Нвч-змішувач

НВЧ-змішувач, що містить смуговий фільтр частоти гетеродину, вхід якого є гетеродинним входом НВЧ-змішувача, смуговий фільтр вихідної (вхідної) високої частоти сигналу, вихід (вхід) якого є високочастотним виходом (входом) НВЧзмішувача, низькочастотний фільтр проміжної частоти, вхід (вихід) якого є входом (виходом) проміжної частоти НВЧ-змішувача, два змішувальні діоди, причому катод першого змішувального діода з'єднаний з анодом другого змішувального діода і виходом (входом) низькочастотного фільтра проміжної частоти, два чвертьхвильові смужкові відрізки, який відрізняється тим, що в ньому вихід смугового фільтра частоти гетеродину підключено до об'єднаних входів двох перших чвертьхвильових смужкових відрізків, вихід першого чвертьхвильового смужкового відрізку з'єднано з анодом першого змішувального діода та виходом третього чвертьхвильового смужкового відрізку, вихід другого чвертьхвильового смужкового відрізку з'єднано з катодом другого змішувального діода та виходом тричвертьхвильового смужкового відрізку, входи третього чвертьхвильового смужкового відрізку та тричвертьхвильового смужкозого відрізку з'єднано з входом (виходом) смугового фільтра вихідної (вхідної) високої частоти сигналу. НВЧ (надвисокої частоти) змішувач відноситься до електричних пристроїв, зокрема до пристроїв, що застосовуються в телевізійних, релейних, радіолокаційних та подібних їм приймальних, передавальних та прийомо-передавальних комплексах для зменшення габаритних розмірів, спрощення практичної реалізації, підвищення технічних та експлуатаційних характеристик. Якщо НВЧ змішувач обробляє сигнал гетеродина та сигнал високої частоти, то корисним вихідним продуктом є сигнал різницевої частоти, що знаходиться в області середніх частот, а під час обробки сигналу гетеродина та сигналу середніх частот, корисним вихідним продуктом є сигнал сумарної частоти. * Відомий НВЧ подвійний балансний змішувач (АС СРСР №1800581, кл. Н 03 D 7/14, 1993 p.), що містить діелектричну підложку, на зворотній стороні якої нанесено шар металізації, а на лицьовій стороні'розміщено відрізки двохпровідної компланарної лінії та одноканального компланарного хвилеводу, між якими ввімкнені дві пари послідовно з'єднаних напівпровідникових діодів, при цьому одні виводи діодів у кожній парі під'єднані до одного з провідників двохпровідної лінії, другий вивід од ного з діодів кожної пари під'єднаний до одного з екранів компланарного хвилеводу, а другі виводи других діодів * до центрального провідника компланарного хвилевода, струмопровідну перетинку, встановлену між точками з'єднання діодів з екранами компланарного хвилевода, і ланцюги подачі на діоди вхідного перетворюваного сигналу, гетеродина та виходу проміжної частоти. Сигнап гетеродина та перетворюваний сигнал через гібридну схему (перший синфазно, другий протифазно) поступають на діагональ діодного мосту через компланарну двохпроводну лінію з екраном під провідниками. З другої діагоналі діодного мосту знімається сигнал проміжної частоти, який через відрізок одноканального компланарного хвилеводу та узгоджувальну схему поступає на вихід змішувача. Очевидно, в сипу лінійності схеми, що в якості інформаційного сигналу може виступати сигнал на проміжній частоті, а вихідним сигналом слугуватиме НВЧ сигнал Позитивною стороною такого НВЧ подвійного балансного змішувача є зниження числа паразитних складових спектру вихідного сигналу, а недоліками такого змішувача є складність гібридної схеми, велика кількість змішувальних напівпро ю ш 39605 відникових діодів, а також конструктивна складність виконання струмопровідної перетинки або шляхом введення ще одного струмопровідного шару мікрополоскової підложки, або у вигляді навісного виконання. Найбільш близьким по суті до пристрою, що заявляється, є перетворювач з підвищенням частоти, що використовується в НВЧ передавачах (пат Японії, №7020021, МПК6 H03D9/06, 1995), який виконано мікросмужкових лініях, сформованих