DE102005030345A1

DE102005030345A1 - Mischer, diesen Aufweisende Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung, die Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung Aufweisende Radarvorrichtung und mit der Radarvorrichtung Ausgestattetes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102005030345A1
Application number: DE102005030345A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Takenoshita; Kazuki Hayata; Yuji Kishida
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: US20060214842A1; DE102005030345B4

Abstract

Es wird ein Mischer zur Verfügung gestellt, der imstande ist, Mischeigenschaften zufrieden stellend abgestimmt zu halten. Ein Koppler (1) umfasst zwei Eingabeenden (1a, 2a) und ein oder zwei Ausgabeenden (1c). An dem Ausgabeende (1c) ist eine Schottky-Diode (2) angeordnet, die als Hochfrequenzerfassungselement arbeitet. Mit der Schottky-Diode (2) ist eine Vorspannungsversorgungsschaltung (C) mit einem trimmbaren Chip-Widerstand (3) verbunden, der als voreingestellter variabler Widerstand arbeitet, um einen Vorstrom zu steuern, der durch die Schottky-Diode (2) hindurchgeht. Durch Einstellen des Widerstands des trimmbaren Chip-Widerstands (3) kann ein Vorstrom gesteuert werden, der durch die Schottky-Diode (2) hindurchgeht, und dadurch können die Mischeigenschaften zufrieden stellend abgestimmt gehalten werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischer zur Verwendung in einer integrierten Millimeterwellenschaltung, einem Millimeterwellen-Radarmodul oder dergleichen, und insbesondere betrifft sie einen Mischer, in dem eine Vorspannungsversorgungsschaltung eines Hochfrequenzerfassungselements als Komponente des Mischers mit einem voreingestellten variablen Widerstand versehen ist, um dadurch Eigenschaften wie Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers zufrieden stellend abgestimmt zu halten, sowie eine den Mischer aufweisende Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung.
Die Erfindung betrifft auch eine die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aufweisende Radarvorrichtung sowie ein mit der Radarvorrichtung ausgestattetes Fahrzeug.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bisher sind einige Beispiele für Mischer von konventioneller Gestaltung bekannt, beispielsweise jene, die in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen JP-A 10-242766 (1998), JP-A 2001-203537, JP-A 2002-158540 und JP-A 2002-290113 offenbart worden sind. Unter diesen ist in der JP-A 10-242766 ein Mischer offenbart, der einen nicht-strahlenden dielektrischen Wellenleiter (nachstehend auch einfach als „ein NRD-Wellenleiter" bezeichnet) verwendet. In dem Mischer ist am Ende einer dielektrischen Streifenleitung eine Schottky-Diode, die als Hochfrequenzerfassungselement dient, und ein Substrat zum Zuführen einer Vorspannung zu der Schottky-Diode angeordnet. Des Weiteren ist ein Hohlraumresonator mittels eines Richtungswechslers zum Ändern der Richtung einer Magnetkraftlinie um 90° angeordnet. In den Hohlraumresonator ist ein bewegliches Teil zum Variieren einer Resonanzfrequenz eingefügt. Durch Bewegen des beweglichen Teils wird bewirkt, dass die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators variiert, wodurch in einer Impedanz eine Veränderung erreicht werden kann, wenn die Schottky-Diode von der dielektrischen Streifenleitung aus gesehen wird.
Des Weiteren sind Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die dazu entworfen sind, mit einem solchen Mischer zusammen zu arbeiten, und von denen erwartet wird, dass sie Anwendung in einem Millimeterwellenradarmodul, einer Vorrichtung zur drahtlosen Millimeterwellenradio- bzw. -funkkommunikation oder dergleichen finden. Eine solche Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP-A 2000-258525 offenbart. Die in der JP-A 2000-258525 offenbarte Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist von dem Typ, bei dem ein Pulsmodulationsschema eingesetzt wird.
18 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das die konventionelle Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zeigt, bei der das Pulsmodulationsschema eingesetzt wird. Beispielsweise besteht die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aus: einem Hochfrequenzoszillator 61 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer relativ mit dem Ausgabeende des Hochfrequenzoszillators 61 verbundenen Verzweigungsvorrichtung 62 zum Verzweigen des Hochfre quenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an ihr eines Ausgabeende 62b bzw. ihr anderes Ausgabeende 62c ausgegeben werden können; einem relativ mit dem einen Ausgabeende 62b der Verzweigungsvorrichtung 62 verbundenen Modulator 63 zum Modulieren eines Teils des Hochfrequenzsignals, um es als zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal auszugeben; einem Zirkulator 64 mit einem ersten Anschluss 64a, einem zweiten Anschluss 64b und einem dritten Anschluss 64c, von denen der erste Anschluss 64a mit dem Ausgabeende 63a des Modulators 63 verbunden ist, wobei ein aus dem ersten Anschluss 64a eingegebenes Hochfrequenzsignal an den zweiten Anschluss 64b ausgegeben wird und ein aus dem zweiten Anschluss 64b eingegebenes Hochfrequenzsignal an den dritten Anschluss 64c ausgegeben wird; einer mit dem zweiten Anschluss 64b des Zirkulators 64 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 65; und einem zwischen dem anderen Ausgabeende 62c der Verzweigungsvorrichtung 62 und dem dritten Anschluss 64c des Zirkulators 64 verbundenen Mischer 66 zum Mischen des an das andere Ausgabeende 62c der Verzweigungsvorrichtung 62 als lokales Signal L0 ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne 65 empfangenen Hochfrequenzsignal zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Es ist bekannt, dass in einer solchen konventionellen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung eine nicht-strahlende dielektrische Leitung zur Verwendung als Hochfrequenz-Übertragungsleitung geeignet ist, um eine Verbindung unter den Hochfrequenzschaltungselementen herzustellen und Hochfrequenzsignale zu senden.
Konventionellerweise wird allgemein ein Metall-Wellenleiter als Mittel zum Senden von Mikro- oder Millimeterwellen eingesetzt. Um jedoch der kürzlichen Nachfrage nach einem verkleinerten Hochfrequenzmodul nachzukommen, finden Entwicklungen statt, um ein Hochfre quenzmodul bereitzustellen, das eine dielektrische Streifenleitung als Wellenleiter zum Senden von Hochfrequenzsignalen verwendet. Vor diesem Hintergrund erregt die nicht-strahlende dielektrische Leitung als neue Hochfrequenz-Übertragungsleitung wegen ihrer Fähigkeit, Hochfrequenzsignale unter geringem Verlust zu senden, viel Aufmerksamkeit.
17 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, die die Grundstruktur der nicht-strahlenden dielektrischen Leitung zeigt. Die nicht-strahlende dielektrische Leitung ist aufgebaut, indem eine dielektrische Streifenleitung 53 mit einem vierseitigen, beispielsweise rechteckigen, Querschnittsprofil zwischen zwei Parallelplattenleitern 51 und 52 zwischengefügt wird, die parallel in einem vorgegebenen Abstand a angeordnet sind. Vorliegend ist die Beziehung zwischen dem Abstand a und der Wellenlänge λ eines Hochfrequenzsignals vorzugsweise durch den Ausdruck: a ≤ λ/2 gegeben. Durch Einstellen des Abstands a auf diese Weise können die Hochfrequenzsignale sich wirksam durch die dielektrische Streifenleitung 53 fortpflanzen gelassen werden, während das Eindringen von Rauschen von außen in die dielektrische Streifenleitung 53 und die Abstrahlung der Hochfrequenzsignale nach außen beseitigt werden. Es ist zu beachten, dass die Wellenlänge λ eines Hochfrequenzsignals eine Wellenlänge in der Luft (freier Raum) auf einer verwendbaren Frequenz darstellt.
Des Weiteren sind Beispiele für eine konventionelle Radarvorrichtung, die die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aufweist, und ein mit der Radarvorrichtung ausgestattetes Fahrzeug zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP-A 2003-35768 offenbart.
Jedoch weisen konventionelle Konstruktionen die folgenden Nachteile auf. In einem solchen Mischer, wie er in der JP-A 10-242766 offen bart ist, ist ein Einstellmechanismus (entsprechend dem Hohlraumresonator und dem beweglichen Teil, wie beispielhaft erläutert) zum Einstellen von Mischeigenschaften und der Übertragungseigenschaften des Mischers so ausgebildet, dass er sich von dem Hochfrequenzerfassungselement aus erstreckt, das am Ende der Hochfrequenz-Übertragungsleitung angeordnet ist. Durch Einstellen seiner strukturellen Dimension wird bewirkt, dass die elektrische Länge des Einstellmechanismus, durch welchen Hochfrequenzsignale gesendet werden, variiert, so dass eine Veränderung der Impedanz am Ende des Einstellmechanismus erreicht werden kann. In diesem Fall besteht jedoch das Risiko, dass die elektrische Länge bei Vorhandensein nur eines geringen Spiels in der Struktur variiert wird. Dadurch entsteht das Problem schlechter Kontrollierbarkeit. Bei dem Versuch, dieses Problem zu lösen, führt die Entfernung des Spiels beinahe völlig zu einer unpraktischen Vergrößerung des Einstellmechanismus insgesamt.
Ferner bewirkt das Auftreten von Oszillation und Wärmeausdehnung bzw. -kontraktion eine Abweichung in der elektrischen Länge des Einstellmechanismus, wie etwa dem Hohlraumresonator und dem beweglichen Teil. Somit kann die elektrische Länge leicht abgelenkt werden, obwohl sie im Voraus optimal eingestellt ist. Dies bewirkt das Problem einer schlechten Stabilität.
Zusätzlich ist es in der konventionellen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung mit einem solchen Mischer wegen einer Abstimm-Ungenauigkeit oder -Instabilität im Mischer unmöglich, eine gleichförmige Empfangsempfindlichkeit sicherzustellen. Dadurch entsteht das Problem, dass es schwierig ist, ausgezeichnete Eigenschaften stabil zu erzielen.
Andererseits leckt in der in JP-A 2000-258525 offenbarten Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung, die in dem in 18 abgebildeten schematischen Blockschaltdiagramm gezeigt ist, ein Teil des von dem Mischer 66 reflektierten lokalen Signals L0 aus dem dritten Anschluss 64c zum ersten Anschluss 64a des Zirkulators 64. Das resultierende Leckage-Hochfrequenzsignal wird von dem Modulator 63, der in einem AUS-Zustand gehalten wird, vollständig reflektiert und wird dann ungelegenerweise aus der Sende-/Empfangsantenne 65 als ungewolltes Hochfrequenzsignal gesendet, weswegen sich eine unerwünschte Verringerung im EIN/AUS-Verhältnis ergibt, das das Intensitätsverhältnis zwischen einem zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignal, das aus der Sende-/Empfangsantenne 65 gesendet wird, wenn der Modulator 63 in einem EIN-Zustand gehalten wird, und einem zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignal, das aus der Sende-/Empfangsantenne 65 gesendet wird, wenn der Modulator 63 in einem AUS-Zustand gehalten wird, wiedergibt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Sende-/Empfangsleistung. Das heißt, mit dem Senden eines solchen ungewollten Hochfrequenzsignals findet das Hochfrequenzsignal den Weg in ein zu empfangendes Ziel-Hochfrequenzsignal RF. Dadurch entsteht das Problem, dass ein Teil des Hochfrequenzsignals RF wahrscheinlich nicht korrekt empfangen wird.
Weiterhin ist in der Radarvorrichtung, die eine solche Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung verwendet, ein Hochfrequenzsignal niedriger Intensität, das von einem weit entfernten, zu erfassenden Objekt reflektiert wird, in einem Hochfrequenzsignal vergraben, das gesendet wird, wenn der Modulator 63 in einem AUS-Zustand gehalten wird, nämlich Rauschen. Dies führt zu einer Einengung des erfassbaren Umfangs und einer Empfänglichkeit für fehlerhafte Erfassung, wodurch das Problem einer Verzögerung bei der Erfassung eines zu erfassenden Objekts entsteht.
Des Weiteren wird in dem mit einer solchen Radarvorrichtung ausgestatteten Fahrzeug oder kleinen Boot ein zu erfassendes Objekt durch die Radarvorrichtung erfasst. In Ansprechung auf die erfasste Information reagiert das Fahrzeug oder kleine Boot angemessen, vermeidet zum Beispiel eine Kollision und bremst. Wegen der Verzögerung der Zielerfassung wird jedoch nach dem Erfassungsvorgang in dem Fahrzeug oder kleinen Boot eine abrupte Reaktion ausgelöst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme im Stand der Technik gemacht worden, für die eine Verbesserung gewünscht wird, und dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, einen Mischer zur Verfügung zu stellen, in dem eine Vorspannungsversorgungsschaltung eines Hochfrequenzerfassungselements zur Ausbildung des Mischers mit einem voreingestellten variablen Widerstand versehen ist, um dadurch solche Eigenschaften wie Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers zufrieden stellend abgestimmt zu halten, sowie eine den Mischer aufweisende Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die wegen ihrer einfachen Konstruktion und ihrer Leistung bemerkenswert ist und die imstande ist, eine ausgezeichnete Empfangsleistung mit einem hohen Übertragungsleistungs-EIN/AUS-Verhältnis zu bieten, indem verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator in einem AUS-Zustand gehalten wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Radarvorrichtung mit der Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung sowie ein Fahrzeug, das mit den Radarvorrichtungen ausgestattet ist, vorzusehen.
Die Erfindung stellt einen Mischer zur Verfügung, mit:
einem Koppler mit zwei Eingabeenden und einem oder zwei Ausgabeenden;
einem an dem Ausgabeende des Kopplers angeordneten Hochfrequenzerfassungselement; und
einer mit dem Hochfrequenzerfassungselement verbundenen Vorspannungsversorgungsschaltung zum Zuführen eines Vorstroms zu dem Hochfrequenzerfassungselement; wobei das Hochfrequenzerfassungselement mit einem voreingestellten variablen Widerstand zum Steuern des Vorstroms, der durch das Hochfrequenzerfassungselement hindurchgeht, versehen ist.
Gemäß der Erfindung umfasst der Koppler in dem Mischer zwei Eingabeenden und ein oder zwei Ausgabeenden. Am Ausgabeende des Kopplers ist das Hochfrequenzerfassungselement angeordnet. Mit dem Hochfrequenzerfassungselement ist die Vorspannungsversorgungsschaltung verbunden, die den voreingestellten variablen Widerstand zum Steuern eines Vorstroms, der durch das Hochfrequenzerfassungselement hindurchgeht, aufweist. In dieser Konstruktion kann aufgrund des voreingestellten variablen Widerstands gemäß der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements, wie etwa Eigenschaften des Rauschens, das durch eine Widerstandskomponente des Hochfrequenzerfassungselements erzeugt wird, und die Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements, ein Vorstrom auf einen geeigneten Wert zum Zeitpunkt der Einstellung von Eigenschaften, zum Beispiel von Mischeigenschaften und den Übertragungsei genschaften des Mischers, eingestellt werden, und zu allen anderen Zeiten kann der Vorstrom auf dem voreingestellten Wert stabil gehalten werden, trotz des Vorhandenseins eines leichten mechanischen Spiels, im Vergleich zu einem Fall, in dem die elektrische Länge gesteuert wird. Somit ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem die elektrische Länge gesteuert wird, möglich, die Arbeitsbedingungen nach dem Einstellen zu stabilisieren, selbst wenn ein mechanisches Spiel vorliegt. Als Ergebnis hiervon können Eigenschaften wie Mischeigenschaften und die Übertragungseigenschaften des Mischers mit hoher Genauigkeit und Stabilität abgestimmt werden.
In der Erfindung wird vorzugsweise ein trimmbarer Chip-Widerstand als der voreingestellte variable Widerstand des Mischers verwendet.
Gemäß der Erfindung wird im Mischer bevorzugt ein trimmbarer Chip-Widerstand als der voreingestellte variable Widerstand verwendet. Bei Abwesenheit eines beweglichen Teils kann der trimmbare Chip-Widerstand reagieren, um einen bestimmten Widerstand trotz des Auftretens einer äußerlichen Kraft wie Vibration unbedingt aufrechtzuerhalten. Als Ergebnis hiervon können die vorgenannten Eigenschaften mit größerer Stabilität abgestimmt werden.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, und Ausgeben der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus dem einen bzw. dem anderen der beiden Ausgabebereiche;
einem mit dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbundenen Modulator zum Modulieren der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente und Ausgeben eines Hochfrequenzsignals, das zum Senden beabsichtigt ist;
einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfangen des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenz-Sendesignals aus dem Modulator am ersten Anschluss zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben eines aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss;
einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne; und
irgendeinem der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit dem dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Erfindungsgemäß wird das durch den Hochfrequenzoszillator oszillierte Hochfrequenzsignal an die Verzweigungsvorrichtung gegeben, um in der Verzweigungsvorrichtung verzweigt zu werden, und die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten können aus einem Ausgabebereich und dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung ausgegeben werden. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an den Modulator gegeben, um an den ersten Anschluss der Signaltrennvorrichtung als zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben zu werden. Die Signaltrennvorrichtung gibt das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an den ersten Anschluss gegeben wurde, aus dem zweiten Anschluss aus. Das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal wird als elektrische Welle aus der mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne ausgestrahlt. Ein durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an den zweiten Anschluss gegeben und die Signaltrennvorrichtung gibt das an den zweiten Anschluss gegebene Hochfrequenzsignal aus dem dritten Anschluss aus. Die Signaltrennvorrichtung kann das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an die Sende-/Empfangsantenne gegeben wurde, und das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal trennen. Das aus dem dritten Anschluss ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an das andere Eingabeende des Mischers gegeben. Gleichzeitig wird ein lokales Hochfrequenzsignal aus dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an ein Eingabeende des Mischers gegeben, wodurch der Mischer das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal mischt und ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können aufgrund des Mischers die Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
In der Erfindung wird in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung ein Übertragungskoeffizient zwischen den beiden Eingabeenden des Mischers vorzugsweise so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: Pa₂ = Pb₂, unter den Bedingungen, dass ein Signal, das durch den Modulator hindurchgeht, der in einem AUS-Zustand platziert ist, als Wa₂ definiert ist; ein Hochfrequenzsignal, das aus dem andere Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an den Ausgabebereich des Modulators mittels des Mischers und der Signaltrennvorrichtung gesendet und dann aus dem Ausgabeende des Ausgabebereichs des Modulators reflektiert worden ist, als Wb₂ definiert ist; eine Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ durch Pa₂ dargestellt ist; und eine Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt ist.
