DE1591675C

DE1591675C - Circuit for electronically adjustable reflection damping

Info

Publication number: DE1591675C
Authority: DE
Inventors: Berthold Dipl Ing Dr phil 7901 Ehrenstein PoUmann Horst Dipl Ing 7911 Ay Bosch
Original assignee: Telefunken Patentverwertungsgesell schaft mbH, 7900UIm
Publication date: 1971-04-15

Description

Die Erfindung geht aus von. einer Schaltung "zur elektronisch einstellbaren Reflexionsdämpfung eines HF-Signals, unter Verwendung eines Mikrowellenzirkulatorsi und, eines, mit dem HF-Signal - beaufschlagten Zweipols mit veränderbarem Widerstand. The invention is based on. a circuit "for electronically adjustable return loss of an RF signal, using a microwave circulatori and, one, with the HF signal - acted upon two-pole with variable resistance.

Elektronisch einstellbare Dämpfungsglieder sind an sich bekannt. ., - ' ■Electronically adjustable attenuators are on known. ., - '■

. Ferner ist in den letzten Jahren ein Halbleiter-Bauelement ohne pn-Übergang bekanntgeworden, welches ζ. B. als Oszillator im Mikrowellenbereich eingesetzt werden kann.(vgl. »Internationale Elektronische Rundschau«, 1966j Nr. 9, S. 794, »Der Gunn-Effekt«). -. Furthermore, a semiconductor component without a pn junction has become known in recent years, which ζ. B. can be used as an oscillator in the microwave range. (Cf. »International Electronic Rundschau ", 1966j No. 9, p. 794," The Gunn Effect "). -

Für bestimmte Anwendungszweige in der Mikrowellentechnik ist ein Reflexionsdämpfungsglied von Vorteil, welches eine Leistungseinstellung sowohl nach Minuswerten als auch nach Pluswerten — bezogen auf den Pegel eines einfallenden, zu beeinflussenden HF-Signals — in kontinuierlicher Weise ermöglicht. Auf-^; gäbe der Erfindung ist es, ein solches Reflexionsdämpfungsglied zu schaffen. Bei einer Schaltung der einleitend angeführten Ausbildung wird erfindungsgemäß der Zweipol durch ein in einem auf die HF-Signalfrequenz abgestimmten Schwingkreis angeordnetes Halbleiter-Volumeneffekt-Element ohnepn-Übergang gebildet,' dessen Halbleiter eine derartige Leitungsbandstruktur aufweist, daß bei Überschreiten einer bestimmten kritischen elektrischen Mindestfeldstärke (auf Grund von Elektronenübergängen innerhalb des Leitungsbandes aus einem energetisch tiefer gelegenen Energieminimum in energetisch höher liegende Subminima) Hochfelddomänen im Volumen des Halbleiterelementes erzeugt werden, die Schwingungen definierter Frequenz hervorrufen, und daß unterhalb der kritischen Feldstärke das Halbleiterelement in Abhängigkeit von der anliegenden Gleichspannung (bzw. Feldstärke) einen veränderlichen Widerstand darstellt, der bei kleiner Gleichvorspannung an den Widerstand der Signalqueüe angepaßt ist, ' und daß die Gleichvorspannung auf Werte unterhalb und oberhalb ihres kritischen Wertes kontinuierlich einstellbar ist..For certain branches of application in microwave technology, a reflection attenuator is advantageous, which enables the power to be set continuously according to both minus values and plus values - based on the level of an incident RF signal that is to be influenced. Up- ^; The invention would provide such a reflection attenuator. In a circuit of the embodiment mentioned in the introduction, the two-pole connection is formed according to the invention by a semiconductor volume effect element without pn junction arranged in a resonant circuit tuned to the RF signal frequency, the semiconductor of which has such a conduction band structure that when a certain critical electrical minimum field strength is exceeded ( Due to electron transitions within the conduction band from an energetically lower energy minimum to energetically higher subminima) high field domains are generated in the volume of the semiconductor element, which cause oscillations of a defined frequency, and that below the critical field strength the semiconductor element depends on the applied DC voltage (or Field strength) represents a variable resistance, which is adapted to the resistance of the signal source when the DC bias voltage is small, and that the DC bias voltage to values below and above its critical Value is continuously adjustable.

An Hand der Figur sell ein Ausführungsbeispiel der Erfindung noch näher erläutert werden.On the basis of the figure sell an embodiment of the Invention will be explained in more detail.