на діелектричній підложці, і що містить направлений пристрій зв'язку з ослабленням 3 дБ та два діоди. В проміжок мікросмужховоі ліні», що з'єднана зі входом сигналу гетеродина, встановлено направлений відгалужувач типу елемента зв'язку з розподіленими параметрами довжиною, що складає чверть довжини хвилі сигналу гетеродина. Інформаційний сигнал через фільтр низької частоти (ФНЧ) підключено до точки з'єднання діодів, інші кінці діодів підключені до відводів направленого пристрою зв'язку і заземлено через чвертьхвильові мікросмужкові відрізки. Вихідний сигнал підвищеної частоти знімається з четвертого відводу направленого пристрою зв'язку. Перетворювач реалізовано за схемою балансного змішувача, в якому забезпечено подавления сигналу гетеродина та його парних гармонік. Недоліком такого перетворювача з підвищенням частоти, що використовується в НВЧ передавачах є йот> складність, що визначається необхідністю створення направленого відгалужувача та направленого пристрою зв'язку, точність виконання яких разом з ідентичністю характеристик змішувальних діодів і забезпечує балансність перетворювача. В основу винаходу поставлено задачу створення НВЧ змішувача, в якому забезпечено поліпшення конструктивних та експлуатаційних характеристик, спрощення практичної реалізації Це досягається тим, що у відомому НВЧ змішувачі, що містить смуговий фільтр частоти гетеродину, вхід якого є гетеродинним входом НВЧ змішувача, смуговий фільтр вихідної (вхідної) високої частоти сигналу, вихід (вхід) якого є високочастотним виходом (входом) НВЧ змішувача, низькочастотний фільф проміжної частоти, вхід (вихід) якого є входом (виходом) проміжної частоти НВЧ змішувача, два змішувальні діоди, причому катод першого змішувального дюду з'єднаний з анодом другого змішувального діоду і виходом (входом) низькочастотного фільтру проміжної частоти, два чвертьхвшіьові смужкові відрізки, згідно з винаходом, вихід смугового фільтру частоти гетеродину підключено до об'єднаних входів двох перших чвертьхвильових смужкових відрізків, вихід першого чвертьхвильового смужкового відрізку з'єднано з анодом першого змішувального дісду та виходом третього чвертьхаильового смужкового відрізку, вихід другого чвертьхвильового смужкового відрізку з'єднано з катодом другого змішувального діоду та виходом трьохчвертьхвильового смужкового відрізку, входи третього чвертьхвильового смужкового відрізку та трьохчвертьхвильового смужкового відрізку з'єднано з входом (виходом) смугового фільтру вихідної (вхідної) високої частоти сигналу. На фігурі схематично зображений НВЧ змішувач. НВЧ змішувач складається з смугового фільтру 1 частоти гетеродину, смугового фільтру 2 високої частоти сигналу, низькочастотного фільтру З проміжної частоти, першого змішувального діоду 4, другого змішувального діоду 5, першого чвертьхвильового смужкового відрізку 6, другого чвертьхвильового смужкового відрізку 7, третього чвертьхвильового смужкового відрізку 8, трьохчвертьхвильового смужкового відрізку 9, вихід смугового фільтру 1 гетеродину з'єднаний з об'єднаними входами першого чвертьхвильового смужкового відрізку 6 та другого чвертьхвильового смужкового відрізку 7, вихід першого чвертьхвильового смужкового відрізку 6 з'єднаний з анодом першого змішувального діоду 4 та виходом третього чвертьхвильового смужкового відрізку 8, вихід другого чвертьхвильового смужкового відрізку 7 з'єднаний з катодом другого змішувального діоду 5 та виходом трьохчвертьхвильового смужкового відрізку 9, катод першого змішувального дюду 4 з'єднаний з анодом другого змішувального діоду 5 та виходом (входом) низькочастотного фільтру 3 проміжної частоти, вхід (вихід) якого є входом (виходом) проміжної' частоти НВЧ змішувача, входи третього чвертьхвильового смужкового відрізку 8 та трьочвертьхвильового смужкового відрізку 9 з"єднано з входом (виходом) смугового фільтру 2 вихідної (вхідної) високої частоти сигналу, вхід смугового фільтру 1 частоти гетеродину