DE3737671C2 - - Google Patents
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D9/00—Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
- H03D9/06—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
- H03D9/0608—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes
- H03D9/0616—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes mounted in a hollow waveguide
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Mikrowellen-Gegentaktmischer, bestehend aus einem
Hohlleiterabschnitt mit mindestens zwei darin zwischen
gegenüberliegenden Hohlleiterwänden eingesetzten, an einem
Punkt zusammengeschalteten Halbleiterbauelementen, welcher
Hohlleiterabschnitt drei Tore aufweist, von denen eines für
die Einkopplung eines Hochfrequenzeingangssignals vorgesehen
ist, durch ein zweites die Einkopplung eines
Oszillatorsignals über eine Koaxialleitung erfolgt, deren
Innenleiter an den Zusammenschaltungspunkt der
Halbleiterbauelemente angeschlossen ist, und ein drittes Tor
zur Auskopplung des aus dem Mischvorgang des
Hochfrequenzeingangssignals mit dem Oszillatorsignal
hervorgehenden Hochfrequenzausgangssignals dient, wobei
jedes der drei Tore des Hohlleiterabschnitts mit einem
Filter beschaltet ist, dessen Durchlaßbereich auf das
Frequenzband des durch das jeweilige Tor ein- bzw.
ausgekoppelten Signals abgestimmt ist.
Ein derartiger Mikrowellen-Gegentaktmischer, bei dem das
Oszillatorsignal über eine Koaxialleitung den
Halbleiterbauelementen zugeführt wird und für das
Hochfrequenzeingangssignal und das -ausgangssignal ein
Hohlleitereingang und ein Hohlleiterausgang vorgesehen sind,
ist aus der NTZ, Bd. 33, (1980) Heft 9, S. 590-592 bekannt.
Bei der Konzeption von Mikrowellen-Gegentaktmischern ist
besonders darauf zu achten, daß gewisse unerwünschte
Mischprodukte am Ausgangstor des Mischers möglichst
weitgehend unterdrückt sind. Dieser Erfordernis ist um so
schwieriger nachzukommen als die störenden Mischfrequenzen
sehr dicht am Frequenzband des Ausgangssignals liegen. Der
genannte zum Stand der Technik gehörende
Mikrowellen-Gegentaktmischer bringt in dieser Hinsicht noch
keine befriedigenden Ergebnisse, insbesondere was die
breitbandige Unterdrückung der Mischfrequenzen aus den
geradzahligen Harmonischen der Oszillatorsignalfrequenz und
den ungeradzahligen Harmonischen der Eingangssignalfrequenz
angeht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Mikrowellen-Gegentaktmischer der eingangs genannten Art
anzugeben, bei dem für einen möglichst breiten
Frequenzbereich störende Mischfrequenzen, insbesondere aus
den geradzahligen Harmonischen der Oszillatorsignalfrequenz
und den ungeradzahligen Harmonischen der
Eingangssignalfrequenzen, am Mischerausgang weitgehend
unterdrückt sind.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 geben an, wie
diese Aufgabe durch die vorliegende Erfindung gelöst wird.
Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Bei einem nach der Erfindung realisierten
Mikrowellen-Gegentaktmischer wird vermieden, daß sich gerade
die am nächsten beim Frequenzband des
Hochfrequenzausgangssignals liegenden Mischprodukte in
Richtung des Ausgangstores ausbreiten. Alle anderen nicht
gewünschten Mischfrequenzen lassen sich aufgrund ihres
relativ großen Abstandes vom Frequenzband des
Hochfrequenzausgangssignals mit einem nicht zu großen
filtertechnischen Aufwand eliminieren. Da der Innenleiter
des als Koaxialleitung ausgeführten Signaleingangs bzw.
-ausgangs durch die Kurzschlußwand des querschnittsreduzierten
Hohlleiterabschnitts und damit in Wellenausbreitungsrichtung
verläuft, kann der Innenleiter, ohne daß er das Feld im
Hohlleiterabschnitt wesentlich stört, niederohmig mit großem
Querschnitt ausgeführt sein, und es ist nur eine kurze
Koaxialleitungslänge erforderlich, wodurch ein breitbandiger
Betrieb des Mikrowellen-Gegentaktmischers gewährleistet ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt B-B durch einen in
Hohlleitertechnik realisierten
Mikrowellen-Gegentaktmischer und
Fig. 2 einen Längsschnitt A-A durch diesen
Mikrowellen-Gegentaktmischer.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Schnitte (Querschnitt B-B,
Längsschnitt A-A) durch einen sich mit seiner Längsachse in
der Zeichenebene erstreckenden Hohlleiterabschnitt 1. In
diesem Hohlleiterabschnitt 1 sind zwischen den zwei
gegenüberliegenden Breitseiten zwei in Pill- oder
Mikropillgehäusen eingeschlossene Dioden D 1, D 2 eingelötet,
welche aus einem Hochfrequenzeingangssignal z. B. im
Frequenzbereich 14,05-14,25 GHz und einem Oszillatorsignal
z. B. der Frequenz 2,55 GHz mehrere Mischprodukte entstehen
lassen, unter anderem ein nutzbares
Hochfrequenzausgangssignal im Frequenzbereich 11,5-11,7 GHz.
