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Die
Erfindung betrifft einen einfachsymmetrischen Mischer zum Mischen
eines Eingangssignals mit einem lokalen Signal zur Herstellung eines
Zwischenfrequenzsignals, und insbesondere einen einfachsymmetrischen
Breitbandmischer mit hoher Signaltrennkapazität und niedrigen Umwandlungsverlusten,
der in Prüfgeräten oder
Datenübertragungsgeräten im Mikro-
und Millimeterwellenband zur Anwendung kommt.
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Ein
Frequenzmischer wird zum Mischen eines Eingangssignals HF hoher
Frequenz mit einem lokalen Signal Lo und zur Erzeugung von Zwischenfrequenzsignalen
(ZF) zwischen Summen und/oder Differenzen der Frequenzen von Eingangs-
und lokalen Signalen verwendet. Ein Frequenzmischer im Mikrowellenband
oder im Millimeterwellenband verwendet eine nicht lineare Kennlinie
wie beispielsweise bei Dioden und/oder Transistoren. Es gibt verschiedene Arten
von Frequenzmischern, wie beispielsweise ein nicht abgeglichener
Mischer, ein einfachsymmetrischer Mischer und ein doppelsymmetrischer
Mischer. Die vorliegende Erfindung betrifft einen einfachsymmetrischen
Mischer.
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Der
Erfinder dieser Anmeldung hat bereits einen einfachsymmetrischen
Mischer für
das Mikrowellen- und Millimeterwellenband in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 11-7252 vorgeschlagen,
die am 22.9.1999 vom selben Anmelder eingereicht wurde. Ein wesentlicher
Aufbau dieser früheren
Erfindung ist in
5 gezeigt. Es ist jedoch zu
bemerken, daß diese
frühere
Erfindung noch nicht veröffentlicht
worden ist und daher nicht als Stand der Technik für die vorliegende
Erfindung gilt.
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Im
Beispiel gemäß 5 enthält ein einfachsymmetrischer
Breitbandmischer Feldeffekttransistoren (FET) als Mischelemente.
Im folgenden werden der Aufbau und die Betriebsweise des einfachsymmetrischen
Mischers der 5 erläutert. Der einfachsymmetrische
Mischer enthält
einen 180°-Hybridkoppler 2,
Abschlußwiderstände R1 und
R2, Feldeffekttransistoren FET3 und FET4 als Mischelemente, HF-λ/4-Mikrostreifenleiter-Koppler 12 und 13, ZF-Filter 8 und 9 und
einen 180°-Hybridkoppler 10.
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Im
Betrieb wird ein lokales Signal Lo dem Eingangsanschluß des 180°-Hybridkopplers 2 zugeführt, dessen
anderer Eingangsanschluß mit
dem Abschlußwiderstand
R1 verbunden ist. Der 180°-Hybridkoppler 2 erzeugt
an seinen Ausgangsanschlüssen
zwei lokale Signale mit der gleichen Amplitude und entgegengesetzten
Phasen (0° und
180°). Die zwei
lokalen Signale mit entgegengesetzter Phase (0° und 180°) werden jeweils an die Gaterelektrode
D der Transistoren FET3 und FET4 angelegt, so daß die Transistoren FET3 und
FET4 ein- oder ausgeschaltet werden.
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Ein
HF-Eingangssignal wird an einer T-Verbindungsstelle in der Nähe des HF-Eingangsanschlusses
in 5 in zwei Signale gleicher Amplitude und gleicher
Phase aufgeteilt. Eines der beiden aufgeteilten HF-Signale wird
der Drain-Elektrode D des Transistors FET3 über den λ/4-Mikrostreifenleiter-Koppler 12 zugeführt und
das andere aufgeteilte HF-Signal wird an der Drain-Elektrode des
Transistors FET4 über
den λ/4-Mikrostrei-fenleiter-Koppler 13 angelegt.
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Dann
werden die lokalen Signale Lo mit unterschiedlicher Phase und gleicher
Amplitude und die HF-Eingangssignale mit gleicher Phase und gleicher Amplitude
miteinander durch den durch die Transistoren FET3 und FET4 gebildeten
Frequenzmischer gemischt, wobei die Frequenz des HF-Eingangssignals
in ZF(Zwischenfrequenz)-Signale entgegengesetzter Phase (0° und 180°) und gleicher
Amplitude umgewandelt wird, die an den Drain-Elektroden D der Transistoren
FET3 und FET4 erzeugt werden.
