一种次谐波混频器及Ka波段高频头制造技术

本发明专利技术适用于Ka波段通信领域，提供一种次谐波混频器及Ka波段高频头，所述次谐波混频器，包括本振信号滤波模块、高频信号滤波模块、次谐波混频模块及中频信号滤波模块，次谐波混频模块包括反向并联的肖特基二极管对；次谐波混频模块对本振信号滤波模块滤波后的本振信号和高频信号滤波模块滤波后的高频信号进行混频得到中频信号，中频信号滤波模块对中频信号进行滤波后输出。本发明专利技术通过利用反向并联的肖特基二极管的偶次谐波的混频特性，对高频信号和本振信号进行混频得到中频信号，以实现次谐波混频器的二次谐波混频功能，可在获得较好混频功能的同时大大降低次谐波混频器的生产制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于Ka波段通信领域，尤其涉及一种次谐波混频器及Ka波段高频头。
技术介绍
Ka波段毫米波在卫星通信领域的应用越来越广泛，Ka波段高频头作为毫米波收发机的重要部件，是实现卫星通信的关键器件，而Ka波高频头中的次谐波混频器是影响发射链路性能的重要器件之一。然而，现有的能够处理Ka波段信号的次谐波混频器芯片通常采用砷化镓(GaAs)工艺制成，此类虽然能够简化设计结构、同时增强电路的可靠性，但是价格成本较高，不适于广泛推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种次谐波混频器及Ka波段高频头，旨在解决现有的能够处理Ka波段信号的次谐波混频器芯片通常采用砷化镓(GaAs)工艺制成，此类虽然能够简化设计结构、同时增强电路的可靠性，但是价格成本较高，不适于广泛推广使用。的问题。本专利技术是这样实现的，一种次谐波混频器，包括本振信号滤波模块、高频信号滤波模块、次谐波混频模块及中频信号滤波模块，所述次谐波混频模块包括反向并联的肖特基二极管对，所述肖特基二极管对包括二极管D1和二极管D2，其中，二极管D1的正极和二极管D2的负极共接构成所述次谐波混频模块的输入端，二极管D1的负极和二极管D2的正极共接构成所述次谐波混频模块的输入输出端；所述本振信号滤波模块的输入端接入本振信号，所述高频信号滤波模块的输入端接入高频信号、所述高频信号滤波模块的输出端接所述次谐波混频模块的输入端，所述次谐波混频模块的输入输出端与所述本振信号滤波模块的输出端和所述中频信号滤波模块的输入端共接，所述中频信号滤波模块的输出端输出中频信号；所述本振信号滤波模块对接入的本振信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述高频信号滤波模块对接入的高频信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述次谐波混频模块对滤波后的本振信号和滤波后的高频信号进行混频得到中频信号并输出给所述中频信号滤波模块，所述中频信号滤波模块对所述中频信号进行滤波后输出。优选的，所述本振信号滤波器模块为平行耦合微带线带通滤波器。优选的，所述本振信号滤波器模块的微带线结构为M阶平行耦合微带结构，所述M阶平行耦合微带结构包括沿各微带线长度方向相互平行设置的M+1条微带线；所述M+1条微带线等间距或不等间距分布，当所述M+1条微带线不等间距分布时，相邻微带线之间的间距以中间两条微带线之间的间距为基准向两侧递减；所述M+1条微带线的宽度相等且各微带线的长度按照微带线的分布顺序以中间m条微带线的长度为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条微带线的长度相等，其中，M和m均为大于0的正整数。优选的，所述本振信号滤波模块接入的本振信号的频率范围为9.03GHz～9.22GHz，经所述两阶平行耦合微带结构滤波后输出的本振信号的中心频率为～9.125GHz。优选的，所述次谐波混频器还包括与所述本振信号滤波模块的输入端连接的低噪声放大器，本振信号经由所述低噪声放大器放大之后再输出给所述本振信号滤波模块进行滤波。优选的，所述高频信号滤波模块为平行耦合微带线带通滤波器。优选的，所述高频信号滤波模块的微带线结构为N阶平行耦合微带结构，所述N阶平行耦合微带结构包括沿各微带线长度方向相互平行设置的N+1条微带线；所述N+1条微带线等间距或不等间距分布，当所述N+1条微带线不等间距分布时，相邻微带线之间的间距以中间两条微带线之间的间距为基准向两侧递减；所述N+1条微带线的宽度相等且各微带线的长度按照微带线的分布顺序以中间n条微带线的长度为基准向两侧递减，当n＞1时，所述中间n条微带线的长度相等，其中，N和n均为大于0的正整数。优选的，所述次谐波混频模块还包括限流电阻R1和限流电阻R2，其中，限流电阻R1串联在二极管D1的负极和所述次谐波混频模块的输入输出端之间，限流电阻R2串联在二极管D2的正极和所述次谐波混频模块的输入输出端之间。优选的，所述中频信号滤波模块为平行耦合微带线带通滤波器或滤波电容。本专利技术实施例还提供一种Ka波段高频头，所述Ka波段高频头包括如前所述次谐波混频器。本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：通过利用反向并联的肖特基二极管的偶次谐波的混频特性，对高频信号和本振信号进行混频得到中频信号，以实现次谐波混频器的二次谐波混频功能，可在获得较好混频功能的同时大大降低次谐波混频器的生产制造成本。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的次谐波混频器的基本结构框图；图2是本专利技术实施例二提供的本振信号滤波模块中两阶平行耦合微带结构的示意图；图3是本专利技术实施例二提供的高频信号滤波模块中五阶平行耦合微带结构