Die beiden Dioden D 1 und D 2 sind an einem
Zusammenschaltungspunkt 2 galvanisch miteinander verbunden
und bezüglich des Zusammenschaltungspunktes 2 gleichsinnig
gepolt.
Der Hohlleiterabschnitt weist drei Tore auf, eines zum
Einkoppeln des Hochfrequenzeingangssignals, ein zweites zum
Einkoppeln des Oszillatorsignals und ein drittes zum
Auskoppeln des durch die Mischung dieser beiden Signale
entstandenen Hochfrequenzausgangssignals. Das
Oszillatorsignal gelangt über eine Koaxialleitung durch eine
parallel zu den Dioden D 1, D 2 orientierte Schmalseitenwand
des Hohlleiterabschnitts 1 an die Dioden D 1 und D 2, wobei
ein als Innenleiter 3 der Koaxialleitung dienender dünner
Draht mit dem Zusammenschaltungspunkt 2 der Dioden verbunden
ist. An diese Koaxialleitung ist ein Filter, dessen
Durchlaßbereich auf die Oszillatorsignalfrequenz abgestimmt
ist, angekoppelt.
Über einen Hohlleitereingang des Hohlleiterabschnitts 1 wird
entweder das Hochfrequenzeingangssignal den Dioden D 1 und D 2
zugeführt oder das aus dem Mischvorgang hervorgehende
Hochfrequenzausgangssignal aus dem Hohlleiterabschnitt 1
herausgeführt. Die Fig. 1 zeigt die Sicht auf den
Hohlleitereingang, an den ein hier nicht dargestelltes
Hohlleiterfilter angeflanscht ist. Dieses Filter muß so
abgestimmt sein, daß es nur das Frequenzband des durch den
Hohlleitereingang eingespeisten oder herausgeführten
Hochfrequenzsignals durchläßt. An dem diesem
Hohlleitereingang gegenüberliegenden Ende ist der
Hohlleiterabschnitt 1 mit einer Kurzschlußwand 11
abgeschlossen.
Mit dem Zusammenschaltungspunkt 2 der Dioden D 1 und D 2 ist
noch ein Innenleiter 9 einer weiteren Koaxialleitung
kontaktiert, die entweder zur Zuleitung des
Hochfrequenzeingangssignals oder zur Auskopplung des
Hochfrequenzausgangssignals genutzt wird. Damit die
Koaxialleitung das hochfrequente Eingangs- oder
Ausgangssignal genügend breitbandig überträgt, ist dafür zu
sorgen, daß sie möglichst niederohmig ist. Um dieser
Forderung nachzukommen, ist der Querschnitt des Innenleiters
9 möglichst groß gewählt und die Höhe des
Hohlleiterabschnitts 1, soweit es die Abmessungen der
Diodengehäuse zulassen, reduziert.
Das Oszillatorsignal wird hier, wie oben schon ausgeführt,
über die Koaxialleitung mit dem Innenleiter 3 durch die
Schmalseitenwand des Hohlleiterabschnitts 1 den Dioden D 1
und D 2 zugeführt. Und das Hochfrequenzeingangssignal oder
-ausgangssignal wird über die weitere Koaxialleitung
geführt, deren Innenleiter 9 vom Zusammenschaltungspunkt 2
der Dioden D 1, D 2 in Wellenausbreitungsrichtung im
Hohlleiterabschnitt 1 durch eine Bohrung 10 in dessen
Kurzschlußwand 11 verläuft. Die Bohrung 10 in der
Kurzschlußwand 11 hat einen der Höhe des
Hohlleiterabschnitts 1 entsprechenden Durchmesser. Da der
Innenleiter 9 in Richtung der Wellenausbreitung und nicht
quer dazu orientiert ist, wird das Feld im
Hohlleiterabschnitt 1 auch dann kaum gestört, wenn der
Querschnitt des Innenleiters 9 sehr groß ist. In Folge des
dicken Innenleiters 9 besitzt die weitere Koaxialleitung einen
geringen Wellenwiderstand, wodurch sie das sich darüber
ausbreitende Hochfrequenzsignal sehr breitbandig überträgt.
