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一种宽带射频取样混频器

阅读：1013发布：2020-05-21

专利汇可以提供一种宽带射频取样混频器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种宽带射频取样混频器，属于射频技术领域，包括脉冲发生器、微带线‑ 槽线转换巴伦和取样门管电路。本发明中的脉冲发生器，将输入的50MHz低本振信号产生取样需要的丰富的谐波分量，谐波频率覆盖 2MHz‑6GHz，产生的脉冲信号幅度高，相位噪声好，同时能阻止脉冲信号返回本振输入端，提高了本振和射频中频的隔离度；微带/槽线巴伦，采用微带线和槽线转换结构，由于1/4 波长槽线开路线的使用，使得微带槽线巴伦具有很小的插入损耗与驻波系数，减少了微波脉冲信号的反射，更利于微波脉冲信号的传输；取样混频产生的中频信号幅度高，信号纯净度好；整体电路可以集成在一块印制板上，体积小，成本低。，下面是一种宽带射频取样混频器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种宽带射频取样混频器，其特征在于，包括脉冲发生器、微带线-槽线转换巴伦和取样门管电路；
所述脉冲发生器，被配置为用于产生本振脉冲信号，所述微带线-槽线转换巴伦，被配置为用于传输脉冲发生器产生的本振脉冲信号；
脉冲发生器产生本振脉冲信号并输出至微带线-槽线转换巴伦，微带线-槽线转换巴伦将本振脉冲信号分为两个大小相等、相位相差180°的脉冲信号，然后将两个脉冲信号加载在取样门管电路的两端，开通取样门管电路，对输入的射频信号取样。
2.根据权利要求1所述的宽带射频取样混频器，其特征在于，所述脉冲发生器主要由射频变压器、电感、匹配电路、高阻传输线以及阶跃恢复二极管组成，射频变压器、电感、匹配电路、高阻传输线以及阶跃恢复二极管通过线路依次连接。
3.根据权利要求2所述的宽带射频取样混频器，其特征在于，所述匹配电路主要由电阻和电容组成，电阻的一端和电容的一端组成公共端连接至电感和高阻传输线组成的公共端，电阻的另一端和电容的另一端分别接地。
4.根据权利要求1所述的宽带射频取样混频器，其特征在于，所述取样门管电路主要由肖特基取样二极管对组成。

说明书全文

一种宽带射频取样混频器

技术领域

[0001] 本发明属于射频技术领域，具体涉及一种宽带射频取样混频器。

背景技术

[0002] 宽带取样混频器，将微波信号变成较低频率的中频信号，同时保持微波信号的幅度信息和相位信息不丢失。因而它在低本振的变频系统中获得了广泛的应用。宽带取样技术在矢量网络分析仪、超宽带通信接收机、取样示波器、微波计数器、锁相环器件等各种系统中都是非常重要的技术。

[0003] 现有的宽带取样混频器采用微波混合集成的方法，在腔体中通过微带片，金线金网将裸芯片、薄膜电阻等连接到一起，形成宽带取样混频器模块，然后通过穿心电容外接电源控制取样器的工作，输入输出信号通过接头与外界实现信号交流。传统的宽带取样器一般在混合集成电路中实现，需要用到微带电路和裸芯片等，具有结构复杂、成本高、可靠性低等缺点，且不利于和其他部分电路集成到一起。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种宽带射频取样混频器，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的推广效果。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种宽带射频取样混频器，包括脉冲发生器、微带线-槽线转换巴伦和取样门管电路；

[0007] 所述脉冲发生器，被配置为用于产生本振脉冲信号，所述微带线-槽线转换巴伦，被配置为用于传输脉冲发生器产生的本振脉冲信号；

[0008] 脉冲发生器产生本振脉冲信号并输出至微带线-槽线转换巴伦，微带线-槽线转换巴伦将本振脉冲信号分为两个大小相等、相位相差180°的脉冲信号，然后将两个脉冲信号分别加载在取样门管电路的两端，开通取样门管电路，对输入的射频信号取样，取样后的信号先由取样电容保持再经后面的中频放大电路进行放大，然后输出。

[0009] 优选地，所述脉冲发生器主要由射频变压器、电感、匹配电路、高阻传输线以及阶跃恢复二极管组成，射频变压器、电感、匹配电路、高阻传输线以及阶跃恢复二极管通过线路依次连接。

