微波單片集成數(shù)控衰減器D3作為0 IOdB的微調(diào)，通過(guò)控制微波單片集成電調(diào)衰減器D2和微波單片集成數(shù)控衰減器D3的衰減量，實(shí)現(xiàn)10 45dB衰減量的精確控制， 在45 SOdB的衰減范圍內(nèi)，將微波單片集成電調(diào)衰減器Dl設(shè)置固定的衰減量35dB，作為固定衰減器，將微波單片集成電調(diào)衰減器D2作為IOdB大步進(jìn)衰減，將微波單片集成數(shù)控衰減器D3作為0 IOdB的微調(diào)，通過(guò)控制微波單片集成電調(diào)衰減器D2和微波單片集成數(shù)控衰減器D3的衰減量，實(shí)現(xiàn)45 SOdB衰減量的精確控制。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器根據(jù)微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和微波單片集成電調(diào)衰減器D2的電壓調(diào)節(jié)曲線，建立了一個(gè)衰減量控制的數(shù)據(jù)表，根據(jù)所需要的衰減量大小，由單片機(jī)D8進(jìn)行查表， 得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和微波單片集成電調(diào)衰減器D2，得到需要的衰減量。采用該設(shè)計(jì)方法的好處是可以實(shí)現(xiàn)衰減量的快速調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器使用溫度范圍為-40°C 85°C。在不同的環(huán)境溫度下，微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和微波單片集成電調(diào)衰減器D2的電壓調(diào)節(jié)曲線會(huì)有少量的漂移， 會(huì)導(dǎo)致在不同的環(huán)境溫度下，衰減器的衰減精度不同。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用了一種帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350，該單片機(jī)的溫度測(cè)量精度為士3°C。因?yàn)殡娬{(diào)衰減器的電壓調(diào)節(jié)曲線隨溫度的變化較小，士3°C溫度測(cè)量精度滿足使用要求。根據(jù)不同的溫度段，同樣建立一系列不同的衰減量控制的數(shù)據(jù)表，實(shí)際使用中，單片機(jī)D8根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的環(huán)境溫度，查詢相應(yīng)溫度下的數(shù)據(jù)表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和電調(diào)衰減器D2，得到需要的衰減量。采用該設(shè)計(jì)方法的好處是可以實(shí)現(xiàn)衰減量在不同環(huán)境溫度下的高精度，做到溫度的自適應(yīng)。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器安裝在金屬殼體Bl中使用。通過(guò)加裝金屬隔斷，將數(shù)字部分與模擬部分分開(kāi)，盡量減少芯片之間的耦合干擾，將微波單片集成電調(diào)衰減器Dl、電調(diào)衰減器D2和數(shù)控衰減器D3 之間也加裝金屬隔斷，提高電調(diào)衰減器D1、電調(diào)衰減器D2和數(shù)控衰減器D3之間的隔離度， 減少耦合干擾，從而提高本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)范圍和衰減精度。主機(jī)發(fā)出衰減量數(shù)據(jù)指令，通過(guò)SPI串行控制信號(hào)接口 P3將數(shù)據(jù)指令送入單片機(jī)D8，單片機(jī)D8分析處理后輸出控制指令給數(shù)控衰減器D3和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D7將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值輸出。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器TLV5638可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立雙路電壓輸出，因此可以分別控制各個(gè)電調(diào)衰減器的衰減量。數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器D4將輸出的兩路電壓信號(hào)分別送至微波單片集成電調(diào)衰減器Dl和電調(diào)衰減器D2的電壓調(diào)節(jié)控制端，實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)衰減量的精準(zhǔn)控制。同時(shí)，對(duì)單片機(jī)D8輸出的控制指令進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。微波信號(hào)從輸入端口 Pl輸入，經(jīng)過(guò)電調(diào)衰減器Dl、電調(diào)衰減器D2和數(shù)控衰減器D3后，由輸出端口 P2輸出，可以滿足指標(biāo)要求的衰減量。 