專利名稱：無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)頻率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率轉(zhuǎn)換器，其用于一無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)，具有低損耗的特征，在曲面和中斷部分幾乎無(wú)輻射。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，運(yùn)用MMIC(單片微波集成電路)技術(shù)在毫米波帶中設(shè)計(jì)和實(shí)施頻率轉(zhuǎn)換器是非常困難的。而且在普通介質(zhì)傳輸線路上安裝半導(dǎo)體元件也是困難的。無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)引入毫米波帶電路構(gòu)圖，最近正在開(kāi)發(fā)諸如毫米波帶振蕩器、調(diào)節(jié)器、混頻器等使用無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)技術(shù)的電路元件。
在使用無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)時(shí)，上層導(dǎo)板和下層導(dǎo)板之間的間隙應(yīng)小于使用頻率波長(zhǎng)的二分之一，無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)電路處于上層導(dǎo)板和下層導(dǎo)板之間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)技術(shù)解決毫米波帶相關(guān)技術(shù)的MMIC技術(shù)中的困難。因此，本發(fā)明涉及一種頻率轉(zhuǎn)換器，其包括一個(gè)無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)，一個(gè)絕緣器，一個(gè)上轉(zhuǎn)換器，一個(gè)高通濾波器和一個(gè)天線。
本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器的首選實(shí)施方案是將從外部使用的局部振蕩波經(jīng)過(guò)一絕緣器傳輸?shù)揭谎h(huán)器，混合局部振蕩波和IF信號(hào)，該信號(hào)輸入自無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器，然后，混合的信號(hào)被傳輸至循環(huán)器輸出終端。在直線高通濾波器內(nèi)，混合的高頻信號(hào)經(jīng)天線被傳送和輻射。另一方面，混合的低頻信號(hào)被反射和傳輸?shù)浇^緣器。此外，混合的低頻信號(hào)在終端被吸收，對(duì)局部振蕩部分無(wú)任何影響。
本發(fā)明頻率轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施方案是頻率轉(zhuǎn)換器的上轉(zhuǎn)換器和首選實(shí)施方案的頻率轉(zhuǎn)換器的循環(huán)器之間有空氣間隙。
頻率轉(zhuǎn)換器的第三實(shí)施方案是在安裝有耿氏二極管的內(nèi)部耿氏二極管基座內(nèi)生成局部振蕩波，使局部振蕩波進(jìn)入使用帶式諧振器的無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)，通過(guò)絕緣器將局部振蕩波輸送到循環(huán)器，將局部振蕩波同輸入自無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的IF信號(hào)混合，并將混合的信號(hào)傳輸至循環(huán)器輸出終端。在直線高通濾波器內(nèi)，混合的高頻率信號(hào)經(jīng)天線輸送和輻射。另一方面，混合的低頻率信號(hào)被直線高通濾波器反射并傳輸至絕緣器?；旌系牡皖l信號(hào)在終端被吸收，對(duì)局部振蕩部分無(wú)任何影響。
本發(fā)明頻率轉(zhuǎn)換器的第四實(shí)施方案是第三實(shí)施方案的上轉(zhuǎn)換器和循環(huán)器之間具有空氣間隙。
