教學第十一講-功率衰減器課件

第四章功率衰減器第四章功率衰減器1主要內容功率衰減器的原理集總參數(shù)衰減器分布參數(shù)衰減器PIN二極管電調衰減器步進式衰減器主要內容功率衰減器的原理2功率衰減器基本原理從微波網(wǎng)絡觀點看，衰減器是一個二端口有耗微波網(wǎng)絡。它屬于通過型微波元件?？蓪F/MW信號產生一定的衰減。若信號輸入端的功率為P1，而輸出端的功率為P2，衰減器的功率衰減量為A（dB）。若P1、P2以分貝毫瓦（dBm）表示，則兩端功率間的關系為：

P2(dBm)=P1(dBm)-A(dB)即衰減量為：功率衰減器基本原理從微波網(wǎng)絡觀點看，衰減器是一個二端口有耗微3衰減器的主要用途控制功率電平在微波超外差接收機中對本振輸出功率進行控制，獲得最佳噪聲系數(shù)和變頻損耗，達到最佳接收效果。在微波接收機中，實現(xiàn)自動增益控制，改善動態(tài)范圍。去耦元件作為振蕩器與負載之間的去耦合元件。相對標準作為比較功率電平的相對標準。用于雷達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，平時不引入衰減，遇到外界干擾時，突然加大衰減。衰減器的主要用途控制功率電平4衰減器的技術指標工作頻帶由于射頻/微波結構與頻率有關，不同頻段的元器件，結構不同，也不能通用。衰減量衰減量的大小由構成衰減器的材料和結構確定。衰減量用分貝作單位，便于整機指標計算。功率容量材料結構確定后，衰減器的功率容量就確定了。如果讓衰減器承受的功率超過這個極限值，衰減器就會被燒毀?；夭〒p耗兩端的輸入輸出駐波比應盡可能小，以避免對兩端電路有影響，即兩端電路都是匹配的衰減器的技術指標工作頻帶5衰減器的基本構成構成射頻/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網(wǎng)絡就是集總參數(shù)衰減器。通過一定的工藝把電阻材料放置到不同波段的射頻/微波電路結構中就形成了相應頻率的衰減器。如果是大功率衰減器，體積肯定要加大，關鍵就是散熱設計衰減器的基本構成構成射頻/微波功率衰減器的基本材料是電阻性材6衰減器的基本構成隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，在許多場合要用到快速調整衰減器。通常有兩種實現(xiàn)方式：半導體小功率快調衰減器，如PIN管或FET單片集成衰減器；開關控制的電阻衰減網(wǎng)絡，開關可以是電子開關，也可以是射頻繼電器。衰減器的基本構成隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，在許多場合要用到快速7集總參數(shù)衰減器利用電阻構成的T型或П型網(wǎng)絡實現(xiàn)集總參數(shù)衰減器，通常情況下，衰減量是固定的，由三個電阻值決定。電阻網(wǎng)絡兼有阻抗匹配或變換作用。根據(jù)電路兩端使用的阻抗不同，可分為：同阻式異阻式Z1、Z2是電路輸入端、輸出端的特性阻抗T型和Π型功率衰減器集總參數(shù)衰減器利用電阻構成的T型或П型網(wǎng)絡實現(xiàn)集總參數(shù)衰減器8集總參數(shù)衰減器的設計同阻式衰減器兩端的阻抗相同，即Z1＝Z2，不需要考慮阻抗變換，直接應用網(wǎng)絡級聯(lián)的辦法求出衰減量與各電阻值的關系。異阻式衰減器級聯(lián)后要考慮阻抗變換，可通過增加阻抗變換即可利用同阻式衰減器的設計方法進行設計。集總參數(shù)衰減器的設計同阻式衰減器兩端的阻抗相同，即Z1＝Z29T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于T型同阻式衰減器，取Rs1=Rs2。我們可以利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的［A］網(wǎng)絡參數(shù)如右：Rsi的傳輸矩陣：Rp的傳輸矩陣：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于T型同阻式衰減器，取R10T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）[A]矩陣相乘得：轉化為［S］矩陣為：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）[A]矩陣相乘得：轉化為［11T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）

