DE2819838C3

DE2819838C3 - Breitbandiger Ringmodulator für sehr kurze elektromagnetische Wellen

Info

Publication number: DE2819838C3
Application number: DE19782819838
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. 8021 Neuried Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2819838A1; DE2819838B2

Description

Schwingungen gewählt ist, daß ferner der Ausgang für die gewünschten Mischprodukte durch einen Mittelabgriff an einer der beiden Leitungen mit nachgeschaltetem Tiefpaß realisiert ist und daß zusätzlich an den beiden diagonalen Anschlußpaaren Filtermittel vorgesehen sind, die die beiden Eingänge für die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen hinsichtlich der gewünschten Mischprodukte sperren.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die 180°-Gegentakterregung des Diodenquartetts bei ausreichender Breitbandigkeit in einfacher Weise durch zwei λ/2-l Imwegleitungen niedrigen Wellenwiderstandes herbeiführen läßt, die die beiden diagonalen Ansciilußpaare des Diodenquartetts überbrücken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Streifcnleitungstechnik sind eine erste und eine zweite Trägerplatte mit ihren metallisierten Unterseiten unter Gewährleistung einer leitenden Verbindung zusammengefügt. Hierbei weist die Struktur auf der Oberseite der ersten Trägerplatte alle AnschlüFse, das Diodenquartett, eine der beiden Leitungen, die für die gewünschten Mischcrodukte wirksamen Filtermittel und den Tiefpaß auf, während die Struktur der Oberseite der zweiten Trägerplatte im wesentlichen aus der anderen Leitung besteht. Die notwendigen Verbindungen zwischen den Strukturen beider Trägerplatten wird durch geeignete isolierte Durchführungen herbeigeführt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2.4 und 5 angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine schemaiische Darstellung des Grundaufbaus eines Ringmodulators nach der Erfindung.

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel in Streifenleitungstechnik nach Fig. 1,

F i g. 3 die Querschnittdarstellung des in ein Gehäuse eingebauten Ausführungsbeispiels nach F i g. 2.

Die schematische Darstellung nach F i g. 1 weist das Diodenquartett Q auf mit den beiden diagonalen Anschlußpaaren a l/a 2 und b X/b2. Dem Anschluß a I werden die Nutzsignalschwingungen NS(f) über dem Leitungsabschnitt und den Koppelkondensator CX gegen Bezugspotential zugeführt. In gleicher Weise werden die Umsetzoszillatorschwingrngen US(fo) über den Leitungsabschnitt Io gegen Bezugspotential dem Anschluß b 1 zugeführt. Das diagonale Anschlußpaar bXlbl ist durch die Leitung IX überbrückt, deren elektrisch wirksame Länge XfJ2, also einer halben Wellenlänge der Umsetzoszillatorschwingung mit der Frequenz fo ist. In gleicher Weise ist das diagonale Anschlußpaar a 1/a2 durch die Leitung /2 überbrückt, deren elektrisch wirksame Länge λ*/2, alsc einer halber. Wellenlänge der Frequenz /"der Nuizsignalschwingungen NS(I) beträgt. Die Leitung /2 weist den Mittelab· griff c auf, von dem über den Tiefpaß TP mit der Längsinduktivität L 2 und der Querkapazität C 2 die gewünschten Mischproduktschwingungen MS(ft) abnehmbar sind. Zur Entkopplung dieses Mischproduktausgangs von den beiden Eingängen für die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen ist der Koppelkondensator C\ als Sperre wirksam, während die von den Anschlüssen b\ und b2 gegen Bezugspotential gelegten Induktivitäten L1 einen Kurzschluß darstellen.

Beim Ausführungsbeispiel in Streifenleitungstechnik nach Fig. 2 sind zwei Trägerplatten TX und 7"2 vorgesehen, die mit ihren metallisierten Unterseiten leitend zusammengefügt sind, beispielsweise durch Vernieten oder Verkleben. Die Struktur auf der oberen Seite der ersten Trägerplatte, die größere Abmessungen aufweist, als die zweite Trägerplatte > 2 beinhaltet alle Anschlüsse, die Leitung 12, die hier durch zwei zueinander paralltlgeschaltete Leitungen /21 und /22 verwirklicht ist, die für die gewünschten Mischprod'ikte wirksamen Filtermittel aus den Induktivitäten L X und dem Ko^pelkondensator C1 sowie dem Tiefpaß mit der Längsinduktivität L 2 und dem Querkondensator C 2. Die Struktur auf der Oberseite der zweiten Trägerplatte C2 weist im wesentlichen die Leitung IX auf. die hier

in ebenfalls wieder aus zwei zueinander parallelen Leitungen /11 und /12 besteht. Die Induktivitäten LX und L 2 sind beim Ausführungsbeispiel durch Drahtbrücken verwirklicht. Die erforderlichen Verbindungen zwischen den Strukturen auf der Oberseite der beiden

