DE2634836C2 - Mischanordnung mit getrennter Gewinnung der Seitenbänder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischanordnung für höhere Frequenzen durch Verwendung von zwei Mischern, denen die miteinander zu mischenden Frequenzen über Richtungskoppler derart zugeführt und entnommen sind, daß dabei wegen geeigneter Phasen- und Amplitudenbeziehungen das eine Seitenband aus der Mischung getrennt vom anderen gewonnen wird, z. B. Einseitenbandmischer.

Bei Sendeumsetzern, die aus einer relativ niedrigen Zwisc'nenfrequen;c mittels eines Oszillators über einen Mischer eine hohe Radiofrequenz erzeugen und Empfangsumsetzern, bei denen die entsprechende Rückumsetzung erfolgt, sind in praktisch jeder Sende- und Empfangsanlage der Funktechnik, insbesondere der Richtfunktechnik, erforderlich. Durch die Mischung entsteht die bekannte Zweideutigkeit, d. h., es entstehen im Sendeumsetzer zwei Radiofrequenzbänder, und im Empfangsumsetzer wird die Spiegelwelle mit gleichem Wirkungsgrad empfangen wie die Signalwelle. Zur Trennung dieser beiden Seitenbänder werden entsprechende Filter notwendig, die neben dem hohen Aufwand Dampfung und Laufzeit sowie Dämpfungsverzerrungen nach sich ziehen. Es sind deshalb schon Schaltungen entstanden, die die Zweideutigkeit zumindest im minderen Maße aufweisen und zumindest geringere Selektionsforderungen an die Filter in den Signalwegen stellen.

Es sind sogenannte Einseitenbandumsetzer bekanntgeworden, bei denen das eine Seitenband unterdrückt oder getrennt gewonnen wird. Solche sind beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift »Microwaves«, Oktober !972, Seiten 64 bis 76. Solche Schaltungen beruhen auf der entkoppelnden Wirkung zweier symmetrischer Mischer, sogenannter Gegentaktumsetzer, die mit je zwei Dioden bestückt sind und unter Anwendung von mehreren Richtungskoppler!) die Einkopplung der beiden Bänder bewirken, wobei der Aufwand nicht gering ist

Eine derartige Einrichtung ist in der Fig. 1 dargestellt. Darin sind mit Dl bis D 4 Einzeldioden als Mischer verwendet, die jeweils paarig zu einem symmetrischen Mischer zusammengefaßt sind. Mit RK \ bis RK 5 sind Richtungskoppler bezeichnet fz ist die Zwischenfrequenz, fo die Oszillatorfrequenz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte solche Anordnung anzugeben, bei der beim Sendeumsetzer die beiden Seitenbänder getrennt gewonnen werden können und beim Empfcngsumsetzer die aus den beiden Seitenbändern jeweils untstehende Zwischenfrequenzschwingung ebenfalls getrennt gewonnen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung für höhere Frequenzen durch Verwendung von zwei Mischern, denen die miteinander zu mischenden Frequenzen über Richtungskoppler derart zugeführt und entnommen sind, daß dabei wegen geeigneter Phasen- und Amplitudenbeziehungen das eine Seitenband aus der Mischung getrennt vom anderen gewonnen wird, z. B. Einseitenbandmischer, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Sendemischer die eine Frequenzkomponente als Zwischenfrecjuenz aber den einen Eingang eines ersten Richtungskopplers mit 90° Phasendreheigenschaft, dessen anderer Eingang mit einem Abschlußwiderstand verbunden ist, den beiden Mischern zugeführt ist, deren Ausgänge auf einen zweiten Richtungskoppler mit 90° oder 180° Phasendreheigenschaft geführt sind, dessen einer Ausgang direkt und dessen anderer über einen Resonanzrichtungskoppler oder Zirkulator, über den die zweite Frequenzkomponente als Oszillatorfrequenz in Richtung zum zweiten Richtungskoppler eingespeist wird, mit je einem Eingang eines dritten Richtungskopplers mit 180° oder 90° (bezogen auf den zweiten Richtungskoppler) Phasendreheigenschaft verbunden sind, an dessen beiden Ausgängen getrennt das eine und das andere Seitenband abnehmbar sind.

