[其他]二公分微波裂缝电桥平衡混频器

说明书

本发明是微波接收机的关键部件，可以用于二公分波段军用或民用的雷达，中继长距离通信和卫星通信等技术领域。

公知的技术是微波裂缝电桥平衡混频器只能用于波长较长（长于三公分）的波段。苏联雷达三公分波段有裂缝电桥混频器，它的设计制造比较粗糙，其性能指标为：单边噪声指数9.0dB，驻波比1.6，本振与信号隔离度20dB。另外，1983年国外报导的能用于二公分波段的是非裂缝电桥式平衡混频器，它的典型产品是“2－18GHz3／8in³，intergrateol mixer peamp”，见《Microwave Journal》Janury，1983，P132新产品栏。它的性能指标为：单边噪声指数9.0dB，驻波比2.0，本振信号隔离度20dB。

本发明的任务是制造一种可用于二公分波段，低噪声，小驻波比，高隔离度，结构紧凑，调整方便，能改善微波接收系统的作用距离和可靠性的二公分微波裂缝电桥平衡混频器。

本发明的原理如附图1所示。根据3dB裂缝电桥1的特性，二公分的信号Sr经过保护收电管4进入裂缝电桥的臂9，通过电桥后，信号的能量平分给输出臂8和臂10，且臂8的信号相位滞后于臂10的信号相位 (π)/2 ；同时臂7没有信号输出。同样本振波导5的能量经过可变衰减器6进入电桥的臂7，通过电桥后，本振能量平分给臂8和臂10，且臂10的相位滞后于臂8的相位 (π)/2 ；同时臂9没有本振能量输出。混频晶体架2中的两枚晶体D₁和D₂获得相等的信号能量和相等的本振能量，D₁的信号相位比D₂超前 (π)/2 ，但D₁的本振相位比D₂滞后 (π)/2 ，这就具备了平衡混频器的基本条件。在中频输出网络3中，可接成单端输出或双端输出式。附图1接的是单端输出式，它把D₁和D₂混出来的中频电流分别接到中频变压器T的两个初级线圈上。其中一个初级线圈与次级线圈绕向相同，而另一个与次级线圈绕向相反，这样可保证信号的中频输出S_i在次级线圈是同相相加的，而本振的调幅噪声是反向相消的，从而降低整个混频器的噪声指数。为了使前置中放（图中未画出）的输入阻抗与混频器的输出阻抗匹配，从而获得最大的信号中频功率，在前置中放的输入端也应有一个中频变压器。

本发明具有如下的性能指标：

单边噪声指数8.5dB；驻波比1.4；本振信号隔离度大于26dB。这些指标均比前述1983年国外非裂缝电桥式平衡混频器同波段产品优越。而且还比苏联三公分雷达的裂缝电桥式平衡混频器设计得精细，准确，能调整到最佳状态。因此性能上比他们产品优越。在相同型式之下，一般二公分的平衡混频器比三公分的平衡混频器噪声指数要高2dB，驻波比要大0.1，隔离度要低2dB。故若将本发明的裂缝电桥式平衡混频器的设计方法用于三公分波段，则性能指标还要好。从1980年起，本混频器装在某雷达整机上长期稳定工作，经过例行试验，得到好评。这种平衡混频器也可用于微波中继通信和卫星通信技术中。

附图2和附图3分别是3dB裂缝电桥和混频晶体架的原理图。附图2中的7、8、9、10分别对应附图1中3dB裂缝电桥1中的7、8、9、10。附图3（a）混频晶体架中晶体D的阻抗Z_d＝R_d＋jX_d；1≤ (λ g)/4 。这两个部件分别带有调整螺钉12和调配活塞11，用以调整裂缝电桥的平衡度和晶体架的匹配，见附图1中的可调箭头 ( )/() 。另外，目前本混频器是用点接触式混频晶体混频的，若改用质量过关的（1980年定型时不具备这一条件）面接触式（肖特基）晶体，噪声指数可能会进一步降低。