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Die
ZF-Signale entgegengesetzter Phase (0° und 180°) und gleicher Amplitude werden
durch die ZF-Filter 8 und 9 jeweils auf eine gewünschte ZF-Frequenz
gefiltert. Üblicherweise
werden die ZF-Filter 8 und 9 durch Bandpassfilter
gebildet, die nur Signale bestimmter Frequenzen passieren lassen.
Außerdem
werden die beiden durch die ZF-Filter 8 und 9 gefilterten
ZF-Signale durch den 180°-Hybridkoppler 10 in
der gleichen Phase miteinander zu einem ZF-Signal verknüpft. Wie
aus 5 zu ersehen ist, erzeugt der 180°-Hybridkoppler 10 ein
resultierendes ZF-Signal an einem Ausgangsanschluß, während sein
anderer Anschluß mit
dem Abschlußwiderstand R2
abgeschlossen ist.
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Im
folgenden wird eine genauere Erläuterung
der λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 im einfachsymmetrischen
Breitbandmischer der früheren
Erfindung in 5 gegeben. Die Aufgabe des λ/4-Mikrostreifenleiterkopplers 12 und 13 besteht
darin, die HF-Eingangssignale den Mischertransistoren FET3 und FET4
zuzuführen,
während
das ZF-Signal vom HF-Signal getrennt ist. Hierfür weist jeder λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 eine
Länge auf,
die 1/4 der Wellenlänge
des HF-Eingangssignals beträgt.
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An
jeder Drain-Elektrode der Transistoren FET3 und FET4 liegen durch
die Frequenzumwandlung erzeugt ZF-Signale und HF-Signale des λ/4-Mikrostreifenleiterkopplers 12 bzw. 13 an.
Um zu vermeiden, daß die
frequenzumgewandelten ZF-Signale an jeder Drain-Elektrode D der
Transistoren FET3 und FET4 in das HF-Eingangssignal abgeleitet werden,
sind die λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 daher
so ausgebildet, daß sie
eine niedrige Impedanz für
die HF-Frequenz und eine hohe Impedanz für die ZF-Frequenz aufweisen.
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6 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau der auf einem ebenen Substrat gebildeten λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13.
Jeder der λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 ist
ein Koppler, der aus zwei parallelen Streifenleitern besteht, die
eine Strukturlänge
von λ/4
der HF-Signalwellenlänge,
eine Strukturbreite W und einen Strukturabstand G aufweisen. Die
Strukturlänge λ/4 des Kopplers
wird ungefähr
bestimmt, indem beispielsweise von der Wellenlänge λ der Mittenfrequenz der zu erwartenden Frequenzbandbreite
des HF-Signals ausgegangen wird. Sodann wird der optimale Wert der
Strukturlänge λ/4 dadurch
bestimmt, daß die
Länge im
Hinblick auf die gewünschten
Gesamtfrequenzeigenschaften des einfachsymmetrischen Mischers feinabgestimmt werden.
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Durch
Erhöhung
des Strukturabstands G wird die Trennung zwischen ZF-Signal und
HF-Signal erhöht,
während
sich der Kopplungsgrad zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal
verringert. Weiterhin erhöht
sich die Einfügungsdämpfung bei
Vergrößerung des
Abstands, wodurch sich die Übertragungseigenschaften
des gesamten Mischers verschlechtern. Es ist daher erforderlich,
den Strukturabstand G zu optimieren, um der Design-Spezifikation
zu genügen.
In entsprechender Weise verringert sich die Einfügungsdämpfung, wenn sich die Strukturbandbreite
W vergrößert, während sich
die Bandbreite des Kopplers verbreitert, wodurch sich die ZF-Signaltrennung
verschlechtert. Es ist daher erforderlich, die Strukturbreite W
zu optimieren, um der Design-Spezifikation zu genügen.
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Bei
einem einfachsymmetrischen Mischer ist der Grad der Isolation zwischen
dem ZF-Signal und dem HF-Signal ein wichtiger Faktor für die Bestimmung
der Leistungsfähigkeit
des Mischers. 7 zeigt eine Frequenz-(Isolations-)Charakteristik
der λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 der 6.
