专利名称：一种波导型fet混频器的制作方法
技术领域：
本发明属于微波领域应用的波导型FET混频器(即波导型场效应晶体管混频器，以下简称WFM)，特别是涉及一种厘米波段和毫米波段的低噪声，高增益混频器。
在厘米波段和毫米波段中，目前最常用的是二极管混频器，它结构简单，工作稳定。但由于是电阻性器件，本身存在着固有的变频损耗，即中频输出功率小予输入信号功率，因而引入较大的混频噪声；又由于二极管混频器没有增益，作为前端器件，它不能有效地抑制后级电路噪声对整机性能的影响，导致它在弱信号的应用中受到限制。随着高性能的FET器件的研究成功，出现了采用FET作为混频器件的微带型FET混频器。其优点是，不但具有较低的混频噪声，而且具有一定的变频增益，因而作为前端器，它能够有效地改善整机性能。但是，随着工作频率的升高，微带介质材料的损耗、辐射损耗等随之增大，进而使变频损耗增大，变频增益下降，甚至无法正常工作，因而限制了其在高频段的应用。
本发明任务是提供一种能解决现有二极管混频器和微带型FET混频器缺点的微波高频段的波导型FET混频器。
按照本发明目的，发明人公开的WFM包括讯号输入波导，本振讯号注入波导，栅偏置片，栅极鳍片，漏中频输出片，漏极鳍片及FET源极附加接地片等部件。本发明采用栅偏置片、漏中频输出片实现直流偏输入和中频讯号输出；同时利用栅极鳍片、栅极回路短路壁、栅偏置片组成输入回路以及利用漏中频输出片、漏极鳍片、漏极回路短路壁组成本振讯号注入回路，来实现本发明的WFM的高混频增益和低噪声特性，与现有技术相比，本发明具有以下优点，1、结构简单，成本低廉2、调试、调整方便；3、波导损耗小，工作稳定，电性能指标高；4、便于与波导部件联接。
下面结合附图和实施例进一步描述本发明。
图1是本发明结构剖视图。其中图1a是正视剖面图，图1b是侧视剖面图，图1c是俯视剖面图；图2是图1中呈一体化结构的栅偏置片栅极鳍片、漏中频输出片漏极鳍片的结构放大图；图3是图1中的FET及接地片的结构放大图。
附图标示说明如下(1).讯号输入波导，(2).本振讯号注入波导，(3).波导公共壁，(4).波导窗口，(5).栅偏置刻槽，(6).漏中频输出刻槽，(7).栅偏置片，(8).栅极鳍片，(9).漏中频输出片，(10).漏极鳍片，(11).FET，(111).FET栅极，(112).FET漏极，(113).FET源极，(12)，FET源极接地片，(13).漏极回路短路壁，(14).栅极回路短路壁，(15).栅直流偏置输入孔(16).漏中频输出孔，(17).(18).调整螺钉，(19)、(20).波导法兰盘。
参照附图讯号输入波导(1)和本振讯号注入波导(2)呈叠式结构，构成波导主体。在波导(1)和(2)的公共壁(3)上设有波导窗口(4)、栅偏置刻槽(5)和漏中频刻槽(6)、栅偏置片(7)、栅极鳍片(8)、漏中频输出片(9)、漏极鳍片(10)呈一体化结构，可采用低损耗介质双面导电板例如聚四氟乙烯微带板刻制而成。栅偏置片(7)和漏中频输出片(9)分别置于刻槽(5)和(6)内，栅极鳍片(8)和漏极鳍片(10)则分别伸入波导(1)和(2)内，栅偏置片(7)和漏中频输出片(9)与公共壁(3)之间应有良好的电绝缘。波导公共壁(3)上设有直流偏置输入孔(15)和漏中频输出孔(16)，金属接地片(12)附装在FET源极(113)上，附装有金属接地片(12)的FET(11)安装在公共壁(3)的波导窗口(4)内，FET的栅极(111)、漏极(112)及源极(113)的接地片(12)分别与对应的栅极鳍片(8)、漏极鳍片(10)及波导公共壁(3)之间构成良好电接触。源极接地片(12)用铜镀银材料制成。讯号调整螺钉(17)和本振调整螺钉(18)分别装在讯号输入波导(1)壁和本振讯号注入波导(2)的壁上。栅偏置片(7)和漏中频输出片(9)在槽(5)、(6)里的长度选择要满足这样条件从波导窗口(4)分别看向栅偏置片(7)和漏中频输出片(9)构成的开路带状线对射频讯号呈开路；栅极鳍片(8)的尺寸。讯号输入波导(1)的栅极回路短路壁(14)位置的选择要使得输入回路与输入讯号相匹配，漏极鳍片(10)的尺寸、本振讯号注入波导(2)的漏极回路短路(13)位置的选择要使本振输入回路与本振讯号相匹配，同时具有最佳的混频增益。
