[其他]特别适用于高频接收和发送系统的单边带谐波变频器

说明书

本发明涉及一种单边带谐波变频器，这种变频器特别适用于高频接收和发送系统。

在发送和接收系统中，使用单边带变频器有利于省去滤波元件，但不利于灵活使用工作频率范围，还使系统成本明显增加和结构更笨重。

上述单边带变频器基本上由一个抑制镜象边带混频器组成，该混频器与一个频率为Fe＝F_s±F_i的本地振荡器配合工作，其中Fs为指定的信号频率，F_i是该接收或发送设备的中频频率。

人们知道，单边带变频器的一个严重问题是随着频率的提高，制造一个低成本而稳定的、能够为混频器理想工作提供所需功率的本地振荡器是十分困难的。

人们还知道，通过利用谐波混频器这一问题能够得到部分的解决。上述谐波混频器可以与半频本地振荡器-频率等于 1/2 （F_S±F_i）的本地振荡器-配合工作。

这样就需要采用一些滤波器，其损耗性能优于常规的本地振荡器所使用的滤波器。

在这种情况下，本发明的目的就是要提供一种单边带变频器，它特别适用于高频（例如在10-18千兆赫（GHz）频率范围）接收和发送系统。这种单边带变频器可以兼备抑制镜象边带混频器和谐波混频器的优点，并去除二者的缺点。

按照本发明，在接收和发送系统中使用一种这样的单边带谐波变频器，上述目的就能实现，这种单边带谐波变频器的特征在于：它包括两个并联安排的谐波混频器;至少有一个射频混合电路将每个谐波混频器连接到第一信号频率端口和第二本振频率端口;一个中频混合电路以正交方式将每个谐波混频器连接到第三中频端口和接有一个终端负载的第四端口。下面将要详细解释，所要说明的两个谐波混频器分别与两个或多个射频和中频混合电路的结合能使本发明的变频器与一个半频本振频率、低成本、结构笨重的本地振荡器高效率工作在单边带（即抑制镜象边带）状态下。

试验结果表明，这种变频器所呈现的各种特性（诸如，变频损耗、本地振荡器激励电平、镜象边带抑制度以及本地振荡器与射频振荡器之间的隔离）与常规的抑制镜象边带变频器相比只是稍有下降。

综上所述，通过本发明的变频器与常规的抑制镜象边带变频器和无抑制镜象边带的谐波变频器的相比较，十分清楚，倾向于选择本发明的变频器。

由下面给出的，结合附图作为非限制性例子来说明的一些实施例的描述，本发明的各种特性将会十分清楚。

图1表示本发明的变频器的第一个例子示意图，

图2较详细地示出图1中的变频器，

图3-7示出图1和图2的变频器的结构细节，

图8-10示出通过试验从图1和图2的本发明的变频器得出的曲线图，

图11示出本发明的变频器的第二个例子。

图1示出一个包括两个相同的谐波混频器M₁和M₂并联的单边带谐波变频器。混频器M₁的第一端口1和混频器M₂的相应端口2通过第一个3分贝正交混合射频电路HYB1连接到两个端口A和B。混频器M₁的第二端口3和混频器M₂的相应端口4通过第二个3分贝正交混合中频电路HYB2分别连接到另外两个端口C和D。

图1的变频器可以在接收和发送两种系统中工作。

在第一种系统中工作时，端口A施加一个信号频率电压Vs＝VsCosω_st，端口B由一个本地振荡器施加本振频率电压Ve＝VeCosω₃t。

本振频率可满足以下两等式之一：

a）ωe＝ 1/2 （ω_s+ω_i）

b）ωe＝ 1/2 （ω_s-ω_i）

由于正交混合电路HYB1的作用（HYB1以工作在Fs频段附近或者Fe频段附近的方式来选择），等式a）以公知的方式，在混频器M₁的端口1产生一个由下式表示的电压V₁：