為制作小尺寸的頻率轉(zhuǎn)換器，可根據(jù)第一、第二、第三和第四實(shí)施方案，使用曲線高通濾波器制作頻率轉(zhuǎn)換器。
有關(guān)本發(fā)明構(gòu)成和實(shí)施的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明將分別對(duì)循環(huán)器、絕緣器、上轉(zhuǎn)換器、直線高通濾波器、曲線高通濾波器和使用耿氏二極管的局部振蕩單元進(jìn)行解釋。只提供使用曲線高通濾波器的頻率轉(zhuǎn)換器，對(duì)直線高通濾波器將另外說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施在50GHz的毫米波帶。亦可在其他毫米波帶內(nèi)改進(jìn)和實(shí)施。在50GHz毫米波帶內(nèi)，上層導(dǎo)板和下層導(dǎo)板間的間隙是2.7mm。換而言之，無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的高度為2.7mm，寬度為3.0mm。


圖1為接收外來(lái)局部振蕩波的頻率轉(zhuǎn)換器透視圖。
圖2為接收外來(lái)局部振蕩波的頻率轉(zhuǎn)換器頂視圖。
圖3是本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器整體圖解。
圖4是由模式抑制器和鐵素體諧振器構(gòu)成的循環(huán)器透視圖。
圖5為頻率轉(zhuǎn)換器中絕緣器作用示意圖表，為一個(gè)循環(huán)器，在某一端安裝一無(wú)反射終端。
圖6是使用在循環(huán)器和絕緣器內(nèi)的鐵素體諧振器透視圖。
圖7是安裝在內(nèi)部局部振蕩單元，絕緣器和循環(huán)器上的模式抑制器的分解透視圖。
圖8是終端的分解透視圖，其被安裝在絕緣器的一端。
圖9是一網(wǎng)絡(luò)分析器上的曲線圖，表示循環(huán)器和絕緣器的插入損耗。
圖10是一網(wǎng)絡(luò)分析器上的曲線圖，表示循環(huán)器和絕緣器的絕緣特征。
圖11為一曲線圖，表示在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)上按圖7所示安裝模式抑制器時(shí)LSM型波和LSE型波的傳輸損耗。
圖12為曲線圖，表示圖8所示終端的電壓常規(guī)波率(VSWR)。
圖13為無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器透視圖。
圖14為上轉(zhuǎn)換器頂視圖，其無(wú)空氣間隙，輸入入射波FlO和反射波FlO±fIF。
圖15為上轉(zhuǎn)換器截面圖，其無(wú)空氣間隙，輸入入射波FlO和反射波FlO±fIF。
圖16為安裝在上轉(zhuǎn)換器上的肖特基二極管基座頂視圖。
圖17為供給IF和偏壓至上轉(zhuǎn)換器的電路圖，其上安裝一肖特基二極管。
圖18是說(shuō)明根據(jù)無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的頻率的VSWR的曲線圖。
圖19為有空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的透視圖。
圖20上轉(zhuǎn)換器頂視圖，其有空氣間隙，輸入入射波FlO和反射波FlO±fIF。
圖21為上轉(zhuǎn)換器截面圖，其有空氣間隙，輸入入射波FlO和反射波FlO±fIF。
圖22說(shuō)明根據(jù)有空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的頻率的VSWR的曲線圖。
圖23為一曲線圖，說(shuō)明根據(jù)有空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的頻率的VSWR在使用局部振蕩波功率7dBm，偏流3mA時(shí)的曲線。
圖24為曲線圖，表示根據(jù)IF頻率在局部振蕩頻率為SOGHz和局部振蕩波輸出功率分別為OdBm或7dBm，IF功率為7dBm條件下的轉(zhuǎn)換損耗。
圖25為一曲線圖，說(shuō)明根據(jù)IF功率在局部振蕩頻率是50GHz，局部振蕩波輸出功率分別是0dBm或7dBm，IF頻率是800MHz，RF頻率是50.8GHz，偏流是3mA條件下RF(接收頻率)輸出功率。
