DE3104057C2

DE3104057C2 - Einrichtung zum Erzeugen von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Hochfrequenzsignalen

Info

Publication number: DE3104057C2
Application number: DE19813104057
Authority: DE
Inventors: Joaquim Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Santos
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE3104057A1

Abstract

Zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von 90 ° zwischen zwei seitlich aufeinanderfolgenden Hochfrequenzsignalen wird ein 3 dB-Hybrid mit vier Anschlüssen (9, 10, 11, 12) verwendet. Das Hochfrequenzsignal, dessen Phase verschoben werden soll, wird dem 3 dB-Hybrid über eine Schalteinrichtung (1), die drei Signaleingänge (2, 3, 4), zwei Signalausgänge (5, 6) (diese sind mit zwei Eingangsanschlüssen des 3 dB-Hybrids verbunden) und einen Steuereingang (7) aufweist, zugeführt. Die Signaleingänge (2, 4), denen nicht das HF-Signal zugeführt wird, sind jeweils mit einem Abschlußwiderstand (14, 15) verbunden. Die Schalteinrichtung verbindet jeweils den HF-Eingang (3) und einen Abschlußwiderstand mit den Eingang-Anschlüssen (9, 10) des 3 dB-Hybrids, und zwar so, daß, abhängig von der Schaltstellung, der HF-Eingang mit dem einen oder dem anderen der Eingangsanschlüsse des 3 dB-Hybrids und der jeweils andere Eingangsanschluß des 3 dB-Hybrids mit einem der beiden Abschlußwiderstände verbunden ist. Das HF-Ausgangssignal, dessen Phase verschoben wird, wird immer vom gleichen Ausgangsanschluß des 3 dB-Hybrids abgenommen; der andere Ausgangsanschluß (12) ist mit einem Widerstand (13) verbunden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.

3 dB-Hybrids und ihre Anwendungen sind allgemein bekannt, zum Beispiel aus MICROWAVES, PRODUCT DATA DIRECTORY, June 28,1977,Seiten 232-236.

In der deutschen Offenlegungsschrift 30 29 169 ist eine Sendeeinrichtung für ein Navigationssystem beschrieben, die eine Einrichtung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von 90° zwischen zwei Hochfrequenzsignalen unter Verwendung eines 3 dB-Hybrids enthält. Zwei Ausgangssignale des 3 dB-Hybrids sind um 90° gegeneinander phasenverschoben. Abhängig von der jeweils gewünschten Phasenlage wird das eine oder das andere Ausgangssignal weitergeschaltet.

Bei dieser Art der Erzeugung der Phasenverschiebung von 90° ist jeweils ein anderer der beiden Ausgnngsunschlüsse mit dem Widerstand der Einrichtung, der das Ausgangssignal zugeführt wird, abgeschlossen. IXt andere Aiisgangsansehluß ist mit einem Abschlußwidersiand verbunden. Es sind nicht beide Ausgangsansclilüsse des 3 dB-Hybrids gleichzeitig gleich belastet. Dies hat zur Folge, daß die gewünschte Phasenverschiebung von 90^c nicht exakt erzeugt werden kann.

Aufgabe

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue Einrichtung zur Erzeugung von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Hochfrequenzsignalen, die auch dann um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, wenn der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung schwankt, anzugeben.

to Lösung

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Anspruch 2 enthalten.

Vorteil

Mit der neuen Einrichtung ist es möglich, eine Phasenverschiebung von exakt 90° zu erreichen. Die Weilerbildung gemäß Anspruch 2 erlaubt es, unterschiedliche Weglängen zwischen dem Eingang der Schalteinrichtung und den Eingangsanschlüssen des 3dB-Hybrids zu kompensieren.

Erläuterung der Erfindung

Die Erfindung wird anhand der einzigen Zeichnung, die ein Blockschaltbild der neuen Einrichtung zur Erzeugung der Phasenverschiebung ist, beispielsweise näher erläutert.

Das HF-Eingangssignal, dessen Phase verschoben werden soll, wird einem Eingang £ zugeführt. Das Ausgangssignal wird am Ausgang A abgenommen. Das Steuersignal wird der Einrichtung zur Erzeugung der Phasenverschiebung über einen Eingang 5 zugeführt.

