DE1210052B

DE1210052B - Reception superimposer for particularly short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1210052B
Application number: DES59786A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Konrad Abel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-09-11
Filing date: 1958-09-11
Publication date: 1966-02-03

Description

Empfangsüberlagerer für insbesondere sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung bezieht .sich auf einen Empfangsüberlagerer für insbesondere sehr kurze elektromagretische Wellen, bestehend aus einer Diode, der über ein Netzwerk die Empfangswellen und gegebenenfalls auch die Oszillatorschwingungen zugeführt werden und mit der eine zur Entnahme der Zwischenfrequenz dienende Schaltung verbunden ist und bei dem außerdem ein absorbierender Vierpol zur Behebung der Rückwirkung von unerwünscht in der Diode entstehenden Wellen vorgesehen ist.Reception overlay for particularly short electromagnetic Waves The invention relates .sich to a receiving superimposed for in particular very short electro-magnetic waves, consisting of a diode over a network the received waves and possibly also the oscillator vibrations are supplied and connected to the circuit used to extract the intermediate frequency and which also has an absorbing quadrupole to eliminate the retroactive effect of undesired waves arising in the diode is provided.

Bei Überlagerern der einleitend beschriebenen Art zeigt sich in der Praxis häufig eine unerwünschte Abhängigkeit der Amplituden- und der Phasenlinearität von der Betriebsfrequenz. Dies ist vor allem dann störend, wenn es sich um einen Überlagerer in einem Frequenzumsetzer eines Vielkanal--Nachrichtenübertragungssystems mit Frequenzmodulation handelt. Die Abhängigkeit der Amplitudenlinearität von der Betriebsfrequenz bedingt zugleich eine Abhängigkeit der Rauschzahl des Überlagerers. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn der Empfangsüberlagerer für die Empfindlichkeit des Empfängers maßgebend ist.In the case of overlays of the type described in the introduction, the In practice, there is often an undesirable dependence of the amplitude and phase linearity on the operating frequency. This is especially annoying when it comes to one Superimposed in a frequency converter of a multichannel communication system deals with frequency modulation. The dependence of the amplitude linearity on the At the same time, the operating frequency results in a dependency on the noise figure of the superimposer. This is especially disadvantageous when the reception superimposed for the sensitivity of the recipient is decisive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, der es in einfacher Weise ermöglicht, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.The invention has for its object to provide a way that it enables these difficulties to be met in a simple manner.

Diese Aufgabe wird bei einem Empfangsüberlagerer für insbesondere sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einer Diode, der über ein Netzwerk die Empfangswellen und :gegebenenfalls auch die Oszillatorschwingungen zugeführt werden und mit der eine zur Entnahme der Zwischenfiequenz dienende Schaltung verbunden ist und bei dem außerdem ein absorbierender Vierpol zur Behebung der Rückwirkung von unerwünscht in der Diode entstehenden Wellen vorgesehen ist, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der Vierpol ein Resonanzfilter ist, das zwischen das Netzwerk und die Diode eingeschaltet und für alle Frequenzen außer der Summenfrequenz aus der Empf angsfrequenz und der Oszillatorfrequenz weitgehend reflexionsfrei durchlässig ist und für die Summenfrequenz einen Absorber bildet.This task is performed at a receive overlay for in particular very short electromagnetic waves, consisting of a diode passing through a network the received waves and: if necessary also the oscillator vibrations and connected to the circuit used to remove the intermediate frequency and which also has an absorbing quadrupole to eliminate the retroactive effect of undesired waves arising in the diode is provided, according to the invention solved in such a way that the quadrupole is a resonance filter between the network and the diode is on and off for all frequencies except the sum frequency the receiving frequency and the oscillator frequency largely reflection-free permeable and forms an absorber for the sum frequency.

