Приемный свч-модуль

ЬСТВУ едовател ьуринов и(54) ПРИЕМНЫЙ (57) Использован прижимные устрой ния; в корпус сигнального прям единенный плавн прямоугольного в СВЧ-МОДУЛ Ь ие: техника С ства. Сущность е выполнен оугольного вол ым переходомолновода с дву Ч, радио- изобретеотрезок овода, соотрезком мя гребняГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США М 4641369,кл. Н 04 В 1/26, 1986.Патент США М 4691380,кл. Н 04 В 1/26, 1987,Изобретение относится к радиоизмерениям, в частности к устройствам, предназначенным для приема слабых сигналов в миллиметровом диапазоне длин волн и может быть использовано в радиоастрономии, медицине и технической диагностике.Известен приемный СВЧ-модуль, содержащий проводящий корпус, в котором размещен сигнальный волновод, включающий согласующий трансформатор и диодн ый смесител ь. Согласующий трансформатор выполнен в виде волноводного перехода от стандартного сечения к прямоугольному меньшего размера, В этом же корпусе размещен гетеродин, соединенный с диодным смесителем микрополосковой линией передачи мощности, Гетеродин соединен также с помощью микрополосковой линии с фильтром низкой частоты для подачи питания, К центру симметрии диодной пары смесителя подключен фильтр проми, выступающими внутри него иэ узких стенок, к концу которого подключен гетеродин. Диодный смеситель выполнен на диодной паре, диоды которой расположены на оси симметрии поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями, перпендикулярной его широким стенкам, Первый, второй и третий настроечные элементы выполнены в виде металлических пластин, Гетеродин выполнен на диоде, который установлен между гребнями отрезкапрямоугольного волновода с двумя гребнями по оси их симметрии, К диоду подключен разомкнутый на одном конце проводник, размещбнный в сквозной прорези, выполненной в корпусе перпендикулярно широ- ким стенкам отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями. 1 э,п. ф-лы, 1 ил. межуточной частоты, выход которого явля- ется выходом приемного тракта,Прототипом принят приемный СВЧ-мо. дуль, содержащий корпус, в котором размещены последовательно соединенные отрезок сигнального прямоугольного волновода, согласующий трансформатор, отрезок еолновода прямоугольного сечения с четырьмя гребнями, выступающими иэ стенок внутри волновода, к концу которого подключен гетеродин. В отрезке волновода с четырьмя гребнями размещен 4-х диодн ый балансный смеситель, к которому подключен фильтр промежуточной частоты.Однако прототип так же, как и другие известные технические решения, характеризуется существенными потерямипреобразовайия и потерями мощности гетеродин, Это обусловлено тем, что даже незначительная неидентичность характеристик диодов увеличивает потери преобраэо 1775860вания и ухудшает развязку между смесителем и гетерадином,Целью изобретения является снижение потерь преобразования и мощности гетеро- дина,Поставленная цель достигается тем, что в приемном СВЧ-модуле, содержащем корпус, в котором размещены последовательно соединенные отрезок сигнального прямоугольного волноеода, согласующий трансформатор и отрезок прямоугольного волновода с двумя гребнями, выступающими из узких стенок внутри волноводэ, к концу которого подключен гетеродин, а также диодный смеситель, к которому подключен фильтр промежуточной частоты, согласующий трансформатор выполнен в виде плавного перехода от отрезка сигнального прямоугольного волноеодэ к отрезку прямоугольного еолновода с двумя гребнями, диодный смеситель выполнен на диодной паре, диоды которой расположены на оси симметрии поперечного сечения отрезка прямоугольного волноеодэ с двумя гребнями, перпендикулярной его широким стенкам, и подключены к ним одними своими электродами, а два других электрода симметрично подключены к фильтру промежуточной частоты, в отрезок прямоугольного волновода с двумя гребнями введены первый, второй и третий настроечный элементы, выполненные в виде металлических пластин, при этом ось симметрии первого и второго настроечный элементов расположена в одной плоскости с осью симметрии диодной пары, а ось симметрии третьего настроечного элемента расположена параллельно оси симметрии поперечного сечения отрезка прямоугольного еолновода с двумя гребнями, параллельной его широким стенкам.В частном случае поставленная цель достигается также тем, что гетеродин выполнен на диоде, к которому подключен проводник, разомкнутый на одном конце,и фильтр питания, а в корпусе, перпендикулярно широким стенкам отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями, выполнена сквозная. прорезь, при этом диод размещен между гребнями по оси их симметрии, проводник размещен в участке сквозной прорези, примыкающем к одной широкой стенке,э фильтр питания - в участке сквозной прорези, примыкающем к другой широкой стенке.В разработанном техническом решении реализована независимая настройка каждого смесительного диода за счет размещения их в соответствующих секциях прямоугольного еолноеода, образованных40 чены к широким стенкам отрезка 4 прямо 50 55 5 10 15 20 25 30 35 двумя гребнями, выступающими из его узких стенок, Это снижает требования к идентичности диодов, улучшает развязку между смесителем и гетеродином и уменьшает потери преобразования, Реализована также независимая подстройка гетеродина, что уменьшает требуемую мощность его.Кроме того выполнение гетеродина на отрезке симметричного Н-волновода, образованного двумя секциями прямоугольного волновода с двумя гребнями и соединяющим их отрезком волновода, являющимся запредельным для сигнала, а также размещение твердотельного диода гетеродина в прорези корпуса, параллельной горизонтальной оси симметрии Н-волновода, существенно уменьшает габариты приемного С ВЧ-модуля.