Das Steuersignal steuert die Einrichtung zur Erzeugung der Phasenverschiebung so, daß die Phase des HF-Ausgangssignals gegenüber der Phase des HF-Eingangssignals unverändert oder um 90° verschoben ist. Hierbei ist es besonders wichtig, daß die Phasenverschiebung exakt 90° ist.

Es werden zunächst die bekannten Eigenschaften des 3 dB-Hybrids, soweit sie zum Verständnis der Erfindung notwendig sind, erläutert. Das 3 dB-Hybrid hat zwei erste Anschlüsse 9,10 und zwei zweite Anschlüsse 11,12.

1. Das HF-Eingangssignal wird dem Anschluß 9, der einer der ersten Anschlüsse ist, zugeführt. In diesem Fall ist der Anschluß 9 der Eingangsanschluß.

Dann gilt:

— der Anschluß 10 (ebenfalls einer der ersten Anschlüsse) ist von den Anschlüssen 9,11,12 entkoppelt,

— die Phase des am Ausgang 11 abgenommenen H F-Ausgangssignals ist gegenüber der Phase des HF-Eingangssignals unverändert, und

— die Phase des am Ausgang 12 abgenommenen HF-Signals ist gegenüber der Phase des HF-Eingangssignals um —90° verschoben.

Das HF-Eingangssignal wird dem Anschluß 10 zugeführt. In diesem Fall ist der Anschluß 10 der liingangsanschluß.

Dann gilt:

— der Anschluß 9 ist von den Anschlüssen 10, 11, 12 entkoppelt.

— die Phase des am Ausgang 11 abgenommenen H F-Ausgangssignals ist gegenüber der Phase des HF-Eingangssignals um —90° verschoben, und

— die Phase des am Ausgang 12 abgenommenen HF-Signals ist gegenüber der Phase des HF-Eingangssignals unverändert.

Eine Schalteinrichtung 1 weist drei Eingänge 2, 3, 4, zwei Ausgänge 5,6 und einen Steuereingang 7 auf. Ein Doppelschalter, der zwischen zwei Stellungen umschaltbar ist, verbindet jeweils zwei der Eingänge mit den beiden Ausgängen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand sind die Eingänge 2 und 3 durchgeschaltet; in der anderen Schaltstellung sind die Eingänge 3 und 4 durchgeschaltet. Je nach Schaltstellung ist der Eingang 3 mit dem ersten oder dem zweiten Ausgang verbunden. Der Eingang 3 ist der Eingang ffder Einrichtung zur Erzeugung der Phasenverschiebung.

Die zwei Ausgänge 5, 6 der Schalteinrichtung 1 sind mit den beiden ersten Anschlüssen 9, 10 des 3 dB-Hybrids 8 verbunden. Jeweils einer dieser Anschlüsse dient als EingangsanschluB, während der jeweils andere Anschluß der entkoppelte Anschluß ist.

Bei der gezeichneten Schalterstellung wird das HF-Eingangssignal vom Eingang 3 zum Ausgang 6 durchgeschaltet und dem 3 dB-Hybrid über den Anschluß 10, der in diesem Fall der Eingangsanschluß ist, zugeführt. Das am Ausgangsanschluß 11 (einer der zweiten Anschlüsse) abgenommene HF-Ausgangssignal ist gegenüber der Phase des HF-Eingangssignal um —90° verschoben. Der entkoppelte Anschluß 9 ist mit dem Ausgang 5 der Schalteinrichtung 1 verbunden. Zum Abschluß des entkoppelten Anschlusses 9 ist ein Widerstand 14 von 50 Ω vorgesehen, der mit dem Eingang 2 der Schalteinrichtung 1 verbunden ist. Um zu gewährleisten, daß beide Ausgangsanschlüsse des 3 dB-Hybrids gleich belastet werden, ist der zweite Ausgangsanschluß 12, von dem kein Signal zur Weiterverarbeitung abgenommen wird, mit einem Widerstand 13 abgeschlossen, der gleich dem Widerstand der Einrichtung, der das HF-Ausgangssignal zugeführt wird, ist. Somit wird gewährleistet, daß beide Ausgangsanschlüsse stets gleich belastet sind.

