DE2944642A1

DE2944642A1 - Mischstufe

Info

Publication number: DE2944642A1
Application number: DE19792944642
Authority: DE
Inventors: Keiro Shinkawa; Chuichi Sodeyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-05
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2944642C2; US4249263A; JPS5563106A; JPS6150529B2

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Mischstufe

Die Erfindung betrifft eine Mischstufe zum Umsetzen eines Eingangssignales im SHF-Band (SHF = superhohe Frequenz) in ein Ausgangssignal im UHF-Band (UHF = ultrahohe Frequenz) oder zum Umsetzen eines Eingangssignales im UHF-Band in ein Ausgangssignal im SHF-Band.

Für eine Mischstufe, die aus einer eine Mikrostreifenleitung verwendenden planaren Schaltung ausgeführt ist und ein Hochfrequenzsignal (HF-Signal) in ein Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umsetzt, ist es üblich, daß ein Differentialringübertrager bzw. eine Ringhybride verwendet wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Den Differentialringübertrager selbst gibt es bereits (vgl. JP-PS 214 252).

In Fig. 1 ist ein Differentialringübertrager 1 gezeigt, der eine Länge nahezu gleich drei Hälften der Wellenlänge jedes Signales aus einem Hochfrequenz-Eingangs-

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signal und einem Überlagerungsschwingungssignal aufweist. Wenn das Überlagerungsschwingungssignal an einem Eingangsanschluß 2 des Differentialringübertragers 1 liegt, wird das Signal in zwei gleiche Teile geteilt, die jeweils an Dioden 3 und 4 mit einer Phasendifferenz von 180° liegen. Das an einem Eingangsanschluß 5 liegende Hochfrequenz-Eingangssignal wird in zwei gleiche Teile geteilt, die jeweils den Dioden 3 und 4 in Phase miteinander zugeführt sind. Ein durch die Dioden 3 und 4 erzeugtes Zwischenfrequenzsignal, das eine Frequenz gleich der Differenzfrequenz zwischen dem Hochfrequenz-Eingangssignal und dem Überlagerungsschwingungssignal besitzt, wird von einer Zwischenfrequenzsignal-Ausgangsleitung 9 abgegeben, die mit Blindleitungen 7 und 8 versehen ist, die eine Kurzschlußimpedanz für das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Überlagerungsschwingungssignal besitzen, da die Differentialringübertrager-Seite der Dioden 3 und 4 über eine Schaltung oder ein Glied 6 mit einer induktiven Impedanz geerdet ist. Obwohl die obige, den Differentialringübertrager verwendende Mischstufe den Vorteil aufweist, daß das Überlagerungsschwingungssignal nicht auf dem Eingangsanschluß 5 auftritt, der das Hochfrequenzsignal empfängt, hat die Mischstufe die Nachteile, daß eine Mehrlagenverdrahtung 10 erforderlich ist, um die Zwischenfrequenzsignal-Ausgangsleitung 9 herzustellen, daß die Abmessungen der Mischstufe groß werden, da die Länge des Differentialringübertragers nahezu gleich drei Hälften der Wellenlänge jedes Signales aus dem Eingangssignal und dem Überlagerungsschwingungssignal ist, und daß es nicht möglich ist, die Eingangs- und die Ausgangsleitungen infolge der vorbestimmten Form des Differentialringübertragers frei anzuordnen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Mischstufe anzugeben, die die bei der herkömmlichen Mischstufe auftretenden obigen Nachteile vermeiden kann und die kleine Abmessun-

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gen besitzt sowie einfach aufgebaut ist, da keine Mehrlagenverdrahtung vorliegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Mischstufe vorgesehen, die aus einer Streifenleitung besteht und mit einem ersten und einem zweiten Signal beaufschlagt ist, um ein drittes Signal abzugeben, das durch Mischen des ersten und des zweiten Signales erhalten ist; diese Mischstufe hat:

(a) Eine Halbwellenlängenleitung mit einer Länge nahezu gleich einer Hälfte der Wellenlänge jedes Signales von zwei Signalen aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Signal, wobei das übrige Signal die kleinste Frequenz besitzt,

(b) eine Reihenschaltung aus zwei Dioden zwischen den beiden Enden der Halbwellenlängenleitung, wobei die Dioden mit der gleichen Polarität angeordnet sind,

(c) eine erste und eine zweite Signalkopplungseinrichtung zum Koppeln der beiden Signale anders als das Signal mit der niedersten Frequenz zwischen einem ersten Verbindungspunkt und Erde bzw. zwischen einem zweiten Verbindungspunkt und Erde, wobei der erste und der zweite Verbindungspunkt jeweils durch den Ubergangspunkt der Dioden und einem Ende der Halbwellenlängenleitung festgelegt sind,

(d) eine dritte Signalkopplungseinrichtung zum Koppeln des Signales mit der niedersten Frequenz zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen einem dritten Verbindungspunkt und Erde, wobei der dritte Verbindungspunkt durch den Mittenpunkt der Halbwellenlängenleitung festgelegt ist, und

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(e) eine Einrichtung mit einer niederen Impedanz für das Signal mit der niedersten Frequenz, wobei die Einrichtung zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen dem dritten Verbindungspunkt und Erde liegt, je nachdem, wie das Signal mit der niedersten Frequenz zwischen dem dritten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde gekoppelt ist.