實(shí)施例2 參考圖1、圖3，采用兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻衰減網(wǎng)絡(luò)組成的衰減器和兩個(gè)微波單片集成衰減器相互串聯(lián)的方式組成可調(diào)衰減部分(衰減模塊)，將數(shù)字控制模塊和衰減模塊收容固納在金屬盒體Bll中、盒體上設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)收發(fā)端口、一個(gè)微波信號(hào)輸入端端口、一個(gè)微波信號(hào)輸出端端口、一個(gè)電源輸入端口，其中兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll、D22采用HMC194MS8，一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器D33采用HMC473MS8、一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器D44采用HMC472LP4，數(shù)字控制模塊的高精度數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器 D88采用TLV5638、高性能單片機(jī)D99采用C8051F350。端口 Pll為微波信號(hào)輸入端，該端口 Pll連接微帶線Wll的一端，該微帶線Wll的另一端接微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll的信號(hào)端口 3，該微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll的信號(hào)端口 1接微帶線W22的一端，微帶線W22的另一端接微波單片集成開(kāi)關(guān)D22的信號(hào)端口 1，該微波單片集成開(kāi)關(guān)D22的信號(hào)端口 3接微帶線W33 的一端，微帶線W33的另一端接微波單片集成電調(diào)衰減器D33的信號(hào)輸入端，該微波單片集成電調(diào)衰減器D33的信號(hào)輸出端接微帶線W44的一端，微帶線W44的另一端接微波單片集成數(shù)控衰減器D44，該微波單片集成數(shù)控衰減器D44的信號(hào)輸出端接微帶線W55的一端，微帶線W55的另一端接微波信號(hào)輸出端P22。微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll的信號(hào)端口 2接電阻Rl 和電阻R2的一端，該電阻R2的另一端接地，電阻Rl的另一端接微波單片集成開(kāi)關(guān)D22的信號(hào)端口 2和電阻R3的一端，該電阻R3的另一端接地。端口 Nl 1為電源輸入端，該端口 Nl 1 連接微波單片集成數(shù)控衰減器D44的電源輸入端口、三端可調(diào)電流源D55的正極和電壓轉(zhuǎn)換芯片D77的輸入端，電壓轉(zhuǎn)換芯片D77的輸出端接微波單片集成電調(diào)衰減器D33、單片機(jī) D99、數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器D88的電源輸入端，三端可調(diào)電流源D55的負(fù)極接電壓基準(zhǔn)芯片D66 的陽(yáng)極，電壓基準(zhǔn)芯片D66的陰極接數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88的電壓基準(zhǔn)輸入端，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88的電壓輸出端口接微波單片集成電調(diào)衰減器D33的壓控輸入端，單片機(jī)D99的 I/O端口接微波單片集成數(shù)控衰減器D44的控制端口、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88的數(shù)據(jù)輸入端口和SPI串行控制信號(hào)端口 P33。微波單片集成電調(diào)衰減器配合使用高精度，高速度的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器即DAC，可以實(shí)現(xiàn)較高的衰減量控制精度，本實(shí)用新型采用了 12位的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器TLV5638，可以滿足指標(biāo)要求的衰減量控制精度。但是單個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器(HMC473MS8)的動(dòng)態(tài)范圍為40dB，單個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器(HMC472LP4) 的動(dòng)態(tài)范圍為30dB，為滿足本實(shí)用新型所需求的動(dòng)態(tài)范圍80dB，采用了控制開(kāi)關(guān)切換使用固定衰減網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法，并將一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器串聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用。