In diesem Beispiel ist die Dämpfungs-(Isolations-)Stärke für die Zwischenfrequenz
von 30 GHz 15 dB, wenn die Dämpfung
(Einfügungsdämpfung)
für die HF-Frequenz
in einem Bereich von 50 GHz und 80 GHz eins (1) beträgt. Die
Frequenzcharakteristik der λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 der 6 zeigen
einen besseren Isolationsgrad zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal
im Vergleich zu einem konventionellen Kapazitätskoppler, der üblicherweise einen
Dämpfungs-(Isolations-)Grad
von ungefähr
7 dB aufweist.
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Bei
Anwendungen, wie bei Hochpräzisions-Testgeräten, ist
jedoch eine weitere Verbesserung beim einfachsymmetrischen Mischer
gewünscht,
wie beispielsweise eine Erhöhung
der Isolation zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal, eine Verringerung der Einfügungsdämpfung und
eine Erhöhung
des Umwandlungswirkungsgrades. Wie zuvor beschrieben, ist der einfachsymmetrische Breitbandmi scher
der 5 bis 7, der die λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler
verwendet, nicht ausreichend, um den Anforderungen bei solchen Anwendungen
zu genügen.
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Die
WO 99/18661 A1 beschreibt
einen resistiven Gegentaktmischer mit zwei Feldeffekttransistoren.
Weiterhin wird in der
DE
196 42 900 A1 ein Mischer mit Feldeffekttransistoren, insbesondere
zur Verwendung bei einem digitalen Modulations-/Demodulations-Betrieb, beschrieben.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfachsymmetrischen
Mischer anzugeben, der einen ausgesprochen hohen Isolationsgrad
zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal selbst dann aufweist, wenn
der Frequenzunterschied zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal
klein ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
einfachsymmetrischen Mischer anzugeben, der eine niedrige Einfügungsdämpfung und
einen hohen Umwandlungswirkungsgrad über einen weiten Frequenzbereich
des Eingangssignals aufweist. Der einfachsymmetrische Mischer der
vorliegenden Erfindung hat einen hohen Isolationsgrad zwischen dem
ZF-Signal und dem HF-Signal
und einen hohen Umwandlungswirkungsgrad. Nach einem ersten Aspekt
der Erfindung. enthält
der einfachsymmetrische Mischer Mittel zur Erzeugung von lokalen
Signalen mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase, ein
Paar Mischelemente, welche jeweils eines der beiden Signale empfangen,
und ein Paar Streifenleitungen zur Übertragung des HF-Eingangssignals
zu den Mischelementen. Jeweils ein Ende der Streifenleitungen ist
miteinander an einem Punkt verbunden, wo das HF-Signal zugeführt wird,
und das andere Ende jeder Streifenleitung ist mit dem entsprechenden
Mischelement verbunden. Die Länge
jeder Streifenleitung beträgt 1/4
der Wellenlänge
des ZF-Signals.
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Der
einfachsymmetrische Mischer ist auf einer planaren Oberfläche eines
Substrats ausgebildet und die lokalen Signale gleicher Amplitude
und entgegengesetzter Phase werden über Streifenleitungen zu den
Mischelementen übertragen.
Die Mischelemente erzeugen die ZF-Signale gleicher Amplitude und
entgegengesetzter Phase. Bei der vorliegenden Erfindung werden die
Mischelemente entweder durch Transistoren oder Dioden gebildet.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der einfachsymmetrische Mischer
einen ersten Hybridkoppler zur Erzeugung zweier lokaler Signale
gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase, nachdem er das lokale
Signal empfangen hat, ein Paar Mischelemente, die jeweils eines
der beiden lokalen Signale vom ersten Hybridkoppler empfangen, ein
Paar λ/4-Streifenleitungen zur Übertragung
des HF-Eingangssignals zu den Mischelementen, wobei jeweils ein
Ende der λ/4-Streifenleitungen
miteinander an einem Punkt verbunden ist, wo das HF-Eingangssignal
zugeführt wird,
und das andere Ende jeder λ/4-Streifenleitung mit
dem zugehörigen
Mischelement verbunden ist, ein Paar ZF-Filter zum Filtern der bei
den Mischelementen erzeugten ZF-Signale entgegengesetzter Phase;
und ein zweiter Hybridkoppler, um die ZF-Signale der ZF-Filter miteinander
zu verknüpfen,
um das ZF-Signal gleicher Phase zu erzeugen. Die Länge jeder
der λ/4-Streifenleitungen
beträgt
1/4 der Wellenlänge λ des ZF-Signals.
