DE102006024458A1

DE102006024458A1 - Integrierte Mehrfachmischer-Schaltung

Info

Publication number: DE102006024458A1
Application number: DE102006024458A
Authority: DE
Inventors: Johann Peter Dipl.-Ing. Forstner; Bernhard Dehlink
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: US20080001810A1; DE102006024458B4; US7482972B2

Abstract

Eine integrierte Schaltung (300) mit einem Eingangsanschluss (320), einem ersten Schaltungsabschnitt (300a), der einen ersten Koppler (340a), der mit dem Eingangsanschluss (320) gekoppelt ist, und einen ersen Mischer (310a), der mit dem ersten Koppler (340a) gekoppelt ist, aufweist, einem ersten Antennenanschluss (350a), der mit dem ersten Koppler (340a) gekoppelt ist, einem zweiten Schaltungsabschnitt (300b), der einen zweiten Koppler (340b), der mit dem Eingangsanschluss (320) gekoppelt ist, und einen zweiten Mischer (310b), der mit dem zweiten Koppler (340b) gekoppelt ist, aufweist, und einem zweiten Antennenanschluss (350b), der mit dem zweiten Koppler (340b) gekoppelt ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Schaltung mit einer Mehrfachmischer-Architektur, wie sie beispielsweise bei Kfz-Radargeräten zum Einsatz kommt.
Bei Anwendungen im Kfz-Radarbereich nimmt die Integration kontinuierlich zu. Insbesondere durch die Verwendung von Si/SiGe-Technologien (Silizium/Silizium-Germanium) lässt sich im Vergleich zu GaAs (Gallium-Arsenid) ein deutlich höherer Integrationsgrad erzielen. Auch die Reproduzierbarkeit von passiven Verteilnetzwerken ist On-Chip, d.h. auf dem Chip integriert, deutlich höher als auf Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial wie z.B. Rogers 3003^TM. Dies wiederum verlangt nach Wegen, wie diese Hochintegration in Höchstfrequenzbereichen bewerkstelligt werden kann. Beispielsweise bereitet die On-Chip-Isolation zwischen verschiedenen Schaltungskomponenten bei diesen hohen Frequenzen erhebliche Probleme.
Bisher werden zur Realisierung von Kfz-Radarschaltungen in sogenannte MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuit) integrierte Einzelmischer verwendet, die lokaloszillatorseitig und antennenseitig entsprechend durch auf dem Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial implementierte Verteilnetzwerke gespeist werden. Eine Reproduzierbarkeit ist aufgrund von Fertigungstoleranzen auf dem Substrat begrenzt und ein Platzbedarf ist relativ hoch. Zudem kommen unbalancierte bzw. unsymmetrische oder „single-ended" HF-Übergänge in Form von z.B. Bondinterfaces zum Einsatz. Durch diese unbalancierten Übergänge, wo der Ausgleichstrom zum Signalstrom in der On-Chip-Bezugsebene fließt, bildet sich auf der On-Chip-Bezugsebene ein HF-Signal ab, welches für die Schaltungen störend wirken kann und so die Isolation von benachbarten Blöcken auf dem Chip limitieren kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die vorliegende Erfindung eine integrierte Schaltung mit einem Eingangsanschluss, einem ersten Schaltungsabschnitt, der einen ersten Koppler, der mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist, und einen ersten Mischer, der mit dem ersten Koppler gekoppelt ist, aufweist, einem ersten Antennenanschluss, der mit dem ersten Koppler gekoppelt ist, einem zweiten Schaltungsabschnitt, der einen zweiten Koppler, der mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist, und einen zweiten Mischer, der mit dem zweiten Koppler gekoppelt ist, aufweist, und einem zweiten Antennenanschluss, der mit dem zweiten Koppler gekoppelt ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Senden und Empfangen hochfrequenter Signale, mit den Schritten des Empfangens eines differentiellen hochfrequenten Eingangssignals, des Teilens des differentiellen Eingangssignals in einen ersten Teil und einen zweiten Teil, des Koppelns eines Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem ersten Antennenanschluss und des Mischens eines anderen Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals mit einem ersten Empfangssignal, und des Koppelns eines Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem zweiten Antennenanschluss und des Mischens eines anderen Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals mit einem zweiten Empfangssignal.
Somit weisen Ausführungsbeispiele der Erfindung den Vorteil auf, dass durch eine Integration mehrerer Koppler und Mischer auf einem Chip ursprünglich unsymmetrische Übergänge im Sendezweig zu symmetrischen, d.h. differentiellen Übergängen werden können. Hierdurch können Übergangsverluste von Signalen einer HF-Leiterplatte auf den Chip reduziert werden und aufgrund dessen, dass ein Ausgleichsstrom nicht mehr wie beim singleended Übergang in einer Referenzebene fließt, wird der Einfluss von Störsignalen auf der On-Chip-Referenzebene reduziert.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besitzten den Vorteil, dass auf dem Chip eine komplett differentielle Architektur verwendet wird und dadurch auf Symmetriewandler bzw. sogenannte Baluns (BALanced/UNbalanced), d.h. Wandler zwischen einer symmetrischen und einer unsymmetrischen Signalführung oder umgekehrt, auf dem Chip verzichtet werden kann. Der Verzicht von Baluns kann zudem zu einer reduzierten Mischerrauschzahl führen. Weiterhin bildet sich durch die konsistent differentielle Signalführung kein Signal auf der On-Chip Referenzebene ab und die Isolation zwischen den einzelnen Mischern kann erhöht werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Zusammenschaltung einzelner Mischerchips auf einem HF-Substrat;
2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Integration zweier Mischer auf einem Chip; und
3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Integration vier einzelner Mischer auf einem Chip; und
4 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Integration vier einzelner Mischer auf einem Chip in durchgehend differentieller Konfiguration.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bevor im Weiteren Bezug nehmend auf die 2–4 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden, wird anhand von 1 zunächst eine Implementierung mit einzelnen Mischerchips beschrieben.
1 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Zusammenschaltung einzelner diskreter Mischer-MMICs auf einer HF-Leiterplatte.
1 zeigt eine Zuleitung 10, die durch einen Leistungsteiler 20 in eine Leitung 10a und eine Leitung 10b aufgeteilt wird. Ein erster Mischer-Chip 30 ist einerseits über die Leitung 10a mit dem Leistungsteiler 20, andererseits über eine weitere Leitung 10c mit einem ersten Antennenelement 40 gekoppelt. Des Weiteren zeigt 1 einen Richtkoppler 50. Ein erster Anschluss des Richtkopplers 50 ist über die Leitung 10b mit dem Leistungsteiler 20 verbunden. Ein weiterer Mischer-Chip 60 ist über Leitungen 10d und 10e mit einem zweiten und dritten Anschluss des Richtkopplers 50 verbunden. Ein vierter Anschluss des Richtkopplers 50 ist über eine Leitung 10f mit einem zweiten Antennenelement 70 verschaltet.