對衰減器的要求是衰減量為A=20lg|s21|(dB)端口匹配10lg|s11|=-∞。T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）

對衰減器的要求是衰減量為12T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）求解聯(lián)立方程組就可解得各個阻值。下面就是這種衰減器的設計公式：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）求解聯(lián)立方程組就可解得各個13П型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于П型同阻式衰減器，取Rp1=Rp2，可以用上述T型同阻式衰減器的分析和設計方法。利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。П型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于П型同阻式衰減器，取R14異阻式集總參數(shù)衰減器設計異阻式集總參數(shù)衰減器時，級聯(lián)后要考慮阻抗變換。T型異阻式П型異阻式異阻式集總參數(shù)衰減器設計異阻式集總參數(shù)衰減器時，級聯(lián)后要考慮15集總參數(shù)衰減器設計實例1設計一個5dBT型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。解：同阻式集總參數(shù)衰減器A=5dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例1設計一個5dBT型同阻式（Z1=Z16集總參數(shù)衰減器設計實例1仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例1仿真結果分析：17集總參數(shù)衰減器設計實例2設計10dBП型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。解：同阻式集總參數(shù)衰減器A=10dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例2設計10dBП型同阻式（Z1=Z218集總參數(shù)衰減器設計實例2仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例2仿真結果分析：19集總參數(shù)衰減器設計實例3設計10dBП型異阻式（Z1=50Ω，Z2=75Ω）固定衰減器。解：異阻式集總參數(shù)衰減器A=10dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例3設計10dBП型異阻式（Z1=5020集總參數(shù)衰減器設計實例3仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例3仿真結果分析：21分布參數(shù)衰減器同軸型衰減器在同軸系統(tǒng)中，吸收式衰減器的結構有三種形式：內外導體間電阻性介質填充內導體串聯(lián)電阻帶狀線衰減器轉換為同軸形式（a）填充;（b）串聯(lián);（c）帶狀線分布參數(shù)衰減器同軸型衰減器（a）填充;（b）串聯(lián);（22分布參數(shù)衰減器截止式衰減器截止式衰減器又稱“過極限衰減器”，是用截止波導制成的。它是根據(jù)當工作波長遠大于截止波長λc時，電磁波的幅度在波導中按指數(shù)規(guī)律衰減的特性來實現(xiàn)衰減的。分布參數(shù)衰減器截止式衰減器23波導型衰減器吸收式衰減器最簡單的波導吸收式衰減器是在波導中平行于電場方向放置具有一定衰減量的吸收片組成的。根據(jù)能夠改變吸收片的位置和面積，可分為固定式和可變式。因為有損耗性薄膜或介質表面有—定電阻，所以沿其表面的電磁波電場切向分量，將在其上引起傳導電流，形成焦耳熱損耗并以熱能的形式散發(fā)掉。只要控制衰減器衰減量，信號經過衰減器后就被減弱到所需電平。波導型衰減器吸收式衰減器24吸收式衰減器刀形旋轉吸收片衰減器比橫向移動吸收片衰減器顯得優(yōu)越，在結構、安裝等方面也比較簡便。這種形式的衰減器結構簡單加工容易，適于成批生產。橫向移動式和刀片式衰減器都是粗調式，精度都不高，需要校準曲線才有定量衰減。吸收式衰減器刀形旋轉吸收片衰減器比橫向移動吸收片衰減器顯得優(yōu)25極化吸收式衰減器極化吸收式衰減器是一種精密衰減器，其結構由三段波導組成。