RU2285331C2 - Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression - Google Patents
Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285331C2 RU2285331C2 RU2004122154/09A RU2004122154A RU2285331C2 RU 2285331 C2 RU2285331 C2 RU 2285331C2 RU 2004122154/09 A RU2004122154/09 A RU 2004122154/09A RU 2004122154 A RU2004122154 A RU 2004122154A RU 2285331 C2 RU2285331 C2 RU 2285331C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- directional coupler
- input
- arm
- divider
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемной аппаратуре связи метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in receiving communications equipment meter, decimeter and centimeter wavelength ranges.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому смесителю является малошумящий двубалансный смеситель с фазовым подавлением зеркального канала, у которого гетеродин подается через квадратурный делитель, а сигнал - через синфазный делитель [1], на фиг.1 показана структурная схема прототипа, где:The closest technical solution to the proposed mixer is a low-noise two-balanced mixer with phase suppression of the mirror channel, in which the local oscillator is fed through a quadrature divider, and the signal through a common-mode divider [1], figure 1 shows the structural diagram of the prototype, where:
21 - синфазный делитель мощности;21 - common mode power divider;
22, 23, 24 - направленные 3 дБ ответвители в качестве квадратурных делителей мощности;22, 23, 24 - directional 3 dB couplers as quadrature power dividers;
7 - направленный 3 дБ ответвитель в качестве квадратурного сумматора сигналов промежуточной частоты;7 - directional 3 dB coupler as a quadrature adder of intermediate frequency signals;
1, 2, 3, 4 - смесительные элементы;1, 2, 3, 4 - mixing elements;
5, 6 - фильтры нижних частот;5, 6 - low-pass filters;
8, 25 - баластные нагрузки;8, 25 - ballast loads;
26 - вход сигнала;26 - signal input;
27 - вход гетеродина.27 - the input of the local oscillator.
Недостатком данного смесителя является сравнительно узкая полоса подавления зеркального канала, ограниченная рабочей полосой квадратурного и синфазного делителей.The disadvantage of this mixer is the relatively narrow band of suppression of the mirror channel, limited by the working band of the quadrature and common mode dividers.
Для получения широкополосного подавления зеркального канала по известным схемным решениям необходимо использовать многоступенчатые квадратурные и синфазные делители мощности, отличающиеся сложностью реализации и неприемлемыми габаритами.To obtain wideband suppression of the mirror channel according to known circuit solutions, it is necessary to use multi-stage quadrature and in-phase power dividers, which are distinguished by the complexity of implementation and unacceptable dimensions.
Целью данного изобретения является построение широкополосного (до тройного перекрытия) балансного смесителя с фазовым подавлением зеркального канала на основе 3 дБ направленных ответвителей.The aim of this invention is the construction of a broadband (up to triple overlap) balanced mixer with phase suppression of the mirror channel based on 3 dB directional couplers.
На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого смесителя, где:Figure 2 shows the structural diagram of the proposed mixer, where:
23, 24, 25, 26 - направленные 3 дБ ответвители в качестве квадратурных делителей мощности;23, 24, 25, 26 - directional 3 dB couplers as quadrature power dividers;
1, 2, 3, 4 - смесительные элементы;1, 2, 3, 4 - mixing elements;
5, 6 - фильтры нижних частот;5, 6 - low-pass filters;
7 - направленный ответвитель в качестве квадратурного сумматора сигналов промежуточной частоты;7 - directional coupler as a quadrature adder of intermediate frequency signals;
8, 27 - согласованные нагрузки.8, 27 - matched loads.
