[發明專利]基于諧波混頻結構的Ku/Ka雙頻段混頻器

有效

• 申請號: 201910591212.4
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110417354B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 肖澤龍;高曉堃;許輝達;胡泰洋;吳禮;薛文;周卓輝;周軼博;孟繁雙
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H03D7/14
• 分類號: H03D7/14;H03D7/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種基于諧波混頻結構的Ku/Ka雙頻段混頻器，包括介質基板、微帶電路、金屬地以及波導濾波器F，所述金屬地設置在介質基板的一面，微帶電路設置在介質基板的另一面，所述微帶電路包括本振輸入模塊A、中頻輸入模塊B、Ka波段射頻輸出端口C、Ku波段射頻輸出模塊D、反向并聯二極管對電路E、Ka射頻開關電路、Ku射頻開關電路以及微帶波導過渡電路。本發明工作頻率為Ku/Ka兩個波段，頻差大。

技術領域

本發明屬于雙頻段混頻器技術，具體為一種基于諧波混頻結構的Ku/Ka雙頻段混頻器。

背景技術

針對頻域干擾，探測系統如果能夠轉換工作頻率，那么可以使得敵方干擾設備難以對準其中心頻率，從而能夠大大提高探測系統的抗干擾能力。多頻段、小型化的射頻前端是該技術的關鍵，而混頻器作為射頻前端的核心器件，其是否能夠實現多頻段混頻是該技術的難點。就目前公開發表的研究成果而言，大多數雙頻段混頻器件工作頻段較低，主要集中在X波段及以下，頻差一般只有幾個GHz，遠遠滿足不了高抗干擾彈載探測器系統的要求。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種基于諧波混頻結構的Ku/Ka雙頻段混頻器。

實現本發明的技術解決方案為：一種基于諧波混頻結構的Ku/Ka雙頻段混頻器，包括介質基板、微帶電路、金屬地以及波導濾波器F，所述金屬地設置在介質基板的一面，微帶電路設置在介質基板的另一面，所述微帶電路包括本振輸入模塊A、中頻輸入模塊B、Ka波段射頻輸出端口C、Ku波段射頻輸出模塊D、反向并聯二極管對電路E、Ka射頻開關電路、Ku射頻開關電路以及微帶波導過渡電路，本振輸入模塊A與反向并聯二極管對電路E的一端連接，中頻輸入模塊B、Ka波段射頻輸出端口C、Ku波段射頻輸出模塊D通過微帶線分別與反向并聯二極管對電路E的另一端連接；Ka射頻開關電路用于控制Ka波段射頻輸出模塊D的通斷，Ku射頻開關電路用于控制Ku波段射頻輸出通道D的通斷，波導濾波器F通過微帶波導過渡電路與Ka波段射頻輸出端口C連接。

優選地，所述本振輸入通道A包括依次連接的接頭-微帶過渡電路、本振帶通濾波器和匹配電路，所述接頭-微帶過渡電路用于將本振信號傳送到本振帶通濾波器，所述本振帶通濾波器用于對本振信號進行濾波得到純凈的頻譜，所述匹配電路用于實現并聯反向二極管對的輸入阻抗匹配。

優選地，所述本振帶通濾波器采用五階SIR耦合形式，其通帶中心頻率為8GHz，在通帶兩側有一對傳輸零點。

優選地，中頻輸入通道B包括依次連接的低通濾波器和SMA接頭-微帶電路過渡結構，中頻信號通過SMA接頭-微帶電路過渡結構14，再經低通濾波器6濾波后輸入。

優選地，所述低通濾波器采用CMRC結構，其通帶頻率為1GHz,在15-17GHz,31-33GHz處具有25dB以上的頻帶抑制特性。

優選地，反向并聯二極管電路E包括反向并聯二極管和四分之一本振波長并聯開路枝節和基于CMRC結構的第一信號反射單元和第二信號反射單元，所述第一信號反射單元和第二信號反射單元通過微帶線連接，所述反向并聯二極管、四分之一本振波長并聯開路枝節均通過微帶線與第二信號反射單元連接。

優選地，所述Ku射頻輸出通道D包括依次連接的帶通濾波和K接頭-微帶電路過渡結構，帶通濾波器采用五階SIR耦合帶通濾波器，帶通濾波器中心頻率為16.5GHz，具有一對帶外傳輸零點；Ku射頻信號經帶通濾波器濾波后經K接頭-微帶電路過渡結構輸出。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明工作頻率為Ku/Ka兩個波段，頻差大；2)本發明采用PIN二極管設計射頻開關電路，實現雙頻混頻器工作頻段切換；3)本發明在本振輸入通道和Ka波段射頻輸出通道加入具有良好的帶通特性和帶外抑制特性的SIR耦合帶通濾波器，在中頻輸出通道加入CMRC低通濾波器，實現本振、射頻和中頻通道的良好隔離；4)本發明引入反射結構CMRC,通過改變S11參數的相位實現混頻器的低變頻損耗特性。