全文摘要
本实用新型公开了一种平面超宽带双平衡二极管混频器，包括两个平衡不平衡变换器和桥式混频单元，所述桥式混频单元采用低势垒交叉环形二极管电桥，所述两个平衡不平衡变换器分为本振巴伦和射频巴伦，所述本振巴伦和射频巴伦的出入端分别连接至桥式混频单元的输入端，桥式混频单元的输出端为以本振微带巴伦转换形成的中频输出端，所述中频输出端通过跳线引出，所述跳线上设有隔离电感。与现有技术相比，本实用新型不需要加高频短路线即可达到多个倍频的带宽。减小了电路的寄生效应，可以很好的保证LO与RF之间的隔离度。产品模块化与通用化强。
主设计要求
1.一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：包括两个平衡不平衡变换器和桥式混频单元，所述桥式混频单元采用低势垒交叉环形二极管电桥，所述两个平衡不平衡变换器分为本振巴伦和射频巴伦，所述本振巴伦和射频巴伦的出入端分别连接至桥式混频单元的输入端，桥式混频单元的输出端为以本振微带巴伦转换形成的中频输出端，所述中频输出端通过跳线引出，所述跳线上设有隔离电感。
设计方案
1.一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：包括两个平衡不平衡变换器和桥式混频单元，所述桥式混频单元采用低势垒交叉环形二极管电桥，所述两个平衡不平衡变换器分为本振巴伦和射频巴伦，所述本振巴伦和射频巴伦的出入端分别连接至桥式混频单元的输入端，桥式混频单元的输出端为以本振微带巴伦转换形成的中频输出端，所述中频输出端通过跳线引出，所述跳线上设有隔离电感。
2.根据权利要求1所述的一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：所述平衡不平衡变换器采用同轴变换器或微带线变换器。
3.根据权利要求1所述的一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：还包括壳体，所述壳体上设有RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头，所述LO本振输入接头与本振巴伦输入端连接，所述RF射频输入接头与射频巴伦的输入端连接，所述中频信号输出接头通过跳线与中频输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：所述RF射频输入接头和中频信号输出接头采用SMA-K接头，所述LO本振输入接头采用SMP接头，所述RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头均为可拆卸接头。
5.根据权利要求3所述的一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：所述壳体内设有电路屏蔽盒，把电路中有接地点的均焊接于屏蔽盒上。
6.根据权利要求3所述的一种平面超宽带双平衡二极管混频器，其特征在于：所述壳体采用单体铣制成型。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种混频器，尤其涉及一种平面超宽带双平衡二极管混频器。
背景技术
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、轭流线圈(巴伦)，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。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于提供一种解决了上述问题的平面超宽带双平衡二极管混频器。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种平面超宽带双平衡二极管混频器，包括两个平衡不平衡变换器和桥式混频单元，所述桥式混频单元采用低势垒交叉环形二极管电桥，所述两个平衡不平衡变换器分为本振巴伦和射频巴伦，所述本振巴伦和射频巴伦的出入端分别连接至桥式混频单元的输入端，桥式混频单元的输出端为以本振微带巴伦转换形成的中频输出端，所述中频输出端通过跳线引出，所述跳线上设有隔离电感。
作为优选，所述平衡不平衡变换器采用同轴变换器或微带线变换器。
作为优选，还包括壳体，所述壳体上设有RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头，所述LO本振输入接头与本振巴伦输入端连接，所述RF射频输入接头与射频巴伦的输入端连接，所述中频信号输出接头通过跳线与中频输出端连接。
作为优选，所述RF射频输入接头和中频信号输出接头采用SMA-K接头，所述LO本振输入接头采用SMP接头，所述RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头均为可拆卸接头。
作为优选，所述壳体内设有电路屏蔽盒，把电路中有接地点的均焊接于屏蔽盒上。
作为优选，所述壳体采用单体铣制成型。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1.本实用新型不需要另外加高频短路线与中频的接地线，所以可以达到多个倍频的带宽。
2.采用了infineon公司的BAT15-099R能保证二极管垒不交叉连接，避免了LO和RF端口外部交叉相连，减小了电路的寄生效应。在射频与二极管管连接处，LO信号虚接地，可以很好的保证LO与RF之间的隔离度。
3.产品采用跳线引出中频信号，跳线上的电感可以有效地把RF和LO与IF信号隔开。
4.产品模块化与通用化强。整部件、关键器件便于拆装，最大限度缩短更换器件或产品的时间。产品接口明确简单，现场可在较短时间内完成拆卸更换。
5.壳体采用单体铣制成型的方式，提高了结构强度；所述壳体内设有电路屏蔽盒，起到屏蔽信号干扰的作用。
附图说明
图1为本实用新型内部电路原理图；
图2为本实用新型外部壳体结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型作进一步说明。