Смеситель содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 смесительные элементы, первый 5 и второй 6 фильтры нижних частот, выходной направленный ответвитель 7 и балансную нагрузку 8, выход 9 первого 1 и выход 10 второго 2 смесительных элементов подключены в разных фазах к входу 11 первого фильтра нижних частот 5, выход 12 третьего 3 и выход 13 четвертого 4 смесительных элементов подключены в разных фазах к входу 14 второго фильтра 6 нижних частот, выход 15 первого фильтра нижних частот 5 подключен к входному плечу 16 первичной линии выходного направленного ответвителя 7, выход 17 второго фильтра нижних частот 6 подключен к входному плечу 18 вторичной линии выходного направленного ответвителя 7, выходное плечо 19 первичной линии выходного направленного ответвителя 7 подключено к согласованной нагрузке 8, выходом сигнала промежуточной частоты смесителя является выходное плечо 20 вторичной линии выходного направленного ответвителя 7.The mixer contains the first 1,
С целью широкополосного подавления зеркального канала сигнал 21 и гетеродин 22 подаются на смесительные элементы 1, 2, 3, 4 через широкополосный делитель мощности СВЧ сигнала [2]. Делитель мощности содержит первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 направленные ответвители и согласованные нагрузки 27. Вход 28 первого смесительного элемента 1 подключен к первому выходу делителя 29, вход 30 второго смесительного элемента 2 в противоположной фазе подключен ко второму выходу делителя 31, вход 32 третьего смесительного элемента 3 подключен к третьему выходу делителя 33, вход 34 четвертого смесительного элемента 4 в противоположной фазе подключен к четвертому выходу делителя 35. Входное плечо 21 первичной линии и входное плечо 22 вторичной линии первого направленного ответвителя 23 являются соответственно входом сигнала и входом гетеродина смесителя. Первый выход делителя 29 является выходным плечом первичной линии второго направленного ответвителя 24, третий выход делителя 33 является выходным плечом вторичной линии четвертого направленного ответвителя 26, четвертый выход делителя 35 является выходным плечом первичной линии четвертого направленного ответвителя 26, второй выход делителя 31 является выходным плечом вторичной линии третьего ответвителя 25, к входным плечам 36, 37 вторичных линий второго 24 и третьего 25 направленных ответвителей подключены согласованные нагрузки 27, входное плечо 38 первичной линии четвертого направленного ответвителя 26 подключено к выходному плечу 39 вторичной линии второго направленного ответвителя 24, входное плечо 40 вторичной линии четвертого направленного ответвителя 26 подключено к выходному плечу 41 первичной линии третьего направленного ответвителя 25, входное плечо 42 первичной линии третьего направленного ответвителя 25 подключено к выходному плечу 43 первичной линии первого направленного ответвителя 23, выходное плечо 44 вторичной линии первого направленного ответвителя 23 соединено со входным плечом 45 первичной линии второго направленного ответвителя 24.With the aim of broadband suppression of the mirror channel, the
Для обеспечения требуемого соотношения фаз сигналы промежуточной частоты первого 1 и второго 2 смесительных элементов, подключенных к первому 28 и второму 30 выходам делителя, складываются между собой, также как и сигналы промежуточной частоты третьего 3 и четвертого 4 смесительных элементов, подключенных к третьему 32 и четвертому 34 выходам делителя.To ensure the required phase ratio, the intermediate frequency signals of the first 1 and second 2 mixing elements connected to the first 28 and second 30 outputs of the divider are added together, as well as the intermediate frequency signals of the third 3 and fourth 4 mixing elements connected to the third 32 and fourth 34 outputs of the divider.
Объединенные сигналы промежуточной частоты с первого 1 и второго 2 смесительных элементов, а также с третьего 3 и четвертого 4 складываются между собой в квадратурном сумматоре сигналов промежуточной частоты, а сигналы зеркального преобразования вычитаются.The combined intermediate frequency signals from the first 1 and second 2 mixing elements, as well as from the third 3 and fourth 4 are added together in the quadrature adder of the intermediate frequency signals, and the mirror signals are subtracted.
На фиг.3 изображены фазовые соотношения на выходах делителя мощности.Figure 3 shows the phase relationships at the outputs of the power divider.