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In
der Zeichnung zeigen
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1 ein
Blockschaltbild eines einfachsymmetrischen Mischers gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 eine
Aufsicht eines Beispiels für
den Aufbau einer ZF-λ/4-Mikrostreifenleitung,
die im erfindungsgemäßen einfachsymmetrischen
Mischer enthalten ist;
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3 eine
graphische Darstellung einer Frequenzcharakteristik (Isolations – grad)
der ZF-λ/4-Mikrostreifenleitung
der 2;
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4 ein
Blockschaltbild eines einfachsymmetrischen Mischers gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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5 ein
Blockschaltbild des Aufbaus eines einfachsymmetrischen Mischers
gemäß der früheren Erfindung
desselben Erfinders der vorliegenden Anmeldung;
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6 eine
Aufsicht eines Beispiels für
den Aufbau eines λ/4-Mikrostreifenleiterkopplers,
die im in 5 gezeigten, einfachsymmetrischen
Mischer enthalten ist; und
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7 eine
graphische Darstellung einer Frequenzcharakteristik (Isolationsgrad)
des λ/4-Mikrostreifenleiterkopplers
der 6.
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Im
folgenden wird der einfachsymmetrische Breitbandmischer (im folgenden ”einfachsymmetrischer
Mischer”)
gemäß dem ersten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
enthält
der einfachsymmetrische Mischer Feldeffekttransistoren (FET) als
Mischelemente.
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Wie
in 1 gezeigt, ist der einfachsymmetrische Mischer
mit folgenden Bestandteilen aufgebaut: einem 180°-Hybridkoppler 2, Abschlußwiderständen R1
und R2, Feldeffekttransistoren FET3 und FET4, ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14, 15,
ZF-Filter 8 und 9 und einem 180°-Hybridkoppler 10.
Der einfachsymmetrische Mischer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 hat
nämlich
den gleichen Aufbau wie der in 5 gezeigte
einfachsymmetrische Mischer, wobei lediglich die λ/4-Mikrostreifenleiterkoppler 12 und 13 durch
die ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 ersetzt
worden sind. Es ist zu erwähnen,
daß der
einfachsymmetrische Mischer gemäß 5 eine
Erfindung des Erfinders der vorliegenden Anmeldung ist und dem Anmelder
der vorliegenden Erfindung übertragen
wurde und noch nicht veröffentlicht
wurde, so daß sie
keinen Stand der Technik bezüglich
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Im
Betrieb wird das lokale Signal Lo dem Eingangsanschluß des Hybridkopplers 2 zugeführt, dessen
anderer Eingangsanschluß an
den Abschlußwiderstand
R1 angeschlossen ist. Der 180°-Hybridkoppler
erzeugt an seinen Ausgangsanschlüssen zwei
Lokale Signale mit der gleichen Amplitude und entgegengesetzter
Phase (0° und
180°). Die
zwei lokalen Signale mit entgegengesetzter Phase (0° und 180°) werden
den Gatterelektroden D des Transistors FET3 bzw. FET4 zugeführt, wobei
die Transistoren FET3 und FET4 ein- bzw. ausgeschaltet werden.
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Das
HF-Eingangssignal wird an einer T-Verbindung in der Nähe des HF-Eingangsanschlusses der 1 in
zwei Signale gleicher Amplitude und gleicher Phase getrennt. Ein
HF-Signal wird der Drain-Elektrode D des Transistors FET3 über die ZF-λ/4-Mikrostreifenleitung 14 zugeführt und
das andere HF-Signal wird an die Drain-Elektrode D des Transistors FET4 über die
ZF-λ/4-Mikrostreifenleitung 15 zugeführt. Anschließend werden
die lokalen Signale Lo entgegengesetzter Phase und gleicher Amplitude
und die HF-Eingangssignale gleicher Phase und gleicher Amplitude
miteinander durch den durch die Feldeffekttransistoren FET3 und
FET4 gebildeten Frequenzmischer gemischt.
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Auf
diese Weise findet die Frequenzumwandlung statt, wodurch ZF(Zwischenfrequenz)-Signale
entgegengesetzter Phase (0° und
180°) und gleicher
Amplitude hervorgebracht werden, die an den Drain-Elektroden D der
Transistoren FET3 und FET4 erzeugt werden.