Die Erfindung sieht also eine aus einer Mikrostreifenleitung gebildete Mischstufe zum Umsetzen eines Eingangssignales im SHF-Band in ein Zwischenfrequenzsignal im UHF-Band vor, die aufweist eine gewölbte Halbwellenleitung mit einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge des Eingangssignales und eine Reihenschaltung aus zwei Dioden zwischen beiden Enden der Halbwellenlängenleitung, und in der das Eingangssignal und ein Uberlagerungsschwingungssignal am Übergangspunkt der Dioden bzw. an einem Ende der Halbwellenlängenleitung liegen und in der das Zwischenfrequenzsignal von einem gegebenen Punkt auf der Halbwellenlängenleitung abgegeben wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche Mischstufe mit einem Differentialringübertrager,

Fig. 2 ein erstes bzw. ein zweites bzw. ein bis 4 drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mischstufe,

Fig. 5 ein herkömmliches parallel gekoppeltes Bandsperrfilter,

Fig. 6 ein viertes bzw. ein fünftes bzw. ein bis 8 sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mischstufe,

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Fig. 9 ein Ersatzschaltbild zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Mischstufe, und

Fig. 1O jeweils ein siebentes bis ein dreizehnbis 16 tes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mischstufe.

Im folgenden wird die Erfindung in Einzelheiten anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In Fig. 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist eine Halbwellenlängenleitung 11 mit einer Länge nahezu gleich einer Hälfte der Wellenlänge jedes Signales aus einem Hochfrequenz-Eingangssignal und einem Uberlagerungsschwingungssignal dargestellt. Es soll ein Fall betrachtet werden, in dem das Hochfrequenz-Eingangssignal mit einer Frequenz f. von 12 GHz und das Uberlagerungsschwingungssignal mit einer Frequenz f_ von 11,43 GHz verwendet werden, um ein Zwischenfrequenzsignal mit einer Frequenz f.. von 570 MHz zu erzeugen, und in dem ein Aluminiumoxidsubstrat (nicht dargestellt) mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten von 10 benutzt wird. Die Halbwellenlänge des Hochfrequenz-Eingangssignales und die Halbwellenlänge des Uberlagerungsschwingungssignales betragen 5 mm bzw. 5,25 mm, wenn sich diese Signale in der Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrates ausbreiten. D. h., die Differenz in der Halbwellenlänge zwischen diesen Signalen beträgt lediglich 0,25 mm. Dioden 12 und 13 liegen so zwischen beiden Enden der Halbwellenlängenleitung 11, daß die Dioden die gleiche Polarität haben. Eine Eingangsleitung 15 zum Einspeisen des Uberlagerungsschwingungssignales, die aus zwei Teilen 15A und 15B besteht und mit einem kapazitiven Glied 14 versehen ist, liegt an einem Ende der HaIb-

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wellenlängenleitung 11. Eine Eingangsleitung 16 zum Einspexsen des Hochfrequenz-Eingangssignales, die mit einem induktiven Glied 17 mit einer Kurzschlußimpedanz für das Zwischenfrequenzsignal ausgestattet ist, liegt am Übergangspunkt der Dioden 12 und 13. Eine Ausgangsleitung 18 zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales, die eine Leerlaufimpedanz für das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Überlagerungsschwingungssignal hat, ist an die Halbwellenlängenleitung 11 angeschlossen. Da die Halbwellenlängenleitung 11 eine Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge des überlagerungsschwingungssignales hat, liegt das in die Eingangsleitung 15 eingespeiste Überlagerungsschwingungssignal derart an den Dioden 12 und 13, daß das der Diode 12 zugeführte Überlagerungsschwingungssignal um 180 aus der Phase mit dem der Diode 13 zugeführten Überlagerungsschwingungssignal ist. Damit löschen die obigen beiden Überlagerungsschwingungssigna-Ie einander aus. D. h., der Übergangspunkt der Dioden 12 und 13 ist ersatzschaltungsmäßig kurzgeschlossen. Da ein derartiger Obergangspunkt der Dioden 12 und 13 mit der Eingangsleitung 16 verbunden ist, um das Hochfrequenz-Eingangssignal einzuspeisen, tritt niemals ein Streuen des Überlagerungsschwingungssignales zur Eingangsleitung 16 auf. Das in die Eingangsleitung 16 eingespeiste Hochfrequenz-Eingangssignal liegt an den Dioden 12 und 13 in der gleichen Phase. Da die Länge der Halbwellenlängenleitung 11 nahezu gleich einer Hälfte der Wellenlänge des Hochfrequenz-Eingangssignales ist, sind die Ubergangspunkte zwischen der Halbwellenlängenleitung 11 und den Dioden 12 und 13 ersatzschaltungsmäßig für das Hochfrequenz-Eingangssignal kurzgeschlossen. D. h., das an der Diode 12 liegende Überlagerungsschwingungssignal ist um 180° aus der Phase mit dem an der Diode 13 liegenden Signal, und das an der Diode 12 liegende Hochfrequenz-Eingangssignal ist in Phase mit dem an der Diode 13 liegenden Signal. Da die Dioden und 13 so angeordnet sind, daß sie die gleiche Polarität ha-

