Диодные преобразователи в диапазонах СВЧ

На рис. 7.11, а представлена схема смесителя коаксиального типа, при­меняющегося в 10-сантиметровом диапазоне. Сигнал вводится в смеситель­ную камеру из объемного резонатора, связанного с антенной или предва­рительным каскадом УСЧ. Мощность гетеродина вводится через коаксиаль­ный шлейф. Предусмотрена возможность регулировки связи гетеродина со смесителем. В цепь диода включена нагрузка для промежуточной частоты

Рис. 7.11. Схемы кристаллических смесителей в диапазоне СВЧ:

а — \ к, 10 см; б — К т 3 см

Рис. 7.12. Схема балансного смесителя с двумя делителями мощности;

/ — микрополосковый делитель мощности (длина каждого плеча ^./4): 2 — делитель мощности на балансной линии; 3— переход с балансной линии на микрополосковую

и цепочка для подбора оптимального угла отсечки, при котором достигается максимальный коэффициент передачи. Кроме того, в случае необходимости, включается прибор постоянного тока, по которому можно судить о мощно­сти гетеродина и исправности кристалла и гетеродина.

На рис. 7.11, б показана схема смесителя волноводного типа, используемого главным образом в 3-сантиметровом диапазоне. Мощность гетеродина вводится посредством штыря отражательного клистрона, который может выдвигаться в волновод в большей или меньшей степени. Настройка смесительной камеры осуществляется с помощью короткозамыкающего поршня. Местонахождение диода определяет согласование: поперечное перемещение диода к одной из боковых стенок меняет, главным образом, входную активную проводимость, тогда как перемещение диода вверх или вниз вдоль оси изменяет в основном реактивную составляющую проводимости.

Для ослабления шумов гетеродина и получения высокой развязки в широкой полосе частот используются балансные схемы смесителей с гибридными соединениями на различных типах передающих линий [80]. На рис. 7.12 показана схема балансного смесителя в интегральном исполнении. В нем используется гибридное соединение балансной и микрополосковой линий. Напряжение гетеродина подается на диоды через делитель на балансных передающих линиях. Сигнал же подается через другой делитель, изготовленный на основе микрополосковых линий с высоким характеристическим сопротивлением. В такой схеме обеспечивается развязка между цепями гете­родина и сигнала более 20 дБ в полосе в одну октаву.-

Рис. 7.13. Смеситель на двухзатворных полевых транзисторах с барьером Шоттки (ПТШ)

Транзисторные преобразователи в диапазонах СВЧ

Конкуренцию диодным смесителям составляют смесители на двухзатворном полевом транзисторе с барьером Шоттки (ПТШ). Они обладают пример­но на 10 дБ большим динамическим диапазоном по сравнению с балансным смесителем на диодах и выполняются на двух транзисторах. Первый (двухзатворный) обеспечивает усиление основного сигнала и гетеродина, второй (однозатворный) работает в режиме преобразования. Такой смеситель на частоте 4 ГГц имеет усиление при преобразовании 15 дБ и Ш = 3 дБ.

На двухзатворных ПТШ выполняются и схемы с подавлением зеркального канала. Входной сигнал через квадратурный гибридный мост подается на первые затворы (рис. 7.13). Сигнал гетеродина синфазно подается на вто­рые затворы. Квадратурный мост, работающий на промежуточной частоте, обеспечивает дополнительный фазовый сдвиг 90° и компенсацию сигнала зеркальной частоты. На частоте 6 ГГц такой смеситель на ПТШ с длиной затвора 0,5 мкм обеспечивает подавление сигнала зеркальной частоты на 20 дБ, усиление при преобразовании 10 дБ и коэффициент шума 2,5 дБ. В миллиметровом диапазоне получены промышленные образцы смесителей с коэффициентом шума порядка 5...7 дБ.

При конструкторской проработке следует учитывать особенности:

1. По возможности выполнять в виде отдельного блока генератор гетеродина с его тщательной экранировкой.

2. Необходимо производить экранировку ВЧ узлов, контурных катушек

Дата добавления: 2014-01-04