SU1760633A1

SU1760633A1 - Uhf-mixer on the even harmonic of local oscillator

Info

Publication number: SU1760633A1
Application number: SU894758407A
Authority: SU
Inventors: Эсфирь Николаевна Фельман; Александр Давидович Лапидус
Original assignee: Научно-производственное объединение "Салют"
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Использование: радиотехника СВЧ, приемные устройства. Сущность изобретени : вдоль отрезка гетеродинного пр моугольного волновода установлена диэлектрическа подложка, на которой выполнена волноводно-щелева лини , образованна первым и вторым сло ми металлизации , причем второй слой металлизации выполнен из двух частей, разделенных зазором; два антипараллельных диода подключены одними разноименными электродами к первому слою металлизации, а другими разноименными электродами подключены к кра м зазора; отрезок сигнального пр моугольного волновода заниженного сечени подключен перпендикул рно боковой стенке отрезка гетеродинного пр моугольного волновода в области размещени диодов, причем в этой области отрезок гетеродинного пр моугольного волновода выполнен минимальной ширины с плавным ее увеличением к входу гетеродина. 2 ил.Usage: microwave radio, receiving devices. The invention: along the length of the heterodyne rectangular waveguide a dielectric substrate is installed on which a waveguide-slot line is formed, formed by the first and second metallization layers, with the second metallization layer made of two parts separated by a gap; two anti-parallel diodes are connected by one of the opposite electrodes to the first layer of metallization, and other opposite electrodes are connected to the edges of the gap; The understated rectangular waveguide waveguide is connected perpendicular to the side wall of the heterodyne rectangular waveguide in the area where the diodes are located, and in this region the heterodyne rectangular waveguide is made with the minimum width of the heterodyne. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к радиотехнике СВЧ и предназначено дл использовани в приемных устройствах различного назначени .The invention relates to microwave radio engineering and is intended for use in receiving devices for various purposes.

Известны смесители СВЧ, в трактах которых наличие различных согласующихустройств и фильтров приводит к дополнительным энергетическим потер м.Known microwave mixers, in the paths of which the presence of various matching devices and filters leads to additional energy losses.

Наиболее близким по технической сущности вл етс субгармонический смеситель , содержащий два последовательно соединенных отрезка пр моугольного волновода , свободные концы которых вл ютс входами сигнала и гетеродина, выполненных с общей широкой стенкой, в середине которой выполнен сквозной продольный паз, диэлектрическую подложку, закрепленную вдоль отрезков пр моугольных волноводов между серединами их широких стенок , на одной стороне которой нанесен слой металлизации, изолированный от стенок отрезков пр моугольных волноводов и образующий волноводно-щелевую линию с общей широкой стенкой отрезков пр моугольных волноводов, два диода, в корпусном исполнении, подключенные одними разноименными электродами к одной точке кра сло металлизации, а другими противоположными электродами к стенкам паза, при этом в волноводно-щелевую линию по обе стороны от точки подключени диодов включены на рассто нии, кратном нечетному числу четвертей длин волн сигнала и гетеродина , режекторные фильтры сигнала и гетеродина, а на концах волноводно-щеле- вой линии выполнены плавные переходы отThe closest in technical essence is a subharmonic mixer containing two series-connected segments of a rectangular waveguide, the free ends of which are the signal inputs and the heterodyne, made with a common wide wall, in the middle of which a through-hole longitudinal groove is made, a dielectric substrate between the middle of their wide walls, on one side of which a metallization layer is applied, isolated from the walls of rectangular wave s and forming a waveguide-slit line with a common wide wall of segments of rectangular waveguides, two diodes, in a housing design, connected by one of the opposite electrodes to one point of the edge of the metallization layer, and other opposite electrodes to the walls of the groove, while in the waveguide-slit line along both sides of the diode connection point are included at a distance of a multiple of an odd number of quarters of the signal and heterodyne wavelengths, the notch signal and the heterodyne filters, and at the ends of the waveguide-slit line transitions from

о о о со соabout about about with

волноводно-щелевой линии к волноводу и вывод промежуточной частоты, подключенный между слоем металлизации диэлектрической подложки и корпусом отрезков пр моугольных волноводов.a waveguide-slot line to the waveguide and an intermediate-frequency output connected between the metallization layer of the dielectric substrate and the body of rectangular waveguide segments.

