Гібридно-інтегральний балансний субгармонічний змішувач міліметрового діапазону з малими втратами перетворення
DOI:
https://doi.org/10.64915/RADAP.2026.104.23-32Ключові слова:
міліметровий діапазон довжин хвиль, гібридно-інтегральні схеми, субгармонічний змішувач, втрати перетворенняАнотація
В роботі всебічно досліджено запропоновану топологію гібридно-інтегральної схеми балансного субгармонічного змішувача, ефективну при використанні у міліметровому діапазоні довжин хвиль. Детально висвітлено принцип роботи змішувача, запропоновано його модель у термінах теорії довгих ліній, на базі якої у першому наближенні розраховано розміри елементів топології інтегральної схеми. Уточнення розмірів проведено в програмі електродинамічного аналізу CST MicrowaveStudio. За результатами розрахунків було виготовлено зразки змішувачів і проведено їх експериментальне дослідження. Окремо детально розглянуто процес генерації холостих частот у змішувачі. Теоретично доведено, що, на відміну від балансних змішувачів, які працюють на основній гармоніці гетеродина, у запропонованому змішувачі коливання на частоті дзеркального каналу прийому і сумарній комбінаційній частоті виникають як хвилі з однаковою поляризацією поля, які поширюються в напрямку сигнального входу змішувача. З метою використання енергії зазначених хвиль був розроблений і виготовлений змішувач, який містив фільтр дзеркального каналу. Експериментальне дослідження цієї гібридно-інтегральної схеми продемонструвало суттєве зменшення втрат перетворення (приблизно на 1.5 дБ) порівняно зі схемою без фільтра. Отримані в результаті роботи параметри змішувача – втрати перетворення на рівні 6 дБ при необхідній потужності гетеродина порядку 2.5 мВт – дозволяють з успіхом використати розроблений гібридно-інтегральний змішувач в складі прийомопередавачів міліметрового діапазону довжин хвиль.
Посилання
1. WR15SHM. Sub-Harmonic Mixer (SHM), VDI.
2. MAMX-011009. Sub-Harmonic Pumped Mixer 14-32GHz Rev.V1, Macom.
3. H. Li, X. Gao, X. Bu, H. Liu and J. An. (2023). The Design Methods and Experiments for a 220-GHz Quasi-Optical Cryogenic Schottky Subharmonic Mixer of High Performance. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 71, no. 7, pp. 2897–2908, doi:10.1109/TMTT.2023.3238814.
4. H. Li, X. Gao, D. Qiao, Z. Chen, X. Bu and J. An. (2025). A 220-GHz Cryogenic Quasi-Optical Schottky Subharmonic In-Phase Quadrature Demodulation Receiver. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 73, no. 3, pp. 1473–1486, doi:10.1109/TMTT.2024.3447762.
5. C. -H. Lin, Y. -A. Lai, J. -C. Chiu and Y. -H. Wang. (2007). A 23–37 GHz Miniature MMIC Subharmonic Mixer. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17, no. 9, pp. 679–681, doi:10.1109/LMWC.2007.903460.
6. H. Okazaki and Y. Yamaguchi. (1997). Wide-band SSB subharmonically pumped mixer MMIC. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 45, no. 12, pp. 2375–2379, doi:10.1109/22.643847.
7. B. Boukari, E. Moldovan, S. Affes, K. Wu, R. G. Bosisio and S. O. Tatu. (2007). A Low-Cost Millimeter-Wave Six-Port Double-Balanced Mixer. International Symposium on Signals, Systems and Electronics, Montreal, QC, Canada, pp. 513–516, doi:10.1109/ISSSE.2007.4294525.
8. Yu. O. Khokhanovska and M. Yu. Omelianenko. (2018). The measurement of the p-i-n diodes parameters in the fin-line in the millimeter wave region. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, no. 75, pp. 5–8. DOI:10.20535/RADAP.2018.75.5-8.
9. Yanfeng Xu, (2008). A low conversion loss millimeter wave fourth subharmonic mixer. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, Nanjing, China, pp. 843–845, DOI: 10.1109/ICMMT.2008.4540532.
10. J. Xu, Z.-B. Xu, J. Guo, C. Qian and D.-X. Zhao. (2021). A broadband millimeter-wave sub-harmonic mixer using microstrip passive circuits. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 40(1): 33.
11. Eravant. SUBHARMONICALLY PUMPED MIXERS, Eravant.
12. ZAX MILLIMETER WAVE CORPORATION. zaxmmw.
13. Bharathi Bhat and Shiban K. Koul. (1987). Analysis, Design and Applications of Fin Lines. Artech House. Artech House, 486 p.
14. GaAs MMIC SUB-HARMONIC IRM MIXER, 54–64 GHz. HMC-MDB218. Analog Devices.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 М. Ю. Омеляненко , Т. В. Романенко, О. В. Турєєва
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