In 1 wirkt der an dem Antennenelement 40 angeschlossene Zweig als reiner Empfangszweig, wohingegen der an das Antennenelement 70 angeschlossene Zweig sowohl als Sende- als auch Empfangszweig wirken kann. Die der Schaltung über die Leitung 10 zugeführte Leistung wird über den Leistungsteiler 20 auf die beiden Schaltungszweige in gleichem Maß aufgeteilt. Der Koppler 50 verursacht zudem im Sendezweig einen zusätzlichen Kopplerverlust, bevor ein Sendesignal über das Antennenelement 70 abgestrahlt werden kann.
Gemäß 1 findet eine unsymmetrische Signalführung Anwendung. Dagegen verhalten sich balancierte bzw. differentielle Übergänge bezüglich Fertigungstoleranzen und Verlusten deutlich gutmütiger. Dabei versteht man unter einem differentiellen Signal ein Signal, das sich aus zwei über zwei Leitungen geführten Signalen zusammensetzt, die bzgl. eines Referenzpotentials gegenphasig zueinander verlaufen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Integration zweier Mischer auf einem Halbleiter-Chip 100.
Die integrierte Schaltung 100 umfasst einen ersten Schaltungsabschnitt 100a und einen zweiten Schaltungsabschnitt 100b. Die integrierte Schaltung 100 weist ferner einen Eingang 120 zum Empfangen eines Eingangssignals auf. Der erste Schaltungsabschnitt 100a weist einen ersten Richtkoppler 140a und einen ersten Mischer 110a auf. Der zweite Schaltungsabschnitt 100b weist einen zweiten Richtkoppler 140b und einen zweiten Mischer 110b auf. Des Weiteren ist ein erster Antennenanschluss 150a und ein zweiter Antennenanschluss 150b auf der integrierten Schaltung 100 vorgesehen. Der erste Antennenanschluss 150a ist ferner mit einer ersten Empfangsantenne 160a gekoppelt und der zweite Antennenanschluss 150b ist mit einer zweiten Empfangsantenne 160b gekoppelt. Der erste Koppler 140a ist mit dem Eingangsanschluss 120, dem ersten Antennenanschluss 150a bzw. der ersten Empfangsantenne 160a und dem Mischer 110a gekoppelt. Der zweite Koppler 140b ist mit dem Eingangsanschluss 120, dem zweiten Antennenanschluss 150b bzw. der zweiten Empfangsantenne 160b und dem Mischer 110b gekoppelt. Der erste Koppler 140a ermöglicht es somit, ein an dem Eingangsanschluss 120 empfangenes HF-Signal zu dem ersten Antennenanschluss 150a bzw. der ersten Empfangsantenne 160a und dem ersten Mischer 110a zu koppeln und/oder ein an dem ersten Antennenanschluss 150a empfangenes RF-Signal zu dem ersten Mischer 110a zu koppeln. Dementsprechend ermöglicht es der zweite Koppler 140b, ein an dem Eingangsanschluss 120 empfangenes HF-Signal zu dem zweiten Antennenanschluss 150b bzw. der zweiten Empfangsantenne 160b und dem zweiten Mischer 110b zu koppeln und/oder ein an dem zweiten Antennenanschluss 150b empfangenes RF-Signal zu dem zweiten Mischer 110b zu koppeln. Auf diese Weise können der erste und der zweite Schaltungsabschnitt 100a, 100b jeweils Empfangssignale über die erste und zweite Empfangsantenne 160a, 160b empfangen und mit den am Eingangsanschluss 120 eingehenden HF-Signalteilen mischen. Diese Schaltung kann daher für eine Radarschaltung verwendet werden, bei der HF-Signale, die über die erste und zweite Antenne 150a, 150b abgestrahlt werden, mit HF-Signalen, die von einem reflektierenden Gegenstand durch die Empfangsantennen 160a, 160b empfangen werden, verglichen werden. Der Vergleich der beiden HF-Signale kann zur Bestimmung des Abstandes und Form des reflektierenden Gegenstandes verwendet werden.
Zum Beispiel hat das abstrahlende HF-Signal in einer bevorzugten Ausführungsform eine mit der Zeit linear ansteigende Frequenz, die nach einer vorgegebenen Zeit periodisch wieder auf einen Anfangsfrequenzwert sägezahnartig zurückgesetzt wird (Chirp-Signal). Aufgrund der Weglänge, die das abgestrahlte HF-Signal von den ersten und zweiten Antennen zum reflektierenden Gegenstand und zurück zur Empfangsantenne zurücklegt, haben das ausgesandten HF-Signal und das empfangene HF-Signal eine unterschiedliche Frequenz, wobei der Frequenzunterschied ein Maß für den Abstand zwischen dem reflektierenden Gegenstandes und den Empfangsantennen ist. Die ersten und zweiten Mischer 110a und 110b sind in der Lage, die Frequenzdifferenz festzustellen und ein entsprechendes Signal an eine Auswertungsschaltung (nicht gezeigt) abzugeben.
Das oben beschriebene Radarsystem beruht auf dem Linearen Frequency Modulated Contineous Wave (LFMCW) Radar-Konzept, bei dem eine Abstands- und Geschwindigkeitsbestimmung eines anvisierten Gegenstands durch die Bestimmung der Frequenzverschiebung aufgrund des linearen Frequenzanstiegs des abgestrahlten HF-Signals ermöglicht wird. Es sollte allerdings für einen Fachmann klar sein, dass die in dieser Anmeldung beschriebenen integrierten Schaltungen nicht auf eine LFMCW Radar-Messung beschränkt ist, sondern auch für andere Radarmessungen geeignet ist, wie zum Beispiel dem Doppler-Radar.