На фиг.4 изображена схема электрическая принципиальная предлагаемого смесителя.Figure 4 shows the electric circuit diagram of the proposed mixer.
На фиг.5-7 изображены экспериментальные характеристики предлагаемого смесителя.Figure 5-7 shows the experimental characteristics of the proposed mixer.
Смеситель работает следующим образом.The mixer operates as follows.
Сигнал, поданный на вход 21 делителя мощности, делится равномерно на четыре выхода делителя в тройной полосе частот [2] и имеет фазовые соотношения, показанные на фиг.3. Гетеродин, поданный на вход 22 делителя мощности, делится равномерно на четыре выхода делителя в тройной полосе частот и имеет фазовые соотношения, показанные на фиг.3.The signal supplied to the
Принимая во внимание, что фаза сигнала промежуточной частоты определяется как разность фаз гетеродина и сигнала (при fпч=fг-fс), и учитывая полярность включения смесительных элементов 1...4, определим значение фаз сигналов промежуточной частоты на выходах 9, 10, 12, 13 следующим образом:Taking into account that the phase of the intermediate frequency signal is defined as the phase difference between the local oscillator and the signal (with f pc = f g -f s ), and taking into account the polarity of the switching of the
φпч9=180°-90°=90° - фаза сигнала промежуточной частоты (ПЧ) на выходе 9;φ be9 = 180 ° -90 ° = 90 ° - phase of the intermediate frequency signal (IF) at output 9;
φпч10=0°-90°+180°=90° - фаза сигнала ПЧ на выходе 10;φ pc10 = 0 ° -90 ° + 180 ° = 90 ° - phase of the IF signal at
φпч12=135°-315°=-180° - фаза сигнала ПЧ на выходе 12;φ be12 = 135 ° -315 ° = -180 ° - phase of the IF signal at
φпч13=135°-135°+180°=180° - фаза сигнала ПЧ на выходе 13,φ be13 = 135 ° -135 ° + 180 ° = 180 ° - phase of the IF signal at
т.е. фазовый сдвиг сигналов ПЧ на входе 18 квадратурного сумматора относительно сигнала ПЧ на входе 16 равен:those. the phase shift of the IF signals at the
φпч18-φпч16=90°,φ pc18 -φ pc16 = 90 °,
при условии, что фильтры нижних частот 5,6 идентичны. Сигналы ПЧ, после суммирования в квадратурном сумматоре выделяются на выходе промежуточной частоты 20.provided that the low-pass filters 5.6 are identical. The IF signals, after summing in the quadrature adder, are allocated at the output of the
Для случая зеркального преобразования (fпч=fзк-fг),For the case of a mirror transformation (f pch = f sk -f g ),
фазы сигналов ПЧ зеркального канала (зк) на выходах 9, 10, 12, 13 определим следующим образом:the phase of the IF signal of the mirror channel (RF) at the
φпч зк9=90°-180°=-90° - фаза сигнала ПЧ зк на выходе 9;φ pch zk9 = 90 ° -180 ° = -90 ° - phase of the inverter signal zk at output 9;
φпч зк10=90°-0°+180°=270° - фаза сигнала ПЧ зк на выходе 10;φ pch zk10 = 90 ° -0 ° + 180 ° = 270 ° - phase of the inverter signal zk at
φпч зк12=315°-135°=180° - фаза сигнала ПЧ зк на выходе 12;φ pch zk12 = 315 ° -135 ° = 180 ° - phase of the inverter signal zk at
φпч зк13=135°-135°+180°=180° - фаза сигнала ПЧ зк на выходе 13.φ pch zk13 = 135 ° -135 ° + 180 ° = 180 ° - phase of the inverter signal zk at
А фазовый сдвиг сигнала ПЧ зк на выходе 18 квадратурного сумматора равен:And the phase shift of the IF signal zk at the output of the 18 quadrature adder is equal to:
φпч зк18-φпч зк16=-90°.φ pk zk18 -φ pk zk16 = -90 °.