Gemäß der Erfindung wird in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ein Übertragungskoeffizient zwischen den beiden Eingabeenden des Mischers so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: Pa₂ = Pb₂, unter den Bedingungen, dass ein Hochfrequenzsignal, das durch den Modulator hindurchgeht, der in einem AUS-Zustand platziert ist, als Wa₂ definiert ist; ein Hochfrequenzsignal, das aus dem andere Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an den Ausgabebereich des Modulators mittels des Mischers und der Signaltrennvorrichtung gesendet und dann aus dem Ausgabeende des Ausgabebereichs des Modulators reflektiert worden ist, als Wb₂ definiert ist; die Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ durch Pa₂ dargestellt ist; und die Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt ist. Da der Übertragungskoeffizient zwischen den Eingabeenden des Mischers durch Abstimmen des Mischers angemessen eingestellt werden kann, ist es in diesem Fall möglich, die Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals, das durch den Modulator hindurchgeht, der in einem AUS-Zustand platziert ist, mit der Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals gleichzusetzen, das von dem Ausgabeende des Modula tors reflektiert wird, nachdem es durch die Mischerseite und die Signaltrennvorrichtung hindurchgegangen ist. Daher interferieren diese Hochfrequenzsignale wirksam miteinander, um dadurch eine Dämpfung zu bewirken. Dadurch kann eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, in der deren Sende-/Empfangsfähigkeit dadurch verbessert werden kann, dass verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator in einem AUS-Zustand gehalten wird.
In der Erfindung wird ein Abstand (Leitungslänge) zwischen einem Ausgabeende des Ausgabebereichs der Verzweigungsvorrichtung und dem Modulator oder ein Abstand (Leitungslänge) zwischen dem anderen Ausgabeende des Ausgabebereichs der Verzweigungsvorrichtung und dem Modulator, wobei der Mischer und die Signaltrennvorrichtung dazwischen liegen, vorzugsweise so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π (N steht für eine ganze Zahl), wobei δ für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ auf einer Mittelfrequenz steht.
Erfindungsgemäß wird in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung der Abstand (Leitungslänge) zwischen einem Ausgabeende des Ausgabebereichs der Verzweigungsvorrichtung und dem Modulator oder der Abstand (Leitungslänge) zwischen dem anderen Ausgabeende des Ausgabebereichs der Verzweigungsvorrichtung und dem Modulator, wobei der Mischer und die Signaltrennvorrichtung dazwischen liegen, so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π (N steht für eine ganze Zahl), wobei δ für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ auf einer Mittelfrequenz steht. In diesem Fall werden in der Region zwischen dem Ausgabeende des Modulators und der Signaltrennvorrichtung die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ in Phasenopposition synthetisiert und heben einander auf, wodurch sie äußerst effizient eine Dämpfung bewirken. Dadurch kann eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, in der deren Sende-/Empfangsfähigkeit dadurch verbessert werden kann, dass auf wirksamere Weise verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator in einem AUS-Zustand gehalten wird.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus ihrem einen bzw. ihrem anderen Ausgabebereich ausgegeben werden können;
einem mit dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbundenen Modulator zum Modulieren der an dem einen Ausgabebereich verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente und zum Ausgeben eines Hochfrequenzsignals, das zum Senden beabsichtigt ist;
einem Isolator mit einem Eingabeanschluss und einem Ausgabeanschluss zum Ausgeben des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus seinem Ausgabeanschluss, wenn das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus dem Modulator an seinen Eingabeanschluss gegeben wird;
einer mit dem Ausgabeanschluss verbundenen Sendeantenne;
einer Empfangsantenne; und
einem der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Erfindungsgemäß wird das aus dem Hochfrequenzoszillator oszillierte Hochfrequenzsignal an die Verzweigungsvorrichtung gegeben, um in der Verzweigungsvorrichtung verzweigt zu werden, und die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten können aus einem Ausgabebereich und dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung ausgegeben werden. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an den Modulator gegeben, um an den Eingabeanschluss des Isolators als zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben zu werden. Der Isolator gibt das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an den Eingabeanschluss gegeben wurde, weiter, um das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus dem Ausgabeanschluss auszugeben. Das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal wird als elektrische Welle aus der mit dem Ausgabeanschluss verbundenen Sendeantenne ausgestrahlt. Ein durch die Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an das andere Eingabeende des Mischers gegeben. Gleichzeitig wird ein lokales Hochfrequenzsignal aus dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an das eine Eingabeende des Mischers gegeben, wodurch der Mischer das durch die Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal mischt und ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können aufgrund des Mischers Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Schaltvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum selektiven Ausgeben des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche;
einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfangen eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenz-Sendesignals aus dem einen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung am ersten Anschluss, zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben eines aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss;
einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne; und
einem der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit dem dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen des aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignals mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Erfindung wird das aus dem Hochfrequenzoszillator oszillierte Signal an die Schaltvorrichtung gegeben. Die Schaltvorrichtung gibt das aus dem Hochfrequenzoszillator gegebene Hochfrequenzsignal selektiv aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche aus. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an den ersten Anschluss der Signaltrennvorrichtung als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben. Die Signaltrennvorrichtung gibt das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an den ersten Anschluss gegeben wurde, aus dem zweiten Anschluss aus. Das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal wird als elektrische Welle aus der mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne ausgestrahlt. Ein durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an den zweiten Anschluss gegeben. Die Signaltrennvorrichtung gibt das an den zweiten Anschluss gegebene Hochfrequenzsignal aus dem dritten Anschluss aus. Die Signaltrennvorrichtung kann das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an die Sende-/Empfangsantenne gegeben wurde, und das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal trennen. Das aus dem dritten Anschluss ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an das andere Eingabeende des Mischers gegeben. Gleichzeitig wird das aus dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung ausgegebene Hochfrequenzsignal an das eine Eingabeende des Mischers als lokales Hochfrequenzsignal gegeben. Der Mischer mischt das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal und erzeugt ein Zwischenfrequenzsignal. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können aufgrund des Mischers Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Schaltvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum selektiven Ausgeben des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche;
einer mit dem einen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung verbundenen Sendeantenne;
einer Empfangsantenne; und
einem der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen des aus dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignals zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Erfindung wird das aus dem Hochfrequenzoszillator oszillierte Signal an die Schaltvorrichtung gegeben. Die Schaltvorrichtung gibt das aus dem Hochfrequenzoszillator gegebene Hochfrequenzsignal selektiv aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche aus. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an die Sendeantenne als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben, um als elektrische Welle aus der Sendeantenne ausgestrahlt zu werden. Ein durch die Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an den Mischer gegeben. Gleichzeitig wird das aus dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung ausgegebene Hochfrequenzsignal als lokales Hochfrequenzsignal gegeben, wodurch der Mischer das durch die Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal mischt und ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung, in der eine Antenne zum Senden und eine Antenne zum Empfangen getrennt vorgesehen sind, ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können auch in einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung, in der eine Antenne zum Senden und eine Antenne zum Mischen getrennt vorgesehen sind, aufgrund des Mischers Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende- /Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, und zum Ausgeben der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus dem einen bzw. dem anderen der beiden Ausgabebereiche;
einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfangen des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenz-Sendesignals aus dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung am ersten Anschluss, zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben des aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss;
einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende/Empfangsantenne; und
irgendeinen der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit der dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Erfindung wird das durch den Hochfrequenzoszillator oszillierte Signal an die Verzweigungsvorrichtung gegeben, damit es in der Verzweigungsvorrichtung verzweigt wird, und die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten können aus dem einen Ausgabebereich und dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung ausgegeben werden. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an den ersten Anschluss der Signaltrennvorrichtung als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben. Die Signaltrennvorrichtung gibt das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an den ersten Anschluss gegeben wurde, aus dem zweiten Anschluss aus. Das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal wird als elektrische Welle aus der mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne ausgestrahlt. Ein durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an den zweiten Anschluss gegeben und die Signaltrennvorrichtung gibt das an den zweiten Anschluss gegebene Hochfrequenzsignal aus dem dritten Anschluss aus. Die Signaltrennvorrichtung kann das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das an die Sende-/Empfangsantenne gegeben wurde, und das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal trennen. Das aus dem dritten Anschluss ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an das andere Eingabeende des Mischers gegeben. Gleichzeitig wird ein lokales Hochfrequenzsignal aus dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an das eine Eingabeende des Mischers gegeben, wodurch der Mischer das durch die Sende-/Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal mischt und ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können aufgrund des Mischers die Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Die Erfindung stellt eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung zur Verfügung, mit:
einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals;
einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus ihrem einen bzw. ihrem anderen Ausgabebereich ausgegeben werden können;
einer mit dem einen Ausgabebereich verbundenen Sendeantenne;
einer Empfangsantenne; und
einem der vorgenannten Mischer, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Erfindung wird das aus dem Hochfrequenzoszillator oszillierte Signal an die Verzweigungsvorrichtung gegeben, damit es in der Verzweigungsvorrichtung verzweigt wird, und die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten können aus dem einen Ausgabebereich und dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung ausgegeben werden. Das aus dem einen Ausgabebereich ausgegebene Hochfrequenzsignal wird an die Sendeantenne als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal gegeben. Das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal wird als elektrische Welle aus der mit dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbundenen Sendeantenne ausgestrahlt. Ein durch die Empfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird an das andere Eingabeende des Mischers gegeben. Gleichzeitig wird ein lokales Hochfrequenzsignal aus dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an das eine Eingabeende des Mischers gegeben, wodurch der Mischer das durch die Empfangsantenne empfangene Hochfrequenzsignal mit dem lokalen Hochfrequenzsignal mischt und ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt. In der vorliegenden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ist einer der erfindungsgemäßen Mischer vorgesehen und daher können aufgrund des Mischers Mischeigenschaften und die Sendeeigenschaften des Mischers nach Maßgabe der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselements geeignet abgestimmt werden. Dies ermöglicht es, eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Die Erfindung stellt eine Radarvorrichtung zur Verfügung, mit:
einer der vorgenannten Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtungen; und
einem Entfernungsinformationsdetektor zum Erfassen von Daten über eine Entfernung zu einem zu erfassenden Objekt durch Verarbeiten des aus der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung ausgegebenen Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Erfindung besteht die Radarvorrichtung aus: einer der vorstehend beschriebenen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtungen und dem Entfernungsinformationsdetektor zum Erfassen von Daten über eine Entfernung zu einem zu erfassenden Objekt durch Verarbeiten des aus der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung ausgegebenen Zwischenfrequenzsignals. In dieser Konstruktion gestattet die darin umfasste Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung der Erfindung das Senden zufrieden stellender Hochfrequenzsignale mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis und gestattet einen Empfang mit ausgezeichneter Empfangsempfindlichkeit. Somit ist es nicht nur möglich, ein zu erfassendes Objekt schnell unbedingt zu erfassen, sondern es können auch nahe und weit entfernte Zielobjekte unbedingt erfolgreich erfasst werden.
Die Erfindung stellt ein ein Radar mitführendes Fahrzeug mit der vorgenannten Radarvorrichtung zur Verfügung, die zur Erfassung eines zu erfassenden Objekts eingesetzt wird.
Erfindungsgemäß umfasst das ein Radar mitführende Fahrzeug die vorgenannte Radarvorrichtung, die zur Erfassung eines zu erfassenden Objekts eingesetzt wird. Da die Radarvorrichtung arbeitet, um ein zu erfassendes Objekt, beispielsweise andere Fahrzeuge oder ein Hindernis auf der Straße, schnell und unbedingt zu erfassen, ist es möglich, das Fahrzeug angemessen zu steuern und dem Fahrer geeignet eine Warnung zukommen zu lassen, ohne abrupte Reaktionen in dem Fahrzeug zur Vermeidung einer Kollision auszulösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin:
1 ein schematisches Schaltbild ist, das einen Mischer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine schematische Ansicht des Mischers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist, wobei 2A eine Draufsicht auf den Mischer und 2B eine perspektivische Ansicht des Hauptteils A des Mischers zeigt;
3 eine Draufsicht ist, die schematisch ein Beispiel für einen Hochfrequenzerfassungsbereich des in 2 gezeigten Mischers zeigt;
4 eine schematische Ansicht eines Beispiels für einen trimmbaren Chip-Widerstand zur Ausbildung einer in 1 gezeigten Vorspannungsversorgungsschaltung ist, wobei 4A eine Draufsicht auf den trimmbaren Chip-Widerstand und 4B dessen Seitenansicht zeigt;
5A bis 5E schematische Draufsichten sind, die einige andere Beispiele für das Trimmverfahren zur Verwendung mit dem in 4 gezeigten trimmbaren Chip-Widerstand zeigen;
6 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer ersten zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 eine Draufsicht ist, die die in 6 gezeigte Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zeigt;
8 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch ein Beispiel für ein Substrat zeigt, das eine Diode zur Verwendung in einem Modulator vom nicht-strahlenden dielektrischen Leitungstyp aufweist;
9 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
10 eine Draufsicht ist, die die in 9 gezeigte Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zeigt;
11 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
15 ein Diagramm ist, das die Intensität Pa₂ und Pb₂ der Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ zeigt, wie sie in dem Anwendungsbeispiel der die Erfindung verkörpernden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung beobachtet wird;
16 ein Diagramm ist, das die Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältniseigenschaften zeigt, wie sie im Anwendungsbeispiel der die Erfindung verkörpernden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung beobachtet werden;
17 eine perspektivische Teilschnittansicht ist, die eine Grundstruktur einer nicht-strahlenden dielektrischen Leitung zeigt; und
18 ein schematisches Blockschaltdiagramm ist, das ein Beispiel für eine konventionelle Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Zu Beginn werden ein Mischer und eine den Mischer aufweisende Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung, die die Erfindung verkörpert, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
1 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das einen Mischer 6 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine schematische Ansicht des Mischers 16 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei 2A eine Draufsicht auf den Mi scher und 2B eine perspektivische Ansicht des Hauptteils A zeigt, das in 2A von einer gepunkteten Linie umgeben ist. 3 ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel für einen Hochfrequenzerfassungsbereich des in 2 gezeigten Mischers 16 zeigt. 4 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für einen trimmbaren Chip-Widerstand zur Ausbildung einer in 1 gezeigten Vorspannungsversorgungsschaltung C, wobei 4A eine Draufsicht auf den trimmbaren Chip-Widerstand und 4B dessen Seitenansicht zeigt. Die 5A bis 5E sind schematische Draufsichten, die einige andere Beispiele für das Trimmverfahren zur Verwendung mit dem in 4 gezeigten trimmbaren Chip-Widerstand zeigen. Die 6 und 7 sind ein schematisches Blockschaltdiagramm bzw. eine Draufsicht, die eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel für ein Substrat zeigt, das eine Diode zur Verwendung in einem Modulator vom nicht-strahlenden dielektrischen Leitungstyp aufweist. Die 9 und 10 sind ein schematisches Blockschaltdiagramm bzw. eine Draufsicht, die eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 120 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen. 11 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 130 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 12 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 140 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 13 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 150 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. 14 ist ein schematisches Blockschaltdiagramm, das eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 160 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 15 ist ein Diagramm, das die Intensität Pa₂ und Pb₂ der Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ zeigt, wie sie in dem Anwendungsbeispiel der die Erfindung verkörpernden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung beobachtet wird. 16 ist ein Diagramm, das die Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältniseigenschaften zeigt, wie sie im Anwendungsbeispiel der die Erfindung verkörpernden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung beobachtet werden. 17 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, die die Grundstruktur einer nicht-strahlenden dielektrischen Leitung zeigt.