Entsprechendes gilt für die andere, nicht dargestellte Schaltstellung der Schalteinrichtung 1. Das HF-Eingangssignal gelangt über den Eingang 3 und den Ausgang 5 der Schalteinrichtung zum Anschluß 9 des 3 dB-Hybrids, der jetzt der Eingangsanschluß ist. Der Anschluß 10 ist der entkoppelte Anschluß und mit einem Widerstand 15, der mit dem Eingang 4 der Schalteinrichtung verbunden ist, abgeschlossen. Statt zwei Widerstände 14, 15 zu verwenden, ist es auch möglich, den Eingang 2 mit dem Eingang 4 zu verbinden. Dann ist nur noch ein Widerstand notwendig. Die Phase des am Ausgungsiinschluß It abgenommenen HF-Ausgangssignals ist gegenüber dtir Phase des HF-Eingangssignals um —90" verschoben.

Die Belastung des jeweils entkoppelten Anschlusses ist nicht kritisch· da der entkoppelte Anschluß gegenüber den andere'¹ Anschlüssen mit ca. 43 dB entkoppelt ist.

Die Schalter 'Jer Schalteinrichtung 1 sind PIN-Diodcn.

Je nach Toleranz der verwendeten Bauelemente ist es möglich, daß siel¹ die Weglängen für das HF-Eingangssignal bei den unterschiedlichen S^halterstellungen (Weg 3—6—10; Weg 3^-5—9) geringfügig unterscheiden. Um

dies zu kompensieren, ist bei einer Weiterbildung zwischen den Anschlüssen 9 und 10 des 3 dB-Hybrids ein an sich bekannter Differentialtrimmer 16 vorgesehen. Dieser erzeugt kapazitive Belastungen im Bereich von einigen pF. Nimmt infolge einer anderen Einstellung des Differen'ialtrimmers die Belastung für den einen Weg zu, dann nimmt die Belastung für den anderen Weg ab. Durch eine Einstellung vor Inbetriebnahme können dadurch die elektrischen Weglängen auf gleiche Werte eingestellt werden. Als Differentialtrimmer kann das Bauelement TM 12 D von VOLTRON ICS verwende·, werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Pateniansprüche:

1. Einrichtung zum Erzeugen von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Hochfrequenzsignalen, die um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, mit einem 3 dB-Hybrid, das zwei erste Anschlüsse, von denen der eine ein Eingangsanschluß und der andere ein von den übrigen Anschlüssen entkoppelter Anschluß ist, und zwei zweite Anschlüsse, die die Ausgangsanschlüsse sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzsignal, dessen Phase verschoben werden soll, über einen ersten Signaleingang (3) einer Schalteinrichtung (1), die drei Signaleingänge (2,3,4), zwei Signalausgänge (5, 6) und einen Steuereingang (7) aufweist und die jeweils den ersien und einen weiteren Signaleingang mit den beiden Signalausgängen verbindet, einem der ersten Anschlüsse (9, 10) des 3 dB-Hybrids, der dann der Eingangsanschluß ist. zugeführt wird, und zwar dergestalt, daß es je nach Schaltstellung der Schalteinrichtung (1) einem anderen der ersten Anschlüsse zugeführt wird, daß der jeweils andere Ausgang der Schalteinrichtung mit dem jeweils anderen der ersten Anschlüsse des 3 dB-Hybrids verbunden ist, daß die beiden anderen Signaleingänge (2,4) der Schalteinrichtung jeweils mit einem (14,15) oder einem gemeinsamen Widerstand, verbunden sind, daß das Hochfrequenzausgangssignal immer von demselben Ausgangsanschluß (11) des 3 dB-Hybrids (8) abgenommen wird und daß der andere Ausgangsanschluß (12) mit einem Abschlußwiderstand (13) verbunden ist, der so dimensioniert ist, daß beide Ausgänge des 3 dB-Hybrids gleich belastet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die beiden Eingangsanschlüsse (9, 10) des 3 dB-Hybrids (8) ein Differentialtrimmer (16) geschaltet ist.