DE2901782A1

DE2901782A1 - Mikrowellenschaltung eines parametrischen gleichlage-abwaertsmischers mit reellem spiegelfrequenzabschlussleitwert

Info

Publication number: DE2901782A1
Application number: DE19792901782
Authority: DE
Inventors: Robert Prof Dr Ing Maurer; Walter Dipl Ing Schau
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-07-24
Also published as: JPS6228883B2; CA1154830A; GB2039444A; DE2901782C2; FR2447114B1; FR2447114A1; US4317231A; JPS5596706A; GB2039444B

Description

29017B2

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH \ NE2-BK/Th/jo

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Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert

Die Erfindung befaßt sich mit einer Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert, der im Eingang einen Parallelkreis und ausgangsseitig einen ZF-Kreis besitzt, wobei die beiden Kreise über eine Reaktanzdiode verkoppelt sind.

Die theoretischen Grundlagen und Schaltungsvarianten eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert und der Zusammenschaltung mit einem bekannten Zwischenfrequenzverstärker sind in der DE-PS 2 230 536 behandelt. Der dort behandelte parametrische Gleichlage-Abwärtsmischer zeichnet sich durch Konversionsgewinn und bei Verwendung des reellen Antennenleitwertes als Spiegelfrequenzabschlußleitwert durch eine Adaptivität bezüglich der Antennentemperatur aus, die bei geringen Kreis- und Diodenverlusten einen Vierpol mit konstanter zusätzlicher Rauschzahl F unabhängig von der Temperatur der Antenne ver-

"Zi

wirklicht.

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-R-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine für die Mikrowellentechnik geeignete Sehaltstruktur eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert zu schaffen.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Parallelkreis im Eingang der Schaltung näherungsweise auf die Pumpfrequenz abgestimmt ist, daß die Reaktanzdiode mit einer vorgeschalteten Induktivität auf die Pumpfrequenz abgestimmt ist und daß der ZF-kreis im Ausgang der Schaltung als π-Filter ausgeführt ist mit Kapazitäten in den beiden Querzweigen und einer Induktivität im Längszweig.

Es ist zweckmäßig, den Parallelkreis im Eingang der Schaltung

λ durch zwei symmetrische, parallelgeschaltete näherungsweise ^/

lange Stichleitungen und die mit der Reaktanzdiode in Reihe ge-

schaltete Induktivität durch eine Leitung der Länge ./4 nachzubilden. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Kapazität in einem Querzweig des t-Filters in Form eines koaxialen Zylinder kondensators auf der Leitung, die die mit der Reaktanzdiode in Reihe geschaltete Induktivität darstellt, angeordnet ist und daß die Kapazität im anderen Querzweig und die Induktivität im

λ Längszweig durch zwei symmetrische, parallelgeschaltete ^p/4

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lange offene Stichleitungen realisiert sind, die im Abstand von λ

P/4 hinter der der Reaktanzdiode nachgeschalteten Leitung angeordnet sind. Es ist vorteilhaft, die Kapazität in Form eines koaxialen Zylinderkondensators verschiebbar auf der der Reaktanzdiode nachgeschalteten Leitung anzuordnen. Außerdem ist es zweck-

mäßig, daß über eine der beiden näherungsweise ^M langen Stichleitungen die Pumpleistung eingekoppelt wird, wobei die Stichleitung geöffnet ist und am Einkopplungspunkt zwei parallele

kurzgeschlossene Leitungen, die eine der Länge und die an-

dere der Länge , angeschlossen sind, und die Pumpquelle über eine Transformationsleitung mit dem Einkopplungspunkt verbunden ist.

Anhand des Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schaltbild eines in der Mikrowellentechnik ausführbaren parametrischen Gleiehlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert;

Fig. 2 Ausführung der Schaltung nach Fig. 1 in Mikrowellentechnik ;
Fig. 3 Einspeisung der Pumpleistung für den Gleichlage-Ab-

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wärtsmischer in Mikrowellentechnik.

Der Fig. 1 ist die Schaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers für die Mikrowellentechnik zu entnehmen, wobei die Pumpeinkopplung nicht dargestellt ist. Die bei diesem parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischer auftretenden Frequenzen sind die Pumpfrequenz p, die Zwischenfrequenz z, die Signalfrequenz p+z und die Spiegelfrequenz p-z.