In den 1, 4 und 5 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Koppler; 2 bezeichnet eine als Hochfrequenzerfassungselement vorgesehene Schottky-Diode; 3 bezeichnet einen als voreingestellter variabler Widerstand vorgesehenen trimmbaren Chip-Widerstand; 4 bezeichnet einen Drosselinduktor; und 5 bezeichnet eine Gleichspannungsquelle. Des Weiteren bezeichnet das Symbol 3a ein dielektrisches Substrat; 3b bezeichnet eine Widerstandsschicht; 3c1 und 3c2 bezeichnen jeweils eine Elektrode; und 3d und 3d1 bis 3d4 bezeichnen jeweils einen Trimmbereich.
Ferner bezeichnet in den 2, 3 und 6 bis 14 das Bezugszeichen 11 einen Hochfrequenzoszillator; 12 bezeichnet eine Verzweigungsvorrichtung, beispielsweise einen Richtungskoppler; 13 bezeichnet einen Modulator; 14 bezeichnet einen als Signaltrennvorrichtung vorgesehenen Zirkulator; 15 bezeichnet eine Sende-/Empfangsantenne; 16 bezeichnet einen Mischer; 17 bezeichnet einen Schalter; 18 bezeichnet einen Isolator; 19 bezeichnet eine Sendeantenne; 20 bezeichnet eine Empfangsantenne; 21 und 31 bezeichnen jeweils einen unteren Parallelplattenleiter; 22 und 32 bezeichnen jeweils eine erste dielektrische Streifenleitung; 23 und 33 bezeichnen jeweils eine zweite dielektrische Streifenleitung; 24 und 34 bezeichnen jeweils eine als magnetische Substanz vorgesehene Ferritplatte; 25 und 35 bezeichnen jeweils eine dritte dielektrische Streifenleitung; 26 und 36 bezeichnen jeweils eine vierte dielektrische Streifenleitung; und 27 und 37 bezeichnen jeweils eine fünfte dielektrische Streifenleitung. Das Bezugszeichen 28 und die Symbole 38a und 38b bezeichnen jeweils einen nicht-reflektierenden Abschlusswiderstand. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet eine sechste dielektrische Streifenleitung; 40 und 44 bezeichnen jeweils ein Substrat; 41 und 46 bezeichnen jeweils eine Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung; 42 und 47 bezeichnen jeweils einen Verbindungsanschluss; 43 bezeichnet ein Hochfrequenzmodulationselement; und 45 bezeichnet ein Hochfrequenzerfassungselement. Das Symbol 12a bezeichnet ein Eingabeende; 12b bezeichnet ein Ausgabeende; 12c bezeichnet das andere Ausgabeende; 13a und 18a bezeichnen jeweils ein Eingabeende; 13b und 18b bezeichnen jeweils ein Ausgabeende; 14a, 24a und 34a bezeichnen jeweils einen ersten Anschluss; 14b, 24b und 34b bezeichnen jeweils einen zweiten Anschluss; und 14c, 24c und 34c bezeichnen jeweils einen dritten Anschluss. Des Weiteren bezeichnet das Bezugszeichen 71 einen als Signaltrennvorrichtung vorgesehenen RF-Wahlschalter; 72 bezeichnet einen als Schaltvorrichtung vorgesehenen zweiten RF-Wahlschalter; 73, 74 bezeichnen einen Hohlraumverzweigungs-Hybridkoppler bzw. einen Abschlusswiderstand, der als Verzweigungsvorrichtung dient; und 75, 76 bezeichnen einen zweiten Hohlraumverzweigungs-Hybridkoppler bzw. einen Abschlusswiderstand, der als Signaltrennvorrichtung dient. Es ist zu beachten, dass zwei Parallelplattenleiter in 2 nicht veranschaulicht sind und das der obere Parallelplattenleiter sowohl in 7 als auch in 10 nicht dargestellt ist.
In dem Mischer 6 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in dem in 1 abgebildeten Schaltbild gezeigt ist, umfasst der Koppler 1 zwei Eingabeenden 1a und 1b und ein oder zwei Ausgabeenden 1c (wie beispielhaft dargestellt). Am Ausgabeende 1c ist die Schottky-Diode 2 angeordnet, die als Hochfrequenzerfassungselement wirkt. Mit der Schottky-Diode 2 ist die Vorspannungsversor gungsschaltung C verbunden, die den trimmbaren Chip-Widerstand 3 zum Steuern eines Vorstroms aufweist, der durch die Schottky-Diode 2 hindurchgeht. Des Weiteren besteht in der vorliegenden Konstruktion der Koppler 1 aus einer Hochfrequenz-Übertragungsleitung, zum Beispiel einer koplanaren Leitung, zum Synthetisieren von zwei Hochfrequenzsignalen.
Wie detaillierter beschrieben ist, ist das Ausgabeende 1C des Kopplers 1 mit einer Anode der Schottky-Diode 2 verbunden und eine Kathode der Schottky-Diode 2 ist geerdet. Die Vorspannungsversorgungsschaltung C ist mit einer Anode der Schottky-Diode 2 verbunden.
Andererseits weist in dem Mischer 16 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie in 2 gezeigt, ein Richtungskoppler DC zwei Eingabeenden 26a und 27a sowie zwei Ausgabeenden 26b und 27b auf. An jedem der Ausgabeenden 26b und 27b ist die Schottky-Diode 45 angeordnet, die als Hochfrequenzerfassungselement wirkt (entsprechend der in 1 gezeigten Schottky-Diode 2). Mit der Schottky-Diode 45 ist die Vorspannungsversorgungsschaltung C verbunden, wie jene, die in 1 gezeigt ist. Die Vorspannungsversorgungsschaltung C umfasst den trimmbaren Chip-Widerstand 3 zum Steuern eines Vorstroms, der durch die Schottky-Diode 45 hindurchgeht. In der vorliegenden Konstruktion besteht der Richtungskoppler DC aus einer nicht-strahlenden dielektrischen Leitung, die aufgebaut wird, indem die dielektrische Streifenleitung 26 und die dielektrische Streifenleitung 27 sandwichartig zwischen zwei (nicht gezeigte) Parallelplattenleiter gefügt werden. Die dielektrische Streifenleitung 26 und die dielektrische Streifenleitung 27 werden nächstfolgend platziert oder gekoppelt, so dass eine elektromagnetische Kopplung eines Mittelbereichs des Eingabeendes 27a und der Ausgabeenden 27b erzielt wird. Im Hinblick auf jede der dielektrischen Streifenleitungen 26 und 27 weist die nicht-strahlende dielektrische Leitung grundsätzlich dieselbe Struktur wie jene auf, die in der in 17 abgebildeten perspektivischen Teilschnittansicht gezeigt ist. Wie in der in 3 abgebildeten Draufsicht gezeigt ist, ist die Schottky-Diode 45 weiterhin mit dem in der Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 ausgebildeten Verbindungsanschluss 47 verbunden. Genauer gesagt, besteht die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 aus breiten Streifen 46a und schmalen Streifen 46b, die in der Breite schmaler sind als der breite Streifen, die aus einer leitenden Schicht ausgebildet sind, die auf einer Oberfläche des Substrats 44 ausgebildet ist. Die breiten Streifen 46a und die schmalen Streifen 46b sind abwechselnd und periodisch in einem Abstand von λ/4 (wobei λ für die Wellenlänge eines durch die dielektrischen Streifenleitungen 26 und 27 zu sendenden Hochfrequenzsignals steht) verbunden. Der Verbindungsanschluss 47 ist an einer vorgegebenen Mittelwegposition der Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 zwischengefügt. Zum leichteren Verständnis sind in 3 die breiten Streifen 46a, die schmalen Streifen 46b und der Verbindungsanschluss 47 in einem Netzmuster gezeigt. Die breiten Streifen 46a, die schmalen Streifen 46b und der Verbindungsanschluss 47 sind so ausgebildet, dass sie in der Breitenrichtung dieselben Mittelpunkte aufweisen. Die Breitenrichtung ist eine zur Erstreckungsrichtung der Leitung 46 und der Dickenrichtung der Leitung 46 senkrechte Richtung. Von einer Seite in der Dickenrichtung aus gesehen, weisen die breiten Streifen 46a, die schmalen Streifen 46b und der Verbindungsanschluss 47 rechteckige Profile auf. Ein Verbindungsanschluss 47a ist mit den breiten Streifen 46a und den schmalen Streifen 46b, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Schottky-Diode 45 eines Verbindungsanschlusses 47a verbunden sind, in einem einteiligen Körper ausgebildet. Der andere Verbindungsanschluss 47b ist mit den breiten Streifen 46a und den schmalen Streifen 46b, die auf der gegenüberliegenden Seite der Schottky-Diode 45 eines Ver bindungsanschlusses 47a verbunden sind, in einem einteiligen Körper ausgebildet. Das mit der Schottky-Diode 45 verbundene Substrat 44 ist so angeordnet, dass jeweils an die Ausgabeenden 26b und 27b der dielektrischen Streifenleitungen 26 und 27 ausgegebene Hochfrequenzsignale in die Schottky-Diode 45 eintreten.
Des Weiteren ist in den bisher beschriebenen Konstruktionen, wie in dem in 1 abgebildeten Schaltbild gezeigt ist, die Vorspannungsversorgungsschaltung C mit dem Drosselinduktor 4 und der Gleichspannungsquelle 5 versehen. Der Drosselinduktor 4, der trimmbare Chip-Widerstand 3 und die Gleichspannungsquelle 5 sind nacheinander mit der Schottky-Diode 2 verbunden. Mit anderen Worten, der Drosselinduktor 4 ist mit der Anode der Schottky-Diode 2 verbunden und der trimmbare Chip-Widerstand 3 ist zwischen dem Drosselinduktor 4 und der Gleichspannungsquelle 5 verbunden. Es ist zu beachten, dass die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 dem Drosselinduktor 4 entspricht. Die Gleichspannungsquelle besteht aus einer Konstantspannungsquelle, die eine vorgegebene Gleichspannung ausgibt.
Wie in 4 gezeigt ist, besteht der trimmbare Chip-Widerstand 3 beispielsweise aus dem dielektrischen Substrat 3a, das aus einer dielektrischen Substanz, zum Beispiel Aluminiumoxidkeramik, hergestellt ist. Auf dem dielektrischen Substrat 3a, d. h., einer Oberfläche 3A des dielektrischen Substrats 3a in der Dickenrichtung, ist die Widerstandsschicht 3b aus einem Widerstandsmaterial, zum Beispiel einer Ni-Cr- (Nickel-Chrom-) Legierung, ausgebildet. An beiden Endbereichen der Widerstandsschicht 3b sind die Elektroden 3c1 und 3c2 verbunden so ausgebildet, dass sie beide Endbereiche des dielektrischen Substrats 3a bedecken. Die Widerstandsschicht 3b des trimmbaren Chip-Widerstands 3 wird mit Laserlicht, das aus einem YAG (Yttrium, Aluminium, Granat)-Laser oder dergleichen Vorrich tung emittiert wird, zum Oxidieren eines Teils der Widerstandsschicht 3b um ein geeignetes Gebiet bestrahlt, wodurch der aus einem isolierenden Metalloxid ausgebildete Trimmbereich 3d gebildet wird. Auf diese Weise wird bewirkt, dass der Widerstand zwischen den Elektroden 3c1 und 3c2 variiert. Die beiden Endbereiche der Widerstandsschicht 3b sind mit anderen Worten beide Endbereiche in einer vorgegebenen Richtung längs der einen Oberfläche 3A des dielektrischen Substrats 3a in der Widerstandsschicht 3b. Vorliegend befinden sich beide Endbereiche in einer Längsrichtung X1. Die beiden Endbereiche der Widerstandsschicht 3a sind, mit anderen Worten, beide Endbereiche in einer vorgegebenen Richtung längs der einen Oberfläche 3A des dielektrischen Substrats 3a in der Widerstandsschicht 3a. Vorliegend befinden sich beide Endbereiche in einer Längsrichtung X1. Die Elektroden 3c1, 3c2 bestehen aus Metallmaterialien mit einem geringeren Widerstand als die Widerstandsschicht 3b und werden durch Plattieren mit Lot, Aluminium, Kupfer oder dergleichen hergestellt. Die Widerstandsschicht 3b wird durch einen dünnen Metallfilm von parallelepipedischer Form realisiert. Die Widerstandsschicht 3b wird in einer Region ausgebildet, mit Ausnahme eines Randbereichs auf einer Oberfläche 3A des dielektrischen Substrats 3a in einer Dickenrichtung. Die beiden Endbereiche der Widerstandsschicht 3b in einer Längsrichtung befinden sich jeweils in Kontakt mit den Elektroden 3c1, 3c2.
Der trimmbare Chip-Widerstand 3 bedeckt die Widerstandsschicht 3b zwischen den Elektroden 3c1 und 3c2, und kann einen Schutzfilm aufweisen, der elektrisch isoliert. Der Schutzfilm lässt ungefähr 99% des Lichts des YAG-Lasers durch. Durch das Vorsehen eines solchen Schutzfilms ist es nicht notwendig, einen Vorgang zum Schutz der Widerstandsschicht 3b nach dem Trimmen durchzuführen. Dies erleichtert eine Nachbehandlung. Des Weiteren wird die Widerstandsschicht 3b durch den Schutzfilm geschützt. Infolgedessen wird ver hindert, dass der Widerstand variiert, so dass in dem trimmbaren Chip-Widerstand 3 ein stabiler Widerstand aufrechterhalten wird.
Gemäß den Mischern 6, 16, die die Erfindung verkörpern, wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, werden genau wie bei dem Mischer von konventionellem Entwurf Hochfrequenzsignale, die aus den beiden Eingabeenden 1a und 1b (26a und 27a) eingegeben werden, mit einander vermischt (Mischen), um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen. Im Allgemeinen hängen Mischeigenschaften ebenso wie die Übertragungseigenschaften des Mischers von einem Vorstrom ab, der durch die Schottky-Diode 2 (45) hindurchgeht. Angesichts dessen ist in der Erfindung der trimmbare Chip-Widerstand 3 zwischen der Gleichstromspannungsquelle 5 und der Schottky-Diode 2 (45) als voreingestellter variabler Widerstand zum Steuern des Vorstroms angeordnet. Durch angemessenes Einstellen des Widerstands des trimmbaren Chip-Widerstands 3 durch Trimmen oder eine ähnliche Technik kann der Vorstrom so gesteuert werden, dass die Mischeigenschaften und die Übertragungseigenschaften des Mischers optimal abgestimmt gehalten werden (Abstimmen).
Es ist zu beachten, dass in der Erfindung die Mischeigenschaften hauptsächlich Umwandlungsverstärkungseigenschaften betreffen, die durch das relative Intensitätsverhältnis zwischen einem Mischen unterzogenen Hochfrequenzsignalen und einem auszugebenden Zwischenfrequenzsignal definiert sind. Andererseits betreffen die Übertragungseigenschaften des Mischers die Übertragungseigenschaften von Hochfrequenzsignalen, die durch die beiden Eingabeenden des Mischers hindurchgehen.
Anstelle des trimmbaren Chip-Widerstands 3, wie er vorliegend gezeigt ist, kann auch ein anderer Typ eines voreingestellten variablen Widerstands verwendet werden, wie zum Beispiel ein mechanischer Trimmwiderstand oder ein Potentiometer, wie etwa ein Potentiometer vom Rotationstyp oder Kontakttyp. In beiden Fällen kann im Wesentlichen die gleiche Wirkung erzielt werden. Jedoch ist die Verwendung des trimmbaren Chip-Widerstands 3 deswegen wünschenswert, weil trotz des Auftretens einer äußeren Vibration keine Widerstandsabweichung stattfindet und weil er hohe Zuverlässigkeit bei Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen bietet.
Insbesondere ist der trimmbare Chip-Widerstand 3 folgendermaßen entworfen. Wie in 4 gezeigt ist, wird beispielsweise YAG-Laserlicht parallel zu einer Breitenrichtung X2 der Widerstandsschicht 2b auf eine Außenkante der Widerstandsschicht 3b, die von der Elektrode 3c1, 3c2 frei ist, von außen aufgebracht, um einen linearen oxidierten Bereich zu bilden, der als Trimmbereich 3d fungiert. Der Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 ändert sich mit dem Gebiet des Trimmbereichs 3d, das in Form eines linearen oxidierten Bereichs oder dergleichen Form ausgebildet ist. Wenn das Gebiet des Trimmbereichs 3d erweitert wird, verkleinert sich das Gebiet des Querschnitts der Widerstandsschicht 3b, durch das ein Strom fließt, wodurch der Widerstand erhöht wird. Wenn die Widerstandsschicht 3b oxidiert ist, können beispielsweise in einer Region, in der das Laserlicht aufgebracht wird, alle Teile von einer Oberfläche bis zur anderen Oberfläche der Widerstandsschicht 3b in einer Dickenrichtung oxidiert werden, und in einer Region, in der das Laserlicht aufgebracht wird, wird nur ein Oberflächenbereich der Widerstandsschicht 3b in der Dickenrichtung oxidiert.
