192903. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú szalagvonalas mikrohullámú keverő
3 192903 4 A találmány tárgya szalagvonalas és/vagy mikroszalagvonalaB kivitelű kétdiódáa ellenütemű mikrohullámú keverő, A találmány tárgyát képező keverő kis méretű díelektromos felületen elhelyezett áramköri elrendezéssel van megvalósítva és széles frekvenciasávban igen kedvező, frekvenciafüggetlen átviteli tulajdonságokkal (vevőkeverő felhasználásban pl. kis zajtényezővel) rendelkezik. Mikrohullámú sokcsatornás rádiórelé berendezések keverőiként előnyösen alkalmazható. A mikrohullámú berendezések lényeges részei a keverők. A vevőben alkalmazott keverővei az antennáról kapott vevő jelet a mikrohullámról kiBebb frekvenciára, az úgynevezett középfrekvenciára keverik le, mivel a középfrekvencián való erősítés sokkal egyszerűbben és olcsóbban oldható meg, mint mikrohullámokon. Az adóban alkalmazott keverővei a felerősített középfrekvenciás jelet a mikrohullámú sávba teszik át. A mikrohullámú keverőknek alapvetően ez a kétféle alkalmazása szokásos. A kétféle alkalmazás részben különböző követelményeket támaszt a keverővei szemben. A vevőkeverőnél elsőrendű jellemző a zajtényező, az adókeverőnél pedig a hatásfok. Közöb lényeges jellemző az átviteli karakterisztika és a sávszélesség. A keverő konstrukcióját igyekeznek úgy megvalósítani, hogy az említett követelmények minél jobban kielégíthetők legyenek. Az elmúlt években igen elterjedtek a mikroszalagvonalas keverők. Ezek kifejlesztését a vékonyréteg technológia alkalmazása tette lehetővé. A mikroszalagvonalas keverők kis méretűek, szélessávúak, viszonylag olcsók és kedvező átviteli tulajdonságokkal rendelkeznek. A vékonyréteg technológiával történt gyártás miatt könnyen reprodukálhatóak. A mikroszalagvonalaB keveréket általában két diódás ellenütemű (balansz) üzemre tervezik. Ebben az esetben az adó vagy vevő jelek, illetve a lokál jel számára kialakított csatlakozások és a két keverő dióda között egy hidrid található. A hidrid biztosítja az adó vagy vevő, illetve a lokál jelek szűrő nélküli szétválasztását. Mikroszalagvonalas kivitelben csak nagy veszteségű szűrők készíthetők, amelyek használata lerontaná a keverő minőségét, ezért lényeges a szűrők alkalmazásának elkerülése. Az ismert mikroszalagvonalas keverő megoldásokban az úgynevezett gyűrűs (ring) hibridet alkalmazzák. A ringhibrid szalagvonalból vagy mikroszalagvonalból kialakított kőralakú önmagában zárt szalag vonal szakasz, amelyhez négy különálló csatlakozási pontban egy-egy elágazó szalagvonal szakasz csatlakozik. Ebben az esetben csatlakozási pont alatt a zárt szalagvonal szakasz és az elágazó szalagvonal szakasz érintkezése mentén létrejövő közös pontjaik egyikét értjük. A köralakú zárt szalagvonal szakasznak a T~r csatlakozási pontok közé eső négy része közül háromnak hossza negyedhullámú hosszúságú és a negyedik rész pedig háromnegyed hullámhosszúságú. Általában a szalagvonal szakasz két pont közötti hosszúsága megegyezik a két pontot összekötő és a szalagvonalra rajzolható legrövidebb görbe hoszszával. Mivel a csatlakozási pont kiválasztása az előbbiek alapján bizonyos mértékig önkényes lehet, ezért a csatlakozó pontok közötti távolság megadása az elágazó szalagvonal szakaszok szélességi méreteinek nagyságrendjébe eső pontatlansággal adható meg. A hibriden és a keverő diódákon kívül az ismert keverő megoldásokban görbe és/vagy egyenes szalagvonal szakaszokból kialakított más részárainkörök, összekötő és elágazó szalagvonal szakaszok is találhatók. Az így kialakított keverő elrendezés valamilyen kisveszteségű dielektromos lapkára van párologtatva és egy fémdobozba bedobozolva. A keverő működését jelentősen befolyásolja a dobozolása. A dobozolésra mind elektromos, mind mechanikai szempontból szükség van. Elektromos szempontból a dobozolás elsősorban a szükséges árnyékolást biztosítja, vagyis a külső elektromágneses tér elleni zavarvédelmet adja meg. Egyben kellő elválasztást is ad más fokozatok felé. Mechanikai szempontból szintén kellő zártságot biztosít és ezzel fokozza a környezeti hatásokkal szembeni ellenállóságot. A dobozolás azonban elektromosan káros mellékhatással is jár, mert a belseje mint fémes üreg, rezonanciát mutat Ez a rezonancia, ha az átviteli sávba esik, zavarja a keverő működését. Ezért megfelelő méretezéssel el kell érni, hogy a dobo2 rezonancia az átviteli sávtól lehetőleg távol legyen. Az átviteli sávtól távoli dobozrezonancia kisméretű doboz alkalmazásával érhető el. A doboz nagyságét a keverő elrendezést tartalmazó dielektromos lapka mérete határozza meg. A keverő átviteli tulajdonságait ugyancsak lerontja, ha a hibrid, a keverő diódák, illetve más részáramkörök által reflektált jelek kedvezőtlen fázisban találkoznak. A reflektált jelek találkozásának fázisát a részárán köröket összekötő szalagvonal szakaszok hossza határozza meg. Hosszú összekötő szalagvonal szakaszok használaténál a reflektált jelek találkozásának fázisa gyorsan változik és az átviteli sáv egyes frekvencián könnyen előfordulhat a kedvezőtlen fázisú találkozás. A keverők nagy részénél a dielektromos lapka anyaga kerámia. A kerámia lapkák szabványosított méretekben szerezhetők be. A keverő kialakításánál az a szabványos méretváltozat kerül felhasználásra, amelyre a köralakú hibrid és más részáramkörök elférnek . Ezután a dobozrezonanciák eltávolítására vagy az összekötő szalagvonal szakaszok hosszának további csökkentésére általában mér nincs lehetőség. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
