DE1591659B1

DE1591659B1 - PHASE MODULATOR

Info

Publication number: DE1591659B1
Application number: DE19671591659
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dr-Ing Kindermann
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1967-04-15
Filing date: 1967-04-15
Publication date: 1971-09-23
Also published as: GB1180196A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Phasenmodulator. The invention is concerned with a phase modulator.

Ein Reflexions-Phasenmodulator macht sich die Tatsache zunutze, daß man die Phase einer Trägerwelle verschieben kann, wenn man den Reflexionsfaktor eines Leitungsabschlusses verändert. Hierfür können grundsätzlich einfache Ein-Aus-Schalter verwendet werden. Für den Sonderfall einer Phasentastung, bei dem die Phasenverschiebung 180° beträgt, wird die ankommende Welle bei geschlossenem Schalter in der Schalterebene und bei offenem Schalter an einem Kurzschluß reflektiert, der in einer Entfernung von (2n—l)2_H/₄ im Hohlleiter montiert ist. Bei offenem Schalter ist in der Schalterebene ein Leerlauf wirksam. Als Schalter werden gewöhnlich sogenannte Kapazitätsdioden verwendet, die in dem Hohlleiter eingebaut sind und durch Anlegen geeigneter Gleichspannungen gesteuert werden.A reflection phase modulator takes advantage of the fact that one can shift the phase of a carrier wave by changing the reflection factor of a line termination. In principle, simple on / off switches can be used for this. For the special case of phase shift, in which the phase shift is 180 °, the incoming wave is reflected in the switch level when the switch is closed and in a short circuit when the switch is open, which is mounted in the waveguide _{at a distance of (2n-l) 2 H} / ₄ is. When the switch is open, idling is effective on the switch level. So-called capacitance diodes, which are built into the waveguide and controlled by applying suitable direct voltages, are usually used as switches.

Vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen beschrieben wird, will einen einfach aufzubauenden Modulator der oben beschriebenen Art aufzeigen, mit dem eine kurzzeitige Phasentastung möglich ist bei sehr geringen Verlusten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch bewirkt, daß man folgende an sich bekannte Maßnahmen bei dem eingangs erwähnten Phasen-Modulator in Kombination anwendet. Er besteht aus einem Steghohlleiterabschnitt mit einer zwischen dem Steg und der gegenüberliegenden Hohlleiterwand angeordneten Kapazitätsdiode durch einen im Steghohlleiter angeordneten Kurzschlußschieber und mit Hilfe einer Stichleitung werden in die Ebene der Kapazitätsdiode geeignete Reaktanzen transformiert; die Transformation erfolgt derart, daß die Reflexionsfaktoren bei zwei verschiedenen vorbestimmten Phasenwinkeln gleiche Beträge aufweisen. Vorzugsweise verwendet man hierfür um 180° gegeneinander verschiedenem Phasenwinkel.The present invention, as set out in the claims, is intended to be simple to construct Show modulator of the type described above, with which a brief phase keying is possible with very low losses. According to the invention, this is achieved by the following per se uses known measures in combination with the phase modulator mentioned at the beginning. He consists of a ridge waveguide section with one between the ridge and the opposite waveguide wall arranged capacitance diode by a short-circuit slide arranged in the ridge waveguide and with the help of a stub line, suitable reactances are transformed into the level of the capacitance diode; the transformation takes place in such a way that the reflection factors at two different predetermined Phase angles have the same amounts. It is preferable to use 180 ° against each other for this purpose different phase angle.

An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of the embodiment shown in the figure the invention is to be explained in more detail.

Der erfindungsgemäße Modulator besteht aus einem Abschnitt eines Steghohlleiters 1. Der Steg 2 dieses Hohlleiters ist mit der Hohlleiterwand 12 verbunden. Die durch einen Luftspalt vom Steg 2 getrennte gegenüberliegende Hohlleiterwand ist mit 3 bezeichnet. Zwischen dem Steg 2 und der erwähnten Hohlleiterwand 3 ist eine Kapazitätsdiode 4 eingefügt. Der Steghohlleiterabschnitt 1 weist einen einstellbaren Kurzscblußschieber 5 auf. .;-■-.The modulator according to the invention consists of a section of a ridge waveguide 1. The ridge 2 this waveguide is connected to the waveguide wall 12. The one separated from the web 2 by an air gap opposite waveguide wall is denoted by 3. Between the web 2 and the mentioned Waveguide wall 3, a capacitance diode 4 is inserted. The ridge waveguide section 1 has an adjustable Kurzscblußschieber 5 open. .; - ■ -.