Wenn der Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 eingestellt wird, wird der Anfangswert des Widerstands im Allgemeinen im Voraus so eingestellt, dass er innerhalb eines gewünschten Einstellspektrums relativ klein ist, so dass der Widerstand so eingestellt werden kann, dass er allmählich zunimmt. Bevor weiterhin das Ge biet des Trimmbereichs 3b durch Fortfahren mit einem linearen Schneiden erweitert wird, wird die Breite des Trimmbereichs 3d auf einen vorbestimmten Wert entsprechend der Lichtfleckgröße des YAG-Laserlichts eingestellt. Dann, wenn das YAG-Laserlicht in eine Axialrichtung abtasten gelassen wird, wird das Gebiet des Trimmbereichs 3d entsprechend in der Abtastrichtung erweitert. Indem das YAG-Laserlicht wiederholt auf denselben Teil in einem gepulsten Vorgang vor einem nachfolgenden Abtasten aufgebracht wird, kann eine Widerstandssteuerung (Trimmen) mit großer Genauigkeit ausgeübt werden.
In der Ausführungsform wird ein Teil der Widerstandschicht 3b oxidiert wird, wodurch der Widerstand der Widerstandsschicht 3b variiert wird. Jedoch kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Teil der Widerstandschicht 3b durch einen Laser weggeschnitten werden, wodurch der Widerstand der Widerstandsschicht 3b variiert wird.
Der Trimmbereich 3d ist nicht auf den in 4 gezeigten linearen oxidierten Bereich beschränkt. Beispielsweise kann, wie in der in 5A abgebildeten Draufsicht gezeigt ist, der Trimmbereich 3d erhalten werden, indem ein ähnlicher linearer oxidierter Bereich im Mittelabschnitt der Widerstandsschicht 3b wie eine Insel ausgebildet wird. Gleichermaßen wird in dem in 5B gezeigten Beispiel ein ähnlicher linearer oxidierter Bereich als erster oxidierter Bereich 3d1 ausgebildet und auch ein weiterer linearer oxidierter Bereich wird als zweiter oxidierter Bereich 3d2 in einer von dem ersten oxidierten Bereich 3d1 leicht entfernten Position ausgebildet (doppeloxidierte Konfiguration). Der zweite oxidierte Bereich 3d2 wird kürzer als der erste oxidierte Bereich 3d1 ausgeführt.
Eine Erstreckungsrichtung des ersten oxidierten Bereichs 3d1 und eine Erstreckungsrichtung des zweiten oxidierten Bereichs 3d2 sind zueinander parallel. Der erste oxidierte Bereich 3d1 und der zweite oxidierte Bereich 3d2 sind so ausgebildet, dass sie nicht miteinander verbunden sind. Es ist wünschenswert, dass ein Ende des ersten oxidierten Bereichs 3d1 auf der Seite des zweiten oxidierten Bereichs 3d2 und ein Ende des zweiten oxidierten Bereichs 3d2 auf der Seite des ersten oxidierten Bereichs 3d1 in einem vorgegebenen Abstand voneinander entfernt in einer Richtung ausgebildet sind, die zu der Erstreckungsrichtung des ersten oxidierten Bereichs 3d1 und des zweiten oxidierten Bereichs 3d2 und einer Dickenrichtung der Widerstandsschicht 2b, d. h. der Längsrichtung X1 der Widerstandsschicht 2b, senkrecht ist.
In dem in 5C gezeigten Beispiel ist, im Gegensatz zu der in 5B gezeigten doppeloxidierten Konfiguration, der zweite oxidierte Bereich 3d2 auf der dem ersten oxidierten Bereich 3d1 gegenüberliegenden Seite der Widerstandsschicht 3b ausgebildet. In dem in 5D gezeigten Beispiel können zusätzlich zu zwei linearen oxidierten Bereichen 3d1 und 3d2, die in 5C als die doppeloxidierte Konfiguration gezeigt sind, weitere zwei lineare oxidierte Bereiche 3d3 und 3d4 in einer Kammzinken-Form ausgebildet sein (serpentinenoxidierte Konfiguration). Durch Ausbilden solcher Trimmbereiche 3d und 3d1 bis 3d4, wie sie in den 5B bis 5D gezeigt sind, kann eine auf Trimmen basierende Einstellung mit größerer Genauigkeit erreicht werden. Dies liegt daran, dass der Widerstand mit größerer Präzision in Gegenwart der zweiten oxidierten Bereiche 3d2 und 3d4 bestimmt werden kann. Indem der Trimmbereich 3d auf eine solche Weise ausgebildet wird, kann die Leitungslänge der Widerstandsschicht 3b erhöht werden und daher kann der Widerstand erhöht werden.
Ferner kann, wie in 5E gezeigt ist, der Trimmbereich 3d auch als L-förmiger oxidierter Bereich hergestellt werden, der aus einem ersten linearen oxidierten Bereich 3d5, der parallel zu der Breitenrichtung X2 ausgebildet ist, und einem zweiten linearen oxidierten Bereich 3d6 besteht, welcher ausgebildet wird, indem eine Richtung zum Abtasten des Laserlichts unterwegs in einem beinahe rechten Winkel in Bezug auf den ersten linearen oxidierten Bereich 3d5 gebogen wird und welcher sich in Längsrichtung der Widerstandsschicht 3b erstreckt. Eine Länge des ersten linearen oxidierten Bereichs 3d5 parallel zu der Breitenrichtung X2 der Widerstandsschicht 3b wird so ausgewählt, dass sie gleich oder weniger als die Hälfte der Länge der Widerstandsschicht 3b in der Breitenrichtung X2 beträgt. Weiterhin wird eine Länge des dritten linearen oxidierten Bereichs 3d6 in einer Erstreckungsrichtung, mit anderen Worten, einer Länge des zweiten linearen oxidierten Bereichs 3d6 parallel zu der Längsrichtung X1 der Widerstandsschicht 3b so ausgewählt, dass sie länger als eine Länge des ersten linearen oxidierten Bereichs 3d5 parallel zu der Breitenrichtung X2 der Widerstandsschicht 3b ist.
In diesem Fall kann eine auf die Widerstandsschicht 3b wirkende Belastung leichter gemacht werden, weshalb die Widerstandsschicht 3b weniger zu einem Mikroriss neigt. Dies trägt dazu bei, eine Widerstandsabweichung zu verringern, die unter dem Einfluss des Mikrorisses auftritt.
Es ist zu beachten, dass, obwohl ein Trimmen mittels eines einzelnen trimmbaren Chip-Widerstands 3 in einem ausreichend breiten Einstellbereich erreicht werden kann, es auch möglich ist, mehrere miteinander in Reihe oder parallel geschaltete trimmbare Chip-Widerstände 3 zu verwenden.
Der trimmbare Chip-Widerstand 3 ist so angeordnet, dass er außen frei liegt, wenn der Mischer an der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung angebracht ist. Dies ermöglicht es, den Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 in einem Zustand zu variieren, in dem der Mischer an die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung angebracht ist.
Gemäß den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mischers 6, 16 wird aufgrund des als voreingestellter variabler Widerstand vorgesehenen trimmbaren Chip-Widerstands 3 nach Maßgabe der Schottky-Diode (2, 45), die als Hochfrequenzerfassungselement dient, wie etwa der Eigenschaft von Rauschen, das durch die Widerstandskomponente des Hochfrequenzerfassungselements erzeugt wird, und der Art der Anbringung der Schottky-Diode (2, 45), ein Vorstrom zum Zeitpunkt der Einstellung von Eigenschaften, zum Beispiel der Mischeigenschaften und der Übertragungseigenschaften des Mischers, auf einen angemessenen Wert eingestellt, und zu allen anderen Zeiten, etwa der Gelegenheit, zu der der Mischer in ein Produkt eingebaut worden ist, wird der Vorstrom auf dem voreingestellten Wert gehalten. Im Gegensatz zu dem Fall, in dem die elektrische Länge des Einstellmechanismus gesteuert wird, die so ausgebildet ist, dass sie sich von dem in der Hochfrequenz-Übertragungsleitung angeordneten Hochfrequenzerfassungselement erstreckt, ist es in dieser Konstruktion nicht nur möglich, ein in der Struktur vorhandenes mechanisches Spiel zu verringern, sondern es kann auch die Arbeitsbedingung nach dem Einstellen stabilisiert werden. Als Ergebnis hiervon können die Eigenschaften einschließlich der Mischeigenschaften und der Übertragungseigenschaften des Mischers mit hoher Genauigkeit und Stabilität abgestimmt werden. Des Weiteren kann bei Fehlen eines beweglichen Teils der trimmbare Chip-Widerstand 3 bewirken, dass ein bestimmter Widerstand trotz des Auftretens einer äußerlichen Kraft, wie einer Vibration, nach dem Einstellen stabil aufrechterhalten wird. Somit ist der trimmbare Chip-Widerstand 3 zur Verwendung als voreingestellter variabler Widerstand vom Standpunkt eines stabilen Abstimmens geeignet.
Es ist zu beachten, dass in der Erfindung anstelle des trimmbaren Chip-Widerstands 3, wie er hier gezeigt ist, auch ein anderer Typ eines voreingestellten variablen Widerstands wie vorstehend beschrieben verwendet werden kann, solange er die folgenden Eigenschaften zeigt: Sein Widerstand kann so eingestellt werden, dass er willkürlich variiert; es wird verhindert, dass ein voreingestellter Wert unabsichtlich variiert und der Widerstand ist zumindest Dutzende von Malen einstellbar. Als voreingestellter variabler Widerstand wird bevorzugt ein irreversibler Widerstand, zum Beispiel der trimmbare Chip-Widerstand 3, verwendet.
Im Mischer 6, 16, der die Erfindung verkörpert, ist die Hochfrequenz-Übertragungsleitung nicht auf eine koplanare Leitung oder eine nicht-strahlende dielektrische Leitung beschränkt, sondern kann eine andere Konfiguration haben, zum Beispiel eine Streifenleitung, eine Mikrostreifenleitung, eine koplanare Leitung mit einer Erdung, eine Schlitzleitung, ein Wellenleiter oder ein dielektrischer Wellenleiter.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie in dem in 6 abgebildeten Blockschaltbild gezeigt ist, besteht die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; eine mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundene Verzweigungsvorrichtung 12 zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an ihr eines Ausgabeende 12b bzw. ihr anderes Ausgabeende 12c ausgegeben werden können; einem mit dem einen Ausgabeende 12b der Verzweigungsvorrichtung 12 ver bundenen Modulator 13 zum Modulieren der an dem einen Ausgabeende 12b verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente, um ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal auszugeben; einen aus einer magnetischen Substanz hergestellten Zirkulator 14 mit einem ersten Anschluss 14a, einem zweiten Anschluss 14b und einem dritten Anschluss 14c, die um den Umfang der magnetischen Substanz herum angeordnet sind, von denen der erste Anschluss 14a eine Ausgabe aus dem Modulator 13 empfängt, wobei ein aus einem der Anschlüsse eingegebenes Hochfrequenzsignal wiederum aus dem anderen benachbarten Anschluss ausgegeben wird, und zwar in der Reihenfolge vom ersten bis zum dritten Anschluss; einer mit dem zweiten Anschluss 14b des Zirkulators 14 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 15; und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 umfasst zwei Eingabeenden 16a und 16b, die jeweils zwischen dem anderen Ausgabeende 12c der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem dritten Anschluss 14c des Zirkulators verbunden sind, um die an dem anderen Ausgabeende 12c verzweigte Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangenen Hochfrequenzsignal zu mischen, um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen.
Mit anderen Worten, die Verzweigungsvorrichtung 12 weist zwei Ausgabebereiche 112b, 112c auf. Ein Eingabebereich 112a der Verzweigungsvorrichtung 12 ist mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbunden. Die Verzweigungsvorrichtung 12 verzweigt das durch den Hochfrequenzoszillator 11 gegebene Hochfrequenzsignal, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus ihrem einen Ausgabebereich 112b bzw. ihrem anderen Ausgabebereich 112c ausgegeben werden können. Der Modulator 13 ist mit dem einen Ausgabebereich 112c verbunden und moduliert die verzweigte Hochfrequenzsignalkomponente, um ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal an den einen Ausgabebereich auszugeben. Wenn das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus dem Modulator 13 an den ersten Anschluss 14a gegeben wird, gibt der als Signaltrennvorrichtung wirkende Zirkulator 14 das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal, das aus dem ersten Anschluss 14a eingegeben wird, aus dem zweiten Anschluss 14b aus und gibt ein Hochfrequenzsignal, das aus dem zweiten Anschluss 14 eingegeben wird, aus dem dritten Anschluss aus. In dem Mischer 16 ist ein Eingabeende 16a mit dem anderen Ausgabebereich 112c der Verzweigungsvorrichtung 12 verbunden und das andere Eingabeende 12b ist mit dem dritten Anschluss 14c verbunden. Der Mischer 16 mischt die aus dem anderen Ausgabebereich 112c ausgegebene Hochfrequenzsignalkomponente mit dem durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangenen Hochfrequenzsignal, um ein Zwischenfrequenzsignal auszugeben.
In der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung wird ein Übertragungskoeffizient bevorzugt zwischen den beiden Eingabeenden 16a und 16b des Mischers 16 so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: Pa₂ = Pb₂. Insbesondere ist ein durch den in einem AUS-Zustand platzierten Modulator 13 hindurchgehendes Hochfrequenzsignal als Wa₂ definiert, und ein Hochfrequenzsignal, das aus dem anderen Ausgabebereich 112c der Verzweigungsvorrichtung 12 mittels des Mischers 16 und des Zirkulators 14 an das Ausgabeende 13b des Ausgabebereichs des Modulators 13 gesendet und dann aus dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 reflektiert worden ist, ist als Wb₂ definiert. Die Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ ist durch Pa₂ dargestellt, während die Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen ist der Übertragungskoeffizient so eingestellt, dass der Ausdruck Pa₂ = Pb₂ gilt.
In der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung wird auch bevorzugt der Abstand (Leitungslänge) zwischen dem einen Ausgabeende 12b der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Modulator 13 oder der Abstand (Leitungslänge) zwischen dem Ausgabeende 12c des anderen Ausgabebereichs 112c der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Ausgabeende 13b des Modulators 13, wobei der Mischer 16 und der Zirkulator dazwischen liegen, auf eine solche Weise bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π (N steht für eine ganze Zahl), wobei δ für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ an einer Mittelfrequenz steht. Damit die Phasendifferenz δ, die durch den Ausdruck δ = (2N + 1)·π gegeben wird, wird die Leitungslänge der ersten dielektrischen Streifenleitung 22, die den Hochfrequenzoszillator 11 und den Modulator 13 verbindet und einen Teil der Verzweigungsvorrichtung 12 darstellt, wie in 7 gezeigt ist, verlängert, während die Leitungslänge der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23, die den Modulator 13 und den Zirkulator 14 verbindet, entsprechend verkürzt wird oder die Leitungslänge der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23 wird verlängert, während die Leitungslänge der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 entsprechend verkürzt wird. In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Anordnung anderer Schaltungselemente als dem Modulator zu ändern, wodurch die Einstellung erleichtert wird. Es ist zu beachten, dass es zu diesem Zeitpunkt notwendig ist, die Position der beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereiche der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 (der Abschnitt zum Erzeugen der Verzweigungsvorrichtung 12) aufrechtzuerhalten.
Des Weiteren verwendet die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 der Erfindung, die in 6 gezeigt ist, eine nicht-strahlende dielektrische Leitung als Hochfrequenz-Übertragungsleitung, um eine Verbindung unter den Bestandteilelementen vorzusehen. Die verwendete nicht-strahlende dielektrische Leitung weist grundsätzlich dieselbe Struktur wie jene auf, die in der in 17 abgebildeten perspektivischen Teilschnittansicht gezeigt ist.
Wie in der in 7 abgebildeten Draufsicht gezeigt ist, besteht die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110, die in 6 gezeigt ist, genauer gesagt aus zwei Parallelplattenleitern 21, die in einem Abstand angeordnet sind, der gleich der Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals oder weniger ist (einer der Parallelplattenleiter ist nicht dargestellt). Zwischen den beiden Parallelplattenleitern 21 sind angeordnet: eine erste dielektrische Streifenleitung 22; der mit einem Ende der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 verbundene Hochfrequenzoszillator 11 zum Frequenzmodulieren eines aus einer Hochfrequenzdiode ausgegebenen Hochfrequenzsignals und zum Ausgeben des frequenzmodulierten Hochfrequenzsignals, das sich durch die erste dielektrische Streifenleitung 22 fortgepflanzt hat; wobei der Modulator 13 ein Eingabeende 13a und ein Ausgabeende 13b aufweist, das mit dem anderen Ende der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 verbunden ist, um das Hochfrequenzsignal in Richtung des Eingabeendes 13a reflektieren zu lassen oder in Richtung des Ausgabeendes 13b in Ansprechung auf ein Impulssignal durchzugeben; eine zweite dielektrische Streifenleitung 23, deren eines Ende mit dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 verbunden ist; der Zirkulator 14, der aus einer Ferritplatte 24 ausgebildet ist, die parallel zu den Parallelplattenleitern 21 angeordnet ist, welcher einen ersten Anschluss 24a, einen zweiten Anschluss 24b und einen dritten Anschluss 24c aufweist, die um den Umfang der Ferritplatte 24 herum angeordnet sind und jeweils als Hochfrequenzsignaleingabe- und -ausgabeenden fungieren, von denen der erste Anschluss 24a mit dem anderen Ende der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23 verbunden ist, wobei ein aus einem der Anschlüsse eingegebenes Hochfrequenzsignal wiederum aus dem anderen benachbarten Anschluss ausgegeben wird, und zwar in der Reihenfolge vom ersten bis zum dritten Anschluss; eine dritte dielektrische Streifenleitung 25 und eine vierte dielektrische Streifenleitung 26, die radial um den Umfang der den Zirkulator 14 darstellenden Ferritplatte 24 angeordnet sind, deren eine Enden mit dem zweiten Anschluss 24b bzw. dem dritten Anschluss 24c verbunden sind; die mit dem anderen Ende der dritten dielektrischen Streifenleitung 25 verbundene Sende-/Empfangsantenne 15; eine fünfte dielektrische Streifenleitung 27, deren Mittelbereich in nächster Nähe des Mittelbereichs der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 platziert oder mit ihm gekoppelt ist, mit anderen Worten, deren Mittelbereich in einer Erstreckungsrichtung in nächster Nähe eines Mittelbereichs der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 in einer Erstreckungsrichtung platziert bzw. mit ihm gekoppelt ist, um einen Teil eines Hochfrequenzsignals zu verzweigen und zu senden, das sich durch die erste dielektrische Streifenleitung 22 fortpflanzt; einen mit einem Seitenende des Hochfrequenzoszillators 11 der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 verbundenen nicht-reflektierenden Abschlusswiderstand 28; und der Mischer 16, der irgendeiner der Mischer ist, die mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendet sind. Der Mischer 16 ist zwischen dem anderen Ende der vierten dielektrischen Streifenleitung 26 und dem anderen Ende der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 verbunden, um ein Hochfrequenzsignal, das aus der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 eingegeben wird, mit einem aus dem Zirkulator 14 eingegebenen Hochfrequenzsignal, nachdem es durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangen wurde, zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals zu mischen.
