[发明专利]基于谐波混频结构的Ku/Ka双频段混频器

说明书

本发明公开了一种基于谐波混频结构的Ku/Ka双频段混频器，包括介质基板、微带电路、金属地以及波导滤波器F，所述金属地设置在介质基板的一面，微带电路设置在介质基板的另一面，所述微带电路包括本振输入模块A、中频输入模块B、Ka波段射频输出端口C、Ku波段射频输出模块D、反向并联二极管对电路E、Ka射频开关电路、Ku射频开关电路以及微带波导过渡电路。本发明工作频率为Ku/Ka两个波段，频差大。

技术领域

本发明属于双频段混频器技术，具体为一种基于谐波混频结构的Ku/Ka双频段混频器。

背景技术

针对频域干扰，探测系统如果能够转换工作频率，那么可以使得敌方干扰设备难以对准其中心频率，从而能够大大提高探测系统的抗干扰能力。多频段、小型化的射频前端是该技术的关键，而混频器作为射频前端的核心器件，其是否能够实现多频段混频是该技术的难点。就目前公开发表的研究成果而言，大多数双频段混频器件工作频段较低，主要集中在X波段及以下，频差一般只有几个GHz，远远满足不了高抗干扰弹载探测器系统的要求。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于谐波混频结构的Ku/Ka双频段混频器。

实现本发明的技术解决方案为：一种基于谐波混频结构的Ku/Ka双频段混频器，包括介质基板、微带电路、金属地以及波导滤波器F，所述金属地设置在介质基板的一面，微带电路设置在介质基板的另一面，所述微带电路包括本振输入模块A、中频输入模块B、Ka波段射频输出端口C、Ku波段射频输出模块D、反向并联二极管对电路E、Ka射频开关电路、Ku射频开关电路以及微带波导过渡电路，本振输入模块A与反向并联二极管对电路E的一端连接，中频输入模块B、Ka波段射频输出端口C、Ku波段射频输出模块D通过微带线分别与反向并联二极管对电路E的另一端连接；Ka射频开关电路用于控制Ka波段射频输出模块D的通断，Ku射频开关电路用于控制Ku波段射频输出通道D的通断，波导滤波器F通过微带波导过渡电路与Ka波段射频输出端口C连接。

优选地，所述本振输入通道A包括依次连接的接头-微带过渡电路、本振带通滤波器和匹配电路，所述接头-微带过渡电路用于将本振信号传送到本振带通滤波器，所述本振带通滤波器用于对本振信号进行滤波得到纯净的频谱，所述匹配电路用于实现并联反向二极管对的输入阻抗匹配。

优选地，所述本振带通滤波器采用五阶SIR耦合形式，其通带中心频率为8GHz，在通带两侧有一对传输零点。

优选地，中频输入通道B包括依次连接的低通滤波器和SMA接头-微带电路过渡结构，中频信号通过SMA接头-微带电路过渡结构14，再经低通滤波器6滤波后输入。

优选地，所述低通滤波器采用CMRC结构，其通带频率为1GHz,在15-17GHz,31-33GHz处具有25dB以上的频带抑制特性。

优选地，反向并联二极管电路E包括反向并联二极管和四分之一本振波长并联开路枝节和基于CMRC结构的第一信号反射单元和第二信号反射单元，所述第一信号反射单元和第二信号反射单元通过微带线连接，所述反向并联二极管、四分之一本振波长并联开路枝节均通过微带线与第二信号反射单元连接。

优选地，所述Ku射频输出通道D包括依次连接的带通滤波和K接头-微带电路过渡结构，带通滤波器采用五阶SIR耦合带通滤波器，带通滤波器中心频率为16.5GHz，具有一对带外传输零点；Ku射频信号经带通滤波器滤波后经K接头-微带电路过渡结构输出。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明工作频率为Ku/Ka两个波段，频差大；2)本发明采用PIN二极管设计射频开关电路，实现双频混频器工作频段切换；3)本发明在本振输入通道和Ka波段射频输出通道加入具有良好的带通特性和带外抑制特性的SIR耦合带通滤波器，在中频输出通道加入CMRC低通滤波器，实现本振、射频和中频通道的良好隔离；4)本发明引入反射结构CMRC,通过改变S11参数的相位实现混频器的低变频损耗特性。