Die Diode kann hierbei für die Empfangswellen zu der der Entnahme der Zwischenfrequenzspannung dienenden Schaltung in Reihe oder auch parallel liegen.The diode can be used for the receiving waves for the extraction the intermediate frequency voltage serving circuit in series or in parallel.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die einleitend geschilderten Störungen auf einem Einfluß der Summenfrequenz beruhen, die in der Diode erzeugt und am Eingangsnetzwerk reflektiert wird, und daß es zur Erzielung eines einheitlichen Verhaltens des Empfangsüberlagerers darauf ankommt, die Energie mit Summenfrequenz möglichst reflexionsfrei zu absorbieren. Es ist an sich durch die deutsche Auslegeschrift 1014 603 eine Mischstufe zur additiven Mischung bekannt, bei der Rückwirkungen behoben werden sollen. Es geschieht dies mittels eines Vierpols mit richtungsabhängiger Übertragungsdämpfung, der zwischen das Empfangsfilter und die Mischstufe derart eingeschaltet wird, daß eine Übertragung nur in Richtung zur Mischstufe möglich sein soll. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, daß hierdurch eine störende Rückwirkung der Spiegelfrequenz beseitigt werden kann, wobei unter der Spiegelfrequenz die Summen- oder Differenzfrequenz aus der Oszillatorfrequenz und der Zwischenfrequenz verstanden wird. Beim Erfindungsgegenstand ist demgegenüber eine gesonderte Beeinflussung der Summenfrequenz aus der Empfangsfrequenz und der Oszillatorfrequenz wesentlich. Für diese Frequenz wirkt der Vierpol nach diesem Vorschlag aber auf Grund der physikalischen Vierpoleigenschaften jedoch nicht mehr.The invention is based on the knowledge that the disturbances described in the introduction are based on an influence of the sum frequency which is generated in the diode and reflected at the input network, and that in order to achieve a uniform behavior of the reception superimposed it is important that the energy with the sum frequency be as reflection-free as possible absorb. It is known per se from the German Auslegeschrift 1 014 603 a mixing stage for additive mixing, in which repercussions are to be eliminated. This is done by means of a quadrupole with direction-dependent transmission attenuation, which is switched between the reception filter and the mixer in such a way that transmission should only be possible in the direction of the mixer. It is based on the idea that a disruptive reaction of the image frequency can be eliminated in this way, the image frequency being understood as the sum or difference frequency from the oscillator frequency and the intermediate frequency. In contrast, with the subject matter of the invention, a separate influencing of the sum frequency from the reception frequency and the oscillator frequency is essential. However, according to this proposal, the quadrupole is no longer effective for this frequency due to the physical quadrupole properties.

Durch die deutsche Patentschrift 452 662 ist weiterhin bekannt, zur Unterdrückung von Störströmen in einen Stromkreis einen Dämpfungswiderstand in Reihe mit einem Sperrkreis hoher Güte einzufügen, die beide für die Nutzschwingungen mittels eines Kurzschlußzweiges überbrückt sind. Abgesehen davon, daß es sich hierbei nicht um die Lösung der bei einer Diodenmischstufe gegebenen Problemstellung handelt, wirkt bei dieser bekannten Anordnung der Sperrkreis auch nicht als Absorber, der die Energie reflexionsfrei in sich aufnimmt.Through the German patent specification 452 662 is also known to Suppression of interference currents in a circuit using a damping resistor in series with a high-quality trap circuit, both for the useful vibrations by means of a short-circuit branch are bridged. Except that this is not the case it is about the solution of the problem given with a diode mixer stage, In this known arrangement, the trap circuit does not act as an absorber either absorbs the energy without reflection.

Durch die ausgelegten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung P 9308, VIIIa/21a4 ist ferner ein nach dem Überlagerungsprinzip arbeitendes Verstärkergerät, insbesondere Empfangsgerät, bekannt, das gekennzeichnet ist durch Mittel zur Vermeidung des Einströmens der Oszillatorschwingungen in die nichtlinear arbeitenden Elemente des Zwischenfrequenzteiles und des Zurückströmens der dort gebildeten hochfrequenten Mischprodukte in den Eingangsteil des Gerätes. Hierbei handelt es sich demzufolge um eine Trennschaltung zwischen der Mischstufe und dem Zwischenfrequenzverstä_ rker, nicht aber - wie beim Erfindungsgegenstand - um eine Bemessung des Netzwerkes vor der Mischstufe zur Unterdrückung einer ganz bestimmten Frequenz, nämlich der Summenfrequenz aus der Oszillatorfrequenz und der Empfangsfrequenz.Through the laid out documents of the German patent application P 9308, VIIIa / 21a4 is also an amplifier device that works according to the superposition principle, in particular receiving device, known, which is characterized by means of avoidance the inflow of the oscillator vibrations into the non-linear operating elements of the intermediate frequency part and the backflow of those formed there high-frequency mixed products in the input part of the device. This is what it is accordingly, an isolating circuit between the mixer and the intermediate frequency amplifier rker, but not - as with the subject of the invention - a dimensioning of the network in front of the mixer to suppress a very specific frequency, namely the Sum frequency from the oscillator frequency and the receiving frequency.

