本发明公开了一种基于LCP技术的小型化均衡器，包括由下及上依次层叠的金属接地层、第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层、第三介质层以及第三金属层，所述第一介质层第二介质层、第三介质层均采用LCP制成并均设有金属化通孔，所述金属接地层、第一金属层、第二金属层以及第三金属层印制于介质层的表面，并与金属化通孔构成三个LCP谐振器，谐振器之间利用微带线等效结构连接。本发明具有体积小，均衡量大，插损小的优点，特别适用于工作在低频段的大功率行波管功率增益平坦度的调节。
1.一种基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：包括由下及上依次层叠的金属接地层(0)、第一介质层(1)、第一金属层(2)、第二介质层(3)、第二金属层(4)、第三介质层(5)以及第三金属层(6)，所述第一介质层(1)、第二介质层(3)、第三介质层(5)均采用LCP制成并均设有金属化通孔，所述金属接地层(0)、第一金属层(2)、第二金属层(4)以及第三金属层(6)印制于介质层的表面，并与金属化通孔构成三个LCP谐振器，所述谐振器之间利用微带线等效结构连接；
所述第三金属层(6)包括传输线主线(60)、第一电阻(61)、第二电阻(62)、第三电阻(63)、第一微带线等效结构表层金属(610)、第二微带线等效结构表层金属(611)，以及从左至右依次设置于传输线主线(60)上侧的第一电容表层金属(64)、第二电容表层金属(65)、第三电容表层金属(66)，从左至右依次设置于传输线主线(60)下侧的第一电感表层金属(67)、第二电感表层金属(68)、第三电感表层金属(69)，所述第一电阻(61)、第二电阻(62)、第三电阻(63)分别连接于第一电感表层金属(67)、第二电感表层金属(68)、第三电感表层金属(69)和传输线主线(60)之间，所述第一微带线等效结构表层金属(610)和第二微带线等效结构表层金属(611)分别设置于两两谐振器之间。
2.根据权利要求1所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第二金属层(4)包括从左至右依次设置的第一电容中层金属(41)、第二电容中层金属(42)、第三电容中层金属(43)，分别与第一电容中层金属(41)、第二电容中层金属(42)、第三电容中层金属(43)连接的第一电感底层金属(44)、第二电感底层金属(45)、第三电感底层金属(46)，以及设置于两两谐振器之间的第一微带线等效结构中层金属(47)和第二微带线等效结构中层金属(48)。
3.根据权利要求2所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第一金属层(2)包括从左至右依次设置的第一电容底层金属(21)、第二电容底层金属(22)、第三电容底层金属(23)，以及设置于两两谐振器之间的第一微带线等效结构底层金属(24)和第二微带线等效结构底层金属(25)。
4.根据权利要求3所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第一介质层(1)包括第一介质基板(10)，以及呈两行交错排列设置于第一介质基板(10)上的金属化通孔一(11)、金属化通孔二(12)、金属化通孔三(13)、金属化通孔四(14)、金属化通孔五(15)，所述金属化通孔一(11)、金属化通孔二(12)、金属化通孔三(13)位于第一介质基板(10)的上侧，金属化通孔四(14)、金属化通孔五(15)位于第一介质基板(10)的下侧。
5.根据权利要求4所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第二介质层(3)包括第二介质基板(30)，以及呈两行交错排列设置于第二介质基板(30)上的金属化通孔六(31)、金属化通孔七(32)、金属化通孔八(33)、金属化通孔九(34)、金属化通孔十(35)，所述金属化通孔六(31)、金属化通孔七(32)、金属化通孔八(33)位于第二介质基板(30)的上侧，金属化通孔九(34)、金属化通孔十(35)位于第二介质基板(30)的下侧。
