DE3933055C2 - 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen - Google Patents

180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen

Info

Publication number
DE3933055C2
DE3933055C2 DE19893933055 DE3933055A DE3933055C2 DE 3933055 C2 DE3933055 C2 DE 3933055C2 DE 19893933055 DE19893933055 DE 19893933055 DE 3933055 A DE3933055 A DE 3933055A DE 3933055 C2 DE3933055 C2 DE 3933055C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line
line structure
shift keying
phase shift
amplitude modulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19893933055
Other languages
English (en)
Other versions
DE3933055A1 (de
Inventor
Heinrich Dipl Ing Callsen
Lorenz-Peter Dr Ing Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Daimler Benz Aerospace AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz Aerospace AG filed Critical Daimler Benz Aerospace AG
Priority to DE19893933055 priority Critical patent/DE3933055C2/de
Publication of DE3933055A1 publication Critical patent/DE3933055A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3933055C2 publication Critical patent/DE3933055C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C7/00—Modulating electromagnetic waves
    • H03C7/02—Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas
    • H03C7/025—Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices
    • H03C7/027—Modulating electromagnetic waves in transmission lines, waveguides, cavity resonators or radiation fields of antennas using semiconductor devices using diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen 180°-Phasenumtast-/Ampli­ tudenmodulator für den Mikrowellenbereich gemäß Oberbe­ griff des Patentanspruches 1. Ein solcher Modulator ist beispielsweise aus dem Artikel von H. Callsen, G. Kadisch und B. Adelseck: "A Novel E-plane 180°-PSK/ASK-Modulator for Ka-Band", in: Proc. Conf. of Microwave-Technology and Optoelectronic, MIOP′88, Wiesbaden, 2.-4.3.1988, bekannt.
Modulatoren dieser Art werden auch 2-PSK-, 180°-PSK-, ASK-/AM-, Amplitudenmodu1atoren genannt und beispielsweise in Mikrowellen-Funksystemen eingesetzt, die sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch in terrestrischen Anwendungen immer mehr an Bedeutung gewinnen. Systeme dieser Art, und hier insbesondere Millimeterwellen-Funksysteme, zeichnen sich durch einen hohen Antennengewinn, geringe Geräteab­ messungen und große Bandbreite aus und eignen sich daher besonders für den Einsatz in Satellitenkommunikationssy­ stemen oder in lokalen Kommunikationsnetzwerken (LANs) oder in kurzreichweitigen Mobilfunksystemen, kurzer Reich­ weite.
Bei dem bekannten Modulator nach Fig. 1-2 handelt es sich um einen 180°-PSK/ASK-Modulator für den Betrieb im Ka- Band. Er ist T-förmig in Finleitungstechnik auf einem Sub­ strat Su ausgebildet. Ausgangsseitig besteht er aus einer asymmetrischen Finleitungsstruktur, die mit einer Suspen­ ded Stripline über einen Tiefpaßfilter verbunden ist. Die asymmetrische Finleitungsstruktur ist über einen λ/4 transformierten Kurzschluß erweitert, wobei λ die mittlere Wellenlänge der modulierten Mikrowelle ist. An die Suspended Stripline ist eine Koplanarleitungsstruk­ tur angeschlossen, die mittels zweier PIN-Dioden auf die jeweilige Fin einer symmetrischen Finleitungsstruktur am Eingang geschaltet wird. Die Dioden selbst sind in Rei­ henschaltung angeordnet. Im Bereich der Suspended Stri­ pline verjüngt sich der Hohlleiterquerschnitt RH im Inne­ ren, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Hierdurch erreicht man, daß nur ein Feldtyp auf der Suspended Stripline ausbreitungsfähig ist. Auftretende andersartige Wellen werden stark gedämpft.
Einfallende Hohlleiterwellen werden auf der ersten Finlei­ tungsstruktur in Finleitungswellen umgewandelt.
Durch Beschaltung der Dioden Da und/oder Db erreicht man, daß sich in der zugehörigen Koplanarleitung, durch die Finleitungswelle angeregt, ein gerader und ein ungerader Wellentyp ausbildet. Der ungerade Wellentyp gelangt über die Suspended Stripline auf das senkrecht zur Suspended Stripline liegende asymmetrische Finleitungs-Übergang und wird danach in eine Hohlleiterwelle umgewandelt.
