專利名稱：一種波導(dǎo)型fet混頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波領(lǐng)域應(yīng)用的波導(dǎo)型FET混頻器(即波導(dǎo)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管混頻器，以下簡(jiǎn)稱WFM)，特別是涉及一種厘米波段和毫米波段的低噪聲，高增益混頻器。
在厘米波段和毫米波段中，目前最常用的是二極管混頻器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定。但由于是電阻性器件，本身存在著固有的變頻損耗，即中頻輸出功率小予輸入信號(hào)功率，因而引入較大的混頻噪聲；又由于二極管混頻器沒有增益，作為前端器件，它不能有效地抑制后級(jí)電路噪聲對(duì)整機(jī)性能的影響，導(dǎo)致它在弱信號(hào)的應(yīng)用中受到限制。隨著高性能的FET器件的研究成功，出現(xiàn)了采用FET作為混頻器件的微帶型FET混頻器。其優(yōu)點(diǎn)是，不但具有較低的混頻噪聲，而且具有一定的變頻增益，因而作為前端器，它能夠有效地改善整機(jī)性能。但是，隨著工作頻率的升高，微帶介質(zhì)材料的損耗、輻射損耗等隨之增大，進(jìn)而使變頻損耗增大，變頻增益下降，甚至無法正常工作，因而限制了其在高頻段的應(yīng)用。
本發(fā)明任務(wù)是提供一種能解決現(xiàn)有二極管混頻器和微帶型FET混頻器缺點(diǎn)的微波高頻段的波導(dǎo)型FET混頻器。
按照本發(fā)明目的，發(fā)明人公開的WFM包括訊號(hào)輸入波導(dǎo)，本振訊號(hào)注入波導(dǎo)，柵偏置片，柵極鰭片，漏中頻輸出片，漏極鰭片及FET源極附加接地片等部件。本發(fā)明采用柵偏置片、漏中頻輸出片實(shí)現(xiàn)直流偏輸入和中頻訊號(hào)輸出；同時(shí)利用柵極鰭片、柵極回路短路壁、柵偏置片組成輸入回路以及利用漏中頻輸出片、漏極鰭片、漏極回路短路壁組成本振訊號(hào)注入回路，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的WFM的高混頻增益和低噪聲特性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)，1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉2、調(diào)試、調(diào)整方便；3、波導(dǎo)損耗小，工作穩(wěn)定，電性能指標(biāo)高；4、便于與波導(dǎo)部件聯(lián)接。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖。其中圖1a是正視剖面圖，圖1b是側(cè)視剖面圖，圖1c是俯視剖面圖；圖2是圖1中呈一體化結(jié)構(gòu)的柵偏置片柵極鰭片、漏中頻輸出片漏極鰭片的結(jié)構(gòu)放大圖；圖3是圖1中的FET及接地片的結(jié)構(gòu)放大圖。
附圖標(biāo)示說明如下(1).訊號(hào)輸入波導(dǎo)，(2).本振訊號(hào)注入波導(dǎo)，(3).波導(dǎo)公共壁，(4).波導(dǎo)窗口，(5).柵偏置刻槽，(6).漏中頻輸出刻槽，(7).柵偏置片，(8).柵極鰭片，(9).漏中頻輸出片，(10).漏極鰭片，(11).FET，(111).FET柵極，(112).FET漏極，(113).FET源極，(12)，F(xiàn)ET源極接地片，(13).漏極回路短路壁，(14).柵極回路短路壁，(15).柵直流偏置輸入孔(16).漏中頻輸出孔，(17).(18).調(diào)整螺釘，(19)、(20).波導(dǎo)法蘭盤。
參照附圖訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)和本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)呈疊式結(jié)構(gòu)，構(gòu)成波導(dǎo)主體。在波導(dǎo)(1)和(2)的公共壁(3)上設(shè)有波導(dǎo)窗口(4)、柵偏置刻槽(5)和漏中頻刻槽(6)、柵偏置片(7)、柵極鰭片(8)、漏中頻輸出片(9)、漏極鰭片(10)呈一體化結(jié)構(gòu)，可采用低損耗介質(zhì)雙面導(dǎo)電板例如聚四氟乙烯微帶板刻制而成。柵偏置片(7)和漏中頻輸出片(9)分別置于刻槽(5)和(6)內(nèi)，柵極鰭片(8)和漏極鰭片(10)則分別伸入波導(dǎo)(1)和(2)內(nèi)，柵偏置片(7)和漏中頻輸出片(9)與公共壁(3)之間應(yīng)有良好的電絕緣。波導(dǎo)公共壁(3)上設(shè)有直流偏置輸入孔(15)和漏中頻輸出孔(16)，金屬接地片(12)附裝在FET源極(113)上，附裝有金屬接地片(12)的FET(11)安裝在公共壁(3)的波導(dǎo)窗口(4)內(nèi)，F(xiàn)ET的柵極(111)、漏極(112)及源極(113)的接地片(12)分別與對(duì)應(yīng)的柵極鰭片(8)、漏極鰭片(10)及波導(dǎo)公共壁(3)之間構(gòu)成良好電接觸。源極接地片(12)用銅鍍銀材料制成。訊號(hào)調(diào)整螺釘(17)和本振調(diào)整螺釘(18)分別裝在訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)壁和本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)的壁上。柵偏置片(7)和漏中頻輸出片(9)在槽(5)、(6)里的長(zhǎng)度選擇要滿足這樣條件從波導(dǎo)窗口(4)分別看向柵偏置片(7)和漏中頻輸出片(9)構(gòu)成的開路帶狀線對(duì)射頻訊號(hào)呈開路；柵極鰭片(8)的尺寸。訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)的柵極回路短路壁(14)位置的選擇要使得輸入回路與輸入訊號(hào)相匹配，漏極鰭片(10)的尺寸、本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)的漏極回路短路(13)位置的選擇要使本振輸入回路與本振訊號(hào)相匹配，同時(shí)具有最佳的混頻增益。
