浅谈大功率射频衰减器

在射频电路中，衰减器的重要作用是提供更高电容电平，从而维持信噪比（SNR）、淘汰内部电路元件噪声以及外部信号噪声引起的题目。在整个射频体系中，射频衰减器是不行缺少的一部门，那么今日我们就一路来相识一下衰减器的底子知识，格外是大功率的衰减器。

（一）根本界说

衰减器是一种提供衰减的电子元器件， 遍及地应用于电子设置装备摆设中，它的根本用途是汲取设定量的通过衰减器的射频信号能量而不滋扰信号的相位或频率相应。

牢固式衰减器

衰减器通常用于爱护敏感的测试和丈量设置装备摆设或电路免受高电平射频信号的影响，但也可用于扩大射频功率计和放大器的范畴。在某些情形下，衰减器也用在反射元件之间以减轻反射孕育发生的驻波，不然驻波会创建在两个此类元件或器件之间。别的，阻抗立室的射频衰减器还可以改进信号链中两个不立室节点之间的阻抗立室。

（二）根本范例

射频衰减器有以下三种重要范例：

➤牢固值衰减器，提供一个或两个dB，或10 dB，20 dB或更多dB的值。

➤电压可变或电压操纵衰减器，此中模仿电压设置在一连可变范畴内的衰减程度，比方在0 dB和30 dB之间或0 dB和60 dB之间。

可编程式衰减器

➤数字化受控衰减器或数字步进衰减器（DSA），此中多位代码在0 dB至32或64 dB的范畴内以分离步长创建衰减，比方，以1或2 dB/位的步长；有些产物提供小至0.25 dB的步长。

（请细致，另有机器操纵的衰减器，用户可通过旋钮设置衰减。这些衰减器险些只用于测试情况或高功率一次性设计。）

步进式衰减器

可控衰减器是可变增益放大器（VGA）的增补，它可以加强信号以立室链中的组件范畴。对付必要分外机动性的设计，乃至另有可用的VGA，它们可以超过增益和衰减，比方-10到+40 dB;在内部，这些是由可变衰减器（电压或数字操纵）与增益模块串联构建的。

射频衰减器也有多种包装、技能和性能范畴可选。一些射频衰减器充足紧凑，可以安置在集成电路上；也有一些射频衰减器较大，必要配备内部和/或外部热治理体系。是以必定必要大功率衰减器的存在。固然射频衰减器热治理体系的巨细和紧张性取决于衰减器技能、衰减量、射频输入信号功率范畴和频率范畴。下面重点先容一下大功率衰减器。

（三）大功率射频衰减器

与其他射频衰减器差别的是，大功率射频衰减器专为给定最大频率的视为大功率的射频信号范畴而设计。因为是否视为大功率通常取决于应用和事情频率范畴，是以该界说不太明白。几百千瓦到几兆赫、几百瓦到几千瓦的功率均可视为大功率，而在约莫18GHz的毫米波频谱中，数十瓦的功率也可视为大功率。该差别部门归因于射频消耗随频率的增添以及传输线和其他元件/器件为增添较高频率下的性能而减小的多少尺寸。高频器件中导体与电介质之间较小的尺寸和间距限定了传输线、元件和器件在较高频率下的功率处置惩罚本领。比方，高频同轴传输线的间距和尺寸一定连结小于特定中间导体与外导体的间距和尺寸，以防备非盼望传输模式的进展，不然会低落通常盼望的横向电磁（TEM）模式的利用服从。

是以，大功率衰减器设计用于处置惩罚给定频率下靠近容量峰值的功率程度，同时在整个频带上出现牢固衰减。此类衰减器的设计（即在从DC到数万兆赫的宽频率范畴内连结平展的衰减）并不简单，偶然也涉及多个具有挑衅性的设计要求。大功率射频衰减器的重要要求之一是将端口的VSWR降至最低以防备不测反射，不然大概会破坏对马上到来的高信号能量敏感的元件。

直流偏置式衰减器

此类元件的其他有代价特性是其定向性。一些射频衰减器是定向的，即仅在射频信号进入特定端口并脱离另一个端口时才按指示事情。其他射频衰减器设计是双向的，可在必要衰减任一偏向的信号时利用。

与大多数射频元件一样，射频衰减器的确会因温度升高而降额。因为当衰减器汲取射频能量时温度会天然升高，是以这是大功率射频衰减器必要思量的紧张特性之一。假如衰减器到达其最高温度，则所孕育发生的衰减会大大低于室温下的衰减。假如不思量衰减器降额，凌驾划定限值的信号电平大概会通过热衰减器并破坏卑鄙设置装备摆设或电路。是以大功率射频衰减器必要大量散热器或其他热治理步伐来确保事情温度始终如一。