DE2632141C3 - Diodenmischstufe - Google Patents

Diodenmischstufe

Info

Publication number
DE2632141C3
DE2632141C3 DE2632141A DE2632141A DE2632141C3 DE 2632141 C3 DE2632141 C3 DE 2632141C3 DE 2632141 A DE2632141 A DE 2632141A DE 2632141 A DE2632141 A DE 2632141A DE 2632141 C3 DE2632141 C3 DE 2632141C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diode
coaxial line
intermediate frequency
impedance
line sections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2632141A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2632141B2 (de
DE2632141A1 (de
Inventor
Jean-Rene Conflans-Sainte- Honorine Mahieu
Michel Paris Robin
Original Assignee
Lignes Telegraphiques Et Telephoniques, Paris
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lignes Telegraphiques Et Telephoniques, Paris filed Critical Lignes Telegraphiques Et Telephoniques, Paris
Publication of DE2632141A1 publication Critical patent/DE2632141A1/de
Publication of DE2632141B2 publication Critical patent/DE2632141B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2632141C3 publication Critical patent/DE2632141C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D9/00Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
    • H03D9/06Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
    • H03D9/0608Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes
    • H03D9/0616Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes mounted in a hollow waveguide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Description

Für Mischstufen in Millimeterwellen-Übertragungssystemen werden gewöhnlich Halbleiterdioden verwendet. Bekanntlich werden bei diesen Frequenzen als Übertragungsleitungen gewöhnlich Hohlleiter verwendet. Für die Diode muß daher eine Diodenhalterung vorgesehen sein, weiche die Montage der Diode im Hohlleiter ermöglicht In der Zeitschrift »IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques«, Vol. 16, Nr. 5, Mai 1968, ist eine Diodenhalterung beschrieben, die in einer Mischstufe verwendet wird, deren Träger eine Frequenz /o = 51,7 GHz hat und deren Zwischenfrequenz f, gleich 13 GHz ist. Fig. 1 der Zeichnung zeigt die in diesem Aufsatz dargestellte Diodenhalterung. Sie besteht aus einer Metallplatte 1 mit einem rechteckigen Ausschnitt 2, dessen kleinste Abmessung gleich der kleinsten Abmessung des Hohlleiters RG 97IU ist, während die größere Abmessung größer als diejenige des entsprechenden Hohlleiters ist Die Diodenhalterung hat außerdem eine kreisrunde Öffnung 3 und eine Kerbe 4, in der sich der Mittelleiter 5 eines genormten Ausgangs-Koaxiajsteckers für die Zwischenfrequenz befindet Der Mittelleiter 5 ist durch einen Stift 6 verlängert, der um 90° abgewinkelt ist und durch Bohrungen 7 und 8 hindurchgeht, die im Innern der Metallplatte 1 angebracht sind- Der Stift 6 ist in den Bohrungen 7 und 8 durch ein Dielektrikum festgelegt Das mit der Wand des Ausschnitts 2 abschneidende Ende des Stiftes 6 trägt das Plättchen der Schottky-Diode, das in F i g. 1 nicht sichtbar ist
Um den besten Modulationswirkungsgrad der Diode zu erhalten, ist es bekanntlich erforderlich, zu verhindern, daß die vom Überlagerungsoszillator gelieferte Trägerfrequenz /o nicht in den Verstärker für die Zwischenfrequenz fj gelangt, wie auf Seite 1291 der
ίο Zeitschrift »The Bell System Technical Journal«, September 1968 erläutert ist
Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist die Schaffung einer Diodenmischstufe, weiche die Sperrung der Trägerfrequenz und die Anpassung bei der Zwischenfrequenz gewährleistet
Die Diodenmischstufe nach der Erfindung ergibt die folgenden Vorteile:
— Die bei der Zwischenfrequenz f, gewährleistete Anpassung erhöht den Umwandlungsgrad um etwa 1 dß gegenüber demjenigen, der mit der bekannten Diodenmischstufe erzielt wird;
— die vom Eingang der Diodenhalterung her gesehene Diode hat eine Impedanz, die gleich dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung ist; die individuelle Anpassung der Diodenhalterung in Abhängigkeit von der Impedanz der verwendeten Diode ist möglich.
Vorteilhafte Weite/bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 1 bis 5 erläutert Es zeigt
F i g. 1 die bereits erläuterte Diodenhalterung bekannterArt
Fig.2 die Diodenhalterung der Diodenmischstufe nach der Erfindung,
F i g. 3 das Ersatzschaltbild der Anpassungsschaltung bei der Zwischenfrequenz,
Fig.4 das Leitwertdiagramm der Diode bei der Zwischenfrequenz und
Fig.5 das Leitwertdiagramm der Diode mit zwischengeschalteter Anpassungsschaltung.
F i g. 1 zeigt die bereits zuvor erläuterte Diodenhalterung bekannter Art.
F i g. 2 zeigt einen S'*' nitt durch eine abgeänderte Diodenhalterung in einer Schnittansicht, die der Schnittebene ABC von Fig. 1 entspricht, wobei zur Bezeichnung gleicher Teile die gleichen Bezugszeichen wie dort verwendet sind. Die Löcher 7 und 8 haben eine Länge, die unter Berücksichtigung der Dielektrizitätskonstante des die Leiter 10 und 11 umgebenden Materials gleich einer Viertelwellenlänge ist. Der Stift 6 ist in der Öffnung 3 durch ein Golddrähtchen 9 ersetzt, das durch Thermokompression, Kleben oder Schweißen am Ende der Koaxialleitungsabschnitte 10 und M befestigt ist Die Koaxialleitungsabschnitte sind durch einen Mittelleiter gebildet, der dem Leiter 6 von Fig. 1 entspricht. Die Länge des zwischen die beiden Koaxialleitungsabschnitte eingefügten Drähtchens beträgt drei Viertel der Wellenlänge Ao in Luft bei der Trägerfrequenz & Der Ausschnitt 2, die Öffnung 3 und die Kerbe 4 haben die gleichen Abmessungen wie die entsprechenden Bestandteile der Diodenhalterung von Fig. 1. Die Diode weist in bekannter Weise ein Halbleiterplättchen 12 auf, das in Verlängerung des Leiters 11 befestigt und in eine Breitseite des Ausschnittes 2 (Hohlleiter) eingefügt ist, Ein Haardräht-
ohen 13 vervollständigt die Diode.
F i g. 3 zeigt das Ersatzschaltbild der Anordnung von Fig.2 bei der Zwischenfrequenz £ Die bei 30 dargestellte Diode ist mit dem Ausgang eines Tiefpaß-Filterglieds verbunden, das aus Kondensatoren
34 und 36 und einer Induktivität 35 besteht Die Kapazität 34 stellt den Koaxialleitungsabschnitt 8—11 dar, der parallel zur Diode 12—13 liegt Die Induktivität
35 stellt die Induktivität des Drähtchens 9 dar, und die Kapazität 36 stellt den Koaxialleitungsabschnitt 7—10 dar. Zwei KJemmen 37 und 38 stellen den Eingang der Diodenhalteirung bei der Zwischenfrequenz in der Ausgangsebene des Koaxialleitungsabschnitts 7—10 dar.
Bei der Trägerfrequenz bildet der Koaxiaüeitungsabschnitt 8— Hl1 der an seinem oberen Ende infolge der öffnung 3 mit einer großen Impedanz belastet ist, die Rolle eines Kurzschlusses in der Ebene der die Diode tragenden Wand des Ausschnitts Z Die Kondensatoren 34, 36 und die Induktivität 35 bilden ei:i Tiefpaß-Filterglied, dessen Grenzfrequenz zwischen der Zwischenfrequenz /,und der Trägerfrequenz f0 liegt
