Смеситель HP из стробоскопического модуля Опции

[magnum16]

Выкладываю фото смесителя HP, используемого в стробоскопических модулях с полосой 20 ГГц.







Смеситель изготовлен на кварцевой подложке, имеет 2 ВЧ входа. Также внутри предусмотрены поглотители ВЧ, на фото их нет. Один ВЧ разъем подключен к копланарной линии – это входной сигнал стробоскопа (на фото снизу). Через небольшое расстояние от входа в линию включены смесительные диоды с конденсаторами (черный корпус), далее через некоторое расстояние согласующий элемент (?) и нагрузка (2 черных резистора).
НЧ сигналы выходят через 3 контакта снизу корпуса. Один НЧ сигнал снимается с нагрузки копланарной линии через резистор (длинная черная линия?), два других сигнала снимаются с конденсаторов смесителя.
Второй ВЧ разъем подключен к балуну и далее на щелевую линию – это вход стробирующего импульса. Щелевая линия увеличивает импеданс при приближении к нагрузке копланарной линии для согласования с емкостью диодов (?). Получается, что строб проходит по «земле» копланарной линии, открывает диоды смесителя, доходит до разъема, отражается от него и закрывает диоды.
Основная идея и схема смесителя описана в статье Grove, W.M.: Sampling for oscilloscopes and other RF systems: DC through X-band.  GROVE___Sampling_for_Oscilloscopes_and_Other_RF_Systems.pdf ( 664.78 килобайт ) Кол-во скачиваний: 73
Для уменьшения индуктивности подключения диодов и конденсаторов к входной линии стробирующий импульс подается прямо на «землю» входной линии. Для этого земля разделена. Также за счет того, что у входного разъема эти 2 земли соединены, стробирующий импульс отражается от разъема и на диодах возникает короткий отрывающий импульс длина которого определяется двойным временем пробега этого отрезка (от диодов до разъема). Поэтому для строба важен только фронт.
У Grove конструкция коаксиальная, копланарная конструкция, подобная данной, описана в патенте US4956568 A https://www.google.com/patents/US4956568 . Там смеситель 50 ГГц, в нем дополнительно после балуна до щелевой линии включена нелинейная линия для обострения фронта строба.
Смесители с подобной схемой с «разделенной землей» но с другой конструкцией описаны в журналах hp номера 1973-04 (стр. 10) и 1980-04 (стр. 16). http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/hpjindex.html
Примерная эквивалентная схема смесителя в ltspice выглядит так:

 sampler_hp_forum.zip ( 1.05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 23

На вход rfin подается импульсы с временем нарастания 10 пс с перидом 100 нс. Справа подаются стробы с периодом 100,001 нс, т.е. шаг 1 пс. На выходе ifout импульс растянутый по времени в 100 нс/ 1 пс = 10^5 раз. Фронт импульса 2 мкс, что соответствует 20 пс. Таким образом, полоса смесителя порядка 17,5 ГГц.

[ffilin]

Кварцевая подложка, диоды которые не где не найдёшь, это всё хорошо. А есть что нибудь более простое в реализации ссылка на генератор наносекундных импульсов Хочу сделать простой поисковый георадар для замены металоискателей, глубиной обнаружения до 1 метра, на базе UMB радара

Сообщение отредактировал ffilin - Oct 15 2016, 02:34

[khach]

Выкладываю фото смесителя HP, используемого в стробоскопических модулях с полосой 20 ГГц.

Спасибо, очень интересная топология. Возбуждение (сигнал гетеродина) идет щелевой линией, а сама линия возбуждается переходом с конструктивного микрополоска на дальнем торце структуры.
Интересна технология такого монтажа- там же под золотой ленточкой должен быть слой диэлектрика.
А не подскажете, зачем нужен третий низкочастотный вывод, тот что гальванически соединен с источником сигнала (средней линией самплера)? А то большинство самплеров имеют только два вывода ПЧ от диодов.

[magnum16]

Ленточка напрямую соединена. По входу строба там кз по НЧ, по ВЧ кз через корпус развязано поглотителями, которые устанавливаются в полость сверху на фото и под обеими крышками. Так как частота повторения строба низкая, максимум десятки кГц, то все переотражения успевают затухнуть.
Третий вывод для калибровки по НЧ, думаю. Полагаю, что туда подается уровень с ЦАП и измеряется выход смесителя. При калибровке модуля просят отключить все кабели от входов.