Наличие неоднородностей в трактах сигнала и гетеродина, св занных со скачкообразным изменением сечени волновода, отсутствие средств, подавл ющих волно- водную моду сигнала в тракте гетеродина, приводит к снижению потерь преобразовани смесител .The presence of irregularities in the signal paths and the local oscillator associated with a jump-like change in the waveguide cross section, the lack of means that suppress the waveguide mode of the signal in the heterodyne path, leads to a decrease in the mixer conversion loss.

Использование в конструкции корпусных диодов также приводит к ограничению применени в микроволновой части диапазона , а отсутствие смещени диодов посто нным током - увеличению необходимой мощности гетеродина.The use of body diodes in the design also limits the use in the microwave part of the range, and the absence of direct current diode bias increases the required local oscillator power.

Цель изобретени - снижение потерь преобразовани и мощности гетеродина.The purpose of the invention is to reduce conversion losses and local oscillator power.

Поставленна цель достигаетс тем, что в смесителе, содержащем отрезки сигнального и гетеродинного пр моугольного волноводов , одни концы которых вл ютс входами сигнала и гетеродина, диэлектрическую подложку, установленную вдоль отрезка гетеродинного пр моугольного волновода по его середине в Е-плоскости, на одной стороне которой нанесены первый и второй слои металлизации, изолированные от стенок отрезков гетеродинного и сигнального пр моугольных волноводов и образующие волноводно-щелевую линию, два антипараллельных диода, подключенных одними разноименными электродами к первому слою металлизации, при этом в волноводно-щелевую линию на рассто нии от диодов, кратном нечетному числу четвертей длин волн гетеродина, включены фильтры , на концах волноводно-щелевой линии выполнены плавные переходы от нее к волноводу , а в другом конце отрезка гетеродинного пр моугольного волновода размещен короткозамыкатель, второй слой металлизации выполнен из двух частей, разделенных зазором, к кра м которого подключены другие электроды диодов, отрезок гетеродинного пр моугольного волновода выполнен минимальной ширины в области размещени диодов и с плавным ее увеличением к входу гетеродина, а отрезок сигнального пр моугольного волновода выполнен с заниженным сечением и подключен к боковой стенке отрезка гетеродинного пр моугольного волновода перпендикул рно ему в области размещени диодов.The goal is achieved by the fact that in a mixer containing signal and heterodyne rectangular waveguide segments, one ends of which are signal inputs and a heterodyne, a dielectric substrate installed along a heterodyne rectangular waveguide segment along its middle in the E-plane, on one side of which The first and second layers of metallization are applied, isolated from the walls of the heterodyne and signal rectangular waveguides and forming a waveguide-slot line, two anti-parallel diodes, under connected by different electrode electrodes to the first metallization layer, while the waveguide-slit line at a distance from the diodes, a multiple of an odd number of quarters of heterodyne wavelengths, filters are included, smooth transitions from it to the waveguide are made at the ends of the waveguide, and in another the end of the segment of the heterodyne rectangular waveguide is placed a short-circuit breaker, the second metallization layer is made of two parts, separated by a gap, the edges of which are connected to other diode electrodes, the segment of the heterodyne line The waveguide has a minimum width in the area where the diodes are located and is gradually increased to the input of the local oscillator, and the signal rectangular waveguide is made with an understated cross section and is connected to the side wall of the section of the heterodyne rectangular waveguide perpendicular to it in the area of the diodes.

На фиг. 1 и 2 изображен смеситель СВЧ на четной гармонике гетеродина.FIG. 1 and 2 depict a microwave mixer at an even harmonic of a local oscillator.