本實(shí)施例的波導(dǎo)主體選用良電導(dǎo)體，例如鋁鍍銀材料，按波導(dǎo)寬邊中心對(duì)稱面分左右兩半加工好后，先將已制作好的成一體化結(jié)構(gòu)的柵偏置片(7)柵極鰭片(8)、漏中頻輸出片(9)漏極鰭片(10)以及FET(11)安裝好，并將柵直流偏置用細(xì)屏蔽線從柵直流偏置輸入孔(15)引入，將中頻訊號(hào)用特定特性阻抗的細(xì)同軸線從漏中頻輸出孔(16)引出，最后合拼緊固波導(dǎo)主體。
發(fā)明人在本實(shí)施例中采用型號(hào)為NE74084的EFT實(shí)現(xiàn)單偏置，從漏極注入本振訊號(hào)的Ku波段混頻，并應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星直播系統(tǒng)的高頻頭中(即室外單元)作為第一混頻，測(cè)得其典型電性能特性如下射頻訊號(hào)頻率11.70GHz-12.20GHz本振頻率10.75GHz本振功率3.0mw
混頻增益8±1(dB)噪聲系數(shù)4±0.2(dB)從以上測(cè)定的電性能指標(biāo)數(shù)看出，在高頻段應(yīng)用中本發(fā)明以混頻增益高，噪聲系數(shù)小等特點(diǎn)優(yōu)于現(xiàn)有已問世的二極管混頻器和微帶型FET混頻器，并以此可以預(yù)見其開發(fā)前景和綜合性效益。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于厘米波段和毫米波段的波導(dǎo)型FET混頻器，包括FET(11)，本發(fā)明特征在于還包括訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)，本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)，柵偏置片(7)，柵極鰭片(8)，漏中頻輸出片(9)，漏極鰭片(10)，訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)和本振訊號(hào)輸出波導(dǎo)(2)呈疊式結(jié)構(gòu)，柵偏置片(7)、柵極鰭片(8)、漏中頻輸出片(9)、漏極鰭片(10)呈一體化結(jié)構(gòu)，柵偏置片(7)與漏中頻輸出片(9)分別置于波導(dǎo)(1)、(2)的公共壁的刻槽(5)、(6)內(nèi)，柵極鰭片(8)和漏極鰭片(10)分別伸入波導(dǎo)(1)和(2)內(nèi)，F(xiàn)ET(11)的源極(113)上附有接地片(12)，F(xiàn)ET(11)安裝在公共壁(3)的窗口(4)內(nèi)，柵直流偏置輸入孔(15)與漏中頻輸出孔(16)設(shè)在波導(dǎo)公共壁(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混頻器，其特征在于呈一體化結(jié)構(gòu)的柵偏置片(7)、柵極鰭片(8)、漏中頻輸出片(9)、漏極鰭片(10)是用低損耗介質(zhì)雙面導(dǎo)電板，例如聚四氟乙烯微帶板刻制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混頻器，其特征在于訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)和本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)的壁上分配裝有調(diào)整螺釘(17)(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混頻器，其特征在于柵偏置片(7)和漏中頻輸出片(9)置于波導(dǎo)公共壁刻槽(5)、(6)內(nèi)的長(zhǎng)度選擇要滿足這樣條件從波導(dǎo)窗口(4)分別看向柵偏置片(7)和漏中頻輸出片構(gòu)成的開路帶狀線對(duì)射頻訊號(hào)呈開路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混頻器，其特征在于柵極鰭片(8)的尺寸、訊號(hào)輸入波導(dǎo)(1)的柵極回路短路壁(14)位置的選擇要使得訊號(hào)輸入回路與輸入訊號(hào)相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的混頻器，其特征在于漏極鰭片(10)的尺寸、本振訊號(hào)注入波導(dǎo)(2)的漏極回路短路壁(13)位置的選擇要使本振輸入回路與本振訊號(hào)相匹配。
全文摘要
本發(fā)明給出的WFM主要作為厘米波段和毫米波段的混頻。本發(fā)明的WFM采用柵偏置片、漏中頻輸出片實(shí)現(xiàn)直流偏置輸入和中頻訊號(hào)輸出；同時(shí)利用柵極鰭片，柵極回路短路壁、柵偏置片組成輸入回路以及利用漏中頻輸出片。漏極鰭片、漏極回路短路壁組成本振訊號(hào)注入回路，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的WFM的高混頻增益和低噪聲特性。此處，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，調(diào)試方便，工作穩(wěn)定，電性能指標(biāo)高以及與波導(dǎo)部件聯(lián)接方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03D7/12GK1054865SQ9010149
公開日1991年9月25日 申請(qǐng)日期1990年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月15日
發(fā)明者林金清, 蘇凱雄 申請(qǐng)人:福州大學(xué)