置一個(gè)低通濾波器，將多余的頻率分量濾掉。
[0028]圖2所示為本實(shí)施例中所述低通濾波器的S參數(shù)幅度曲線。
[0029]如圖2所示，300MHz時(shí)S21的幅度值約為OdB，在1.24GHz_5GHz之間S21幅度值均在-20dB以下。因此，輸出中頻信號(hào)(300MHz)幾乎可以無損耗的經(jīng)過低通濾波器，而輸入射頻信號(hào)(2.3GHz)和本振信號(hào)(2GHz)以及混頻產(chǎn)生的功率比較大的多次諧波分量可以得到很好的抑制。
[0030]介質(zhì)板14作為五端口無源混頻器的基板，用于承載五端口無源混頻器的各個(gè)部件。優(yōu)選的，本實(shí)施例的五端口無源混頻器中采用的介質(zhì)板板材優(yōu)選的為F4B，其相對(duì)介電常數(shù)為2.65，厚度為1_，中心頻率為2.3GHz ο
[0031]本實(shí)施例將五端口單元11引入到無源混頻器中，省略了匹配單元，使得電路結(jié)構(gòu)緊湊，混頻器尺寸更加小型化；五端口結(jié)構(gòu)的混頻器結(jié)構(gòu)靈活，可以根據(jù)需要對(duì)五個(gè)端口進(jìn)行設(shè)置，從而減少了混頻元件擺放位置的限制條件，使得五端口無源混頻器的布局安排更加靈活、簡(jiǎn)單，便于放置，容易實(shí)現(xiàn)。
[0032]圖3顯示了本發(fā)明實(shí)施例的五端口無源混頻器的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0033]如圖3所示，五端口單元11包括三組耦合線，即第一組耦合線1、第二組耦合線2、第三組耦合線3。第一組耦合線I的一端通過連接點(diǎn)將兩條微帶線相連，第一組耦合線I的另一端與第二組耦合線2的一端相連，所述第一組耦合線I與第二組耦合線2的兩個(gè)連接處分別引出所述第一端口 I和第三端口III，第一端口 I作為射頻輸入端口，第三端口III與低通濾波器13相連，作為中頻信號(hào)輸出端口，輸出中頻信號(hào)。第二組耦合線2的另一端與第三組耦合線3的一端相連，所述第二組耦合線2與第三組耦合線3的兩個(gè)連接處分別引出所述第四端口IV和第五端口 V，第四端口IV和第五端口 V作為混頻元件12的接入端口。第三組耦合線3的另一端通過連接點(diǎn)將兩條微帶線相連，并引出所述第二端口 II，作為混頻器的本振信號(hào)輸入端口。
[0034]優(yōu)選的，本實(shí)施例中的耦合線采用兩個(gè)靠近設(shè)置的平行微帶線形成。當(dāng)兩個(gè)無屏蔽的微帶線緊靠在一起時(shí)，由于各個(gè)微帶線的電磁場(chǎng)的相互作用，在微帶線之間可以有功率耦合，這組微帶線稱為耦合傳輸線，簡(jiǎn)稱為耦合線。本發(fā)明的實(shí)施例中，三組耦合微帶線1、2、3的偶模特征阻抗、奇模特征阻抗、電長(zhǎng)度分別為0,(1 = U2,3)o在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述參數(shù)的具體數(shù)值為Zel=60Ω ；Ze2= 71 Ω, Z 02= 59 Ω ；Z e3 =59 Ω, Z03= 47 Ω ;三組耦合線的電長(zhǎng)度Θ i(i = 1、2、3)均為θ = jt/2。
[0035]本實(shí)施例通過三組耦合微帶線分別引出五個(gè)端口，將第一端口 1、第二端口 I1、第三端口III的特征阻抗均匹配為50歐姆，第四端口 IV、第五端口 V直接匹配至混頻元件12。這里的直接匹配可以是通過ADS進(jìn)行參數(shù)調(diào)整得到的。這樣，可以不用另外設(shè)置匹配單元，相比于現(xiàn)有技術(shù)的混頻器來說，取消了獨(dú)立匹配單元，可以直接對(duì)各端口進(jìn)行元件的匹配，既可以實(shí)現(xiàn)最大的功率傳輸，又使得反射的功率最小，變頻增益最大。
[0036]優(yōu)選的，本實(shí)施例中混頻元件12為二極管。具體的說，連接到第四端口 IV的二極管的陰極連接第四端口 IV，陽極接地；連接到第五端口 V的另一二極管的陽極連接第五端口 V，陰極接地。在一個(gè)具體實(shí)施例中，優(yōu)選的采用肖特基二極管。
[0037]如上所述，本實(shí)施例中五端口單元11由三組耦合微帶線組成，使得五端口無源混頻器在設(shè)計(jì)中可以采用平面微帶結(jié)構(gòu)，易于集成，成本低廉。
[0038]圖4顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的五端口無源混頻器的結(jié)構(gòu)圖。
[0039]如圖4所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的五端口無源混頻器中，五端口單元11的第一組耦合線1、第二組耦合線2、第三組耦合線3均形成為兩條平行微帶線，該兩條微帶線彼此間隔一定間隙。第一組耦合線I的兩條微帶線的一端電連接，另一端分別連接到第二組耦合線2的兩條微帶線的一端，第二組耦合線2的兩條微帶線的另一端分別連接到第三組耦合線3的兩條微帶線的一端，第三組耦合線3的兩條微帶線的另一端共同連接到第二端口 II。
[0040]本優(yōu)選實(shí)施例中的低通濾波器13包括第四組耦合線4、第五組耦合線5，第六微帶線6、第七微帶線7、扇形單元8以及第九微帶線9。