Сигналы ПЧзк после суммирования в квадратурном сумматоре выделяются в нагрузочном резисторе 8.PChz signals after summing in the quadrature adder are allocated in the load resistor 8.
На фиг 5, 6, 7 показаны графики зависимостей параметров смесителя от частоты, где:On Fig 5, 6, 7 shows graphs of the dependence of the parameters of the mixer on the frequency, where:
КP - коэффициент преобразования по мощности;K P - power conversion coefficient;
КN - коэффициент шума;K N - noise figure;
σзк - подавление зеркального канала.σ zk - suppression of the mirror channel.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П.Сиверса: М., Сов. радио, 1976 г.1. Design of radio receivers. Ed. A.P. Siversa: M., Sov. radio, 1976
2. Авторское свидетельство СССР №1467622, МПК4 Н 01 Р 5/12, опубл. 1989.2. USSR author's certificate No. 1467622, IPC 4 N 01 P 5/12, publ. 1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122154/09A RU2285331C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004122154/09A RU2285331C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004122154A RU2004122154A (en) | 2006-01-20 |
RU2285331C2 true RU2285331C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=35872934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004122154/09A RU2285331C2 (en) | 2004-07-19 | 2004-07-19 | Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285331C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450428C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-05-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" | Broadband unit to suppress mirror channel |
RU225024U1 (en) * | 2024-01-24 | 2024-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" | Balanced microwave mixer with phase suppression of the mirror channel |
-
2004
- 2004-07-19 RU RU2004122154/09A patent/RU2285331C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П.Сиверса. - М.: Сов. радио, 1976. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450428C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-05-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" | Broadband unit to suppress mirror channel |
RU225024U1 (en) * | 2024-01-24 | 2024-04-12 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" | Balanced microwave mixer with phase suppression of the mirror channel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004122154A (en) | 2006-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cai et al. | A new approach to design microstrip wideband balun bandpass filter | |
EP0877476A1 (en) | Down conversion mixer | |
Zheng et al. | Differential RF phase shifter with harmonic suppression | |
CN114243246B (en) | Application of improved terahertz high-isolation E-plane power divider | |
CN104821792A (en) | Mixer and method capable of outputting local oscillation harmonic amplitude through cancellation and suppression | |
EP0322612B1 (en) | Microwave image suppression harmonic frequency converter | |
Zeng et al. | High selectivity dual-wideband balun filter utilizing a multimode T-line loaded middle-shorted CSRR | |
de la Morena-Álvarez-Palencia et al. | Three octave six-port network for a broadband software radio receiver | |
RU2285331C2 (en) | Broadband balanced mixer incorporating provision for mirror-channel phase suppression | |
Zhu et al. | Design considerations for image-rejection enhancement of quadrature mixers | |
US20040101067A1 (en) | Demodulator and receiver using it | |
Mourant et al. | A broadband planar image reject mixer | |
He et al. | Analysis and Design of Novel 1800 Hybrid for U-Band Monolithic Subharmonic Mixer in 0.15-μm GaAs pHEMT Technology | |
Shi et al. | Balanced-to-single-ended filtering power dividers | |
Shimozawa et al. | An even harmonic image rejection mixer using an eight-phase polyphase filter | |
US7123070B2 (en) | High frequency gain amplifier with phase compensation circuit | |
US6714602B1 (en) | Demodulator and receiver | |
Kim et al. | Filtering Power Divider With Arbitrary Prescribed Phase Difference | |
CN113037220B (en) | High-temperature superconducting mirror image inhibition modeling method based on polarization regulation and correction network | |
JPH0478203A (en) | Mixer | |
WO2023157072A1 (en) | Mixer | |
JPH10303650A (en) | Frequency converter | |
Boukari et al. | A low-cost millimeter-wave six-port double-balanced mixer | |
Ban et al. | Various six-port correlators using coupler and power divider | |
JP2629404B2 (en) | Mixer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080720 |