本实施例的波导主体选用良电导体，例如铝镀银材料，按波导宽边中心对称面分左右两半加工好后，先将已制作好的成一体化结构的栅偏置片(7)栅极鳍片(8)、漏中频输出片(9)漏极鳍片(10)以及FET(11)安装好，并将栅直流偏置用细屏蔽线从栅直流偏置输入孔(15)引入，将中频讯号用特定特性阻抗的细同轴线从漏中频输出孔(16)引出，最后合拼紧固波导主体。
发明人在本实施例中采用型号为NE74084的EFT实现单偏置，从漏极注入本振讯号的Ku波段混频，并应用于Ku频段卫星直播系统的高频头中(即室外单元)作为第一混频，测得其典型电性能特性如下射频讯号频率11.70GHz-12.20GHz本振频率10.75GHz本振功率3.0mw
混频增益8±1(dB)噪声系数4±0.2(dB)从以上测定的电性能指标数看出，在高频段应用中本发明以混频增益高，噪声系数小等特点优于现有已问世的二极管混频器和微带型FET混频器，并以此可以预见其开发前景和综合性效益。
权利要求
1.一种应用于厘米波段和毫米波段的波导型FET混频器，包括FET(11)，本发明特征在于还包括讯号输入波导(1)，本振讯号注入波导(2)，栅偏置片(7)，栅极鳍片(8)，漏中频输出片(9)，漏极鳍片(10)，讯号输入波导(1)和本振讯号输出波导(2)呈叠式结构，栅偏置片(7)、栅极鳍片(8)、漏中频输出片(9)、漏极鳍片(10)呈一体化结构，栅偏置片(7)与漏中频输出片(9)分别置于波导(1)、(2)的公共壁的刻槽(5)、(6)内，栅极鳍片(8)和漏极鳍片(10)分别伸入波导(1)和(2)内，FET(11)的源极(113)上附有接地片(12)，FET(11)安装在公共壁(3)的窗口(4)内，栅直流偏置输入孔(15)与漏中频输出孔(16)设在波导公共壁(3)上。
2.根据权利要求1所述的混频器，其特征在于呈一体化结构的栅偏置片(7)、栅极鳍片(8)、漏中频输出片(9)、漏极鳍片(10)是用低损耗介质双面导电板，例如聚四氟乙烯微带板刻制而成。
3.根据权利要求1或2或3所述的混频器，其特征在于讯号输入波导(1)和本振讯号注入波导(2)的壁上分配装有调整螺钉(17)(18)。
4.根据权利要求1或2或3所述的混频器，其特征在于栅偏置片(7)和漏中频输出片(9)置于波导公共壁刻槽(5)、(6)内的长度选择要满足这样条件从波导窗口(4)分别看向栅偏置片(7)和漏中频输出片构成的开路带状线对射频讯号呈开路。
5.根据权利要求1或2或3所述的混频器，其特征在于栅极鳍片(8)的尺寸、讯号输入波导(1)的栅极回路短路壁(14)位置的选择要使得讯号输入回路与输入讯号相匹配。
6.根据权利要求1或2或3所述的混频器，其特征在于漏极鳍片(10)的尺寸、本振讯号注入波导(2)的漏极回路短路壁(13)位置的选择要使本振输入回路与本振讯号相匹配。
全文摘要
本发明给出的WFM主要作为厘米波段和毫米波段的混频。本发明的WFM采用栅偏置片、漏中频输出片实现直流偏置输入和中频讯号输出；同时利用栅极鳍片，栅极回路短路壁、栅偏置片组成输入回路以及利用漏中频输出片。漏极鳍片、漏极回路短路壁组成本振讯号注入回路，来实现本发明的WFM的高混频增益和低噪声特性。此处，本发明还具有结构简单，成本低廉，调试方便，工作稳定，电性能指标高以及与波导部件联接方便等优点。
文档编号H03D7/12GK1054865SQ9010149
公开日1991年9月25日 申请日期1990年3月15日 优先权日1990年3月15日
发明者林金清, 苏凯雄 申请人:福州大学