CN107579710A - 一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，包括射频微带巴伦、本振微带巴伦和四个混频二极管组成的桥式混频单元；所述射频微带巴伦和本振微带巴伦均为双面渐近线微带巴伦；射频微带巴伦的输入端设置为所述无源双平衡混频器的输入端，其连接射频信号；本振微带巴伦的输入端连接本振信号，射频微带巴伦的输出端和本振微带巴伦的输出端分别连接至桥式混频单元的输入端；无源双平衡混频器的输出端为以双面渐近线微带巴伦结构的本振微带巴伦转换形成的中频输出端口；桥式混频单元以及无源双平衡混频器的输入端和输出端均设置在同一平面上。
Description
技术领域
本发明属于混频器领域，尤其涉及一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器。
背景技术
微波毫米波混频器广泛应用于电子测试、通信、雷达、电子对抗等系统，它的功能用于信号的频率变换，作为一种频率变换电路，混频器按照使用的非线性器件种类不同，可分为有源混频器和无源混频器。无源混频器是采用二极管作为非线性器件，其特点是电路简单、设计容易、便于集成、工作稳定，而且性能好。无源混频器按电路结构形式不同分为单端混频器和平衡混频器。无源、双平衡混频器是采用两个、四个或更多相同特性的混频二极管组成的平衡电路，而电路的组成多由平衡巴伦互连组成，它们具有噪声小、灵敏度高、抗干扰能力强及频带宽等优点。
无源、双平衡混频器，通常由混频二极管对、18003dB轭流线圈(巴伦)和中频低通滤波器组成，目前双平衡混频器被广泛应用，虽然该类型具有本振、射频端口频率应用宽的特点，但是由于中频输出一般在本振或者射频端口引出，通常情况下混频器的输入频率与中频输出频率不能交叉，中频输出电路与混频电路匹配对中频输出频率及频率带宽影响很大.
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其通过中频耦合/双面渐近线微带巴伦，在实现本振、射频输入频率及中频输出频率超宽带。混频电路在材料聚四氟乙烯(Rogers 5880R)上实现，连接形式为锡焊连接，该混频器焊接工艺简单、制作成本低、混频器性能优良等特点。
本发明的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，包括射频微带巴伦、本振微带巴伦和四个混频二极管组成的桥式混频单元；所述射频微带巴伦和本振微带巴伦均为双面渐近线微带巴伦；
射频微带巴伦的输入端设置为所述无源双平衡混频器的输入端，其连接射频信号；本振微带巴伦的输入端连接本振信号，射频微带巴伦的输出端和本振微带巴伦的输出端分别连接至桥式混频单元的输入端；无源双平衡混频器的输出端为以双面渐近线微带巴伦结构的本振微带巴伦转换形成的中频输出端口；桥式混频单元以及无源双平衡混频器的输入端和输出端均设置在同一平面上。
进一步的，所述射频微带巴伦、本振微带巴伦和桥式混频单元均设置于同一绝缘介质基片。
本发明的该绝缘介质基片为平板状的绝缘介质基片。本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器信号输入端和输出端，形成于绝缘介质基片上。
进一步的，所述绝缘介质基片为聚四氟乙烯基片。
需要说明的是，绝缘介质基片除了四氟乙烯基片之外，还可以采用其他材料的基片来实现。
进一步的，所述绝缘介质基片的厚度范围为：0.1mm～0.5mm。
进一步的，所述绝缘介质基片上设置有金属垫片。
本发明利用金属垫片实现了绝缘介质基片上的电路连接及导通。
进一步的，所述金属垫片为金或镍涂镀。
需要说明的是，金属垫片除了涂镀金或镍，也可采用其他金属材料来涂镀。
进一步的，所述金属垫片的厚度范围为：1mm～3mm。
本发明选择的该金属垫片的厚度范围，更适合锡焊工艺。
进一步的，所述桥式混频单元应用双面锡焊连接电路的实现方法。
进一步的，所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器应用到单一平面电路。
进一步的，所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器贴装在腔体内。
本发明的混频器可以贴装在腔体，易于与其它器件混合集成装配。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，通过中频耦合/双面渐近线微带巴伦，在实现本振、射频输入频率及中频输出频率超宽带。混频电路在材料聚四氟乙烯(Rogers 5880R)上实现，连接形式为锡焊连接，该混频器焊接工艺简单、制作成本低、混频器性能优良等特点。
(2)本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，可以实现微波传输由非平衡到平衡状态的转换。该结构可以适用于较低频率的应用，也可以根据频率的不同改变结构尺寸，但结构原理不变。
(3)本发明在本振端口和射频端口巴伦通过金属化孔连接耦合线结构，形成中频端口双面渐近线巴伦结构。拓宽了中频端口的应用频率带宽，提高了混频器的端口隔离。
(4)本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，适用频率宽，电路制作简单，利用传统微波生产工艺很容易实现。同时在相同介质材料，实现该电路体积小。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器的电路图；
图2是缘介质基片的正面电路结构示意图；
图3是缘介质基片的反面示意图；
图4是桥式混频单元结构示意图；
图5是金属垫片结构示意图。
其中，1、射频微带巴伦的输入端；2、桥式混频单元的第一输出端；3、桥式混频单元的第二输出端；4、本振微带巴伦的输入端；5、桥式混频单元的第一输入端；6、桥式混频单元的第二输入端；7、中频输出端口；8、圆形通孔；9、方形通孔；10、金属化通孔；11、本振微带巴伦；12、射频微带巴伦。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1-图3所示，本发明的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，包括射频微带巴伦12、本振微带巴伦11和四个混频二极管组成的桥式混频单元；所述射频微带巴伦12和本振微带巴伦11均为双面渐近线微带巴伦；
射频微带巴伦的输入端1设置为所述无源双平衡混频器的输入端，其连接射频信号；本振微带巴伦的输入端4连接本振信号，射频微带巴伦的输出端1和本振微带巴伦的输出端4分别连接至桥式混频单元的输入端；无源双平衡混频器的输出端为以双面渐近线微带巴伦结构的本振微带巴伦转换形成的中频输出端口；桥式混频单元以及无源双平衡混频器的输入端和输出端均设置在同一平面上。
