專利名稱：采用耦合器的nrd波導超高速調制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用耦合器的超高速調制器。
背景技術：
NRD波導(無輻射介質波導)是一種毫米波集成電路，其具有低損耗和無輻射的特點。
一個NRD波導通過把上層導電板和下層導電板之間的間隙維持在小于有效頻率的半波長，并且通過在上層導電板和下層導電板之間的間隙里插入一個具有某一不變寬度并且它的高度與上層導電板和下層導電板之間的間隙高度相同的絕緣傳輸線來組成。
相關技術里的調制方法是在接收頻率信號通過循環器進入一個調制器，并且重復進行吸收或者反射的時候調制信號。在相關技術的這種方法里，循環器調制的接收頻率信號被阻止進入接收頻率信號發生器。然而，很難在相關技術的循環器里處理鐵氧體。進而，因為循環器的三個通道相互之間應該維持120度，所以要注意到生產率有可能會降低。

發明內容
本發明涉及一種采用耦合器的超高速調制器，由以下描述的兩種優選實施例來揭示。
在耦合器的末端具有氣隙之后，通過采用180度彎曲5，6制成3dB耦合器，并且按照前特氟綸13，14，高介電常數薄片11，12，二極管基座9，10和后特氟綸7，8的順序進行調整來構造本發明的第一種實施例。
第二種優選實施例通過將90度彎曲17，18的組合端和連接塊22相連接，并且按照高介電常數薄片21，二極管基座20和后特氟綸19的順序進行調整。
通過本發明，可以替代一個常用于切斷輸入信號的反射以及該信號返回到NRD波導的循環器。使用諸如鐵氧體這樣難于處理的材料所遇到的困難，能夠通過采用耦合器來解決。而且有可能減少部件的數量，因為在本發明中沒必要采用一個循環器的模態抑制器。


圖1是描述本發明第一種優選實施例中的一種在兩個180度彎曲端配備二極管基座的超高速調制器的頂視圖，肖特基二極管安裝在該二極管基座上。
圖2是描述本發明第一種優選實施例中的結構的截面圖，其中的上層導電板和圖1所示的安裝在下層導電板上的超高速調制器相裝配。
圖3是描述用于本發明第一種優選實施例中的一種由180度彎曲制成的3dB耦合器的頂視圖。
圖4是描述本發明第二種優選實施例中的一種超高速調制器的頂視圖，其中，在和兩個90度彎曲的端部組合的部分相連的連接塊處裝配一個二極管基座，在該二極管基座上安裝一個肖特基二極管。
圖5描述本發明第二種優選實施例中結構的頂視圖，其中的上層導電板和圖4所示的安裝在下層導電板上的超高速調制器相裝配。
圖6是描述二極管基座的透視圖，在該二極管基座上安裝一個肖特基二極管。
圖7是描述本發明第二種優選實施例中，用于在位于和兩個90度彎曲組合的部分的連接塊的傳輸損耗試驗的耦合器的頂視圖。
圖8是描述在圖7所示結構中相應于金屬和非金屬連接塊的長度(L)測量的傳輸損耗的圖表。
圖9是描述對應于180度彎曲5，6之間的間隙的有效頻率的中心頻率的改變的圖表。
圖10是描述對應于用于二極管基座9，10的偏置的開/關狀態，并且由網絡分析器測量的傳輸特性的圖表，該二極管基座位于180度彎曲5，6的端部。
**圖表中重要部分的代碼說明**1上層導電板2下層導電板3，4，15，16絕緣傳輸線5，6，23，24180度彎曲7，8，19后特氟綸9，10，20二極管基座(一個肖特基勢壘二極管安裝在其上)11，12，21高介電常數薄片13，14前特氟綸17，1890度彎曲22連接塊25絕緣基片26金屬薄膜27肖特基二極管(肖特基勢壘二極管)D1，D2兩個180度彎曲之間的間隙L連接塊的長度具體實施方式
(第一種優選實施例)在解釋第一種優選實施例之前，會先解釋如圖3所示的一種采用180度彎曲23，24的3dB耦合器。
3dB耦合器是均勻分布輸入功率的耦合器。當進行耦合的時候，進行90度移相。
如果一個具有幅值為a的波輸入到圖3所示的端口①，在端口②的波的幅值為a/√2，在端口④的幅值為j(a/√2)。
另一方面，如果通過使端口②和端口④完全反射該波，再次反射輸入到端口②和端口④的波，耦合器能被認為其內的波在端口②和端口④分別具有a/√2和j(a/√2)的幅值。
因而，端口①的幅值成為(a/2-a/2)，即是‘0’。端口③的幅值成為j(a/2+a/2)，即是‘ja’。換句話說，輸入進端口①的波以90度移相，完全傳遞到端口③。而且，從中可見，從端口①沒有反射波出現。這表明耦合器執行了循環器的功能。
圖1是描述一種采用了180度彎曲5，6的超高速調制器。包含有安裝在180度彎曲端部上并具有預確定氣隙的前特氟綸13，14、高介電常數薄片11，12、二極管基座9，10和后特氟綸7，8的兩個次部分組成本發明的調制單元。
