—側(cè)，射頻巴倫11可以將單端不平衡的射頻輸入信號(hào)變?yōu)槲挥贠ut+16和Out-17的平衡差分信號(hào)。本振端的平衡差分信號(hào)進(jìn)入到第一組二極管閉合環(huán)路的兩個(gè)對(duì)角節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)分別通過第一電感LI和第二電感L2再進(jìn)入到第二組二極管閉合環(huán)路的相同位置的兩個(gè)對(duì)角節(jié)點(diǎn)處。同樣的道理，射頻端的平衡差分信號(hào)進(jìn)入到第一組二極管閉合環(huán)路的另外兩個(gè)對(duì)角節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)分別通過第三電感L3和第四電感L4再進(jìn)入到第二組二極管閉合環(huán)路的相同位置的兩個(gè)對(duì)角節(jié)點(diǎn)處。
[0026]本實(shí)用新型采用的是二極管作為非線性器件進(jìn)行混頻，同時(shí)利用二極管環(huán)路特殊的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，從而使二極管環(huán)路中二極管隨本振大信號(hào)的交流驅(qū)動(dòng)而交替打開和閉合，使輸入的射頻差分信號(hào)交替出現(xiàn)在信號(hào)通路上，最終在兩組二極管閉合環(huán)路中均會(huì)產(chǎn)生混頻信號(hào)。由于結(jié)構(gòu)特性，此時(shí)的混頻信號(hào)是對(duì)稱的平衡差分信號(hào)，可以以平衡差分的形式輸出。在本實(shí)用新型中，通過在兩組二極管閉合環(huán)路對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的四個(gè)連接處分別引出第一混頻信號(hào)IF1，第二混頻信號(hào)IF2，第三混頻信號(hào)IF3，第四混頻信號(hào)IF4，經(jīng)過合適的中頻提取結(jié)構(gòu)20，最終經(jīng)過濾波提取出所需的中頻輸出信號(hào)。在此過程中，可以在本振巴倫10的兩個(gè)平衡差分信號(hào)端口 Out+13，Out-14和射頻巴倫11的兩個(gè)平衡差分信號(hào)端口 Out+16，Out-17上分別加第一電容Cl，第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4以隔斷這些端口處的中頻信號(hào)。
[0027]如圖2所示，本振信號(hào)和射頻輸入信號(hào)的進(jìn)入以及在二極管環(huán)路中混頻的原理均與圖1中完全一致。在提取中頻輸出信號(hào)時(shí)，本振巴倫10—側(cè)的兩組二極管閉合環(huán)路對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)連接處可以各分別通過第五電感L5，第六電感L6連接起來，作為平衡差分的中頻信號(hào)的接地端，射頻巴倫11 一側(cè)的兩組二極管閉合環(huán)路對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的另外兩個(gè)連接處也可以分別通過第七電感L7，第八電感L8連接起來，作為平衡差分的中頻信號(hào)的信號(hào)端。其中，無論是中頻信號(hào)的接地端還是信號(hào)端均可以再加一些濾波元件或結(jié)構(gòu)以達(dá)到更好的性能，如圖2中列出的接地的第五電容C5。
[0028]根據(jù)所需本振信號(hào)，射頻輸入信號(hào)和中頻輸出信號(hào)的頻率范圍和實(shí)際電路布版需求，圖1和圖2中的本振巴倫10和射頻巴倫11有多種實(shí)現(xiàn)方式。圖3是利用第一變壓器Tl和第二變壓器T2實(shí)現(xiàn)的代表性巴倫電路之一。其中，第一端口 31可以輸入單端不平衡的本振信號(hào)或者射頻信號(hào)，此時(shí)在第二端口 32和第三端口 33處會(huì)產(chǎn)生平衡差分的本振信號(hào)或者射頻信號(hào)，所述的第二變壓器T2的端口 34連接接地的第六電容C6，可以用來調(diào)整該巴倫的工作特性，所述的第一變壓器Tl的端口 35和第二變壓器T2的端口 36可以并聯(lián)第七電容C7、串聯(lián)第九電感L9和第十電感L10，起到匹配和選頻的作用。圖4是利用第一耦合微帶線Wl和第二耦合微帶線W2實(shí)現(xiàn)的代表性巴倫電路之一。其中，第四端口 41可以輸入單端不平衡的本振信號(hào)或者射頻信號(hào)，此時(shí)在第五端口 42和第六端口 43處會(huì)產(chǎn)生平衡差分的本振信號(hào)或者射頻信號(hào)，所述的第二耦合微帶線W2的端口 44連接接地的第八電容CS，可以用來調(diào)整該巴倫的工作特性，所述的第一微帶線Wl的端口 45和第二耦合微帶線W2的端口 46可以并聯(lián)第九電容C9、串聯(lián)第十一電感LI I和第十二電感L12，起到匹配和選頻的作用。圖1和圖2中的本振巴倫10和射頻巴倫11還可以不僅限于圖3和圖4種所列的巴倫的形式，只要尺寸與電路布版選取合適，對(duì)混頻器的其他部分的設(shè)計(jì)不會(huì)有影響。