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ben, erzeugt jede Diode der Dioden 12 und 13 das Zwischenfrequenzsignal, das die gleiche Phase für die Halbwellenlängenleitung 11 aufweist und eine niedere Frequenz gleich der Differenzfrequenz zwischen dem Uberlagerungsschwingungssignal und dem Hochfrequenz-Eingangssignal hat. Da dagegen der Ubergangspunkt der Dioden 12 und 13 eine Kurzschlußimpedanz für das Zwischenfrequenzsignal aufgrund des auf der Eingangsleitung 16 vorgesehenen induktiven Gliedes 17 besitzt und da die Eingangsleitung 15 eine Leerlaufimpedanz für das Zwischenfrequenzsignal aufgrund des kapazitiven Gliedes 14 aufweist, werden die durch die Dioden 12 und 13 erzeugten Zwischenfrequenzsignale miteinander durch die HaIbwellenlängenleitung 11 gemischt und dann durch die Ausgangsleitung 18 geführt, um das Zwischenfrequenzsignal abzugeben. Die Ausgangsleitung 18 ist mit der Halbwellenlängenleitung 11 über ein Tiefpaßfilter mit einer Leerlaufimpedanz für das überlagerungsschwingungssignal und das Hochfrequenz-Eingangssignal verbunden, um nicht den Betrieb dieser Signale zu stören. Wie aus den obigen Erläuterungen folgt, kann der obige Aufbau eine Mischstufe mit kleinen Abmessungen ermöglichen, ohne eine Mehrlagenverdrahtung zu benötigen, und das Streuen des überlagerungsschwingungssignales zur Hochfrequenzsignal-Eingangsleitung verhindern. Da außerdem die Länge der Halbwellenlängenleitung 11 weit kleiner als die Wellenlänge des Zwischenfrequenzsignales ist, ist es möglich, die Ausgangsleitung 18 an einen gegebenen Punkt auf der Halbwellenlängenleitung 11 anzuschließen. Nebenbei ist die Halbwellenlänge des Hochfrequenz-Eingangssignales mit einer Frequenz f. von 12 GHz gleich mit 5 mm in der Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrates mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten von 10, wie dies oben erläutert wurde. Die Wellenlänge des Zwischenfrequenzsignales mit einer Frequenz f_ von 570 MHz ist gleich zu 210,5 mm in der Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrates. D. h., die Länge

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der Halbwellenlangenleitung 11 ist gleich einigen Prozent der Wellenlänge des Zwischenfrequenzsignales.

Weiterhin kann ein Aufbau, bei dem z. B. die Ausgangsleitung 18 mit dem Teil der Eingangsleitung 15 verbunden ist, der an die Halbwellenlangenleitung 11 angeschlossen ist, insbesondere der Teil 15A, die gleiche Wirkung wie der in Fig. 2 gezeigte Aufbau erzeugen.

Fig. 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mischstufe, wobei einander entsprechende oder gleichwertige Schaltungsglieder oder -teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen sind. In der Fig. 3 ist das induktive Glied 17 mit einer Kurzschlußimpedanz für ein Niederfrequenzsignal an die Halbwellenlangenleitung 11 oder an die Eingangsleitung 15 angeschlossen, um das Überlagerungsschwingungssignal einzuspeisen; das kapazitive Glied 14 ist zwischen Teile 16A und 16B eingefügt, die die Eingangsleitung

16 bilden, um das Hochfrequenz-Eingangssignal einzuspeisen; und die Ausgangsleitung 18 zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales ist zwischen das kapazitive Glied 14 und die Dioden 12 und 13 angeschlossen. Das durch die Dioden 12 und 13 erzeugte Zwischenfrequenzsignal wird wirksam von der Ausgangsleitung 18 abgegeben, da die Leitung 11 durch das induktive Glied

17 für das Zwischenfrequenzsignal kurzgeschlossen ist. Die übrigen Funktionen und Wirkungen des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles sind gleich wie die Funktionen und Wirkungen des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles.

Die Form und der Aufbau jeder Einheit aus dem induktiven Glied, dem kapazitiven Glied und der Ausgangsleitung zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales sind nicht auf die Darstellungen in den Fig. 2 und 3 beschränkt. __

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann das kapazitive Glied durch einen Spalt 19 zwischen parallel gekoppelten Leitungen gebildet werden; das induktive Glied kann aus einer Reihenresonanzschaltung 20 bestehen, die eine Induktivität und eine Kapazität aufweist; die Ausgangsleitung kann ein Tiefpaßfilter 21 aufweisen, das aus einer Induktivität und einer Kapazität besteht. Demgemäß umfassen das kapazitive Glied, das induktive Glied und die Ausgangsleitung beim Anmeldungsgegenstand die obigen Einrichtungen und Schaltungen.

Weiterhin können die obigen Ausführungsbeispiele die gleiche Wirkung erzeugen, wie diese oben erläutert wurde, selbst wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Uberlagerungsschwingungssignal miteinander vertauscht werden. Die Mischstufen (oder Mischer), die dargestellt und oben erläutert sind, haben die Eigenschaften, daß diese Mischstufen kleine Abmessungen und einen einfachen Aufbau besitzen, daß die Mehrlagenverdrahtung nicht benötigt wird, daß die Anordnung der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse in einem bestimmten Grad veränderbar ist, und daß das Streuen des Uberlagerungsschwingungssignales zu dem Eingangsanschluß verhinderbar ist, der das Hochfrequenz-Eingangssignal empfängt.