In der vorliegenden Konstruktion wird ein Übertragungskoeffizient bevorzugt zwischen den beiden Eingabeenden 16a und 16b des Mischers 16 so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: Pa₂ = Pb₂. Insbesondere ist ein Hochfrequenzsignal, das in die zweite dielektrische Streifenleitung 23 eingegeben worden ist, nachdem es durch den in einem AUS-Zustand platzierten Modulator 13 hindurchgegangen ist, d. h. den Modulator 13 in einem Zustand, in dem keine Vorspannung angelegt ist, als Wa₂ definiert, und ein Hochfrequenzsignal, das aus den beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 sowie den beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 und der vierten dielektrischen Streifenleitung 26 an das Ausgabeende 13b des Modulators 13 durch den Zirkulator 14 gesendet, dann aus dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 reflektiert worden und schließlich in die zweite dielektrischen Streifenleitung 23 eingegeben worden ist, ist als Wb₂ definiert. Die Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ ist durch Pa₂ dargestellt, während die Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen ist der Übertragungskoeffizient so eingestellt, dass der Ausdruck Pa₂ = Pb₂ gilt. Der Übertragungskoeffizient zwischen den beiden Eingabeenden 16a und 16b des Mischers 16 kann durch Anwenden der Abstimmfunktion des erfindungsgemäßen Mischers auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
In der vorliegenden Konstruktion wird auch bevorzugt der Abstand (Leitungslänge) zwischen den beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 (dem Abschnitt zum Erstellen der Verzweigungsvorrichtung 12) und dem anderen Ende der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 (entsprechend der Entfernung (Leitungslänge) zwischen der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Modulator 13) oder die Summe des Abstands (Leitungslänge) zwischen den beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 und dem anderen Ende der fünften dielektrischen Streifenleitung; die Leitungslänge der vierten dielektri schen Streifenleitung 26; und die Leitungslänge der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23 (entsprechend dem Abstand (Leitungslänge) zwischen dem Seitenbereich des Mischers 16 der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Modulator 13) auf eine solche Weise bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π. Insbesondere ist ein durch den in einem AUS-Zustand platzierten Modulator 13 hindurchgehendes Hochfrequenzsignal als Wa₂ definiert und ein Hochfrequenzsignal, das aus den beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 an das Ausgabeende 13b des Modulators 13 durch den Mischer 16, die vierte dielektrische Streifenleitung 26 und den Zirkulator 14 gesendet und dann aus dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 reflektiert worden ist, ist als Wb₂ definiert. δ steht für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ an einer Mittelfrequenz. Unter diesen Bedingungen wird die Leitungslänge so eingestellt, dass der Ausdruck δ = (2N + 1)·π gilt. Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben, die erste und fünfte dielektrische Streifenleitung 22 und 27 die Verzweigungsvorrichtung 12 an ihren beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen darstellen.
In 7 entsprechen der erste Anschluss 24a, der zweite Anschluss 24b und der dritte Anschluss 24c jeweils dem ersten Anschluss 14a, dem zweiten Anschluss 14b und dem dritten Anschluss 14c, die in 6 gezeigt sind.
In der vorliegenden Konstruktion ist der Modulator 13 wie folgt entworfen. Wie in der in 8 abgebildeten perspektivischen Ansicht gezeigt ist, ist der Verbindungsanschluss 42 an einer Mittelwegposition der Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 41 angeordnet, die auf einer Oberfläche des Substrats 40 in einer Dickenrichtung ausgebildet ist, und die als Hochfrequenzmodulationselement arbeitende Diode 43 ist mit dem Verbindungsanschluss 42 verbunden, wodurch ein Hochfrequenzmodulator hergestellt ist. Der Hochfrequenzmodulator ist zwischen die erste dielektrische Streifenleitung 22 und die zweite dielektrische Streifenleitung 23 so eingefügt, dass ein aus der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 ausgegebenes Hochfrequenzsignal in die Diode 43 eintritt. Die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 41 weist eine ähnliche Form auf wie die vorstehend beschriebene Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46, die in 3 gezeigt ist. In 8 ist zum einfacheren Verständnis die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 41 mit diagonalen Linien dargestellt. Die als Hochfrequenzmodulationselement dienende Diode 43 kann durch Verwendung einer PIN-Diode realisiert werden. Anstelle der Diode 43 kann auch ein Transistor oder eine monolithische integrierte Mikrowellenschaltung (MMIC) verwendet werden.
In der Erfindung ist ein solcher durchlässiger Modulator, wie er soeben vorstehend beschrieben wurde, zur Verwendung als der Modulator 13 der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung geeignet. Anstelle des durchlässigen Modulators kann auch eine Schaltvorrichtung verwendet werden, die das Senden und Reflektieren von Hochfrequenzsignalen gestattet, zum Beispiel ein Halbleiterschalter oder ein MEMS (mikroelektromechanisches System)-Schalter.
Die in den 6 und 7 gezeigte erfindungsgemäße Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 ist der konventionellen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung im Hinblick auf den Betrieb ähnlich. Jedoch können in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 aufgrund des Mischers 16 der Erfindung die Mischeigenschaften und die Übertragungseigenschaften des Mischers gemäß der Eigenschaft der als Hochfrequenzerfassungselement dienenden Schottky-Diode 45 und der Art der Anbringung der Schottky-Diode 45 geeignet abgestimmt werden. Dadurch kann eine Hochleistungs- Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität zeigt.
Als weiterer Vorteil wird der Übertragungskoeffizient zwischen den beiden Eingabeenden 16a und 16b des Mischers 16 so bestimmt, dass der Ausdruck Pa₂ = Pb₂ gilt. Insbesondere ein Hochfrequenzsignal, das durch den in einem AUS-Zustand platzierten Modulator 13 hindurchgeht, ist als Wa₂ definiert, und ein Hochfrequenzsignal, das aus dem anderen Ausgabebereich 12c der Verzweigungsvorrichtung 12 mittels des Mischers 16 und des Zirkulators 14 an das Ausgabeende 13b des Modulators 13 gesendet und dann aus dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 reflektiert worden ist, ist als Wb₂ definiert. Die Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ ist durch Pa₂ dargestellt, während die Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen ist der Übertragungskoeffizient so eingestellt, dass der Ausdruck Pa₂ = Pb₂ gilt. In diesem Fall interferieren die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ miteinander, so dass sie eine Dämpfung bewirken. Dies ermöglicht es, eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung zu realisieren, die für ihre einfache Konstruktion bemerkenswert ist, aber dennoch ausgezeichnete Sende- und Empfangsleistung mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis bietet, indem verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator 13 in einem AUS-Zustand gehalten wird.
Indem die Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals Wa₂ (Einheit: Watt) mit der Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ (Einheit: Watt) im Wesentlichen gleichgesetzt wird, kann bewirkt werden, dass die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ wirksam miteinander interferieren und sich gegenseitig schwächen. Das heißt, wenn die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ synthetisiert werden, ist die resultierende Sig nalintensität viel kleiner als die tatsächliche Summe der Intensität von Pa₂ und Pb₂: Pa₂ + Pb₂. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Ausdruck Pa₂ = Pb₂ zu erfüllen. Theoretisch findet ein solches Phänomen statt, wenn zwei Hochfrequenzsignale miteinander interferieren. Wenn dagegen die Beziehung zwischen Pa₂ und Pb₂ durch: Pa₂ ≠ Pb₂ gegeben ist, interferieren die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ nicht ausreichend miteinander, mit dem Ergebnis, dass es keinen großen Unterschied zwischen der Signalintensität, die beobachtet wird, wenn die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ synthetisiert werden, und der tatsächlichen Summe der Intensität Pa₂ und Pb₂: Pa₂ + Pb₂ gibt. Dies macht es unmöglich, die Erzeugung eines ungewollten Hochfrequenzsignals zu unterdrücken, wenn der Modulator 13 in einem AUS-Zustand gehalten wird, was zu dem Versagen führt, ein hohes EIN/AUS-Verhältnis zu erzielen.
Als noch weiterer Vorteil wird der Abstand (Leitungslänge) zwischen dem einen Ausgabeende 12b der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Modulator 13 oder der Abstand (Leitungslänge) zwischen dem anderen Ausgabeende 12c der Verzweigungsvorrichtung 12 und dem Ausgabeende 13b des Modulators 13, wobei der Mischer 16 und der Zirkulator 14 dazwischen liegen, so bestimmt, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π (N steht für eine ganze Zahl), wobei δ für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ auf einer Mittelfrequenz steht. In diesem Fall werden in der Region zwischen dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 und dem Zirkulator 14 die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ in Phasenopposition synthetisiert und heben einander auf, wodurch sie äußerst effizient eine Dämpfung bewirken. Dadurch kann eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, die eine ausgezeichnete Sende- und Empfangsleistung mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis bietet, indem wirksam verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator 13 in einem AUS-Zustand gehalten wird.
Ferner ist in der vorstehenden Ausbildung ein Ausgabeende des Mischers 16 bevorzugt mit einem Schalter 17 versehen, der ein Öffnen/Schließen (Schalten) gemäß einem Steuersignal zum Öffnen/Schließen von außen durchführt. Wenn der Schalter 17 zum Durchführen des Öffnens/Schließens (Schalten) gemäß dem Steuersignal zum Öffnen/Schließen von außen am Ausgabeende des Mischers 16 vorgesehen ist, d. h. dem Ausgabebereich 16c zum Ausgeben des erzeugten Zwischenfrequenzsignals, selbst wenn zum Beispiel eine ungenügende Isolierung zwischen dem ersten Anschluss 14a des Zirkulators 14 und dem dritten Anschluss 14c bewirkt, dass ein Teil des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals in den dritten Anschluss 14c des Zirkulators 14 leckt, dann kann der Schalter 17 so bedient werden, dass ein solches Zwischenfrequenzsignal abgeschaltet wird, um das Zwischenfrequenzsignal nicht an das ausgetretene Hochfrequenzsignal auszugeben, und daher kann das zu empfangende Hochfrequenzsignal so erzeugt werden, dass es leicht zu identifizieren ist.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 120 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie in dem in 9 abgebildeten Blockschaltdiagramm gezeigt ist, besteht die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundenen Verzweigungsvorrichtung 12 zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an ihr eines Ausgabeende 12b bzw. ihr anderes Ausgabeende 12c ausgegeben werden können; einem mit dem einen Ausgabeende 12b der Verzweigungsvorrichtung 12 verbundenen Modulator 13 zum Modulieren der an dem einen Ausgabeende 12b verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente, um ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal auszugeben; einem Isolator 18, dessen eines Ende 18a mit einem Ausgabeende 13b des Modulators 13 verbunden ist, zum Durchgeben des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus seinem einen Ende 18a an sein anderes Ende 18b; einer mit dem Isolator 18 verbundenen Sendeantenne 19; einer relativ mit dem anderen Ausgabeende 12c der Verzweigungsvorrichtung 12 verbundenen Empfangsantenne 20; und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 umfasst zwei Eingabeenden 16a und 16b, die jeweils zwischen dem anderen Ausgabeende 12c der Verzweigungsvorrichtung 12 und der Empfangsantenne 20 verbunden sind, um die an dem anderen Ausgabeende 12c verzweigte Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne 20 empfangenen Hochfrequenzsignal zu mischen, um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen.
Des Weiteren verwendet die in 9 gezeigte erfindungsgemäße Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung eine nicht-strahlende dielektrische Leitung als Hochfrequenz-Übertragungsleitung zur Herstellung einer Verbindung unter den Bestandteilelementen. Die verwendete nicht-strahlende dielektrische Leitung weist grundsätzlich dieselbe Struktur wie jene auf, die in der in 17 abgebildeten perspektivischen Teilschnittansicht gezeigt ist.
Wie in der in 10 abgebildeten Draufsicht gezeigt ist, besteht die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 120, die in 9 gezeigt ist, genauer gesagt aus zwei Parallelplattenleitern 31, die in einem Abstand angeordnet sind, der gleich der Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenzsignals oder weniger ist (einer der Parallelplattenleiter ist nicht dargestellt). Zwischen den beiden Parallel plattenleitern 31 sind angeordnet: eine erste dielektrische Streifenleitung 32; der mit einem Ende der ersten dielektrischen Streifenleitung 32 verbundene Hochfrequenzoszillator 11 zum Frequenzmodulieren eines aus einer Hochfrequenzdiode ausgegebenen Hochfrequenzsignals und zum Ausgeben des frequenzmodulierten Hochfrequenzsignals, das sich durch die erste dielektrische Streifenleitung 32 fortgepflanzt hat; wobei der Modulator 13 ein Eingabeende 13a und ein Ausgabeende 13b aufweist, das mit dem anderen Ende der ersten dielektrischen Streifenleitung 32 verbunden ist, um das Hochfrequenzsignal in Richtung des Eingabeendes 13a reflektieren zu lassen oder in Richtung des Ausgabeendes 13b in Ansprechung auf ein Impulssignal durchzugeben; eine zweite dielektrische Streifenleitung 33, deren eines Ende mit dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 verbunden ist; der Zirkulator 14, der aus einer Ferritplatte 34 ausgebildet ist, die parallel zu den Parallelplattenleitern 31 angeordnet ist, welcher einen ersten Anschluss 34a, einen zweiten Anschluss 34b und einen dritten Anschluss 34c aufweist, die um den Umfang der Ferritplatte 34 herum angeordnet sind und jeweils als Hochfrequenzsignaleingabe- und -ausgabeenden fungieren, von denen der erste Anschluss 34a mit dem anderen Ende der zweiten dielektrischen Streifenleitung 33 verbunden ist, wobei ein aus einem der Anschlüsse eingegebenes Hochfrequenzsignal wiederum aus dem anderen benachbarten Anschluss ausgegeben wird, und zwar in der Reihenfolge vom ersten bis zum dritten Anschluss; eine dritte dielektrische Streifenleitung 35 und eine vierte dielektrische Streifenleitung 36, die radial um den Umfang der den Zirkulator 14 darstellenden Ferritplatte 34 angeordnet sind, deren eine Enden mit dem zweiten Anschluss 34b bzw. dem dritten Anschluss 34c verbunden sind; die mit dem anderen Ende der dritten dielektrischen Streifenleitung 35 verbundene Sendeantenne 19; eine fünfte dielektrische Streifenleitung 37, deren Mittelbereich in nächster Nähe des Mittelbereichs der ersten dielektrischen Streifenleitung 32 platziert oder mit ihm gekoppelt ist, zum Verzweigen und Senden eines Teils eines Hochfrequenzsignals, das sich durch die erste dielektrische Streifenleitung 32 fortpflanzt; ein mit dem anderen Ende der vierten dielektrischen Streifenleitung 36 verbundener nicht-reflektierender Abschlusswiderstand 38a; ein mit dem einen Seitenende des Hochfrequenzoszillators 11 der fünften dielektrischen Streifenleitung 37 verbundener nicht-reflektierender Abschlusswiderstand 38b; eine sechste dielektrische Streifenleitung 39, deren eines Ende mit der Empfangsantenne 20 verbunden ist; und der Mischer 16, der irgendeiner der Mischer ist, die mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendet sind. Der Mischer 16 ist zwischen dem anderen Ende der fünften dielektrischen Streifenleitung 37 und dem anderen Ende der sechsten dielektrischen Streifenleitung 39 zum Mischen eines Hochfrequenzsignals, das aus der fünften dielektrischen Streifenleitung 37 eingegeben wird, mit einem aus der sechsten dielektrischen Streifenleitung 39 eingegebenen Hochfrequenzsignal, nachdem es durch die Empfangsantenne 20 empfangen wurde, verbunden, um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen. Es ist zu beachten, dass die erste und fünfte dielektrische Streifenleitung 32 und 37 an ihren beiderseitig benachbarten oder gekoppelten Bereichen die Verzweigungsvorrichtung 12 bilden. Der Isolator 18 umfasst einen Zirkulator 14, die vierte dielektrische Streifenleitung 36 und den nicht-reflektierenden Abschlusswiderstand 38a. Es ist zu beachten, dass der erste Anschluss 34a und der zweite Anschluss 34b in 10 dem ersten Anschluss 18a bzw. dem zweiten Anschluss 18b in 9 entsprechen.