J^r> Trägerplatten ist durch isolierte Durchkontaktierungen herbeigeführt, die in F i g. 2 nicht näher dargestellt sind.

Der Querschnitt nach F i g. 3 läßt erkennen, da3 die unterschiedlichen Abmessungen der ersten und der zweiten Trägerplatte TX und T2 den Sinn haben, emcn

■to Masseauflagerahmen zu schaffen, der auf dem Absatz A des innen abgesetzten Gehäuses C aufliegt und durch Schrauben 5 in eine gut leitende Verbindung mit dem Gehäuse gebracht ist. Wie die Schnittzeichnung ferner erkennen läßt, befindet sich auf diese Weise c!^;e zweite

^4!> Trägerplatte T2 in der unteren Kamnie^r KU und die erste Trägerplatte TX in der oberen Kammer KO des mit dem Deckel C abgeschlossenen Gehäuses G. Die Eingänge für die Nutzsignalschwingungen NS(I)und die Umsetzoszillatorschwingungen US(Fo) sind durch Koaxialanschlüsse KA 1. KA 2 verwirklicht. In entsprechender Weise ist der in F i g. 3 nicht sichtbare Ausgang für die Mischproduktschwingungen MS(I)ausgebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Breitbandiger Ringmoduiator für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Diodenquartett, dessen beiden diagonalen, zueinander entkop- ■» pelten Anschlußpaaren die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen zugeführt sind, und bei dem ein Ausgang für die gewünschten Mischprodukte vorgesehen ist, der hinsichtlich der beiden Eingänge für die Nutzsignalschwingungen ι ο und die Umsetzoszillatorschwingungen entkoppelt lit, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden diagonalen Anschlußpaare (a XIa 2, b Mb 2) des Diodenquartetts (Q) jeweils durch eine Leitung (IX, 12) niedrigen Wellenwiderstandes überbrückt '* sind, deren elektrisch wirksame Länge gleich einer halben Wellenlänge der Mittenfrequenz der am zugehörigen Anschlußpaar wirksamen Schwingungen gewählt ist, daß ferner der Ausgang für die gewünschten Mischprodukte durch einen Mittelabgriff (c) av. einer der beiden Leitungen (12) mit nachgeschaltetem Tiefpaß (TP) realisiert ist und daß zusätzlich an den beiden diagonalen Anschlußpaaren Filtermittel (CX, LX) vorgesehen sind, die die beiden Eingänge für die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen hinsichtlich der gewünschten Mischprodukve sperren.

2. Brciibandiger Ringmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel einerseits an dem der den Mittelabgriff (c) aufweisenden Leitung (12) zugehörigen diagonalen Anschlußpaar (a XIa 2) ein uie erwünschten Mischprodukte sperrender Koppelkondensator (C') ist und andererseits am anderen diagonalen Anschlußpaar (b XIb 2) zwei die Anschlüsse mit Bezugspo -ntial verbindende ^Jj> Induktivitäten (L X) sind, die die gewünschten Mischprodukte kurzschließen.

3. Breitbandiger Ringmodulator in Streifenleitungstechnik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite ⁴⁽⁾ Trägerplatte (TX, T2) mit ihren metallisierten Unterseiten unter Gewährleistung einer leitenden Verbindung zusammengefügt sind, daß ferner die Struktur auf der Oberseite der ersten Trägerplatte (TX) alle Anschlüsse, das Diodenquartett (Q), eine ⁴^ der beiden Leitungen (12), die für die gewünschten Mischprodukte wirksamen Filtermittel (Ci, L l)und den Tiefpaß (TP) aufweist und die Struktur auf der Oberseite der zweiten Trägerplatte (T2) im wesentlichen aus der anderen Leitung (IX) besteht ^w und daß die notwendigen Verbindungen zwischen den Strukturen beider Trägerplatten durch geeignete isolierte Durchführungen herbeigeführt sind.

