Microwave mixer on rectangular waveguides partially filled by dielectric

• Autorzy: Pochernyaev Vitaly , Syvkova Nataliia , Mahomedova Mariia

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.5355

Warianty tytułu

PL

Mikser mikrofalowy na prostokątnych falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article investigates and calculates the characteristics of microwave mixers on rectangular waveguides partially filled bydielectric. Presents diagrams of promising combined microwave radio engineering systems -two options for constructing mobile digital troposcatter-radiorelay stations,the antenna-feeder paths of which are implemented on rectangular waveguides partially filled by dielectric. At research of microwave mixers, suppression and the use of the mirror frequency are taken into account. The analysis of researches of microwave mixers is carried out. The designof a balanced-type microwave mixer based on rectangular waveguides partially filled by dielectric is developed. The mixer is used to convertionthe microwave signal into an intermediate frequency signal. The signal conversion of the mixers takes place on the non-linear active resistanceof the semiconductor diode. In article, an open nonlinear structure is used as such a diode. The following main parameters ofmicrowave mixersare investigated: conversion losses, noise factor, operating frequency band, signal suppression at the mirror frequency. The conversion lossesare determined for various mirror channel suppression conditions. Phase methods of mirror frequency suppression are considered, which are most suitable for the waveguide implementation of microwave mixers. A scheme of a microwave mixer of a balance type with a phase method for suppressing the mirror frequency is presented. The article notes that for significant suppression of the mirror frequency of more than 30 dB, a double frequencyconversion mixer is used. A diagram of a slotted bridge based on rectangular waveguides partially filled by dielectric is presented. The dependencesof the input impedance of the mixer, the impedance of the mixer at the intermediate frequency, the impedance of the mixer at the mirror frequencybythe power of the local heterodyne are plotted.

PL

W artykule zbadano i obliczono charakterystyki mieszaczy mikrofalowych na falowodach prostokątnych częściowo wypełnionych dielektrykiem. Przedstawiono schematy obiecujących połączonych mikrofalowych systemów inżynierii radiowej –dwóch opcji budowy mobilnych cyfrowych troposferycznych stacji radiowych, których tory antenowo-zasilające są realizowane na prostokątnych falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem. W badaniach mieszaczy mikrofalowych uwzględniono tłumienie i wykorzystanie częstotliwości lustrzanej. Przeprowadzono analizę badań mieszaczy mikrofalowych. Opracowano projekt mieszacza mikrofalowego typu zrównoważonego opartego na prostokątnych falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem. Mieszacz służy do konwersji sygnału mikrofalowego na sygnał o częstotliwości pośredniej. Konwersja sygnału mieszacza odbywa się na nieliniowej rezystancji czynnej diody półprzewodnikowej. W artykule jako taką diodę zastosowano otwartą strukturę nieliniową. Badane są następujące główne parametry mieszaczy mikrofalowych: straty konwersji, współczynnik szumów, pasmo częstotliwości roboczej, tłumienie sygnałuna częstotliwości lustrzanej. Straty konwersji są określane dla różnych warunków tłumienia kanału lustrzanego. Rozważono fazowe metody tłumienia częstotliwościlustrzanej, które są najbardziej odpowiednie do falowodowej implementacji mieszaczy mikrofalowych. Przedstawiono schemat mieszacza mikrofalowego typu balansowego z fazową metodą tłumienia częstotliwości lustrzanej. W artykule zauważono, że w celu znacznego tłumienia częstotliwości lustrzanej o ponad 30 dB stosuje się mieszacz z podwójną konwersją częstotliwości. Przedstawiono schemat mostka szczelinowego opartego na prostokątnych falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem. Wykreślono zależności impedancji wejściowej mieszacza, impedancji mieszaczadla częstotliwości pośredniej, impedancji mieszacza dla częstotliwości lustrzanej od mocy lokalnej heterodyny.