Die so aufgebaute Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 120 der Erfindung ist hinsichtlich des Betriebs ähnlich der konventionellen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung. Jedoch können in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aufgrund des Mischers 16 der Erfindung die Mischeigenschaften und die Übertragungseigenschaften des Mischers gemäß der Eigenschaft der als Hochfrequenzerfassungselement dienenden Schottky-Diode 45, wie etwa Eigenschaften von Rauschen, das durch eine Widerstandskomponente der Schottky-Diode 45 erzeugt wird, und der Art der Anbringung der Schottky-Diode 45 entsprechend abgestimmt werden. Dadurch kann eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
Ferner ist in der vorstehenden Ausbildung ein Ausgabeende des Mischers 16 bevorzugt mit einem Schalter 17 versehen, der ein Öffnen/Schließen (Schalten) gemäß einem Steuersignal zum Öffnen/Schließen von außen durchführt. Wenn der Schalter 17 zum Durchführen des Öffnens/Schließens (Schalten) gemäß dem Steuersignal zum Öffnen/Schließen von außen am Ausgabeende des Mischers 16 vorgesehen ist, d. h. dem Ausgabebereich 16c zum Ausgeben des erzeugten Zwischenfrequenzsignals, selbst wenn zum Beispiel eine ungenügende Isolierung zwischen der Sendeantenne 19 und der Empfangsantenne 20 bewirkt, dass ein Teil des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals in die Empfangsantenne 20 leckt, dann kann der Schalter 17 so bedient werden, dass ein solches Zwischenfrequenzsignal abgeschaltet wird, um das Zwischenfrequenzsignal nicht an das ausgetretene Hochfrequenzsignal auszugeben, und daher kann das zu empfangende Hochfrequenzsignal so erzeugt werden, dass es leicht zu identifizieren ist.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 130 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung besteht aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einen mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundenen RF-Wahlschalter 71, um eine Auswahl zwischen einem Modus des Ausgebens des Hochfrequenzsignals an sein eines Ausgabeende 71b als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal RFt und einem Modus des Ausgebens des Hochfrequenzsignals an sein anderes Ausgabeende 71c als lokales Signal L0 zu gestatten; einen zweiten RF-Wahlschalter 72, der als Signaltrennvorrichtung vorgesehen ist, die ein Eingabeende 72b, ein Ausgabeende 72c und ein Eingabe-Ausgabeende 72a aufweist, von denen das Eingabeende 72b mit dem einen Ausgabeende 71b des RF-Wahlschalters 71 verbunden ist, um eine Auswahl zwischen einem Modus des Verbindens des Eingabe-/Ausgabeendes 72a mit dem Eingabeende 72b und einem Modus des Verbindens des Eingabe-/Ausgabeendes 72a mit dem Ausgabeende 72c zu gestatten; einer mit dem Eingabe-Ausgabeende 72a des zweiten RF-Wahlschalters 72 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 15; und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 ist zwischen dem anderen Ausgabeende 71c des RF-Wahlschalters 71 und dem Ausgabeende 72c des zweiten RF-Wahlschalters 72 verbunden, um das an das andere Ausgabeende 71c ausgegebene lokale Signal L0 mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangenen Hochfrequenzsignal zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals zu mischen.
Mit anderen Worten, der RF-Wahlschalter 71 weist einen Eingabebereich 171a und zwei Ausgabebereiche 171b, 171c auf, von denen der Eingabebereich 171a mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbunden ist. Der RF-Wahlschalter 71 gibt das durch den Hochfrequenzoszillator 11 gegebene Hochfrequenzsignal selektiv an den einen Ausgabebereich 171b oder den anderen Ausgabebereich 171c aus. Der zweite RF-Wahlschalter 72, der als die Signaltrennvorrichtung vorgesehen ist, weist den ersten Anschluss 72b, den zweiten Anschluss 72a und den dritten Anschluss 72c auf. Durch das Schalten eines Verbindungsmodus zwischen dem ersten Anschluss 72b, dem zweiten Anschluss 72a und dem dritten Anschluss 72c wird das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus dem RF-Wahlschalter 71 an den ersten Anschluss 72b gegeben, so dass das aus dem ersten Anschluss 72b eingegebene Hochfrequenzsignal aus dem zweiten Anschluss 72a ausgegeben wird und das aus dem zweiten Anschluss 72a eingegebene Hochfrequenzsignal aus dem dritten Anschluss 72c ausgegeben wird. Der Mischer 16 ist mit dem anderen Ausgabebereich 171c des RF-Wahlschalters 71 und dem dritten Anschluss 72c des zweiten RF-Wahlschalters 72 verbunden.
Des Weiteren ist in der vorstehenden Ausbildung ein Ausgabeende des Mischers 16 bevorzugt mit einem Schalter 17 versehen, der ein Öffnen/Schließen (Schalten) nach Maßgabe eines Steuersignals zum Öffnen/Schließen von außen durchführt.
Wenn das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus der Sende-/Empfangsantenne 15 ausgegeben wird, wird ein Steuersignal von außen an den Wahlschalter 71 und den zweiten Wahlschalter 72 gegeben, so dass das an den Eingabebereich 171a gegebene Hochfrequenzsignal aus einem Ausgabebereich 171b in dem Wahlschalter 71 ausgegeben wird und das an den ersten Anschluss 72b gegebene Hochfrequenzsignal an den zweiten Anschluss 72a in dem zweiten Wahlschalter 72 gegeben wird. Wenn weiterhin das Hochfrequenzsignal durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangen wird, wird das Steuersignal von außen an den Wahlschalter 71 und den zweiten Wahlschalter 72 gegeben, so dass das an den Eingabebereich 171a gegebene Hochfrequenzsignal aus dem anderen Eingabebereich 171c in dem Wahlschalter 71 ausgegeben wird und das an den ersten Anschluss 72b gegebene Hochfrequenzsignal an den dritten Anschluss 72c in dem zweiten Wahlschalter gegeben wird.
Des Weiteren wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 140 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug nahme auf 12 beschrieben. Die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung besteht aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einem mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundenen RF-Wahlschalter 71, um eine Auswahl zwischen einem Modus des Ausgebens des Hochfrequenzsignals an sein eines Ausgabeende 71b als ein zum Senden beabsichtigtes Hochfrequenzsignal RFt und einem Modus des Ausgebens des Hochfrequenzsignals an sein anderes Ausgabeende 71c als lokales Signal L0 zu gestatten; einer mit dem einen Ausgabeende 71b des RF-Wahlschalters 71, d. h. dem anderen Ausgabebereich 171b, verbundenen Sendeantenne 19; einer relativ mit dem anderen Ausgabeende 71c des RF-Wahlschalters 71 verbundenen Empfangsantenne 20; und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 ist zwischen dem anderen Ausgabeende 71c des RF-Wahlschalters 71 und der Empfangsantenne 20 verbunden, mit anderen Worten, sein eines Eingabeende 16a ist mit dem anderen Ausgabebereich 171c verbunden und sein anderes Eingabeende 16b ist mit der Empfangsantenne 20 verbunden, um das an das andere Ausgabeende 71c ausgegebene lokale Signal L0 mit einem durch die Empfangsantenne 20 empfangenen Hochfrequenzsignal zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals zu mischen.
Des Weiteren ist in der vorstehenden Ausbildung ein Ausgabeende des Mischers 16 bevorzugt mit einem Schalter 17 versehen, der ein Öffnen/Schließen (Schalten) nach Maßgabe eines Steuersignals zum Öffnen/Schließen von außen durchführt.
Wenn das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus der Sende-/Empfangsantenne 15 ausgegeben wird, wird ein Steuersignal von außen an den Wahlschalter 71 gegeben, so dass das an den Eingabebereich 171a gegebene Hochfrequenzsignal aus einem Ausgabe bereich 171b in dem Wahlschalter 71 ausgegeben wird. Wenn weiterhin das Hochfrequenzsignal durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangen wird, wird das Steuersignal von außen an den Wahlschalter 71 gegeben, so dass das an den Eingabebereich 171a gegebene Hochfrequenzsignal aus dem anderen Eingabebereich 171c in dem Wahlschalter 71 ausgegeben wird.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 150 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie in dem in 13 abgebildeten Blockschaltdiagramm gezeigt ist, besteht die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einem mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundenen Hohlleiterverzweigungs-Hybridkoppler 73 zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an sein eines Ausgabeende 73b bzw. sein anderes Ausgabeende 73c ausgegeben werden können; einen zwischen dem einen Ausgabeende 73b und dem anderen Ausgabeende 73c verbundenen Abschlusswiderstand 74; einem zweiten Hohlleiterverzweigungs-Hybridkoppler 75 mit einem ersten Anschluss 75b, einem zweiten Anschluss 75a und einem dritten Anschluss 75c, von denen der erste Anschluss 75b eine Ausgabe aus dem einen Ausgabeende 73b des Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 73 empfängt, wobei ein aus einem der Anschlüsse eingegebenes Hochfrequenzsignal wiederum aus dem anderen benachbarten Anschluss ausgegeben wird, und zwar in der Reihenfolge vom ersten bis dritten Anschluss; einem zwischen dem ersten Anschluss 75b und dem dritten Anschluss 75c verbundenen Abschlusswiderstand 76; einer mit dem zweiten Anschluss 75a des zweiten Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 75 verbundenen Sende-/Empfangsantenne 15; und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 umfasst zwei Eingabeenden 16a und 16b, die je weils zwischen dem anderen Ausgabeende 12c des Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 73 und dem dritten Anschluss 75c des zweiten Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 75 verbunden sind, um die an dem anderen Ausgabeende 73c verzweigte Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne 15 empfangenen Hochfrequenzsignal zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals zu mischen.
Als nächstes wird die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 160 gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Wie in dem in 14 abgebildeten Blockschaltdiagramm gezeigt ist, besteht die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung aus: einem Hochfrequenzoszillator 11 zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einem mit dem Hochfrequenzoszillator 11 verbundenen Hohlleiterverzweigungs-Hybridkoppler 73 zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an sein eines Ausgabeende 73b bzw. sein anderes Ausgabeende 73c ausgegeben werden können; einem zwischen dem einen Ausgabeende 73b und dem anderen Ausgabeende 73c verbundenen Abschlusswiderstand 74; einer mit dem anderen Ausgabeende 73b des Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 73 verbundenen Sendeantenne 19; einer mit dem anderen Ausgabeende 73c des Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 73 relativ verbundenen Empfangsantenne 20 und einem Mischer 16, der irgendeiner der mittels der Ausführungsformen der Erfindung vollendeten Mischer ist. Der Mischer 16 umfasst zwei Eingabeenden 16a und 16b, die jeweils zwischen dem anderen Ausgabeende 12c des Hohlleiterverzweigungs-Hybridkopplers 73 und der Empfangsantenne 20 verbunden sind, um die an dem anderen Ausgabeende 73c verzweigte Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne 20 empfangenen Hochfrequenzsignal zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals zu mischen.
In jeder der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtungen 130, 140, 150, 160, die die Erfindung verkörpern, sollte die Hochfrequenz-Übertragungsleitung zur Verwendung bevorzugt unter einer nichtstrahlenden dielektrischen Leitung, einer dielektrischen Wellenleiterleitung, einem Wellenleiter, einem dielektrischen Wellenleiter, einer Streifenleitung, einer Mikrostreifenleitung, einer koplanaren Leitung und einer Schlitzleitung ausgewählt werden.
Ferner können sowohl der RF-Wahlschalter 71 als auch der zweite RF-Wahlschalter 72 analog zu der Gestaltung des Modulators 13 entworfen sein.
Vorzugsweise ist der RF-Wahlschalter 71 mit einer Verzweigungsvorrichtung zum Verzweigen eines eingegebenen Hochfrequenzsignals, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten an sein eines Ausgabeende bzw. an sein anderes Ausgabeende ausgegeben werden, und mit ersten und zweiten PIN-Dioden versehen, die mit dem einen bzw. dem anderen Ausgabeende der Verzweigungsvorrichtung verbunden sind. Zumindest eine der ersten und zweiten PIN-Dioden ist mit einer Vorspannungsschaltung zum Anlegen einer Vorspannung in Vorwärtsrichtung verbunden. In diesem Fall zeigt zumindest eine der ersten und zweiten PIN-Diode eine niedrige Impedanz und daher kann, selbst wenn die erste und zweite PIN-Diode geschaltet werden, die Impedanz konstant niedrig und stabilisiert gehalten werden, wenn sie von der Eingabeseite des Hochfrequenzsignals (der Seite des Hochfrequenzoszillators 11) gesehen wird. Dies ermöglicht es, eine Lastveränderung in dem Hochfrequenzoszillator 11 zu unterdrücken, ohne einen Isolator oder dergleichen Vorrichtung zu verwenden, und dadurch die Schwingfrequenz des Hochfrequenzsignals zu stabilisieren.
In jeder der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtungen 110, 120, 130, 140, die die Erfindung verkörpern, können aufgrund des Mischers der Erfindung die Mischeigenschaften und die Übertragungseigenschaften des Mischers gemäß der Eigenschaft des Hochfrequenzerfassungselements und der Art der Anbringung des Hochfrequenzerfassungselement geeignet abgestimmt werden. Dadurch kann eine Hochleistungs-Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung realisiert werden, die eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität bietet.
In der die Erfindung verkörpernden Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung sollte jede der ersten bis sechsten dielektrischen Streifenleitungen 22, 23, 25 bis 27, 32, 33, 35 bis 37 und 39 bevorzugt aus einem Harzmaterial, zum Beispiel Tetrafluorethylen oder Polystyrol, und einem Keramikmaterial, zum Beispiel Cordierit (2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂)-Keramiken mit geringer relativer Dielektrizitätskonstante, Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Keramiken und Glaskeramiken hergestellt sein. Diese Materialien zeigen bei Hochfrequenzsignalen in einem Millimeterwellenband einen geringen Verlust.
Obwohl die ersten bis sechsten dielektrischen Streifenleitungen 22, 23, 25 bis 27, 32, 33, 35 bis 37 und 39 jeweils ein im Wesentlichen rechteckiges Querschnittsprofil grundsätzlich in einer virtuellen Ebene erhalten, die zu einer Erstreckungsrichtung senkrecht ist, können bei ihnen ferner die Ecken abgerundet sein. Das heißt, die dielektrische Streifenleitung kann ein Querschnittsprofil von unterschiedlichen Formen aufweisen, so lange die Hochfrequenzsignale korrekt gesendet werden.
Als Material für die Ferritplatten 24, 34 wird beispielsweise bevorzugt ein Zink-Nickel-Eisen-Kompositoxid (Zn_aNi_bFe_cO_x) verwendet, das besonders für Millimeterwellensignale wünschenswert ist.
Obwohl die Ferritplatte 24, 34 im Normalfall scheibenförmig ist, kann sie die Form eines regulären Vielecks aufweisen, wenn sie in einer Ebene, d. h. von der Seite einer Dickenrichtung gesehen wird. Wenn in diesem Fall unter der Annahme, dass die Anzahl der mit ihr verbundenen dielektrischen Streifenleitungen n ist (n ist eine ganze Zahl von 3 oder mehr), sollte die ebene Konfiguration der Ferritplatte bevorzugt ein reguläres Vieleck mit m Seiten sein (m ist eine ganze Zahl von 3 oder mehr, wobei m > n).
Als Material für die Parallelplattenleiter 21, 31 und dem dazugehörenden nicht gezeigten Paar wird vom Gesichtspunkt hoher elektrischer Leitfähigkeit und ausgezeichneter Verarbeitbarkeit her bevorzugt eine Leiterplatte verwendet, die aus Cu, Al, Fe, Ag, Au, Pt, SUS (rostfreiem Stahl), Messing (Cu-Zn-Legierung) oder dergleichen Material hergestellt ist. Es kann auch eine Isolierplatte aus Keramik oder Harz verwendet werden, die auf ihrer Oberfläche ausgebildete Schichten aus solchen Leitermaterialien, wie sie vorstehend erwähnt sind, aufweisen.