6.根据权利要求5所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第三介质层(5)包括第三介质基板(50)，以及设置于第三介质基板(50)上的第一金属化通孔(51)、第二金属化通孔(52)、第三金属化通孔(53)、第四金属化通孔(54)、第五金属化通孔(55)、第六金属化通孔(56)、第七金属化通孔(57)、第八金属化通孔(58)、第九金属化通孔(59)、第十金属化通孔(510)、第十一金属化通孔(511)、第十二金属化通孔(512)，所述第一金属化通孔(51)、第二金属化通孔(52)、第三金属化通孔(53)从左至右位于第三介质基板(50)的上侧，第六金属化通孔(56)、第八金属化通孔(58)、第十一金属化通孔(511)从左至右位于第三介质基板(50)的下侧，所述第四金属化通孔(54)、第五金属化通孔(55)、第七金属化通孔(57)呈倒三角形分布位于第三介质基板(50)的下半部分左侧，所述第九金属化通孔(59)、第十金属化通孔(510)、第十二金属化通孔(512)呈倒三角形分布位于第三介质基板(50)的下半部分右侧。
7.根据权利要求6所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：所述第一电容表层金属(64)与第一电感表层金属(67)、第一金属化通孔(51)、第六金属化通孔(56)、第一电容中层金属(41)、第一电感底层金属(44)、金属化通孔八(33)、第一电容底层金属(21)、金属化通孔三(13)以及金属接地层(0)构成第一谐振器，所述第二电容表层金属(65)与第二电感表层金属(68)、第二金属化通孔(52)、第二电容中层金属(42)、第二电感底层金属(45)、金属化通孔七(32)、第二电容底层金属(22)、金属化通孔二(12)以及金属接地层(0)构成第二谐振器，所述第三电容表层金属(66)与第三电感表层金属(69)、第三金属化通孔(53)、第三电容中层金属(43)、第三电感底层金属(46)、金属化通孔六(31)、第三电容底层金属(23)、金属化通孔一(11)以及金属接地层(0)构成第三谐振器。
8.根据权利要求7所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：第一微带线等效结构表层金属(610)、第四金属化通孔(54)、第五金属化通孔(55)、第七金属化通孔(57)、第一微带线等效结构中层金属(47)、金属化通孔九(34)、第一微带线等效结构底层金属(24)和金属化通孔五(15)构成第一微带线等效结构，所述第二微带线等效结构表层金属(611)、第九金属化通孔(59)、第十金属化通孔(510)、第十二金属化通孔(512)、第二微带线等效结构中层金属(48)、金属化通孔十(35)、第二微带线等效结构底层金属(25)和金属化通孔四(14)构成第二微带线等效结构，所述第一微带线等效结构的两侧与第一谐振器和第二谐振器相连接，所述第二微带线等效结构的两侧与第二谐振器和第三谐振器相连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的基于LCP工艺的小型化均衡器，其特征在于：传输线主线(60)采用微带线形式。
一种基于LCP工艺的小型化均衡器
技术领域
[0001] 本发明属于功率器件技术领域，具体涉及一种基于LCP工艺的小型化均衡器。
背景技术
[0002] 增益均衡器用于解决行波管放大器的增益不平坦问题，较好的均衡效果是SSA为TWT提供合适驱动功率的前提，也是MPM得到良好整体性能的保证。增益均衡器按传输介质来分有微带型、波导型和同轴型等。微带型增益均衡器由微带电路构成，平面结构，重量轻、体积小、易与固态电路集成。这种类型的微波增益均衡器可以利用微波电路仿真技术进行精确、快速的仿真，大大提高了电路的设计效率，稳定性高。
[0003] 液晶高分子聚合物(LCP)是20世纪80年代出现的新型聚合物，这是一种具有高强度、高模量的材料，同时它具有自增强性能的特性，不但耐腐蚀，而且是一种耐磨的材料，在加工方面它的各种特性也是十分理想，尤其是它的电性能、阻隔性和成型加工性能极佳。早在上世纪九十年代，科研人员就试图把LCP用作微波电路基片。
[0004] 现在新一代微波功率模块都在往小型化、高集成度的方向发展，均衡器的小型化设计的需求也变得越来越重要。目前最常用的均衡器为微带型均衡器，而低频段所用基片介电常数较低，这就使得低频段的微带均衡器的尺寸都比较大。把谐振结构的电感和电容置于传输主线的两侧是平面结构的微带线均衡器无法达到的，而利用LCP可以把均衡器做到多层布线的结构，结合这些设计方法大大缩小了我们所需要的均衡器的尺寸。
发明内容