Die obigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Mischstufe haben jedoch keine derartige Funktion, daß ein Bild- bzw. Spiegelsignal mit einer Frequenz gleich der Differenz zwischen der Frequenz des Hochfrequenz-Eingangssignales und der Frequenz unterdrückt wird, die doppelt so hoch wie die Frequenz des Uberlagerungsschwingungssignales ist. Wenn z. B. die Frequenzen f. und f₂ des Hochfrequenz-Eingangssignales bzw. des Uberlagerungsschwingungssignales den Wert 12 GHz bzw. 11,43 GHz besitzen, hat das Spiegelsignal eine Frequenz f. von 10,86 GHz. Wenn demgemäß das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Uberlagerungsschwingungssignal an den Dioden 12 und 13 lie-

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gen, wird das durch die Verzerrung dritter Ordnung jeder Diode hervorgerufene Spiegelsignal derart erzeugt, daß das durch die Diode 12 erzeugte Spiegelsignal um 180° aus der Phase mit dem durch die Diode 13 erzeugten Signal ist. Da die Halbwellenlängenleitung 11 eine Länge nahezu gleich der Wellenlänge des Spiegelsignales besitzt, werden die so erzeugten Spiegelsignale miteinander in der Eingangsleitung 15 gemischt, um das Überlagerungsschwingungssignal einzuspeisen, und durch diese abgegeben.

Als Ergebnis nimmt die Erzeugungswirksamkeit des Zwischenfrequenzsignales, das durch die sekundäre Verzerrung jeder Diode hervorgerufen ist, ab, und daher ist die Umsetzungswirksamkeit verringert, mit der das Hochfrequenz-Eingangssignal in das Zwischenfrequenzsignal umgesetzt wird. Wenn weiterhin eine äußere Störwelle im Spiegelsignal-Frequenzband an der Eingangsleitung 16 zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales liegt, wird eine Störwelle im Zwischenfrequenzband erzeugt. D. h., die Mischstufen sind nachteilhaft durch ein äußeres Spiegelsignal beeinflußt.

Die obigen Nachteile können ausgeschlossen werden, indem in geeigneter Weise ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter vorgesehen wird. Das parallel gekoppelte Bandsperrfilter wird in der folgenden Weise hergestellt. Ein Halbteil einer Leitung mit offenen Enden und einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge des Spiegelsignales wird in enge Nähe zu und parallel mit einer Übertragungsleitung gebracht, und der andere Halbteil wird von der übertragungsleitung beabstandet vorgesehen. Das parallel gekoppelte Bandsperrfilter gibt es bereits (vgl. z. B. "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques", Vol. MTT-22, Nr. 5, Mai 1974).

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Fig. 5 zeigt den Aufbau eines herkömmlichen parallel gekoppelten Bandsperrfilters. In Fig. 5 ist eine Resonanzleitung 29 mit offenen Enden, deren Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge des Spiegelsignales ist, derart angeordnet, daß ein Halbteil der Resonanzleitung 29 in enger Nähe zu und parallel mit einer übertragungsleitung 30 vorgesehen ist, und der übrige Halbteil ist von der übertragungsleitung 30 beabstandet. Dieses parallel gekoppelte Bandsperrfilter weist eine Schmalband-Sperrkennlinie auf, um ζ. B. lediglich das Spiegelsignal-Frequenzband zu sperren. Die Kopplung zwischen der Resonanzleitung 29 und der übertragungsleitung 30 ist für Signale außerhalb des obigen Bandes gelöscht, und daher wird die Übertragungskennlinie der Leitung 30 für derartige Signale unverändert gelassen. Weiterhin hat bei der Mittenfrequenz des obigen gesperrten Bandes die übertragungsleitung 30 eine Kurzschlußimpedanz von einem Anschluß 31 der übertragungsleitung 30 aus und eine Leerlaufimpedanz vom anderen Anschluß 32 aus.

Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 6 ist ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 33 entlang der Eingangsleitung 15 (aus Teilen 15A und 15B aufgebaut) vorgesehen, um das überlagerungsschwingungssignal des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles derart einzuspeisen, daß die Impedanz der Eingangsleitung 15 von jeder Diode aus gleich wird einer Kurzschlußimpedanz bei der Spiegelfrequenz. Daher werden die Spiegelsignale, von denen eines durch die Diode 12 erzeugt wird und um 180° aus der Phase zu dem anderen, durch die Diode 13 erzeugten Spiegelsignal ist, miteinander an einem Übergangspunkt zwischen der HaIbwellenlängenleitung 11 und der Eingangsleitung 15 gemischt, aber sie werden dort durch das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 33 kurzgeschlossen. Als Ergebnis wird die Erzeugung ei-

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nes Spiegelsignales durch die Dioden 12 und 13 unterdrückt, und die Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignales wird verstärkt. Jedoch kann das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 33 nicht die Störung durch die Einwirkung des äußeren Spiegelsignales unterdrücken. Daher ist es erforderlich, ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 34 zum Unterdrücken der obigen Störung vorzusehen. Wenn jedoch das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 34 direkt mit der Eingangsleitung 16 gekoppelt ist, um das Hochfrequenz-Eingangssignal einzuspeisen, beruht ein Verlust im Hochfrequenz-Eingangssignal auf der Kopplung (oder Einfügung) des Bandsperrfilters 34. Um einen derartigen Verlust zu verringern, wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist, ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 35 entlang des induktiven Gliedes 17 derart vorgesehen, daß die Impedanz des induktiven Gliedes 17 von der Eingangsleitung 16 aus gleich einer Kurzschlußimpedanz für das Spiegelsignal wird. Dann ist der auf dem Einbau des parallel gekoppelten Bandsperrfilters beruhende Verlust im Hochfrequenz-Eingangssignal verringert, und außerdem kann die Störung aufgrund der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales verhindert werden.