Für den Empfangsmischer kann die Anordnung insofern reziprok genutzt werden, als die beiden Seitenbänder einem der beiden Ausgänge des dritten Richtungskoppler zugeführt sind, während der andere Ausgang mit einem Abschlußwiderstand beschaltet ist, und daß am einen Eingang des ersten Richtungskopplers anstelle des Abschlußwiderstandes das Ausgangssignal mit der Zwischenfrequenz aus dem einen Seitenband entnommen ist und dem anderen Eingang das Ausgangssignal mit der Zwischenfrequenz aus dem anderen Seitenband, daß ferner zur Einkopplung der Oszillatorfrequenz ein Resonanzrichtungskoppler verwendet wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

Die Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild für die Anwendung der Erfindung bei einem Sendeumsetzer. Dabei ist fz die zugeführte Zwischenfrequenz, z. B. üblicherweise 70 MHz, die auf den einen Eingang eines Richtungskopplers RK1 geleitet ist Der andere Eingang des Richtungskoppler^ RK 1 ist mit Zo abgeschlossen, d. h. durch einen Absorptionswkierstand entsprechender Größe. Die Aufgänge des Richtungskopplers RK1 führen auf zwei Mischer Dl, D2. Diese Mischer sind Eintaktmischer mit nur einer Diode bestückt. Beide zusammen bilden, vom Richtungskoppler RK1 aus gesehen, einen Gegentaktmischer. Die beiden Ausgänge der Diodenmischer sind auf die beiden Eingänge eines weiteren zweiten Richtungskopplers RKi geführt. Dessen beide Ausgänge führen wieder einerseits direkt zu dem einen Anschluß eines Richtungskopplers RK 3 und andererseits über einen Resonanzrichtungskoppler RKF auf den Richtungskoppler RK 3. Der Resonanz- >o richtungskoppler RKF speist auf die betreffende Leitung (a) gerichtet nach RK 2 die Frequenz fo eines örtlichen Überlagerungsoszillators ein. Der Resonanzrichtungskoppler ist am Arm d mit Zo abgeschlossen. Solche Resonanzrichtungskoppler sind z. B. in der Zeitschrift »IRE Transactions MTT 5«, Nr. 2/1957, Seiten 136 bis 147, und der DE-PS 19 18 867 beschrieben. Sie funktionieren nach Art einer Frequenzweiche und haben die für den vorliegenden Zweck geeignete Eigenschaft, vom Anschluß a zum Anschluß b die vom Richtkoppler RK 2 kommenden Seitenbänder zu übertragen und die Oszillatorenergie vom Anschluß c nach Anschluß a selektiv. Der Weg von c nach b ist dabei für die Oszillatorenergie bei Resonanzabstimmung der Weiche auf diese Frequenz fo gesperrt.

Am Ausgang des Richtkopplers RK3 können durch diese Schaltung, wie nachstehend näher erläutert, die beiden Seitenbänder fo+fz und fo—fz getrennt und entkoppelt abgenommen werden.

Bekanntlich gibt es zwei Arten von Richtungskopplern, einen sogenannten 90°-Phasendreher, wo die beiden gespeisten Ausgänge Signale mit 90° Phasenunterschied abgegeben. Die andere Art ist der sogenannte Null- bzw. 180°-Phasendreher, bei dem die Signale mit 0° bzw. 180° Phasenunterschied abgegeben werden, je nachdem, in welchen von beiden Eingängen man einspeist.

Vertreter der ersten Kategorie sind die oft verwendeten Hohlleiterschlitzkoppler, die Schleifen- oder Streifenkopplerunddie4 · λ/4-Viereckgabel.

Vertreter der zweiten Kategorie sind hauptsächlich die 6 - λ/4-Gabeln, die Ringgabel und das magische T.

Bei den besprochenen Blockschaltbildern (siehe auch dann die F i g. 3) können folgende Arten von Richtungskopplern wahlweise verwendet werden:

RKi RKl

RK3

90
180

RK	oder	90
RK		0 IW7
RK	90c

Zur Erkennung der Funktion der Gesamtschaltung sind bei der F i g, 2 Phasenbeziehungen bei den einzelnen Leitungszweigen, an denen diese wichtig sind, angetragen. Dabei habe die Zwischenfrequenz fz die Grundphase γ und die Überlagerungsfrequenz fo die Grundphase ß. Es werden nur Phasendifferenzen von zwei entsprechenden Leitungen angezeigt, nicht die absolute Phasendrehung, die die Welle beim Fortschreiten in einem Bauteil erfährt. Am Ausgang der Anordnung erscheinen dann für das obere Seitenband die Phasen β+γ und für das untere Seitenband die Phasen β—γ. Dabei wurde angenommen, daß Richtungskoppler RK 1 ein 90°-Dreher ist. Richtungskoppler RK 2 ebenfalls ein 90°-Dreher und Richtungskoppler RK 3 ein Null-180°-Dreher. Aus den an die einzelnen Leitungen zwischen den Schaltelementen angetragenen relativen Phasenbeziehungen lassen sich ohne weiteres die Funktionen entnehmen. So gelangt z. B. die Überlagerungsfrequenz mit der Phase β über den Resonanz-Richtungskoppler RKF an den einen Eingang des Richtungskopplers RK'.. Da die Richtungskoppler reziprok sind, erscheint hin ->beren Arm, der mit der Diode D1 verbunden ist, wegen der 90°-Phasendrehung die Komponente β+ 90°. Ferner ergeben sich wegen der Mischung mit fz, die ja ebenialls der Diode D1 zugeführt wird, die Produkte ^+^ + ΘΟ" und β — γ + 90°. Am unteren Arm des Richtungskopplers RK 2 in Richtung zur Diode D 2 erscheint die Oszillatorfrequenz β ohne Phasendrehung, während die zwei übrigen Mischkomponenten weger; des Eingangs y + 90° bei der Diode D 2 die angeschriebenen 90°-Phasenverschiebungen aufweisen. Analoge Betrachtungen gelten dann für die weiteren Leitungszweige am Richtungskoppler RK 3.