Der Tiefpaß verbindet den Mittelleiter der Suspended Stri­ pline mit dem asymmetrischen Fin auf der Substratunter­ seite und entkoppelt die Mikrowelle vom Steuersignaltor.
Wegen der T-förmigen Anordnung ist es notwendig, relativ viel Platz auf der Substratfläche für Leitungsstrukturen und im späteren Endgerät für den Modulator bereitzustel­ len, der Fertigungsaufwand des Gehäuses ist erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Modulator der eingangs genannten Art zu schaffen, der möglichst raumsparend, materialsparend und leicht herstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in Pa­ tentanspruch 1 beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung aufge­ führt.
Der erfindungsgemäße Modulator besteht aus metallischen Leitungsstrukturen, die auf ein dielektrisches Substrat aufgebracht sind. Diese Leitungsstrukturen sind in Reihe geschaltet. Auf einer ersten Leitungsstruktur ist eine symmetrische Welle (elektromagnetische Welle) aus­ breitungsfähig. Über ein erstes Symmetrierglied ist diese erste Leitungsstruktur mit einer zweiten Leitungsstruktur gekoppelt. Auf der zweiten Leitungsstruktur ist eine asym­ metrische Mikrowelle ausbreitungsfähig. Die zweite (oder die erste) Leitungsstruktur ist mit einer dritten Lei­ tungsstruktur über ein zweites Symmetrierglied gekoppelt. Auf der dritten Leitungsstruktur sind symmetrische (oder asymmetrische) Wellen ausbreitungsfähig.
Das erste Symmetrierglied besteht aus einer Koplanarlei­ tung mit einem Mittelleiter und zwei Außenleitern. Und Schaltdioden am symmetrischen Tor mit denen der Mittel­ leiter wahlweise mit einem der beiden Außenleiter verbun­ den werden kann, so daß dieses erste Symmetrierglied schaltbar ist. Die Dioden sind vorzugsweise als PIN-Dioden realisiert. Je nach Verschaltung der Dioden können diese einzeln oder gemeinsam angesteuert werden. Kann man die Dioden einzeln ansteuern, so richtet sich die Polung der Dioden nach der Art der jeweiligen Steuerspannung/-strom. Sind die Dioden nur gemeinsam ansteuerbar, so sind sie an­ tiparallel anzuordnen.
Das zweite Symmetrierglied besteht ebenfalls aus einer Koplanarleitung, bei der aber durch einen metallischen Verbindungssteg, der Mittelleiter mit einem der beiden Außenleitern fest verbunden ist.
Alternativ ist das zweite Symmetrierglied schaltbar und das erste fest verschaltet zu realisieren. Die erste bis dritte Leitungsstruktur und die beiden Symmetrierglieder sind koaxial als Reihenschaltung angeordnet.
Die Symmetrierglieder weisen eine Längenausdehnung von vorzugsweise λ/4 auf. Die Leitungsstruktur zwischen den Symmetriergliedern ist kleiner oder vorzugsweise in etwa gleich λ/2-lang. λ ist die mittlere sich ausbreitende Wel­ len-Wellenlänge.
Durch die koaxiale Anordnung der einzelnen Leitungsstruk­ turen und der Symmetrierglieder und durch den quasi symmetrischen Aufbau der Anordnung ist es gelungen, einen platz-, raumsparenden und leicht herstellbaren Modulator zu realisieren.
Die Leitungsstrukturen des Modulators sind vorteilhaft in Finleitungstechnik, weitere vorteilhafte Ausführungen sind in Mikrostreifenleitungstechnik aufgebaut.
Im folgenden wird die Erfindung anhand Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Die Draufsicht auf den bereits diskutierten 2-PSK- Modulator gemäß dem eingangs erwähnten Artikel von H. Callsen et.al.
Fig. 2 Einen Ausschnitt von Fig. 1 sowie die zugehörigen Längsschnittbilder unter Berücksichtigung der Hohlleitergeometrie.
Fig. 3 Die Draufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Modulators in Finleitungs­ technik.
Fig. 4 Die Draufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Modulators in Mikrostreifen­ leitungstechnik.