Die nicht-reflektierenden Abschlusswiderstände 28, 38a und 38b sind jeweils mit der fünften dielektrischen Streifenleitung 27, der vierten dielektrischen Streifenleitung 36 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 37 verbunden. Ein derartiger nichtreflektierender Abschlusswiderstand wird hergestellt, indem ein filmartiges Widerstandselement oder ein Wellenabsorber an den oberen und unteren Enden jeder Seitenfläche (die Fläche, die in einer Fläche-an-Fläche-Beziehung mit weder der Innenfläche des Parallelplattenleiters 21, 31 noch der Innenfläche des dazugehörigen nicht gezeigten Paars angeordnet ist) am Ende seiner entsprechenden dielektrischen Streifenleitung angebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Nickel-Chrom-Legierung oder Kohlenstoff zur Verwendung als Widerstands element geeignet, während Permalloy oder Sendust zur Verwendung als Wellenabsorber geeignet ist. Durch Verwendung eines solchen Materials können Millimeterwellensignale mit großer Wirksamkeit gedämpft werden. Es ist zu beachten, dass das Widerstandselement oder der Wellenabsorber aus irgendeinem anderen Material ausgebildet sein können, solange dieses die Dämpfung von Millimeterwellensignalen ermöglicht.
Das Substrat 40, 44 wird hergestellt, indem auf einer Hauptoberfläche eines plattenförmigen Basissubstrats aus Tetrafluorethylen, Polystyrol, Glaskeramik, Glasepoxidharz, Epoxidharz und thermoplastischem Harz, zum Beispiel einem so genannten Flüssigkristallpolymer, die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 41, 46 ausgebildet wird, die aus einem Streifenleiter oder dergleichen aus Aluminium (Al), Gold (Au), Kupfer (Cu) und dergleichen Material ausgebildet ist.
Es ist zu beachten, dass ein unterscheidungsfähiges Merkmal der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110, 120, 130, 140 darin besteht, dass sie den Mischer der Erfindung umfasst. In der vorliegenden Konstruktion ist die Hochfrequenz-Übertragungsleitung zum Vorsehen einer Verbindung unter den Schaltungselementen nicht auf die nicht-strahlende dielektrische Leitung beschränkt, sondern kann von einer anderen Konfiguration sein, wie zum Beispiel ein Wellenleiter, ein dielektrischer Wellenleiter, eine Streifenleitung, eine Mikrostreifenleitung, eine koplanare Leitung, eine Schlitzleitung, eine koaxiale Leitung, oder eine modifizierte Form einer Hochfrequenz-Übertragungsleitung einer solchen Art. Die Formauswahl wird unter Berücksichtigung des Frequenzbandes für die Verwendung und Zwecke vorgenommen. Des Weiteren ist das den Hochfrequenzsignalen entsprechende verwendbare Frequenzband nicht auf ein Millimeterwellenband beschränkt, sondern kann ein Mikrowellenband oder sogar noch darunter sein.
Anstelle des Zirkulators 14 kann ein Antennenumschalter, ein Schalter, eine Hybridschaltung oder dergleichen verwendet werden. Weiterhin kann zum Aufbau des Hochfrequenzoszillators, des Modulators und des Mischers ein bipolarer Transistor, ein Feldeffekttransistor (FET) oder eine integrierte Schaltung eingesetzt werden, die solche Elemente (CMOS, MMIC usw.) anstelle einer Diode verwendet.
Als nächstes folgt nachstehend eine Beschreibung einer die Erfindung verkörpernden Radarvorrichtung, eines mit der Radarvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs und eines mit der Radarvorrichtung ausgestatteten kleinen Boots.
Die Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtungen der Erfindung und einen Entfernungsinformationsdetektor zum Erfassen von Daten über die Entfernung zu einem zu erfassenden Objekt durch Verarbeitung des aus der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ausgegebenen Zwischenfrequenzsignals.
Gemäß der Radarvorrichtung der Erfindung genießt die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung eine bessere Leistung, d. h. sie bietet eine ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit mit Stabilität und gestattet das Senden von Hochfrequenzsignalen mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis. Somit kann nicht nur ein zu erfassendes Objekt schnell und ausnahmslos erfasst werden, es ist auch möglich, sowohl nahe als auch weit entfernte Zielobjekte ausnahmslos erfolgreich zu erfassen.
Das ein Radar mitführende Fahrzeug der Erfindung ist mit der erfindungsgemäßen Radarvorrichtung, die soeben vorstehend beschrieben wurde, ausgestattet. Die Radarvorrichtung wird dazu benutzt, ein zu erfassendes Objekt zu erfassen.
Aufgrund seiner Struktur ist das ein Radar mitführende Fahrzeug der Erfindung, ebenso wie ein konventionelles, ein Radar mitführendes Fahrzeug, imstande, sein Verhalten auf der Basis von durch die Radarvorrichtung erfasster Entfernungsinformation zu steuern und einen Fahrer vor beispielsweise der Gegenwart eines Hindernisses auf der Straße oder der Annäherung eines anderen Fahrzeugs durch Klang, Licht oder Vibration zu warnen. Zusätzlich hierzu reagiert in dem ein Radar mitführendes Fahrzeug der Erfindung die Radarvorrichtung so, dass sie ein zu erfassendes Objekt schnell und ausnahmslos erfasst, beispielsweise ein Hindernis auf der Straße oder andere Fahrzeuge. Dies ermöglicht es, das Fahrzeug angemessen zu steuern und dem Fahrer auf geeignete Weise eine Warnung zukommen zu lassen, ohne abrupte Reaktionen in dem Fahrzeug auszulösen.
Selbst wenn das Fahrzeug vibriert, führt das des Weiteren nicht dazu, dass der vorstehend beschriebene Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 variiert, und selbst wenn die Radarvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs angebracht ist, ist der Widerstand weiterhin nur schwer bei einer Temperatur- und Feuchtigkeitsänderung zu variieren, und daher können die vorgegebenen Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften vorteilhaft aufrechterhalten werden, so dass die stabile Radarvorrichtung einen stabilen Erfassungsvorgang realisieren kann.
Insbesondere findet das ein Radar mitführende erfindungsgemäße Fahrzeug einen breiteren Anwendungsbereich, darunter als Fahrrad, als Fahrrad mit Hilfsmotor, als Fahrzeug in einem Vergnügungspark und als Wagen auf einem Golfplatz, sowie ebenfalls als Dampfzug, Elektrozug, Automobil und Kraftfahrzeug zum Frachttransport.
Das ein Radar mitführende kleine Boot der Erfindung ist mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Radarvorrichtung ausgerüstet. Die Radarvorrichtung dient zur Erfassung eines zu erfassenden Objekts.
Aufgrund seiner Struktur ist das ein Radar mitführende kleine Boot der Erfindung wie ein konventionelles, ein Radar mitführendes Fahrzeug imstande, sein Verhalten auf der Basis der durch die Radarvorrichtung erfassten Entfernungsinformation zu steuern und eine Bedienperson beispielsweise vor der Gegenwart eines Hindernisses, zum Beispiel eines Riffs, oder der Annäherung anderer Schiffe oder Fahrzeuge durch Klang, Licht oder Vibration zu warnen. Darüber hinaus reagiert in dem ein Radar mitführenden kleinen Boot der Erfindung die Radarvorrichtung so, dass sie ein zu erfassendes Objekt, beispielsweise ein Hindernis, wie etwa ein Riff, oder andere Schiffe oder Fahrzeuge schnell und ausnahmslos erfasst. Dies ermöglicht es, das kleine Boot korrekt zu steuern und einer Bedienperson eine geeignete Warnung zukommen zu lassen, ohne in dem kleinen Boot abrupte Reaktionen auszulösen.
Selbst wenn das Boot vibriert, führt dies des Weiteren nicht dazu, dass der vorstehend beschriebene Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 variiert, und auch wenn die Radarvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs angebracht ist, ist der Widerstand bei einer Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderung nur schwer zu variieren, und daher können die vorgegebenen Mischeigenschaften, Übertragungseigenschaften und dergleichen vorteilhaft aufrechterhalten werden, so dass die stabile Radarvorrichtung einen stabilen Vorgang zur Erfassung realisieren kann.
Das ein Radar mitführende kleine Boot der Erfindung kann bei Booten verschiedener Arten eingesetzt werden, die von Bedienpersonen mit und ohne Führerschein bzw. Lizenz betrieben werden können, insbesondere einem Schlepper, dessen Gesamttonnage weniger als 20 Tonnen beträgt; einem Dingi; einem Jet-Ski; einem kleinen Barschfischereiboot mit Außenbordmotor; einem aufblasbaren Boot (Gummiboot) mit Außenbordmotor; einem Fischereischiff; einem Sportfischereiboot; einem Arbeitsboot; einem altmodischen Hausboot; einem Treidelboot; einem Sportboot; einem Fischerboot; einer Jacht; einer Hochseejacht; einem Kreuzer und einem Vergnügungsschiff, dessen Gesamttonnage 20 Tonnen oder mehr beträgt.
Wie bis hierher beschrieben wurde, werden gemäß der Erfindung zur Verfügung gestellt: ein Mischer, in dem eine Vorspannungsversorgungsschaltung eines Hochfrequenzerfassungselements zum Aufbau des Mischers mit einem voreingestellten variablen Widerstand versehen ist, um Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers zufrieden stellend abgestimmt zu halten; eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung mit dem Mischer, die für ihre einfache Konstruktion und ihre Leistung bemerkenswert ist und die imstande ist, eine ausgezeichnete Empfangsleitung zu bieten, mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis, indem verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn ein Modulator in einem AUS-Zustand gehalten wird; eine Radarvorrichtung mit der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung mit hervorragender Leistung; ein mit der Radarvorrichtung ausgestattetes Fahrzeug und ein mit der Radarvorrichtung ausgestattetes kleines Boot.
[Anwendungsbeispiel]
Als tatsächliches Anwendungsbeispiel wurde die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 der Erfindung, wie sie in den 6 und 7 gezeigt ist, wie folgt konstruiert. Als zwei Parallelplattenleiter 21 (von denen einer in den Figuren nicht veranschaulicht ist) wurden zwei Stück 6 mm dicke Al (Aluminium)-Platten in einem Abstand von 1, 8 mm angeordnet, so dass ihre Oberflächen sich in der Dickenrichtung gegenüberlagen. Zwischen den Al-Platten wurden die ersten bis fünften dielektrischen Leitungen 22, 23 und 25 bis 27 aus Cordieritkeramik mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 4,8 zwischengefügt. Jede der dielektrischen Streifenleitungen besitzt ein Schnittprofil von 1,8 mm Höhe und 0,8 mm Breite in einer virtuellen Ebene senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Leitungen. Als Zirkulator 14 wurden zwei Stück Ferritplatten 24, die jeweils einen Durchmesser von 2 mm und eine Dicke von 0,23 aufwiesen, hergerichtet. Eine davon wurde in engen Kontakt mit einem Parallelplattenleiter 21 (dem oberen Parallelplattenleiter) gebracht, während die andere in engen Kontakt mit dem anderen Parallelplattenleiter 21 (dem unteren Parallelplattenleiter) gebracht wurde. Diese Ferritplatten wurden einander zugewandt konzentrisch angeordnet. Radial um den Umfang der Ferritplatte 24 sind die zweite dielektrische Streifenleitung 23, die dritte dielektrische Streifenleitung 25 und die vierte dielektrische Streifenleitung 26 angeordnet. Des Weiteren wurde die Verzweigungsvorrichtung 12 ausgebildet, indem ein Mittelbereich der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und ein Mittelbereich der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 nahe beieinander platziert wurden, wobei ein Abstand von 2,1 mm zwischen ihren am nächsten benachbarten Bereichen gesichert wurde. Der nicht-reflektierende Abschlusswiderstand 28 ist mit einem Seitenende des Hochfrequenzoszillators 11 der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 verbunden. Weiterhin wurde der Modulator 13 ausgebildet, indem zwischen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23 ein Millimeterwellenmodulationsschalter platziert wurde, der aus dem Substrat 40 bestand, das aus einem 0,2 mm dicken aus thermoplastischen Harz mit niedriger Dielektrizitätskonstante hergestellten organischen Harzsubstrat gemacht war (relative Dielektrizitätskonstante εr = 3,0). Auf einer Hauptoberfläche des Hochfrequenzwellenmodulationsschalters (mit dessen Oberfläche gegenüber der Oberfläche, die der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 zugewandt war) wurde die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 41 aus Kupfer mit breiten Streifenleitungen und schmalen Streifenleitungen, die in 8 gezeigt sind, ausgebildet und in einer alternativen Weise angeordnet. Die Länge der breiten Streifenleitung ist durch den Ausdruck: λ₁/4 = 0,7 mm gegeben (λ₁ ist gleich 2,8 mm bezüglich der Wellenlänge von ungefähr 4 mm eines Hochfrequenzsignals auf einer Frequenz von 76,3 GHz; d. h. sie wird hinsichtlich der Wellenlänge auf dem dielektrischen Substrat verkürzt), und die Länge der schmalen Streifenleitung ist durch den Ausdruck: λ₁/4 = 0,7 mm gegeben. Die Breiten der breiten Streifenleitung und der schmalen Streifenleitung wurden auf 1,5 mm bzw. 0,2 mm festgelegt. Als nächstes wurde als Hochfrequenzoszillator 11 ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) vom Pillentyp, der eine Gunn-Diode verwendete, hergerichtet. Der VCO wurde mit dem anderen Ende eines Wellenleiters verbunden, dessen eines Ende verbunden in ein Durchloch eingefügt ist, das in einem Teil des Parallelplattenleiters 21 gebohrt ist, in dem das elektrische Feld einer stehenden Welle, die einem sich durch die erste dielektrische Streifenleitung 22 ausbreitenden Hochfrequenzsignal entspricht, stark ist. Dann wurde die Sende-/Empfangsantenne 15 mit einem Ende der dritten dielektrischen Streifenleitung 25 gegenüber dem mit der Ferritplatte 24 verbundenen anderen Ende verbunden. Es ist zu beachten, dass die Ferritplatte 24 aus einem Material besteht, dass eine relative Dielektrizitätskonstante von 13,5 und eine Sättigungsmagnetisierung von 3.300 G (Gauss) zeigt (die Magnetflussdichte Bm, die gemäß der japanischen Industrienorm JIS C2561 mittels einer bestimmten Gleichstrom-Magnetometrietechnik gemessen wird).
Zuletzt wurde als Mischer 16 ein Balance- bzw. Gegentaktmischer folgendermaßen hergestellt. Wie in 2 gezeigt ist, wurden ein Mittelbereich der vierten dielektrischen Streifenleitung 26 und ein Mittelbereich der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 in nächster Nähe zueinander angeordnet, wobei ein Abstand von 1,1 mm zwischen ihren am nächsten benachbarten Bereichen gesichert wurde. Dann wurde ein Hochfrequenzerfassungsbereich jeweils an einem Ende der vierten dielektrischen Streifenleitung 26 gegenüber dem mit der Ferritplatte 24 verbundenen anderen Ende und einem Ende der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 gegenüber dem mit der Verzweigungsvorrichtung 12 verbunden anderen Ende angeordnet. Der Hochfrequenzerfassungsbereich besteht aus dem Substrat 44, das aus einem 0,2 mm dicken aus thermoplastischen Harz mit niedriger Dielektrizitätskonstante hergestellten organischen Harzsubstrat gemacht war (relative Dielektrizitätskonstante εr = 3,0). Wie in 3 gezeigt ist, wurde auf einer Hauptoberfläche des Hochfrequenzerfassungsbereichs (mit dessen Oberfläche gegenüber der Oberfläche, die der vierten und fünften dielektrischen Streifenleitung 26, 27 zugewandt war) die Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 aus Kupfer mit breiten Streifenleitungen 46a und schmalen Streifenleitungen 46b, die in einer alternativen Weise angeordnet sind, ausgebildet. Die Länge der breiten Streifenleitung 46a ist durch den Ausdruck: λ₁/4 = 0,7 mm gegeben (λ₁ ist gleich 2,8 mm bezüglich der Wellenlänge von ungefähr 4 mm eines Hochfrequenzsignals auf einer Frequenz von 76,3 GHz; d. h. sie wird hinsichtlich der Wellenlänge auf dem dielektrischen Substrat verkürzt), und die Länge der schmalen Streifenleitung 46b ist durch den Ausdruck: λ₁/4 = 0,7 mm gegeben. Die Breiten der breiten Streifenleitung 46a und der schmalen Streifenleitung 46b wurden auf 1,5 mm bzw. 0,2 mm festgelegt. Wie in dem in 1 abgebildeten Schaltbild gezeigt ist, waren des Weiteren die Gleichspannungsquelle 5 und der trimmbare Chip-Widerstand 3 mit dem Ende der Drossel-Vorspannungsversorgungsleitung 46 verbunden, wie in 5A gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass die Leitungslängen der ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungen 22 und 23 auf eine solche Weise bestimmt wurden, dass die Phasendifferenz δ zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ im Wesentlichen gleich π bei 76,3 GHz ist: der Mittelfrequenz eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals.