[0029]另外，本實(shí)用新型中的第一電感LI至第八電感L8可以分別用第一傳輸線至第八傳輸線替代，實(shí)現(xiàn)相同的功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于，包括兩組分別由四個(gè)二極管首尾相連組成的閉合環(huán)路和三個(gè)信號(hào)端口:本振信號(hào)端(12)，射頻信號(hào)輸入端(15)和中頻信號(hào)輸出端(21);其中本振信號(hào)端(12)提供外部電路的本地振蕩源信號(hào)，射頻信號(hào)輸入端(15)將需要被變頻的信號(hào)導(dǎo)入，中頻信號(hào)輸出端(21)導(dǎo)出中頻輸出信號(hào)；所述本振信號(hào)端(12)和射頻信號(hào)輸入端(15)分別由本振巴倫(10 )和射頻巴倫(11)構(gòu)成，中頻信號(hào)輸出端(21)由一個(gè)中頻提取結(jié)構(gòu)(20)構(gòu)成；第一組閉合環(huán)路由第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4)陰極和陽極首尾相連組成，所述第一二極管(Dl)的陰極和第三二極管(D3)的陰極分別與本振巴倫的平衡差分信號(hào)雙端口 Out+(13)和Out-(H)連接，所述第四二極管(D4)的陰極和第二二極管(D2)的陰極分別與射頻巴倫的平衡差分信號(hào)雙端口 0ut+(16)和0ut-(17)連接；第二組閉合環(huán)路由第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)陰極和陽極首尾相連組成，所述第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的陰極分別通過第一電感(LI)、第四電感(L4)、第二電感(L2)以及第三電感(L3)連接第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4);在第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的陰極分別引出第一混頻信號(hào)(IF1)、第四混頻信號(hào)(IF4)、第二混頻信號(hào)(IF2)以及第三混頻信號(hào)(IF3)，通過中頻提取結(jié)構(gòu)(20)，最終提取出所需的中頻輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第一二極管(Dl)的陰極和第三二極管(D3)的陰極分別通過第一電容(Cl)和第二電容(C2)與本振巴倫(10)的平衡差分信號(hào)雙端口 0ut+(13)和Out-(H)連接，所述第四二極管(D4)的陰極和第二二極管(D2)的陰極分別通過第三電容(C3)和第四電容(C4)與射頻巴倫(11)的平衡差分信號(hào)雙端口 Out+(16)和 Out-(17)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述中頻提取結(jié)構(gòu)(20)包括第五電感(L5)、第六電感(L6)、第七電感(L7)和第八電感(L8)，所述第五二極管(D5)和第七二極管(D7)的陰極分別通過第五電感(L5)和第六電感(L6)接地，所述第八二極管(D8)和第六二極管(D6)的陰極分別通過第七電感(L7)和第八電感(L8)得到所需的中頻輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第七電感(L7)和第八電感(L8)輸出中頻輸出信號(hào)的一端還通過第五電容(C5)接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4)的尺寸完全一致，所述第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的尺寸完全一致。