兩端是固定的矩形波導到圓柱波導的過渡段中間是一段可以繞縱軸轉動的圓柱波導。在每段波導中部沿軸向放置厚度極薄的能完全吸收與其平行的切向電場的吸收片，各段中吸收片的相對位置如圖中所示。圓柱波導旋轉的角度θ可以用精密傳動系統(tǒng)測量并顯示出來，角度的變化也就是極化面的變化。A=20lg(cosθ)極化吸收式衰減器極化吸收式衰減器是一種精密衰減器，其結構由三26微帶型衰減器在微帶線的表面鍍膜一層電阻材料即可實現(xiàn)衰減，也可用涂覆方法實現(xiàn)衰減。近代常用吸波橡膠材料，將其裁剪至合適尺寸，用膠粘到電路上。在微波有源電路的調整中，會用到吸波材料消除高次模、諧雜波影響，控制組件泄露等。微帶型衰減器在微帶線的表面鍍膜一層電阻材料即可實現(xiàn)衰減，也可27匹配負載匹配負載是個單口網(wǎng)絡，實現(xiàn)匹配的原理與衰減的原理相同。通常，衰減器是部分吸收能量，匹配負載是全吸收負載，而且頻帶足夠寬。同軸和微帶中，匹配負載的電阻通常是50Ω，可以用電阻表測量。因此，集總元件電阻可以用來實現(xiàn)窄帶匹配負載。微波工程中，用50Ω貼片電阻實現(xiàn)微帶匹配負載。波導、同軸和微帶匹配負載結構匹配負載匹配負載是個單口網(wǎng)絡，實現(xiàn)匹配的原理與衰減的原理相同28PIN二極管電調衰減器PIN二極管PIN二極管就是在重摻雜P+、N+之間夾了一段較長的本征半導體所形成的半導體器件，中間I層長度為幾到幾十微米。直流偏置在零偏與反偏下，PIN管均不能導通，呈現(xiàn)大電阻。正偏時，P+、N+分別從兩端向I區(qū)注入載流子，它們到達中間區(qū)域復合。PIN管一直呈現(xiàn)導通狀態(tài)，偏壓（流）越大，載流子數(shù)目越多，正向電阻越小。PIN二極管電調衰減器PIN二極管29PIN二極管交流信號作用下的阻抗特性頻率較低時，正向導電，反向截止，具有整流特性。頻率較高時，正半周來不及復合，負半周不能完全抽空，I區(qū)總有一定的載流子維持導通。小信號時I區(qū)的載流子少，大信號時I區(qū)的載流子多。所以，高頻大信號時電阻大，小信號時電阻小。PIN二極管交流信號作用下的阻抗特性30PIN二極管的特性直流反偏時，對微波信號呈現(xiàn)很高的阻抗，正偏時呈現(xiàn)很低的阻抗?？捎眯〉闹绷鳎ǖ皖l）功率控制微波信號的通斷，用作開關、數(shù)字移相等。直流從零到正偏連續(xù)增加時，對微波信號呈現(xiàn)一個線性電阻，變化范圍從幾兆歐到幾歐姆，用作可調衰減器。只有微波信號時，I區(qū)的信號積累與微波功率有關，微波功率越大，管子阻抗越大，用作微波限幅器。大功率低頻整流器，I區(qū)的存在使得承受功率比普通整流管大的多。PIN二極管的特性直流反偏時，對微波信號呈現(xiàn)很高的阻抗，正偏31電調衰減器利用PIN管正偏電阻隨電流變化這一特點，調節(jié)偏流改變電阻，可以控制PIN開關插入衰減量，這就是電調衰減器。單管電調衰減器在微帶線中打孔并接一個PIN管，改變控制信號就可改變輸出功率的大小。這種結構的衰減器輸入電壓駐波比大。

電調衰減器利用PIN管正偏電阻隨電流變化這一特點，調節(jié)偏流改323dB定向耦合器型衰減器3dB定向耦合器型衰減器是一種匹配型衰減器。微波功率從1口輸入，分兩路從2、3口反射后從4口疊加輸出。若2、3口匹配(Rf≈0)，則4口無輸出。若2、3口全反射，則4口輸出最大，Z2=Z3=Rf+Z0。同步調節(jié)兩只管子偏流，可以改變4口輸出功率。3dB定向耦合器型衰減器3dB定向耦合器型衰減器是一種匹33吸收陣列式電調衰減器利用多個PIN管合理布置可制成頻帶寬、動態(tài)范圍大、駐波比小、功率容量大的陣列式電調衰減器。PIN管等距排列，但偏流不同。單節(jié)衰減器的影像反射系數(shù)和衰減分別為：吸收陣列式電調衰減器利用多個PIN管合理布置可制成頻帶寬、動34

