26～40GHz磁調(diào)帶通濾波混頻組件研究

　　本文磁調(diào)帶通濾波混頻組件的設(shè)計(jì)中采用集成的二極管管堆來保證二極管電橋的平衡性，因此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是寬帶射頻不平衡―平衡變換器的設(shè)計(jì)。一個(gè)有趣的現(xiàn)象是，從鐵氧體諧振子兩邊分別耦合出來的信號(hào)相位相差180度，這樣就可以利用鐵氧體諧振子來構(gòu)成寬帶射頻不平衡―平衡變換器[3]，具體設(shè)計(jì)電路如圖5所示。因?yàn)榧闪舜耪{(diào)帶通濾波器，本振到射頻的端口隔離可以增加70dB以上。

圖5 磁調(diào)帶通濾波混頻組件電路圖

圖6 磁調(diào)帶通濾波混頻組件剖面圖

　　磁調(diào)帶通濾波混頻組件整體示意圖如圖6所示，磁路設(shè)計(jì)上盡量減小磁極間隙，并采用高飽和磁化強(qiáng)度的鐵磁合金，實(shí)現(xiàn)了線性調(diào)諧至40GHz[4]。諧振子的選擇上采用LAF（Lithium-Aluminum-Ferrite）小球替代傳統(tǒng)的YIG小球，將濾波器通帶帶寬由幾十兆赫茲提高到150兆赫茲以上。

4、測(cè)試結(jié)果

　　磁調(diào)帶通濾波混頻組件不同頻率點(diǎn)的通帶響應(yīng)曲線如圖7所示，26GHz處通帶帶寬約為160MHz，40GHz處通帶帶寬達(dá)到了300MHz以上。

圖7 不同頻率點(diǎn)的通帶曲線

圖8 變頻損耗測(cè)試曲線

　　圖8是濾波混頻組件的變頻損耗響應(yīng)曲線，整個(gè)工作頻帶內(nèi)沒有過大的起伏，頻率高端變頻損耗變大是由于本振巴倫高端性能惡化引起的。濾波混頻組件的失諧隔離測(cè)試曲線參見圖3，達(dá)到60dB以上。

5、結(jié)論

　　本文介紹了一種利用HFSS仿真軟件對(duì)磁調(diào)帶通濾波器耦合諧振腔進(jìn)行仿真計(jì)算的方法，采用此方法可以減少反復(fù)設(shè)計(jì)加工驗(yàn)證的次數(shù)，縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約成本。描述了一種新穎的非YIG磁調(diào)帶通濾波混頻組件的設(shè)計(jì)過程，給出了測(cè)試結(jié)果，該組件及其延伸產(chǎn)品已經(jīng)成功地應(yīng)用在寬帶微波毫米波測(cè)試儀器中。