專利名稱：微波系統(tǒng)中使用的變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波系統(tǒng)中使用的變頻器，更具體地說，涉及一種變頻器的給四只晶體管串并聯(lián)組成的二極管混頻器電橋提供橋臂的電路構(gòu)件結(jié)構(gòu)。
微波系統(tǒng)或雷達(dá)系統(tǒng)必不可少地裝有變頻器或混頻器供將中頻(IF)信號(hào)變換成射頻信號(hào)或?qū)⑸漕l信號(hào)變換成中頻信號(hào)之用。這類變頻器一般由多個(gè)二極管和給各二極管提供橋臂的微帶電路構(gòu)件組成。
圖1例示了采用由多個(gè)微帶傳輸線和一個(gè)縫隙傳輸線組成的平衡-不平衡傳輸線轉(zhuǎn)換器(以下簡(jiǎn)稱平衡轉(zhuǎn)換器)的一般微波混頻器。這種混頻器公開在1983年7月5日頒發(fā)的題為“對(duì)稱微波混頻器”的美國(guó)專利4,392,250中。在該案例中，兩個(gè)相位相差90度的射頻(RF)本機(jī)振蕩信號(hào)LO以不平衡的形式通過微帶傳輸線22和24加到四只晶體管串并聯(lián)的二極管混頻器電橋32上。同時(shí)，該RF信號(hào)以平衡的形式通過微帶傳輸線26加到四只晶體管串并聯(lián)的二極管混頻器電橋(以下簡(jiǎn)稱混頻電橋)32上?；祛l電橋32中各二極管的配置間距幾乎為0，因而使鏡像阻抗減小，從而降低了變頻變化引起的變換損耗。此外，信號(hào)從變頻器的傳輸路徑彼此正交，為的是避免不必要的耦合。
然而，這種一般的變頻器的容許頻率因λ/4無屏蔽帶狀傳輸線28和帶條12、16、14、18組成的λ/4短接縫隙傳輸線各自相應(yīng)的特性而受到限制。更具體地說，假設(shè)變頻器的中心頻率為fo，則縫隙傳輸線在2fo下短接因而使導(dǎo)納無窮大同時(shí)使無屏蔽帶狀傳輸線的阻抗無窮大，從而使信號(hào)LO和RF不能加到混頻電橋32上。
本發(fā)明的目的是提供擴(kuò)大微波系統(tǒng)中使用的變頻器容許頻帶的措施。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供最大限度地減少微波系統(tǒng)中使用的變頻器各橋臂阻抗隨頻率而產(chǎn)生的變化的措施。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少微波系統(tǒng)中使用的變頻器因其襯底制造工藝引起的變頻誤差。
本發(fā)明的微波系統(tǒng)變頻器包括一個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器，其縫隙傳輸線以并聯(lián)T型接頭的形式與第一微帶傳輸線連接；第一和第二帶狀傳輸線，分別配置在第一微帶傳輸線兩側(cè)；第二和第三微帶傳輸線，分別與第一和第二帶狀傳輸線的外端連接，形成輸入本機(jī)振蕩信號(hào)和輸出中頻信號(hào)的信號(hào)通路；第一和第二開端電路，分別與縫隙傳輸線的兩端連接；和一個(gè)混頻電橋，其一對(duì)二極管連接點(diǎn)接縫隙傳輸線，其另一對(duì)二極管連接點(diǎn)分別接第二和第三微帶傳輸線，從而將射頻信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)都轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中頻信號(hào)。
現(xiàn)在參看僅以舉例的形式附上的


本發(fā)明。為方便起見，附圖中功能相同的元件以同樣的編號(hào)表示。
圖1是微波系統(tǒng)中使用的一般微波混頻器的透視圖。
圖2是微波系統(tǒng)中使用的本發(fā)明的變頻器的透視圖。
圖3A和3B是圖2變頻器下層的示意圖。
圖4是本發(fā)明變頻器應(yīng)用原理的示意圖。
圖5A和5B是本發(fā)明變頻器制造過程的示意平面圖。