4. Breitbandiger Ringmodulator nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der ">"> beiden zusammengefügten Trägerplatten (TX, T2) derart verschieden bemessen sind, daß für ihren Einbau in ein Gehäuse (G) ein Auflagerahmen zur Massekontaktierung frei gehalten ist.

5. Breitbandiger Ringmodulator nach einem der ^h0 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei einander parallel geschaltete Leitungen (IXXII\2, 12X1122) gleicher elektrisch wirksamer Länge einem diagonalen Anschlußpaar

(a XIa 2, bXlb 2) zugeordnet sind. ^M

Die Erfindung bezieht sich auf einen breitbandigen Ringmodulator für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Diodenquartett, dessen beiden diagonalen, zueinander entkoppelten Anschlußpaaren die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen zugeführt sind und bei dem ein Ausgang für die gewünschten Mischprodukte vorgesehen ist, der hinsichtlich der beiden Eingänge für die .Nutzsignalschwingungen und die I Jmsetzoszillatorschwino-ungen entkoppelt ist

Ringmodulatoren zeichnen sich vom Prinzip her durch eine große Betriebsbandbreite aus, weil bei ihnen die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen den Mischerdioden getrennt zugeführt werden. Sie besitzen daher eine hervorragende Entkopplung zwischen den entsprechenden Eingängen. Bei Nutzsignalfrequenzen unterhalb zwei GHz lassen sich solche Modulatoren relativ leicht mit Hilfe von Leitungsübertragern realisieren. Oberhalb von zwei GHz machen sich jedoch unerwünschte Überkopplungen und der Einfluß der undefinierbaren Leitungsführung so störend bemerkbar, daß ein reproduzierbarer Aufbau nicht mehr möglich ist. Die 180°-Gegentakterregung kann dann nicht mehr mit Hilfe von Leitungsübertragern verwirklicht werden.

Durch die DE-AS 24 54 058 und die DE-OS 26 12 091 sind Ringmodulatorer. bekannt, bei denen der Übergang von einem unsymmetrischen Eingang auf zwei zueinander symmetrische Ausgänge mit Hilfe von Schlitzleitungen vorgenommen worden ist. Da die Theorie der Schlitzieitungstechiirk noch unvollständig ist, müssen hier viele Schaltungseinzelheiten durch Experimente ermittelt werden. Außerdem ergeben sich bei Schlitzleitungen aufgrund ihrer besonders ausgeprägten Wellenausstrahlung zusätzliche Integrationsprobleme.

Eine weitere, von vier Dioden Gebrauch machende Modulatorschaltung ist durch die Literaturstelle IEEE Transactions on Mikrowave Theory and Techniques, Vol. MTT-Ib, Nr. II, Nov. 1968, Seiten 911 bis 918 bekannt geworden. Hier wird ansteiie eines Diodenquartetts eine Diodensternschaltung verwendet. Die Erregung dieses Diodensterns erfolgt mit einer Anordnung aus vier Leitungsstrukturen, die in komplizierter Weise elektrisch und mechanisch verbunden sind. Der fertigungstechnische Aufwand für einen solchen Modulator ist im Hinblick auf die komplizierten Leitungsstrukturen und die nicht handelsübliche Diodensternschaltung außerordentlich hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Doppelgegentaktmischer der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung für den Mikrowellenbereich anzugeben, die mit einem minimalen Aufwand bei guten Bieitbandeigenschaften auskommt.

Ausgehend von einem breitbandigen Ringmodulator für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem Diodenquartett. dessen beiden diagonalen, zueinander entkoppelten Anschlußpaare die Nutzsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen zugeführt sind und bei dem ein Ausgang für die gewünschten Mischprodukte vorgesehen ist. der hinsichtlich der beiden Eingänge für die Nuttsignalschwingungen und die Umsetzoszillatorschwingungen entkoppelt ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden diagonalen Anschlußpaare des Diodenquartetts jeweils durch eine Leitung niedrigen Wellenwiderstandes überbrückt sind, deren elektrisch wirksame Länge gleich einer halben Wellenlänge der Mittenfrequenz der am zugehörigen Anschlußpaar wirksamen