本实用新型专利技术涉及一种低噪声混频器，具体为一种X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器，包括定向耦合器、匹配电路、混频二极管和低通滤波器，射频信号接定向耦合器的一输入端，本振信号接定向耦合器的另一输入端，定向耦合器的两输出端接混频二极管，混频二极管输出端连接匹配电路，匹配电路输出接低通滤波器，所述定向耦合器的两个输出端分别设有一直流偏置电路。该混频器解决了X波段信号在混频处理中出现噪声系数过大的问题，与同类产品相比，本设计具有更小的噪声系数和更小的几何尺寸。
【技术实现步骤摘要】
X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器
： 本专利技术属于微波电路领域，涉及一种低噪声混频器，具体为一种应用于X波段雷 达接收机前端的有源低噪声混频器
技术介绍
： 雷达接收机是雷达系统的重要组成部分，它的主要功能是对雷达天线接收到的微 弱信号进行预选、放大、变频、滤波、解调和数字化处理，同时抑制外部的干扰、杂波以及机 内噪声，使回波信号尽可能多地保持目标信息，以便进一步进行信号处理和数据处理。 混频器电路一般用于根据本地振荡器（L0)频率，将输入信号从一个频率转换到 另一个频率。对于降频转换应用，混频器将高输入频率，变换为低输出频率；对于升频转换 应用，输入频率将是低频率信号，输出将是高频率信号。本地振荡器（L0)频率或信号也被 认为是参考频率或信号，高射频（RF)频率或信号也被认为是数据频率信号。这些频率转换 通过对嵌入在混频器电路的混频器内核进行非线性操作来实现。连同所需的混频输出信号 一起，混频器典型地生成其他互调产物和端到端泄漏，这些都被很好地抑制了。在雷达接收 机前端系统中，经常需要利用混频器电路将某一射频带内的信号转换至另一中频带。
技术实现思路
： 针对现有X波段雷达接收机前端混频器设计中存在噪声系数过大的不足， 本专利技术提供一种X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器的设计方法，工作频率为 9. 31GHZ-9. 51GHz (X波段）。该有源混频器解决了 X波段信号在混频处理中出现的噪声系 数过大的问题，与同类产品相比，本设计具有更小的噪声系数和更小的几何尺寸。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案为： -种X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器，包括定向耦合器、匹配电路、混频 二极管和低通滤波器，射频信号接定向耦合器的一输入端，本振信号接定向耦合器的另一 输入端，定向耦合器的两输出端接混频二极管，混频二极管输出端连接匹配电路，匹配电路 输出接低通滤波器，所述定向耦合器的两个输出端分别设有一直流偏置电路。 本专利技术的进一步设计在于，直流偏置电路由直流电源、偏压接入点、微带线和扇形 微带线组成，直流电源与偏压接入点连接，偏压接入点另两端口分别与微带线和扇形微带 线连接，微带线的另一端接定向耦合器的输出端。 所述微带线长度为1/4波长；扇形微带线的扇形半径为1/4波长，扇形中心角为 45-90度。1/4波长为4. 75毫米，4. 75毫米是以9. 41GHz为中心频率时的1/4波长尺寸。 两路直流偏置电路中一路为正向偏置,另一路为反向偏置。 正向偏置中直流电源正极与偏压接入点连接，负极接地；反向偏置中直流电源负 极与偏压接入点连接，正极接地。 两路直流偏置电路中直流电源分为+2V和-2V。 与现有技术相比，本专利技术专利技术具有如下优点： (1)本专利技术通过对基板与混频二极管的选择，并且创新性地添加了正负直流偏置 电路，提高二极管的初始偏置，使得所述的混频器具有较好的性能参数，如降低混频器的噪 声系数（NF〈5dB)和改善变频损耗（GonvGain〈5dB)。 (2)本专利技术有源低噪声混频器具有较小的几何尺寸和可调试性强的特点，实际尺 寸为30_*31_，可用于对应频段的船舶导航雷达接收机中，便于产品的量产。 【附图说明】： 下面结合附图以及实施例对本专利技术进行进一步阐述： 图1为现有X波段低噪声混频器的电路拓扑图。 图2为现有X波段低噪声混频器的初始电路原理图。 图3为本专利技术X波段有源低噪声混频器的第一次修正改动示意图（两路直流偏置 电路均正向偏置）。 图4为本专利技术X波段有源低噪声混频器的第一次修正后电路原理图。 图5为本专利技术X波段有源低噪声混频器第二次修正改动示意图（两路直流偏置电 路中一路为正向偏置，另一路为反向偏置）。 图6为本专利技术X波段有源低噪声混频器第二次修正后的电路原理图。 图中：①定向耦合器，②匹配电路，③混频二极管，④低通滤波器，⑤直流偏置电 路，⑥反向偏置电压⑦焊盘，⑧螺丝孔，⑨偏压接入点，⑩主线路接入点。 【具体实施方式】： 实施例一： 如图1所示，为本专利技术X波段低噪声混频器的电路拓扑图。本混频器由定向耦合 器、匹配电路、混频二极管和低通滤波器组成。射频信号从定向耦合器的输入端口 1加入， 本振信号从定向耦合器的另一个输入端口 2加入。定向耦合器保证本振端口和信号端口有 适当的隔离度，隔离度一般取10dB，耦合度取3dB。定向耦合器至混频管之间有1/4波长阻 抗变换器，以完成阻抗匹配，使信号和本振功率等分地加到混频二极管。电路要求混合电路 能使射频信号和本振信号都能以等分的功率及90°的相位差加到混频二极管上。 如图2所示，为本专利技术X波段混频器的初始电路原理图。电路包括定向耦合器①， 匹配电路②，混频二极管③，低通滤波器④。 该专利技术的工作原理为，射频信号由定向f禹合器①的一个输入端输入，本振信号由 定向耦合器①的另一个输入端输入，定向耦合器的两个输出端接③混频二极管，两路输入 信号经过混频二极管后变为60MHz的中频信号，混频二极管接匹配电路②，匹配电路接低 通滤波器④，用于筛选60MHz的信号，滤去其他高频率的信号。结合基板参数计算，①中 50 Ω微带线宽度为1. 12毫米，35 Ω微带线宽度为1.92毫米。合理选型，③中的混频二极 管选取的是HSMS8202型二极管。 如下表所示，为图2所示X波段低噪声混频器的变频损耗与噪声系数。在工作频 段内，变频损耗为6. 745dB，电路噪声系数为6. 911dB。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器，包括定向耦合器、匹配电路、混频二极管和低通滤波器，射频信号接定向耦合器的一输入端，本振信号接定向耦合器的另一输入端，定向耦合器的两输出端接混频二极管，混频二极管输出端连接匹配电路，匹配电路输出接低通滤波器，其特征是：所述定向耦合器的两个输出端分别设有一直流偏置电路。
【技术特征摘要】
1. 一种X波段雷达接收机前端有源低噪声混频器，包括定向耦合器、匹配电路、混频二 极管和低通滤波器，射频信号接定向耦合器的一输入端，本振信号接定向耦合器的另一输 入端，定向耦合器的两输出端接混频二极管，混频二极管输出端连接匹配电路，匹配电路输 出接低通滤波器，其特征是：所述定向耦合器的两个输出端分别设有一直流偏置电路。2. 根据权利要求1所述的混频器，其特征是：所述直流偏置电路由直流电源、偏压接入 点、微带线和扇形微带线组成，直流电源与偏压接入点连接，偏压接入点另两端口分别与微 带线和扇形微带线连接，微带线的另一端接定向耦合器的输出端。3. ...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊祥，徐硕，孟季春，王晨昊，潘安，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。