F i g. 4 zeigt das Leitwertdiagramm der Diode bei der Zwischenfrequenz /» wenn die Diodenhalterung in den Hohlleiter (angebaut ist Die Lage der Diode im Hohlleiter, die Länge des Haardrähtchens und der Durchmesser des Halbleiterplättchens sind in an sich bekannter Weise so bemessen, daß die Diode bei der Trägerfrequenz an den Hohlleiter angepaßt ist Zur Anpassung tier Diode an die für die Übertragung der Zwischenfrequenz /",bestimmte Koaxialleitung wird eine Impedanzmessung zwischen den Klemmen 37 und 38 vorgenommen oder, was auf das gleiche hinauskommt in der Trennebene zwischen der genormten Koaxialleitung (beispielsweise einer 50-Ohm-KoaxialIeitung) und dem Koaxialleitungsabschnitt 7—11; da der Wellenwiderstand der Koaxialleitungsabschnitte 7 und 8 und der Durchmesser des Drähtchens 9 bekannt sind, kann man daraus die Impedanz der Diode in der Nähe der Frequenz /, berechnen. Messungen, die an Diodenhalterungen bei verschiedenen Trägerfrequenzen und bei konstanter Zwischenfrequenz durchgeführt worden sind, haben gezeigt daß sich diese Impedanz wenig ändert; F i g. 4 zeigt die Impedanz einer Schottky-Diode bei 1,45 GH?.
Die verschiedenen Bestandteile 34,35 und 36 werden nach der Erfindung beispielsweise wie folgt definiert.
Jedes durch einen Koaxialleitungsabschnitt gebildete Element ist durch zwei Parameter definiert nämlich durch seinen Wellenwiderstand und seine elektrische Länge. Die elektrischen Längen sind durch die erfindungsgemäße Bedingung festgelegt daß die beiden Koaxialleitungsabschnitte eine Viertelwellenlänge und der Leiter 9 eine Dreiviertelwellenlänge haben. Technologische Erwägungen (die insbesondere durch die Drahtherstellung bedingt sind) begrenzen die Möglichkeiten der Wahl des WeÜenwiderstands des vom Leiter 9 gebildeten Leitungsabschniits. Es sind daher noch die Wellenwiderstände der den Kapazitäten
36 und 34 entsprechenden Koaxialleitungsabschnitte festzulegen. Die Kapazität 34 wirkt sich auf den Hohlleiter 2; und die bei der Frequenz /o arbeitende Übertragungsleitung aus. Es ist daher vorzuziehen, den entsprechenden Wellenwiderstand unter Berücksichti· gtirtg ihres Verhaltens bei der Frequenz /J> zu wählen. Somit verbleibt nur ein einziger Parameter.
In den folgenden Gleichungen ist die elektrische Länge jedes Elements durch den Buchstaben /
50 C
z» ' /35
50 C
/35
C
50
bezeichnet, dem das Bezugszeichen des Elements als Index hinzugefügt ist Die Wellenwiderstände sind mit dem Buchstaben Zund dem gleichen Index bezeichnet c ist die Lichtgeschwindigkeit Da die elektrischen s Längen klein gegen die Wellenlängen in Luft bei der Zwischenfrequenz sind, kann man schreiben:
L35 =
Fig.4 zeigt in einem normierten .mith-Diagramm des komplexen Leitwerts RsZq+jX/Zo, -./obei Zo der Wellenwiderstand ist wie Z3b bei dem obigen Beispiel graphisch bestimmt werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen können aber praktische Erwägungen daz-" führen, daß Za, fest vorgegeben und ein anderer veränderlicher Parameter gewählt wird. Ausgehend von dem Punkt 1 (Impedanz der Diode; siehe F i g. 3) entspricht der Bogen 41 der Auswirkung der Kapazität 34, die in bezug auf die Impedanz Zy, normiert worden ist; der Bogen 42 entspricht der Auswirkung der Induktivität 35, normiert in bezug auf Z35; und der Bogen 43 entspricht der Auswirkung der Kapazität 36, normiert in bezug auf Z-^ Da der Endpunkt des Bogens 43 notwendigerweise mit dem Punkt zusammenfallen muß, der die normierte Impedanz darstellt definiert die Verschiebung zwischen dem Bogen 42 und dem Bogen 43 die normierte Impedanz Z36 der Kapazität 36.