參看圖2。變頻器由上地面板70和下絕緣層72組成的襯底制成。上地面板70上裝有微帶傳輸線74、兩個(gè)分立的帶狀傳輸線76和78和另外兩個(gè)微帶傳輸線80和82。微帶傳輸線74配置在地面板70中心，接收RF信號(hào)。帶狀傳輸線76和78分別分立地配置在微帶傳輸線74兩側(cè)，呈環(huán)狀。帶狀傳輸線76和78各自的兩端接微帶傳輸線80和82以接收LO信號(hào)和發(fā)送IF信號(hào)。微帶傳輸線74，80和82和帶狀傳輸線76和78由諸如聚四氟乙烯之類的絕緣層制成。下絕緣層72裝有一對(duì)環(huán)形諧振器84和86和縫隙傳輸線88。此外，上面板70上開有三個(gè)小孔91至93，下層72上開有相應(yīng)的小孔94至96。這些小孔是用來將四個(gè)二極管D1-D4組成混頻電橋98與各微帶傳輸線、帶狀傳輸線和環(huán)形諧振器連接起來，如圖3A中所示。
參看圖3A?；祛l電橋98與各環(huán)形諧振器連接得使小孔94用來連接二極管D3和D4的正向端子，小孔95用來連接二極管D4的反向端子和二極管D1的正向端子，小孔96用來連接二極管D3的反向端子和二極管D2的正向端子。這些構(gòu)成混頻電橋98的二極管用以借助于RF信號(hào)與LO信號(hào)之間的頻差產(chǎn)生IF信號(hào)。本技術(shù)領(lǐng)域中都知道，這種混頻電橋用作變頻器。
圖3B示出了環(huán)形諧振器84和86和縫隙傳輸線裝在下絕緣層中，微帶傳輸線74，80和82和帶狀傳輸線76和78(全都以虛線表示)裝在上地面板中。RF信號(hào)通過微帶傳輸線74、同時(shí)本機(jī)信號(hào)Sin LO和cosLO分別通過電容器C1和C2加到微帶傳輸線80和82上。IF信號(hào)還通過微帶傳輸線80和82產(chǎn)生給電感線圈L1和L2。即，不難理解，本機(jī)振蕩信號(hào)的輸入路徑與IF信號(hào)的輸出路徑相同。
本發(fā)明變頻器的特點(diǎn)綜合起來如下第一，這里不采用λ/4短接縫隙傳輸線而采用長(zhǎng)度為0的縫隙傳輸線88借助于內(nèi)部區(qū)域都取消了的環(huán)形諧振器84和86來終止與頻率無關(guān)的斷路。用這種縫隙傳輸線88的目的是擴(kuò)大頻帶，這稍后即將參看圖4更具體地加以說明。此外，取消環(huán)形諧振器84內(nèi)部區(qū)域是為了避免功率分散。
第二，兩分立的帶狀傳輸線76和78是使其端部連接微帶傳輸線80和82而不是連接一般的帶狀傳輸線使用的。
參看圖4?？p隙傳輸線88連同微帶傳輸線74一起構(gòu)成并聯(lián)T型接頭，相比之下，一般的λ/4短接縫隙傳輸線則連同微帶傳輸線一起構(gòu)成串聯(lián)T型接頭?？p隙傳輸線88兩端接環(huán)形諧振器84和86與頻率無關(guān)的電路。這樣做擴(kuò)大了頻帶，其理論依據(jù)公開在K.C Gupta，Ramesh Garg等人著的《微帶傳輸線和帶狀傳輸線》一書，第二版的第306-315頁上。
參看圖5A和5B。變頻器采用聚四氟乙烯制造，其在1.6至10.2兆赫工作頻率范圍的變頻損耗為7.5分貝，抑制的鏡像干擾抑制超過-17dBc。
工作時(shí)，不平衡的LO信號(hào)通過微帶傳輸線80和82加到兩分立的帶狀傳輸線76和78上，傳到小孔92和93再傳到混頻電橋98的二極管D2和D3上。另一方面，平衡的RF信號(hào)通過微帶傳輸線74加到零長(zhǎng)度縫隙傳輸線88到電橋98。電橋?qū)⑺盏叫盘?hào)的頻率轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)后通過作為IF信號(hào)和LO信號(hào)輸入路徑的同一個(gè)路徑發(fā)送出去。轉(zhuǎn)換成的頻率因環(huán)形諧振器的開端電路都接縫隙傳輸線88兩端而具有寬頻帶。此外，RF信號(hào)是通過微帶傳輸線74和小孔91和94直接接四個(gè)二極管98的，因而阻抗在寬頻帶中的匹配良好。
上面本發(fā)明已就伴隨附圖的具體實(shí)施例進(jìn)行說明，不難理解，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)的前提下是可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行種種修改和更改的。
