无辐射介质波导频率转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种使用无辐射介质波导的毫米波频率转换器。该频率转换器由一个局部振荡器、一个绝缘器、一个循环器、一个上转换器、一个高通滤波器和一个天线组成。局部振荡波生成自局部振荡器或自外部。安装绝缘器旨在仅传输局部振荡波并对局部振荡器不产生任何影响。用此方法，局部振荡波通过绝缘器传输到循环器。输入到循环器输入端口的局部振荡波通过连接循环器和上转换器的端口同中心频率信号混合，然后，经混合的信号经过循环器输出端口到达高通滤波器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种频率转换器，其用于一无辐射介质波导，具有低损耗的特征，在曲面和中断部分几乎无辐射。
技术介绍
在相关技术中，运用MMIC(单片微波集成电路)技术在毫米波带中设计和实施频率转换器是非常困难的。而且在普通介质传输线路上安装半导体元件也是困难的。无辐射介质波导技术已经引入毫米波带电路构图，最近正在开发诸如毫米波带振荡器、调节器、混频器等使用无辐射介质波导技术的电路元件。在使用无辐射介质波导时，上层导板和下层导板之间的间隙应小于使用频率波长的二分之一，无辐射介质波导电路处于上层导板和下层导板之间。
技术实现思路
本专利技术使用无辐射介质波导技术解决毫米波带相关技术的MMIC技术中的困难。因此，本专利技术涉及一种频率转换器，其包括一个无辐射介质波导，一个绝缘器，一个上转换器，一个高通滤波器和一个天线。本专利技术的频率转换器的首选实施方案是将从外部使用的局部振荡波经过一绝缘器传输到一循环器，混合局部振荡波和IF信号，该信号输入自无空气间隙的上转换器，然后，混合的信号被传输至循环器输出终端。在直线高通滤波器内，混合的高频信号经天线被传送和辐射。另一方面，混合的低频信号被反射和传输到绝缘器。此外，混合的低频信号在终端被吸收，对局部振荡部分无任何影响。本专利技术频率转换器的第二实施方案是频率转换器的上转换器和首选实施方案的频率转换器的循环器之间有空气间隙。频率转换器的第三实施方案是在安装有耿氏二极管的内部耿氏二极管基座内生成局部振荡波，使局部振荡波进入使用带式谐振器的无辐射介质波导，通过绝缘器将局部振荡波输送到循环器，将局部振荡波同输入自无空气间隙的上转换器的IF信号混合，并将混合的信号传输至循环器输出终端。在直线高通滤波器内，混合的高频率信号经天线输送和辐射。另一方面，混合的低频率信号被直线高通滤波器反射并传输至绝缘器。混合的低频信号在终端被吸收，对局部振荡部分无任何影响。本专利技术频率转换器的第四实施方案是第三实施方案的上转换器和循环器之间具有空气间隙。为制作小尺寸的频率转换器，可根据第一、第二、第三和第四实施方案，使用曲线高通滤波器制作频率转换器。有关本专利技术构成和实施的详细说明，本专利技术将分别对循环器、绝缘器、上转换器、直线高通滤波器、曲线高通滤波器和使用耿氏二极管的局部振荡单元进行解释。只提供使用曲线高通滤波器的频率转换器，对直线高通滤波器将另外说明。本专利技术实施在50GHz的毫米波带。亦可在其他毫米波带内改进和实施。在50GHz毫米波带内，上层导板和下层导板间的间隙是2.7mm。换而言之，无辐射介质波导的高度为2.7mm，宽度为3.0mm。附图说明图1为接收外来局部振荡波的频率转换器透视图。图2为接收外来局部振荡波的频率转换器顶视图。图3是本专利技术的频率转换器整体图解。图4是由模式抑制器和铁素体谐振器构成的循环器透视图。图5为频率转换器中绝缘器作用示意图表，为一个循环器，在某一端安装一无反射终端。图6是使用在循环器和绝缘器内的铁素体谐振器透视图。图7是安装在内部局部振荡单元，绝缘器和循环器上的模式抑制器的分解透视图。图8是终端的分解透视图，其被安装在绝缘器的一端。图9是一网络分析器上的曲线图，表示循环器和绝缘器的插入损耗。图10是一网络分析器上的曲线图，表示循环器和绝缘器的绝缘特征。图11为一曲线图，表示在无辐射介质波导上按图7所示安装模式抑制器时LSM型波和LSE型波的传输损耗。图12为曲线图，表示图8所示终端的电压常规波率(VSWR)。图13为无空气间隙的上转换器透视图。图14为上转换器顶视图，其无空气间隙，输入入射波FlO和反射波FlO±fIF。