Als Beispiel soll die Halterung für eine Schottky- Diode beschrieben werden, die als Mischstufe zwischen einer Trägerfrequenz /0 = 44 GHz und einer Zwischenfrequenz /,= 1,450 GHz verwendet wird.
Die Anode der Siliciumdiode hat einen Durchmesser von 3 μπι.
Die beiden Koaxialleitungsabschnitte 7—10 und 8—11 haben eine Länge von 0,9 mm, was einer Viertelwellenlänge in einer Koaxialleitung entspricht die ein Epoxydharz als Dielektrikum aufweist.
Die Innenleiter der beiden Koaxialleitungsabschnitte haben einen Durchmesser von 0,9 mm.
Das Golddrähtchen 9 hat einen Durchmesser von 12 μίτι und eine Länge von 5 mm, was einer Dreiviertelwellenlänge in Luft entspricht.
Die r>clialtungselemente haben die folgenden Werte:
— Der Kondensator 34 hat eine Kapazität von 1,38 Picofarad;
— der Kondensator 36 hat eine Kapazität von 0,45 Picofarad;
— die Induktivität 35 hat einen Wert von 5500 Nanohenry.
Die experimentell aufgenommene äquivalente Impe* danz der Diode beträgt 170 Ohm.
Fig.5 zeigt das am Ausgang des Koaxialleitungsab-Schnitts 7 aufgenommene Leitwertdiagrainm. Dieses läßt erkennen, daß zu beiden Seiten der Zwischenfrequenz fi die Anpassungsbedingungen im wesentlichen erfüllt sind.
Dagegen wird die Trägerfrequenz /öbeim Durchgang durch die Diodenhalterung zwangsläufig stark gedämpft, so daß ihr Pegel am Ausgang des Koaxialleitungsabschnitts 7—10 um 20 dB unter dem im Hohlleiter gemessenen Pegel liegt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Dioüen-Mischstufe zur Verwendung im MiIIimeterwellenbereich, mit einer in einem Hohlleiterabschnitt angeordneten Diode, deren eine Elektrode mit einem äußeren Anschluß über zwei Koaxialleitungsabschnitte verbunden ist, die in einer als Diodenhalterung dienenden Metallplatte ausgebildet sind und deren Mittelleiter durch einen Verbindungsleiter verbunden sind, der in einer zylindrischen öffnung der Metallplatte liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Koaxialleitungsabschnitte eine Länge haben, die einer Viertelwellenlänge in Luft bei der Trägerfrequenz entspricht, daß der Verbindungsleiter ein dünnes Drähtchen ist, dessen elektrische Länge einer Dreiviertelwellenlänge bei der Trägerfrequenz entspricht, und daß der Durchmesser des Drähtchens einerseits und der Wellenwiderstand der Koaxialleitungsabschnitte andrerseits so bemessen sind, daß die Diode am Ausgang bei der Zwischenfrequenz eine Impedanz aufweist, die gleich dem Wellenwiderstand der für die Übertragung der Zwischenfrequenz dienenden Koaxialleitung ist.
2. Dioden-Mischstufe nach A?;spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Koaxialleitungsabschnitte und der sie verbindende Verbindungsleiter ein Tiefpaß-Filterglied bilden, dessen Grenzfrequenz zwischen der Trägerfrequenz und der Zwischenfrequoiiz liegt
3. Dioden-Mischstufe nach /· jspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, rfaß die Impedanzen der (Coaxialleitungsabschnitte und der Durchmesser des Verbindungsleiters in Abhängigkeit von der Impedanz der Diode so bemessen sind, daß deren Impedanz an diejenige einer genormten 50-Ohm-Koaxialleitung bei der Zwischenfrequenz angepaßt ist
DE2632141A 1975-07-18 1976-07-16 Diodenmischstufe Expired DE2632141C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7522594A FR2318515A1 (fr) 1975-07-18 1975-07-18 Monture de diode hyperfrequence

