- 微波鉴频器的设计

本文作者曾经在《微波》上发表的文章《三公分带线宽带镜象抑制平衡混频器》中所描述的三分支线定向耦合器正好也适合我们的上述要求。在我所设计制作的X波段雷达微波锁相本振用的微波鉴频器要求的频率范围内，这种三分支线定向耦合器可以做到20dB以上的隔离和1.2的电压驻波比。因此，我们将这种3dB90°三分支线定向耦合器用在当前要设计的鉴频器中了。

对于检波器要求输入电压驻波比较好，要力求避免射频信号及其电路中产生的谐波的多重反射。这种多重反射会严重地影响检波器的驻波特性及其输出频率响应的平坦性。由三分支线定向耦合器、两个肖特基势垒检波二极管及其后面的低通滤波器构成的检波器是一种性能较好的平衡检波器。肖特基势垒检波二极管后面的低通滤波器在这里是设计来足以将射频信号及其谐波旁路掉，不让其反射回去形成多重反射，使检波器的检波特性得以保证。

鉴频器的鉴频频率范围由延迟线Δλ的长度来确定。这个延迟线是50欧姆阻抗线，它只是比另一路径长了这么一个长度而已。

整个鉴频器电路是印制在一块RT/Duroid 5880 基片材料上。印制电路的重复性很好，鉴频特性比较一致。一对特性较一致的肖特基势垒检波二极管锡焊在三分支线定向耦合器与低通滤波器之间的间隙处，鉴频特性基本上都能保证。只是在焊接时要尽可能将检波二极管所处的位置焊接在比较一致的地方。

由于采用的电路结构是对称印制带线的，检波二极管是埋在RT/Duroid 5880基片的孔内，所以电路结构相当稳定可靠。第一个三分支线定向耦合器和两个检波器的定向耦合器的隔离端口都是采用的固定的外接50欧姆负载。这三个50欧姆负载的驻波特性都在1.1左右，可以单独用网络分析仪检测。

鉴频器由于使用的肖特基势垒检波二极管的特性有些差别，鉴频器的鉴频特性曲线的斜率稍有不同。这可以通过调整后面所接视频放大器的增益来得到调整。批生产的鉴频器典型的测试鉴频特性曲线见图3。如图所示，该曲线呈现的最大鉴频频率误差小于±5MHz，在－55℃至＋70℃的温度范围内鉴频特性基本保持不变。

图3 鉴频器的测试鉴频特性曲线

四、结论

鉴频器经过小批量生产，已被证明其鉴频特性稳定可靠。全部电路印制在同一块基片上，保证了性能的复现性，使生产变得更容易了。

鉴频器的良好线性是基于微波集成技术的发展。全部电路印制在同一块基片上，保证了电路印制线的长度被严格的控制。除了我们所要求的延迟线Δλ外，没有其它多余的不便控制的线长度产生，消除了影响电压驻波比的不连续性。巧妙而适用的电路设计较好地控制了检波二极管产生的谐波反射，改善了检波器的驻波特性。采用了隔离足够好的三分支线定向耦合器，使全部电路处在同一平面上，大大简化了制作工艺。采用外接50欧姆负载，避开了内负载制作时不易准确控制的情况，这是为了得到较好的驻波特性。所有这些工作，使鉴频器的高性能得以实现。