На чертеже приведен общий вид разработанного приемного СВЧ-модуля,Приемный СВЧ-модуль содержит проводящий корпус 1, в котором размещены последовательно соединенные отрезок 2 сигнального прямоугольного волновода, согласующий трансформатор 3, и отрезок 4 прямоугольного волновода с двумя гребнями 5, 6, выступающими из узких стенок внутри волновода и образующими е нем две идентичные секции 7, 8, Согласующий трансформатор 3 выполнен в виде плавного перехода от отрезка 2 сигнального прямоугольного волновода к отрезку 4 прямоугольного волновода с двумя гребнями 5, 6, Диодный смеситель 9 выполнен на диодной паре 10, 11, которые размещены в соответствующих. секциях 7, 8 отрезка 4 прямоугольного волновода на перпендикулярной его широким стенкам оси симметрии его поперечного сечения, Диоды 10, 11 подклюугольного волновода одними своими электродами, а два других электрода симметрично подКлючены к фильтру 12 промежуточной частоты, В отрезок 4 прямоугольного волновода введены настроечные элементы 13, 14, 15, выполненные в виде металлических пластин, Ось симметрии настроечных элементов 13, 14 расположена в одной плоскости с осью симметрии диодной пары 10, 11, а ось симметрии настроечного элемента 15 расположена параллельно оси симметрии поперечного сечения отрезка 4 прямоугольного волноводэ, параллельной его широким стенкам, К концу отрезка 4 подключен гетеродин 16, расположенный на расстоянииЯ/2 от плоскости размещения диодной пары 10, 11 и фильтра 12 промежуточной частоты, При этом секции 7, 8 и учас ток 17 запредельного для сигнала отрезка 4 црямоу опьного вол 1775860новода образуют линию 18 передачи мощности в виде симметричного Н-волновода от гетеродина 16 к диодному смесителю 9.В конкретной реализации, приведенной на чертеже, гетеродин 16 выполнен на твердотельном диоде 19, размещенном в отрезке симметричного Н-волновода, образованном секциями 7, 8 и запредельным для сигнала участком 17 отрезка 4. В проводящем корпусе 1, перпендикулярно широким стенкам отрезка 4 прямоугольного волновода, выполнена сквозная прорезь 20, при этом твердотельный диод 19 размещен в ней между гребнями 5, 6 по оси их симметрии. К твердотельному диоду 19 подключен проводник 21, разомкнутый на одном конце и размещенный в участке сквозной прорези 20, примыкающем к одной широкой стенке отрезка 4, В участке сквозной прорези 21, примыкающей к другой широкой стенке отрезка 4 размещен фильтр 22 питания, также соединенный с твердотельным диодом 19.Разработанный приемный СВЧ-модуль работает следующим образом.СВЧ-сигнал поступает из отрезка 2 сигнального прямоугольного волновода через согласующий трансформатор 3 в отрезок 4 прямоугольного волновода с двумя гребнями 5, 6. В секциях 7, 8 осуществляется деление СВЧ-сигнала по мощности на две равные части, каждая из которых поступает на соответствующий диод 10, 11 смесителя 9, Одновременно к диодной паре 10, 11 через линию 18 подводится излучение гетеро- дина 16. Это осуществляется следующим образом,Напряжение питания через фильтр 22 поступает на твердотельный диод 19 гетеро- дина 16, обеспечивая его работу на участке отрицательного дифференциального сопротивления вольтамперной характеристики. Разомкнутый конец проводника 21, центральный проводник фильтра 22, являющийся продолжением проводника 21, и твердотельный диод 19 образуют колебательный контур, резонансная частота которого подстраивается изменением длины разомкнутого участка проводника 21. Центральный проводник фильтра 22 и разомкнутый конец проводника 21, пересекающие параллельные секции Н-волновода, образуют совместно с соответствующими участками прорези 20 коаксиально-волноводные переходы, через которые осуществляется возбуждение моды электромагнитного поля прямоугольного волновода в параллельных секциях Н-волновода. Эта мода трансфор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мируется в моду электромагнитного поля Н-волновода, поступающего на диодный смеситель 9,Выходной сигнал промежуточной частоты снимается с выхода смесителя 9 через фильтр 12,Формула изобретения 1, Приемный СВЧ-модуль, содержащий корпус, в котором размещены последовательно соединенные отрезок сигнального прямоугольного волновода, согласующий трансформатор и отрезок прямоугольного волновода с двумя гребнями, выступающими из узких стенок внутри волновода, к концу которого подключен гетеродин, диодный смеситель, к которому подключен фильтр промежуточной частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения потерь преобразования и мощности гетеродина, согласующий трансформатор выполнен в виде плавного перехода от отрезка сигнального прямоугольного волновода к отрезку прямоугольного волновода с двумя гребнями, диодный смеситель выполнен на диодной паре, диоды которой расположены на оси симметрии поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями, перпендикулярной его широким стенкам и подключены к ним одними своими электродами, а два других электрода симметрично подключены к фильтру промежуточной частоты, в отрезок прямоугольного волновода введены первый, второй и третий настроечные элементы, выполненные в виде металлических пластин, при этом ось симметрии первого и второго настроечных элементов расположена в одной плоскости с осью симметрии диодной пары, а ось симметрии третьего настроечного элемента расположена параллельно оси симметрии поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями, параллельной его широким стенкам.2. СВЧ-модуль по и. 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что гетеродин выполнен на диоде, к которому подключен проводник, разомкнутый на одном конце, и фильтр питания, а в корпусе перпендикулярно широким стенкам отрезка прямоугольного волновода с двумя гребнями выполнена сквозная прорезь, при этом диод размещен между гребнями по оси их симметрии, проводник размещен вучастке сквозной прорези, примыкающем к одной широкой стенке, а фильтр питания - в участке сквозной прорези, примыкающем к другой широкой стенке.1775860 оставитель Б. Лугинаехред М.Моргентал орректор С. Пе едакто роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 4041 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5