Fig. 5 Die Draufsicht auf eine andere vorteilhafte Aus­ führung des erfindungsgemäßen Modulators in Mi­ krostreifenleitungstechnik.
Der erfindungsgemäße Modulator nach Fig. 3 ist in Finlei­ tungstechnik aufgebaut. Die umgewandelten Hohlleiterwellen werden auf dem Substrat Su nacheinander auf der sequenti­ ell folgenden Leitungsstrukturen in symmetrische-, asymme­ trische- und schließlich wieder in symmetrische Wellen um­ gewandelt. Anschließend wird die zuletzt genannte Finlei­ tungswelle in eine Hohlleiterwelle umgewandelt.
Die Oberseite des Substrates Su besteht aus der koaxialen Serienschaltung eines ersten symmetrischen Fin­ leitungsüberganges (erste Leitungsstruktur), eines schalt­ baren ersten Symmetriergliedes in Form einer Koplanarlei­ tungsschaltung, einer Suspended Stripline (zweite Lei­ tungsstruktur), eines nicht schaltbaren zweiten Symmetriergliedes in Form einer Koplanarleitungsschaltung und eines zweiten symmetrischen Finleitungsüberganges (dritte Leitungsstruktur). Die Finleitungs-Übergänge be­ stehen jeweils aus zwei zueinander symmetrisch angeord­ neten Flossen (Fins).
Die Symmetrierglieder bestehen jeweils aus einer etwa ca. λ/4 langen Koplanarleitung, deren Mittelsteg am symmetri­ schen Tor mit einem der zwei Außenleiter verbunden ist. Der metallische Mittelsteg geht in den Mittelleiter der Suspended Stripline über. Die zwei Außenleiter gehen in die jeweilige Fin des zugehörigen Finleitungs-Überganges über.
Der Übergang zwischen dem Außenleiter des schaltbaren er­ sten Symmetriergliedes und dem ersten Finleitungs-Übergang erfolgt nicht abrupt, sondern vorteilhafterweise unter ei­ nem Winkel α < 90°, wobei die Berandung des Mittelleiters und die Berandung der zugehörigen Fins parallel verläuft. Durch den nicht abrupten Übergang werden Feldverzerrungen an den Übergangsstellen von dem ersten bzw. zweiten Fin­ leitungs-Übergang auf das erste bzw. zweite Symmetrier­ glied verringert. Der Übergang zwischen dem nicht schalt­ barem zweiten Symmetrierglied und zweitem Finleitungs- Übergang erfolgt in gleicher Weise stetig.
Der Hohlleiter H liegt im Bereich der Verjüngung RH auf dem Substrat Su auf.
Das zweite Symmetrierglied ist über einen metallischen Verbindungssteg V mit einer Fin des zweiten Finleitung- Überganges verbunden. Über dieses wird das Bezugspoten­ tial, z. B. Masse, auf der Koplanarleitung gebracht. Das Bezugspotential selbst wird an einem Steuerkontakt c ange­ legt.
Mit den Steuerkontakten a und b sind die Schaltdioden Da und Db verbunden und einzeln ansteuerbar. Im geschalteten Zustand verbinden sie abhängig vom Schaltzustand den Mit­ telleiter des ersten Symmetriergliedes mit einem Außenlei­ ter der Koplanarleitung.
Die Suspended Stripline hat eine Längenausdehnung von kleiner oder vorzugsweise in etwa gleich λ/2.
Der Modulator ist in Längsrichtung in den Nuten eines Hohlleiters H befestigt. Durch Isolationsfolien in dieser in ihrem gesamten Bereich annähernd gleich tiefen Nut, er­ folgt eine niederfrequenzmäßige Isolation der Leitungs­ strukturen auf dem Substrat Su von Hohlleiter H.
Die PSK-Modulation erfolgt derart, daß der Mittelleiter durch Ansteuerung der PIN-Dioden (Dioden) wechselweise mit dem einen oder anderem Außenleiter verbunden wird, wobei die Dioden im stromführenden Schaltzustand für die Mikro­ welle als in etwa ideal leitend (Sättigungsbereich) auf­ faßbar sind. Es entsteht ein 2-PSK/-Signal. Das Umschalten der Dioden verursacht ein Umpolen der Spannung zwischen den Fins und damit eine Phasendrehung um 180°.