Von der mit S bezeichneten .Signalquelle gelangt das zu beeinflussende HF-Signal entsprechend der. eingezeichneten Pfeilrichtung des Zirkulätors Z zu einem Halbleiter-Volumeneffekt-Element G, das innerhalb eines auf die Frequenz des HF-Signals abgestimmten Resonators R angeordnet und nur gering vorgespannt ist. Jc nach der in Frage kommenden Frequenz kann dieser Resonator als Hohlraumresonator, als Topfkreis ..oder als Jn; Streife,nleitertechnik ausgebildeter Schwingkreis' verwirklicht werden. Das Halbleiter-'Volumeneffekt-EleinentC?- stellt einen Zweipol dar, dessen¹ Widerstand sich in: Abhängigkeit von der angelegten Gleichvorspanhung U ändert. Auf Grund der -Anpassung :des;-Widerstandes";der Signalquelle S an . den Widerstand des Zweipols G bei niedrigen Gleichvorspannungen U wird bei einer derartigen Gleichvorspannung nur ein geringer Teil des HF-Signals amFrom the designated S .Signalquelle the influence to the RF signal passes in accordance with the. indicated arrow direction of the circulator Z to a semiconductor volume effect element G, which is arranged within a resonator R tuned to the frequency of the RF signal and is only slightly biased. Jc according to the frequency in question, this resonator can be used as a cavity resonator, as a pot circle .. or as Jn; Stripe, nleitertechnik trained resonant circuit 'can be realized. The semiconductor 'volume effect elementC? - represents a two-pole, the ¹ resistance of which changes as a function of the applied DC bias U. Due to the adaptation of the "resistance" of the signal source S to the resistance of the dipole G at low DC bias voltages U , only a small part of the HF signal is at such a DC bias voltage

ίο Zweipol zum Zirkulator Z reflektiert. Diese reflektierte Leistung kann am dritten Arm des Zirkulators, der mit A bezeichnet ist, abgegriffen werden. Mit Erhöhung der Gleichvorspannung U für den Zweipol G tritt auf Grund der Zweipol-Widerstandsänderung eine zunehmende Fahlanpassung ein, so daß eine zunehmende Reflexion an ihm erfolgt. Bei einer bestimmten kritischen Gleichvorspannung wird der Zweipol durch Auslösung von Hochfelddomänen zu Schwingungenίο Two-pole to the circulator Z reflected. This reflected power can be picked up on the third arm of the circulator, which is labeled A. With an increase in the DC bias voltage U for the two-pole G , due to the change in the two-pole resistance, an increasing false adaptation occurs, so that an increasing reflection takes place on it. At a certain critical DC bias, the two-terminal pole becomes vibrations due to the triggering of high-field domains

• angeregt. Diese Schwingungen können durch das ankommende HF-Signal synchronisiert werden, so daß nach Überschreiten der obenerwähnten kritis:hen Vorspannung die am Ausgangsarm A des Zirkulators Z verfügbare HF-Leistung größer sein kann als die von der Signalquelle S gelieferte Leistung.• stimulated. These oscillations can be synchronized by the incoming HF signal, so that after the above-mentioned critical bias voltage is exceeded, the HF power available at the output arm A of the circulator Z can be greater than the power supplied by the signal source S.

Eine derart aufgebaute Schaltung ermöglicht somit ■ eine Leistungseinstellung-in Abhängigkeit'von der eingestellten Vorspannung am Zweipol G, bei welcher am Ausgang A weniger oder mehr HF-Energie zur Verfügung steht, als von der Signalquelle S eingespeist wurde.A circuit constructed in this way thus enables a power setting-as a function of the set bias voltage at the two-pole G, at which less or more HF energy is available at the output A than was fed in from the signal source S.

Claims

Claim:

Circuit for electronically adjustable return loss of an RF signal using a circulator and a bipolar with a variable input signal to which the input signal is applied Resistance, characterized in that the two-pole * by one in one to the RF signal frequency tuned resonant circuit arranged semiconductor volume effect element is formed without pn junction, the semiconductor one such conduction band structure has that when a certain critical electrical is exceeded Minimum field strength high field domains in the semiconductor crystal are triggered, the vibrations cause a certain frequency, and that the resistance of the signal source corresponds to the resistance of the semiconductor element is adapted with a small applied DC bias and that this DC bias continuously adjustable to values below and above the critical value is.