一种低中频的双平衡混频器制造技术

本发明专利技术公开了一种低中频的双平衡混频器，包括本振微带巴伦模块、射频端巴伦模块、桥式混频单元、中频输出模块。本振微带巴伦模块通过信号由微带线输入，再向槽线进行转换，既减小了巴伦的尺寸，又使得该巴伦结构在宽带宽的情况下依然有回波损耗较大且插入损耗较低的特性；射频端巴伦模块通过穿孔直接与地相连，增强了射频信号经微带线耦合后的平衡度并且减少了射频信号的损耗，该巴伦结构在宽带宽的情况下，有插入损耗较低且隔离度较好的性能；桥式混频单元采用芯片的形式，既减小了自身的尺寸，又使得内部二极管连接避免使用环形结构，而采用交叉型结构，从而在射频与本振信号输入时不需要进行跳线、穿孔等操作，更方便连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
一种低中频的双平衡混频器


[0001]本专利技术涉及混频器，特别是一种低中频的双平衡混频器。

技术介绍

[0002]混频器是微波毫米波测试仪器中重要的组成部分，在通信、雷达等领域都有广泛的应用，尤其是在一些接收器的前端。早期的微波单端，也就是单平衡混频器，在使用方面有不少缺陷，恰如隔离差、频带窄等问题。伴随科学技术的发展，双平衡混频器、三平衡混频器逐渐出现在大众视线当中，但双平衡混频器凭借本身射频与本振信号的隔离能力，同时又具有较宽的频带与较低的损耗的优点，故而相较于三平衡在更多场合被使用。
[0003]但是在使用双平衡进行混频器设计时，当生产实物时，射频和本振信号的输出引脚与中频信号的输出引脚同二极管堆进行连接总是会出现线路的交叉，而不得已进行基板的穿孔，而使得混频电路无法在基底的同一面。同时在采用环形管堆进行装配时，被迫需要对本振(或射频)巴伦进行一定的扭曲，一定程度上破坏了原本设计的平衡性，从而导致混频之后输出干扰信号，并且伴随着失真程度增大，从而使得设计的性能降低。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种低中频的双平衡混频器，从而在拥有较宽带宽、隔离度较好的同时，装配方面也避免了混频电路不在一个平面上的问题，减少了本振与射频的传输损耗。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种低中频的双平衡混频器，包括以下模块：
[0006]本振微带巴伦模块：输入采用由槽线和微带线形成的T型结，利用宽带微带线与槽线的信号耦合，实现信号的宽带宽；输出为共面带状线，同时这个巴伦输出端的信号幅值相等且有180
°
的相位差；
[0007]射频端巴伦模块：输入采用两条微带线耦合的方式而实现信号由平衡到不平衡的转化，一条微带线通过过孔与地相连，另一条微带线接入射频信号，那么一路信号就会经过耦合分成两路信号输入桥式混频单元；
[0008]桥式混频单元：所采用的为四个混频二极管组成的交叉型结构的芯片，实现输出与输入在同一水平面；
[0009]中频输出模块：利用电路本身的性质引出中频信号，利用开路短截线进行对本振信号的补偿。
[0010]所述本振微带巴伦分为上表面与下表面，上表面的圆形微带贴片和下表面的圆形槽用于在超宽带上实现输入微带线和输出槽线之间所需的阻抗匹配；底层的槽线使用另一条槽线实现微带过渡，再次耦合到顶层的共面带状线进行输出。
[0011]所述中频输出模块利用原先本振信号分两路的逆过程，实现两路信号在一个平面上合成出中频信号。
[0012]所述射频端巴伦模块中，一条信号输入支路与一条连接地的支路耦合，减少信号
的损耗，很大程度上实现射频输入信号由不平衡到平衡的转换。
[0013]所述射频端巴伦模块中，其中的一条微带线通过过孔来和地相连接，进而减少射频输出信号的损耗。
[0014]所述桥式混频单元中，采用芯片的形式减小模块的体积，内部的混频二极管采用交叉型结构，使得本振信号与射频信号的输入可以在同一平面上进行。
[0015]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0016]1、本振微带巴伦模块通过信号由微带线输入，再向槽线进行转换，一方面减小了巴伦的尺寸，实现了小尺寸的制作，另一方面，该巴伦结构在宽带宽的情况下依然有回波损耗较大且插入损耗较低的特性。
[0017]2、射频端巴伦模块中，通过穿孔直接与地相连，增强了射频信号经微带线耦合后的平衡度并且减少了射频信号的损耗，该巴伦结构在宽带宽的情况下，有插入损耗较低且隔离度较好的性能。
[0018]3、桥式混频单元采用芯片的形式，一方面减小了自身的尺寸，另一方面内部二极管连接避免使用环形结构，而采用交叉型结构，从而在射频与本振信号输入时不需要进行跳线、穿孔等操作，更方便连接。
[0019]4、在引出中频信号时，直接从本振输入端利用电路本身的性质引出，同时利用开路短截线补偿本振信号，在该部分实现了输出与输入信号不需要穿孔就只在一个平面上的设计。
附图说明
[0020]图1为双平衡混频器的原理图；
[0021]图2为双平衡混频器的示意图；
[0022]图3为射频微带巴伦的示意图；
[0023]图4为本振微带巴伦与中频输出模块的示意图；
[0024]图5为桥式混频器单元封装内部二极管的原理图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0026]如图1～5所示，一种低中频的双平衡混频器，包括射频微带巴伦12、本振微带巴伦11、中频输出模块16和四个混频二极管组成的桥式混频单元。
[0027]射频微带巴伦的输出端1设置为所述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；该双平衡混频器的输出端为以与地进行双面耦合巴伦结构的本振微带巴伦转化并添加低通滤波器形成中频输出端口；桥式混频单元以及该双平衡混频器的输入端和输出端均设置在同一平面上。
[0028]本专利技术所述的射频微带巴伦12为Marchand巴伦结构，信号通过射频巴伦引出，通过两端微带线实现耦合；本振巴伦11为宽带平面巴伦结构，信号通过本振巴伦引出，通过上表面的微带线与下表面的槽线进行耦合。
[0029]在本实施例中，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
绝缘介质基板。
[0030]其中，所述绝缘介质基板为陶瓷基板，基板的厚度采用0.254mm，介电常数为9.6。
[0031]需要说明的是，绝缘介质基板除了陶瓷之外，还可以采用其他材料的基板来实现。
[0032]如图3所示，射频信号由端口1输入，信号通过微带线8和微带线10进行耦合，实现由不平衡到平衡的转换；7为过孔连接到地，一方面拓宽了带宽，另一方面减少了损耗；微带线9为射频信号的输出，以类似于环形的设计来方便后续与桥式混频器单元进行连接。
[0033]如图4所示，本振信号由端口4输入，上表面的圆形微带贴片11与下表面的圆形槽13用于在超宽带上实现输入微带线和输出槽线之间所需要的阻抗匹配，并且便于信号耦合到下表面；当信号耦合到下表面是，下表面的槽线14让信号向右传输，实现微带过渡，直到当信号传输到最右边的圆形槽8进行信号的补偿，代替了原先应使用的电感元件，让信号在此处耦合到上表面的共面带状线13，此时的中频信号完成了由不平衡到平衡的转换，而且信号输出幅值相等且有180度的相位差。
[0034]如图4所示，中频信号由端口16输出；为了实现本振/射频信号输入与中频信号输出均在同一平面上，在具体实施例中，直接利用电路本身的性质，帮助中频信号的导出；为了避免本振信号的泄露，减少本振信号对中频信号输出的影响，在具体实施例中，添加了开路短截线15来对本振信号进行补偿。
[0035]如图5所示，2、6端口接射频信号，3、5端口接本振信号。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低中频的双平衡混频器，其特征在于，包括以下模块：本振微带巴伦模块：输入采用由槽线和微带线形成的T型结，利用宽带微带线与槽线的信号耦合，实现信号的宽带宽；输出为共面带状线，同时这个巴伦输出端的信号幅值相等且有180
°
的相位差；射频端巴伦模块：输入采用两条微带线耦合的方式而实现信号由平衡到不平衡的转化，一条微带线通过过孔与地相连，另一条微带线接入射频信号，那么一路信号就会经过耦合分成两路信号输入桥式混频单元；桥式混频单元：所采用的为四个混频二极管组成的交叉型结构的芯片，实现输出与输入在同一水平面；中频输出模块：利用电路本身的性质引出中频信号，利用开路短截线进行对本振信号的补偿。2.根据权利要求1所述的一种低中频的双平衡混频器，其特征在于，所述本振微带巴伦分为上表面与下表面，上表面的圆形微带贴片和下表面的圆形槽用于在超宽带上实现输入微带线和输出槽线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：