Die Resonanzabstimmung auf die Signal- und Spiegelfrequenz erfolgt durch die Parallelschaltung des näherungsweise auf die Pumpfrequenz abgestimmten Parallelkreises L, , C, im Eingang der Schaltung mit dem auf die Pumpfrequenz abgestimmten Serienkreis, der eine Induktivität L, die Elemente der Reak-

(0)
tanzdiode S , R^ und eine Kapazität C enthält.

Zur Resonanzabstimmung des Mischers ist der eingangsseitige Parallelkreis L, , C, einige Prozent unterhalb der Pumpfrequenz abzustimmen.

(O)

Die Resonanzabstimmung des Serienkreises L, S ,C auf die Pumpfrequenz ρ erfolgt mit den Blindelementen der Reaktanzdiode und der zusätzlich in den Serienkreis eingefügten

(α)
üerieninduktivität L. _S (^a = 0,1,2 ...) sind die Fourierkoeffizienten der Elastanzfunktion der Reaktanzdiode.

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Der Zwisehenfrequenzkreis ist als π-Filter mit den Elementen C ,

L , C₀ ausgeführt, mit der Aufgabe, den Lastleitwert G an den

Z C- Z

Ausgangsresonanzleitwert des Abwärtsmischers anzupassen.

Der im Eingang der Schaltung vorhandene Leitwert G ist der

jp*t* Z

reelle Signalquellenleitwert, G der an den Mischer bei der Spiegelfrequenz angeschaltete Leitwert, der unter der Nebenbedingung einer minimalen Rauschzahl nicht frei wählbar ist.

Der Mikrowellenaufbau zeichnet sich durch strenge Symmetrie der

einzelnen Aufbaukomponenten aus und besteht im wesentlichen aus λ

* lh langen miteinander verbundenen Leitungsstücken. Die Mikrowellenstruktur mit Leitungskreisen nach Fig. 2 ergibt sich aus der mit konzentrierten Elementen konzipierten Schaltung nach Fig. T.

Dabei ist der im Eingang der Schaltung vorhandene Parallelkreis L., C. durch zwei symmetrische parallelgeschaltete näherungsweise ^p/4 lange Stichleitungen und 2, 2' ersetzt. Die mit der Reaktanzdiode in Serie geschaltete Indukivität L ist durch eine Leitung nachgebildet. Auf dieser Leitung ist die Kapazität C ,

welche in einem Querzweig des η-Filters liegt, als koaxialer Zylinderkondensator verschiebbar angeordnet. Dadurch ist eine Feinabstimmung des Serienresonanzkreises, bestehend aus den Elementen der Reakfcänzdiode S , Rp, der Induktivität L und

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der Kapazität C möglich. Vor dem Paar parallelgeschalteter Stichleitungen 2, 2' ist im Eingang der Schaltung ebenfalls ein Paar symmetrischer parallelgeschalteter näherungsweise

M langer Stichleitungen 1, I¹, in welche jeweils eine Kapazität C. geschaltet ist, angeordnet. Eine Trahsformationsleitung zwischen den beiden Paaren parallelgeschalteter Stichleitungen 1, 1 * und 2, 2^r transformiert die Leitwerte des Mischers beim oberen bzw. unteren Seitenband in den für beide Seitenbänder gemeinsamen Antennen- bzw. Generatorleitwert von 20 mS; dabei ist das übliche 50 Ohm-System zugrunde gelegt.

Die in die beiden Stichleitungen 1 und 1* geschalteten Kapazitäten C. sind zusammen mit den Stichleitungen 1 und T schmalbandig für die Pumpfrequenz ρ auf Serienresonanz abgestimmt und erzeugen am Eingang der Schaltung für die Pumpfrequenz

einen Kurzschluß, der über die ^/4 lange Transformationsleitung in einen Leerlauf transformiert wird und den dort vorhandenen Pumpserienkreis nicht beeinflußt. Der am Eingang des Mischers für die Pumpfrequenz erzeugte Kurzschluß verhindert ein Abstrahlen von Pumpleistung über die Antenne.