Durch die Integration der beiden einzelnen Mischer 110a und 110b auf einem Chip, kann bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Reproduzierbarkeit aufgrund der Fertigungstoleranzen auf dem Substrat verbessert und der Platzbedarf reduziert werden. Insbesondere kann durch die Integration der beiden Schaltungseinheiten 100a und 100b auf einem Chip erreicht werden, dass die erste Schaltungseinheit 100a in hohem Maße spiegelsymmetrisch zu der zweiten Schaltungseinheit 100b angeordnet ist. Die spiegelsymmetrische Anordnung der beiden Schaltungseinheiten bezüglich der Achse 125 sowie der den beiden Schaltungseinheiten gemeinsame differenzielle Eingang 120 sorgen dafür, dass auf der ge meinsamen Referenzebene („Masse") die für eine Signalübertragung erforderlichen Ausgleichströme der ersten Schaltungseinheit 100a die Ausgleichsströme der zweiten Schaltungseinheit kompensieren. Auf diese Weise kompensieren sich die durch Ausgleichsströme erzeugten Spannungsschwankungen auf der Referenzebene, was die Störungsanfälligkeit der Schaltung deutlich reduziert.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist der Eingangsanschluss ein differentieller Eingangsanschluss, wobei die Signalführung zu dem ersten Koppler und zu dem zweiten Koppler zumindest teilweise differentiell ausgebildet ist. Insbesondere ist der erste Koppler über eine erste Leitung mit einem ersten Anschlusspol des differentiellen Eingangsanschlusses gekoppelt und der zweite Koppler ist über eine zweite Leitung mit einem zweiten Anschlusspol des differentiellen Eingangsanschlusses gekoppelt. Durch den differentiellen Eingangsanschluss können mit diesem Ausführungsbeispiel Übergangsverluste reduziert werden und aufgrund dessen, dass der Ausgleichsstrom nicht mehr, wie bei einem single-ended Übergang, in der On-Chip-Referenzebene fließt, können sich auf der On-Chip Referenzebene weniger Störsignale ausbilden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Koppler und der zweite Koppler über differentielle Leitungen und einen differentiellen Leistungsteiler mit dem differentiellen Eingangsanschluss gekoppelt, wie es im Nachfolgenden noch anhand von 4 beschrieben wird. Dadurch kann bei komplett differentieller Signalführung generell auf Baluns auf dem Chip verzichtet werden. Aufgrund dessen können die Mischer eine weiter reduzierte Rauschzahl aufweisen. Außerdem kann sich durch die konsistent differentielle Signalführung kein Signal auf der On-Chip-Referenzebene abbilden und die Isolation zwischen den einzelnen Mischern kann erhöht werden.
Bei einem nächsten Ausführungsbeispiel ist der zweite Schaltungsabschnitt spiegelsymmetrisch zu dem ersten Schaltungsabschnitt angeordnet. Dadurch können gegenseitige elektromagnetische Störeinflüsse der beiden Schaltungsabschnitte verringert werden.
Bei Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung weist die integrierte Schaltung hochfrequenztaugliche Komponenten auf, die durch spezielle Herstellungsprozesse, insbesondere einen Si/SiGe-Prozess oder einen Indiumphosphid-Prozess, hergestellt sind. Bei dem dem Fachmann bekannten Si/SiGe-Herstellungsprozess wird beispielsweise die Basis der bipolartransistoren mit Germanium dotiert. Dadurch kann die Schaltung in hohen Frequenzbereichen eingesetzt werden, insbesondere bei Frequenzen, die größer als 10 GHz sind.
Vorzugsweise finden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schaltung als Radar-Schaltung Anwendung, bei der ein Eingangssignal eine Frequenz von größer als 1 GHz, bevorzugt größer als 20 GHz und noch mehr bevorzugt größer als 70 GHz aufweist.
3 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Integration mehrer einzelner unsymmetrischer Mischer auf einem Halbleiter-Chip 200. Der Halbleiterchip 200 weist bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel der Erfindung vier symmetrisch angeordnete Mischer 210a–d auf. Ferner weist die integrierte Schaltung 200 einen ersten Schaltungsabschnitt 200a (links) und einen zweiten Schaltungsabschnitt 200 (rechts) der integrierten Schaltung auf. Dabei sind die beiden Schaltungsabschnitte 200a, b spiegelsymmetrisch zu einer Achse 225 angeordnet, die mittig von oben nach unten durch die in 3 dargestellte integrierte Schaltung 200 verläuft. Aufgrund der Sym metrie und der daraus resultierenden Analogie der Schaltungsabschnitte 200a, b sowie aufgrund des gemeinsamen differenziellen Eingangs 220 kompensieren die Ausgleichsströme des ersten Schaltungsabschnitts 200a die Ausgleichsströme des zweiten Schaltungsabschnitts 200b. Dies beruht darauf, dass aufgrund des differentiellen Eingangs 220 das Signal des einen Anschlusspols 220a um 180 Grad phasenverschoben zum Signal des zweiten Anschlusspols 220b ist.
Aufgrund der Spiegelsymmetrie der ersten und zweiten Schaltungsabschnitte 200a, 200b zueinander werden nachfolgend Schaltungsbeschreibungen auf lediglich den Schaltungsabschnitt 200a beschränkt.
Die integrierte Schaltung 200 weist einen differentiellen Eingang 220 zum Empfangen eines differentiellen HF-Eingangssignals auf, wobei der differentielle Eingang ein Paar von Anschlusspolen 220a und 220b aufweist. Ein erster Anschlusspol 220a des differentiellen Eingangs ist über eine erste Leitung 230a mit einem ersten unsymmetrischen Anschluss eines ersten Richtkopplers 240a verschaltet. Des Weiteren ist ein erster unsymmetrischer Antennenanschluss 250a mit einem zweiten unsymmetrischen Anschluss des ersten Richtkopplers 240a verbunden. Über einen dritten unsymmetrischen Anschluss des ersten Richtkopplers 240a ist dieser mit einem ersten Leistungsteiler 260a verkoppelt. Ferner ist ein erster Ausgang des Leistungsteilers 260a mit einem ersten Eingang eines ersten unsymmetrischen Mischers 210a verbunden, dessen zweiter Eingang über den Richtkoppler 240a mit dem ersten unsymmetrischen Antennenanschluss 250a verschaltet ist. Ein unsymmetrischer Ausgang 270a der integrierten Schaltung 200 bildet einen Ausgang des ersten unsymmetrischen Mischers 210a. Der unsymmetrische Ausgang 270a überträgt auf herkömmliche Weise das vom ersten Mischer 210a erzeugte Niederfrequenzsignal, das die Abstands- oder Geschwindigkeitsinformation eines anvisierten Gegenstands enthält, nach außen, wo es von einer Auswerteschaltung (nicht gezeigt) je nach Anwendung ausgewertet wird.
Des Weiteren ist ein zweiter unsymmetrischer Ausgang des Leistungsteilers 260a mit einem ersten unsymmetrischen Eingang eines dritten Mischers 210c der integrierten Schaltung 200 verbunden. Ein weiterer unsymmetrischer Antennenanschluss 280a der integrierten Schaltung 200 ist mit einem zweiten unsymmetrischen Eingang des dritten Mischers 210c verschaltet. Ein dritter unsymmetrischer Anschluss des Mischers 210c bildet einen Ausgang des Mischers 210c und ist mit einem weiteren unsymmetrischen Anschluss 290a der integrierten Schaltung 200 verbunden.
