專利名稱：用于nrd波導的導向電路的fm調制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用NRD波導(無輻射介質波導)FM(調頻)的方法，NRD波導能被用于廣播、雷達等。本發明所使用的NRD波導是一種全新概念的波導，其中平行導電板之間的間隙低于有效頻率的半波長，并且無輻射絕緣傳輸線插入該間隙。
背景技術：
在超過30GHz的高頻范圍里，NRD波導比微波傳輸帶狀線具有更低傳輸損失率。和相關技術中的其它波導相比，這種NRD波導很容易加工，而且用NRD波導構造電路也很方便。
由于NRD波導的毫米波段的低損失特性和電路構成的容易性，它可用于廣播，雷達，局域網等處。通過FM調制法，NRD波導被經常用來改進雷達。

發明內容
本發明旨在使用一種FM發射機，通過在相關技術的FM方法中應用NRD波導理論，可以在毫米波段中使用一種新型的FM調制法。
本發明提供一種FM發射機，其能夠使用一個耿氏二極管11生成毫米波，在發射機內，對應于偏壓振蕩的變容二極管18插在一個無輻射絕緣傳輸線6的中間，毫米波通過該傳輸線供給并傳播。
本發明的第一種優選實施例只是在毫米波前進方向上，通過在變容二極管基座的前面插入一個高介電常數薄片7來實施。第二種優選實施例通過將模式抑制器5插入高介電常數薄片7的前、后面來實施，該高介電常數薄片插在變容二極管基座的前面。
本發明中的FM發射機使用頻域為60GHz。因而，本發明的無輻射絕緣傳輸線6寬度為2.5毫米，高度為2.25毫米。本發明中的FM發射機也可以在其它頻域內使用，因為無輻射絕緣傳輸線的尺寸對應于有效頻率來確定。
在本發明的第一種優選實施例中，為了生成毫米波，一個耿氏二極管11插入耿氏二極管基座3，而且在λ/4扼流基片實施偏壓，用于耿氏二極管偏置。通過在帶式諧振器4和無輻射絕緣傳輸線6之間插入一個模式抑制器5來饋給毫米波。毫米波沿著無輻射絕緣傳輸線6傳送，穿過高介電常數薄片7，在變容二極管基座8內進行調頻(FM調制)，然后通過桿狀天線9輻射。


圖1描述了本發明第一種優選實施例中的FM發射機的透視圖。
圖2描述了安裝耿氏二極管的耿氏二極管基座的透視圖。
圖3描述了帶式諧振器的透視圖。
圖4(a)描述了模式抑制器的透視圖。
圖4(b)描述了圖4(a)所示的分解的模式抑制器的透視圖。
圖5描述了安裝變容二極管的變容二極管基座的透視圖。
圖6是描述本發明的第一種優選實施例中的FM發射機的頻率和輸出功率特性圖。
圖7描述了本發明的第二種優選實施例中的FM發射機的透視圖。
圖8是描述本發明的第二種優選實施例中的FM發射機的頻率和輸出功率特性圖。
圖9是描述圖8的頻偏線性范圍(4.5V～6V)里的頻率和輸出功率特性圖。
**圖表中的重要部分的代碼說明**1上層導電板2下層導電板3耿氏二極管基座4帶式諧振器5模式抑制器6無輻射絕緣傳輸線7高介電常數薄片8變容二極管基座9桿狀天線10半剛性電纜11耿氏二極管(安裝在耿氏二極管基座3上)12偏置扼流基片13，20絕緣基片14，15，19金屬(銅)薄膜16，17薄特氟綸18變容二極管(安裝在變容二極管基座8上)具體實施方式
圖2描述一個用來生成毫米波的耿氏二極管基座3的透視圖。耿氏二極管基座3安排在上/下層導電板1，2之間，為了輻射耿氏二極管11工作時產生的熱量，并且使用一個內部插入一個λ/4扼流型濾波器的偏置扼流基片，以防止生成自耿氏二極管的毫米波泄漏。
圖3描述了一種帶式諧振器4的透視圖，該諧振器用于向一個無輻射絕緣傳輸線6供給生成在耿氏二極管基座3毫米波。毫米波的頻率通過控制加在基片13上的金屬薄膜14的長度來確定，其中，該基片13介電常數為2.6，厚度為0.3毫米。
圖4(a)和圖4(b)描述一種插在帶式諧振器4和無輻射絕緣傳輸線6之間的模式抑制器5。插入模式抑制器5是為了抑制由帶式諧振器供給的毫米波的TE型波和LSE型波部件。一個λ/4扼流結構的金屬薄膜15位于模式抑制器中間。
