[发明专利]一种双平衡混频器的装置

说明书

技术领域

本发明属于混频器技术领域，尤其涉及一种双平衡混频器的装置。

背景技术

双平衡混频器通常由一个混频二极管管桥、一个信号巴伦和一个本振巴伦构成，巴伦是一种平衡-不平衡转换器，其结构有多种形式，最常用的有双面微带结构、耦合线结构、槽线结构等形式。混频管桥由四个混频二极管构成，其结构通常也有三种：环形、星形、十字形，其选择要和巴伦的设计相结合。由于宽带巴伦可达多个倍频程带宽，加上双平衡混频器固有的优点，它和单平衡混频器相比，具有宽频带、高隔离度和高中频等优点。

在毫米波频段，由于微带等平面传输线色散效应已经非常严重，其传输损耗也明显增大，再加上其四分之一波长非常短，对电路设计的要求更加严格。同时，由于大多数巴伦都需要采用双面电路的悬置结构，对工艺的要求也更加苛刻。另外对于波导接口还要考虑波导同轴转换的设计。下面为二种常见的8mm双平衡混频器结构：

耦合线巴伦混频器结构：电路结构较简单，常用于微波、毫米波频段，适合于高中频输出，带宽可达倍频程，混频管采用星形管桥，适合于梁式引线管压焊。

槽线巴伦混频器结构：

电路结构略复杂，常用于微波、毫米波频段，带宽可达倍频程，适合于高中频输出及梁式引线管压焊。

现有的混频器存在宽带性能较差、隔离度低、易产生高次模式的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种双平衡混频器的装置，旨在解决现有的混频器存在的宽带性能较差、隔离度低、易产生高次模式的问题。

本发明实施例由以下部分组成：混频器腔体、混频器电路、K型接头；混频器电路设置在混频器腔体的内部，K型接头设置在混频器电路的左、右两侧。

混频器电路由以下器件组成：混频管、金带、金丝、50Ω共面波导、耦合槽线、60Ω槽线、介质基片、λ／8的短路线；其中，混频管垂直对称设置在混频器内部，λ/8的短路线设置在混频管的下方，60Ω槽线设置在λ／8的短路线的下面，耦合槽线连接60Ω槽线，金带设置在耦合槽线和60Ω槽线之间，50Ω共面波导设置在金带的右侧，金丝设置在50Ω共面波导上，介质基片设置在混频器电路的内部。

进一步，金丝的间距为1mm。

进一步，双平衡混频器的装置采用单面结构。

进一步，混频管采用梁式引线二极管。

进一步，混频管采用可工作到Ka波段的器件，等效电路图的连接为：电感L1与电阻R1和电容C1串联，电阻R1和电容C1并联，电阻R1与电阻Rj和电容C1串联，电阻Rj和电容C1并联。

进一步，等效电感L1为：0.1nH；等效电阻R1为：50Ω；等效电容C1为0.02pF；等效电容C2为：0.03pF。

进一步，混频器的射频阻抗均为z'=2*z=53.1-j110.7。

进一步，该双平衡混频器的装置信号通过50Ω共面波导过渡到耦合槽线，再渐变到60Ω槽线加到混频管上实现了宽频带，在电路中还引入了λ／8的短路线。

进一步，该双平衡混频器的装置选用厚度为0.635mm的氧化铝陶瓷基片；

进一步，共面波导的接地面距离不能接近λ／2，在本振端及信号端采用金丝跨接的方式。

本发明提供的双平衡混频器的装置，为实现宽频带，采用K型头接口，为使电路与K型头匹配良好，选用50Ω共面波导作为信号端到耦合槽线的过渡，再通过耦合槽线渐变到60Ω槽线加到混频管上，选择金带耦合的方式由50Ω共面波导耦合到槽线，抵消了混频二极管的容性；采用共面波导、耦合槽线、槽线组成的魔T网络来实现宽带巴伦，不需要传输线的交错且具有很强的方向性，提高了隔离度；共面波导的接地面距离不能接近λ／2，减轻了共面波导的色散效应；采用了金丝跨接的方式，抑制了高次模式的产生，防止了射频在共面波导中激励出耦合槽线的高次模式。

附图说明

图1是本发明实施例提供的双平衡混频器的装置结构示意图；

图中：9、混频器腔体；10、混频器电路；11、K型接头；

图2是本发明实施例提供的混频管电路具体连接示意图；

图中：1、混频管；2、金带；3、金丝；4、50Ω共面波导；5、耦合槽线；6、60Ω槽线；7、介质基片；8、λ／8的短路线；

图3是本发明实施例提供的混频管的等效电路连接示意图。

具体实施方式