Der soeben beschriebene Aufbau des ersten Schaltungsabschnitts 200a der integrierten Schaltung gilt in entsprechender Weise für den zu dem ersten Schaltungsabschnitt 200a spiegelsymmetrisch angeordneten zweiten Schaltungsabschnitt 200b, der einen zweiten Richtkoppler 240b, der mit dem Anschlusspol 220b des Eingangsanschluss 220 gekoppelt ist, und einen zweiten Mischer 210b, der mit dem zweiten Richtkoppler 240b gekoppelt ist, aufweist. Des Weiteren umfasst der zweite Schaltungsabschnitt 200b eine zweiten Antennenanschluss 250b, der mit dem zweiten Koppler 240b gekoppelt ist. Aufgrund der Spiegelsymmetrie zu dem ersten Schaltungsabschnitt 200a soll auf die Beschreibung des Aufbaus des zweiten Schaltungsabschnitts 200b der integrierten Schaltung 200 aus Gründen der Übersichtlichkeit an dieser Stelle verzichtet werden.
Über die Anschlusspole 220a, b des differentiellen Eingangs 220 der integrierten Schaltung 200 wird beispielsweise ein HF-Signal eines nicht dargestellten Lokaloszillators (LO) eingespeist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusspol 220a und dem zweiten Anschlusspol 220b des differentiellen Eingangsanschlussses 220 bevorzugt kleiner als 1000 μm, bevor zugt kleiner als 100 μm und noch bevorzugter kleiner als 50 μm ist. Die differentiellen Leitungen des Leitungspaars 230a, b weisen einen Abstand von bevorzugt weniger als 1000 μm, bevorzugt von weniger als 100 μm und noch mehr bevorzugt von weniger als 10 μm zueinander auf und sind so zueinander angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Wellenwiderstand von beispielsweise 50 Ohm aufweisen. Für Kfz-Radaranwendungen kann die Frequenz des Eingangssignals beispielsweise bei 77 GHz liegen. Über den Anschlusspol 220a wird nun ein erster Teil des differentiellen hochfrequenten Eingangssignals auf den ersten Richtkoppler 240a geführt. Dieser koppelt 50% der Leistung des über die Leitung 230a eingespeisten HF-Signals auf den Antennenanschluss 250a. An diesem Antennenanschluss kann beispielsweise eine Patchantenne angeschlossen sein, die sowohl als Sende- als auch Empfangsantenne des Kfz-Radarsystems wirkt. Die zweiten 50% der Leistung des ersten Teils des eingespeisten HF-Eingangssignals werden über einen dritten Anschluss des Richtkopplers 240a auf den Eingang des Leistungsteilers 260a gekoppelt. Demzufolge liegen an den beiden Ausgängen des Leistungsteilers 260a jeweils 25% des am Eingang 220a eingespeisten ersten Teils des HF-Eingangssignals an, die jeweils den beiden unsymmetrischen Mischern 210a und 210c zugeführt werden. Dabei mischt der Mischer 210a ein mittels der Sende-/Empfangsantenne 250a empfangenes Signal mit einem Teil des am Eingang 220a eingespeisten HF-Signals. Bekanntermaßen entstehen dadurch am Ausgang des Mischers 210a Signale mit Frequenzen, die zum einen der Differenz der beiden Mischereingangssignale entsprechen und zum anderen der Summe der Frequenzen der beiden Mischereingangssignale. Bei dem in diesem Ausführungsbeispiel vorliegenden unsymmetrischen Mischer 210a erhält man zusätzlich am Ausgang des Mischers 210a Signale mit den beiden zu mischenden Frequenzen der beiden Mischereingangssignale. Im Normalfall wird man an einem resultierenden niederfrequenten Signal interessiert sein, so dass dies durch eine entsprechende Tiefpass-Filterung am Ausgang 270a der integrierten Schaltung 200 abgegriffen werden kann. Ein Signal, das von einer nicht dargestellten Antenne empfangen wird, die an dem Anschluss 280a angeschlossen ist, wird an dem dritten unsymmetrischen Mischer 210c mit einem Teil des über den Eingang 220a der integrierten Schaltung empfangenen HF-Signals gemischt. In gleicher Weise, wie dies bereits für den Ausgang 270a beschrieben wurde, entsteht somit am Ausgang 290a ein niederfrequentes Empfangssignal, welches am Ausgang 290a zur Weiterverarbeitung abgegriffen werden kann.
Entsprechendes gilt natürlich in gleicher Weise für den Fall des rechten, zweiten Teils 200b der integrierten Schaltung 200. Da es sich bei dem Eingang 220 um einen differentiellen Eingang der integrierten Schaltung 200 handelt, ist das am Teilanschluss 220b eingespeiste Signal gegenphasig zu dem am Eingang 220a anliegenden Signal.
Bei dem gemäß 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Radar-Frontend-Schaltung mit insgesamt vier Antennen. Dabei arbeiten alle vier Antennen als Empfangsantennen, wobei die an den Anschlüssen 250a, b angeschlossenen Antennen gleichzeitig auch als Sendeantennen arbeiten. Da demnach für den Sendepfad zwei Antennenelemente zur Verfügung stehen und für den Empfangspfad vier Antennenelemente verfügbar sind, ist mit spezieller Signalverarbeitung beispielsweise ein sogenanntes Beamforming möglich, bei dem eine Richtcharakteristik eines aus den Antennenelementen bestehenden Antennen-Arrays variierbar ist und man somit die Kfz-Radaranordnung sowohl im Sende- als auch im Empfangsfall in bestimmte Richtungen „schauen" lassen kann. Im Empfangsfall ist aufgrund der höheren Zahl der Antennenelemente eine feinere Auflösung der Richtcharakteristik erzielbar.