Senkrecht zur Achse des Steghohlleiters 1 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine koaxiale Stichleitung 6 angebracht, die aus einem Innenleiter 7 mit zugehörigem Außenleiter 11 besteht. Der Innenleiter? ist mit einer Seite derKapazitätsdiode.4 galvanisch verbunden. Der Außenleiter 11 steht in Ver- bindung mit der Hohlleiterwand 12, welche den Steg 2 des Steghohlleiters trägt. Im Steg 2 ist eine konzentrisch zum Innenleiter 7 verlaufende Aussparung 10 vorgesehen, die sich über die ganze Höhe des Steges erstreckt. Mit Hilfe des Kurzschluß-Schiebers 9 der koaxial ausgebildeten Stichleitung 6 kann in Serie zur Kapazitätsdiode 4 eine beliebige Reaktanz transformiert werden. Durch den Kurzschlußschieber 5 kann eine beliebige Reaktanz parallel zu dieser Serienschaltung transformiert werden. Die Abstände 18 und 19 der Kurzschlußschieber 5 und 9 werden so eingestellt, daß die vorbestimmten Phasenwinkel, zwischen denen die Phasenumtastung erfolgen soll, erreicht werden und die. Reflexionsfaktoren der Anordnung bei beiden Phasenwinkeln gleiche Beträge aufweisen. Die erwähnten Phasenwinkel sind hierbei insbesondere um 180° verschieden. In the illustrated embodiment, a coaxial one is perpendicular to the axis of the ridge waveguide 1 Stub 6 attached, which consists of an inner conductor 7 with an associated outer conductor 11. The inner conductor? is galvanically connected to one side of the capacitance diode. The outer conductor 11 is in binding with the waveguide wall 12, which carries the web 2 of the ridge waveguide. There is one in pier 2 Concentric to the inner conductor 7 extending recess 10 is provided, which extends over the whole Extends the height of the web. With the help of the short-circuit slide 9 of the coaxially formed stub 6 Any reactance can be transformed in series to the capacitance diode 4. Through the short-circuit slide 5 any reactance can be transformed in parallel with this series circuit. The distances 18 and 19 of the short-circuit slide 5 and 9 are set so that the predetermined Phase angles between which the phase shift keying is to take place can be achieved and the. Reflection factors the arrangement have the same amounts at both phase angles. The phase angles mentioned are in particular different by 180 °.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erforderliche Gleichstromzuführung U für die Kapazitätsdiode 4 in besonderer Weise verwirklicht. Um eine einwandfreie Trennung von Hochfrequenz und Gleichstrom zu erzielen wurde ein koaxiales Leitungsfilter 13 verwendet, das einen Außenleiter 14 mit zugehörigem Innenleiter 15 aufweist, an die die Vorspannung U angeschaltet ist. Der Innenleiter 15, der in galvanischer Verbindung mit der einen Seite der Kapazitätsdiode 4 ist, wird an diesem Anschlußende von einem ringförmigen Dielektrikum 16 umgeben. Die Anordnung ist derart dimensioniert, daß sie für die Hochfrequenz in der Ebene der Hohlleiterwand 3 einen Kurzschluß darstellt.In the illustrated embodiment, the required direct current supply U for the capacitance diode 4 is implemented in a special way. In order to achieve a perfect separation of high frequency and direct current, a coaxial line filter 13 was used, which has an outer conductor 14 with an associated inner conductor 15 to which the bias voltage U is connected. The inner conductor 15, which is in galvanic connection with one side of the capacitance diode 4, is surrounded by an annular dielectric 16 at this connection end. The arrangement is dimensioned such that it represents a short circuit for the high frequency in the plane of the waveguide wall 3.

Um einen geeigneten Übergang zu schaffen von dem Steghohlleiter 1 auf einen normalen genormten Rechteckhohlleiter, ist der Steg 2 der erfindungsgemäßen Anordnung, wie dies in der Figur auf der Linienseite angedeutet ist, mit einem linearen Übergang 17 versehen, so daß der zwischen dem Steg 2 und der Hohlleiterwand bestehende Luftspalt 8 kontinuierlich so vergrößert wird, daß ein möglichst reflexionsfreier Übergang zu einem in der Figur nicht näher dargestellten unbelasteten, Rechteckhohlleiter erfolgt. .,, ...In order to create a suitable transition from the ridge waveguide 1 to a normal standardized one Rectangular waveguide is the web 2 of the arrangement according to the invention, as shown in the figure on the Line side is indicated, provided with a linear transition 17, so that between the web 2 and the waveguide wall existing air gap 8 is continuously enlarged so that a possible reflection-free transition to an unloaded, rectangular waveguide not shown in detail in the figure he follows. . ,, ...

Wie Messungen ergaben, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung des Modulators eine einwandfreie Phasenumtastung eines Trägers um 180? ,wobei die in Frage kommenden Reflexionsfaktoren praktisch gleiche Beträge aufweisen. Die Phasenumtastung war im Zeitintervall einer Nano-Sekunde möglich.As measurements have shown, the design of the modulator according to the invention enables a perfect one Phase shift keying of a carrier by 180? , the reflection factors in question being practical show the same amounts. The phase shift keying was possible in a time interval of one nano-second.

Claims

Patent claims:

1. Reflection phase modulator, characterized by the following features known per se, which are also used: the modulator consists of a ridge waveguide section (1) with a capacitance diode (4) arranged between the ridge (2) and the opposite waveguide wall, with the aid of a short-circuit slide (5) in the ridge waveguide and by means of a branch line (6) such reactances are in _; the plane of the capacitance diode is transformed so that the reflection factors have the same amounts at two different predetermined, in particular 180 ° different phase angles.

2. modulator according to claim 1, characterized in that that the branch line (6) is formed coaxially in a manner known per se.

■ 3. Modulator according to Claim 2, characterized in that that the inner conductor (7) of the stub line running in the axial direction with the diode (4) (6), which can be tuned in a manner known per se with the aid of a short-circuit slide (9) is, with the diode (4) is galvanically connected in a known manner that the web (2) of the Waveguide (1) concentric to the inner conductor (7) has a recess (10) and that the associated Outer conductor (11) of the branch line (6) with the wall (12) of the waveguide section carrying the web (2) communicates.

4. Modulator according to claim 2, characterized in that that in a known manner the required DC voltage supply (17) for the capacitance diode (4) is designed as a coaxial line filter (13) such that for the High frequency in the plane of the waveguide wall (3) a short circuit is formed.

5. Modulator according to one of the preceding claims, characterized in that two Reflection phase modulators via a 3 dB directional coupler in a manner known per se are interconnected in such a way that the overall arrangement as a through phase modulator works.

1 sheet of drawings

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