新型W波段基波混频器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型W波段基波混频器，包括石英基板，所述石英基板内设置有依次连接的射频过渡波导、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对、本振过渡波导和中频滤波输出电路，其变频损耗低、工作带宽以及中频输出带宽宽、工艺简单、集成度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混频器
，具体涉及一种新型W波段基波混频器。
技术介绍
W波段是毫米波中重要的窗口频率，该波段的收发技术研究是目前毫米波应用中的热门课题。由于其载波频率更高，W波段可支持更大的带宽和更高的传输速率。因为大气损耗小，W波段信号能够进行远距离传输。W波段的众多应用离不开该频段的接收处理。混频器是通信接收系统中的核心部件之一，将高频载频信号频率变换成中频可处理信号。混频器电路性能的好坏直接的影响接收系统的整体性能，具有重要的研究意义，目前应用鳍线、悬置微带等混合形式集成的W波段混频器已经得到迅速发展。现有的混频其结构复杂其信号传输损耗大。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种新型W波段基波混频器。本专利技术通过下述技术方案实现：新型W波段基波混频器，包括石英基板，所述石英基板内设置有依次连接的射频过渡波导、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对、本振过渡波导和中频滤波输出电路。本方案的混频电路采用石英作为基板，与常用的5880基板相比，在W频段介电常数更加稳定，损耗更小；采用石英基板，加工精度较5880基板更高；混频器件采用两个反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管，在基波混频工作过程中，二极管上射频电压大小相等方向相同，本振电压大小相等方向相反，这种电路结构可以抵消输出总电流中射频信号和本振偶次谐波产生的电流，抑制本振源引入的调幅噪声，改善混频器噪声系数；射频信号通过鳍线输入，信号电场与通过悬置微带线输入的本振信号电场相互正交，射频端口和本振端口能在很宽的频率范围内得到完全的射频本振隔离；在石英基板内集成了射频过渡波导、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对、本振过渡波导和中频滤波输出电路，射频过渡波导和本振过渡波导之间采用无滤波器的电路形式，不仅降低了信号和本振的传输损耗同时降低了设计难度，采用单平衡式混频，抵消了输出总电流中射频信号和本振偶次谐波产生的电流，抑制了本振源引入的调幅噪声，改善了混频器噪声系数，而且减少了石英基板的长度，降低了设计难度。中频输出端口和射频本振过度集成在一块石英基板上，加工工艺简单，集成度高，且由于中频滤波器的存在，降低了本振和射频到中频的泄露。作为优选，所述中频滤波输出电路连接在SMA头上。作为优选，所述石英基板的厚度为50微米。作为优选，所述射频过渡波导包括鳍线微带。进一步的，所述鳍线微带的厚度为3微米。作为优选，太赫兹GaAs肖特基混频二极管的阳极尺寸为1.4微米，串联电阻5欧姆，结电容为4fF，可实现低变频损耗的基波混频器。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术采用石英作为基板，在W频段介电常数更加稳定，损耗更小；加工精度更高。2、本专利技术射频过渡波导和本振过渡波导之间采用无滤波器的电路形式，不仅降低了信号和本振的传输损耗同时降低了设计难度，采用单平衡式混频，抵消了输出总电流中射频信号和本振偶次谐波产生的电流，抑制了本振源引入的调幅噪声，改善了混频器噪声系数，而且减少了石英基板的长度，降低了设计难度。3、本专利技术的中频输出端口和射频本振过度集成在一块石英基板上，加工工艺简单，集成度高，且由于中频滤波器的存在，降低了本振和射频到中频的泄露。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1、石英基板，2、射频过渡波导，3、太赫兹GaAs肖特基混频二极管对，4、本振过渡波导，5、中频滤波输出电路。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例如图1所示的一种新型W波段基波混频器，包括石英基板1，所述石英基板1内设置有依次连接的射频过渡波导2、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对3、本振过渡波导4和中频滤波输出电路5。采用本结构的混频器，其变频损耗低、工作带宽以及中频输出带宽宽、工艺简单、集成度高。具体的，射频和本振信号分别通过标准波导WR10从悬置微带端口和鳍线端口输入，两个太赫兹GaAs肖特基混频二极管以反向并联的形式安装在鳍线和悬置微带线之间，构成鳍线悬置微带线平衡结构；中频信号由SMA接头引出,W波段信号输入采用鳍线微带平面形式，这种电路形式具有加工容易，便于器件集成等优势。本专利技术中的中频输出电流是单个管子的两倍，工作动态范围较单个二极管得到了加大。混频电路中本振输入信号通过波导到悬置微带的探针过度耦合到悬置微带上，经过悬置微带线平均地加到两个太赫兹GaAs肖特基混频二极管上，射频信号通过波导鳍线过度变换后平均地耦合到二极管上；中频信号由微带线高低阻抗线低通滤波器引出。鳍线和悬置微带线构成180°混合结，加到两个二极管上的本振电压反相、幅度相同，射频信号电压同相、幅度相同。中频输出信号经中频低通滤波输出电路后，输出至标准的SMA头，其中SMA头与石英电路通过导电胶实现良好引线接触。本专利技术所采用的石英基板，基板厚度为50微米，石英电路上的鳍线以及悬置微带线为金属金构成，金属的厚度为3微米。本专利技术所采用的高截止频率太赫兹GaAs肖特基混频二极管阳极尺寸为1.4微米，串联电阻5欧姆，结电容为4fF，采用该二极管可实现低变频损耗的基波混频器。该基波混频电路结构具有体积小，结构紧凑，稳定性好等优点。本专利技术所提出的混频电路形式极大简化了电路，拓宽了其工作频率范围。其电路工作频率范围为整个W波段，变频损耗典型值为6dB，中频3dB带宽为20GHz。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型W波段基波混频器，其特征在于：包括石英基板(1)，所述石英基板(1)内设置有依次连接的射频过渡波导(2)、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对(3)、本振过渡波导(4)和中频滤波输出电路(5)。

【技术特征摘要】
1.新型W波段基波混频器，其特征在于：包括石英基板(1)，所述石英基板(1)内设置有依次连接的射频过渡波导(2)、反向并联的太赫兹GaAs肖特基混频二极管对(3)、本振过渡波导(4)和中频滤波输出电路(5)。2.根据权利要求1所述的新型W波段基波混频器，其特征在于：所述中频滤波输出电路(5)连接在SMA头上。3.根据权利要求1所述的新型W波段基波混频器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：向朝秀，
申请(专利权)人：四川众为创通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51