Die in 3 skizzierte Schaltung basiert auf unsymmetrischer, d.h. single-ended Leitungsführung auf dem Halbleiterchip 200, dessen Substrat ein Silizium- oder ein GaAs-Substrat ist und dessen Schaltungskomponenten durch Herstellungsprozesse hergestellt werden, die die Herstellung hochfrequenztauglicher Transistoren ermöglicht, insbesondere einen Si/SiGe-Herstellungsprozess oder einen Indiumphosphid-Prozess hergestellt sind. Lediglich Leitungsabschnitte von dem differentiellen LO-Anschluss 220 bis zu einem Abschnitt 232, von dem an die Leitungen 230a und 230b voneinander weg verlaufen, können eine differentielle bzw. symmetrische Signalführung liefern. Unter Leitungen für eine differentielle Signalführung können hierbei Leitungen verstanden werden, die im Wesentlichen parallel zueinander in einem Abstand von weniger als 1000 μm, bevorzugt von weniger als 100 μm und noch mehr bevorzugt von weniger als 10 μm verlaufen können und so zueinander angeordnet sein können, dass sie einen vorbestimmten Wellenwiderstand von beispielsweise 50 Ohm aufweisen. Die Übergänge zu dem differentiellen Anschluss 220 des MMIC 200 werden beispielsweise durch Bonddrähte bewerkstelligt. An die vier unsymmetrischen Antennen-Anschlüsse (250a, b; 280a, b) können beispielsweise unsymmetrisch beschaltete Patch-Antennen gelegt sein, wohingegen ein differentielles Signal eines Lokal-Oszillators (nicht dargestellt) an den differentiellen LO-Anschluss 220 geführt wird. Für Kfz-Radarsysteme beträgt die Schwingungsfrequenz dieses LO-Signals beispielsweise 77 GHz. Empfangen die Patch-Antennen Signale, so werden diese durch die unsymmetrischen Mischer 210a–d mit Teilen des differentiellen LO-Signal gemischt, wodurch man an den unsymmetrischen Anschlüssen 270a, b und 290a, b jeweils unsymmetrische Signale erhält, die eine Frequenz aufweisen, die der Differenz der Frequenzen des differentiellen LO-Signals und der an den Anschlüssen 250a, b und 280a, b anliegenden unsymmetrischen Empfangssignale entspricht.
Durch die in 3 veranschaulichte Integration einzelner unsymmetrischer Mischer auf einem Chip werden die ursprünglich unsymmetrischen Übergänge von einer HF-Leiterplatte zum Halbleiter-Chip 200 im Sendezweig zu differentiellen Übergängen. Hierdurch können Übergangsverluste reduziert werden und aufgrund dessen, dass der Ausgleichsstrom nicht mehr wie bei einem single-ended Übergang in der Referenzebene fließt, bilden sich auf der On-Chip-Referenzebene weniger Störsignale aus. Empfangsseitig arbeiten die Übergänge (250a, b; 280a, b) jedoch nach wie vor unsymmetrisch. Aufgrund der geringen Empfangsleistung ist dies jedoch unkritisch. Eine Besonderheit stellt die Konfiguration der Leistungsteiler 260a, b dar. Im Vergleich zu 1, wo die Leistung bereits am Lokaloszillator-Eingang der Doppelmischerkonfiguration aufgeteilt wird, sind die Leistungsteiler 260a, b an Lokaloszillator-Ausgängen der Richtkopplers 240a, b angeschlossen. Aufgrund dessen ergibt sich eine um den Kopplerverlust höhere Sendeleistung an der Antenne.
Ferner können bei weiteren Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung die mit den Mischerausgängen gekoppelten Ausgänge 270a, b und/oder 290a, b der integrierten Schaltung für niederfrequente Signale differentiell ausgeführt sein, ebenso wie die betreffenden Mischerausgänge.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung können einige oder sämtliche in 3 dargestellten Komponenten (Richtkoppler, Mischer, Leistungsteiler) der integrierten Schaltung 200 differentiell ausgeführt sein. Dies hätte zur Folge, dass auf dem Chip eine Mode-Konversion zwischen den unsymmetrischen Leitungen und den betreffenden symmetrischen bzw. differentiellen Komponenten beispielsweise durch Baluns erfolgen müsste.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 4 gezeigt. Die prinzipielle Funktionsweise der integrierten Schaltung ist zu der in 3 dargestellten Schaltung identisch. Allerdings wird in 4 auf dem Chip eine durchgehend differentielle Architektur verwendet, d.h. sowohl sämtliche Anschlüsse als auch Signalführung sind differentiell ausgebildet.
Die integrierte Schaltung 300 weist einen ersten Schaltungsabschnitt 300a (links) und einen zweiten Schaltungsabschnitt 300 (rechts) der integrierten Schaltung auf. Dabei sind die beiden Schaltungsabschnitte 300a, b spiegelsymmetrisch zu einer Achse 325 angeordnet, die mittig von oben nach unten durch die in 4 dargestellte integrierte Schaltung 300 verläuft.
Aufgrund der Symmetrie und der daraus resultierenden Analogie der Schaltungsabschnitte 300a, b werden nachfolgend Schaltungsbeschreibungen auf lediglich den Schaltungsabschnitt 300a beschränkt.
Die integrierte Schaltung 300 weist einen differentiellen Eingang 320 zum Empfangen eines differentiellen HF-Eingangssignals auf. Der Anschluss 320 ist über eine differentielle Leitung mit einem differentiellen Leistungsteiler 330 verschaltet. Ein erster differentieller Ausgang des Leistungsteilers 330 ist mit einem ersten differentiellen Anschluss eines ersten Richtkopplers 340a des ersten Schaltungsabschnitts 300a der integrierten Schaltung 300 gekoppelt, und ein zweiter differentieller Ausgang des Leistungsteilers 330 ist mit einem ersten differentiellen Anschluss eines zweiten Richtkopplers 340 der integrierten Schaltung 300 gekoppelt. Dabei liegt der zweite Richtkoppler 340 in dem zweiten Schaltungsabschnitt 300 der integrierten Schaltung 300. Des Weiteren ist ein erster differentieller Antennenanschluss 250a mit einem zweiten differentiellen Anschluss des ersten Richtkopp lers 340a verbunden. Über einen dritten differentiellen Anschluss des Richtkopplers 340a ist dieser mit einem ersten differentiellen Leistungsteiler 360a verkoppelt. Ferner ist ein erster differentieller Ausgang des Leistungsteilers 360a mit einem ersten Eingang eines ersten differentiellen Mischers 310a verbunden, dessen zweiter Eingang über den Richtkoppler 340a mit dem ersten differentiellen Antennenanschluss 350a verschaltet ist. Ein differentiellen Ausgang 370a der integrierten Schaltung 300 bildet einen differentiellen Ausgang des ersten Mischers 310a. Des Weiteren ist ein zweiter differentieller Ausgang des Leistungsteilers 360a mit einem ersten Eingang eines dritten differentiellen Mischers 310c verbunden. Ein weiterer differentieller Antennenanschluss 380a der integrierten Schaltung 300 ist mit einem zweiten differentiellen Eingang des dritten Mischers 310c verschaltet. Ein dritter differentieller Anschluss des Mischers 310c bildet einen differentiellen Ausgang des Mischers 310c und ist mit einem weiteren differentiellen Anschluss 390a der integrierten Schaltung 300 verbunden.