6.一種改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于，包括兩組分別由四個(gè)二極管首尾相連組成的閉合環(huán)路和三個(gè)信號(hào)端口:本振信號(hào)端(12)，射頻信號(hào)輸入端(15)和中頻信號(hào)輸出端(21);其中本振信號(hào)端(12)提供外部電路的本地振蕩源信號(hào)，射頻信號(hào)輸入端(15)將需要被變頻的信號(hào)導(dǎo)入，中頻信號(hào)輸出端(21)導(dǎo)出中頻輸出信號(hào)；所述本振信號(hào)端(12)和射頻信號(hào)輸入端(15)分別由本振巴倫(10 )和射頻巴倫(11)構(gòu)成，中頻信號(hào)輸出端(21)由一個(gè)中頻提取結(jié)構(gòu)(20)構(gòu)成；第一組閉合環(huán)路由第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4)陰極和陽極首尾相連組成，所述第一二極管(Dl)的陰極和第三二極管(D3)的陰極分別與本振巴倫的平衡差分信號(hào)雙端口 Out+(13)和Out-(H)連接，所述第四二極管(D4)的陰極和第二二極管(D2)的陰極分別與射頻巴倫的平衡差分信號(hào)雙端口 0ut+(16)和0ut-(17)連接；第二組閉合環(huán)路由第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)陰極和陽極首尾相連組成，所述第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的陰極分別通過第一傳輸線、第四傳輸線、第二傳輸線以及第三傳輸線連接第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4);在第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的陰極分別引出第一混頻信號(hào)(IF1)、第四混頻信號(hào)(IF4)、第二混頻信號(hào)(IF2)以及第三混頻信號(hào)(IF3)，通過中頻提取結(jié)構(gòu)(20)，最終提取出所需的中頻輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第一二極管(Dl)的陰極和第三二極管(D3)的陰極分別通過第一電容(Cl)和第二電容(C2)與本振巴倫(10)的平衡差分信號(hào)雙端口 0ut+(13)和Out-(H)連接，所述第四二極管(D4)的陰極和第二二極管(D2)的陰極分別通過第三電容(C3)和第四電容(C4)與射頻巴倫(11)的平衡差分信號(hào)雙端口 Out+(16)和 Out-(17)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述中頻提取結(jié)構(gòu)(20)包括第五傳輸線、第六傳輸線、第七傳輸線和第八傳輸線，所述第五二極管(D5 )和第七二極管(D7)的陰極分別通過相互耦合的第五傳輸線和第六傳輸線接地，所述第八二極管(D8)和第六二極管(D6)的陰極分別通過相互耦合的第七傳輸線和第八傳輸線得到所需的中頻輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第七傳輸線和第八傳輸線輸出中頻輸出信號(hào)的一端還通過第五電容(C5)接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述改進(jìn)型三平衡混頻器，其特征在于:所述第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)以及第四二極管(D4)的尺寸完全一致，所述第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第七二極管(D7)以及第八二極管(D8)的尺寸完全一致。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)型三平衡混頻器，包括兩組分別由四個(gè)二極管首尾相連組成的閉合環(huán)路和三個(gè)信號(hào)端口：本振信號(hào)端，射頻信號(hào)輸入端和中頻信號(hào)輸出端；其中本振信號(hào)端提供外部電路的本地振蕩源信號(hào)，射頻信號(hào)輸入端將需要被變頻的信號(hào)導(dǎo)入，中頻信號(hào)輸出端導(dǎo)出中頻輸出信號(hào)；所述本振信號(hào)端和射頻信號(hào)輸入端分別由本振巴倫和射頻巴倫構(gòu)成，中頻信號(hào)輸出端由一個(gè)中頻提取結(jié)構(gòu)構(gòu)成。本實(shí)用新型能夠在寬頻段內(nèi)一直保持較低的變頻損耗，同時(shí)提供較高的信號(hào)隔離度。
【IPC分類】H03D7-16
【公開號(hào)】CN204481764
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520241855
【發(fā)明人】劉浩, 徐小杰, 蔣樂
【申請(qǐng)人】南京米樂為微電子科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日