圖5描述一個其上裝有一個變容二極管18的變容二極管基座8，變容二極管內振蕩頻率響應于偏壓變化。使用一個介電常數為2.6，厚度為0.3毫米的絕緣基片20。一個加在介質基體上的金屬薄膜19有一個λ/4扼流型濾波器。其用來防止毫米波產生到變容二極管基座8被偏置源吸收。在安裝變容二極管的變容二極管基座8的金屬薄膜20里的間隙為0.3毫米。金屬薄膜20里的間隙能夠被調節，目的是改善調制特性。
而且，因為變容二極管基座8的阻抗不同于無輻射絕緣傳輸線6的阻抗，便可能增加傳輸損失。從而為了阻抗匹配，應該在變容二極管基座8和無輻射絕緣傳輸線6之間插入一個高介電常數薄片7。本發明使用的高介電常數薄片7的厚度為0.1毫米。
圖6描述本發明的第一個優選實施例中的FM發射機的頻率和輸出功率的結果。耿氏二極管的振蕩頻率為59.64GHz，耿氏二極管的輸出功率大約為10dBm。200MHz左右的頻偏會產生，其取決于加在變容二極管上的0V到10V電壓。然而，調頻毫米波的FM傳輸輸出功率以振蕩輸出功率的一半衰減，也就是4dB。之所以會這樣是因為3dB的衰減通常在毫米波是調頻的時候發生。由FM調制器造成的模式不穩定性導致額外的1dB的衰減。此外，因為這種模式不穩定性，很難獲得線性頻偏。
在圖7所述的FM發射機里，為了防止本發明的第一種優選實施例中的FM傳輸輸出功率降低1dB，模式抑制器5安排在位于第一種優選實施例中的變容二極管基座8前面的高介電常數薄片的前面，另一個模式抑制器5安排在變容二極管基座8的后面。從而，有可能穩定模式、抑制不必要的模式、穩定頻率，極易可能增加輸出功率、獲得線性頻偏。
圖8描述偏壓從0V到10V變化時，頻率和輸出功率的結果。從中發現，線性范圍在160MHz頻偏范圍里存在的范圍很寬。和本發明的第一種優選實施例中的FM發射機相比，傳輸輸出功率增加超過1dB。圖9描述當在圖8所示的4.5V到6V線性范圍里以0.1V為單位測量時的頻率和輸出功率的結果。
前述的實施例和當前發明的優點只是代表性，不能被理解為本發明的局限。當前的講述可以很容易地應用到其它類型的設備上。本發明的描述旨在說明而不是限制權利要求的范圍。很多選擇、修改和變化對于那些該技術領域的專家是顯而易見的。權利要求旨在涵蓋這里描述為表現為列舉功能的結構，而且不僅涵蓋結構的等同物，而且涵蓋等同的結構。
工業實用性本發明提供一種新型FM發射機。本發明中，在FM發射機的NRD波導里，FM調制器插在無輻射絕緣傳輸線的中間，使得FM發射機縮小全部尺寸并且獲得頻偏的寬線性范圍成為可能。
權利要求
1.一種采用NRD波導(無輻射介質波導)用于FM傳輸的FM調制器，其中使用耿氏二極管(11)生成毫米波；使用帶式諧振器把毫米波供至NRD波導；一個用來安裝變容二極管(18)的二極管基座，其被安置在無輻射絕緣傳輸線(6)上，供給的毫米波在其內傳播；以及一個用無輻射絕緣傳輸線構造的輸出端。
2.一個FM發射機，其中的天線安裝在權利要求1所述的FM調制器的輸出端。
3.一種采用NRD波導(無輻射介質波導)用于FM傳輸的FM調制器，其中使用耿氏二極管(11)生成毫米波；使用帶式諧振器把毫米波供至NRD波導；一個用來安裝變容二極管(18)的二極管基座安排在無輻射絕緣傳輸線(6)上，供給的毫米波在其內傳播；以及模式抑制器插在變容二極管基座的前、后面，旨在通過抑制不必要的模式使傳輸損失最小化。
4.一個FM發射機，其中的一個天線安裝在權利要求3所述的FM調制器的輸出端。
全文摘要
本發明涉及一種裝有FM調制器的發射機，該發射機包括一個安裝耿氏二極管的二極管基座，其中安裝其上的耿氏二極管是用于載頻振蕩的部件；一個向無輻射介質波導傳送毫米波的帶式振蕩器；一個模式抑制器；一條無輻射絕緣傳輸線；一個安裝有變容二極管的二極管基座，其上安裝的變容二極管是用于電壓控制振蕩器的部件；以及一個用于輻射毫米FM波的天線。
文檔編號H03C3/22GK1491455SQ02804964
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月6日 優先權日2001年2月20日
發明者申千雨 申請人:Nrd技術有限公司, 申千雨