陣列式電調衰減器(a)PIN二極管陣列；(b)反偏或零偏；(c)正偏吸收陣列式電調衰減器|YD|?。≧f大），反射小，衰減小，駐波比小|YD|大（Rf?。?，反射大，衰減大，駐波比大。所以，由左到右，Rf依次遞減，可得到較好的性能。 陣列式電調衰減器吸收陣列式電調衰減器|YD|?。≧f大35PIN管限幅器由于PIN工作區(qū)載流子數(shù)目在零偏時與微波信號幅度成正比，小信號時Rj很大，不衰減；信號增大時，Rj下降，衰減增加；當信號很強時，Rj很大，對信號的衰減也很大，可起自動限幅作用。限幅用的PIN管工層較?。s1μm），對功率反應靈敏。當輸入功率達到限幅功率時，輸入功率再大，輸出功率也不會增加。在微波接收機的前端都放置有PIN限幅器，以保護低噪放不被意外信號燒毀。PIN管限幅器由于PIN工作區(qū)載流子數(shù)目在零偏時與微波信號幅36雙管限幅器及其特性PIN管限幅器雙管限幅器及其特性PIN管限幅器37步進式衰減器固定衰減器＋開關早期的步進衰減器大量使用這種方案。手動步進衰減器就是扳動開關，控制不同的衰減量。電控開關大多數(shù)都是繼電器形式，專門設計加工的射頻繼電器，性能相當穩(wěn)定。如調整HP的信號源輸出功率可以聽到繼電器的動作聲音。固定衰減器是前面所學的電阻網(wǎng)絡。近年來也有采用這個方法實現(xiàn)的步進衰減器。開關也可用PIN二極管實現(xiàn)或使用FET單片集成開關。特點是速度快，壽命長。缺點是承受功率小。隨著微電子技術的發(fā)展，微波電子開關的用途將越來越廣。數(shù)字程控衰減器，需要把數(shù)字信號進行功率放大，以推動繼電器或PIN管。步進式衰減器固定衰減器＋開關38步進式衰減器PIN二極管步進衰減器PIN二極管電調衰減器的控制電流的改變，能夠連續(xù)地改變衰減量，將這一控制信號按照一定的規(guī)律離散化，實現(xiàn)衰減量的步進調整。近代電子儀器中大量使用這個方案實現(xiàn)步進衰減器。步進式衰減器PIN二極管步進衰減器39第四章功率衰減器第四章功率衰減器40主要內容功率衰減器的原理集總參數(shù)衰減器分布參數(shù)衰減器PIN二極管電調衰減器步進式衰減器主要內容功率衰減器的原理41功率衰減器基本原理從微波網(wǎng)絡觀點看，衰減器是一個二端口有耗微波網(wǎng)絡。它屬于通過型微波元件?？蓪F/MW信號產生一定的衰減。若信號輸入端的功率為P1，而輸出端的功率為P2，衰減器的功率衰減量為A（dB）。若P1、P2以分貝毫瓦（dBm）表示，則兩端功率間的關系為：

P2(dBm)=P1(dBm)-A(dB)即衰減量為：功率衰減器基本原理從微波網(wǎng)絡觀點看，衰減器是一個二端口有耗微42衰減器的主要用途控制功率電平在微波超外差接收機中對本振輸出功率進行控制，獲得最佳噪聲系數(shù)和變頻損耗，達到最佳接收效果。在微波接收機中，實現(xiàn)自動增益控制，改善動態(tài)范圍。去耦元件作為振蕩器與負載之間的去耦合元件。相對標準作為比較功率電平的相對標準。用于雷達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，平時不引入衰減，遇到外界干擾時，突然加大衰減。衰減器的主要用途控制功率電平43衰減器的技術指標工作頻帶由于射頻/微波結構與頻率有關，不同頻段的元器件，結構不同，也不能通用。衰減量衰減量的大小由構成衰減器的材料和結構確定。衰減量用分貝作單位，便于整機指標計算。功率容量材料結構確定后，衰減器的功率容量就確定了。如果讓衰減器承受的功率超過這個極限值，衰減器就會被燒毀?；夭〒p耗兩端的輸入輸出駐波比應盡可能小，以避免對兩端電路有影響，即兩端電路都是匹配的衰減器的技術指標工作頻帶44衰減器的基本構成構成射頻/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網(wǎng)絡就是集總參數(shù)衰減器。通過一定的工藝把電阻材料放置到不同波段的射頻/微波電路結構中就形成了相應頻率的衰減器。如果是大功率衰減器，體積肯定要加大，關鍵就是散熱設計衰減器的基本構成構成射頻/微波功率衰減器的基本材料是電阻性材45衰減器的基本構成隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，在許多場合要用到快速調整衰減器。通常有兩種實現(xiàn)方式：半導體小功率快調衰減器，如PIN管或FET單片集成衰減器；開關控制的電阻衰減網(wǎng)絡，開關可以是電子開關，也可以是射頻繼電器。衰減器的基本構成隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，在許多場合要用到快速46集總參數(shù)衰減器利用電阻構成的T型或П型網(wǎng)絡實現(xiàn)集總參數(shù)衰減器，通常情況下，衰減量是固定的，由三個電阻值決定。電阻網(wǎng)絡兼有阻抗匹配或變換作用。根據(jù)電路兩端使用的阻抗不同，可分為：同阻式異阻式Z1、Z2是電路輸入端、輸出端的特性阻抗T型和Π型功率衰減器集總參數(shù)衰減器利用電阻構成的T型或П型網(wǎng)絡實現(xiàn)集總參數(shù)衰減器47集總參數(shù)衰減器的設計同阻式衰減器兩端的阻抗相同，即Z1＝Z2，不需要考慮阻抗變換，直接應用網(wǎng)絡級聯(lián)的辦法求出衰減量與各電阻值的關系。