Weiterhin ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist, die Ausgangsleitung 18 zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales, die eine Leerlaufimpedanz für das Hochfrequenz-Eingangssignal und das überlagerungsschwingungssignal aufweist, mit dem Mittenpunkt der Halbwellenlängenleitung 11 verbunden. Ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 37 ist entlang der Ausgangsleitung 18 derart vorgesehen, daß die Impedanz der Ausgangsleitung 18 von der Halbwellenlängenleitung 11 aus gleich einer Kurzschlußimpedanz für das Spiegelsignal wird. Mit dem obigen Aufbau können das durch die Dioden 12 und 13 erzeugte Spiegelsignal und die Störung aufgrund der Einspeisung des äußeren

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Spiegelsignales unterdrückt werden. Dies beruht darauf, daß der Mittenpunkt der Halbwellenlängenleitung 11 für das Spiegelsignal kurzgeschlossen ist und somit die Impedanz der Leitung 11 von den Dioden aus einen hohen Wert für das Spiegelsignal annimmt, d. h. darauf, daß das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel bei der Spiegelfrequenz durch die in Fig. 9 gezeigte Ersatzschaltung umschreibbar ist. D. h., da ein Ende der Diode 12 leerlaufgeschaltet ist, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, erzeugt die Diode 12 weder das Spiegelsignal noch die Störung aufgrund der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales. Da weiterhin ein Ende der Diode 13 über die Eingangsleitung 15 mit einer eine Impedanz 38 aufweisenden Überlagerungsschwingungssignal-Quelle verbunden ist, erzeugt die Diode 13 eine kleine Störwelle, wenn ein äußeres Spiegelsignal anliegt, und sie erzeugt das Spiegelsignal lediglich ein wenig. D. h., das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel kann die Erzeugung des Spiegelsignales und der Störwelle unterdrücken.

Wie aus dem Ersatzschaltbild der Fig. 9 zu ersehen ist, können die in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiele vollständig die Erzeugung des Spiegelsignales und einer Störwelle unterdrücken. D. h., in dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 39 entlang der Eingangsleitung 16 vorgesehen, um das Hochfrequenz-Eingangssignal derart einzuspeisen, daß die Impedanz der Eingangsleitung 16 von der Diode 13 aus gleich einer Leerlaufimpedanz bei der Spiegelfrequenz wird. In dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dagegen ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 40 entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen, um das Uberlagerungsschwingungssignal derart einzuspeisen, daß die Impedanz der Eingangsleitung 15 von der Diode 13 aus gleich einer Leerlaufimpedanz bei der

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Spiegelfrequenz wird. Insbesondere hat das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel einen kleinen Verlust des Hochfrequenz-Eingangssignales, da das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 14 nicht entlang der Eingangsleitung 16 vorgesehen ist, und es kann außerdem die Erzeugung eines Spiegelsignales unterdrücken. Demgemäß hat dieses Ausführungsbeispiel eine verbesserte Umsetzungswirksamkeit und kann außerdem die Erzeugung einer Störwelle aufgrund der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales unterdrücken.

Wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Überlagerungsschwingungssignal jeweils den Eingangsleitungen 15 und 16 in den in Fig. 6 bis 8, 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispielen zugeführt sind, ist das durch die Diode erzeugte Spiegelsignal in Phase mit dem durch die Diode erzeugten Spiegelsignal, und diese Spiegelsignale werden von der Eingangsleitung 16 abgegeben. In der in Fig. 6 gezeigten Mischstufe muß das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 33, das entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen war, entlang der Eingangsleitung 16 oder des induktiven Gliedes 17 derart angeordnet werden, daß die Impedanz der Eingangsleitung 16 oder des induktiven Gliedes 17 von den Dioden aus gleich einer Kurzschlußimpedanz für das Spiegelsignal wird, um die Erzeugung eines Spiegelsignales zu unterdrücken. Weiterhin muß das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 34 zum Unterdrücken der durch die Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales hervorgerufenen Störwelle entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen werden. In ähnlicher Weise ist in der in Fig. 7 gezeigten Mischstufe das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 33 zum Unterdrücken der Erzeugung eines Spiegelsignales durch die Dioden entlang der Eingangsleitung 16 oder des induktiven Gliedes 17 vorgesehen, und das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 35 zum Unterdrücken der durch die

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Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales hervorgerufenen Störwelle ist entlang der Eingangsleitung 15 angeordnet. Wenn die obige Abwandlung in den in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen vorgenommen wird und wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und das überlagerungsschwingungssignal miteinander vertauscht werden, können die so abgeänderten Mischstufen die gleiche Wirkung wie die ursprünglichen Ausführungsbeispiele erzielen. Weiterhin können die in den Fig. 8 , 10 und 11 gezeigten Mischstufen den gleichen Betrieb und die gleiche Wirkung aufweisen, wie dies oben erläutert wurde, selbst wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und die Überlagerungsschwingung miteinander vertauscht werden.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 12 ist ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 43 entlang der Eingangsleitung 15 des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels derart vorgesehen, daß die Impedanz der Eingangsleitung 15 zum Einspeisen des Uberlagerungsschwingungssignales von den Dioden aus gleich einer Kurzschlußimpedanz bei der Spiegel- oder Bildfrequenz wird. Dann sind die durch die Dioden 12 und 13 erzeugten Spiegelsignale, die um 180° zueinander aus der Phase sind, durch das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 43 bei dem Übergangspunkt zwischen der Halbwellenlängenleitung 11 und der Eingangsleitung 15 kurzgeschlossen, wo die Spiegelsignale miteinander zu mischen sind. Als Ergebnis wird die Erzeugung eines Spiegelsignales durch die Dioden unterbrochen, und die Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignales wird verstärkt. Da jedoch das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 43 nicht die auf der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales beruhende Störwelle unterdrücken kann, ist es erforderlich, ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 44 zum Unterdrücken der Störwelle entlang der Eingangsleitung 16 (hergestellt aus den Teilen 16A und 16B) vorzusehen. Wenn das parallel gekoppelte Band-