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2632141A1 DE2632141A1 (de) 1977-02-24
DE2632141B2 DE2632141B2 (de) 1978-05-18
DE2632141C3 true DE2632141C3 (de) 1979-01-04

Family

ID=9158098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2632141A Expired DE2632141C3 (de) 1975-07-18 1976-07-16 Diodenmischstufe

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4072901A (de)
DE (1) DE2632141C3 (de)
FR (1) FR2318515A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8505773L (sv) * 1985-12-06 1987-06-07 Por Microtrans Ab Koaxialovergang for magnetron
US5347247A (en) * 1993-06-02 1994-09-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electro-optic component mounting device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2871353A (en) * 1954-09-02 1959-01-27 Bell Telephone Labor Inc Electromagnetic wave detector
US3231838A (en) * 1963-09-26 1966-01-25 Bell Telephone Labor Inc Diode assembly
US3553584A (en) * 1966-01-28 1971-01-05 Hughes Aircraft Co Wideband frequency translating circuit using balanced modulator
US3541460A (en) * 1967-04-03 1970-11-17 Gen Telephone & Elect Apparatus for inserting a semiconductor element in a waveguide
US3939446A (en) * 1969-11-12 1976-02-17 Kozul Theodore L Millimeter wave translating device with changeable insert element

Also Published As

Publication number Publication date
FR2318515A1 (fr) 1977-02-11
US4072901A (en) 1978-02-07
DE2632141B2 (de) 1978-05-18
FR2318515B1 (de) 1977-12-16
DE2632141A1 (de) 1977-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3781010T2 (de) Integrierte kapazitaetsstrukturen in mikrowellenflossenleitungsvorrichtungen.
DE837404C (de) Verbindungsstueck zum Verbinden eines Erdsymmetrischen Stromkreises mit einem erdunsymmetrischen
DE2752333A1 (de) Streifenleitungs-kondensator
DE1947255A1 (de) Mikrowellen-Phasenschieber
DE2632141C3 (de) Diodenmischstufe
DE2218277C3 (de) Mikrowellenfilter, bestehend aus zwischen parallelen Platten in Fortpflanzungsrichtung der Welle hintereinander angeordneten Resonatoren
DE4291983C2 (de) Abstimmbare Höchstfrequenz-Bandsperrfiltereinrichtung
DE2062038A1 (de) Integrierte Hochstfrequenzschaltung
DE2503850A1 (de) Hohlleiterantenne mit aperturschalter
DE1286585B (de) Frequenzvervielfacher mit mindestens einem ein nichtlineares Element enthaltenden Leitungskreis
DE1950596A1 (de) Elektronische Abstimmvorrichtung fuer elektromagnetischen Resonator
DE1616354B1 (de) Halterung fuer eine Halbleitereinrichtung in einem Hohlleiter
DE2015579C3 (de) Halterung und Anschlußvorrichtung fur einen Halbleiter Mikrowellenoszil lator
DE2317375A1 (de) In streifenleitertechnik, insbesondere duennfilmtechnik, aufgebaute schaltung mit induktivitaeten
EP0101612B1 (de) Oszillator mit einem Zweipol als aktivem Element
DE2331007C2 (de) Elektrische Eingangsschaltung für optische Empfängerschaltungen
DE2422843C3 (de) Regelbares Dampfungsglied für insbesondere kurze elektromagnetische Wellen
DE1945631C3 (de) Verstärker mit einem Element mit negativer Widerstandscharakteristik
DE1949328C3 (de) Verstärker für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Halbleiterelement mit negativer Widerstandscharakteristik
DE2104953A1 (de) Als integrierte Hybrid Mikroschaltung ausgeführter Verstarker
DE2548207B2 (de) Abschlusswiderstand fuer den mikrowellenbereich
DE2543461C3 (de) Leitungstrennstück in Microstrip-Bauweise
DE1929672C3 (de) Aus Leitungselementen bestehender Bandpaß für elektrische Schwingungen
DE1949328B2 (de) Verstärker für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Halbleiterelement mit negativer Widerstandscharakteristik
DE1924221C3 (de) Koaxialer Mikrowellen-Detektor

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee