專利名稱：Nrd波導(dǎo)混頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混頻器，其使用LSE01型波，使得LO波(局部振蕩波)進(jìn)入一個(gè)NRD波導(dǎo)(無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo))。本發(fā)明的混頻器尺寸能夠造的很小。
背景技術(shù)：
目前，隨著毫米波越來(lái)越引起人們的關(guān)注，采用NRD波導(dǎo)(無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo))的各種毫米波集成電路正被引進(jìn)到相關(guān)技術(shù)里。
諸如波段、定向耦合器、濾波器、循環(huán)器等的無(wú)源元件以及諸如耿氏二極管、混頻器、調(diào)制器、放大器等有源元件都是這類毫米波集成電路元件的例子。為改善設(shè)備的性能，這些元件被安裝在諸如無(wú)線電收發(fā)機(jī)、雷達(dá)等設(shè)備上。
使用NRD波導(dǎo)的相關(guān)技術(shù)中的混頻器是一種平衡混頻器，其包括兩個(gè)梁式引線型肖特基勢(shì)壘二極管和一個(gè)定向耦合器。因?yàn)閷?duì)于此結(jié)構(gòu)定向耦合器是不可缺少的，所以減小混頻器的尺寸是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一種優(yōu)選實(shí)施例，LO波以LSE01型波進(jìn)入NRD波導(dǎo)3，并到達(dá)二極管基座6，該基座具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其上裝有兩個(gè)肖特基二極管，LO波穿過(guò)垂直LSM模式抑制器4。相反面的RF(接收頻率)波以LSM01型波進(jìn)入NRD波導(dǎo)7。而且本發(fā)明的第一種優(yōu)選實(shí)施例的平衡混頻器是通過(guò)插入LSE模式抑制器8構(gòu)造的，以便抑制LSE型波，并且通過(guò)插入高介電常數(shù)薄片，用來(lái)和二極管底座6阻抗匹配。
在本發(fā)明的第一種優(yōu)選實(shí)施例中，可用一個(gè)水平LSM模式抑制器替換一個(gè)垂直LSM模式抑制器。
本發(fā)明的第二種優(yōu)選實(shí)施例中，LO波以LSE01型波進(jìn)入NRD波導(dǎo)3，并到達(dá)二極管基座11，該基座具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在其上裝有兩個(gè)肖特基二極管，LO波穿過(guò)垂直LSM模式抑制器4。相反面的RF(接收頻率)波以LSM01型波進(jìn)入NRD波導(dǎo)7。而且本發(fā)明的第二種優(yōu)選實(shí)施例的單一混頻器是通過(guò)插入LSE模式抑制器8構(gòu)造的，以便抑制LSE型波，并且通過(guò)插入高介電常數(shù)薄片，用來(lái)和二極管底座11阻抗匹配。
在本發(fā)明的第二種優(yōu)選實(shí)施例中，可用一個(gè)水平LSM模式抑制器替換垂直LSM模式抑制器。


圖1是描述LO波和RF波的平衡混頻器的透視圖。
圖2是描述了用于偏壓和IF(中頻)輸出平衡混頻器的肖特基二極管基座的結(jié)構(gòu)。
圖3是描述平衡混頻器的天線部分的頂視圖。
圖4是描述了水平LSM模式抑制器的透視圖。
圖5是描述水平LSM模式抑制器的通過(guò)特性的圖表。
圖6描述一個(gè)垂直LSM模式抑制器的透視圖。
圖7是描述垂直LSM模式抑制器的通過(guò)特性的圖表。
圖8是描述LSE模式抑制器的分解透視圖。
圖9是描述LO波和RF波的單一混頻器的透視圖。
圖10是描述用于偏壓和IF輸出的單一混頻器和電路的一個(gè)肖特基二極管基座的結(jié)構(gòu)。
圖11是描述單一混頻器的天線部分的頂視圖。
圖12是描述當(dāng)使用一個(gè)單一混頻器時(shí)的變頻損耗，其中的高介電常數(shù)薄片的厚度為0.15毫米，在高介電常數(shù)薄片和LSE模式抑制器之間的NRD波導(dǎo)的長(zhǎng)度為2.15毫米。
**圖表中重要部分的代碼說(shuō)明**1.上層導(dǎo)電板2.下層導(dǎo)電板3，5，7，13NRD波導(dǎo)4LSM模式抑制器6平衡混頻器的二極管基座8LSE模式抑制器9，10，12肖特基二極管11一個(gè)單一混頻器的二極管基座14金屬薄膜(扼流器的形狀)aNRD波導(dǎo)的高度bNRD波導(dǎo)的寬度c插入在一個(gè)NRD波導(dǎo)的中的一個(gè)垂直LSM模式抑制器的金屬帶的長(zhǎng)度或者一個(gè)水平LSM模式抑制器的金屬板的寬度s插入在一個(gè)NRD波導(dǎo)的中的一個(gè)垂直LSM模式抑制器的金屬帶的寬度w1金屬帶的寬度，該寬度在LSE模式抑制器的扼流結(jié)構(gòu)具有較小的尺寸w2金屬帶的寬度，該寬度在LSE模式抑制器的扼流結(jié)構(gòu)具有較大的尺寸
具體實(shí)施例方式
(第一種優(yōu)選實(shí)施例)局部振蕩(LSE01)波進(jìn)入NRD波導(dǎo)3，RF(LSM01)波同時(shí)進(jìn)入圖1所示的平衡混頻器反面的NRD波導(dǎo)7。為了抑制波導(dǎo)中存有的LSM型波，在LO波進(jìn)入的NRD波導(dǎo)的一面插入LSM模式抑制器8。通過(guò)各自的通路傳遞的LO波和RF波是相互垂直交叉的模式。
圖2描述了一種具有一個(gè)金屬薄膜天線平衡混頻器的二極管基座6的結(jié)構(gòu)，該天線能夠同時(shí)接收相互之間垂直通過(guò)的LO波和RF波的模式。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中闡述的測(cè)量是用于60GHz。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中安裝了由HP制造的的兩個(gè)HSCH9101肖特基勢(shì)壘二極管。
圖3描述了二極管基座6的天線部分。RF波的LSM型波通過(guò)水平調(diào)整的天線接收，LO波的LSE型波由垂直調(diào)整的天線接收。然后它們相互混頻。
圖4包括垂直LSM模式抑制器的結(jié)構(gòu)，其抑制在圖1中的LO波可能包括的LSM型波。本發(fā)明中，金屬帶的寬度為0.2毫米，NRD波導(dǎo)的高度(a)為2.5毫米，NRD波導(dǎo)的寬度(b)為2.25毫米。
圖5描述對(duì)于金屬帶長(zhǎng)度(c)和NRD波導(dǎo)的寬度(b)的比率的圖4所示的垂直LSM模式抑制器的通過(guò)特性。從中可見(jiàn)，在(c/b)比率為0.85時(shí)，傳輸損耗大約為-40dB。
圖6描述水平LSM模式抑制器的結(jié)構(gòu)。通過(guò)在NRD波導(dǎo)的中心插入一個(gè)平行于NRD波導(dǎo)寬度方向的金屬板來(lái)構(gòu)造該水平LSM模式抑制器。通過(guò)特性根據(jù)金屬板寬度(c)和長(zhǎng)度(1)的變化而變化。通過(guò)特性如圖7所示。從中可見(jiàn)，通過(guò)特性隨著金屬板長(zhǎng)度(1)的改變而發(fā)生的改變不大，但是隨著金屬板的寬度(c)的改變發(fā)生較大改變。
圖8描述了LSE模式抑制器的分解透視圖，該模式抑制器能夠通過(guò)在RF波進(jìn)入的NRD波導(dǎo)里插入一個(gè)扼流形狀的金屬薄膜來(lái)抑制LSE型波。扼流結(jié)構(gòu)的金屬帶較寬的寬度(w2)為2.0毫米，金屬帶扼流結(jié)構(gòu)較窄的寬度(w1)為0.2毫米。金屬帶以0.9毫米的間隙調(diào)整，即λ/4。
(第二種優(yōu)選實(shí)施例)在圖9所示的單一混頻器中，LO波(LSE01)進(jìn)入NRD波導(dǎo)3，同時(shí)RF波(LSM01)進(jìn)入反面的NRD波導(dǎo)7。為了抑制波導(dǎo)中可能存有的LSM型波，一個(gè)垂直LSM模式抑制器4插在LO波進(jìn)入的NRD波導(dǎo)這面。為了抑制波導(dǎo)中可能存有的LSE型波，一個(gè)LSE模式抑制器8插在RF波進(jìn)入的NRD波導(dǎo)這面。通過(guò)各自的通路傳遞的LO波和RF波是相互垂直交叉的模式。
圖10描述單一混頻器的二極管基座11的結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)金屬薄膜天線，同時(shí)接收垂直交叉的LO波和RF波的模式。本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中闡述的測(cè)量是用于60GHz。只安裝了一個(gè)HP制造的的HSCH9101肖特基勢(shì)壘二極管。這個(gè)二極管基座具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