Dem kommt auch entgegen, daß eine sehr kurze weitere Koaxialleitung
ausreicht, um das jeweilige Hochfrequenzsignal von den
Dioden D 1, D 2 bis zum Ausgang des Mischers bzw. umgekehrt zu
führen. Denn es ist aufgrund der Sperrwelleneigenschaften
des Hohlleiterabschnitts 1 unkritisch, wenn die
Kurzschlußebene, durch die der Innenleiter 9 hindurchgeführt
ist, sehr dicht bei den Dioden D 1, D 2 liegt.
Der Innenleiter 9 der eines der beiden Hochfrequenzsignale
leitenden weiteren Koaxialleitung ist kapazitiv an einen Koppelstift
angekoppelt, der aus fertigungstechnischen Gründen innerhalb
eines Sperrwellenhohlleiterfilters 12 realisiert ist. Das
Sperrwellenhohlleiterfilter 12 besitzt neben diesem
Koppelstift drei Resonatoren (Dreikreisfilter), die alle aus
einem Stift 13 und einer darauf gerichteten Abstimmschraube
14 bestehen. Damit die Dioden D 1, D 2 von einem über das
Sperrwellenhohlleiterfilter eingespeisten
Hochfrequenzeingangssignal symmetrisch angesteuert werden,
ist das Sperrwellenhohlleiterfilter 12 so gedreht, daß seine
Koppelstifte 13 senkrecht zu der Diodenanordnung orientiert
sind. Das Sperrwellenhohlleiterfilter 12 ist mit seinem
Durchlaßbereich auf das Frequenzband des von ihm
übertragenen Hochfrequenzsignals abgestimmt.
Der Innenleiter 3 der weiteren Koaxialleitung für das
Oszillatorsignal ist mit einem λ/4-langen Koaxialresonator
15 gekoppelt, der auf die Frequenz des Oszillatorsignals
abgestimmt ist, das über einen koaxialen Eingang 16 in den
Koaxialresonator 15 eingespeist wird. Eine seitlich in den
Koaxialresonator 15 eindringende Schraube 17 dient zur
Feinabstimmung auf die Oszillatorsignalfrequenz.
An den Hohlleitereingang bzw. -ausgang 18 des
Hohlleiterabschnitts 1 ist ein fünfkreisiges
Sperrwellenhohlleiterfilter 19 angeschlossen, das ähnlich
wie das andere Sperrwellenhohlleiterfilter 12 realisiert ist
und entsprechend auf das Frequenzband des von ihm geführten
Hochfrequenzsignals abgestimmt ist. Zwischen dem
Hohlleiterabschnitt 1 und dem Sperrwellenhohlleiterfilter 19
ist ein Übergangsstück 20 eingefügt, das den Querschnitt des
Hohlleiterabschnitts 1 an den Querschnitt des
Sperrwellenhohlleiters 19 anpaßt.
Der beschriebene Mikrowellen-Gegentaktmischer ist in der
Lage, besonders störende Mischprodukte vom
Hochfrequenzausgangssignal fernzuhalten. So sind die beim
Mischen eines Oszillatorsignals von z. B. f o = 2,55 GHz mit
einem Hochfrequenzeingangssignal im Frequenzbereich von z. B.
f E = 14,05-14,25 GHz entstehenden Mischprodukte
(10 · f o - f E und -12 · f o + 3f E ) aus geradzahlig
Harmonischen der Oszillatorsignalfrequenz und ungeradzahlig
Harmonischen der Eingangssignalfrequenz besonders störend,
weil sie sehr nahe beim nutzbaren Frequenzband 11,5-11,7 GHz
des Hochfrequenzausgangssignals liegen.
Wird bei diesem Mikrowellen-Gegentaktmischer das
Hochfrequenzeingangssignal über die weitere Koaxialleitung mit dem
Innenleiter 9 in den Hohlleiterabschnitt 1 eingekoppelt und
das Hochfrequenzausgangssignal über den Hohlleiterausgang
herausgeführt, so hat dieser Gegentaktmischer gegenüber
einem, bei dem umgekehrt das Hochfrequenzeingangssignal über
den Hohlleitereingang und das Hochfrequenzausgangssignal
über die weitere Koaxialleitung ein- bzw. ausgekoppelt wird, einen
gewissen Vorteil. Denn bei einer solchen Anordnung können
sich auch die ungeradzahligen Harmonischen der
Oszillatorsignalfrequenz nicht in Richtung des Ausgangstores
ausbreiten. Gerade die 5. Harmonische der
Oszillatorsignalfrequenz liegt nämlich noch relativ dicht
beim Ausgangssignalfrequenzband. Sie müßte sonst, wenn sie
über das Ausgangstor auch ausgekoppelt würde, mit
entsprechend hohem Filteraufwand vom
Ausgangssignalfrequenzband abgetrennt werden. Die umgekehrte
Anordnung (Hohlleitereingang, koaxialer Ausgang) ist dann
günstiger, wenn eine geradzahlige Oszillatorharmonische
relativ nahe am Ausgangssignalfrequenzband liegt. Andere
noch auftretende, sich in Richtung des Ausgangstores
ausbreitende Mischprodukte liegen so weit vom
Ausgangssignalfrequenzband entfernt, daß sie mit üblichen
Filtern gegenüber dem Ausgangssignalfrequenzband unterdrückt
werden können. Die übrigen in das Ausgangssignalfrequenzband
fallenden Mischprodukte sind von sehr hoher Ordnung, so daß
diese soweit abgeschwächt sind, daß sie nicht mehr störend
wirken.