实施例1：参见图1、图2，一种平面超宽带双平衡二极管混频器，包括两个平衡不平衡变换器和桥式混频单元，所述桥式混频单元采用低势垒交叉环形二极管电桥，所述两个平衡不平衡变换器分为本振巴伦和射频巴伦，所述本振巴伦和射频巴伦的出入端分别连接至桥式混频单元的输入端，桥式混频单元的输出端为以本振微带巴伦转换形成的中频输出端，所述中频输出端通过跳线引出，所述跳线上设有隔离电感。
桥式混频单元原理：在微波波段，通常由四个肖特基二极管组成电桥，由于信号端和本振端分别接在二极管电桥的两个相对的对角线上，如果这4个二极管的性能完全一样，接地也一样那么能够保证电桥的平衡，则信号端和本振端也就可以完全隔离。另一方面由于二极管电桥为二极管提供了高低频直流通路，不需要另外加高频短路线与中频的接地线，所以可以达到多个倍频的带宽。
所述平衡不平衡变换器采用同轴变换器或微带线变换器，双面微带巴伦就是其中一种类型的变换器，它的工作原理与电抗补偿的同轴巴伦类似，可以将其视为外壳为公共接地端的宽边耦合的一对倒置微带线。由于耦合线间截止的介电常数远高于自由空间的介电常数，电力线几乎都集中在介质基片中，因此两线间的耦合很紧。所以可将视其为悬浮在自由空间介质夹心的非标准微带线，用这种非标准的微带线我们可以将单端输入的标准微带线转换为平衡输出的对称微带线。
通过对双平衡混频的理论分析，基于仿真设计的巴伦面设计了平面超宽带双平衡二极管混频器。各个独立的器件在ADS中采用谐波平衡法联合优化仿真。稳重采用了infineon公司的BAT15-099R低势垒交叉环形二极管采用SOT143封装，工作上线可以达到12GH。且能保证二极管垒不交叉连接，避免了LO和RF端口外部交叉相连，减小了电路的寄生效应。在射频与二极管管连接处，LO信号虚接地，可以很好的保证LO与RF之间的隔离度。由于微波巴伦双平衡混频器不具有类似变压器混频器的RF\/IF和LO\/IF的隔离度，产品采用跳线引出中频信号，跳线上的电感可以有效地把RF和LO与IF信号隔开。
还包括壳体，所述壳体上设有RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头，所述LO本振输入接头与本振巴伦输入端连接，所述RF射频输入接头与射频巴伦的输入端连接，所述中频信号输出接头通过跳线与中频输出端连接。
可伐合金是产品壳体使用的主要材料，该材料在20～450℃范围内具有与硬玻璃相近的线膨系数和相应的硬玻璃能进行有效封接匹配，以及较高的居里点和良好的低温组织稳定性，合金的氧化膜致密，容易焊接和熔接，有良好的可塑性，可切削加工，产品耐磨。
作为优选，所述RF射频输入接头和中频信号输出接头采用SMA-K接头，所述LO本振输入接头采用SMP接头，所述RF射频输入接头、LO本振输入接头和中频信号输出接头均为可拆卸接头，保证了产品模块化与通用化，在结构设计上，元器件选用、模块设计尽量考虑标准化要求，增强维修性。整部件、关键器件便于拆装，最大限度缩短更换器件或产品的时间。产品接口明确简单，现场可在较短时间内完成拆卸更换。
由于混频器中巴伦的出现，使混频器至于悬置基片中容易造成电信号干扰，本申请在所述壳体内设有电路屏蔽盒，把电路中有接地点的均焊接于屏蔽盒上，并形成电流通路，电路屏蔽盒起到屏蔽信号干扰的作用。由于巴伦双平衡混频器不具有类似变压器的RF\/IF和LO\/IF的隔离度，因此可我们采用跳线引出中频信号，跳线的电感可以有效地把RF和LO信号隔开。
环境适应性设计是检测产品在不同的环境条件下功能、性能的指标，确保各个部件在各种环境下正常使用。
(1)针对高、低温试验要求设计：
1)对于温度的试验，我们选用宽工作温度范围的器件来满足产品的要求，对于工业级的进口器件通过合理的筛选来达到宽温度范围的要求。设计和调试时，在满足指标要求的前提下，尽量优化器件的效率。
2)元器件降额设计，是环境适应性设计的重要环节，设计时需对电路详细分析、计算，对每个元器件的工作电流、电压、功率、使用环境等进行设计，同时对环境适应性、元器件体积、重量和费用等做出权衡。设计时，可参照GJB\/Z25-93《元器件降额标准》，并根据产品的使用情况做出具体选择。
(2)针对脉冲冲击试验要求设计：
结构设计时，我们对模块内部结构做特别优化，壳体采用单体铣制成型的方式，提高了结构强度。腔体考虑重量分配的因素，平均分布安装点，尽可能多的设计固定点。外部固定螺钉均加弹垫片，超过15g的器件打胶固定。
(3)可靠性设计：
1)优化电路设计：优化设计可以提高产品的固有可靠性，电路的种类和数量直接影响产品的可靠性，所以在保证产品性能要求的前提下，尽量减少电路的元器件种类和数量，从而提高产品的可靠性。
2)热设计：通过对元器件的选择、电路设计、结构设计、结构布局等手段减少温度对产品可靠性的影响，使其在较宽的温度范围内可靠的工作。
3)简化设计：在满足产品性要求的前提下，尽可能地对方案和电路进行简化，防止设计中为了获得微小的性能改进而增加电路和元器件，造成可靠性水平下降。
4)可靠性预计：按照GJB\/Z299C-2006《电子设备可靠性预计手册》及MIL-HDBK-217E《电子设备可靠性预计》对产品进行可靠性预计。
计算产品失效率的数学表达式为：
式中：λGS：设备(产品)总失效率，10-6\/h；
λGi：第i种元器件的通用失效率，10-6\/h；
λPi：第i种元器件的工作失效率，10-6\/h；
πQi：第i种元器件的通用质量系数；
Ni：第i种元器件的数量。
以上对本实用新型所提供的一种平面超宽带双平衡二极管混频器进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920065913.X
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209472602U
授权时间:20191008
主分类号:H03D 7/14
专利分类号:H03D7/14
范畴分类:38J;
申请人:成都蓉微微波电子科技有限公司
第一申请人:成都蓉微微波电子科技有限公司
申请人地址:610000 四川省成都市武侯区武侯新城管委会武兴二路17号10栋3层1号
发明人:曾胜伟
第一发明人:曾胜伟
当前权利人:成都蓉微微波电子科技有限公司
代理人:鲁力
代理机构:51236
代理机构编号:成都知集市专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计