圖26為一曲線圖，說(shuō)明根據(jù)局部振蕩波輸出功率局部振蕩頻率是50GHz，IF頻率是800MHz，IF功率為7dBm，RF頻率是50.8GHz時(shí)的轉(zhuǎn)換損耗。
圖27為無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)高通濾波器頂視圖，其阻塞低頻混合信號(hào)，傳輸經(jīng)過(guò)上轉(zhuǎn)換器生成的混合信號(hào)fLO±fIF中的高頻率混合信號(hào)。
圖28是一曲線圖，表示圖27所示的根據(jù)無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的頻率的傳輸損耗。
圖29為本發(fā)明中制造小尺寸頻率轉(zhuǎn)換器的目的而用于代替直線高通濾波器的曲線高通濾波器頂視圖。
圖30為網(wǎng)絡(luò)分析器繪制的曲線圖，表示根據(jù)圖29中的無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)曲線高通濾波器的頻率傳輸損耗。
圖31為具有內(nèi)置局部振蕩單元的頻率轉(zhuǎn)換器的透視圖。
圖32為具有內(nèi)置局部振蕩單元的頻率轉(zhuǎn)換器的頂視圖。
圖33為安裝有用于局部振蕩的耿氏二極管的耿氏二極管基座透視圖。
圖34為帶式諧振器透視圖，其向無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)輸送局部振蕩波。
圖35為曲線圖，表示當(dāng)局部振蕩波頻率為50GHz，局部振蕩波輸出功率為7dBm，IF頻率為800MHz時(shí)，根據(jù)IF輸出功率頻率轉(zhuǎn)換器的RF輸出功率特點(diǎn)，其在內(nèi)部有一局部振蕩單元。
圖表重要部件代碼說(shuō)明1上層導(dǎo)板；2下層導(dǎo)板；3，18，23，28，30，32，34，38，42，46，51，56，58，60，64無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)；
4，6，8，10，14，29，31，33，61，63，62模式抑制器(通過(guò)在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)24內(nèi)嵌入扼流型濾波器24制成)；5，9鐵素體諧振器(由鐵素體25、27和特氟綸管構(gòu)成)；7終端(通過(guò)在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)嵌入一片絕緣板59做成)；11，35上轉(zhuǎn)換器的前部特氟綸(有空氣間隙)；12，36肖特基二極管基座(其上安裝一肖特基二極管40)；13，37上轉(zhuǎn)換器的后部特氟綸；15，17，43，45，52，55圓錐部分(其被嵌入傳輸線路以實(shí)施高通濾波器)；16，44曲線切斷單元(阻斷低頻率，輸送高頻率)；19，20，41，47，50，57桿狀天線；21帶式諧振器(將生成于頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)耿氏二極管的局部振蕩波傳輸?shù)綗o(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo))；22；耿式二極管基座(在頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)由偏置扼流48和局部振蕩耿氏二極管構(gòu)成)；24金屬(銅)薄膜片(具有λ/4扼流結(jié)構(gòu))；25，27鐵素體磁盤；39高電容率薄片(用于與無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)和肖特基二極管基座匹配的阻抗)；40肖特基二極管；48偏置扼流(在耿式二極管陽(yáng)極上用偏壓)；49耿式二極管(振蕩元素)；54直線阻斷單元(阻斷低頻率，輸送高頻率)；fLO局部振蕩頻率；fIF中頻；fLO±fIF混頻；fLO±fIF混頻(低頻率等級(jí))；
fLO±fIF混頻(高頻率等級(jí))；w1，w2寬度(當(dāng)嵌入模式抑制器內(nèi)的金屬薄膜片用阻塞形狀制造，根據(jù)阻抗的金屬薄片的狹窄部分和寬闊部分的寬度)；L扼流(電感)；C電容器(傳導(dǎo))；LI，L2錐形部分的長(zhǎng)度(在高通濾波器內(nèi)(低阻斷濾波器))；L3切斷單元長(zhǎng)度(在高通濾波器內(nèi)(低阻斷濾波器))。