In der so konstruierten Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung wurde zu Beginn der Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 korrekt eingestellt. Dann wurde ein durch die Schottky-Diode 45 (2) des Mischers 16 hindurchgehender Vorstrom dazu gebracht, innerhalb eines Bereichs von 0 bis 5 mA zu variieren. In diesem Zustand wurden die Intensität Pa₂ und Pb₂ der Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ mittels eines Vektornetzwerkanalysators, der zur Verwendung in einem Millimeterwellenband entworfen ist, folgendermaßen gemessen. Zunächst wurde der VCO von dem Ende des Wellenleiters getrennt, so dass ein erster Prüfanschluss (Prüföffnung 1) des Vektornetzwerkanalysators mit dem Ende verbunden werden konnte. Danach wurde die Sende-/Empfangsantenne 19 von dem Ende der dritten dielektrischen Streifenleitung 25 getrennt, so dass ein zweiter Prüfanschluss (Prüföffnung 2) mit dem Ende verbunden werden konnte. Dann wurden die Übertragungseigenschaften S₂₁ zwischen dem ersten und dem zweiten Prüfanschluss gemessen. Wenn eine Messung an dem durch den Modulator 13, der in einem AUS-Zustand platziert war, gesendeten Hochfrequenzsignal Wa₂ durchgeführt wurde, wurde zu diesem Zeitpunkt eine elektromagnetische, Wellen blockierende Metallplatte zwischen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der fünften dielektrischen Streifenleitung 27 eingefügt, um das Hochfrequenzsignal Wb₂ zu unterbrechen. Wenn dagegen eine Messung an dem aus dem Ausgabeende 13b des Modulators 13, anstelle des Hochfrequenzmodulatorschalters, reflektierten Hochfrequenzsignal Wb₂ eine Messung durchgeführt wurde, wurde eine elektromagnetische, Wellen blockierende Metallplatte zwischen der ersten dielektrischen Streifenleitung 22 und der zweiten dielektrischen Streifenleitung 23 eingefügt, um das Hochfrequenzsignal Wa₂ zu unterbrechen. Das heißt, die Messung der Übertragungseigenschaften S₂₁ wurde für jedes der Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ auf individueller Basis durchgeführt. Vorliegend wurden unter der Bedingung, dass die Intensität eines aus dem ersten Prüfanschluss ausgegebenen Hochfrequenzsignals 0 dBm ist, die Intensitäten Pa₂ und Pb₂ auf der Basis der gemessenen Werte der Übertragungseigenschaften S₂₁ abgeleitet. 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Messergebnisse zeigt.
15 ist ein Diagramm, das die Intensitäten Pa₂ und Pb₂ der Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ zeigt, wie sie in dem Anwendungsbeispiel der Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 gemäß der Erfindung beobachtet wurden. In 15 ist ein in dem Mischer vorhandener Vorstrom längs der horizontalen Achse angegeben (Einheit: mA) und die Intensität des Hochfrequenzsignals ist längs der vertikalen Achse angegeben (Einheit: dBm). Des Weiteren ist die Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals Wa₂ auf einer Frequenz von 76,3 GHz durch ausgefüllte Kreise eingezeichnet, wogegen die Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ auf einer Frequenz von 76,3 GHz durch ausgefüllte Vierecke eingezeichnet ist.
Wie aus 15 ersichtlich wird, variiert die Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ in Abhängigkeit von dem Wert des in dem Mischer vorhandenen Vorstroms. Somit wurde bestätigt, dass durch angemessenes Verändern des Widerstands des trimmbaren Chip- Widerstands 3 der durch die Schottky-Diode 45 (2) hindurchgehende Vorstrom dazu gebracht werden kann, zu variieren und dadurch kann die Impedanz an den Ausgabeenden 26b und 27b der vierten und fünften dielektrischen Streifenleitungen 26 und 27 variiert werden, weswegen sich eine Änderung des Übertragungskoeffizienten zwischen den beiden Eingabeenden 16a und 16b des Mischers 16 ergibt. Wie beispielsweise in dem vorliegenden Beispiel gezeigt ist, kann durch Einstellen des Widerstands des trimmbaren Chip-Widerstands 3 auf eine solche Weise, dass der in dem Mischer vorhandene Vorstrom bei 2 mA steht, sichergestellt werden, dass die Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals Wa₂ und die Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ im Wesentlichen gleich sind.
Als nächstes wurde die Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 110 unter tatsächlichen Bedingungen betrieben, um EIN/AUS-Verhältniseigenschaften bei einem Vorstrom von 0 bis 2,5 mA im Mischer zu messen. Zu Beginn wurde der VCO so betrieben, dass er stabil oszillierte, wobei seine Oszillationsenergie unveränderlich gehalten wurde. Anschließend wurde die Sende-/Empfangsantenne 15 von dem Ende der dritten dielektrischen Streifenleitung 25 getrennt, so dass ein Prüfanschluss eines Spektrumanalysators, der zur Verwendung in einem Millimeterwellenband entworfen ist, mit dem Ende verbunden werden konnte. In diesem Zustand wurde für jeweils den Fall, in dem der Modulator 13 in einem EIN-Zustand platziert ist, und für den Fall, in dem er in einem AUS-Zustand platziert ist, die Intensität eines aus dem Ende ausgegebenen Hochfrequenzsignals gemessen, während Schritt für Schritt ein Frequenzabtasten durchgeführt wurde. Dadurch wurde das Verhältnis zwischen zwei Messwerten, nämlich das EIN/AUS-Verhältnis, ermittelt. Die Messergebnisse sind in einem in 16 abgebildeten Diagramm gezeigt. In dem Diagramm ist die Hochfrequenzsignalintensität, die als Übertragungsenergie erhalten wird, wenn der Modulator 13 in einem EIN- Zustand platziert ist, durch W_on (Einheit: Watt) definiert, während die Hochfrequenzsignalintensität, die als Übertragungsenergie erhalten wird, wenn der Modulator 13 in einem AUS-Zustand platziert ist, durch W_off (Einheit: Watt) definiert. Vorliegend wurde die Frequenz des Hochfrequenzsignals dazu gebracht, in einem Bereich zwischen etwa 75,8 GHz und etwa 76,8 GHz zu variieren.
16 ist ein Diagramm, das die Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältniseigenschaften zeigt, wie sie in dem Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung beobachtet wurden. In 16 ist eine Frequenz längs der horizontalen Achse (Einheit: GHz) angegeben und das Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis ist längs der vertikalen Achse angegeben (Einheit: dB), das durch eine reziproke Zahl (–10log (W_on/W_off)) dargestellt ist. Des Weiteren sind die repräsentativen tatsächlichen Messwerte der Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältniseigenschaften, die 0,0 bzw. 0,5 bzw. 1,0 bzw. 1,5 bzw. 2,0 bzw. 2,5 mA entsprechen (Vorstromwerte des Mischers), jeweils durch offene Vierecke, offene Kreise, offene Dreiecke, ausgefüllte Vierecke, ausgefüllte Kreise und ausgefüllte Dreiecke eingezeichnet. Es ist zu beachten, dass in 16 das EIN/AUS-Verhältnis durch eine reziproke Zahl dargestellt ist. Daher ist das EIN/AUS-Verhältnis umso größer, d. h. sind die Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältniseigenschaften umso besser, je kleiner die eingezeichneten tatsächlichen Messwerte sind.
Wie aus den in 16 gezeigten Messergebnissen ersichtlich wird, wenn der in dem Mischer vorhandene Vorstrom 2,0 mA ist, bei dem die Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals Wa₂ und die Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ im Wesentlichen gleich sind, wird das höchste EIN/AUS-Verhältnis bei 76,3 GHz erhalten: der Mittelfrequenz eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals. Es ist daher festgestellt worden, dass es wünschenswert ist, ein Abstimmen an dem Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 in einer solchen Art vorzunehmen, dass die Beziehung zwischen der Intensität Pa₂ des Hochfrequenzsignals Wa₂ und der Intensität Pb₂ des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch: Pa₂ = Pb₂ gegeben ist. Dadurch werden in der Region zwischen dem Ausgabeende 13b des Modulators 13 und dem Zirkulator 14 die Hochfrequenzsignale Wa₂ und Wb₂ in Phasenopposition synthetisiert und heben einander auf, so dass sie dadurch effizient eine Dämpfung bewirken. Dies ermöglicht es, ein hohes Übertragungsenergie EIN/AUS-Verhältnis zu erreichen, indem verhindert wird, dass ein Teil des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn der Modulator 13 in einem AUS-Zustand gehalten wird.
Wenn die Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers eingestellt werden, wird der Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 dazu gebracht, von dem geringsten Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 Schritt für Schritt größer zu werden. Durch Erhöhung des Widerstands des trimmbaren Chip-Widerstands 3 kann der durch die Schottky-Diode 2 hindurchgehende Vorstrom verringert werden. Der Widerstand des trimmbaren Chip-Widerstands 3 wird erhöht, bis der durch die Schottky-Diode 2 hindurchgehende Strom etwa 2,0 mA erreicht, wodurch das Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis größer sein kann. Da der trimmbare Chip-Widerstand 3 ein irreversibler Widerstand ist, wird die Einstellung der Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers somit durch Variieren des durch die Schottky-Diode 2 in eine Richtung hindurchgehenden Stroms, vorliegend durch Verringern, durchgeführt.
Durch einen Auswertungstest ähnlich jenem, der bei der bisher beschriebenen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung der Erfindung durchgeführt wurde, ist bestätigt worden, dass es der erfin dungsgemäßen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung 120 auch gelingt, ein hohes Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis vorzusehen.
Zuletzt wurde eine mit der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung ausgestattete Radarvorrichtung aufgebaut. Die Radarvorrichtung wurde einem Radarerfassungstest unterzogen, um ihre Fähigkeit zur Erfassung eines sich nähernden Zielobjekts auszuwerten. Aus dem Testergebnis wurde bestätigt, dass die Radarvorrichtung, in der ein Abstimmen auf die vorstehend dargestellte Weise vorgenommen wurde, damit der Mischer angemessen reagierte, imstande ist, eine Entfernungsinformation schnell und unbedingt zu erzeugen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung Folgendes zur Verfügung gestellt: ein Mischer, in dem eine Vorspannungsversorgungsschaltung eines Hochfrequenzerfassungselements zum Aufbauen des Mischers mit einem voreingestellten variablen Widerstand versehen ist, um dadurch Eigenschaften, zum Beispiel Mischeigenschaften und Übertragungseigenschaften des Mischers, zufrieden stellend abgestimmt zu halten; eine Hochfrequenz-Sende-/Empfangsvorrichtung mit dem Mischer, die wegen ihrer einfachen Konstruktion und Leistung ihrer bemerkenswert ist und imstande ist, eine ausgezeichnete Empfangsleistung mit einem hohen Übertragungsenergie-EIN/AUS-Verhältnis zu bieten, indem verhindert wird, dass ein Teil eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals als ungewolltes Signal gesendet wird, wenn ein Modulator in einem AUS-Zustand gehalten wird; und eine Radarvorrichtung, die eine Radarerfassung schnell und unbedingt durchführen kann.
Es sollte verstanden werden, dass die Anwendung der Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen besonderen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt ist und dass viele Modifikationen und Variationen der Erfindung innerhalb des Geistes und Umfangs der Erfindung möglich sind. Beispielsweise kann der voreingestellte variable Widerstand aus einem festen Widerstandsnetzwerk bestehen, das ausgebildet wird, indem mehrere feste Widerstände, deren Kontakte durch ein Relais geschaltet werden können, miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann der Widerstand des festen Widerstandsnetzwerkes dynamisch bestimmt werden. Beispielsweise kann als Reaktion auf Veränderungen von Umweltbedingungen ein in dem Mischer 16 vorhandener Vorstrom dynamisch verändert werden, damit der Mischer 16 geeignet reagiert, oder der in dem Mischer 16 vorhandene Vorstrom kann synchron zum Betrieb des Modulators 13 geändert werden.
Die Erfindung kann in anderen besonderen Formen verkörpert werden, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten, wobei der Umfang der Erfindung eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung angegeben ist und daher alle Änderungen, die in den Bedeutungsrahmen und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, darin mit umfasst sein sollen.

Claims

Mischer mit: einem Koppler mit zwei Eingabeenden und einem oder zwei Ausgabeenden; einem an dem Ausgabeende des Kopplers angeordneten Hochfrequenzerfassungselement; und einer mit dem Hochfrequenzerfassungselement verbundenen Vorspannungsversorgungsschaltung zum Zuführen eines Vorstroms zu dem Hochfrequenzerfassungselement; wobei das Hochfrequenzerfassungselement mit einem voreingestellten variablen Widerstand zum Steuern des Vorstroms, der durch das Hochfrequenzerfassungselement hindurchgeht, versehen ist.
Mischer nach Anspruch 1, wobei ein trimmbarer Chip-Widerstand als der voreingestellte variable Widerstand des Mischers verwendet wird.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, und Ausgeben der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus dem einen bzw. dem anderen der beiden Ausgabebereiche; einem mit dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbundenen Modulator zum Modulieren der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente und Ausgeben eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals; einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfan gen des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem Modulator am ersten Anschluss zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben eines aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss; einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit dem dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung nach Anspruch 2, wobei in der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung ein Übertragungskoeffizient zwischen den beiden Eingabeenden des Mischers so bestimmt wird, dass der folgende Ausdruck gilt: Pa₂ = Pb₂, unter den Bedingungen, dass ein Signal, das durch den Modulator hindurchgeht, der in einem AUS-Zustand platziert ist, als Wa₂ definiert ist; ein Hochfrequenzsignal, das mittels des Mischers und der Signaltrennvorrichtung aus dem andere Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung an den Ausgabebereich des Modulators gesendet und dann aus dem Ausgabeende des Ausgabebereichs des Modulators reflektiert worden ist, als Wb₂ definiert wird; eine Intensität des Hochfrequenzsignals Wa₂ durch Pa₂ dargestellt wird; und eine Intensität des Hochfrequenzsignals Wb₂ durch Pb₂ dargestellt wird.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Leitungslänge zwischen einem Ausgabeende des Ausgabe bereichs der Verzweigungsrichtung und dem Modulator oder eine Leitungslänge zwischen dem anderen Ausgabeende des Ausgabebereichs der Verzweigungsvorrichtung und dem Modulator, wobei der Mischer und die Signaltrennvorrichtung dazwischen liegen, so bestimmt wird, dass der folgende Ausdruck gilt: δ = (2N + 1)·π (N steht für eine ganze Zahl), wobei δ für die Phasendifferenz zwischen den Hochfrequenzsignalen Wa₂ und Wb₂ an einer Mittelfrequenz steht.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus ihrem einen bzw. ihrem anderen Ausgabebereich ausgegeben werden können; einem mit dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbundenen Modulator zum Modulieren der an dem einen Ausgabebereich verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente und zum Ausgeben eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals; einem Isolator mit einem Eingabeanschluss und einem Ausgabeanschluss zum Ausgeben des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus seinem Ausgabeanschluss, wenn das zum Senden beabsichtigte Hochfrequenzsignal aus dem Modulator an seinen Eingabeanschluss gegeben wird; einer mit dem Ausgabeanschluss verbundenen Sendeantenne; einer Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 3, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenz signalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Schaltvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum selektiven Ausgeben des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche; einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfangen eines zum Senden beabsichtigten Hochfrequenz-Sendesignals aus dem einen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung am ersten Anschluss, zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben eines aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss; einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende-/Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit dem dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen des aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Schaltvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum selektiven Ausgeben des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, aus dem einen oder beiden ihrer Ausgabebereiche; einer mit dem einen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung verbundenen Sendeantenne; einer Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen des aus dem anderen Ausgabebereich der Schaltvorrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignals zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung mit zwei Ausgabebereichen zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, und zum Ausgeben der verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus dem einen bzw. dem anderen der beiden Ausgabebereiche; einer Signaltrennvorrichtung mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss zum Empfangen des zum Senden beabsichtigten Hochfrequenz-Sendesignals aus dem einen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung am ersten Anschluss, zum Ausgeben des aus dem ersten Anschluss eingegebenen, zum Senden beabsichtigten Hochfrequenzsignals aus dem zweiten Anschluss und zum Ausgeben des aus dem zweiten Anschluss eingegebenen Hochfrequenzsignals aus dem dritten Anschluss; einer mit dem zweiten Anschluss verbundenen Sende/Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich verbunden ist und das andere Eingabeende mit der dritten Anschluss verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Sende-/Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung mit: einem Hochfrequenzoszillator zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; einer mit dem Hochfrequenzoszillator verbundenen Verzweigungsvorrichtung zum Verzweigen des Hochfrequenzsignals, das durch den Hochfrequenzoszillator gegeben wird, so dass die verzweigten Hochfrequenzsignalkomponenten aus ihrem einen bzw. ihrem anderen Ausgabebereich ausgegeben werden können; einer mit dem einen Ausgabebereich verbundenen Sendeantenne; einer Empfangsantenne; und dem Mischer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von den beiden Eingabeenden ein Eingabeende mit dem anderen Ausgabebereich der Verzweigungsvorrichtung verbunden ist und das andere Eingabeende mit der Empfangsantenne verbunden ist, zum Mischen der aus dem anderen Ausgabebereich ausgegebenen verzweigten Hochfrequenzsignalkomponente mit einem durch die Empfangsantenne empfangenen Hochfrequenzsignal und zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals.
Radarvorrichtung mit: der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10; und einem Entfernungsinformationsdetektor zum Erfassen von Daten über eine Entfernung zu einem zu erfassenden Objekt durch Verarbeiten des aus der Hochfrequenz-Sende-/Empfangseinrichtung ausgegebenen Zwischenfrequenzsignals.
Ein Radar mitführendes Fahrzeug mit der Radarvorrichtung nach Anspruch 11, die zur Erfassung eines zu erfassenden Objekts eingesetzt wird.