专利名称：带直流偏置的二极管双平衡混频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二^f及管双平tf混频器。
技术背景为实现通信接收系统的大动态，混频器常釆用二极管双平衡混频器(DBM) 或双双平衡混频器(DDBM)或三平衡混频器(TBM),增加平衡不平衡变换器 (BALUM)数量和增加二极管数量(如用多只二极管串联代替单只二极管)。实 质是在保证每只混频二极管的最佳本振功率电平Pl。和ldB功率压缩点PldB水平 基础上，通过二极管数量的增加提高动态。但双平衡混频器在提高其动态输出 范围的同时，其本振功率相应提高，传统双平衡混频器本振功率Pl。比PldB高约 6dB,低失真的双平衡混频器本振功率Pu)比PldB高约3dB,市售大动态平衡混 频器PldB有14 dBm 、 20 dBm 、 24 dBm,相应PLQ高达17 dBm 、 23 dBm 、 27 dBm。 这样，相应要求频踪给出较大功率，随着频踪输出功率的增大，尽管本振一中 频、本振一射频有30dB左右的隔离，但频踪相位噪声对中频系统仍有较大影响， 导致系统最终输出的误码率提高。如何降低双平衡混频器所需的本振功率，以 减小系统的相位噪声，是双平衡混频器急待解决的问题。并且，由于双平衡混 频器通常采用桥式结构连接的四个混频管(通常采用肖特基二极管)的管堆构成 桥式混频单元，桥式混频单元为封闭回路，这给双平衡混频器的电路的改进带 来困难。 实用新型内容本实用新型的目的，就是提供一种带直流偏置的二极管双平衡混频器，该 双平衡混频器动态范围大，本振功率低，系统相位噪声小，输出误码率低，且 增加部分电路简单、成本低廉、便于批量生产。本实用新型实现其发明目的，所采用的技术方案是 一种带直流偏置的二 极管双平衡混频器，第一平衡-不平衡转换器的输入绕组接射频信号，其输出绕 组的中间抽头接地，而两端与桥式结构连接的四个混频管组成的桥式混频单元 的两输入端相连；第二平衡-不平衡转换器的输入绕组接本振信号，其输出绕组 的中间抽头接前置中频滤波器、两端与桥式混频单元的输出端相连；其结构特点是桥式混频单元中相对的两只混频管的正极分别串接入偏置隔直电容，该 两只混频管的正极与串入的偏置隔直电容之间分别通过扼流圏接入直流偏置电压源；第二平衡-不平衡转换器的输出绕组与桥式混频单元的两输出端之间分别串接有隔直电容。本实用新型的工作原理是加入的偏置隔直流电容将桥式混频单元中的四 个混频管的之间直流断开，隔直电容则将桥式混频单元与第二平衡-不平衡转换 器的输出绕组之间也直流隔开。这样，直流偏置电压源的直流电压即通过扼流 线圈加入到混频单元中相对的两混频管的正极上，为混频管提供直流偏置电压， 使各个混频管接近导通的状态；这样，在混频工作时，桥式混频单元的混频管 在较小的交流信号下即可实现导通和截止的转换，实现混频。从而大大降低了 对输入的混频交流信号幅度，尤其是本振信号的信号幅度的要求。同时，由于 直流分压偏置电路是通过扼流圈加入的，扼流圏的感抗使混频的交流信号不会 经过直流偏置电路泄漏出去。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是各混频管新增得到直流偏置电压，处于接近导通的状态。这样，桥式混频 单元在很小交流信号下即可实现导通和截止的转换，实现混频，从而大大降低 了本振信号的信号电平的要求，克服了现有技术中若本振信号的幅度低于混频 管的导通电压，则桥式混频单元无法工作的缺陷。即本实用新型能在不影响混 频器动态范围的前提下，显著降低本振信号功率(幅度)；而本振功率的降低， 泄漏到射频和中频的本振功率也降低，从而显著降低了系统的相位噪声，改善 了系统的误码率。实验证明，釆用了本实用新型的混频器后，本振的功率约可 降低为原来的10%。由于混频管的偏置直流电压是通过扼流圈加入的，4fe流圈的感抗使混频的 交流信号不会经过直流偏置电路泄漏出去，对周围环境的干扰小。与现有的二极管双平衡混频器相比，本实用新型仅增加了电容、电感等少 量的简单元件，结构简单，成本低廉，便于批量生产。上述的直流偏置电压源的具体组成为两个分压电阻串联后与电压源直流 电压相连，分压电阻的串接点通过限流电阻与扼流圈相连。由两个电阻构成的分压电路是最简单又方便调整的直流偏置电压源结构， 这样本实用新型的电路结构最简单，混频管的偏置电压调整方便。