實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最佳方案第一實(shí)施方案圖1和圖2表示本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器的透視圖和頂視圖，其中從頻率轉(zhuǎn)換器的外部輸入局部振蕩波。圖1和圖2所表示的頻率轉(zhuǎn)換器中，從外部使用的局部振蕩波通過(guò)絕緣器被傳輸?shù)窖h(huán)器。在循環(huán)器的一終端和上轉(zhuǎn)換器之間無(wú)空氣間隙。局部振蕩波和從上轉(zhuǎn)換器輸入的IF波混合。混合的信號(hào)被傳輸?shù)窖h(huán)器輸出終端。在曲線高通濾波器內(nèi)，高頻混合信號(hào)通過(guò)天線19被輸送并被輻射。另一方面，低頻混合信號(hào)被反射并被傳輸?shù)浇^緣器，然后被終端7吸收。用此方法，局部振蕩單元不受影響。
圖3是BLOCH圖表，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器。生成自局部振蕩單元的局部振蕩頻率fLO經(jīng)絕緣器傳輸?shù)窖h(huán)器。經(jīng)上轉(zhuǎn)換器混合的信號(hào)fLO±fIF經(jīng)過(guò)循環(huán)器傳輸?shù)礁咄V波器。高通濾波器僅僅傳輸高頻混合信號(hào)fLO+fIF并經(jīng)天線輻射RF信號(hào)。另一方面，由高通濾波器阻斷的低頻fLO-fLF混合信號(hào)輸經(jīng)循環(huán)器并在絕緣器的終端7處被消弱。
圖4是循環(huán)器的透視圖。循環(huán)器是單向元件，其中無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)相互以120的間隙定位。這樣，可能出現(xiàn)多余的模。多余的模通過(guò)在鐵素體諧振器上使用12000e的偏壓磁場(chǎng)被抑制，如圖6所表示，其由鐵素體直徑3.3mm，厚度0.32的磁盤和嵌入在上部鐵素體磁盤和下部鐵素體磁盤之間的特氟綸管26構(gòu)成，并通過(guò)嵌入模式抑制器29，31，33，其中λ/4扼流型金屬薄膜片被嵌入在圖7所表示的鐵素體諧振器5和以相互間120度的間隙定位的各自的無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)之間。
圖5是表示本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器的絕緣器的各成構(gòu)成和作用的示意圖表，表示波的流動(dòng)。絕緣器基本原理和循環(huán)器的基本原理相同。在循環(huán)器的一端安裝一終端，絕緣器可具有阻斷單元的功能。局部振蕩波fLO輸入到無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)，順時(shí)針循環(huán)，傳輸?shù)窖h(huán)器。由高通濾波器阻斷的低頻fLO-flF混合信號(hào)輸入到無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)64，順時(shí)針循環(huán)并傳輸?shù)浇K端7，低頻混合信號(hào)被消弱，這樣，很難傳輸?shù)骄植空袷巻卧?br> 圖9和圖10由網(wǎng)絡(luò)分析器繪制，表示循環(huán)器和絕緣器的插入損耗和絕緣水平。向前插入損耗小于IdB，是在SOGHz范圍內(nèi)的理想結(jié)果。另一方面，經(jīng)過(guò)大于2GHz帶向后插入的損耗小于-20Db。這樣波不會(huì)向后傳輸。
圖7的模式抑制器通過(guò)垂直定位的金屬薄膜片抑制模LSE，并通過(guò)λ/4阻塞型濾波器結(jié)構(gòu)抑制TE模。λ/4的適宜長(zhǎng)度為1.05mm，w1為0.6mm，w2為2.4mm。用此方法，模式抑制器可制作成具有適當(dāng)?shù)淖杩顾?。圖11表示在安裝模式抑制器時(shí)的LSM型波和LSE型波的傳輸損耗。在整個(gè)頻率范圍里，幾乎沒(méi)有任何LSM型波的傳輸損耗，LSE型波的傳輸損耗低于-20Db。