Schließlich ist es durch die deutsche Patentschrift 879 848 bekannt, bei einer Diodenmischstufe sowohl zur Antenne hin als auch in Richtung zum Eingang des Zwischenfrequenzteiles Filter einzuschalten. die einerseits eine störende Oszillatorabstrahlung über die Antenne verhindern und andererseits ein Eindringen der OsziRatorenergie in den Zwischenfrequenzteil unterbinden. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist hierbei aber ebensowenig behandelt wie die erfindungsgemäße Lösung.Finally, it is known from German patent specification 879 848, in the case of a diode mixer stage both towards the antenna and towards the entrance of the intermediate frequency part filter to be switched on. on the one hand a disturbing oscillator radiation via the antenna and, on the other hand, an ingress of the oscillator energy in the intermediate frequency section. The problem underlying the invention but is just as little treated here as the solution according to the invention.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.The invention is illustrated below using two exemplary embodiments, which are shown in the drawing, explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt in der F i g. 1 einen Empfangsüberlagerer für sehr kurze elektromagnetische Wellen, und zwar im Ersatzschaltbild. An die Eingangsklemmen E, denen die Empfangswellen und gegebenenfalls auch die Oszillatörschwingungen zugeführtwerden, ist ein eingangsseitiges Netzwerk Ne angeschaltet, das in an sich bekannter Weise für die Empfangswellen eine Anpassung zwischen der Eingangsimpedanz der Mischdiode D und dem Innenwiderstand der Quelle der über E zugeführten Wellen herstellt. Die Eingangsimpedanz wird hierbei hinsichtlich der Diode in der Ebene I betrachtet. An die Mischdiode D, die als Vierpol betrachtet wird, schließt sich eine zwischenfrequenzseitige Schaltung Na an, deren Ausgalig A die Zwischenfrequenzspannung entnommen werden kann. Es handelt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 demnach um die sogenannte Parallelschaltung der Mischdiode und der zwischenfrequenzseitigen Schaltung.The drawing shows in FIG. 1 a reception superimposer for very short electromagnetic waves, namely in the equivalent circuit diagram. An input-side network Ne is connected to the input terminals E, to which the received waves and possibly also the oscillator vibrations are fed . The input impedance is considered here with regard to the diode in level I. A circuit Na on the intermediate frequency side connects to the mixing diode D, which is considered to be a four-pole terminal, from which the intermediate frequency voltage can be taken from the output A. It is the embodiment according to FIG. 1 accordingly to the so-called parallel connection of the mixer diode and the circuit on the intermediate frequency side.

Erfindungsgemäß ist in dem die Empfangswellen zur Mischdiode zuführenden Teil des Empfangsüberlagerers ein Netzwerk N eingeschaltet, das ein Resonanzfilter bildet, welches für alle Frequenzen außer der Summenfrequenz weitgehend reflexionsfrei durchlässig ist und für die Summenfrequenz einen Absorber bildet. In der Praxis empfiehlt es sich, zu beachten, daß die Netzwerke Ne und Na in ihren Anschlußebenen III bzw. II Impedanzen für die Summenfrequenz enthalten können. Diese Impedanzen werden dann zweckmäßig bei der Bemessung des Netzwerkes Nmitberücksichtigt.According to the invention, a network N is switched on in the part of the receiving superimposer that supplies the received waves to the mixer diode, which forms a resonance filter which is largely reflection-free for all frequencies except the sum frequency and forms an absorber for the sum frequency. In practice it is advisable to note that the networks Ne and Na in their connection levels III and II can contain impedances for the sum frequency. These impedances are then expediently taken into account when dimensioning the network Nmit.