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Die
ZF-Signale unterschiedlicher Phase (0° und 180°) und gleicher Amplitude werden
jeweils durch die ZF-Filter 8 und 9 auf eine gewünschte ZF-Frequenz
gefiltert. Die ZF-Filter 8 und 9 sind Bandpassfilter,
die Signale bestimmter Frequenz passieren lassen. Weiterhin werden
die beiden durch die ZF-Filter 8 und 9 gefilterten
ZF-Signale durch
den 180°-Hybridkoppler 10 in
der gleichen Phase miteinander verknüpft, wodurch ein ZF-Signal
erzeugt wird. Wie in 1 zu ersehen ist, liefert der
180°-Hybridkoppler 10 an
seinem einen Ausgangsanschluß das resultierende
ZF-Signal, während
sein anderer Anschluß mit
dem Widerstand R2 abgeschlossen ist.
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Die
Aufsicht der ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 ist
in 2 gezeigt. Die Strukturlänge der ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 ist
so bemessen, daß sie
1/4 der Wellenlänge
der Zwischenfrequenz (ZF) beträgt.
Die ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 sind
an eine HF-Signalstruktur (Streifenleitung) angeschlossen.
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Die
Gate-Elektroden G der Transistoren FET3 und FET4 sind jeweils mit
dem lokalen Signalstrukturen (Streifenleitungen) verbunden, um die
lokalen Signale entgegengesetzter Phase (0° und 180°) zu empfangen. Die Source-Elektroden
S der Transistoren FET3 und FET4 sind über Durchkontaktierungen 16 bis 19 mit
Masse GND verbunden und die Drain-Elektroden D der Transistoren
FET3 und FET4 sind jeweils an die ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 angeschlossen.
Die ZF-Signale gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase (0°, 180°) werden
von den entsprechenden Drain-Elektroden D der Transistoren FET3
und FET4 über Strukturen
(Streifenleitungen) herausgeführt,
die in 2 nach oben bzw. unten gerichtet sind.
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Im
Beispiel gemäß 2 sind
die durch Feldeffekttransistoren FET3 und FET4 gebildeten Mischelemente
in Form von Halbleiterchips ausgebildet, die durch Drahtbondung
auf die entsprechenden Strukturen (Streifenleiter) aufgebracht sind.
Es sind aber auch andere Formen von Feldeffekttransistoren denkbar,
wie beispielsweise ein Flip-Chip oder eine MMIC-Schaltung.
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Die
Betriebsweise der ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 wird
nun erläutert.
Das HF-Eingangssignal wird durch die T-Verbindung der ZF-λ/4-Mjkrostrei-fenleitun gen
getrennt und die HF-Signale gleicher Amplitude und gleicher Phase werden
den entsprechenden Drain-Elektroden der Transistoren FET3 und FET4
zugeführt.
Nachdem jede Drain-Elektrode der Transistoren FET3 und FET4 mit
dem HF-Eingangsanschluß über eine
elektrische Länge
von λ/4
der ZF-Signalwellenlänge
angeschlossen ist und die ZF-Signale der Transistoren FET3 und FET4
in entgegengesetzter Phase (0°, 180°) sind, heben
sich die ZF-Signale am HF-Eingangsanschluß auf.
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Für die ZF-Signale
bedeutet dies, daß der HF-Eingangsanschluß einer
kurzen Stichleitung entspricht, d. h., mit anderen Worten, mit Masse
verbunden ist. Dadurch ist die von den Transistoren FET3 und FET4
bei der Zwischenfrequenz gesehene Impedanz unendlich. Die ZF-Signale
an den Drain-Elektroden D der Transistoren FET3 und FET4 kommen daher
nicht am HF-Anschluß heraus,
sondern werden lediglich an den ZF-Signalstrukturen (nach oben und
unten gerichtete Strukturen der 2) ausgegeben.
Dadurch wird die Isolation zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal
im erfindungsgemäßen einfachsymmetrischen
Mischer bedeutend verbessert.