[0005] 本发明的目的是解决上述问题，提供一种体积小、易得到均衡曲线的基于LCP工艺的小型化均衡器。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于LCP工艺的小型化均衡器，包括由下及上依次层叠的金属接地层、第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层、第三介质层以及第三金属层，所述第一介质层第二介质层、第三介质层均采用LCP制成并均设有金属化通孔，所述金属接地层、第一金属层、第二金属层以及第三金属层印制于介质层的表面，并与金属化通孔构成三个LCP谐振器，所述谐振器之间利用微带线等效结构连接。
[0007] 优选地，所述第三金属层包括传输线主线、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一微带线等效结构表层金属、第二微带线等效结构表层金属，以及从左至右依次设置于传输线主线上侧的第一电容表层金属、第二电容表层金属、第三电容表层金属，从左至右依次设置于传输线主线下侧的从左至右依次设置的第一电感表层金属、第二电感表层金属、第三电感表层金属，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻分别连接于第一电感表层金属、第二电感表层金属、第三电感表层金属和传输线主线之间，所述第一微带线等效结构表层金属和第二微带线等效结构表层金属分别设置于两两谐振器之间。
[0008] 优选地，所述第二金属层包括从左至右依次设置的第一电容中层金属、第二电容中层金属、第三电容中层金属，分别与第一电容中层金属、第二电容中层金属、第三电容中层金属连接的第一电感底层金属、第二电感底层金属、第三电感底层金属，以及设置于两两谐振器之间的第一微带线等效结构中层金属和第二微带线等效结构中层金属。
[0009] 优选地，所述第一金属层包括从左至右依次设置的第一电容底层金属、第二电容底层金属、第三电容底层金属，以及设置于两两谐振器之间的第一微带线等效结构底层金属和第二微带线等效结构底层金属。
[0010] 优选地，所述第一介质层包括第一介质基板，以及呈两行交错排列设置于第一介质基板上的金属化通孔一、金属化通孔二、金属化通孔三、金属化通孔四、金属化通孔五，所述金属化通孔一、金属化通孔二、金属化通孔三、位于第一介质基板的上侧，金属化通孔四、金属化通孔五位于第一介质基板的下侧。
[0011] 优选地，所述第二介质层包括第二介质基板，以及呈两行交错排列设置于第二介质基板上的金属化通孔六、金属化通孔七、金属化通孔八、金属化通孔九、金属化通孔十，所述金属化通孔六、金属化通孔七、金属化通孔八位于第二介质基板的上侧，金属化通孔九、金属化通孔十位于第一介质基板的下侧。
[0012] 优选地，所述第三介质层包括第三介质基板，以及设置于第三介质基板上的第一金属化通孔、第二金属化通孔、第三金属化通孔、第四金属化通孔、第五金属化通孔、第六金属化通孔、第七金属化通孔、第八金属化通孔、第九金属化通孔、第十金属化通孔、第十一金属化通孔、第十二金属化通孔，所述第一金属化通孔、第二金属化通孔、第三金属化通孔从左至右位于第三介质基板的上侧，第六金属化通孔、第八金属化通孔、第十一金属化通孔从左至右位于第三介质基板的下侧，所述第四金属化通孔、第五金属化通孔、第七金属化通孔呈倒三角形分布位于第一介质基板的下半部分左侧，所述第九金属化通孔、第十金属化通孔、第十二金属化通孔呈倒三角形分布位于第一介质基板的下半部分右侧。
[0013] 优选地，所述第一电容表层金属与第一电感表层金属、第一金属化通孔、第六金属化通孔、第一电容中层金属、第一电感底层金属、金属化通孔八、第一电容底层金属、金属化通孔三以及金属接地层构成第一谐振器，所述第二电容表层金属与第二电感表层金属、第二金属化通孔、第二电容中层金属、第二电感底层金属、金属化通孔七、第二电容底层金属、金属化通孔二以及金属接地层构成第二谐振器，所述第三电容表层金属与第三电感表层金属、第三金属化通孔、第三电容中层金属、第三电感底层金属、、金属化通孔六、第三电容底层金属、金属化通孔一以及金属接地层构成第三谐振器。
[0014] 优选地，第一微带线等效结构表层金属、第四金属化通孔、第五金属化通孔、第七金属化通孔、第一微带线等效结构中层金属、金属化通孔九第四金属化通孔、第一微带线等效结构底层金属和金属化通孔五构成第一微带线等效结构，所述第二微带线等效结构表层金属、第九金属化通孔、第十金属化通孔、第十二金属化通孔、第二微带线等效结构中层金属、金属化通孔十、第二微带线等效结构底层金属和金属化通孔四构成第二微带线等效结构，所述第一微带线等效结构的两侧与第一谐振器和第二谐振器相连接，所述第二微带线等效结构的两侧与第二谐振器和第三谐振器相连接。
[0015] 优选地，传输线主线采用微带线形式。