[0010] 优选地，所述匹配电路主要由电阻和电容组成，电阻的一端和电容的一端组成公共端连接至电感和高阻传输线组成的公共端，电阻的另一端和电容的另一端分别接地。

[0011] 优选地，所述取样门管电路主要由肖特基取样二极管对组成。

[0012] 本发明所带来的有益技术效果：

[0013] 本发明提出了一种宽带射频取样混频器，与现有技术相比，本发明具有更宽的工作频率，通道隔离度高、体积小、制作成本低、集成度高，具有输出中频信号幅度高、信号纯净等优点，具体如下：

[0014] (1)脉冲发生器，采用变压器、电容、电感、电阻、高阻传输线与阶跃恢复二极管的组合，将输入的50MHz低本振信号产生取样需要的丰富的谐波分量，谐波频率覆盖2MHz-6GHz，产生的脉冲信号幅度高，相位噪声好，同时电路能阻止脉冲信号返回本振输入端，提高了本振和射频中频的隔离度。

[0015] (2)微带/槽线巴伦，采用微带线和槽线转换结构，由于1/4 波长槽线开路线的使用，使得微带槽线巴伦具有很小的插入损耗与驻波系数，较宽的带宽，减少了微波脉冲信号的反射，更利于微波脉冲信号的传输。

[0016] (3)取样混频产生的中频信号幅度高，信号纯净度好，更易于后面的电路处理。

[0017] (4)整体电路可以集成在一块印制板上，体积小，成本低。附图说明

[0018] 图1为本发明一种宽带射频取样混频器的硬件原理图。

[0019] 图2为本发明中脉冲发生器的电路图。

[0020] 图3为本发明一种宽带射频取样混频器的PCB图。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0022] 如图1所示，脉冲发生器产生含有丰富谐波的极窄开关脉冲信号，输出至微带线-槽线转换巴伦，微带线-槽线转换巴伦将开关脉冲信号分为大小相等，相位相差180°的两个脉冲信号，并将两个脉冲信号通过取样电容和取样电阻加载在肖特基取样二极管对的两端，脉冲相当于控制肖特基取样二极管对的开关，只要脉冲幅度大于肖特基取样二极管的导通电压，便可开通取样门管电路，肖特基取样二极管导通，对输入的射频信号取样，取样后的信号先被取样电容保持，然后再由后面的中频放大电路进行放大，然后输出。

[0023] 脉冲发生器为宽带取样混频器提供脉冲波形，主要由射频变压器、推动电感L、匹配电路RC、高阻传输线和SRD管(阶跃恢复二极管)组成(如图2所示)。

[0024] 本发明一种宽带射频取样混频器的PCB图如图3所示，其工作过程如下：

[0025] 射频信号从RF端进入共面波导，电场的方向是指向两边的地，加载到取样二极管对上，在两个取样二极管上产生等幅同相电压。

[0026] 本振脉冲信号从下面的微带线耦合到上面的槽线中，向open slot(1/4波长槽线开路线)端传输的波经open slot反射后，反射波具有180°相移，正好与向阶跃恢复二极管方向传输的波同相相加，合成后向取样二极管传输，在两个取样二极管上产生等幅反相电压。这样微带线-槽线转换巴伦就将阶跃恢复二极管产生的非平衡取样脉冲转换成一对等幅、反相的平衡脉冲，它们沿槽线传输，分别通过取样电阻和取样电容加载到取样二极管上。

[0027] 在槽线上传输的信号以奇模形式传输，加在共面波导上的微波信号是以偶模形式传输，这两种模式相互隔离，因而本振端口和射频端口的隔离可做的很高。在取样二极管的地方，脉冲信号近似为控制取样二极管的开关信号，而射频信号只在开关导通的时候才能经过取样二极管被取样电容保持后到达后面的中频放大电路，经过中频放大电路输出至数字电路部分进行处理。

[0028] 利用脉冲信号完成了对射频信号的采样过程。

[0029] 本发明中的脉冲发生器，采用变压器、电容、电感、电阻、高阻传输线与阶跃恢复二极管的组合，将输入的50MHz低本振信号产生取样需要的丰富的谐波分量，谐波频率覆盖2MHz-6GHz，产生的脉冲信号幅度高，相位噪声好，同时电路能阻止脉冲信号返回本振输入端，提高本振和射频中频的隔离度；微带/槽线巴伦，采用微带线和槽线转换结构，由于1/4波长槽线开路线的使用，使得微带槽线巴伦具有很小的插入损耗与驻波系数，较宽的带宽，减少了微波脉冲信号的反射，更利于微波脉冲信号的传输；取样混频产生的中频信号幅度高，信号纯净度好，更易于后面的电路处理；整体电路可以集成在一块印制板上，体积小，成本低。

[0030] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

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