專利名稱：Ka波段混頻器盒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及混頻器盒，更具體地涉及一種Ka波段混頻器盒。
背景技術：
混頻器是用來實現(xiàn)頻率變換的器件(一般都是實現(xiàn)下變頻，即把高頻信號搬到低頻去)，通常它有三個端口，一個射頻輸入端口 RF，一個中頻輸出端口 IF以及一個本振端口 L0。混頻器實現(xiàn)如下的頻率搬移IF = RF-LO或IF = L0-RF?，F(xiàn)有的混頻器盒一般都是簡單的空心矩形腔體，其封蓋就是一塊平板，無法實現(xiàn)信號的單模傳輸、低反射，且不能有效地避開諧振點，因此容易受雜波影響，混頻效果不佳，尤其是對于Ka波段(26GHz 40GHz) 的微波信號。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種Ka波段混頻器盒，以實現(xiàn)Ka波段的微波信號的單模傳輸、低反射，以及避開諧振點的微波性能。本實用新型的一種Ka波段混頻器盒，包括一矩形的盒體，所述盒體包括底座和封蓋，所述底座的與所述封蓋接合的頂面上設有一用于容納混頻器電路板的矩形的底槽，所述頂面上設有分別從所述底槽的三個端面向?qū)乃龅鬃娜齻€側(cè)面延伸的三個凹槽， 其中第一凹槽和第二凹槽位于相對的兩端，第三凹槽位于另一端，在與所述第三凹槽相對的所述底槽的一端處設有一開槽，在所述底座的鄰近所述開槽的側(cè)面上設有與所述開槽連通的開孔；所述封蓋的與所述底座接合的底面上設有分別與所述底座的凹槽相配合以形成三個通孔的第四至第六凹槽，所述封蓋的底面上還設有在相對設置的第四凹槽與第五凹槽之間延伸的第一溝道以及垂直于所述第一溝道且從第六凹槽延伸的第二溝道。該Ka波段混頻器盒還包括位于所述第一溝道和所述第二溝道相交處的凸起。所述三個通孔中相對設置的兩個通孔的尺寸為孔深3. 6mm,孔徑3. 6mm。所述通孔的深度為3. 47_。所述底槽和所述封蓋的底面上設有相互對齊的連接孔。所述底座和封蓋上設有相互對齊并分別貫穿所述底座和封蓋的定位安裝孔。所述底座的所述三個側(cè)面上各設有兩個螺孔。采用本實用新型的Ka波段混頻器盒可以使在Ka波段的混頻效率較高，輸出信號的雜波較少。所述底座和封蓋由無氧銅材料的基體和鍍金的表層構(gòu)成。采用本實用新型可實現(xiàn)Ka波段的微波信號的單模傳輸、低反射，以及避開諧振點的微波性能。

圖1示出了本實用新型的混頻器盒的底座的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖2示出了本實用新型的混頻器盒的封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了該混頻器盒的端口尺寸為3. 6mmx3. 6mm時微帶線的前5種模式的傳播情況；圖如示出了優(yōu)化了端口深度時微帶線的傳輸模式；圖4b示出了優(yōu)化了端口深度時的S參數(shù)；圖5示出了相同尺寸下采用CPWG時的傳輸模式；圖6示出了采用本實用新型后仿真得到的前20個諧振點的結(jié)果。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。本文所論述的混頻器就是為了把Ka波段(例如32GHz)的RF射頻信號搬到IGHz 左右的IF中頻信號而設計的，安裝該混頻器的盒體同時考慮了多方面因素而設計。本實用新型的Ka波段混頻器盒為一矩形盒體，該盒體分兩部分，包括底座1和封蓋12，混頻器電路板夾在兩者之間。為了公用性更強，底座設計比較簡單，而封蓋則考慮了特殊的需要，如果有不同電路需求，只要重新更換封蓋。圖1示出了該混頻器盒的底座1。在底座1的與封蓋12接合的頂面11上設有一矩形的底槽2，用于容納混頻器電路板。該底槽2上具有連接孔3，例如分別位于底槽2的四個角上。該頂面11上還設有三個凹槽4、5和6，其分別從底槽2的三個端面向?qū)牡鬃?1的三個側(cè)面延伸，其中第一凹槽4和第二凹槽5位于底槽2的相對兩端，在該底座1的三個側(cè)面上還各設有兩個螺孔10 (例如圖1僅示出其中一側(cè)面上的螺孔10)。