Микрополосковое приемное устройство супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона волн Советский патент 1992 года по МПК H04B1/26 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться системах радиосвязи, радиоуправления, радиометрии.

Известны приемные устройства, состоящие из антенны, гетеродина, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Супергетеродинные приемники-аналоги изобретения используются для приема электромагнитных волн от субмиллиметрового до сантиметрового диапазонов.

Прототип состоит из антенны, смесительного диода и гетеродина. Антенна содержит фокусирующий отражатель и направитель в виде дифракционной решетки из полосковых проводников на поверхности металлизированной диэлектрической подложки. Смесительный диод установлен в фокусе отражателя и подключен к поло- сковому проводнику дифракционной решетки. Устройство прототип обеспечивает избирательность приемника по соседнему каналу на промежуточной частоте, лежащей в дециметровом диапазоне.

Недостатком прототипа является малый коэффициент передачи, что обусловлено отсутствием УПЧ. Введение в состав приемника с устройством прототипом УПЧ дециметрового диапазона известных конструкций с большим коэффициентом усиления приводит к увеличению габаритов приемника.

Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи при сохранении габаритов. Положительный эффект при этом достигается за счет повышения чувствительности приемника и его технологичности,

Цель достигается тем, что в состав мик- рополоскового приемного устройства супергетеродинногоприемникамиллиметрового диапазона, содержащего отражатель антенны и направитель в виде дифракционной решетки из полосковых проводников, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки, другая сторона которой металлизирована, смесительный диод, который установлен в фокусе отражателя и подключен к 1-му полосковому проводнику и гетеродин, введены транзисторы и резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания, при этом эмиттеры транзисторов соединены с металлизацией, базы подключены к первым концам 1-го и последующих нечетных полосковых проводников, резистивно- емхостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания подключены

ко вторым концах нечетных и четных полосковых проводников соответственно,

С целью повышения устойчивости характеристик приемника в состав описанного выше устройства введены дополнительные полосковые проводники, которые размещены между полосковыми проводниками дифракционной решетки.

Вариантом последнего решения явля0 ется такой, при котором одни или несколько дополнительных полосковых проводников соединены с металлизацией.

На чертеже изображена конструкция микрополоскового приемного устройства

5 супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона оолн.

Приемное устройство содержит антенну, состоящую из фокусирующего отражателя 1, направителя в виде дифракционной

0 решетки из полосковых проводников 3, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки 2, металлизированной с другой стороны; смесительный диод 4; гетеродин 5, транзисторы б, резисторно-емкост5 ные П-образные фильтры 7, 8, 7 базовых и 7, 9, 7 коллекторных цепей питания.

В состав приемного устройства входят также: конденсаторы 12,13,17; отрезок коаксиального кабеля 15 с петлей связи 16;

0 контактные площадки 10 и 11, соединенные с металлизированной стороной подложки; контактные площадки 19 подачи питания; полосковый проводник 14; коаксиально-по- лосковый переход 18 - выход устройства.

5 Все компоненты приемного устройства, за исключением гетеродина 5, размещены на диэлектрической подложке 2, Фокусирующий отражатель 1 припаян к металлизированной стороне подложки 2 В его фокусе

0 расположен смесительный диод 4, один электрод его подключен к металлизации подложки 2, а второй через конденсатор 12 соединен с 1-м полосковым проводником 3 дифракционной решетки. Через петлю свя5 зи 16 и отрезок коаксиального кабеля 15 от гетеродина 5 к смесительному диоду 4 осуществляется подача мощности гетеродина 5. Транзисторы 6 эмиттерами посредством контактных площадок 10 подключены к ме0 таллизации подложки 2. База первого транзистора подключена к первому концу 1-го полоскового проводника 3. Ко второму концу этого же полоскового проводника 3 подключен резистивно-емкостной П-образный

5 фильтр 7, 8, 7 базовой цепи питания. Следующий полосковый проводник 3, названный выше дополнительный, соединен с металлизированной стороной подложки 2 посредством контактной площадки 11. Коллектор

первого транзистора подключен к первому

концу последующего полоскового проводника 3, второй конец которого соединен с резистивно-емкостным П-образным фильтром 7. 9, 7 коллекторной цепи питания. К контактным площадкам 19 подключен положительный (для n-p-п транзисторов 6 полюс источника тока, па фиг.1 не показанного. Отрицательный полюс подключен к контактным площадкам 10.11 (земля). Два последующих транзистора 6, а также соответствующие резистивно-емкостные П- образные цепочки подключены к полоско- вым проводникам 3 аналогично. Конденсаторы 13 соединяют коллектор предыдущего транзистора 6 с базой последующего транзистора б. Коллектор третьего транзистора 6 через конденсатор 17 и полосковый проводник 14 соединен с коаксиально-полоско- вым переходом 18 - выходом приемного устройства.

Полосковые проводники 3 расположены на постоянном расстоянии друг от друга так, что образуют дифракционную решетку для частоты сигнала, лежащей в миллиметровом диапазоне.