Erhalten die beiden Dioden kein oder ein gleiches Steuer­ signal, so verliert das Symmetrierglied seine transformie­ rende Eigenschaft. Es findet keine Modenkonversion vom Finleitungswellentyp in den Koaxialtyp auf der Suspended Stripline mehr statt. Der Weg der Mikrowelle durch die Schaltung ist somit unterbrochen.
Eine Amplitudenmodulation der Mikrowelle kann mit dem Di­ odenstrom ausgeführt werden. An Kontakt c wird das Be­ zugspotential für den Mittelleiter angelegt, das vorzugs­ weise Masse ist.
Aufgrund seiner reziprohen Eigenschaften kann der Modula­ tor bidirektional betrieben werden. Durch die koaxiale Ge­ samtstruktur ist ein erfindungsmäßiger, raumsparender und leicht herstellbarer Modulator realisiert worden.
Der erfindungsgemäße Modulator nach Fig. 4 ist in Mi­ krostreifenleitungstechnik aufgebaut. Die Mikrowellen wer­ den auf dem Substrat Su nacheinander auf der sequentiell folgenden Leitungsstruktur in asymmetrische-, symmetri­ sche- und anschließend wieder in asymmetrische Mikrowellen umgewandelt.
Die Oberseite des Substrates ist ganz metallisiert (Grund­ metallisierung). Aus ihr werden die benötigten Strukturen herausgearbeitet. Man erkennt an den bearbeiteten Stellen das freigelegte Substrat Su. Strukturen auf der Unterseite liegen in metallisierter Form vor.
Bei der ersten Leitungsstruktur handelt es sich um eine ungeschirmte in etwa λ/2-lange Schlitzleitung auf der Sub­ stratoberseite, auf ihr ist eine symmetrische Mikrowelle ausbreitungsfähig. Die ungeschirmte Schlitzleitung liegt zwischen zwei in etwa λ/4-langen Symmetriergliedern. Ko­ axial zu dieser Anordnung liegen die zweite und die dritte Leitungsstruktur′ auf denen jeweils asymmetrische Mikro­ wellen ausbreitungsfähig sind.
Der Mittelsteg des zweiten (nicht schaltbaren) Symmetrier­ gliedes überlappt die dritte Leitungsstruktur auf einer Länge von in etwa λ/4 und ist über den Verbindungssteg v mit der übrigen Grundmetallisierung verbunden. Der Mittel­ steg des ersten schaltbaren Symmetriergliedes ist im Be­ reich des asymmetrischen Tores mittels mindestens einer Durchkontaktierung K mit der zweiten Leitungsstruktur ver­ bunden.
Die Breite beider Leitungsstrukturen auf der Substratun­ terseite ist kleiner als die der Mittelstege der beiden Symmetrierglieder, die als Koplanarleitungen ausgebildet sind.
An der zweiten Leitungsstruktur liegt der Steuerkontakt d für die antiparallel geschalteten Schaltdioden Da und Db des ersten Symmetriergliedes. Zwischen Steuerkontakt und zweiter Leitungsstruktur liegt zur Hochfrequenzabblockung eine Hochfrequenz-Drossel. Wahlweise kann diese auch außerhalb des Substrates angeordnet werden.
Prinzipiell funktioniert der Modulator nach Fig. 4 äquiva­ lent wie jener nach Fig. 3. Die z. B. aus einem Hohlleiter ausgekoppelten Mikrowellen werden über die Mikrostreifen­ leitung auf das beschichtete Substrat-eingekoppelt und als Koaxialmoden am symmetrischen Tor der ungeschirmten Koplanarleitung (schaltbares Symmetrierglied) moduliert. Die folgende ungeschirmte Finleitung hat die gleiche Auf­ gabe wie die Hohlleiterquerschnittsverjüngung der Suspen­ ded Stripline in Fig. 3. Mittels des zweiten Symmetrier­ gliedes wird der Schlitzleitungswellentyp wieder in einen Mikrostreifenleitungswellentyp zurückgewandelt und gegebe­ nenfalls über einen weiter hier nicht gezeigten Übergang wieder in einen Hohlleiter eingespeist.