Der soeben beschriebene Aufbau des ersten Schaltungsabschnitts 300a der integrierten Schaltung gilt in entsprechender Weise für den zu dem ersten Schaltungsabschnitt 300a spiegelsymmetrisch angeordneten zweiten Schaltungsabschnitt 300b, der den zweiten Richtkoppler 340b, der über den Leistungsteiler 330 mit dem Eingangsanschluss 320 gekoppelt ist, und einen zweiten Mischer 310b, der mit dem zweiten Richtkoppler 340b gekoppelt ist, aufweist. Des Weiteren umfasst der zweite Schaltungsabschnitt 300b einen zweiten differentiellen Antennenanschluss 350b, der mit dem zweiten Koppler 340b gekoppelt ist. Aufgrund der Spiegelsymmetrie zu dem ersten Schaltungsabschnitt 300a soll auf die Beschreibung des Aufbaus des zweiten Schaltungsabschnitts 300b der integrierten Schaltung 300 aus Gründen der Übersichtlichkeit an dieser Stelle verzichtet werden.
Über den differentiellen Eingang 320 der integrierten Schaltung 300 wird beispielsweise ein HF-Signal eines nicht dargestellten Lokaloszillators (LO) eingespeist. Für Kfz-Radaranwendungen kann die Frequenz des Eingangssignals beispielsweise bei 77 GHz liegen. Über den differentiellen Leistungsteiler 330 wird nun ein erster Teil des differentiellen hochfrequenten Eingangssignals auf den ersten Richtkoppler 340a geführt. Dieser koppelt 50% der Leistung des ersten Teils des differentiellen hochfrequenten Eingangssignals auf den Antennenanschluss 350a. An diesem differentiellen Antennenanschluss kann beispielsweise eine differentielle Patchantenne angeschlossen sein, die sowohl als Sende- als auch Empfangsantenne des Kfz-Radarsystems wirkt. Die zweiten 50% der Leistung des ersten Teils des eingespeisten HF-Eingangssignals werden über einen dritten Anschluss des Richtkopplers 340a auf den Eingang des Leistungsteilers 360a gekoppelt. Demzufolge liegen an den beiden Ausgängen des Leistungsteilers 360a jeweils 25% des am differentiellen Eingang 320 eingespeisten differentiellen HF-Eingangssignals an, die jeweils den beiden symmetrischen Mischern 310a und 310c zugeführt werden. Dabei mischt der differentielle Mischer 310a ein mittels der differentiellen Sende-/Empfangsantenne 350a empfangenes Signal mit dem am differentiellen Eingang 320 eingespeisten HF-Signal. Bekanntermaßen entstehen dadurch am Ausgang des differentiellen Mischers 310a Signale mit Frequenzen, die zum einen der Differenz der beiden Mischereingangssignale entsprechen und zum anderen der Summe der Frequenzen der beiden Mischereingangssignale. Im Normalfall wird man an einem resultierenden niederfrequenten Signal interessiert sein, so dass dies durch eine entsprechende Tiefpass-Filterung am differentiellen Ausgang 370a der integrierten Schaltung 300 abgegriffen werden kann. Ein Signal, das von einer nicht dargestellten differentiellen Antenne empfangen wird, die an dem differentiellen Anschluss 380a angeschlossen ist, wird an dem dritten symmetrischen Mischer 310c mit einem Teil des über den differentiellen Eingang 320 der integrierten Schaltung empfangenen HF-Signals gemischt. In gleicher Weise, wie dies bereits für den Ausgang 370a beschrieben wurde, entsteht somit am differentiellen Ausgang 390a ein niederfrequentes Empfangssignal, welches am differentiellen Ausgang 390a zur Weiterverarbeitung abgegriffen werden kann.
Entsprechendes gilt natürlich in gleicher Weise für den Fall des rechten, zweiten Teils 300b der integrierten Schaltung 300. Ein Abstand zwischen dem ersten Anschlusspol und dem zweiten Anschlusspol der differentiellen Anschlüssee der integrierten Schaltung 300 ist bevorzugt kleiner als 1000 μm, bevorzugt kleiner als 100 μm und noch bevorzugter kleiner als 50 μm.
Wie bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise um einen Teil einer Radar-Frontend-Schaltung mit insgesamt vier differentiellen Antennen, wobei alle vier Antennen als Empfangsantennen arbeiten und die an den Anschlüssen 350a, b angeschlossenen Antennen gleichzeitig auch als Sendeantennen fungieren.
Die in 4 skizzierte Schaltung basiert auf durchgehend symmetrischer, d.h. differentieller Leitungsführung auf dem MMIC 300, dessen Substrat ein Silizium- oder ein GaAs-Substrat ist und dessen Schaltungskomponenten durch hochfrequenzfähige Prozesse, insbesondere einen Si/SiGe-Prozess oder einen Indiumphosphid-Prozess hergestellt sind. Die Übergänge dem differentiellen Anschluss 320 des MMIC 300 werden beispielsweise durch Bonddrähte bewerkstelligt. An die vier differentiellen Antennen-Anschlüsse (350a, b; 380a, b) können beispielsweise differentiell beschaltete Patch-Antennen gelegt sein. Ein differentielles Signal eines Lokal-Oszillators (nicht dargestellt) wird an den differentiellen LO-Anschluss 320 geführt. Für Kfz-Radarsysteme beträgt die Schwingungsfrequenz dieses LO-Signals beispielsweise 77 GHz. Empfangen die differentiellen Patch-Antennen Signale, so werden diese durch die differentiellen Mischer 310a–d mit Teilen des differentiellen LO-Signal gemischt, wodurch man an den differentiellen Anschlüssen 370a, b und 390a, b jeweils differentielle Signale erhält, die eine Frequenz aufweisen, die der Differenz der Frequenzen des differentiellen LO-Signals und der an den Anschlüssen 350a, b und 380a, b anliegenden differentiellen Empfangssignale entspricht.