Zur Einspeisung der Oszillatorfrequenz fo kann, wie unterhalb des Resonanz-Richtungskopplers RKFemgezeichnet, auch ein Zirkulator Zi verwendet werden. Dieser Zirkulator muß so geschaltet werden, daß die Frequenz fo ebenfalls nur in Richtung auf den Richtungskoppler RK 2 in die betreffende Leitung eingespeist wird.

Dk Verwendung des Zirkulators ist beim Empfangsumsetzer nicht möglich.

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die reziproke Verwendung bei einem Empfangsumsetzer dargestellt. Beim Empfangsumsetzer liegen folgende Verhältnisse vor. Es sollen die beiden Seitenbänder samt aufgeprägter Modulation fo+fz und fo— fein getrennte Zwischenfrequenzbänder umgesetzt werden. Da die Anordnung reziprok arbeitet, wird der Richtungskoppler RK 3 an einem Arm mit Zo abgeschlossen, und der andere Arm erhält die beiden Seitenbänder zugeführt. Die Bezeichnungen stimmen mit denjenigen in der F '· g. 1 auch in den Phasenbeziehungen überein. Auch in dieser Figur sind wieder an den wichtigen Stellen die Phasenbeziehungen, hier vor den Mischerdloden D 1 und D 2 angeschrieben. Am vormaligen Eingang des Richtungskopplers RK1 erscheinen aufgrund dessen die angeschriebenen Werte. Man kann erkennen, daß am oberen Arm die Zwischenfrequenz aus dem einen Seitenband ur.d am unteren Arm die Zwischenfrequenz aus dem anderen Seitenband vorliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mischanordnung für höhere Frequenzen durch Verwendung von zwei Mischern, denen die miteinander zu mischenden Frequenzen über Richtungskoppler derart zugeführt und entnommen sind, daß dabei wegen geeigneter Phasen- und Amplitudenbeziehungen das eine Seitenband aus der Mischung getrennt vom anderen gewonnen wird, z. B. Einseitenbandmischer, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Sendemischer die eine Frequenzkomponente als Zwischenfrequenz fz über den einen Eingang eines ersten Richtungskopplers (RK 1) mit 90° Phasendreheigenschaft, dessen anderer Eingang mit einem Abschlußwiderstand (Zo) verbunden ist, den beiden Mischern (Di, D2) zugeführt ist, deren Ausgänge auf einen zweiten Richtungskoppler (RK2) mit 90° oder 180° Phasendreheigenschaft geführt sind, dessen einer Ausgang direkt und dessen anderer über einen Resonanzrichtungskoppler (RKF) oder Zirkulator (Zi), über den die zweite Frequerukompoiiente als Gsziliatorfrequenz fo in Richtung zum zweiten Richtungskoppler (K2) eingespeist wird, mit je einem Eingang eines dritten Richtungskopplers (RK3) mit 180° oder 90° (bezogen auf den zweiten Richtungskoppler) Phasendreheigenschaft verbunden sind, an dessen beiden Ausgängen getrennt das eine (fo+ fz)und das andere Seitenband (fo— fz) abnehmbar sind.

2. Mischanordnung nach Patentanspruch 1, da- so durch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Mischers als Γ-Tipfangsmischer die beiden Seitenbänder (fo+fz und fn—fz) »inem der beiden Ausgänge des dritten Richtungskopplers (RK 3) zugeführt sind, während der andere Ausgang mit einem Abschlußwiderstand (Zo) beschaltet ist, und daß am einen Eingang des ersten Richtungskopplers (RK X) anstelle des Abschlußwiderstandes (Zq) das Ausgangssignal mit der Zwischenfrequenz (fz) aus dem einen Seitenband (fo— fz) entnommen ist und w dem anderen Eingang das Ausgangssignal mit der Zwischenfrequenz (fz) aus dem anderen Seitenband (fo—fz), daß ferner zur Einkopplung der Oszillatorfrequenz ein Resonanz-Richtungskoppler verwendet wird.