以下结合附图和具体的实施方式对本实用新型进行详细说明。
图1为本实用新型实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
实施例图l示出，本实用新型的一种具体实施方式
为一种带直流偏置的二极管双平衡混频器，第一平衡-不平衡转换器Bl的输 入绕组接射频信号RF,其输出绕组的中间抽头接地，而两端与桥式结构连接的 四个混频管组成的桥式混频单元D的两输入端1、 3相连；第二平纟紆-不平衡转 换器B2的输入绕组接本振信号L0，其输出绕组的中间抽头接前置中频滤波器 IF、两端与桥式混频单元D的输出端2、 4相连；桥式混频单元D中相对的两只 混频管D1、 D3的正极分别串接入偏置隔直电容Cl、 C2,该两只混频管D1、 D3 的正极与串入的偏置隔直电容Cl、 C2之间分别通过扼流圈Ll、 L2接入直流偏 置电压源VC;第二平衡-不平衡转换器B2的输出绕组与桥式混频单元D的两输 出端2、 4之间分别串接有隔直电容C3、 C4 。图1示出，本例的直流电压源VC的具体组成为两个分压电阻R1、 R2串 联后与电压源直流电压V+相连，分压电阻Rl、 R2的串接点通过限流电阻R3、 R4与扼流圈Ll、 L2相连。直流偏置电压源VC中分压电阻阻值Rl、 R2及电压源直流电压V+的选取， 应根据所选用的混频二极管势垒高低而定。如Ti—Si (钛-硅)低势垒正向lmA 约O. 24V, MO—Si (钼-硅)中势垒正向lmA约0. 34V， Au—Si (金-硅)高势垒 正向lmA约O. 7V,对应混频二才及管加入的直流偏置电压4妾近上述电压，分别约 为0. 15V、 0. 2V、 0. 4V。由于桥式混频单元中接入直流偏置电路的一混频管Dl (或 D3)同与其负极相连的混频管D2(或D4)成为串联的混频管组，共同从分压电阻 R2上获得偏置电压，故分压电阻R2上的电压应为上述偏置电压数字的两倍。据 此即可确定电压源电压V+、分压电阻R1、 R2的值。
权利要求1、一种带直流偏置的二极管双平衡混频器，第一平衡-不平衡转换器(B1)的输入绕组接射频信号(RF)，其输出绕组的中间抽头接地，而两端与桥式结构连接的四个混频管组成的桥式混频单元(D)的两输入端(1、3)相连；第二平衡-不平衡转换器(B2)的输入绕组接本振信号(L0)，其输出绕组的中间抽头接前置中频滤波器(IF)、两端与桥式混频单元(D)的输出端(2、4)相连；其特征在于所述的桥式混频单元(D)中相对的两只混频管(D1、D3)的正极分别串接入偏置隔直电容(C1、C2)，该两只混频管(D1、D3)的正极与串入的偏置隔直电容(C1、C2)之间分别通过扼流圈(L1、L2)接入直流偏置电压源(VC)；第二平衡-不平衡转换器(B2)的输出绕组与桥式混频单元(D)的输出端(2、4)之间分别串接有隔直电容(C3、C4)。
2、 根据权利要求1所述的一种带直流偏置的二极管双平衡混频器，其特征 在于所述的直流偏置电压源(VC)的具体组成为两个分压电阻(Rl、 R2 ) 串联后与电压源直流电压(V+)相连，分压电阻(Rl、 R2)的串接点通过限流 电阻(R3、 R4)与扼流圈(Ll、 L2)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种带直流偏置的二极管双平衡混频器，它的桥式混频单元(D)中的相对的两只混频管(D1、D3)的正极串接入偏置隔直电容(C1、C2)，且在该混频管(D1、D3)的正极与串入的偏置隔直电容(C1、C2)之间通过扼流圈(L1、L2)接入直流偏置电压源(VC)；第二平衡-不平衡转换器(B2)的输出绕组与桥式混频单元(D)的输出端(2、4)之间分别串接有隔直电容(C3、C4)。该二极管双平衡混频器动态范围大，本振功率低，系统相位噪声小，输出误码率低，且电路简单、成本低廉、便于批量生产。
文档编号H03D7/14GK201113924SQ20072008056
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者章锦泰 申请人:成都宏明电子股份有限公司