Durch das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ergeben sich nun auch für den Empfangszweig differentielle Übergänge und es kann generell auf Baluns auf dem Chip 300 verzichtet werden. Aufgrund dessen können die Mischer 310a–d eine weiter reduzierte Rauschzahl aufweisen. Außerdem können sich durch die konsistent differentielle Signalführung weniger Signale auf der On-Chip-Referenzebene abbilden und die Isolation zwischen den einzelnen Mischern kann erhöht werden.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auf unsymmetrische Übergänge verzichtet werden, was fertigungstechnische – sowie Performancevorteile mit sich bringen kann, insbesondere für die Schaltungsteile, die hochfrequente Signale führen. Eine durchgehend differentielle Auslegung ermöglicht minimale Übergangsverluste, sowie eine hohe Isolation zwischen verschiedenen Schaltungsblöcken auf einem gemeinsamen Chip. Zusätzlich, durch die Anordnung der Leistungsteiler 360a, b, kann eine um etwa 4 dB höhere Antennenfußpunktleistung als mit herkömmlichen Ansätzen erzielt werden. Dies bedeutet gleichermaßen eine um 4 dB höhere Empfangsleistung und eine damit verbundene höhere Reichweite eines Radarsystems, in dem die in 4 dargstellte Schaltung bei einer Frontend-Schaltung eingesetzt wird. Durch die weitaus höhere Fertigungspräzision der On-Chip Strukturen im Vergleich zu Strukturen auf HF-Substrat werden die Designs homogener und stabiler. Ein weiterer Vorteil liegt in der speziellen Anordnung der Mischer innerhalb der Koppler. Dadurch ist insbesondere eine platzsparende Implementierung der in 3 und 4 gezeigten integrierten Schaltungen möglich.

Claims

Integrierte Schaltung (100; 200; 300) mit folgenden Merkmalen: einem Eingangsanschluss (120; 220; 320); einem ersten Schaltungsabschnitt (100a; 200a; 300a), der einen ersten Koppler (140a; 240a; 340a), der mit dem Eingangsanschluss (120; 220; 320) gekoppelt ist, und einen ersten Mischer (110a; 210a; 310a), der mit dem ersten Koppler (140a; 240a; 340a) gekoppelt ist, aufweist; einem ersten Antennenanschluss (150a; 250a; 350a), der mit dem ersten Koppler (140a; 240a; 340a) gekoppelt ist; einem zweiten Schaltungsabschnitt (100b; 200b; 300b), der einen zweiten Koppler (140b; 240b; 340b), der mit dem Eingangsanschluss (120; 220; 320) gekoppelt ist, und einen zweiten Mischer (110b; 210b; 310b), der mit dem zweiten Koppler (140b; 240b; 340b) gekoppelt ist, aufweist; und einem zweiten Antennenanschluss (150b; 250b; 350b), der mit dem zweiten Koppler (140b; 240b; 340b) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, bei der der zweite Schaltungsabschnitt (100b; 200b; 300b) spiegelsymmetrisch zu dem ersten Schaltungsabschnitt (100a; 200a; 300a) angeordnet ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Eingangsanschluss (120; 220; 320) ein differentieller Eingangsanschluss ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, bei der der erste Koppler (140a; 240a) über eine erste Leitung (230a) mit einem ersten Anschlusspol (220a) des differentiellen Eingangsanschlusses (220) gekoppelt ist und bei der der zweite Koppler (240b) über eine zweite Leitung (230b) mit einem zweiten Anschlusspol (220b) des differentiellen Eingangsanschlusses (220) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, bei der der erste Koppler (340a) und der zweite Koppler (340b) über differentielle Leitungen und einen differentiellen Leistungsteiler (330) mit dem differentiellen Eingangsanschluss (320) gekoppelt sind.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erste (140a; 240a; 340a) und/oder der zweite Koppler (140a; 240b; 340b) einen Richtkoppler aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der erste Schaltungsabschnitt (200a; 300a) einen ersten Leistungsteiler (260a; 360a) und einen dritten Mischer (210c; 310c) aufweist, wobei der erste Koppler (240a; 340a) über den ersten Leistungsteiler (260a; 360a) mit dem ersten Mischer (210c; 310c) und dem dritten Mischer (210c; 310c) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 7, die einen dritten Antennenanschluss (280a; 380a) aufweist, der mit dem dritten Mischer (210c; 310c) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der erste Koppler (240a; 340a) einen ersten Richtkoppler aufweist, wobei ein erster Anschluss des ersten Richtkopplers (240a; 340a) mit dem Eingangsanschluss (220; 320) gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des ersten Richtkopplers (240a; 340a) mit dem ersten Antennenanschluss (250a; 350a) gekoppelt ist, wobei ein dritter Anschluss des ersten Richtkopplers (240a; 340a) mit dem ersten Leistungsteiler (260a; 360a) gekoppelt ist, und wobei ein vierter Anschluss des ersten Richtkopplers mit dem ersten Mischer (210a; 310a) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der zweite Schaltungsabschnitt (200b; 300b) einen zweiten Leistungsteiler (260b; 360b) und einen vierten Mischer (210d; 310d) aufweist, wobei der zweite Koppler (240b; 340b) über den zweiten Leistungsteiler (260b; 360b) mit dem zweiten Mischer (210b; 310b) und dem vierten Mischer (210d; 310d) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 10, die einen vierten Antennenanschluss (280b; 380b) aufweist, der mit dem vierten Mischer (210d; 310d) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der zweite Koppler (240b; 340b) einen zweiten Richtkoppler aufweist, wobei ein erster Anschluss des zweiten Richtkopplers (240b; 340b) mit dem Eingangsanschluss (220; 320) gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des zweiten Richtkopplers (240b; 340b) mit dem zweiten Antennenanschluss (250b; 350b) gekoppelt ist, wobei ein dritter Anschluss des zweiten Richtkopplers (240b; 340b) mit dem zweiten Leistungsteiler (260b; 360b) gekoppelt ist, und wobei ein vierter Anschluss des zweiten Richtkopplers (240b; 340b) mit dem zweiten Mischer (210b; 310b) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der erste Antennenanschluss (150a; 250a; 350a) über den ersten Koppler (140a; 240a; 340a) mit dem ersten Mischer gekoppelt (110a; 210a; 310a) ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der der zweite Antennenanschluss (150b; 250b; 350b) über den zweiten Koppler (140b; 240b; 340b) mit dem zweiten Mischer (110b; 210b; 310b) gekoppelt ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die unsymmetrische Leitungen zwischen dem ersten Koppler (140a; 240a) und dem ersten Antennenanschluss (150a; 250a), zwischen dem ersten Koppler (140a; 240a) und dem ersten Mi scher (110a; 210a), zwischen dem zweiten Koppler (140b; 240b) und dem zweiten Antennenanschluss (150b; 250b), und/oder zwischen dem zweiten Koppler (140b; 240b) und dem zweiten Mischer (110b; 210b) aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die differentielle Leitungen zwischen dem ersten Koppler (340a) und dem ersten Antennenanschluss (350a), zwischen dem ersten Koppler (340a) und dem ersten Mischer (310a), zwischen dem zweiten Koppler (340b) und dem zweiten Antennenanschluss (350b), und/oder zwischen dem zweiten Koppler (340b) und dem zweiten Mischer (310b) aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der der erste (350a) und der zweite Antennenanschluss (350b) differentielle Antennenanschlüsse sind.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 17, bei der ein Abstand zwischen einem ersten Anschlusspol und einem zweiten Anschlusspol des ersten (350a) und/oder zweiten Antennenanschlusses (350b) kleiner als 1000 μm, bevorzugt kleiner als 100 μm und noch bevorzugter kleiner als 50 μm ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, bei der ein Abstand zwischen einem ersten Anschlusspol (120a; 220a; 320a) und einem zweiten Anschlusspol (120b; 220b; 320b) des differentiellen (120; 220; 320) Eingangsanschlussses kleiner als 1000 μm, bevorzugt kleiner als 100 μm und noch bevorzugter kleiner als 50 μm ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, die auf einem Substrat eines Schaltungschips gebildet ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 20, bei der das Substrat ein Siliziumsubstrat oder ein GaAs-Substrat ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei der die integrierte Schaltung Komponenten aufweist, die durch hochfrequenzfähige Prozesse, insbesondere einen Si/SiGe-Prozess oder einen Indiumphosphid-Prozess hergestellt sind.