Die F i g. 2 zeigt die Ausbildung des Empfangsüberlagerers bei Reihenschaltung der Mischdiode D. Die zur F i g. 1 gleichartigen Teile sind hierbei gleichartig bezeichnet, so daß sich hinsichtlich der Wirkungsweise ein weiteres Eingehen hierauf erübrigt. In diesem Fall empfiehlt es sich, das Netzwerk Na hinsichtlich seiner Eingangsimpedanz in der Ebene II für alle Frequenzen außer der Zwischenfrequenz so niedrig wie m_ öglich (Idealfall = Kurzschluß) zu machen.The F i g. 2 shows the design of the reception superimposed when the mixer diode D is connected in series. 1 similar parts are referred to similarly, so that there is no need to go into further details with regard to the mode of operation. In this case it is advisable to make the network Na with regard to its input impedance in level II for all frequencies except the intermediate frequency as low as possible (ideal case = short circuit).

Das Netzwerk N läßt sich vor allem im Bereich der sehr kurzen-elektromagnetischen Wellen, insbesondere der Dezimeter- und Zentimeterwellen, in außerordentlich einfacher Weise realisieren. Beispielsweise ist hierfür ein reziprokes Filter mit Ferriten anwendbar. Dieses Resonanzfilter kann in an sich bekannter Weise aus einem Hohlleiter bestehen, der infolge eingefügter Stäbe aus entsprechend vormagnetisiertem gyromagnetischem Material, wie Ferrit, eine Resonanzabsorption aufweist.The network N can be especially in the range of the very short-electromagnetic Waves, especially the decimeter and centimeter waves, are extremely simple Way to realize. For example, this is a reciprocal filter with ferrites applicable. This resonance filter can consist of a waveguide in a manner known per se consist, which as a result of inserted rods from appropriately pre-magnetized gyromagnetic Material such as ferrite has resonance absorption.

In der F i g. 3 ist das Ersatzschaltbild des erwähnten Ferritfilters gezeigt. Das Netzwerk N besteht aus einem auf die Summenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis mit dem Verlustwiderstand R, der durch die entsprechend untersetzte Ankopplung den Anpassungswiderstand für die Summenfrequenz bildet, gegebenenfalls unter Einbeziehung der Impedanzen der Netzwerke Ne und Na für die Summenfrequenz.In FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of the ferrite filter mentioned. The network N consists of a parallel resonance circuit tuned to the sum frequency with the loss resistance R, which forms the matching resistance for the sum frequency due to the correspondingly reduced coupling, possibly taking into account the impedances of the networks Ne and Na for the sum frequency.

Zusätzlich empfiehlt es sich in an sich bekannter Weise entsprechende Vorkehrungen zur Vermeidung eines störenden Einflusses der Spiegelfrequenz zu treffen. Im allgemeinen geschieht dies in der Weise, daß z. B. in die hochfrequente Zuführungsleitung möglichst nahe der Diode D ein selektiver Kreis derart eingeschaltet wird, daß der Stromfluß mit Spiegelfrequenz in der Diode ein Minimum wird oder für die Spiegelwelle ebenfalls in der vorgeschilderten Weise ein reflexionsfreier Abschluß gegeben ist.In addition, it is recommended in a manner known per se Take precautions to avoid a disruptive influence of the image frequency. In general, this is done in such a way that, for. B. in the high-frequency supply line As close as possible to the diode D, a selective circuit is turned on in such a way that the Current flow with image frequency in the diode is a minimum or for the image wave A reflection-free conclusion is also given in the manner described above.

Claims

Claim: receiving superimposer for particularly very short electromagnetic Waves, consisting of a diode that transmits the received waves and over a network optionally also the oscillator vibrations are fed and with the one is connected to the extraction of the intermediate frequency serving circuit, and in which In addition, an absorbing quadrupole to eliminate the effect of undesirable waves arising in the diode are provided, d a d u r c h e k e n nz e i c h n e t that the quadrupole is a resonance filter between the network and the diode is switched on and for all frequencies except the sum frequency from the Receiving frequency and the oscillator frequency largely reflection-free permeable and forms an absorber for the sum frequency. Considered publications: German Patent Nos. 452 662, 624 090, 879 848; German interpretation document No. 1014 603; "FTZ <c, 1954, H.11, p. 608.