本发明的所述射频微带巴伦12和本振微带巴伦11均为双面渐近线微带巴伦，信号通过本振巴伦及射频巴伦上引出，通过双面渐进线耦合。
在具体实施例中，所述射频微带巴伦、本振微带巴伦和桥式混频单元均设置于同一绝缘介质基片。
本发明的该绝缘介质基片为平板状的绝缘介质基片。本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器信号输入端和输出端，形成于绝缘介质基片上。
其中，所述绝缘介质基片为聚四氟乙烯基片。
需要说明的是，绝缘介质基片除了四氟乙烯基片之外，还可以采用其他材料的基片来实现。
所述绝缘介质基片的厚度范围为：0.1mm～0.5mm。
如图2所示，射频微带巴伦12和本振微带巴伦11的电路结构均在聚四氟乙烯基片上实现，其中1为射频微带巴伦的输入端口，4为射频微带巴伦的输入端口，射频微带巴伦的输出端1和本振微带巴伦的输出端4分别连接至桥式混频单元的输入端，分别为桥式混频单元的第一输入端5和桥式混频单元的第二输入端6；桥式混频单元的第一输出端2以及桥式混频单元的第二输出端3也在聚四氟乙烯基片上实现。
其8、9为分别为圆形通孔和方形通孔，10为金属化通孔。
其中，所述绝缘介质基片上设置有金属垫片。
本发明利用金属垫片实现了绝缘介质基片上的电路连接及导通。
如图5所示，金属垫片为金或镍涂镀。
绝缘介质基片的反面锡焊在金属垫片上。金属垫片上的金属化通孔与绝缘介质基片的金属化通孔相对应，该处通孔是用于固定混频器与其它微波电路混合集成或者利于做成混频模块。
需要说明的是，金属垫片除了涂镀金或镍，也可采用其他金属材料来涂镀。1目的是利于微带片和垫片锡焊互连。
在具体实施中，所述金属垫片的厚度范围为：1mm～3mm。
本发明选择的该金属垫片的厚度范围，避免混频器固定在金属腔体后，腔体对混频器电路信号传输的影响。
如图4所示，桥式混频器单元封装内部二极管连接形式。
桥式混频单元的第二输出端3、桥式混频单元的第二输入端6、桥式混频单元的第一输出端2、桥式混频单元的第一输入端5通过双面锡焊连接电路连接。
所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器应用到单一平面电路。
所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器贴装在腔体内。
本发明的混频器可以贴装在腔体，易于与其它器件混合集成装配。
本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，本振/射频应用频率范围10GHz-43Ghz，中频频率范围1GHz-20GHz，基波变频损耗典型值为10dB。例如：本实施例的混频器尺寸可设置为：8mm*8mm*1.5mm。根据实际情况需求，基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器也可以设置为其他尺寸，此处将不再举例说明。
本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，通过中频耦合/双面渐近线微带巴伦，在实现本振、射频输入频率及中频输出频率超宽带。混频电路在材料聚四氟乙烯(Rogers5880R)上实现，连接形式为锡焊连接，该混频器焊接工艺简单、制作成本低、混频器性能优良等特点。
本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，可以实现微波传输由非平衡到平衡状态的转换。该结构可以适用于较低频率的应用，也可以根据频率的不同改变结构尺寸，但结构原理不变。
本发明在本振端口和射频端口巴伦通过金属化孔连接耦合线结构，形成中频端口双面渐近线巴伦结构。拓宽了中频端口的应用频率带宽，提高了混频器的端口隔离。
本发明的基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，适用频率宽，电路制作简单，利用传统微波生产工艺很容易实现。同时在相同介质材料，实现该电路体积小。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，包括射频微带巴伦、本振微带巴伦和四个混频二极管组成的桥式混频单元；所述射频微带巴伦和本振微带巴伦均为双面渐近线微带巴伦；
射频微带巴伦的输入端设置为所述无源双平衡混频器的输入端，其连接射频信号；本振微带巴伦的输入端连接本振信号，射频微带巴伦的输出端和本振微带巴伦的输出端分别连接至桥式混频单元的输入端；无源双平衡混频器的输出端为以双面渐近线微带巴伦结构的本振微带巴伦转换形成的中频输出端口；桥式混频单元以及无源双平衡混频器的输入端和输出端均设置在同一平面上。
2.如权利要求1所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述射频微带巴伦、本振微带巴伦和桥式混频单元均设置于同一绝缘介质基片。
3.如权利要求2所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述绝缘介质基片为聚四氟乙烯基片。
4.如权利要求2所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述绝缘介质基片的厚度范围为：0.1mm～0.5mm。
5.如权利要求2所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述绝缘介质基片上设置有金属垫片。
6.如权利要求4所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述金属垫片为金或镍涂镀。
7.如权利要求4所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述金属垫片的厚度范围为：1mm～3mm。
8.如权利要求1所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述桥式混频单元应用双面锡焊连接电路的实现方法。
9.如权利要求1所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器应用到单一平面电路。
10.如权利要求1所述的一种基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器，其特征在于，所述基于双面渐近线微带巴伦的无源双平衡混频器贴装在腔体内。
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