在與第三凹槽 6相對的底槽2的另一端處還設有一開槽7，在底座1的鄰近該開槽7的側(cè)面上設有與開槽 7連通的開孔8。開孔8和開槽7構(gòu)成混頻器電路板的電源輸入端口，電源依次通過開孔8 和開槽7與該混頻器電路板的電源端相連，開槽7還可用于放置連接在該混頻器電路板的電源端的去耦電容。圖2示出了該混頻器盒的封蓋12。在封蓋12的與底座1接合的底面21上設有三個分別與底座1的凹槽4、5和6相配合的凹槽14、15和16，其中第四凹槽14和第五凹槽15 相對設置。在封蓋12與底座1接合時，底座1的凹槽4、5、6和封蓋12的凹槽14、15、16分別配合形成位于盒體三個側(cè)面處的通孔，其中盒體的兩個相對的側(cè)面上的通孔(即分別由第一凹槽4和第四凹槽14，第二凹槽5和第五凹槽15構(gòu)成)分別為射頻信號的輸入端口和輸出端口，另一側(cè)面上的通孔(即由第三凹槽6和第六凹槽16構(gòu)成)為本振輸入端口。為了在需要的頻段內(nèi)保證單模傳輸，該射頻信號的輸入端口和輸出端口的尺寸為3. 6mmx3. 6mm。 通過三維電磁場軟件仿真，在該端口尺寸下微帶線是單模傳輸，同時反射較小。在封蓋12 的底面21上還設有與底槽2上的連接孔3對齊的連接孔13，連接孔3、13用于將底座1和封蓋12緊固連接在一起，同時還可以用來固定整個盒體到致冷平臺(1 溫度)。在該底面 21上還設有在第四凹槽14與第五凹槽15之間延伸的第一溝道17，以及垂直于該第一溝道 17且從第六凹槽16延伸的第二溝道18。第一溝道17和第二溝道18的尺寸為3. 6mmx3. 6mm 需滿足微波信號的單模傳輸。在第一溝道17和第二溝道18相交處具有一凸起22，用于抑制輸入端口到輸出端口的耦合，起到較好的隔離作用。在底座1和封蓋12上還設有相互對齊并分別貫穿底座1和封蓋12的定位安裝孔9、19，其在裝配底座1和封蓋12時起到定位的作用，因為Ka波段已經(jīng)是毫米波段，裝配的公差都會對電性能有所影響。本實用新型的盒體采用分體結(jié)構(gòu)，這樣在安裝混頻器電路板和對該電路板調(diào)試的時候就十分方便。盒體材料采用無氧銅，這是考慮到了在低溫(15K)下最佳的熱傳導。盒體表面鍍金處理，是為了最佳的導電性能。我們知道在無耗媒質(zhì)中，波的復傳播常數(shù)可以表示為γ = ω^Γε，因此，只要探測不同模式波的Y虛部，就可以得知該模式波是否傳輸。圖3表示盒體的輸入和輸出端口的尺寸為3. 6mmx3. 6mm時微帶線的前5種模式的傳播情況，其中Pi: 1是微帶線上需要的主要模式，其余都是次生的高次模式，應當避免。圖中Yl表示Y虛部值，Pl:l指微帶線上傳輸?shù)闹髂蔜ElO模，可以看到，在這種方形波導中微帶線的傳輸還是不錯的，但是在38GHz上開始有高次模傳輸(而我們關心的是26GHz 40GHz 頻帶)。本實用新型的盒體還考慮了諧振問題，使得在Ka(30GHz)波段上諧振的模次影響較小。通過對腔體(圖2中標示為15，16，17，18，22的部分)進行寬帶的微擾仿真，如果有諧振就會有波峰出現(xiàn)，只要是腔體肯定有諧振點，我們要做的就是避開主要諧振點(前面5 個模的諧振能量相對較大，后面的高次模諧振能量要小得多)。下面通過優(yōu)化端口的深度(即端口從底槽2的端面向底座1的側(cè)面延伸的距離)， 最后確定的深度為3. 47mm。圖4a_b分別示出了該端口尺寸下的微帶線的傳輸模式和S參數(shù)，S參數(shù)用于表示微波的傳輸性能和反射性能?？梢钥吹饺鐖D4a所示，全頻帶內(nèi)除了準TElO模(微帶線傳輸主模)傳輸外，其他模式都被很好的抑制掉了(傳播常數(shù)的虛部都為0，所以圖上看不到了)。圖4b是S參數(shù)仿真，可以看到波能量得到了很好的傳輸，同時反射回去的能量損耗很小。但是，若采用CPWG (共面波導)(而不是微帶線)，上面端口的尺寸不變，那傳輸模式又會有所改變，如圖5所示，可見在38GHz上開始有高次模開始傳播。采用本實用新型的混頻器盒后仿真得到的前20個諧振點如圖6所示，其中越往下諧振的模次越高，能量就越小。圖6英文改成中文——模次、能量。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用以限定本實用新型的范圍，本實用新型的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實用新型申請的權利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本實用新型專利的權利要求保護范圍。
