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射频和微波频段使用的高功率电阻的规格参数分析

更新时间:2023-12-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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在射频和微波频段使用的高功率阻值,大多数使用在功分器或则合路器产品中。为得到最好的性能,在功分器中使用的100欧姆隔离阻值,必须具有较小的等效电容,以易于增加对插入耗损的影响。另外,假如隔离内阻使用在合路器中,这么其须要吸收每位输入端口的输入功率的一半。fVF物理好资源网(原物理ok网)

分离内阻经常用于设计高功率衰减器。频度低的时侯,这是可行的;但是在高频时,分离内阻的寄生参数会造成衰减器的特点比预计的要差。fVF物理好资源网(原物理ok网)

高功率内阻拥有不同的形状和规格。应用最普通的几种分别为:表贴型内阻,具有引线(有/无绝缘壳体)的内阻,具有引线和绝缘壳体,并安装在导电法兰上的内阻。各类高功率内阻的外型如下:fVF物理好资源网(原物理ok网)

高功率内阻的尺寸参数fVF物理好资源网(原物理ok网)

高功率内阻的主要参数包括:内阻值,最大功率容量(大多数是指在100度气温下的),功率-气温曲线和机械外型规格。另外,最大或则典型的等效电容值有些情况下也须要提供。fVF物理好资源网(原物理ok网)

内阻和最大功率这两个参数通常是比较明晰的,而且对设计师来说也很有用。相对来说,等效电容这个参数就比较模糊。多数情况下,厂商并不会提供等效电容是在何种频度下测得,以及采用哪种测试方式。fVF物理好资源网(原物理ok网)

等效电容分好多种。并联等效电容是指在内阻膜和地平面之间的由射频散射场所产生的电容(如图2)。其它的等效电容诸如输入和输出过孔之间的,因为其对实际应用的影响较小,非常是在低频的时侯,通常不做重点考虑。fVF物理好资源网(原物理ok网)

到目前为止,高功率内阻在1MHz以上的等效电容的测试还没有标准。根据MIL-STD202G的标准规定,等效电容的测试频度建议为:60Hz,120Hz,1KHz,10KHz和1MHz。fVF物理好资源网(原物理ok网)

有人提出:在1MHz测试得出的等效电容一定可以满足MIL的标准,而且这个电容信息对希望其能工作在2.7GHz的设计师来说,一点用都没有。同样的情况也适用于工作频度为GHz频度范围的基站产品。fVF物理好资源网(原物理ok网)

测试方式和等效电容的提取fVF物理好资源网(原物理ok网)

当高功率内阻用于射频和微波频段时,具有损传输线的特点。图3是一个内阻的集总器件模型和其高频等效电路模型。图3中的并联电容可以通过测试S参数的方法提取。但测试设备的类型、校准的技术、材料的介电常数就会影响测试结果。fVF物理好资源网(原物理ok网)

为愈发形象的展示等效电容的提取过程,我们使用500W的带引线的50欧姆内阻制做了一个如图4的样本。图3中的参考面的构建是通过测试仪器的校正以及设置来实现的。fVF物理好资源网(原物理ok网)

测试数据和建模数据fVF物理好资源网(原物理ok网)

为了验证参数的提取过程电容器串并联的等效电容公式,我们使用构建了一个EM内阻模型。如图5显示,EM剖析得到的S参数和测试得到的S参数被一起标明在一张Smith原图上。从图中可以看出,在2.7GHz以下,测试的数据和建模的数据具有挺好的相关性。fVF物理好资源网(原物理ok网)

等效电容的估算fVF物理好资源网(原物理ok网)

为得到内阻的并联等效电容,我们须要用到b这个值,其任意频度的值都可以直接从我们举例的图中得到。fVF物理好资源网(原物理ok网)

举例如下,从红色的线(测试数据)上查到:在2.3GHz电容器串并联的等效电容公式,b=1.083。将其带入下边的公式可以得出等效电容的值为1.5pF。fVF物理好资源网(原物理ok网)

假如我们根据绿色的线(建模数据)得到b,之后重新估算在2.3GHz的等效电容,其为1.55pF。这两个数据再度显示了测试数据和建模数据之间的良好的相关性。fVF物理好资源网(原物理ok网)

不仅单频点的估算外,我们在图6展示了并联电容的扫频测试结果。结果同样显示了两种方式获得的S参数具有高度的相关性。fVF物理好资源网(原物理ok网)

高功率内阻广泛应用于功率分配电路。因为射频散射场在内阻膜和地之间产生的并联等效电容(并联端到地)弄成了一个重要的设计参数。等效电容的典型值通常给出的都是在1MHz的频度测得的。但是,在GHz的频段,对设计来说,一个高频的等效电容值会更有参考意义。fVF物理好资源网(原物理ok网)

本文简述了提取并联等效电容的测试方式和过程。EM建模数据和测试数据的高相关性说明等效并联内阻可以通过测试S参数的方式来获取。fVF物理好资源网(原物理ok网)

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