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Sperrfilter 44 entlang der Eingangsleitung 16 angeordnet ist, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, wird ein Verlust im Hochfrequenz-Eingangssignal aufgrund des Vorliegens des parallel gekoppelten Bandsperrfilters 44 unvermeidbar. Zur Verringerung eines derartigen Verlustes wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist, ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 45 entlang der Ausgangsleitung 18 vorgesehen, um das Zwischenfrequenzsignal derart abzugeben, daß die Impedanz der Ausgangsleitung 18 von der Eingangsleitung 16 aus gleich einer Kurzschlußimpedanz bei der Spiegel- oder Bildfrequenz wird. Dann ist der Verlust im Hochfrequenz-Eingangssignal aufgrund des parallel gekoppelten Bandsperrfilters herabgesetzt; außerdem kann die oben erwähnte Störwelle unterdrückt werden.

In einem Fall, in dem das induktive Glied 17, das eine Leerlaufimpedanz für das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Uberlagerungsschwingungssignal aufweist und eine niedere Impedanz für das Zwischenfrequenz.signal hat, mit dem Mittenpunkt der Leitung 11 verbunden, und in dem ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 46 entlang des induktiven Gliedes 17 derart vorgesehen ist, daß die Impedanz des induktiven Gliedes 17 von der Leitung 11 aus gleich einer Kurzschlußimpedanz für das Spiegel- oder Bildsignal wird, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist, werden das durch die Dioden erzeugte Spiegelsignal und die auf der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales beruhende Störwelle beide unterdrückt. Da in diesem Fall der Mittenpunkt der Leitung 11 für das Spiegelsignal kurzgeschlossen ist, wird die Impedanz der Leitung 11 von den Dioden aus bei der Spiegel- oder Bildfrequenz hoch, und daher ist das in Fig. 14 gezeigte Ausführungsbeispiel bei der Spiegelfrequenz gleichwertig mit der in Fig. 9 gezeigten Schaltung. Entsprechend kann das in Fig. 14 dargestellte Ausführungsbeispiel das Spiegelsignal und die oben erwähnte Stör-

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welle beide aufgrund der Funktion und des Betriebes unterdrücken, die oben anhand der in Fig. 9 gezeigten Schaltung erläutert wurden.

Um vollständig das Spiegelsignal zu unterdrücken, muß, wie aus der in Fig. 9 gezeigten Ersatzschaltung folgt, ein Ende der Diode 13 eine Leerlaufimpedanz für das Spiegelsignal haben. Im Hinblick auf diese Tatsache ist in dem in Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 48 entlang der Eingangsleitung 16 derart vorgesehen, daß die Impedanz der Eingangsleitung 16 von der Diode 13 aus gleich einer Leerlaufimpedanz für das Spiegelsignal wird. In dem in Fig. 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter 50 entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen, um die Impedanz der Eingangsleitung 15 von der Diode 13 aus gleich einer Leerlaufimpedanz bei der Spiegelfrequenz zu machen. Damit ist die Unterdrückung des Spiegelsignales und der Störwelle nahezu erreicht. Weiterhin kann, wie dies in den Fig. 15 und 16 dargestellt ist, eine Reihenresonanzschaltung 19, die aus einer Spule und einem Kondensator besteht und eine Kurzschlußimpedanz für das Zwischenfrequenzsignal hat, anstelle des induktiven Gliedes 17 verwendet werden.

Wenn in den in den Fig. 12 bis 16 gezeigten Ausführungsbeispielen das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Uberlagerungsschwingungssignal an der Eingangsleitung 15 zum Einspeisen des Uberlagerungsschwingungssignales bzw. an der Eingangsleitung 16 zum Einspeisen des Kochfrequenz-Eingangssignales liegen, sind die durch die Dioden 12 und 13 erzeugten Spiegelsignale in Phase miteinander und werden von der Eingangsleitung 16 abgegeben. Um derartige Spiegelsignale zu unterdrücken, muß ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter in der folgenden Weise angeordnet werden. D. h., in der in Fig. 12 gezeigten

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Mischstufe muß das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 13, das entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen wurde, entlang der Eingangsleitung 16 oder der Ausgangsleitung 18 derart angeordnet werden, daß die Impedanz der Eingangsleitung 16 oder der Ausgangsleitung 18 von den Dioden aus gleich einer Kurzschlußimpedanz bei der Spiegelfrequenz wird, und das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 44 zum Unterdrücken des äußeren Spiegelsignales muß entlang der Eingangsleitung 15 vorgesehen sein. Die so abgewandelte Mischstufe kann die gleiche Wirkung erzeugen, wie diese oben anhand der Fig. 12 erläutert wurde, wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Überlagerungsschwingungssignal an der Eingangsleitung 15 bzw. 16 liegen. In ähnlicher Weise muß in der in Fig. 13 gezeigten Mischstufe das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 43 zum Unterdrücken des durch die Dioden erzeugten Spiegelsignales entlang der Eingangsleitung 16 oder der Ausgangsleitung 18 vorgesehen werden, und das parallel gekoppelte Bandsperrfilter 45 zum Unterdrücken des äußeren Spiegelsignales muß entlang der Eingangsleitung 15 angeordnet werden, um die gleiche Wirkung zu erreichen, wie diese oben anhand der Fig. 13 beschrieben wurde. Weiterhin können die in den Fig. 14, 15 und 16 dargestellten Mischstufen den gleichen Betrieb und die gleiche Wirkung ausführen, wie diese oben beschrieben wurden, selbst wenn das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Überlagerungsschwingungssignal an der Eingangsleitung 15 zum Einspeisen des Uberlagerungsschwingungssignales bzw. an der Eingangsleitung 16 zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales liegen.