є гетеродинним входом НВЧ змішувача, вихід (вхід) смугового фільтру 2 вихідної частоти сигналу є високочастотним виходом (входом) НВЧ змішувача. Смуговий фіпьтр 1 частоти гетеродину служить для забезпечення монохроматичного сигналу гетеродину на вході власне НВЧ змішувача, тобто для подавления спектральних складових вищих гармонік сигналу гетеродину, тому реалізація такого фільтру не викликає утруднень і можлива навіть на елементах з невеликими добротностями та діелектричними проникностями. Смуговий фільтр 2 вихідної частоти сигналу подавляє до нормованого рівня всі спектральні складові вихідного сигналу змішувача частоти, крім корисної складової вихідної частоти. Особливі труднощі пов'язані з подавпенням спектральних складових з частотою гетеродину та частотою, що відрізняється від вихідної частоти на подвоєну проміжну частоту Якщо перша складова залежить ще і від балансності змішувача частоти, то подавления другої складової залежить лише від параметрів смугового фільтру 2 вихідної частоти сигналу. Низькочастотний фільтр 3 проміжної чзстоти запобігає розповсюдженню коливань НВЧ частоти в тракт проміжної частоти і блокує спектральні складові в модульованому сигналі проміжної частоти, які могли б в результаті нелінійних перетворень на змішувальних діодах 4 та 5 потрапити в смугу пропускання смугового фільтру 2 вихідної частоти сигналу. Реалізація такого фільтру можлива як на LC-елементах зосередженої селекції, так і на елементах мікрополоскової техніки і не викликає особливих труднощів. Власне змішувач частоти виконаний на змішувальних діодах 4 і 5, чвертьхвильових смужкових відрізках 6, 7 та 8 та трьохчвертьхвильовому відрізку 9. Сигнали гетеродину на вхід смугового 39605 фільтру 2 вихідної частоти сигналу проходять двома шляхами: - через перший та третій чвертьхвильові смужкові відрізки 6 та 8; - через другий чвертьхвильовий смужковий відрізок 7 та трьохчвертьхвильовий смужковий відрізок 9 При таких параметрах смужкових відрізків ці сигнали гетеродину прийдуть в протифазі (два чвєртьхвильові смужкові відрізки 6 та 8 внесуть фазовий зсув 180°, а чвертьхвильовий смужковий відрізок 7 та трьохчвертьхвильовий смужковий в«дрізок 9 - 360°) і взаємознищаться В той же час сигнал гетеродину управляє змішувальними діодами 4 та 5 протифазно, тобто результат змішування на катоді змішувального діоду 5 протифазний результатові змішування на аноді змішувального діоду 4, але різниця в довжинах третього чвертьхвильового смужкового відрізку 8 та трьохчвертьхвильового смужкового відрізку 9 внесе фазовий зсув 180°, тому на вході смугового фільтру 2 вихідної частоти ці сигнали просумуються, збільшуючи тим самим коефіцієнт перетворення. Наприклад, при застосуванні діодних збірок типу ЗА130АС-3 НВЧ змішувач сигналів має слідуючі характеристики: Діапазон частот від 1 до 12 ГГц; Коефіцієнт перетворення від 4 до 6 дБ, Потужність на гетеродинно- від 4 до 15 мВт; му вході Максимальна вихідна потуж- до 2,5 мВг; ність Габаритні розміри до 9 х 5 х 1 мм Мінімальне число елементів і простота НВЧ змішувача сигналів, відсутність зв'язків виводів змішувальних діодів з земляною шиною, а значить можливість виконання топології мікрополоскоаої реалізації в одношаровому варіанті та застосування безкорпусних діодних збірок дозволяє виконати його в мінімальних габаритах та підвищити його надійність з роботі. Ряд мікросмужкових плат з незначними змінами розмірів мікросмужкових шлейфів дозволяє реалізувати НВЧ змішувачі з постійними типами навісних елементів в різних частотних діапазонах з необхідними характеристиками. I •ill mtpwuMty Смуговий фільтр гетеродину Перший Другая чвертьхвнльовяй чвертьхм/іьовігі} смужковий відрізок емужкохиЯ відрізок Ы Третій Низькочастотнй Трьохчвертьхвильо»ий чвертьхвнльовнй фільтр проміжної смужкокяй смужковий відрізок ЧИСТОТИ відрізок Смуговий фільтр ВИХІДНОЇ (ВХІДНОЇ) високо) частоти BiU (»п«ів) ВЧ Виііі(»ііа)ПЧ Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3