Смеситель СВЧ на четной гармонике гетеродина содержит два взаимно перпендикул рных отрезка пр моугольного волновода 1 и 2, диэлектрическую подложку 3, на одной стороне которой нанесен слой металлизации 4 с экранированной щелевой линией (ЭЩЛ) 5, сформированной в нем. В ЭЩЛ 5 включены антипараллельна пара диодов 6, фильтры низкой частоты (ФНЧ) 7, плавные переходы 8 с ЭЩЛ на волновод 2, изолирующий зазор 9. Вывод 10 промежу0 точной частоты через емкости 11 подключен к обеим половинкам верхней части металлизации 4 ЭЩЛ 5. Заземление нижней половинки металлизации 4 осуществл етс заземл ющим шлейфом 12. В тракте гетеро5 дина содержитс короткозамыкающий поршень 13, а в тракте сигнала - короткозамыкающий поршень 14.The microwave mixer on the even harmonic of the heterodyne contains two mutually perpendicular segments of the rectangular waveguide 1 and 2, a dielectric substrate 3, on one side of which a metallization layer 4 with a shielded slit line (ESCL) 5 formed in it is applied. In ESCL 5 includes an anti-parallel pair of diodes 6, low-frequency filters (low-pass filters) 7, smooth transitions 8 from ESCL to waveguide 2, isolating gap 9. Output 10 intermediate frequency through capacitance 11 connected to both halves of the upper part of metallization 4 ESCL 5. Grounding the lower half of the metallization 4 is carried out by the grounding cable 12. In the hetero-5 path, there is a shorting piston 13, and in the signal path - a short-closing piston 14.

Смеситель СВЧ работает следующим образом.Microwave mixer works as follows.

0 Мощность гетеродина по пр моугольному волноводу 2 через плавный переход 8 поступает на щелевую линию, в которой выполнены разв зывающие фильтры низкой частоты (ФНЧ) 7 и включены диоды 6. Пор5 шень 13, расположенный по другую сторону от диодов, позвол ет производить подстройку пучности сто чей волны гетеродина непосредственно в области диодов. Сигнал подаетс на диоды 6 через расположенный0 The LO power in a rectangular waveguide 2 through a smooth transition 8 enters a slit line in which low frequency decoupling filters (LPF) 7 are made and diodes 6 are connected. Pore5 13, located on the other side of the diodes, allows tuning the antinode the standing of the heterodyne directly in the field of the diodes. The signal is applied to the diodes 6 through a located

0 перпендикул рно ЭЩЛ 5 пр моугольный волновод 1 с заниженным сечением. Подстройка пучности сто чей волны сигнала осуществл етс поршнем 14, наход щимс в этом же волноводе по другую сторону от0 perpendicular ECL 5 rectangular waveguide 1 with low cross section. The tuning of the antinode of the standing wave of the signal is carried out by the piston 14 located in the same waveguide on the other side of

5 диодов 6. Изолирующий зазор 9, выполненный в верхней части металлизации 4 ЭЩЛ 5, позвол ет ввести раздельное смещение посто нным током на каждый из диодов. Заземление диодов по ПЧ и посто нному5 diodes 6. An insulating gap 9, made in the upper part of the metallization 4 ESC 5, allows the introduction of a separate DC offset to each of the diodes. Diodes grounding at the frequency converter and constant

0 току осуществл етс через заземл ющий шлейф 12. Разв зка каналов сигнал-гетеродин осуществл етс введением в ЭЩЛ фильтров низкой частоты 7, расположенных по обе стороны от диодов на рассто нии,0 to the current is carried out through the grounding loop 12. The signal to the local oscillator is disconnected by the introduction of low-frequency filters 7 located on either side of the diodes at a distance