Wie oben in Einzelheiten erläutert wurde, ist erfindungsgemäß eine Mischstufe vorgesehen, die kleine Abmessungen besitzt und einfach aufgebaut ist; in dieser Mischstufe ist keine Mehrlagenverdrahtung erforderlich; die Anordnung der Ein-

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gangs- und Ausgangsleitungen kann in einem bestimmten Grad verändert werden; das Streuen des Uberlagerungsschwingungssignales zur Eingangsleitung für das Einspeisen des Hochfreguenz-Eingangssignales wird verhindert; die Erzeugung eines Spiegelsignales durch die Dioden wird unterdrückt, um die Umsetzungswirksamkeit der Mischstufe zu erhöhen; außerdem kann die Störung aufgrund der Einspeisung eines äußeren Spiegelsignales vermieden werden.

Zusätzlich zu den oben erläuterten Ausführungsbeispielen können verschiedene Vorrichtungen in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt werden. Z. B. kann ein Aufwärtsumsetzer oder -Mischer gebildet werden, der den gleichen Schaltungsaufbau wie jedes der obigen Ausführungsbeispiele besitzt und in dem der Ausgangsanschluß zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales und der Eingangsanschluß zum Einspeisen des überlagerungsschwingungssignales mit dem Hochfrequenz-Eingangssignal bzw. mit dem überlagerungsschwingungssignal beaufschlagt sind, um vom Eingangsanschluß zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales ein Hochfrequenzsignal mit einer Frequenz höher als die Frequenz des Hochfrequenz-Eingangssignales zu erhalten. Weiterhin ist ein amplitudenmodulierter oder AM-Modulator vorgesehen, der den gleichen Schaltungsaufbau wie jedes der Ausführungsbeispiele hat und in dem der Ausgangsanschluß zum Abgeben des Zwischenfrequenzsignales und der Eingangsanschluß zum Einspeisen des überlagerungsschwingungssignales mit einem Niederfrequenzsignal bzw. mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt sind, um das durch das Niederfrequenzsignal modulierte Hochfrequenzsignal vom Eingangsanschluß zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales zu erhalten.

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Claims

Ansprüche

Mischstufe, die aus einer Streifenleitung besteht und mit einem ersten und einem zweiten Signal beaufschlagbar ist, um ein drittes Signal abzugeben, das durch Mischen des ersten und des zweiten Signales erhalten ist, wobei die drei Signale zwei Signale mit benachbarten Frequenzen und ein Signal mit einer Frequenz tiefer als die benachbarten Frequenzen umfassen,

gekennzeichnet

durch

- (a) eine Halbwellenlängenleitung (11) mit einer Länge nahezu gleich einer Hälfte der Wellenlänge jedes Signales von zwei Signalen aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Signal, wobei das übrige Signal die niederste Frequenz hat,

- (b) eine Reihenschaltung von zwei Dioden (12, 13) zwischen beiden Enden der Halbwellenlängenleitung (11), wobei die Dioden (12, 13) mit der gleichen Polarität angeordnet sind,

- (c) eine erste und eine zweite Signalkopplungseinrichtung zum Koppeln der beiden Signale anders als das Signal mit der niedersten Frequenz zwischen einem ersten Verbindungspunkt und Erde bzw. zwischen einem zweiten Verbindungspunkt und Erde, wobei der erste und der zweite Verbindungspunkt durch den Ubergangspunkt der Dioden (12, 13) bzw. ein Ende der Halbwellenlängenleitung (11) festgelegt sind,

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- (d) eine dritte Signalkopplungseinrichtung zum Koppeln des Signales mit der niedersten Frequenz zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen einem dritten Verbindungspunkt und Erde/ wobei der dritte Verbindungspunkt durch den Mittenpunkt der Halbwellenlängenleitung (11) festgelegt ist, und

- (e) eine Einrichtung (17) mit einer niederen Impedanz für das Signal mit der niedersten Frequenz, wobei die Einrichtung (17) zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen dem dritten Verbindungspunkt und Erde angeschlossen ist, je nachdem das Signal mit der niedersten Frequenz zwischen dem dritten Verbindungspunkt und Erde oder zwischen dem ersten Verbindungspunkt und Erde gekoppelt ist.
2. Mischstufe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Halbwellenlängenleitung (11) aus einem Leiter mit einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenz-Eingangssignales im SHF-Band entsprechend dem ersten Signal besteht,

- daß die erste Signalkopplungseinrichtung als eine Signaleingabeeinrichtung (16) zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales entsprechend dem ersten Signal dient,

- daß die zweite Signalkopplungseinrichtung als eine Signaleingabeeinrichtung (15) zum Einspeisen eines überlagerungsschwingungssignales im SHF-Band entsprechend dem zweiten Signal dient, und