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3 zeigt
die Wirkungen des erfindungsgemäßen einfachsymmetrischen
Mischers, wie beispielsweise die Verbesserung der Isolation zwischen den
ZF-Signal und dem HF-Signal im Vergleich zum einfachsymmetrischen
Mischer der vorhergehenden Erfindung. Wie aus 3 zu
ersehen ist, weist die Frequenzcharakteristik der ZF-λ/4-Mikrostreifenleitung eine
Einfügungsdämpfung von
1 dB bei einem HF-Signalfrequenzbereich von 50 GHz bis 80 GHz auf
und der Isolations-(Dämpfungs-)Grad
von 30 dB wird bei der ZF-Frequenz 30 GHz erreicht. Bei der ZF-Frequenz von 30 GHz
erhöht
sich daher bei den ZF-λ/4- Mikrostreifenleitungen 14 und 15 der
Isolationsgrad zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal dramatisch
um 15 dB, d. h. von 15 dB (7) auf 30
dB (3). Weiterhin wird ein Übertreten oder Verlust des
ZF-Signals zum HF-Signalanschluß deutlich
reduziert und der Frequenzumwandlungswirkungsgrad des erfindungsgemäßen Mischers
wird ebenfalls signifikant verbessert.
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Beim
vorhergehenden Beispiel enthält
der erfindungsgemäße einfachsymmetrische
Breitbandmischer zwei 180°-Hybridkoppler 2 und 10,
um Signale gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase zu erzeugen.
Solche 180°-Hybridkoppler
können durch
andere Komponenten mit der gleichen Funktion, wie beispielsweise
Transformatoren oder Impedanzanpassungstransformatoren, ersetzt
werden. Weiterhin können
andere Transistoren als Feldeffekttransistoren FET als Mischelemente
verwendet werden, wie beispielsweise BJT oder HBT.
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4 zeigt
einen einfachsymmetrischen Mischer gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Der einfachsymmetrische Mischer gemäß 4 enthält 180°-Hybridkoppler 2 und 10,
Abschlußwiderstände R1 und
R2, Dioden D1 und D2, ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen 14 und 15 und ZF-Filter 8 und 9.
Der einzige Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht daher
in den Mischelementen, die in 4 durch
Dioden D1 und D2 anstelle von Transistoren FET3 und FET4 gemäß 1 gebildet
werden.
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Nachdem
jede der Dioden D1 und D2 miteinander im Abstand von λ/4 der ZF-Frequenz
vom HF-Eingangsanschluß verbunden
sind und die ZF-Signale der Dioden D1 und D2. eine entgegengesetzte
Phase (0°,
180°) aufweisen,
heben sich die ZF-Signale im Aufbau gemäß 4 am HF-Eingangsanschluß auf. Dies
bedeutet bezüglich
der ZF-Signale, daß der
HF-Eingangsanschluß so
aufgebaut ist, als hätte
er eine kurze Stichleitung, d. h. als ob er mit Masse verbunden
wäre. Dadurch
wird die von den Mischerdioden D1 und D2 bei der ZF-Frequenz gesehene
Impedanz unendlich. Die ZF-Signale der Dioden D1 und D2 kommen daher
nicht am HF-Anschluß heraus,
sondern stehen an den ZF-Signalstrukturen an. Dadurch wird die Isolation
zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal beim erfindungsgemäßen einfachsymmetrischen
Mischer signifikant verbessert. Weiterhin ist der Umwandlungswirkungsgrad
des Mischers deutlich verbessert, weil das ZF-Signal nicht zum HF-Anschluß übertritt.
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Wie
oben erwähnt,
ist der erfindungsgemäße einfachsymmetrische
Breitbandmischer in der Lage, einen hohen Isolationsgrad zwischen
ZF-Signal und HF-Signal zu erreichen, indem er ZF-λ/4-Mikrostreifenleitungen
aufweist, wobei der hohe Isolationsgrad selbst dann gegeben ist,
wenn die Frequenzdifferenz zwischen dem ZF-Signal und dem HF-Signal
klein ist. Nachdem das Übertreten
des ZF-Signals zum HF-Anschluß deutlich
reduziert ist, ist der Umwandlungswirkungsgrad des erfindungsgemäßen einfachsymmetrischen
Mischers ebenfalls signifikant verbessert. Weiterhin reduziert der
erfindungsgemäße einfachsymmetrische
Mischer die Einfügungsdämpfung,
weil das übertreten
des ZF-Signals reduziert wird.
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Auch
wenn nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
im besonderen dargestellt und beschrieben wurde, ist anzuerkennen,
daß Veränderungen
und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen
Lehren und inner halb des Rahmens der angehängten Ansprüche möglich sind, ohne den Gedanken
und beabsichtigten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.