图15为上转换器截面图，其无空气间隙，输入入射波FlO和反射波FlO±fIF。图16为安装在上转换器上的肖特基二极管基座顶视图。图17为供给IF和偏压至上转换器的电路图，其上安装一肖特基二极管。图18是说明根据无空气间隙的上转换器的频率的VSWR的曲线图。图19为有空气间隙的上转换器的透视图。图20上转换器顶视图，其有空气间隙，输入入射波FlO和反射波FlO±fIF。图21为上转换器截面图，其有空气间隙，输入入射波FlO和反射波FlO±fIF。图22说明根据有空气间隙的上转换器的频率的VSWR的曲线图。图23为一曲线图，说明根据有空气间隙的上转换器的频率的VSWR在使用局部振荡波功率7dBm，偏流3mA时的曲线。图24为曲线图，表示根据IF频率在局部振荡频率为SOGHz和局部振荡波输出功率分别为OdBm或7dBm，IF功率为7dBm条件下的转换损耗。图25为一曲线图，说明根据IF功率在局部振荡频率是50GHz，局部振荡波输出功率分别是0dBm或7dBm，IF频率是800MHz，RF频率是50.8GHz，偏流是3mA条件下RF(接收频率)输出功率。图26为一曲线图，说明根据局部振荡波输出功率局部振荡频率是50GHz，IF频率是800MHz，IF功率为7dBm，RF频率是50.8GHz时的转换损耗。图27为无辐射介质波导高通滤波器顶视图，其阻塞低频混合信号，传输经过上转换器生成的混合信号fLO±fIF中的高频率混合信号。图28是一曲线图，表示图27所示的根据无辐射介质波导的频率的传输损耗。图29为本专利技术中制造小尺寸频率转换器的目的而用于代替直线高通滤波器的曲线高通滤波器顶视图。图30为网络分析器绘制的曲线图，表示根据图29中的无辐射介质波导曲线高通滤波器的频率传输损耗。图31为具有内置局部振荡单元的频率转换器的透视图。图32为具有内置局部振荡单元的频率转换器的顶视图。图33为安装有用于局部振荡的耿氏二极管的耿氏二极管基座透视图。图34为带式谐振器透视图，其向无辐射介质波导输送局部振荡波。图35为曲线图，表示当局部振荡波频率为50GHz，局部振荡波输出功率为7dBm，IF频率为800MHz时，根据IF输出功率频率转换器的RF输出功率特点，其在内部有一局部振荡单元。图表重要部件代码说明1上层导板；2下层导板；3，18，23，28，30，32，34，38，42，46，51，56，58，60，64无辐射介质波导； 4，6，8，10，14，29，31，33，61，63，62模式抑制器(通过在无辐射介质波导24内嵌入扼流型滤波器24制成)；5，9铁素体谐振器(由铁素体25、27和特氟纶管构成)；7终端(通过在无辐射介质波导内嵌入一片绝缘板59做成)；11，35上转换器的前部特氟纶(有空气间隙)；12，36肖特基二极管基座(其上安装一肖特基二极管40)；13，37上转换器的后部特氟纶；15，17，43，45，52，55圆锥部分(其被嵌入传输线路以实施高通滤波器)；16，44曲线切断单元(阻断低频率，输送高频率)；19，20，41，47，50，57杆状天线；21带式谐振器(将生成于频率转换器内耿氏二极管的局部振荡波传输到无辐射介质波导)；22；耿式二极管基座(在频率转换器内由偏置扼流48和局部振荡耿氏二极管构成)；24金属(铜)薄膜片(具有λ/4扼流结构)；25，27铁素体磁盘；39高电容率薄片(用于与无辐射介质波导和肖特基二极管基座匹配的阻抗)；40肖特基二极管；48偏置扼流(在耿式二极管阳极上用偏压)；49耿式二极管(振荡元素)；54直线阻断单元(阻断低频率，输送高频率)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率转换器，其中：通过绝缘器来自外部的局部振荡波被运用到循环器；局部振荡波与通过无空气间隙的上转换器输入的中频信号混合，混合的信号被传输到循环器输出终端；传输通过直线型高通滤波器的混合高频信号被天线辐射；混合低频信号被反射并传输到绝缘器，该信号被一终端所吸收，由此对局部振荡单元不产生影响。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：申千雨，
申请(专利权)人：NRD技术有限公司，申千雨，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]