本發(fā)明涉及微波毫米波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低本振功率的寬中頻毫米波基波混頻電路。

背景技術(shù)：

毫米波混頻器作為頻率轉(zhuǎn)化部件，實現(xiàn)將高頻信號轉(zhuǎn)化為低頻信號，是雷達(dá)、通信及測試等系統(tǒng)的重要組成部分，其性能在一定程度上決定毫米波系統(tǒng)性能。因此毫米波混頻器一直是毫米波技術(shù)領(lǐng)域研究的重要課題。近年來，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，涉及毫米波相關(guān)領(lǐng)域的通信系統(tǒng)對毫米波前端系統(tǒng)的性能要求也在逐步提高?；祛l器作為毫米波系統(tǒng)前端的重要部件，在系統(tǒng)性能要求不高的場合，使用變頻損耗大、中頻雜散信號多的諧波混頻方式；而當(dāng)對系統(tǒng)的性能有更高的要求時，則采用基波混頻方式，以實現(xiàn)低損耗變頻和相對純凈的中頻信號。但在毫米波頻段產(chǎn)生相對較大的本振信號功率足以驅(qū)動基波混頻器時，毫米波前端系統(tǒng)成本將迅速上升。

目前毫米波基波混頻器的混頻電路如圖1所示：射頻端口為鰭波導(dǎo)，微帶基片放置于射頻波導(dǎo)橫截面上并與窄邊垂直；混頻二極管放置于鰭波導(dǎo)中間，因射頻信號集中在鰭波導(dǎo)中間，故大部分射頻信號耦合到了二極管上；本振信號通過本振波導(dǎo)微帶探針結(jié)構(gòu)后，經(jīng)由帶通濾波器傳輸?shù)蕉O管上與射頻信號進(jìn)行混頻；混頻得到的中頻信號通過微帶的另一端的低通濾波器輸出；其中本振波導(dǎo)端口與中頻輸出端口在同一平面，與射頻波導(dǎo)垂直。

現(xiàn)有毫米波基波混頻器的技術(shù)缺點為：射頻波導(dǎo)與本振波導(dǎo)不在同一平面上，不利于毫米波系統(tǒng)的小型化；射頻波導(dǎo)與本振波導(dǎo)不在同一平面，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度增大，成本高；混頻用的二極管為分離的兩個二極管，一致性無法保證，混頻器的平衡性會惡化；同時為保證混頻器正常工作，所需本振信號功率大，提高系統(tǒng)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種設(shè)置外部偏置電源為混頻二極管提供部分驅(qū)動功率，減小了對本振信號功率的依賴，使基波混頻器在較低的本振功率條件下正常工作的低本振功率的寬中頻毫米波基波混頻電路。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種低本振功率的寬中頻毫米波基波混頻電路，包括腔體，腔體的一端為射頻端口，另一端為中頻端口，射頻端口處設(shè)置射頻波導(dǎo)，腔體的中部設(shè)置有本振端口和波導(dǎo)微帶探針，腔體內(nèi)部靠近中頻端口側(cè)設(shè)置有中頻濾波器，射頻端口處設(shè)置射頻波導(dǎo)，射頻波導(dǎo)內(nèi)有射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)、本振共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和混頻二極管，混頻二極管的三個管腳分別與本振共面波導(dǎo)和射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)相連，射頻端口的兩側(cè)設(shè)置有平板電容和偏置線通孔，偏置線通孔上連有外部偏置電源，平板電容的一端與偏置線通孔通過漆包線相連，另一端與射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)的微帶鰭線通過金網(wǎng)相連。

優(yōu)選地，所述腔體內(nèi)靠近混頻二極管還設(shè)置本振濾波器。

優(yōu)選地，所述混頻二極管為串聯(lián)二極管對。

優(yōu)選地，所述本振共面波導(dǎo)使本振信號以較小的損耗傳輸?shù)交祛l二極管上；射頻波導(dǎo)的信號進(jìn)入射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)，射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)將射頻波導(dǎo)的電場集中到微帶鰭線上，便于將整個電磁能量耦合到混頻二極管上，同時微帶鰭線與直流地分離；