圖8表示圖5中所表示絕緣器的終端7的截面圖。A一個(gè)V-cut阻片水平嵌入無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)58的中央。圖12為來(lái)自反射特點(diǎn)的VSWR曲線圖，其在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的終端安裝終端時(shí)繪制。整個(gè)頻率范圍中，VSWR小于1.1。換句話，幾乎沒(méi)有任何反射，大部分波被吸收并消弱。
圖13為無(wú)空氣間隙的一個(gè)上轉(zhuǎn)換器的透視圖。圖14和圖15是頂視圖和截面圖，其表示輸入自循環(huán)器的局部振蕩波FlO流動(dòng)，局部振蕩波和IF的經(jīng)反射的混合信號(hào)fLO±fIF。局部振蕩波fLO同輸入到肖特基二極管基座的IF混合?；旌系男盘?hào)fLO±fIF經(jīng)過(guò)循環(huán)器反射并傳輸回輸出終端。通過(guò)在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)38和肖特基二極管基座36之間插入一片高電容率板完成阻抗匹配。
圖16表示一個(gè)肖特基二極管基座36，其中由HP制造的SHCH9101肖特基二極管作為扼流器安裝在厚0.3mm，電容率2.56的介質(zhì)基片金屬薄膜片上。
圖17是電路圖，表示圖16中給肖特基二極管基座36供給偏壓和IF。偏壓的轉(zhuǎn)換損耗在3mA的電流通過(guò)肖特基二極管40時(shí)最低。圖18表示在上述條件下的頻率的VSWR。發(fā)現(xiàn)VSWR值不小但在整個(gè)頻率范圍內(nèi)不變。
圖19表示一個(gè)在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)34和肖特基二極管基座36之間有空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器，旨在提高無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的VSWR。前部特氟綸35被嵌入空氣間隙內(nèi)，以提高無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)34連結(jié)度，高電容率薄片39嵌在前部特氟綸35和肖特基二極管基座36間以使阻抗得以匹配。
圖20和圖21頂視圖和截面圖，表示輸入自循環(huán)器的局部振蕩波fLO的流動(dòng)，反射的混合信號(hào)fLO±fIF和IF信號(hào)在上轉(zhuǎn)換器內(nèi)的組合，該上轉(zhuǎn)換器的無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)34和肖特基二極管基座36之間有空氣間隙。局部振蕩波fLO)被傳輸?shù)洁徑諝忾g隙的前特氟綸35，同輸入自肖特基二極管基座36的IF混合?；旌系男盘?hào)fLO±fIF經(jīng)循環(huán)器被反射并傳輸回輸出終端。
圖22表示VSWR，其由在使用偏壓，3mA的電流通過(guò)肖特基二極管基座36的肖特基二極管40測(cè)量的頻率確定。在50GHz時(shí)，VSWR值最小，但結(jié)果顯示了窄的帶寬。
圖23，圖24，圖25，圖26分別表示取決于IF的VSWR和轉(zhuǎn)換損耗，取決于IF輸出功率的反射混合信號(hào)的輸出功率變化，取決于局部振蕩波輸出功率的轉(zhuǎn)換損耗，條件是使用有空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器，從外部生成SOGHz的局部振蕩波并通過(guò)絕緣器和循環(huán)器輸入到上轉(zhuǎn)換器。
圖23是網(wǎng)絡(luò)分析器繪制的曲線圖，表示VSWR的變化。IF變化至1GHz，50GHz的局部振蕩波輸出功率為7dBm，流經(jīng)肖特基二極管40的偏流是3mA。頻率在700MHz-900MHz的范圍內(nèi)，VSWR大約是2。
圖24表示轉(zhuǎn)換損耗，測(cè)量時(shí)，50GHz局部振蕩波輸出功率是OdBm和7dBm時(shí)，IF變化至1GHz，流經(jīng)肖特基二極管40的偏流是3mA，IF功率是7dBm。發(fā)現(xiàn)局部振蕩波功率越小，轉(zhuǎn)換損耗就越低。
