10.46) называют схемой с однотактным выходом. В схеме с одинаковой полярностью диодов - с двухтактным выходом - соотношение фаз выходных напряжений противоположно схеме с однотактным выходом. Поэтому в ней необходим трансформатор, к двум первичным обмоткам которого подключены выходы диодов, а две вторичные обмотки, намотанные в противоположных направлениях, подсоединены к двухтактному входу УПЧ. В ИС такой смеситель используется редко, так как в нем требуется балансный трансформатор с хорошей симметрией плеч (для подавления шумов гетеродина), что усложняет схему и ее настройку.

На рис. 10.46,а показана топология печатной схемы балансного смесителя с однотактным выходом на основе двухшлейфного гибридного соединения. Благодаря четвертьволновой секции, включенной перед одним из диодов, обеспечивается синфазность сигналов, поступающих на диоды, и повышенная развязка между сигнальным и гетеродинным входами. Преобразованные сигналы проходят через фильтры нижних частот на общий выход. Постоянная составляющая тока диода заземляется через цепочку, состоящую из двух высокоомных четвертьволновых отрезков, соединенных между собой и с четвертьволновым параллельным низко-омным шлейфом. Внешние размеры такого смесителя, работающего в трехсантиметровом диапазоне волн, составляют примерно 2,5X2,5X1,5 см.

При очень высоких требованиях к развязке в широкой полосе частот, подавлению в выходном спектре всех гармоник и комбинационных частот, потерям преобразования используются двойные балансные смесители. Планарная конструкция псевдодвойного балансного смесителя показана на рис. 10.47,а. Этот смеситель состоит из двух классических балансных смесителей, помещенных между двумя квадратурными гибридными соединениями. Помимо развязки, реализуемой в каждом балансном смесителе, обеспечивается дополнительная изоляция сигнального и гетеродинного входов, подключенных к развязанным плечам всего соединения. Хорошее согласование входа устройства обусловлено тем, что идентичные сигналы, отраженные от двух балансных смесителей, поступает в плечо 2, куда включена согласованная нагрузка.

Одним из факторов, влияющих на коэффициент шума смесителя, является так называемое зеркальное преофазование на частоте /зерк=/г-1-/пр. Сигнал зеркальной частоты является вредным, так как часть полезной мощности сигнала, преобразованная на эту частоту, бесполезно расходуется в нагрузке.

На рис. 10.47,6 представлена схема двойного балансного смесителя с подавлением зеркального сигнала, поступающего на вход смесителя. Полезный сигнал подается на смесители со сдвигом по фазе на 90°, а гетеродинный сигнал поступает через делитель мощности синфазно. При этом на выходах смесителей достигаются такие фазовые соотношения между сигналами промежуточной частоты, что при сложении на другом 90°-ном гибридном соединении на одном из его выходных плеч имеется сигнал промежу-

точной частоты, полученной только за счет преобразования сигнала несущей частоты, а на другом - зеркальной частоты. Наряду с таким решением, когда для подавления зеркального сигнала используются фазовые соотношения между сигналами, существует способ, использующий частотно-избирательные цепи (рис.

5СУ \,

HD СВЧ

но пч

Рис. 10.47. Двойные балансные смесители: я - псевдодвойная схема; б- схема с подавлеянем зеркальнм-о канала

Г0.48). Здесь однотактный смеситель в .печатном исполнении содержит направленный фильтр, диод, выходную фильтрующую цепь и режекторный фильтр частоты зеркального канала. Режек-торный фильтр состоит из полуволновой разомкнутой линии, свя-заннол четвертьволновой секцией с основной линией передачи. В

у ,

/yv-4

Рис. 10.48. Смеситель с подавлением зеркального канала с использованием частотно-избирательных целей

зависимости от расстояния между диодом и этим фильтром последний может служить либо короткозамкнутой, либо разомкнутой нагрузкой. В данной схеме удается подавлять зеркальные сигналы как поступающие на вход смесителя, так и образующиеся в самом смесителе.

10.12. ПОЛОСКОВЫЕ ЦИРКУЛЯТОРЫ И ВЕНТИЛИ

У-циркуляторы отличаются простотой конструкции и технологичностью, хорошими электрическими характеристиками. Топологическая схема У-циркулятора представляет собой (рис. 10.49) три печатных проводника, расходящиеся под углом 120° от металлического диска сочленения. Во все плечи У-циркулятора включаются элементы согласования (шлейфы, трансформаторы и пр.).

Рис. 10.49. Топологаи

У-адиркуляторов: а - с четвертшюлвовы м согласующими транс форматорами; б - с замедляющей структурой

Полоса пропускания таких циркуляторов может быть от 10 до 30%. Диаметр ферритового У-циркулятора с увеличением длины волны увеличивается. В дециметровом диапазоне волн при ограниченных габаритах микросхемы для уменьшения диаметра диска используют замедляющие структуры, емкостные элементы и пр. На рис. 10.49,6 показан один из вариантов замедляющей структуры, расположенной в центральной области У-циркулятора. Эта структура состоит из комбинации планарно распределенных индуктивных и емкостных элементов.

Основой конструкции циркуляторов является магнитная система и ферритовая или ферритодиэлектрическая подложка с нанесенной на ее поверхности печатной схемой. В качестве Магнитных систем используются, как правило, постоянные магниты в виде дисков, прямоугольных призм или подков.

Сплошные ферритовые подложки применяются в микросхемах сантиметрового и коротковолновой части дециметрового диапазона волн. Используемый при этом ферритовый материал должен иметь малые потери в ненамагниченном состоянии, так как большая часть подложки, в том числе и области с полосковыми проводниками, остается ненамагниченной.

В дециметровом диапазоне волн используются ферритодиэлек-трические (комбинированные) подложки. Они изготавливаются путем встраивания ферритовых дисков в диэлектрические подложки, нанесением па подложки толстых ферритовых пленок или же методом горячего прессования ферритодиэлектрических композиций. Встраивание ферритовых дисков в отверстие подложки осуществляется пайкой или приклеиванием их к корпусу интегральной микросхемы. Такие конструкции обладают рядом недостатков: необходимо сверление отверстий в подложках; на стыке ферритового вкладыша и подложки имеются щели, вызывающие появление нерегулярностей и дополнительных потерь.