兩個180度彎曲5，6由預確定間隙(D1)安排，而且載波即接收頻率信號，進入絕緣傳輸線3。載波流過180度彎曲5。在此過程中，載波的一半流到180度彎曲5的端部，但是載波的剩下一半穿過3dB耦合器，傳遞到相反面的另一個180度彎曲6。這被稱為第一耦合。
此時，當二極管基座9，10正偏時，調制單元吸收入射波，當基座9，10反偏時，反射入射波。通過此操作，執行第二耦合。
因此，當二極管基座9，10正偏時，入射波被吸收，沒有調制波流向相反面的其它180度彎曲6的輸出端。相反，當二極管基座9，10反偏時，入射波被反射，經過第一耦合的波和經過第二耦合的波聯合，結果，保持輸入進第一180度彎曲5的波的功率并且具有90度相位差的調制波可以在相反面的另一個180度彎曲6的輸出端獲得。
圖9是描述對應于兩個180度彎曲之間的間隙(D1)的電壓改變。如圖9所示，180度彎曲之間的間隙越寬，有效頻率越低。從而能夠通過控制彎曲間的氣隙來調整有效頻域。
圖10是描述相對于應用到位于180度彎曲5，6端部的二極管基座9，10偏置的開/關的傳輸特性。當偏置是關時，傳輸損耗大約3dB，當偏置是開時，傳輸損耗大約35dB。因而，從中可見，吸收和反射很明確地進行。
(第二種優選實施例)在解釋第二種優選實施例之前，一個使用兩個90度彎曲17，18的耦合器將會如圖7所示在以下解釋。
圖8是根據兩種情況下的連接塊22的長度來描述傳輸損失，所述的連接塊22分兩種情況，分別是金屬和特氟綸。當連接塊22的長度為1.5毫米，傳輸損耗最大，當連接塊22的長度為5毫米，傳輸損耗最小。在本發明的優選實施例，連接塊22的長度確定為5毫米。如上所示，連接塊22在耦合上有影響。
圖4是描述一個使用90度彎曲17，18的超高速調制器。載波是接收頻率信號，其輸入到一個絕緣傳輸線15，到達90度彎曲17的端部。為了使到達90度彎曲17的端部的載波能夠進行連接塊22和二極管基座20之間的阻抗匹配，一個高介電常數薄片21插在連接塊22和二極管基座20之間。后特氟綸19被布置在二極管基座20的另一端面，以便作用在其上裝有肖特基二極管27的二極管基座20上的對應于正偏或者反偏的波的吸收或反射可以被重復進行。另一個適合的實施例，如圖6所示，在第二種實施例中使用的二極管基座20包括一個介質基體25，其介電常數為2.56，厚度為0.3毫米，還包括一個金屬薄膜26，其實施插在一個λ/4扼流型濾波器里的偏置。
通過在肖特基二極管27上應用正偏，以便吸收進入90度彎曲17里的載波，應用反偏，以便反射入射載波，本發明的調制可以以此完成。
工業實用性本發明中，可以替代一個通常用于切斷輸入信號的反射以及該信號返回到NRD波導的循環器。
在相關技術中，載波從調制單元分離，因而通過使用一個循環器切斷調制信號的載波。然而，使用很難處理的諸如鐵氧體的部分是個難題。此類難題能夠通過采用耦合器來解決。
本發明中，減少部件的數量成為可能，因為本發明中未使用循環器所需的模態抑制器。
通過提供一種具有上述優點，并采用耦合器的超高速調制器，本發明能夠使得實現超高速通信無線設備，諸如雷達，圖像傳輸設備，無線局域網等變得簡單。
權利要求
1.一種通過采用NRD波導，用于調頻的采用耦合器的NRD波導超高速調制器，其包括按順序地裝配一個載波即接收頻率信號進入的NRD波導；用于構成一個耦合器的180度彎曲；用于調制的前特氟綸，高介電常數薄片，安裝肖特基二極管的二極管基座；后特氟綸；并且將它們對稱排列，以便其可組成第一調制單元和第二調制單元。
2.如權利要求1所述的一種采用耦合器的NRD波導超高速調制器，在其內，可能通過控制調制單元的180度彎曲之間的氣隙來調節有效頻率。
3.一種通過使用NRD波導用于調頻的采用耦合器的NRD波導超高速調制器，其包括將載波即接收頻率信號的NRD波導和用于形成耦合器的90度彎曲相連接；將它們對稱排列；并且按順序裝配用于調制的連接塊，一個高介電常數薄片，一個安裝有一個肖特基二極管的二極管基座，以及后特氟綸，以形成一個調制單元。
全文摘要
本發明涉及一種采用無輻射介質波導耦合器的超高速調制器。本發明的第一種優選實施例中，通過在90度彎曲的連接部分制成連接塊并且在連接塊的尾端安裝一個配有肖特基二極管的二極管基座來進行調制。在本發明的第二種優選實施例中，通過用一個180度彎曲制成一個3dB耦合器，以及在180度彎曲的尾端安裝一個配有兩個肖特基二極管的二極管基座來進行調制。
文檔編號H03C7/02GK1491458SQ02804965
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月1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