權(quán)利要求
1.一種微波系統(tǒng)的變頻器，其特征在于，它包括一個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器(平衡-不平衡傳輸線轉(zhuǎn)換器)，其縫隙傳輸線以并聯(lián)T型接頭的形式與第一微帶傳輸線連接，供接收射頻信號(hào)用；第一和第二帶狀傳輸線，分別配置在所述第一微帶傳輸線兩側(cè)；第二和第三微帶傳輸線，分別與所述第一和第二帶狀傳輸線各自的輸出端連接，供輸入本機(jī)振蕩信號(hào)和輸出中頻信號(hào)用；第一和第二開端電路，分別與所述縫隙傳輸線的兩端連接；一個(gè)四晶體管串并聯(lián)的混頻器電橋(簡(jiǎn)稱混頻電橋)，其一對(duì)二極管連接點(diǎn)接所述縫隙傳輸線，另一對(duì)二極管連接點(diǎn)分別接所述第二和第三微帶傳輸線，從而將所述射頻信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)都轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述第一和第二開端電路由環(huán)形諧振器構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的變頻器，其特征在于，取消了所述環(huán)型諧振器的內(nèi)部區(qū)域。
4.一種微波系統(tǒng)的變頻器，其特征在于，它包括一個(gè)上地面板；第一微帶傳輸線，供接收射頻信號(hào)用；第一和第二帶狀傳輸線，分別配置在所述微帶傳輸線兩側(cè)；第二和第三微帶傳輸線，分別與所述第一和第二帶狀傳輸線的外端連接，形成輸入本機(jī)振蕩信號(hào)和輸出中頻信號(hào)的信號(hào)通路；所述第一、第二和第三微帶傳輸線和所述第一和第二帶狀傳輸線由絕緣材料制成，且配置在所述上地面板上；一下絕緣層；一縫隙傳輸線，以并聯(lián)T接頭的形式與所述第一微帶傳輸線連接，供接收射頻信號(hào)用；第一和第二開端電路，分別與所述縫隙傳輸線的兩端連接；所述縫隙傳輸線，第一和第二開端電路配置在所述下絕緣層上；一個(gè)混頻電橋，其一對(duì)二極管連接點(diǎn)接所述縫隙傳輸線，另一對(duì)二極管連接點(diǎn)分別接所述第二和第三微帶傳輸線，從而將所述射頻信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)都轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中頻信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，所述第一和第二開端電路由環(huán)型諧振器構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的變頻器，其特征在于，取消了所述環(huán)形諧振器的內(nèi)部區(qū)域。
全文摘要
一種微波系統(tǒng)的變頻器,包括平衡轉(zhuǎn)換器,其縫隙傳輸線以并聯(lián)T接頭的形式與第一微帶傳輸線連接;第一和第二帶狀傳輸線,分別配置在第一微帶傳輸線兩側(cè);第二和第三微帶傳輸線,分別與第一和第二帶狀傳輸線的外端連接;第一和第二開端電路,分別與縫隙傳輸線的兩端連接;和一個(gè)四只晶體管串并聯(lián)二極管混頻器電橋,其一對(duì)二極管連接點(diǎn)接縫隙傳輸線,另一對(duì)二極管連接點(diǎn)分別接第二和第三微帶傳輸線。
文檔編號(hào)H03D9/06GK1202020SQ9810742
公開日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1998年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月11日
發(fā)明者P·奧勒格, 崔斗憲, 鄭淳哲 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社