異阻式衰減器級聯(lián)后要考慮阻抗變換，可通過增加阻抗變換即可利用同阻式衰減器的設計方法進行設計。集總參數(shù)衰減器的設計同阻式衰減器兩端的阻抗相同，即Z1＝Z248T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于T型同阻式衰減器，取Rs1=Rs2。我們可以利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的［A］網(wǎng)絡參數(shù)如右：Rsi的傳輸矩陣：Rp的傳輸矩陣：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于T型同阻式衰減器，取R49T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）[A]矩陣相乘得：轉化為［S］矩陣為：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）[A]矩陣相乘得：轉化為［50T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）

對衰減器的要求是衰減量為A=20lg|s21|(dB)端口匹配10lg|s11|=-∞。T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）

對衰減器的要求是衰減量為51T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）求解聯(lián)立方程組就可解得各個阻值。下面就是這種衰減器的設計公式：T型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）求解聯(lián)立方程組就可解得各個52П型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于П型同阻式衰減器，取Rp1=Rp2，可以用上述T型同阻式衰減器的分析和設計方法。利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。П型同阻式設計（Z1=Z2=Z0）對于П型同阻式衰減器，取R53異阻式集總參數(shù)衰減器設計異阻式集總參數(shù)衰減器時，級聯(lián)后要考慮阻抗變換。T型異阻式П型異阻式異阻式集總參數(shù)衰減器設計異阻式集總參數(shù)衰減器時，級聯(lián)后要考慮54集總參數(shù)衰減器設計實例1設計一個5dBT型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。解：同阻式集總參數(shù)衰減器A=5dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例1設計一個5dBT型同阻式（Z1=Z55集總參數(shù)衰減器設計實例1仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例1仿真結果分析：56集總參數(shù)衰減器設計實例2設計10dBП型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。解：同阻式集總參數(shù)衰減器A=10dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例2設計10dBП型同阻式（Z1=Z257集總參數(shù)衰減器設計實例2仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例2仿真結果分析：58集總參數(shù)衰減器設計實例3設計10dBП型異阻式（Z1=50Ω，Z2=75Ω）固定衰減器。解：異阻式集總參數(shù)衰減器A=10dB，由設計公式計算元件參數(shù)：集總參數(shù)衰減器設計實例3設計10dBП型異阻式（Z1=5059集總參數(shù)衰減器設計實例3仿真結果分析：由上述計算結果畫出電路圖，在AnsoftDesigner或MicrowaveOffice上可得仿真結果.