圖25說(shuō)明取決于IF功率的RF功率，測(cè)量條件是50GHz局部振蕩波輸出功率是OdBm和7dBm，流經(jīng)肖特基二極管40的偏流是3mA，IF頻率固定在800MHz，此時(shí)VSWR為圖23所示的最低值，RF(即混合信號(hào)fLO±fIF中的高頻混合信號(hào)fLO+fIF)變?yōu)?0.8GHz。
圖26是說(shuō)明當(dāng)生成50GHz局部振蕩波時(shí)，取決于局部振蕩波輸出功率的轉(zhuǎn)換損耗，流經(jīng)肖特基二極管40的偏流是3mA，IF頻率固定在800MHz，此時(shí)VSWR為圖23所示的最低值，IF功率是7dBm。
如圖24，圖25和圖26所示，如果局部振蕩波輸出功率低，轉(zhuǎn)換損耗就會(huì)減少，但RF功率也會(huì)減少。相反，如果局部振蕩波輸出功率高，轉(zhuǎn)換損耗就會(huì)增大，但RF功率也會(huì)增加。這樣，可以認(rèn)為局部振蕩波功率和RF功率是折中選擇關(guān)系。
圖27為無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)直線高通濾波器或低阻塞濾波器頂視圖。傳遞到循環(huán)器混合信號(hào)輸出頻率對(duì)應(yīng)于局部振蕩波和IF的總和以及其差值的信號(hào)。因?yàn)槭褂脤?duì)應(yīng)于總量的信號(hào)，不同的信號(hào)應(yīng)該阻斷。換句話，應(yīng)該使用阻斷低頻混合信號(hào)的濾波器。使用波導(dǎo)阻斷效果的阻斷濾波器在毫米波帶中被認(rèn)為是高通濾波器?？梢宰钄嗟皖l混合信號(hào)的高通濾波器在無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)中也可通過(guò)縮小無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的寬度來(lái)實(shí)施。圖27所示的錐型部分52、55幫助混合信號(hào)傳輸?shù)阶钄鄦卧?4。本發(fā)明的該實(shí)施方案的錐型部分52、55的長(zhǎng)度是30mm。當(dāng)阻斷頻率為50GHz時(shí)，根據(jù)無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的特征等式確定的阻斷單元的寬度為1.77mm。
圖28是圖27所示的直線高通濾波器的通過(guò)特點(diǎn)曲線圖。由網(wǎng)絡(luò)分析器測(cè)量的在頻率變化47GHz-53GHz范圍內(nèi)的傳輸損耗。在500MHz頻率，低于阻斷頻率時(shí)，傳輸損耗是-40dB。如果錐型部分52、55的長(zhǎng)度增加，通過(guò)帶的波紋趨向降低。
圖29是曲線高通濾波器的頂視圖，表示其可減小頻率轉(zhuǎn)換器的尺寸，以克服圖27所示的直線高通濾波器的尺寸大的不足。因?yàn)榍€高通濾波器彎度為90度，弧度半徑為25.8mm，阻斷單元的長(zhǎng)度為40.5mm。圖30是網(wǎng)絡(luò)分析器繪制的曲線高通濾波器的傳輸損耗。通過(guò)應(yīng)用曲線高通濾波器，有可能在保留直線高通濾波器的同時(shí)減小系統(tǒng)的尺寸。
第二實(shí)施方案在第一實(shí)施方案中，局部振蕩波自外部經(jīng)天線20輸入。本發(fā)明的第二實(shí)施方案涉及一種頻率轉(zhuǎn)換器，其中局部振蕩波通過(guò)使用耿氏二極管在頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)生成。
圖31和圖32為使用耿氏二極管提供局部振蕩波的頻率轉(zhuǎn)換器的透視圖和頂視圖。
圖33為生成局部振蕩波的耿氏二極管基座透視圖。在耿氏二極管基座22上安裝使用耿氏二極管49，通過(guò)偏壓扼流給耿氏二極管49的陽(yáng)極供給偏壓來(lái)實(shí)施振蕩。
圖34表示安裝在耿氏二極管基座22和抑制器4之間的帶式諧振器21，其將生成自耿氏二極管基座的局部振蕩波通過(guò)模式抑制器4傳輸?shù)綗o(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)。
圖35是一曲線圖，表示取決于IF功率的RF輸出功率，此時(shí)，生成自耿氏二極管基座的局部振蕩波頻率為50GHz，局部振蕩波功率為7dBm，流經(jīng)肖特基二極管的偏流是3mA，IF頻率為800MHz。