使用時(shí)，在0 IOdB的衰減范圍內(nèi)，控制微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll和微波單片集成開(kāi)關(guān)D22，使微波信號(hào)不經(jīng)過(guò)固定衰減網(wǎng)絡(luò)，直接送至微波單片集成電調(diào)衰減器D33，將微波單片集成電調(diào)衰減器D33設(shè)置固定的衰減量OdB， 通過(guò)控制微波單片集成數(shù)控衰減器D44實(shí)現(xiàn)0 IOdB快速，精準(zhǔn)的衰減量控制，在10 45dB的衰減范圍內(nèi)，控制微波單片集成開(kāi)關(guān)Dl 1和微波單片集成開(kāi)關(guān)D22，使微波信號(hào)經(jīng)過(guò)固定35dB衰減網(wǎng)絡(luò)，將微波單片集成電調(diào)衰減器D33設(shè)置固定的衰減量OdB，將微波單片集成數(shù)控衰減器D44作為0 IOdB的微調(diào)，通過(guò)控制微波單片集成數(shù)控衰減器D44的衰減量，實(shí)現(xiàn)10 45dB衰減量的精確控制，在45 SOdB的衰減范圍內(nèi)，控制微波單片集成開(kāi)關(guān)Dll和微波單片集成開(kāi)關(guān)D22，使微波信號(hào)經(jīng)過(guò)固定35dB衰減網(wǎng)絡(luò)，將微波單片集成電調(diào)衰減器D33作為IOdB大步進(jìn)衰減，將微波單片集成數(shù)控衰減器D44作為0 IOdB的微調(diào)，通過(guò)控制微波單片集成電調(diào)衰減器D33和微波單片集成數(shù)控衰減器D44的衰減量，實(shí)現(xiàn) 45 SOdB衰減量的精確控制。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器根據(jù)微波單片集成電調(diào)衰減器D33的電壓調(diào)節(jié)曲線，建立了一個(gè)衰減量控制的數(shù)據(jù)表，根據(jù)所需要的衰減量大小，由單片機(jī)D99進(jìn)行查表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器 D33，得到需要的衰減量。采用該設(shè)計(jì)方法的好處是可以實(shí)現(xiàn)衰減量的快速調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器使用溫度范圍為-40°C 85°C。在不同的環(huán)境溫度下，微波單片集成電調(diào)衰減器D33的電壓調(diào)節(jié)曲線會(huì)有少量的漂移，會(huì)導(dǎo)致在不同的環(huán)境溫度下，衰減器的衰減精度不同。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用了一種帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350，該單片機(jī)的溫度測(cè)量精度為士3°C。因?yàn)殡娬{(diào)衰減器的電壓調(diào)節(jié)曲線隨溫度的變化較小，士3°C溫度測(cè)量精度滿足使用要求。根據(jù)不同的溫度段，同樣建立一系列不同的衰減量控制的數(shù)據(jù)表，實(shí)際使用中，單片機(jī)D99根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的環(huán)境溫度，查詢相應(yīng)溫度下的數(shù)據(jù)表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器D33，得到需要的衰減量。采用該設(shè)計(jì)方法的好處是可以實(shí)現(xiàn)衰減量在不同環(huán)境溫度下的高精度，做到溫度的自適應(yīng)。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器安裝在金屬殼體Bll中使用。通過(guò)加裝金屬隔斷，將數(shù)字部分與模擬部分分開(kāi)，盡量減少芯片之間的耦合干擾，將將開(kāi)關(guān)控制衰減網(wǎng)絡(luò)、微波單片集成電調(diào)衰減器D33和數(shù)控衰減器D44之間也加裝金屬隔斷， 提高隔離度，減少耦合干擾，從而提高本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)范圍和衰減精度。主機(jī)發(fā)出衰減量數(shù)據(jù)指令，通過(guò)SPI串行控制信號(hào)接口 P3將數(shù)據(jù)指令送入單片機(jī)D99，單片機(jī)D99分析處理后輸出控制指令給微波單片集成開(kāi)關(guān)D11、微波單片集成開(kāi)關(guān)D22、數(shù)控衰減器D44和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值輸出，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器D88將輸出的電壓控制信號(hào)送至微波單片集成電調(diào)衰減器D33的電壓調(diào)節(jié)控制端，實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)衰減量的精準(zhǔn)控制。同時(shí)，對(duì)單片機(jī)D99輸出的控制指令進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。微波信號(hào)從輸入端口 Pll輸入，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)控制衰減網(wǎng)絡(luò)、電調(diào)衰減器D33和數(shù)控衰減器D44后，由輸出端口 P22輸出，可以滿足指標(biāo)要求的衰減量。 本新型采用單片機(jī)數(shù)控電路來(lái)控制衰減模塊，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)衰減動(dòng)態(tài)范圍大該數(shù)控衰減器由三個(gè)衰減器串聯(lián)或者將開(kāi)關(guān)控制的衰減網(wǎng)絡(luò)與兩個(gè)個(gè)衰減器串聯(lián)，突破了單個(gè)微波單片集成衰減器衰減動(dòng)態(tài)范圍小的缺點(diǎn)；( 衰減精度高， 調(diào)節(jié)速度快該數(shù)控衰減器裝置由單片機(jī)控制高速、高精度的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器輸出精準(zhǔn)的控制電壓，保證了數(shù)控衰減器衰減量的高精度。