集總參數(shù)衰減器設計實例3仿真結果分析：60分布參數(shù)衰減器同軸型衰減器在同軸系統(tǒng)中，吸收式衰減器的結構有三種形式：內外導體間電阻性介質填充內導體串聯(lián)電阻帶狀線衰減器轉換為同軸形式（a）填充;（b）串聯(lián);（c）帶狀線分布參數(shù)衰減器同軸型衰減器（a）填充;（b）串聯(lián);（61分布參數(shù)衰減器截止式衰減器截止式衰減器又稱“過極限衰減器”，是用截止波導制成的。它是根據(jù)當工作波長遠大于截止波長λc時，電磁波的幅度在波導中按指數(shù)規(guī)律衰減的特性來實現(xiàn)衰減的。分布參數(shù)衰減器截止式衰減器62波導型衰減器吸收式衰減器最簡單的波導吸收式衰減器是在波導中平行于電場方向放置具有一定衰減量的吸收片組成的。根據(jù)能夠改變吸收片的位置和面積，可分為固定式和可變式。因為有損耗性薄膜或介質表面有—定電阻，所以沿其表面的電磁波電場切向分量，將在其上引起傳導電流，形成焦耳熱損耗并以熱能的形式散發(fā)掉。只要控制衰減器衰減量，信號經過衰減器后就被減弱到所需電平。波導型衰減器吸收式衰減器63吸收式衰減器刀形旋轉吸收片衰減器比橫向移動吸收片衰減器顯得優(yōu)越，在結構、安裝等方面也比較簡便。這種形式的衰減器結構簡單加工容易，適于成批生產。橫向移動式和刀片式衰減器都是粗調式，精度都不高，需要校準曲線才有定量衰減。吸收式衰減器刀形旋轉吸收片衰減器比橫向移動吸收片衰減器顯得優(yōu)64極化吸收式衰減器極化吸收式衰減器是一種精密衰減器，其結構由三段波導組成。兩端是固定的矩形波導到圓柱波導的過渡段中間是一段可以繞縱軸轉動的圓柱波導。在每段波導中部沿軸向放置厚度極薄的能完全吸收與其平行的切向電場的吸收片，各段中吸收片的相對位置如圖中所示。圓柱波導旋轉的角度θ可以用精密傳動系統(tǒng)測量并顯示出來，角度的變化也就是極化面的變化。A=20lg(cosθ)極化吸收式衰減器極化吸收式衰減器是一種精密衰減器，其結構由三65微帶型衰減器在微帶線的表面鍍膜一層電阻材料即可實現(xiàn)衰減，也可用涂覆方法實現(xiàn)衰減。近代常用吸波橡膠材料，將其裁剪至合適尺寸，用膠粘到電路上。在微波有源電路的調整中，會用到吸波材料消除高次模、諧雜波影響，控制組件泄露等。微帶型衰減器在微帶線的表面鍍膜一層電阻材料即可實現(xiàn)衰減，也可66匹配負載匹配負載是個單口網(wǎng)絡，實現(xiàn)匹配的原理與衰減的原理相同。通常，衰減器是部分吸收能量，匹配負載是全吸收負載，而且頻帶足夠寬。同軸和微帶中，匹配負載的電阻通常是50Ω，可以用電阻表測量。因此，集總元件電阻可以用來實現(xiàn)窄帶匹配負載。微波工程中，用50Ω貼片電阻實現(xiàn)微帶匹配負載。波導、同軸和微帶匹配負載結構匹配負載匹配負載是個單口網(wǎng)絡，實現(xiàn)匹配的原理與衰減的原理相同67PIN二極管電調衰減器PIN二極管PIN二極管就是在重摻雜P+、N+之間夾了一段較長的本征半導體所形成的半導體器件，中間I層長度為幾到幾十微米。直流偏置在零偏與反偏下，PIN管均不能導通，呈現(xiàn)大電阻。正偏時，P+、N+分別從兩端向I區(qū)注入載流子，它們到達中間區(qū)域復合。PIN管一直呈現(xiàn)導通狀態(tài)，偏壓（流）越大，載流子數(shù)目越多，正向電阻越小。PIN二極管電調衰減器PIN二極管68PIN二極管交流信號作用下的阻抗特性頻率較低時，正向導電，反向截止，具有整流特性。頻率較高時，正半周來不及復合，負半周不能完全抽空，I區(qū)總有一定的載流子維持導通。小信號時I區(qū)的載流子少，大信號時I區(qū)的載流子多。所以，高頻大信號時電阻大，小信號時電阻小。PIN二極管交流信號作用下的阻抗特性69PIN二極管的特性直流反偏時，對微波信號呈現(xiàn)很高的阻抗，正偏時呈現(xiàn)很低的阻抗?？捎眯〉闹绷鳎ǖ皖l）功率控制微波信號的通斷，用作開關、數(shù)字移相等。直流從零到正偏連續(xù)增加時，對微波信號呈現(xiàn)一個線性電阻，變化范圍從幾兆歐到幾歐姆，用作可調衰減器。只有微波信號時，I區(qū)的信號積累與微波功率有關，微波功率越大，管子阻抗越大，用作微波限幅器。大功率低頻整流器，I區(qū)的存在使得承受功率比普通整流管大的多。PIN二極管的特性直流反偏時，對微波信號呈現(xiàn)很高的阻抗，正偏70電調衰減器利用PIN管正偏電阻隨電流變化這一特點，調節(jié)偏流改變電阻，可以控制PIN開關插入衰減量，這就是電調衰減器。單管電調衰減器在微帶線中打孔并接一個PIN管，改變控制信號就可改變輸出功率的大小。這種結構的衰減器輸入電壓駐波比大。

電調衰減器利用PIN管正偏電阻隨電流變化這一特點，調節(jié)偏流改713dB定向耦合器型衰減器3dB定向耦合器