圖11描述二極管基座的天線部分。因?yàn)橛闷胶饣祛l器，RF的LSM型波由水平調(diào)整的天線接收，局部振蕩的LSE型波由垂直調(diào)整的天線接收。然后它們相互混合。其結(jié)構(gòu)是非對(duì)稱的。只使用一個(gè)肖特基二極管。
圖12描述了當(dāng)IF通過(guò)使用單一混頻器輸出時(shí)的IF頻域里的變頻損耗。從中可見(jiàn)，變頻損耗一直到500MHz都具有10dB的常量。這時(shí)，偏流是5.67mA，局部振蕩頻率是59.5GHz，RF的頻率是500MHz水平。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明中，混頻器可以通過(guò)使用在NRD波導(dǎo)中存在的兩個(gè)型波而不必使用定向耦合器就可以制造得很小、很簡(jiǎn)單。本發(fā)明中，也可以通過(guò)構(gòu)造帶有一個(gè)二極管的單一混頻器來(lái)有效地降低價(jià)格。如果制造出使用兩個(gè)型波(LSE型波和LSM型波)混頻器，那么NRD波導(dǎo)會(huì)比以前更廣泛更有效地應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種平衡混頻器，在其內(nèi)LO波以LSE01型波進(jìn)入一個(gè)NRD波導(dǎo)；LO波穿過(guò)一個(gè)垂直的LSM模式抑制器到達(dá)裝有兩個(gè)肖特基二極管的具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的二極管基座(6)；RF波以LSM01型波進(jìn)入反面的一個(gè)NRD波導(dǎo)(7)；插進(jìn)一個(gè)LSE模式抑制器(8)，用來(lái)抑制LSE型波；而且，插進(jìn)一片高介電常數(shù)薄片，用于和二極管基座(6)阻抗匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的平衡混頻器，在其內(nèi)，插入一個(gè)水平LSM模式抑制器，替代垂直LSM模式抑制器。
3.一個(gè)單一抑制器，在其內(nèi)LO波以LSE01型波進(jìn)入NRD波導(dǎo)(3)；LO波通過(guò)一個(gè)垂直LSM模式抑制器(4)到達(dá)裝有一個(gè)肖特基二極管的具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的二極管基座(11)；RF波以LSM01型波進(jìn)入反面的NRD波導(dǎo)(7)；插入一個(gè)LSE模式抑制器(8)，用來(lái)抑制LSE型波；而且，插入一片高介電常數(shù)薄片，用于和二極管基座(11)阻抗匹配。
4.如權(quán)利要求3所述的單一混頻器，在其內(nèi)，插入一個(gè)水平LSM模式抑制器，替代垂直LSM模式抑制器。
5.如權(quán)利要求1所述的平衡混頻器，在其內(nèi)，在NRD波導(dǎo)到二極管基座的邊界設(shè)有一個(gè)氣隙，用來(lái)獲得窄頻段，從而改善了VSWR(電壓駐波比率)特性。
6.如權(quán)利要求3所述的單一混頻器，在其內(nèi)，在NRD波導(dǎo)到二極管基座的邊界設(shè)有一個(gè)氣隙，用來(lái)獲得窄頻段，從而改善了VSWR(電壓駐波比率)特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)輻射介質(zhì)波導(dǎo)混頻器。本發(fā)明中平衡混頻器包括一個(gè)插在傳輸線中心的肖特基二極管基座，該二極管基座具有兩個(gè)檢測(cè)肖特基二極管和一個(gè)用于從偏壓通路輸出IF的不同通路，該平衡混頻器的天線呈水平對(duì)稱和垂直對(duì)稱狀；一個(gè)插在LO輸入部分的LSM模式抑制器，其用于以LSE01型波傳播LO；一個(gè)插入RF的輸出部分的LSE模式抑制器，用于以LSM01型波傳播RF。單一混頻器包括一個(gè)插在傳輸線中心的肖特基二極管基座，該二極管基座具有一個(gè)探測(cè)肖特基二極管和一個(gè)用于從偏壓通路輸出IF的不同通路，該單一混頻器的天線是非對(duì)稱的；還包括一個(gè)LSM模式抑制器和LSE模式抑制器。
文檔編號(hào)H03D9/06GK1491453SQ02804963
公開(kāi)日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2002年1月29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