Integrierte Schaltung mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung zum Empfangen (120; 220; 320) eines Eingangssignals; einer Einrichtung zum Koppeln (140a; 240a; 340a) eines ersten Teils des Eingangssignals zu einem ersten Schaltungsabschnitt (100a; 200a; 300a) der integrierten Schaltung (100; 200; 300) und zum Koppeln (140b; 240b; 340b) eines zweiten Teils des Eingangssignals zu einem zweiten Schaltungsabschnitt (100b; 200b; 300b) der integrierten Schaltung (100; 200; 300); wobei der erste Schaltungsabschnitt (100a; 200a; 300a) eine Einrichtung zum Koppeln (140a; 240a; 340a) eines Teils des ersten Teils des Eingangssignals zu einem ersten Antennenanschluss (150a; 250a; 350a) und eine Einrichtung zum Mischen (110a; 210a; 310a) eines anderen Teils des Eingangssignals mit einem ersten Empfangssignal aufweist; und wobei der zweite Schaltungsabschnitt (100b; 200b; 300b) der integrierten Schaltung (100; 200; 300) eine Einrichtung zum Koppeln (140b; 240b; 340b) eines Teils des zweiten Teils des Eingangssignals zu einem zweiten Antennenanschluss (150b; 250b; 350b) und eine Einrichtung zum Mischen (110b; 210b; 310b) eines anderen Teils des zweiten Teils des Eingangssignals mit einem zweiten Empfangssignal aufweist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 23, bei der der zweite Schaltungsabschnitt (100b; 200b; 300b) im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu dem ersten Schaltungsabschnitt (100a; 200a; 300a) angeordnet ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 23 oder 24, bei der das Eingangssignal ein Hochfrequenzsignal ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei der das Eingangssignal ein differentielles Eingangssignal ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei der der erste Antennenanschluss (350a) und/oder der zweite Antennenanschluss (350b) ein differentieller Antennenanschluss ist.
Verwendung einer integrierten Schaltung nach einem der Ansprüche 1–27 als Radar-Schaltung.
Verfahren zum Senden und Empfangen hochfrequenter Signale, mit folgenden Schritten: Empfangen eines differentiellen hochfrequenten Eingangssignals; Teilen des differentiellen Eingangssignals in einen ersten Teil und einen zweiten Teil; Koppeln eines Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem ersten Antennenanschluss (150a; 250a; 350a) und Mischen eines anderen Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals mit einem ersten Empfangssignal; und Koppeln eines Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem zweiten Antennenanschluss (150b; 250b; 350b) und Mischen eines anderen Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals mit einem zweiten Empfangssignal.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Koppeln des einen Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals zu dem ersten Antennenanschluss (150a; 250a; 350a) und das Koppeln des anderen Teils des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem Eingang eines ersten Mischers (110a; 210a; 310a) unter Verwendung eines ersten Richtkopplers (140a; 240a; 340a) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das Koppeln des einen Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals zu dem zweiten Antennenanschluss (150b; 250b; 350b) und das Koppeln des anderen Teils des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem Eingang eines zweiten Mischers (110b; 210b; 310b) unter Verwendung eines zweiten Richtkopplers (140b; 240b; 340b) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, bei dem der andere Teil des ersten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem ersten Leistungsteiler (260a; 360a) gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der andere Teil des zweiten Teils des differentiellen Eingangssignals zu einem zweiten Leistungsteiler (260b; 360b) gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, bei dem ein erstes Ausgangssignal des ersten Leistungsteilers (260a; 360a) mit dem ersten Empfangssignal gemischt wird, und wobei ein zweites Ausgangssignal des ersten Leistungsteilers (260a; 360a) mit einem dritten Empfangssignal gemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem ein erstes Ausgangssignal des zweiten Leistungsteilers (260b; 360b) mit dem zweiten Empfangssignal gemischt wird, und wobei ein zweites Ausgangssignal des zweiten Leistungsteilers (260b; 360b) mit einem vierten Empfangssignal gemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, das ferner ein Empfangen des ersten Empfangssignals mittels einer ersten Antenne und ein Empfangen des dritten Empfangssignals mittels einer dritten Antenne aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, das ferner ein Empfangen des zweiten Empfangssignals mittels einer zweiten Antenne und ein Empfangen des vierten Empfangssignals mittels einer vierten Antenne aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 23 bis 37, bei dem das Teilen des differentiellen Eingangssignals mittels einer ersten Leitung (230a), die nur einen ersten Anschlusspol (220a) eines differentiellen Eingangsanschlusses (220) mit einem ersten Koppler (240a) koppelt und ferner mittels einer zweiten Leitung (230b) erfolgt, die nur einen zweiten Anschlusspol (220b) des differentiellen Eingangsanschlusses mit einem zweiten Koppler (240b) koppelt.
Verfahren nach den Ansprüchen 23 bis 37, bei dem das Teilen des differentiellen Eingangssignals mittels eines differentiellen Leistungsteilers (330) mit einem differentiellen Eingang (320) und einem ersten und zweiten differentiellen Ausgang erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 39, bei dem hochfrequenten Signale differentiell geführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 40, bei dem das differentielle Eingangssignal eine Frequenz von größer als 1 GHz, bevorzugt größer als 20 GHz und noch mehr bevorzugt größer als 70 GHz hat.