工業(yè)實(shí)用性隨著各類頻率用眾多方式和目的的廣泛應(yīng)用，毫米波帶正在越來(lái)越引起諸如局域網(wǎng)，交通管制的近距離無(wú)限通信和各種傳感器等多種領(lǐng)域的注意。為了建立有效的毫米波帶系統(tǒng)，要求制作出小尺寸且高性能特征的毫米波集成電路。
通過(guò)對(duì)無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的多方面研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)毫米波帶傳輸損耗時(shí)，介質(zhì)傳輸線路優(yōu)于金屬傳輸線路。與圖像傳輸線路或反向帶式線路比較，介質(zhì)傳輸線路在彎曲部分和中斷部分很少輻射。按照本發(fā)明，已經(jīng)證明在毫米波帶中創(chuàng)建集成電路是可行的。此外，按照本發(fā)明，通過(guò)在頻率轉(zhuǎn)換器內(nèi)使用上轉(zhuǎn)換器，有可能創(chuàng)制RF界面或光系統(tǒng)。同時(shí)，該系統(tǒng)可通過(guò)使用曲線高通濾波器制造出小尺寸的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種頻率轉(zhuǎn)換器，其中通過(guò)絕緣器來(lái)自外部的局部振蕩波被運(yùn)用到循環(huán)器；局部振蕩波與通過(guò)無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器輸入的中頻信號(hào)混合，混合的信號(hào)被傳輸?shù)窖h(huán)器輸出終端；傳輸通過(guò)直線型高通濾波器的混合高頻信號(hào)被天線輻射；混合低頻信號(hào)被反射并傳輸?shù)浇^緣器，該信號(hào)被一終端所吸收，由此對(duì)局部振蕩單元不產(chǎn)生影響。
2.權(quán)利要求1的頻率轉(zhuǎn)換器，在這里，包括上轉(zhuǎn)換器和循環(huán)器間之間的空氣間隙，以便在某一特定的頻率范圍內(nèi)提高VSWR。
3.一種頻率轉(zhuǎn)換器，其中局部振蕩波從安裝有耿氏二極管的內(nèi)部耿氏二極管基座產(chǎn)生；通過(guò)使用一個(gè)帶式諧振器將局部振蕩波傳輸?shù)揭粋€(gè)無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)，以使其可通過(guò)一絕緣器傳輸?shù)窖h(huán)器；局部振蕩波同通過(guò)無(wú)空氣間隙的上轉(zhuǎn)換器的輸入中頻信號(hào)混合，混合的信號(hào)被傳輸?shù)窖h(huán)器輸出終端；通過(guò)直線型高通濾波器的混合高頻信號(hào)被天線輻射；混合低頻信號(hào)被反射并傳輸?shù)揭唤^緣器，該信號(hào)被一終端所吸收，由此對(duì)局部振蕩單元不產(chǎn)生影響。
4.權(quán)利要求3的頻率轉(zhuǎn)換器，其中包括上轉(zhuǎn)換器和循環(huán)器間之間的空氣間隙，以便在某一特定的頻率范圍內(nèi)可提高VSWR。
5.權(quán)利要求1和權(quán)利要求3的頻率轉(zhuǎn)換器，其中嵌入一個(gè)曲線型高通濾波器替代直線型高通濾波器以減小頻率轉(zhuǎn)換器的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)的毫米波頻率轉(zhuǎn)換器。該頻率轉(zhuǎn)換器由一個(gè)局部振蕩器、一個(gè)絕緣器、一個(gè)循環(huán)器、一個(gè)上轉(zhuǎn)換器、一個(gè)高通濾波器和一個(gè)天線組成。局部振蕩波生成自局部振蕩器或自外部。安裝絕緣器旨在僅傳輸局部振蕩波并對(duì)局部振蕩器不產(chǎn)生任何影響。用此方法，局部振蕩波通過(guò)絕緣器傳輸?shù)窖h(huán)器。輸入到循環(huán)器輸入端口的局部振蕩波通過(guò)連接循環(huán)器和上轉(zhuǎn)換器的端口同中心頻率信號(hào)混合，然后，經(jīng)混合的信號(hào)經(jīng)過(guò)循環(huán)器輸出端口到達(dá)高通濾波器。
文檔編號(hào)H01P3/00GK1491451SQ02804967
公開(kāi)日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者申千雨 申請(qǐng)人:Nrd技術(shù)有限公司, 申千雨