- daß die dritte Signalkopplungseinrichtung als eine Signalausgabeeinrichtung (18) zum Abgeben eines Zwischenfrequenz-Ausgangssignales entsprechend dem dritten Signal dient.
3. Mischstufe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

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- daß die erste, die zweite und die dritte Signalkopplungseinrichtung mit dem ersten bzw. dem zweiten bzw. dem dritten Verbindungspunkt verbunden sind, und

- daß die Einrichtung (17) mit einer niederen Impedanz bei einer Zwischenfrequenz an den ersten Verbindungspunkt angeschlossen ist.
4. Mischstufe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste, die zweite und die dritte Signalkopplungseinrichtung mit dem zweiten bzw. dem ersten bzw. dem dritten Verbindungspunkt verbunden sind, und

- daß die Einrichtung (17) mit einer niederen Impedanz bei einer Zwischenfrequenz an den ersten Verbindungspunkt angeschlossen ist.
5. Mischstufe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste, die zweite und die dritte Signalkopplungseinrichtung mit dem ersten bzw. dem zweiten bzw. dem dritten Verbindungspunkt verbunden sind, und

- daß die Einrichtung (17) mit einer niederen Impedanz bei einer Zwischenfrequenz an den dritten Verbindungspunkt angeschlossen ist.
6. Mischstufe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Halbwellenlängenleitung (11) aus einem Leiter mit einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenz-Ausgangssignales entsprechend dem dritten Signal besteht,

- daß die dritte Signalkopplungseinrichtung als eine Signaleingabeeinrichtung (16) zum Einspeisen eines Hochfrequenz-Eingangssignales entsprechend dem ersten Signal dient.

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- daß die zweite Signalkopplungseinrichtung als eine Signaleingabeeinrichtung (15) zum Einspeisen eines überlagerungsschwingungssignales entsprechend dem zweiten Signal dient, und

- daß die erste Signalkopplungseinrichtung als eine Signalausgabeeinrichtung (18) zum Abgeben des Hochfrequenz-Ausgangssignales entsprechend dem dritten Signal dient.
7. Mischstufe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Halbwellenlängenleitung (11) aus einem Leiter mit einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenz-Ausgangssignales entsprechend dem dritten Signal besteht,

- daß die dritte Signalkopplungseinrichtung·als eine Signaleingabeeinrichtung (15) zum Einspeisen eines Niederfrequenz-Eingangssignales dient, das dem ersten Signal entspricht und eine Modulationswelle ist,

- daß die zweite Signalkopplungseinrichtung als eine Signaleingabeeinrichtung (16) zum Einspeisen eines Hochfrequenz-Eingangssignales dient, das dem zweiten Signal entspricht und einer Modulation unterworfen ist, und

- daß die erste Signalkopplungseinrichtung als eine Signalausgabeeinrichtung (18) zum Abgeben des Hochfrequenz-Ausgangssignales dient, das dem dritten Signal entspricht und das durch das Niederfrequenz-Eingangssignal modulierte Hochfrequenz-Eingangssignal ist.
8. Mischstufe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- daß ein parallel gekoppeltes Bandsperrfilter (37, 43, 46) zum Dämpfen eines Signales mit einer Spiegelfrequenz mit wenigstens einer Einrichtung aus der ersten, der zweiten und

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der dritten Signalkopplungseinrichtung und der Einrichtung mit einer niederen Frequenz bei einer Zwischenfrequenz gekoppelt ist.
9. Mischstufe aus einer Streifenleitung,

gekennzeichnet durch

- (a) eine Halbwellenlängenleitung (11) aus einem Leiter mit einer Länge gleich einer Hälfte der Wellenlänge eines Hochfrequenz-Eingangssignales,

- (b) eine Reihenschaltung aus zwei Dioden (12, 13) zwischen beiden Enden der Halbwellenlängenleitung (11), wobei die Dioden (12, 13) mit der gleichen Polarität angeordnet sind,

- (c) eine Signaleingabeeinrichtung (16) zwischen Erde und einem Punkt aus einem ersten und einem zweiten Verbindungspunkt zum Einspeisen des Hochfrequenz-Eingangssignales, wobei der erste und der zweite Verbindungspunkt durch den Ubergangspunkt der Dioden (12, 13) bzw. ein Ende der Halbwellenlängenleitung (11) festgelegt sind,

- (d) eine Signaleingabeeinrichtung (15) zwischen Erde und dem anderen Punkt aus dem ersten und dem zweiten Verbindungspunkt zum Einspeisen eines überlagerungsschwingungssignales,

- (e) eine Signalausgabeeinrichtung (18) zum Abgeben eines Zwischenfrequenz-Ausgangssignales, wobei die Signal-Ausgabeeinrichtung (18) eine Leerlaufimpedanz für das Hochfrequenz-Eingangssignal und das Uberlagerungsschwingungssignal hat und zwischen Erde und einem Punkt aus dem ersten Verbindungspunkt und einem dritten Verbindungspunkt oder einem gegebenen Punkt auf einem mit dem einen Verbindungspunkt verbundenen Leiter angeschlossen ist, und wobei der dritte Verbindungspunkt durch den Mittenpunkt der Halbwellenlängenleitung (11) festgelegt ist, und

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- (f) eine Einrichtung (17), die eine niedere Frequenz bei einer Zwischenfrequenz hat und zwischen Erde und dem anderen Punkt aus dem ersten und dem dritten Verbindungspunkt oder einem gegebenen Punkt auf einem mit dem anderen Verbindungspunkt verbundenen Leiter angeschlossen ist.

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