[0016] 本发明的有益效果是：基于LCP工艺的谐振器作为本发明的谐振单元，由于谐振器的电容电感分别置于传输主线的两端，并利用了微带线等效结构来缩小尺寸，在同性能的指标下，比传统传输线结构谐振器更小的体积，而且此谐振器拥有更多的设计参数，相比传统传输线结构谐振器更易调节设计参数得到目标曲线；因此基于LCP工艺的谐振器构成的均衡器相比传统枝节型的均衡器，尺寸大大缩小，实现了小型化的目的。
附图说明
[0017] 图1是本发明基于LCP工艺的小型化均衡器的立体结构示意图；
[0018] 图2是本发明基于LCP工艺的小型化均衡器的俯视示意图；
[0019] 图3是本发明基于LCP工艺的小型化均衡器中谐振器的立体结构示意图。
[0020] 附图标记说明：0、金属接地层；00、虚拟金属板；1、第一介质层；10、第一介质基板；11、金属化通孔一；12、金属化通孔二；13、金属化通孔三；14、金属化通孔四；15、金属化通孔五；2、第一金属层；21、第一电容底层金属；22、第二电容底层金属；23、第三电容底层金属；
24、第一微带线等效结构底层金属；25、第二微带线等效结构底层金属；3、第二介质层；30、第二介质基板；31、金属化通孔六；32、金属化通孔七；33、金属化通孔八；34、金属化通孔九；
35、金属化通孔十；4、第二金属层；41、第一电容中层金属；42、第二电容中层金属；43、第三电容中层金属；44、第一电感底层金属；45、第二电感底层金属；46、第三电感底层金属；47、第一微带线等效结构中层金属；48；第二微带线等效结构中层金属；5、第三介质层；50、第三介质基板；51、第一金属化通孔；52、第二金属化通孔；53、第三金属化通孔；54、第四金属化通孔；55、第五金属化通孔；56、第六金属化通孔；57、第七金属化通孔；58、第八金属化通孔；
59、第九金属化通孔；510、第十金属化通孔；511、第十一金属化通孔；512；第十二金属化通孔；6、第三金属层；60、传输线主线：61、第一电阻：62、第二电阻：63、第三电阻；64、第一电容表层金属；65、第二电容表层金属；66、第三电容表层金属；67、第一电感表层金属；68、第二电感表层金属；69、第三电感表层金属；610、第一微带线等效结构表层金属；611、第二微带线等效结构表层金属。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
[0022] 如图1-3所示，本发明的基于LCP工艺的小型化均衡器的结构示意图，共七层，包括由下及上依次层叠的金属接地层0、第一介质层1、第一金属层2、第二介质层3、第二金属层4、第三介质层5以及第三金属层6。第一介质层1第二介质层3、第三介质层5均采用LCP制成并均设有金属化通孔。金属接地层0、第一金属层2、第二金属层4以及第三金属层6印制于介质层的表面，并与金属化通孔构成三个LCP谐振器。谐振器的表层微带通过薄膜电阻与传输线主线连接，谐振器与谐振器直接通过微带线等效结构进行连接，谐振器中的电感与电容分别在传输线主线的两侧，该均衡器采用基于LCP谐振器加载电阻构成新型陷波单元。
[0023] 金属接地层0包括虚拟金属板00，呈板状。
[0024] 第一金属层2包括从左至右依次设置的第一电容底层金属21、第二电容底层金属22、第三电容底层金属23、第一微带线等效结构底层金属24和第二微带线等效结构底层金属25。第一微带线等效结构底层金属24和第二微带线等效结构底层金属25设置于两两谐振器之间。
[0025] 第二金属层4包括从左至右依次设置的第一电容中层金属41、第二电容中层金属42、第三电容中层金属43、第一电感底层金属44、第二电感底层金属45、第三电感底层金属
46、第一微带线等效结构中层金属47和第二微带线等效结构中层金属48。第一电感底层金属44、第二电感底层金属45、第三电感底层金属46分别与第一电容中层金属41、第二电容中层金属42、第三电容中层金属43连接。第一微带线等效结构中层金属47和第二微带线等效结构中层金属48设置于两两谐振器之间。
[0026] 第三金属层6包括传输线主线60、第一电阻61、第二电阻62、第三电阻63、第一电容表层金属64、第二电容表层金属65、第三电容表层金属66、第一电感表层金属67、第二电感表层金属68、第三电感表层金属69、第一微带线等效结构表层金属610、第二微带线等效结构表层金属611。第一电容表层金属64、第二电容表层金属65、第三电容表层金属66从左至右依次设置于传输线主线60上侧。第一电感表层金属67、第二电感表层金属68、第三电感表层金属69从左至右依次设置于传输线主线60下侧的从左至右依次设置。第一电阻61连接于第一电感表层金属67和传输线主线60之间，第二电阻62连接于第二电感表层金属68和传输线主线60之间。第三电阻63连接于第三电感表层金属69和传输线主线60之间。第一微带线等效结构表层金属610和第二微带线等效结构表层金属611分别设置于两两谐振器之间。