Claims (4)
1. Mikrowellen-Gegentaktmischer, bestehend aus einem
Hohlleiterabschnitt mit mindestens zwei darin zwischen
gegenüberliegenden Hohlleiterwänden eingesetzten, an
einem Punkt zusammengeschalteten Halbleiterbauelementen,
welcher Hohlleiterabschnitt drei Tore aufweist, von denen
eines für die Einkopplung eines
Hochfrequenzeingangssignals vorgesehen ist, durch ein
zweites die Einkopplung eines Oszillatorsignals über eine
Koaxialleitung erfolgt, deren Innenleiter an den
Zusammenschaltungspunkt der Halbleiterbauelemente
angeschlossen ist, und ein drittes Tor zur Auskopplung
des aus dem Mischvorgang des Hochfrequenzeingangssignals
mit dem Oszillatorsignal hervorgehenden
Hochfrequenzausgangssignals dient, wobei jedes der drei
Tore des Hohlleiterabschnitts mit einem Filter beschaltet
ist, dessen Durchlaßbereich auf das Frequenzband des
durch das jeweilige Tor ein- bzw. ausgekoppelten Signals
abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hohlleiterabschnitt (1) in seiner Höhe und Breite soweit
reduziert ist, daß er für das Hochfrequenzeingangssignal
wie ein Sperrwellenhohlleiter wirkt, daß der
Hohlleiterabschnitt (1) an einem Ende mit einer
Kurzschlußwand (11) abgeschlossen ist und daß entweder
das Hochfrequenzeingangssignal oder das
Hochfrequenzausgangssignal über eine weitere Koaxialleitung,
deren Innenleiter (9) an den Zusammenschaltungspunkt (2)
der Halbleiterbauelemente (D 1, D 2) angeschlossen ist und
durch eine Bohrung (10) in der Kurzschlußwand (11)
verläuft, in den Hohlleiterabschnitt (1) hinein- bzw. aus
ihm herausgeführt ist.
2. Mikrowellen-Gegentaktmischer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bohrung
(10) einen der Höhe des Hohlleiterabschnitts (1)
entsprechenden Durchmesser aufweist, durch den der
Innenleiter (9) der weiteren Koaxialleitung in den
Hohlleiterabschnitt (1) hineingeführt ist.
3. Mikrowellen-Gegentaktmischer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenleiter (9) der weiteren
Koaxialleitung, der in
Wellenausbreitungsrichtung durch den Hohlleiterabschnitt
(1) verläuft,
einen größeren Querschnitt aufweist, als der Innenleiter
(3) der Koaxialleitung für das Oszillatorsignal, der quer
zur Wellenausbreitungsrichtung durch den
Hohlleiterabschnitt (1) verläuft und durch eine
Seitenwand geführt ist.
4. Mikrowellen-Gegentaktmischer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Filter für das Oszillatorsignal
ein Koaxialresonator (15) ist und daß die Filter für das
Hochfrequenzeingangssignal und für das
Hochfrequenzausgangssignal Sperrwellenhohlleiterfilter
(12, 19) sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873737671 DE3737671A1 (de) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Mikrowellen-gegentaktmischer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873737671 DE3737671A1 (de) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Mikrowellen-gegentaktmischer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3737671A1 DE3737671A1 (de) | 1989-05-24 |
DE3737671C2 true DE3737671C2 (de) | 1989-10-26 |
Family
ID=6339909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873737671 Granted DE3737671A1 (de) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Mikrowellen-gegentaktmischer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3737671A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7081370B2 (en) | 2002-09-04 | 2006-07-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Silicon substrate apparatus and method of manufacturing the silicon substrate apparatus |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE879848C (de) * | 1943-04-21 | 1953-06-15 | Telefunken Gmbh | UEberlagerungsempfaenger, vorzugsweise fuer sehr kurze elektrische Wellen, mit zur Entkopplung dienenden Filtern zwischen Mischstufe und Oszillator einerseits und Mischstufe und Zwischenfrequenz-verstaerker andererseits |
EP0143225B1 (de) * | 1983-11-24 | 1990-11-28 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Mikrowellen-Gegentaktfrequenzumsetzer |
-
1987
- 1987-11-06 DE DE19873737671 patent/DE3737671A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3737671A1 (de) | 1989-05-24 |
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