Die beiden im Eingang angeordneten parallelgeschalteten Stichleitungen 2, 2' gewährleisten zusammen mit dem Pumpserienkreis L, R_n, S₁C die Resonanzabstimmung auf die Frequenzen des

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oberen bzw. unteren Seitenbandes p+z sowie auf die Pumpfrequenz ρ und erzeugen den zur Entkopplung von hoch- und zwlschenfrequentem Schaltungsteil notwendigen Kurzschluß für die Zwischenfrequenz.

Der auf der die Induktivität darstellenden Leitung 3 verschiebbar angeordnete koaxiale Zylinderkondensator C ist Teil des auf die Zwischenfrequenz ζ abgestimmten «-Filters, das eine Anpassung an den Lastwiderstand G ermöglicht.

Der zweite «-Filter-Kondensator C_p ist als ein Paar symmetrischer, parallelgeschalteter offener "/4 langer Plattenleitungen 4, 4* ausgeführt, die ein am ZF-Ausgang eventuell vorhandenes Pumpsignal kurzschließen. Der für die Pumpfrequenz an den 2F-Klemmen erzeugte Kurzschluß wird durch die ^p/4 lange ZF-Transformationsleitung, die zwischen den parallelgeschal-

teten ^p/4 langen Plattenleitungen 4, 4' und der Leitung 3 geschaltet ist, in einen Leerlauf transformiert und beeinflußt hier die hochfrequente Schaltung nicht.

Fig. 3 zeigt die Leitungsstruktur der Pumpeinköpplung. Die Pumpleistung wird an einer der beiden parallelgeschalteten Stichleitungen 2 oder 2' eingekoppelt. Die Stichleitung ist dazu an ihrem Ende, dem Einkopplungspunkt, geöffnet. An die-

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sem Einkopplungspunkt sind zwei parallele kurzgeschlossene Lei-

tungen 5 und 5*, die eine der Länge und die andere der Länge i angeschlossen. Die Pumpquelle ist über eine Transformationsleitung 6 mit dem Einkopplungspunkt verbunden.

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Claims

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Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert

Patentansprüche

Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert, der im Eingang einen Parallelkreis und ausgangsseitig einen ZF-Kreis besitzt, wobei die beiden Kreise über eine Reaktanzdiode verkoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelkreis (L., C.) im Eingang der. Schaltung näherungsweise auf die Pumpfrequenz (p) abgestimmt ist, daß die Reaktanzdiode (S ') mit einer in Serie geschalteten Induktivität (L) und einer Kapazität (C ) auf die Pumpfrequenz (p) abgestimmt ist und

Zf

daß der ZF-Kreis im Ausgang der Schaltung als n-Filter ausgeführt ist mit Kapazitäten (C , C₀) in den beiden Quer~ zweigen und einer Induktivität (L ) im Längszweig.
2. Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelkreis (L. ,

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-Z-

C_h) im Eingang der Schaltung aus zwei symmetrischen, par-

ⁿ λ

allelgeschalteten näherungsweise ^p/4 langen Stichleitungen (2, 2') besteht.
3. Fiikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Reaktanzdiode (S , Κ_β) in Reihe geschaltete Induktivität (L) durch eine Leitung (3) nachgebildet ist.
4. Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (C ) in einem Querzweig des x-Filters in Form eines koaxialen Zylinderkondensators auf der Leitung (3) angeordnet ist und daß die Kapazität (C ) im anderen Querzweig und die Induktivität (L ) im Längszweig durch zwei symmetrische, parallelgeschal-

^z λ
tete ^p/4 lange offene Stichleitungen (4, 4') realisiert sind,

λ
die im Abstand von ^/4 hinter der Leitung (3) angeordnet

sind.
5. Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert nach

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Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (C )

in Form eines koaxialen Zylinderkondensators verschiebbar auf der Leitung (3) angeordnet ist.
6. Mikrowellenschaltung eines parametrischen Gleichlage-Abwärtsmischers mit reellem Spiegelfrequenzabschlußleitwert nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über eine der beiden

λ
näherungsweise "M langen Stichleitungen (2 oder 2') die Pumpleistung eingekoppelt wird, wobei die Stichleitung geöffnet ist und am Einkopplungspunkt zwei parallele kurzge-

λ schlossene Leitungen (5, 5'), die eine der Länge und

λ ^

die andere der Länge , angeschlossen sind, und die Pumpquelle über eine Transformationsleitung (6) mit dem Einkopplungspunkt verbunden ist.

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