所述外部偏置電源通過平板電容與微帶鰭線施加到混頻二極管上；

經(jīng)過混頻二級管得到的中頻信號經(jīng)過中頻濾波器輸出至中頻端口。

優(yōu)選地，所述本振濾波器用于減小本振濾波器兩端失配的相互影響，改善混頻二極管變頻損耗頻響。

優(yōu)選地，所述偏置線通孔提供外部偏置電源出入腔體的路徑。

本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)通過設(shè)置外部偏置電源，給混頻二極管施加驅(qū)動電源，減小混頻器對本振功率的要求，降低了相關(guān)毫米波系統(tǒng)前端的復(fù)雜程度；

(2)通過設(shè)置本振濾波器，減小了本振和射頻兩邊失配的相互影響，使得變頻損耗在整個頻帶內(nèi)的頻響較好；

(3)混頻二極管使用串聯(lián)二極管對，對稱性好，性能穩(wěn)定，二極管對裝配到微帶上，避免了腔體與微帶熱膨脹系數(shù)不一樣，避免了二極管反復(fù)受力不均造成損傷。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的毫米波基波混頻器電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為該低本振功率的寬中頻毫米波基波混頻電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為W波段基波混頻器中的中頻帶寬測試曲線。

其中，1為中頻濾波器，2為波導(dǎo)微帶探針，3為本振濾波器，4為本振共面波導(dǎo)，5為射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)，6為平板電容，7為偏置線通孔，8為混頻二極管，9為金網(wǎng)，10為漆包線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進(jìn)一步說明：

如圖2所示，一種低本振功率的寬中頻毫米波基波混頻電路，包括腔體，腔體的一端為射頻端口，另一端為中頻端口，腔體的中部設(shè)置有本振端口和波導(dǎo)微帶探針2，腔體內(nèi)部靠近中頻端口側(cè)設(shè)置有中頻濾波器1，中頻濾波器1為抑制本振信號泄露到中頻端口，且使從波導(dǎo)耦合到微帶上的本振信號的大部分能量輸出到混頻二極管8上，射頻端口處設(shè)置射頻波導(dǎo)，射頻波導(dǎo)內(nèi)有射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)5、本振共面波導(dǎo)4和混頻二極管8，混頻二極管為串聯(lián)二極管對，混頻二極管8的三個管腳分別與本振共面波導(dǎo)4和射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)5相連，射頻端口的兩側(cè)設(shè)置有平板電容6和偏置線通孔7，偏置線通孔7上連有外部偏置電源，平板電容6的一端與偏置線通孔7通過漆包線10相連，另一端與射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)5的微帶鰭線通過金網(wǎng)9相連。

腔體內(nèi)靠近混頻二極管還設(shè)置本振濾波器3。本振濾波器3用于小本振濾波器兩端失配的相互影響，改善混頻器變頻損耗頻響。

本振共面波導(dǎo)4使本振信號以較小的損耗傳輸?shù)交祛l二極管8上；射頻波導(dǎo)的信號進(jìn)入射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)5，射頻波導(dǎo)轉(zhuǎn)微帶鰭線結(jié)構(gòu)5將射頻波導(dǎo)的電場集中到微帶鰭線上，便于將整個電磁能量耦合到混頻二極管8上，同時微帶鰭線與直流地分離，使得外部偏置電源可以通過平板電容6與微帶鰭線施加到混頻二極管8上，平板電容6提供高頻回路。

經(jīng)過混頻二級管8得到的中頻信號經(jīng)過中頻濾波器1輸出至中頻端口。

本振濾波器用于減小本振濾波器兩端失配的相互影響，改善混頻二極管8變頻損耗頻響。

偏置線通孔7提供外部偏置電源出入腔體的路徑。

如圖3所示，為W波段基波混頻在本振功率為3dBm，外部偏置電壓為1V左右的中頻帶寬測試曲線。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。