[0027] 第一介质层1包括第一介质基板10，第一介质基板10呈板状。第一介质基板10上的呈两行交错排列设有金属化通孔一11、金属化通孔二12、金属化通孔三13、金属化通孔四14、金属化通孔五15。金属化通孔一11、金属化通孔二12、金属化通孔三13位于第一介质基板10的上侧，金属化通孔四14、金属化通孔五15位于第一介质基板10的下侧。
[0028] 第二介质层3包括第二介质基板30，第二介质基板30呈板状。第二介质基板30上呈两行交错排列设置有金属化通孔六31、金属化通孔七32、金属化通孔八33、金属化通孔九34、金属化通孔十35。金属化通孔六31、金属化通孔七32、金属化通孔八33位于第二介质基板30的上侧，金属化通孔九34、金属化通孔十35位于第二介质基板30的下侧。
[0029] 第三介质层5包括第三介质基板50，呈板状。第三介质基板50上设置有第一金属化通孔51、第二金属化通孔52、第三金属化通孔53、第四金属化通孔54、第五金属化通孔55、第六金属化通孔56、第七金属化通孔57、第八金属化通孔58、第九金属化通孔59、第十金属化通孔510、第十一金属化通孔511、第十二金属化通孔512。第一金属化通孔51、第二金属化通孔52、第三金属化通孔53从左至右位于第三介质基板50的上侧，第六金属化通孔56、第八金属化通孔58、第十一金属化通孔511从左至右位于第三介质基板50的下侧，所述第四金属化通孔54、第五金属化通孔55、第七金属化通孔57呈倒三角形分布位于第三介质基板50的下半部分左侧，所述第九金属化通孔59、第十金属化通孔510、第十二金属化通孔512呈倒三角形分布位于第三介质基板50的下半部分右侧。
[0030] 第一电容表层金属64与第一电感表层金属67、第一金属化通孔51、第六金属化通孔56、第一电容中层金属41、第一电感底层金属44、金属化通孔八33、第一电容底层金属21、金属化通孔三13以及金属接地层0构成第一谐振器，第二电容表层金属65与第二电感表层金属68、第二金属化通孔52、第二电容中层金属42、第二电感底层金属45、金属化通孔七32、第二电容底层金属22、金属化通孔二12以及金属接地层0构成第二谐振器，第三电容表层金属66与第三电感表层金属69、第三金属化通孔53、第三电容中层金属43、第三电感底层金属46、金属化通孔六31、第三电容底层金属23、金属化通孔一11以及金属接地层0构成第三谐振器。
[0031] 第一微带线等效结构表层金属610、第四金属化通孔54、第五金属化通孔55、第七金属化通孔57、第一微带线等效结构中层金属47、金属化通孔九34、第一微带线等效结构底层金属24和金属化通孔五15构成第一微带线等效结构，所述第二微带线等效结构表层金属611、第九金属化通孔59、第十金属化通孔510、第十二金属化通孔512、第二微带线等效结构中层金属48、金属化通孔十35、第二微带线等效结构底层金属25和金属化通孔四14、构成第二微带线等效结构。第一微带线等效结构的两侧与第一谐振器和第二谐振器相连接，第二微带线等效结构的两侧与第二谐振器和第三谐振器相连接。
[0032] 以下对本发明基于LCP工艺的小型化均衡器的工作过程做详细的描述，以进一步展示本发明的工作原理和优点。
[0033] 能量由增益均衡器的一端流入，沿传输线主线60流动，当能量传到第一电阻61时，第一个谐振器(涉及标号67、64、56、51、44、41、33、21)谐振频率及其附近的一部分能量通过第一电阻61，在第一个谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由电阻61吸收，非第一个谐振器谐振频率及其谐振频率附近的能量将不流过薄膜电阻61，而是继续向前行进；
[0034] 当能量传到第二电阻62时，第二个谐振器谐振频率及其附近的一部分能量通过电阻62，在第二个谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由电阻62吸收，非第二个谐振器谐振频率及其谐振频率附近的能量将不流过电阻62，而是继续向前行进；
[0035] 当能量传到第三电阻63时，第三个谐振器谐振频率及其附近的一部分能量通过电阻63，在第三个谐振器内激起电磁振荡，耦合进来的能量由电阻63吸收。
[0036] 最后沿传输线主线传输出来的能量可以实现在不同频率点上的不同大小的能量衰减。
[0037] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