本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器根據(jù)微波單片集成電調(diào)衰減器的電壓調(diào)節(jié)曲線，建立了一個(gè)衰減量控制的數(shù)據(jù)表， 根據(jù)所需要的衰減量大小，由單片機(jī)進(jìn)行查表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器，得到需要的衰減量。采用該設(shè)計(jì)方法的好處是可以實(shí)現(xiàn)衰減量的快速調(diào)節(jié)。(3)環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)本實(shí)用新型的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器使用溫度范圍為-40°C 85°C。在不同的環(huán)境溫度下，微波單片集成電調(diào)衰減器的電壓調(diào)節(jié)曲線會(huì)有少量的漂移，會(huì)導(dǎo)致在不同的環(huán)境溫度下，衰減器的衰減精度不同。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用了一種帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350，該單片機(jī)的溫度測(cè)量精度為士3°C。因?yàn)殡娬{(diào)衰減器的電壓調(diào)節(jié)曲線隨溫度的變化較小，士3°C溫度測(cè)量精度滿足使用要求。根據(jù)不同的溫度段，建立一系列不同的衰減量控制的數(shù)據(jù)表，實(shí)際使用中，單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的環(huán)境溫度，查詢相應(yīng)溫度下的數(shù)據(jù)表，得出對(duì)應(yīng)的控制指令輸出給數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器根據(jù)控制指令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的控制電壓，控制微波單片集成電調(diào)衰減器，得到需要的衰減量，實(shí)現(xiàn)衰減量在不同環(huán)境溫度下的高精度，做到溫度的自適應(yīng)。
權(quán)利要求1.一種高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，其特征在于包括金屬殼體和電路模塊，其中電路模塊包括數(shù)字控制模塊和衰減模塊，數(shù)字控制模塊和衰減模塊之間雙向通信連接， 衰減模塊包括衰減模塊(1)、衰減模塊O)、衰減模塊(3)，三個(gè)衰減模塊依次串聯(lián)連接，各模塊之間設(shè)置有用于減少耦合干擾的金屬隔斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，其特征在于所述數(shù)字控制模塊包括一個(gè)用于輸出控制數(shù)據(jù)的高性能單片機(jī)以及將控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓的高精度數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器及其外圍電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，其特征在于所述衰減模塊是兩個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器和一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，其特征在于所述衰減模塊是由兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)、位于兩個(gè)微波單片集成開(kāi)關(guān)中間的一個(gè)衰減網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)微波單片集成電調(diào)衰減器以及一個(gè)微波單片集成數(shù)控衰減器依次串聯(lián)連接構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，其特征在于所述高性能單片機(jī)為帶內(nèi)置溫度傳感器的單片機(jī)C8051F350。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高動(dòng)態(tài)、高精度L波段數(shù)控衰減器，包括金屬殼體和電路模塊，其中電路模塊包括數(shù)字控制模塊和衰減模塊，數(shù)字控制模塊和衰減模塊之間雙向通信連接，衰減模塊包括衰減模塊1、衰減模塊2、衰減模塊3，三個(gè)衰減模塊依次串聯(lián)連接，各模塊之間設(shè)置有用于減少耦合干擾的金屬隔斷。本新型采用單片機(jī)數(shù)控電路來(lái)控制衰減模塊，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)衰減動(dòng)態(tài)范圍大；(2)衰減精度高，調(diào)節(jié)速度快；(3)環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H03H17/00GK202094853SQ201120131648
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者夏明飛, 宋偉, 趙守偉, 趙熠明, 陳雄方, 馬颯颯 申請(qǐng)人:馬颯颯