5 равном нечетному числу четвертей длин волн сигнала. При этом сигнал гетеродина беспреп тственно поступает по ЭЩЛ на диоды , а входной сигнал, отразившись от ФНЧ, образует сто чую волну в ЭЩЛ с пуч0 ностью в области диодов 6. Отрезок пр моугольного волновода 2 по мере перехода в щелевую линию сужаетс так, что его боковые сгенки приближаютс к диэлектрической подложке, при этом край разрыва5 equal to an odd number of quarters of signal wavelengths. At the same time, the signal of the local oscillator uninterruptedly goes through the ESL to the diodes, and the input signal, having reflected from the low-pass filter, forms a standing wave in the ESHL with an antinode in the region of the diodes 6. The length of the square waveguide 2 narrows so that it the side lines approach the dielectric substrate, with the edge of the gap

5 пр моугольного волновода 1, направление которого перпендикул рно диэлектрической подложке 3 со сформированной в ней ЭЩЛ, находитс непосредственно вблизи диодов 6. Емкостной зазор, образованный между верхней и нижней част ми ЭЩЛ 5 и5 of a rectangular waveguide 1, the direction of which is perpendicular to the dielectric substrate 3 with the ESCL formed in it, is located directly near the diodes 6. A capacitive gap formed between the upper and lower parts of the ESCL 5 and

боковой стенкой тракта гетеродина, обеспечивает замыкание токов сигнальной частоты на диоды 6.the side wall of the path of the local oscillator, provides the closure of the current signal frequency diodes 6.

Мощность гетеродина, частота которого как минимум в 2 раза меньше частоты сигнала, концентрируетс в щели между половинками ЭЩЛ и на ее распространение емкостной зазор не вли ет. Сигнал промежуточной частоты снимаетс через вывод 10, соединенный с обеими половинками верхней части металлизации ЭЩЛ емкост ми 11. Диоды 6 выполнены в бескорпусном исполнении.The power of the local oscillator, whose frequency is at least 2 times lower than the signal frequency, is concentrated in the gap between the ESCH halves and does not affect the propagation of the capacitive gap. The intermediate frequency signal is taken off via pin 10, which is connected to both halves of the upper part of the metallization of the ECHEL with capacitance 11. The diodes 6 are made in a packageless design.

Возможность раздельного смещени на диоды и непосредственна подача знер- гии сигнала на них выгодно отличает предлагаемый смеситель от известных, так как позвол ет использовать гетеродин с меньшей в рабочей полосе мощностью, осуществл ть балансировку диодов и получать меньшие потери преобразовани .The possibility of separate bias on the diodes and the direct supply of signal energy to them favorably distinguishes the proposed mixer from the known ones, since it allows the use of a local oscillator with a smaller power band in the working band, balancing the diodes and obtaining lower conversion losses.

Claims

Invention Formula

An even harmonic heterodyne microwave mixer containing segments of a heterodyne and signal rectangular waveguides, one ends of which are signal inputs and a local oscillator, a dielectric substrate installed along a segment of a heterodyne rectangular waveguide along its center in the E-plane,

On one side of which are deposited the first and second layers of metallization, insulated from the walls of the heterodyne and signal rectangular waveguides and forming a waveguide-slotted line, two anti-parallel diodes connected by one opposite electrode to the first metallization layer, while in the waveguide-slotline a distance of filters from diodes, a multiple of an odd number of quarters of the heterodyne wavelengths, filters are turned on, smooth transitions from it to the waveguide are made at the ends of the waveguide-slot line, and at the other end Each heterodyne rectangular waveguide houses a short circuiter, characterized in that, in order to reduce conversion losses and heterodyne power, the second metallization layer is made of two parts separated by a gap, the edges of which are connected to other diode electrodes, and a segment of the heterodyne rectangular waveguide is made as small as possible. in the area of the diodes and with its smooth increase to the entrance of the local oscillator, and a segment of the signal rectangular waveguide is made with an understated cross section and connected to the side walls th segment heterodyne rectangular waveguide perpendicular to him in positioning diodes.

FIG. one

7

U 11

J

eight

/ J