Полосковые проводники 3 имеют длину, равную примерно четверти длины волны ПЧ в микрополосковой линии, образованной полосковым проводником 3 и металлизированной диэлектрической подложкой 2. Емкость конденсатора 7 обеспечивает режим короткого замыкания на ПЧ так, что входное сопротивление четвертьволновой микрополосковой линии со стороны базы и коллектора транзистора 6 УПЧ равняется бесконечности.

Микрополосковое приемное устройство, изображенное на фиг.1, работает следующим образом Излучение миллиметрового диапазона падает из верхнего полупространства на поверхность диэлектрической подложки 2, дифрагирует на дифракционной решетки из полосковых проводников 3 так, что вдоль подложки распространяется поверхностная Е волна, которая фокусируется отражателем 1 в виде моды Ню на смесительном диоде 4. На этот же диод 4 через отрезок коаксиального кабеля 15 и петлю связи 16 поступает мощность от гетеродина 5 миллиметрового диапазона.

Низшая из комбинационных частот - промежуточная - поступает со смесительного диода 4 через конденсатор 12 на вход техкаскадного УПЧ на транзисторах 6, и усиливается им. С коллектора третьего транзистора б усиленный сигнал ПЧ поступает на коаксиально-полосковый переход 18, являющийся выходным соединителем приемного устройства. Избирательность устройства по соседнему каналу обеспечивается микрополосковыми волноводами, подключенными к базовым и коллекторным электродам транзисторов б, конденсаторами 13 связи между каскадами УПЧ, а также меж- 5 электродными емкостями транзисторов 6.

Полосковые проводники 7, не соединенные с электродами транзисторов 6, обеспечивают экранирование входных и выходных цепей каскадов УПЧ, обеспечивая высокий 10 устойчивый коэффициент усиления.

Полосковые проводники 2 дифракционной решетки используются в приемном устройстве в качестве элементов антенны, в качестве цепей подачи питания на базы и 15 нагрузок в коллекторных цепях транзисторов 6 УПЧ, а также в качестве экрана между входными и выходными цепями каскадов УПЧ. Это и обеспечивает в сотни раз больший коэффициент - передачи устройства 0 при сохранении его габаритов.

Экспериментального подтверждена реализуемость коэффициента усиления 60 дБ Трехкаскадным УПЧ приемного устройства изображенного на фиг.1, при полосе пропу- 5 екания по уровню - 3 дБ 420 ... 500 МГц, по уровню - 20 дБ, 350 ,. 600 МГц. Это достигнуто без увеличения габаритов приемного устройства относительно габаритов прототипа, что обеспечивает получение техниче- 0 ского и экономического эффекта.

Формула изобретения 1. Микрополосковое приемное устройство супергетеродинного приемника миллиметрового диапазона волн, содержащее 5 отражатель антенны и направитель в виде дифракционной решетки из полосковых проводников, нанесенных на одной стороне диэлектрической подложки, другая сторона которой металлизирована, смесительный 0 диод, который установлен в фокусе отражателя и подключен к первому полоскоеому проводнику, и гетеродин, отличающе - е с я тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи при сохранении габари- 5 тов, в него введены транзисторы и резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных цепей питания, при этом эмиттеры транзисторов соединены с металлизацией, базы подключены к 0 первым концам первого и последующего нечетных полосковых проводников, коллекторы - к первым концам четных полосковых проводников, резистивно-емкостные П-образные фильтры базовых и коллекторных 5 цепей питания подключены к вторым концам нечетных и четных полосковых проводников соответственно.

2, Устройство по п. 1, отличающе е- с я тем, что, с целью повышения устойчиво717588788

сти характеристик, введены дополнитель-3. Устройство по пп.1 и 2, от л и ч ajoные попоскоеые проводники, которые раз-щ е е с я тем, что один или несколько дополмещены между полосковыми проводникаминительных полосковых проводников соедидифракционной решетки.нены с металлизацией.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в радиоприемных устройств систем радиосвязи миллиметрового диапазона. Целью изобретения является увеличение коэффициента передачи при сохранении габаритов и повышение устойчивости характеристик, Микро- полосковое приемное содержит антенну с фокусирующим отражателем 1, направите- лем в виде дифракционной решетки из по- лосковых проводников 3, которые нанесены на диэлектрическую подложку 2. металлизированную с другой стороны, смесительный диод 4, гетеродин 5, транзисторы 6. рези- сторно-емкостные П-образные фильтры 7,8, 7 базовых и 7, 9, 7 коллекторных цепей питания. Кроме того, в устройство входят конденсаторы 12,13.17, отрезок коаксиального кабеля 15, с петлей связи 16, контактные площадки 10 и 11, соединенные с металлизацией подложки, контактные площадки 19 для подачи питания, полосковый проводник 14, волноводно-полосковый переход 18 - выход устройства. Увеличение коэффициента передачи обеспечивается усилением сигнала промежуточной частоты транзисторами 6, а повышение устойчивости - экранирующими свойствами проводников, размещенных между проводниками, подключенными к базам и коллекторам транзисторов 6. 2 з.п.ф-л, 1 ил. Ё VJ СЛ °° 00 S