的示意图；图4是本专利技术实施例三提供的次谐波混频模块的具体结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一如图1所示，在本实施例中，次谐波混频器包括本振信号滤波模块10、高频信号滤波模块20、次谐波混频模块30及中频信号滤波模块40。次谐波混频模块30包括反向并联的肖特基二极管对，所述肖特基二极管对包括二极管D1和二极管D2，其中，二极管D1的正极和二极管D2的负极共接构成次谐波混频模块30的输入端，二极管D1的负极和二极管D2的正极共接构成次谐波混频模块30的输入输出端。本振信号滤波模块10的输入端LO IN接入本振信号Vlo，高频信号滤波模块20的输入端RF IN接入高频信号Vrf、高频信号滤波模块20的输出端接次谐波混频模块30的输入端，次谐波混频模块30的输入输出端与本振信号滤波模块10的输出端和中频信号滤波模块40的输入端共接，中频信号滤波模块40的输出端IF OUT输出中频信号Vif。本振信号滤波模块10对接入的本振信号Vlo进行滤波后输出给次谐波混频模块30，高频信号滤波模块20对接入的高频信号Vrf进行滤波后输出给次谐波混频模块30，次谐波混频模块30对滤波后的本振信号和滤波后的高频信号进行混频得到中频信号并输出给中频信号滤波模块40，中频信号滤波模块40对所述中频信号进行滤波后得到滤波后的中频信号Vif并输出。本实施例通过采用反向并联的肖特基二极管作为次谐波混频模块，利用反向并联的肖特基二极管的偶次谐波的混频特性，对高频信号和本振信号进行混
频得到中频信号，以实现次谐波混频器的二次谐波混频功能，可在获得较好混频功能的同时大大降低次谐波混频器的生产制造成本。实施例二本实施例是对实施一中的次谐波滤波器内部器件结构的进一步细化。在本实施例中，本振信号滤波器模块10和高频信号滤波模块20均采用平行耦合微带线带通滤波器。本振信号滤波器模块10的微带线结构为M阶平行耦合微带结构，所述M阶平行耦合微带结构包括沿各微带线长度方向相互平行设置的M+1条微带线；所述M+1条微带线等间距或不等间距分布，当所述M+1条微带线不等间距分布时，相邻微带线之间的间距以中间两条微带线之间的间距为基准向两侧递减；所述M+1条微带线的宽度相等且各微带线的长度按照微带线的分布顺序以中间m条微带线的长度为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条微带线的长度相等，其中，M和m均为大于0的正整数。高频信号滤波模块20的微带线结构为N阶平行耦合微带结构，所述N阶平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种次谐波混频器，包括本振信号滤波模块、高频信号滤波模块、次谐波混频模块及中频信号滤波模块，其特征在于，所述次谐波混频模块包括反向并联的肖特基二极管对，所述肖特基二极管对包括二极管D1和二极管D2，其中，二极管D1的正极和二极管D2的负极共接构成所述次谐波混频模块的输入端，二极管D1的负极和二极管D2的正极共接构成所述次谐波混频模块的输入输出端；所述本振信号滤波模块的输入端接入本振信号，所述高频信号滤波模块的输入端接入高频信号、所述高频信号滤波模块的输出端接所述次谐波混频模块的输入端，所述次谐波混频模块的输入输出端与所述本振信号滤波模块的输出端和所述中频信号滤波模块的输入端共接，所述中频信号滤波模块的输出端输出中频信号；所述本振信号滤波模块对接入的本振信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述高频信号滤波模块对接入的高频信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述次谐波混频模块对滤波后的本振信号和滤波后的高频信号进行混频得到中频信号并输出给所述中频信号滤波模块，所述中频信号滤波模块对所述中频信号进行滤波后输出。

【技术特征摘要】
1.一种次谐波混频器，包括本振信号滤波模块、高频信号滤波模块、次谐波混频模块及中频信号滤波模块，其特征在于，所述次谐波混频模块包括反向并联的肖特基二极管对，所述肖特基二极管对包括二极管D1和二极管D2，其中，二极管D1的正极和二极管D2的负极共接构成所述次谐波混频模块的输入端，二极管D1的负极和二极管D2的正极共接构成所述次谐波混频模块的输入输出端；所述本振信号滤波模块的输入端接入本振信号，所述高频信号滤波模块的输入端接入高频信号、所述高频信号滤波模块的输出端接所述次谐波混频模块的输入端，所述次谐波混频模块的输入输出端与所述本振信号滤波模块的输出端和所述中频信号滤波模块的输入端共接，所述中频信号滤波模块的输出端输出中频信号；所述本振信号滤波模块对接入的本振信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述高频信号滤波模块对接入的高频信号进行滤波后输出给所述次谐波混频模块，所述次谐波混频模块对滤波后的本振信号和滤波后的高频信号进行混频得到中频信号并输出给所述中频信号滤波模块，所述中频信号滤波模块对所述中频信号进行滤波后输出。2.如权利要求1所述的次谐波混频器，其特征在于，所述本振信号滤波器模块为平行耦合微带线带通滤波器。3.如权利要求2所述的次谐波混频器，其特征在于，所述本振信号滤波器模块的微带线结构为M阶平行耦合微带结构，所述M阶平行耦合微带结构包括沿各微带线长度方向相互平行设置的M+1条微带线；所述M+1条微带线等间距或不等间距分布，当所述M+1条微带线不等间距分布时，相邻微带线之间的间距以中间两条微带线之间的间距为基准向两侧递减；所述M+1条微带线的宽度相等且各微带线的长度按照微带线的分布顺序
\t以中间m条微带线的长度为基准向两侧递减，当m＞1时，所述中间m条微带线的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家诚，姚建可，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市华讯方舟卫星通信有限公司，华讯方舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44