смеситель свч

Формула изобретения

Смеситель СВЧ, содержащий два смесительных диода, соединенных катодом первого и анодом второго с отрезком линии передачи, первый конец которого является входом ВЧ сигнала, а второй конец выходом сигнала промежуточной частоты, и два короткозамкнутых по высокой частоте отрезка линии передачи, каждый из которых соединен с вторым электродом соответствующего смесительного диода, отличающийся тем, что длина l каждого из короткозамкнутых отрезков линии передачи выбрана равной:



где Х_д реактивное сопротивление смесительного диода на частоте 2 n f_г где n 1,2,3. а f_г частота сигнала гетеродина;

Z волновое сопротивление отрезка линии передачи;

длина волны в отрезке линии передачи на частоте 2n f_г,

при этом первый конец отрезка линии передачи является входом сигнала гетеродина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, СВЧ-приемниках.

Известен смеситель с субгармонической накачкой, содержащий два смесительных диода, соединенных анодом первого диода и катодом второго с отрезком линии передачи для входа мощности сигнала, сигнала гетеродина и выхода сигнала промежуточной частоты, при этом катод первого и анод второго диода короткозамкнуты (см. Полупроводниковые параметрические усилители и преобразователи СВЧ./ Под ред. В.С. Эткина, М, Радио и связь, 1983, с. 196 - 197).

Недостатком является большой коэффициент шума смесителя при его работе на четных гармониках гетеродина.

Известен смеситель СВЧ, содержащий два смесительных диода, соединенных катодом первого и анодом второго с отрезком линии передачи для входа сигнала гетеродина и выхода сигнала промежуточной частоты, и короткозамкнутые отрезки линии передачи, на частоте (2n+1) гармоники гетеродина, где n 1,2,3, в плоскости включения полосового фильтра, а расстояние от места включения диодов до полосового фильтра на частоте (2n+1) гетеродина определяют из выражения:



длина волны в отрезке линии передачи на частоте (2n+1), где n=1,2,3. f_г частота гетеродина;

X_д реактивное сопротивление смесительного диода на частоте (2n+1)f_г;

Z волновое сопротивление отрезка линии передачи. (см. пат. СССР N 1787314, кл. H 03 D 7/02, опубл. 07.01.93).

Недостатками указанного смесителя является невозможность использования его на четных гармониках гетеродина из-за большого коэффициента шума.

Задачей изобретения является обеспечение возможности работы смесителя на четных гармониках гетеродина с низким коэффициентом шума.

Сущность изобретения заключается в том, что в смесителе СВЧ, содержащем два смесительных диода, соединенных катодом первого и анодом второго с отрезком линии передачи для входа сигнала гетеродина и выхода сигнала промежуточной частоты, и короткозамкнутые отрезки линии передачи, согласно изобретению с отрезком линии передачи соединен вход сигнала, а каждый короткозамкнутый отрезок линии передачи соединен соответственно с анодом первого и катодом второго диодов и имеет длину, определяемую из выражения:



X_д реактивное сопротивление смесительного диода на частоте 2nf_г, где n= 1,2,3. f_г частота сигнала гетеродина;

Z волновое сопротивление отрезка линии передачи;

длина волны в отрезке линии передачи на частоте 2nf_г.

Указанная длина l короткозамкнутого отрезка линии передачи и соединение каждого короткозамкнутого отрезка с соответствующим диодом приводит к появлению резонанса в последовательном контуре, включающем реактивные сопротивления смесительных диодов X_д, отрезков линии передачи X, дифференциальных сопротивлений смесительных диодов в ЭДС e на частоте 2nf_г, возникающей на смесительных диодах (фиг. 2). Последовательный контур настроен на частоту 2nf_г. Для появления резонанса в контуре необходимо, чтобы сумма реактивных сопротивлений X и X_д на частоте 2nf_г равнялась нулю. Т. е. сопротивление линии связи X должно равняться реактивному сопротивлению X_д, но с обратным знаком.

Из общего уравнения линии связи



где Z_вх входное сопротивление линии;

Z_н сопротивление нагрузки;

Z волновое сопротивление линии;

l длина линии;

l длина волны в линии,

при Z_н=0 получаем формулу:



Выбор длины l обеспечивается равенством Z_вх (сопротивление линии связи X) и реактивного сопротивления каждого диода X_д с обратным знаком, что приводит к появлению резонанса на частоте 2nf_г, за счет которого происходит увеличение напряжения на частоте 2nf_г на дифференциальных сопротивлениях смесительных диодов, что влечет снижение потерь преобразования смесителя на частоте 2nf_г и коэффициента шума.

Коэффициент шума снижается также за счет уменьшения вклада АМ шума гетеродина, вызванного увеличением отстройки боковых полос от несущего колебания гетеродина.

Таким образом смеситель СВЧ имеет возможность работы на четных гармониках гетеродина с низким коэффициентом шума.

На фиг. 1 изображен смеситель СВЧ в разрезе; на фиг. 2 последовательный колебательный контур.

Смеситель СВЧ (фиг. 1) содержит два смесительных диода 1, 2, соединенных катодом первого 1 и анодом второго 2 с отрезком линии передачи 3 для входа сигнала и сигнала гетеродина и выхода сигнала промежуточной частоты, и короткозамкнутые отрезки линии передачи 4, 5, каждый из которых соединен соответственно, например, с анодом первого 1 и катодом второго 2 диодов и имеет длину, определяемую из выражения:



X_д реактивное сопротивление смесительного диода на частоте 2nf_г, где n 1,2,3.

Z волновое сопротивление отрезка линии передачи;

длина волны в отрезке линии передачи на частоте 2nf_г;

f_г частота гетеродина.

Смеситель работает следующим образом. Сигнал и сигнал гетеродина подают на смесительные диоды 1, 2 по отрезку линии передачи 3. Сигнал промежуточной частоты f_пч f_с-2nf_г, где f_с частота сигнала; f_г частота гетеродина; f_пч промежуточная частота, выводится по отрезку линии передачи 3.

Поскольку совокупность реактивных сопротивлений X_д смесительных диодов 1, 2 и короткозамкнутых отрезков линии передачи 4, 5 длиной l образует последовательный колебательный контур, настроенный на частоту 2nf_г, то это приводит к увеличению напряжения на четной гармонике гетеродина (2nf_г), на дифференциальном сопротивлении R_д смесительных диодов, а следовательно, к низким потерям преобразования и низкому коэффициенту шума смесителя.