Słowa kluczowe

EN

microwave mixer; mobile digital troposcatter-radiorelay station; rectangular waveguide; slot bridge; conversion loss; mirror frequency

PL

mieszacz mikrofalowy; mobilna cyfrowa troposferyczna stacja radiowa; falowód prostokątny; mostek szczelinowy; straty konwersji; częstotliwość lustrzana

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 13, nr 4
• Strony: 126--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pochernyaev Vitaly

• National Academy of Security Service of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-7130-8668

autor

Syvkova Nataliia

• National Academy of Security Service of Ukraine, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-4934-4109

autor

Mahomedova Mariia

• Kyiv Professional College of Communications, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-1936-5555

Bibliografia

• [1] Bastos L., Wietgrefe H.: Geographical Analysis of Highly Deployable Troposcatter Systems. Performance IEEE Military communications conference – MILCOM, San Diego, 2013, 661–667.
• [2] Bastos L., Wietgrefe H.: Highly-deployable troposcatter systems in support of NATO expeditionary operations. Military communications conference – MILCOM, Baltimore, 2011, 2042–2049.
• [3] Bastos L., Wietgrefe H.: Tactical troposcatter applications in challenging climate zones. Military communications conference – MILCOM, Orlando, 2012, 1–6.
• [4] Chengcheng X. et al.: Behavioral model measurement system based on signal generator and spectrum analyzer. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology – ICMMT, 2021 [http://doi.org/10.1109/ICMMT52847.2021.9618281].
• [5] Chongjia H. et al.: Photonics-Based Single Sideband Mixer With Ultra-High Carrier and Sideband Suppression. IEEE Photonics Journal 13(4), 2021.
• [6] COMET – Compact Over-the-Horizon Transportable Terminal. https://www.comtech.com/comet-compact-over-the-horizon-transportable-terminal (available 24.09.2023).
• [7] COMET – CS67PLUS. https://www.comtech.com/cs67plus-troposcatter-modem (available 24.09.2023).
• [8] Hao C. et al.: All-Optical In-Phase/Quadrature Microwave Mixer for Antenna Remoting Applications. IEEE Photonics Journal 13(5), 2021, 1–7 [http://doi.org/10.1109/JPHOT.2021.3110589].
• [9] Hao C. et al.: Microwave Photonic I/Q Mixer With Phase Shifting Ability. IEEE Photonics Journal 13(4), 2021 [http://doi.org/10.1109/JPHOT.2021.3103786].
• [10] Pochernyaev V., Syvkova N.: Broadband switch on partially filled by dielectric rectangular waveguide. The scientific heritage 1(60), 2021, 49–52 [http://doi.org/10.24412/9215-0365-2021-60-1-49-52].
• [11] Pochernyaev V. M., Povkhlib V. S.: Mobile combined microwave telecommunication system. 5 International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Scientific – Practical Conference, Kharkiv, 2018.
• [12] Pochernyaev V. N., Povkhlib V. S.: Status and directions of development of mobile digital tropospheric communication systems. Systems of arms and military equipment 2(54), 2018, 51–60.
• [13] Pochernyaev V. N., Povkhlb V. S.: Status and directions of development of mobile digital radiorelay systems. Systems of arms and military equipment 1(53), 2018, 183–188.
• [14] Pochernyayev V. M., Tsibizov K. N.: Complex waveguide theory. Scientific world, Kiev 2003.
• [15] Shilpa M. et al.: Low Noise Image-Rejection Gilbert Mixer for Software Defined Radios. IEEE International Conference on Electronics, Computing and Communication Technologies – CONECCT, Bangalore 2020, 1–6 [http://doi.org/10.1109/CONECCT50063.2020.9198584].
• [16] Shilpa M. et al.: Recent advancement in the design of mixers for software-defined radios. International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering 32(2), 2022, 1–20.
• [17] TALON Military Ka Band Terminal. https://www.comtech.com/talon-gx-terminal (available 24.09.2023).
• [18] Troposcatter and SATCOM Solutions. https://www.comtech.com/troposcatter-and-satcom-solutions (available 24.09.2023).
• [19] Troposcatter Antenna CSA2400. https://www.comtech.com/troposcatter-antenna, (available 24.09.2023).
• [20] Troposcatter Solutions https://www.raytheonintelligenceandspace.com/what-we-do/communications-and-navigation/battlefield-comms/troposcatter (available 24.09.2023).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).