[0041]第四組耦合線4的兩條平行微帶線的一端分別連接到第五組耦合線5的兩條平行微帶線一端，第五組耦合線5的兩條平行微帶線的另一端共同連接到第六微帶線6。
[0042]第七微帶線7的一端大致垂直的連接到第四組耦合線4的一條微帶線與第五組耦合線5的一條微帶線的連接處，第七微帶線7的另一端連接到扇形單元8的扇柄處。
[0043]扇形單元8的扇柄大致垂直的連接到第七微帶線7的另一端。
[0044]第九微帶線9大致垂直的連接在五端口單元11的第三端口III與低通濾波器13之間。具體的，如圖3所示，第九微帶線9的一端大致垂直的連接到第四組耦合線4的另一條微帶線與第五組耦合線5的另一條微帶線的連接處，第九微帶線9的另一端大致垂直的連接到第一組耦合線I的一條微帶線與第二組耦合線2的一條微帶線的連接處。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第九微帶線9的特征阻抗設(shè)置為50 Ω。
[0045]低通濾波器13的輸出端形成為端口線C，其設(shè)置為連接到第七微帶線7的另一端(與扇形單元8連接的一端)的微帶線，用于作為中頻信號(hào)輸出端口。
[0046]五端口單元11的第一端口 I形成為端口線A，設(shè)置為大致垂直的連接到第一組耦合線I的另一條微帶線與第二組耦合線2的另一條微帶線的連接處的微帶線，用于作為射頻信號(hào)輸入端口。
[0047]五端口單元11的第二端口 II形成為端口線B，設(shè)置為大致平行的連接到第三組耦合線3的兩條微帶線另一端的微帶線，用于作為本振信號(hào)輸入端口。
[0048]在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第一端口 I的端口線A、第二端口 II的端口線B、端口線C均為50 Ω微帶線，寬度為2.7mm,長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)置。
[0049]圖5顯示了圖4所示五端口無源混頻器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的部件尺寸。
[0050]如圖5所示，本實(shí)施例五端口無源混頻器中各部件的長(zhǎng)度表示為L(zhǎng)，寬度表示為W，平行微帶線之間的間隙表示為S。圖5中的I表示第一組耦合線I的尺寸，2表示第二組耦合線2的尺寸，以此類推。
[0051]本實(shí)施例中各部件的物理尺寸具體如下:W1 = 1.72mm，SI = 1.55mm，LI =22.4mm，W2 = 1.77mm，S2 = 1.52mm，L2 = 22.4mm，W3 = 2.46mm, S3 = 1.1mm, L3 = 22.17mm，W4 = 1mm, S4 = 0.7mm, L4 = 3mm, W5 = 0.5mm, S5 = 0.4mm, L5 = 23.1mm, W6 = 5.7mm, L6=18.6mm，W7 = 1mm，L7 = 7.6mm，W8 = 1.2mm，L8 = 7.2mm，A8 = 75°。其中，A8 表不扇形單元8的扇形弧度，L8表示扇形單元8的扇形半徑，W8表示扇柄寬度。第九微帶線9為50 Ω匹配線，在該頻率下寬度設(shè)置為W9 = 2.7mm，長(zhǎng)度L9可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)置。
[0052]在本優(yōu)選實(shí)施例中，各個(gè)部件的尺寸都是在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過多次的仿真實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際測(cè)試，反復(fù)修正后得到的最優(yōu)實(shí)施方案，體現(xiàn)了本發(fā)明的五端口混頻器能夠達(dá)到最優(yōu)輸出效果的最佳物理尺寸和電氣參數(shù)設(shè)置值。
[0053]下面介紹采用上述優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以驗(yàn)證所述優(yōu)選實(shí)施例的混頻器所具有的顯著技術(shù)效果。在所述試驗(yàn)中，選取輸入射頻信號(hào)為2.3GHz，輸入本振信號(hào)頻率為2GHz，理想的輸出中頻信號(hào)頻率為300MHz，得到圖6(a)?圖6(d)所示結(jié)果。
[0054]圖6(a)顯示了本發(fā)明圖4所示優(yōu)選實(shí)施例的五端口無源混頻器的變頻增益隨本振信號(hào)功率變化的結(jié)果圖。
[0055]如圖6 (a)所示，當(dāng)輸入的本振信號(hào)功率變化時(shí)，混頻器的變頻增益隨本振信號(hào)功率變化的情況。混頻器的變頻增益定義為混頻器中頻輸出端信號(hào)功率與射頻輸入端口的微波信號(hào)功率之比，變頻增益越大說明混頻器的性能越好。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中采用的混頻器為無源混頻器，其變頻增益為負(fù)數(shù)。如圖所示，在本振信號(hào)功率較低時(shí)，變頻增益隨本振信號(hào)功率的增加而增加，當(dāng)本振信號(hào)