Die Modulation erfolgt derart, daß der Mittelsteg des er­ sten Symmetriergliedes durch Ansteuerung der - vorzugsweise - PIN-Dioden Da, Db (Dioden) mit der Grund­ metallisierung verbunden wird, wobei die Dioden im Schalt­ zustand als in etwa ideal leitend (Sättigungbereich) auf­ faßbar sind. Es entsteht ein 2-PSK/ASK-Signal. Durch Var­ riation des Diodenstromes zwischen I = 0 und I = Imax, wird ein AM-Signal erzeugt. An Kontakt d wird die Steuer­ spannung der antiparallel geschalteten Dioden Da, Db ange­ legt.
Aufgrund der vorliegenden erfindungsmäßigen Schaltungsan­ ordnung ist das Layout besonders einfach, da nur recht­ winklige Strukturen auftreten.
Der erfindungsmäßige Modulator nach Fig. 5 ist ebenfalls in Mikrostreifenleitungstechnik aufgebaut. Die z. B. umgewandelten Hohlleiterwellen-werden auf dem Substrat Su nacheinander auf der sequentiell folgenden Leitungsstruk­ tur in asymmetrische-, symmetrische- und anschließend wie­ der in asymmetrische Mikrowellen umgewandelt. Anschließend wird z. B. die zuletzt genannte Mikrowelle in eine Hohllei­ terwelle umgewandelt.
Strukturen auf der Substratoberseite liegen in metalli­ sierter Form vor. Die Substratunterseite ist ganz metallbeschichtet (Grundmetallisierung). Aus dieser Schicht wird zur Herstellung der Außenleitung der Kopla­ narleitungen für die Symmetrierglieder und die Finleitung (1) ein Schlitz (weitere Leitungsstruktur) derart herausgearbeitet, daß das Substrat Su freigelegt ist. Zwischen den zwei jeweils in etwa λ/4-langen Symmetrier­ gliedern (Koplanarleitungen) liegt die ungeschirmte Finleitung (erste Leitungsstruktur). Diese ist vorzugs­ weise kleiner oder in etwa gleich λ/2-lang. Die Mittel­ stege der Koplanarleitungen der Symmetrierglieder befinden sich auf der Substratoberseite. Der Mittelsteg des ersten bzw. zweiten Symmetriergliedes geht direkt in die zweite bzw. dritte Leitungsstruktur (Mikrostreifenleitung) über. An der zweiten Leitungsstruktur ist ein Steuerkontakt g angeschlossen.
Der Mittelsteg des schaltbaren ersten Symmetriergliedes ist über einzeln ansteuerbare Schaltdioden Da und Db mit zwei seitlich abgehenden und in etwa λ/4-langen Stichlei­ tungen verbunden. Mit den beiden Stichleitungen sind die zugehörigen Steuerkontakte e und f verbunden. Der Mittel­ steg des fest verschalteten zweiten Symmetriergliedes ist mittels des metallischen Verbindungsstegs V mit einer seitlich abgehenden in etwa λ/4-langen Stichleitung ver­ bunden. Die Stichleitungen weisen einen kompensierten Knick auf. Alternativ hierzu ist es möglich, sie z. B. als gerade Stichleitung zu realisieren. Zwischen den Schaltdi­ oden Da und Db und den zugehörigen Steuerkontakten e und f bzw. der zweiten Leitungsstruktur und dem zugehörigen Steuerkontakt g liegen Hochfrequenz-Drosseln. Alternativ hierzu können die Hochfrequenz-Drosseln auch außerhalb des Substrats angeordnet werden.
Die Funktionsweise dieses erfindungsgemäßen Modulators ist äquivalent zu den in Fig. 3 und 4 beschriebenen erfin­ dungsgemäßen Modulatoren. Mittels der vorliegenden Hochfrequenz-Drosseln wird verhindert, daß hochfrequente Signalenergie an externe Schaltungen, die an den Steuerkontakten (e bis g) angeschlossen sind, abgegeben wird. Mittels der Stichleitungen, die als λ/4-transfor­ mierte Leerläufe wirken, werden die Schaltdioden mit den Außenleitern der Koplanarleitung auf der Substratunter­ seite verbunden. Zusätzlich dienen diese Stichleitungen der Kompensation auftretender fertigungstechnischer To­ leranzen.
