用于NRD波导的导向电路的FM调制器 【技术领域】
本发明涉及一种使用NRD波导(无辐射介质波导)FM(调频)的方法，NRD波导能被用于广播、雷达等。本发明所使用的NRD波导是一种全新概念的波导，其中平行导电板之间的间隙低于有效频率的半波长，并且无辐射绝缘传输线插入该间隙。
背景技术
在超过30GHz的高频范围里，NRD波导比微波传输带状线具有更低传输损失率。和相关技术中的其它波导相比，这种NRD波导很容易加工，而且用NRD波导构造电路也很方便。
由于NRD波导的毫米波段的低损失特性和电路构成的容易性，它可用于广播，雷达，局域网等处。通过FM调制法，NRD波导被经常用来改进雷达。
【发明内容】
本发明旨在使用一种FM发射机，通过在相关技术的FM方法中应用NRD波导理论，可以在毫米波段中使用一种新型的FM调制法。
本发明提供一种FM发射机，其能够使用一个耿氏二极管11生成毫米波，在发射机内，对应于偏压振荡的变容二极管18插在一个无辐射绝缘传输线6的中间，毫米波通过该传输线供给并传播。
本发明的第一种优选实施例只是在毫米波前进方向上，通过在变容二极管基座的前面插入一个高介电常数薄片7来实施。第二种优选实施例通过将模式抑制器5插入高介电常数薄片7的前、后面来实施，该高介电常数薄片插在变容二极管基座的前面。
本发明中的FM发射机使用频域为60GHz。因而，本发明的无辐射绝缘传输线6宽度为2.5毫米，高度为2.25毫米。本发明中地FM发射机也可以在其它频域内使用，因为无辐射绝缘传输线的尺寸对应于有效频率来确定。
在本发明的第一种优选实施例中，为了生成毫米波，一个耿氏二极管11插入耿氏二极管基座3，而且在λ/4扼流基片实施偏压，用于耿氏二极管偏置。通过在带式谐振器4和无辐射绝缘传输线6之间插入一个模式抑制器5来馈给毫米波。毫米波沿着无辐射绝缘传输线6传送，穿过高介电常数薄片7，在变容二极管基座8内进行调频(FM调制)，然后通过杆状天线9辐射。
【附图说明】
图1描述了本发明第一种优选实施例中的FM发射机的透视图。
图2描述了安装耿氏二极管的耿氏二极管基座的透视图。
图3描述了带式谐振器的透视图。
图4(a)描述了模式抑制器的透视图。
图4(b)描述了图4(a)所示的分解的模式抑制器的透视图。
图5描述了安装变容二极管的变容二极管基座的透视图。
图6是描述本发明的第一种优选实施例中的FM发射机的频率和输出功率特性图。
图7描述了本发明的第二种优选实施例中的FM发射机的透视图。
图8是描述本发明的第二种优选实施例中的FM发射机的频率和输出功率特性图。
图9是描述图8的频偏线性范围(4.5V～6V)里的频率和输出功率特性图。
**图表中的重要部分的代码说明**
1：上层导电板
2：下层导电板
3：耿氏二极管基座
4：带式谐振器
5：模式抑制器
6：无辐射绝缘传输线
7：高介电常数薄片
8：变容二极管基座
9：杆状天线
10：半刚性电缆
11：耿氏二极管(安装在耿氏二极管基座3上)
12：偏置扼流基片
13，20：绝缘基片
14，15，19：金属(铜)薄膜
16，17：薄特氟纶
18：变容二极管(安装在变容二极管基座8上)
【具体实施方式】
图2描述一个用来生成毫米波的耿氏二极管基座3的透视图。耿氏二极管基座3安排在上/下层导电板1，2之间，为了辐射耿氏二极管11工作时产生的热量，并且使用一个内部插入一个λ/4扼流型滤波器的偏置扼流基片，以防止生成自耿氏二极管的毫米波泄漏。
图3描述了一种带式谐振器4的透视图，该谐振器用于向一个无辐射绝缘传输线6供给生成在耿氏二极管基座3毫米波。毫米波的频率通过控制加在基片13上的金属薄膜14的长度来确定，其中，该基片13介电常数为2.6，厚度为0.3毫米。
图4(a)和图4(b)描述一种插在带式谐振器4和无辐射绝缘传输线6之间的模式抑制器5。插入模式抑制器5是为了抑制由带式谐振器供给的毫米波的TE型波和LSE型波部件。一个λ/4扼流结构的金属薄膜15位于模式抑制器中间。
图5描述一个其上装有一个变容二极管18的变容二极管基座8，变容二极管内振荡频率响应于偏压变化。使用一个介电常数为2.6，厚度为0.3毫米的绝缘基片20。一个加在介质基体上的金属薄膜19有一个λ/4扼流型滤波器。其用来防止毫米波产生到变容二极管基座8被偏置源吸收。在安装变容二极管的变容二极管基座8的金属薄膜20里的间隙为0.3毫米。金属薄膜20里的间隙能够被调节，目的是改善调制特性。
而且，因为变容二极管基座8的阻抗不同于无辐射绝缘传输线6的阻抗，便可能增加传输损失。从而为了阻抗匹配，应该在变容二极管基座8和无辐射绝缘传输线6之间插入一个高介电常数薄片7。本发明使用的高介电常数薄片7的厚度为0.1毫米。
图6描述本发明的第一个优选实施例中的FM发射机的频率和输出功率的结果。耿氏二极管的振荡频率为59.64GHz，耿氏二极管的输出功率大约为10dBm。200MHz左右的频偏会产生，其取决于加在变容二极管上的0V到10V电压。然而，调频毫米波的FM传输输出功率以振荡输出功率的一半衰减，也就是4dB。之所以会这样是因为3dB的衰减通常在毫米波是调频的时候发生。由FM调制器造成的模式不稳定性导致额外的1dB的衰减。此外，因为这种模式不稳定性，很难获得线性频偏。
在图7所述的FM发射机里，为了防止本发明的第一种优选实施例中的FM传输输出功率降低1dB，模式抑制器5安排在位于第一种优选实施例中的变容二极管基座8前面的高介电常数薄片的前面，另一个模式抑制器5安排在变容二极管基座8的后面。从而，有可能稳定模式、抑制不必要的模式、稳定频率，极易可能增加输出功率、获得线性频偏。
图8描述偏压从0V到10V变化时，频率和输出功率的结果。从中发现，线性范围在160MHz频偏范围里存在的范围很宽。和本发明的第一种优选实施例中的FM发射机相比，传输输出功率增加超过1dB。图9描述当在图8所示的4.5V到6V线性范围里以0.1V为单位测量时的频率和输出功率的结果。
前述的实施例和当前发明的优点只是代表性，不能被理解为本发明的局限。当前的讲述可以很容易地应用到其它类型的设备上。本发明的描述旨在说明而不是限制权利要求的范围。很多选择、修改和变化对于那些该技术领域的专家是显而易见的。权利要求旨在涵盖这里描述为表现为列举功能的结构，而且不仅涵盖结构的等同物，而且涵盖等同的结构。
工业实用性
本发明提供一种新型FM发射机。本发明中，在FM发射机的NRD波导里，FM调制器插在无辐射绝缘传输线的中间，使得FM发射机缩小全部尺寸并且获得频偏的宽线性范围成为可能。