權利要求1.一種Ka波段混頻器盒，其特征在于，包括一矩形的盒體，所述盒體包括底座(1)和封蓋O)，所述底座(1)與所述封蓋(12)接合的頂面(11)上設有一用于容納混頻器電路板的矩形的底槽O)，所述頂面(11)上設有分別從所述底槽⑵的三個端面向?qū)乃龅鬃?1)的三個側(cè)面延伸的三個凹槽0、5、6)，其中第一凹槽(4)和第二凹槽(5)位于相對的兩端，第三凹槽(6)位于另一端，在與所述第三凹槽(6)相對的所述底槽( 的一端處設有一開槽(7)，在所述底座(1)的鄰近所述開槽(7)的側(cè)面上設有與所述開槽(7)連通的開孔⑶；所述封蓋(1 與所述底座⑴接合的底面上設有分別與所述底座⑴的凹槽(4、5、6)相配合以形成三個通孔的第四至第六凹槽(14、15、16)，所述封蓋(1 的底面 (21)上還設有在相對設置的第四凹槽(14)與第五凹槽(15)之間延伸的第一溝道(17)以及垂直于所述第一溝道(17)且從第六凹槽(16)延伸的第二溝道(18)。
2.如權利要求1所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，還包括位于所述第一溝道(17) 和所述第二溝道(18)相交，在相交處設有凸起02)。
3.如權利要求2所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述三個通孔中相對設置的兩個通孔的尺寸為孔深3. 6mm,孔直徑3. 6mm。
4.如權利要求3所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述通孔的深度為3.47mm。
5.如權利要求1所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述底槽( 和所述封蓋(12) 的底面上設有相互對齊的連接孔(3、13)。
6.如權利要求1所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述底座(1)和封蓋(1 上設有相互對齊并分別貫穿所述底座(1)和封蓋(12)的定位安裝孔(9、19)。
7.如權利要求1所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述底座(1)的所述三個側(cè)面上各設有兩個螺孔(10)。
8.如權利要求1所述的Ka波段混頻器盒，其特征在于，所述底座(1)和封蓋(1 由無氧銅材料的基體和鍍金的表層構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種Ka波段混頻器盒，包括矩形的盒體，盒體包括底座和封蓋，底座的與封蓋接合的頂面上設有一用于容納混頻器電路板的矩形的底槽，頂面上設有分別從底槽的三個端面向?qū)牡鬃娜齻€側(cè)面延伸的三個凹槽，其中第一凹槽和第二凹槽位于相對的兩端，第三凹槽位于另一端，在與第三凹槽相對的底槽的一端處設有開槽，在底座的鄰近開槽的側(cè)面上設有與開槽連通的開孔；封蓋的與底座接合的底面上設有分別與底座的凹槽相配合以形成三個通孔的第四至第六凹槽，封蓋的底面上還設有在相對設置的第四凹槽與第五凹槽之間延伸的第一溝道以及垂直于第一溝道且從第六凹槽延伸的第二溝道。本實用新型可使Ka波段的混頻效率較高，輸出信號的雜波較少。
文檔編號H03D7/16GK202068378SQ20112016034
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者仲偉業(yè), 王錦清, 茍偉 申請人:中國科學院上海天文臺