Ein wesentlicher Vorteil dieses erfindungsgemäßen Modula­ tors besteht darin, daß auf Durchkontaktierungen verzich­ tet werden kann. Weiterhin können ggf. notwendige Ab­ gleichmaßnahmen einfach und rasch durchgeführt werden.
Weiterhin ist es zulässig unter Berücksichtigung der Po­ lung der zugehörigen Steuerspannung/-strom, beispielsweise paarweise, die Anschlüsse der Schaltdioden zu vertauschen.

Claims (21)

1. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikro­ wellen, mit auf ein dielektrisches Substrat aufgebrachten und in Reihe geschalteten metallischen Leitungsstrukturen, bei denen auf einer ersten Leitungsstruktur ein bezüglich eines vorgegebenen Bezugspotentials symmetrischer Feldtyp ausbreitungsfähig ist und auf einer zweiten Leitungsstruk­ tur ein bezüglich dieses Potentials asymmetrischer Feldtyp ausbreitungsfähig ist, wobei die erste Leitungsstruktur mit dem symmetrischen und die zweite Leitungsstruktur mit dem asymmetrischen Tor eines ersten Symmetriergliedes ge­ koppelt ist, das einen Mittel- und zwei Außenleiter auf­ weist, wobei der Mittelleiter über Schaltdioden wahlweise mit einem der beiden Außenleiter verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die erste oder zweite Leitungsstruktur mit dem symmetrischen bzw. asymmetrischen Tor und eine dritte Leitungsstruktur mit dem asymmetrischen oder symme­ trischen Tor eines zweiten Symmetriergliedes ge­ koppelt ist und
  • - daß auf der dritten Leitungsstruktur die bezüglich des Bezugspotentials asymmetrische oder symmetrische Mikrowelle ausbreitungsfähig ist.
2. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 1, mit einer über das zweite Symmetrierglied erfolgenden Kopplung der dritten Leitungsstruktur mit der zweiten, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Substrat (Su) in der Mitte eines Hohlleiters (H) angeordnet ist, dergestalt, daß eine der zu zwei Hohlleiterinnenwänden parallelen Symmetrieebenen in dem Substrat (Su) parallel, zumindest jedoch annä­ hernd parallel zur Substratober- bzw. -unterseite verläuft und das Substrat (Su) an den anderen beiden Hohlleiterinnenwänden befestigt ist,
  • - daß die erste und die dritte Leitungsstruktur jeweils als Übergang von dem Hohlleiter (H) auf eine symme­ trische Finleitung mit zwei Fins ausgebildet ist,
  • - daß die zweite Leitungsstruktur als Suspended Strip­ line mit einem Mittelsteg ausgebildet ist und daß der Hohlleiter in diesem Bereich (RH) im Inneren redu­ zierte Querschnittsabmessungen aufweist,
  • - daß die beiden Symmetrierglieder zwischen der Suspen­ ded Stripline und den symmetrischen Finleitungen je­ weils als koplanare Leitung ausgebildet sind, und
  • - daß die beiden Außenleiter dieser Symmetrierglieder jeweils in einen der beiden Fins der an das jeweilige Symmetrierglied angeschlossenen symmetrischen Finlei­ tung übergehen und der Mittelleiter in den Mittelsteg der Suspended Stripline übergeht.
3. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das eine Fin der symmetrischen Finleitung der dritten oder ersten Leitungsstruktur über einen Anschluß (c) an ein Bezugspotential, vorzugsweise an Masse, und über einen metallischen Verbindungssteg (V) an den Mittelleiter des zweiten oder ersten Sym­ metriergliedes angeschlossen ist,
  • - daß die beiden Fins der symmetrischen Finleitung der ersten oder dritten Leitungsstruktur jeweils über eine der Schaltdioden (Da; Db) mit dem Mittelleiter des ersten oder zweiten Symmetriergliedes verbunden sind und vorzugsweise jeweils einen Anschluß (a; b) zur Ansteuerung der entsprechenden Koppeldiode (Da; Db) aufweisen.
4. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­ gang von der Finleitung der ersten und/oder dritten Lei­ tungsstruktur auf das asymmetrische Tor des zugehörigen Symmetriergliedes jeweils unter einem Winkel α < 90° ver­ läuft und daß der Abstand zwischen Berandung des Mittel­ leiters und der Berandung des zugehörigen Fins im Über­ gangsbereich annähernd konstant ist und im wesentlichen gleich ist dem Abstand der beiden Außenleiter zum Mittel­ leiter der Koplanarleitung.
5. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der beiden Symmetrierglieder jeweils in etwa einem Viertel der mittleren zu modulierenden Mikrowellen-Wellenlänge k entspricht und daß die Länge der zweiten Leitungsstruktur kleiner oder vorzugsweise in etwa gleich der Hälfte dieser Wellenlänge k ist.
6. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sub­ strat (Su) zur Befestigung entlang seiner beiden Längs­ kanten jeweils in einer Nut in der für die Befestigung des Substrats (Su) vorgesehene Hohlleiterinnenwand geführt ist.
7. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten überall gleich tief, zumindest annähernd gleich tief ausgebildet sind.
8. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur nieder­ frequenzmäßigen Isolation der Leitungsstrukturen auf dem Substrat (Su) von den Hohlleiterinnenwänden (H) an den Berührungspunkten oder -flächen Isolations-/Abschirm-Fo­ lien zwischen Leitungsstruktur und Hohlleiterinnenwand (H) angebracht sind.
9. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fin­ leitungen, die Symmetrierglieder und die Suspended Strip­ line koaxial angeordnet sind.
10. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 1, mit einer über das zweite Symmetrierglied erfolgenden Kopplung der dritten Leitungsstruktur mit der ersten, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß alle Leitungsstrukturen und Symmetrierglieder als Mikrostreifenleitungen ausgebildet sind,
  • - daß die erste Leitungsstruktur als ungeschirmte Finleitung und das erste und zweite Symmetrier­ glied jeweils als Koplanarleitung mit Mittelsteg in der Grundmetallisierung auf der Substratober­ seite ausgebildet sind,
  • - daß die zweite und dritte Leitungsstruktur als feldführende Mikrostreifenleitung auf der Sub­ stratunterseite aufgebracht sind,
  • - daß die dritte Leitungsstruktur ungefähr auf einer Länge von k/4 den Mittelsteg des zweiten Symme­ triergliedes überlappt,
  • - daß die zweite Leitungsstruktur im Bereich des asymmetrischen Tores des ersten Symmetriergliedes mittels mindestens einer Durchkontaktierung (K) mit dem ersten Symmetrierglied verbunden ist,
  • - daß die Breite der zweiten bzw. dritten Leitungs­ struktur kleiner als die Breite des Mittelstegs des ersten bzw. zweiten Symmetriergliedes ist.
11. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Schaltdioden (Da; Db) am symmetrischen Tor des ersten oder zweiten Symmetriergliedes dessen Mittelsteg beidseitig mit der Grundmetallisierung verbinden,
  • - daß ein Verbindungssteg (V) am symmetrischen Tor des zweiten oder ersten Symmetriergliedes dessen Mittelsteg mit der Grundmetallisierung verbindet,
  • - daß die zweite (dritte) Leitungsstruktur einen Steueranschluß (d) besitzt.
12. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der bei­ den Mittelstege jeweils in etwa einem Viertel der zu modu­ lierenden Mikrowellen-Wellenlänge k entspricht und daß die Länge der ungeschirmten Finleitung kleiner oder vorzugs­ weise in etwa gleich der halben Mikrowellen-Wellenlänge k ist.
13. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die feld­ führenden Mikrostreifenleitungen der zweiten und dritten Leitungsstrukturen, die unsymmetrische Finleitung sowie die beiden Symmetrierglieder koaxial angeordnet sind.
14. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 1, mit einer über das zweite Symmetrierglied erfolgenden Kopplung der dritten Leitungsstruktur mit der ersten, da­ durch gekennzeichnet,
  • - daß die zweite und die dritte Leitungsstruktur und die Symmetrierglieder als feldführende Mikrostreifenleitungen auf der Substratunterseite ausgebildet sind,
  • - daß die erste Leitungsstruktur als ungeschirmte Finleitung zwischen den beiden Symmetriergliedern ausgebildet ist,
  • - daß eine weitere Leitungsstruktur aus der Grund­ metallisierung auf der Substratoberseite unterhalb der beiden Symmetrierglieder und der ungeschirmten Finleitung und koaxial zu diesen extrahiert ist,
  • - daß die feldführende Mikrostreifenleitung des er­ sten bzw. zweiten Symmetriergliedes auf der Sub­ stratunterseite zusammen mit der weiteren Lei­ tungsstruktur auf der Substratoberseite jeweils eine Koplanarleitung bilden,
  • - daß die Breite der weiteren Leitungsstruktur auf der Substratoberseite größer ist als die Breite der Symmetrierglieder auf der Substratunterseite,
  • - daß auf der Substratunterseite im Bereich der sym­ metrischen Tore des ersten und zweiten Symmetrier­ gliedes seitlich abgehende Stichleitungen vorgese­ hen sind.
15. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zwei jeweils in etwa k/4-lange Stichleitungen über die beiden Schaltdiode (Da; Db) im Bereich des symmetrischen Tores an das erste oder zweite Sym­ metrierglied angekoppelt sind,
  • - daß eine in etwa k/4-lange Stichleitung mittels eines Verbindungssteges (V) im Bereich des symme­ trischen Tores an das zweite oder erste Symme­ trierglied angekoppelt ist,
  • - daß die Schaltdioden (Da; Db) jeweils über einen Steueranschluß (e; f) steuerbar sind und an die feldführende Mikrostreifenleitung der zweiten oder dritten Leitungsstruktur ein weiterer Steuer­ anschluß (g) angeschlossen ist.
16. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrier­ glieder und die Stichleitungen jeweils in etwa k/4 lang sind, die ungeschirmte Finleitung kleiner oder vorzugs­ weise in etwa gleich k/2 lang ist und die weitere Lei­ tungsstruktur auf der Substratoberseite in etwa k-lang ist.
17. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichleitungen einen kompensierten Knick aufweisen oder als gerade Stichleitungen realisiert sind.
18. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steuerkontakten (e; f; g) und den entsprechenden Lei­ tungsstrukturen Hochfrequenz-Drosseln angeordnet sind.
19. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdioden (Da; Db) getrennt ansteuerbar sind.
20. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdioden (Da; Db) PIN-Dioden sind.
21. 180°-Phasenumtast-/Amplitudenmodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Schaltdioden unter Beachtung der jewei­ ligen Polung der zugehörigen Steuerspannung/-strom ver­ tauschbar sind.
DE19893933055 1989-10-04 1989-10-04 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen Expired - Fee Related DE3933055C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893933055 DE3933055C2 (de) 1989-10-04 1989-10-04 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893933055 DE3933055C2 (de) 1989-10-04 1989-10-04 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3933055A1 DE3933055A1 (de) 1991-04-11
DE3933055C2 true DE3933055C2 (de) 1998-02-26

Family

ID=6390774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893933055 Expired - Fee Related DE3933055C2 (de) 1989-10-04 1989-10-04 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3933055C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1158659A1 (de) * 2000-05-15 2001-11-28 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Amplitudenmodulator unter Verwendung eines geschalteten Streifenleitungsfilters
DE102006053389B4 (de) * 2006-11-10 2011-09-15 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Wellenleiteranordnung zur Übertragung elektromagnetischer Wellen mit einem Hohlleiter und einem im Hohlleiter angeordneten planaren Leiter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Callsen H. et al., "A Novell E-plane 180 DEG PSK/ASK Modulator for Ka - Band" in: Proc. Conf. of Microwve - Technology and Optoelectronic,MioP 88, Wiesbaden, 2.-4.3.1988 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3933055A1 (de) 1991-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69317390T2 (de) Mikrowellenanordnung mit mindestens einem Übergang zwischen einer auf einem Substrat integrierten Übertragungsleitung und einem Hohlleiter
DE69832228T2 (de) Symmetrierschaltung
DE602006000890T2 (de) Mehrlagiger planarer Balunübertrager, Mischer und Verstärker
DE4407251C2 (de) Dielektrischer Wellenleiter
DE3781010T2 (de) Integrierte kapazitaetsstrukturen in mikrowellenflossenleitungsvorrichtungen.
DE102011005688A1 (de) Halbleiterschalter, Sende-Empfangsgerät, Sender und Empfänger
DE1027266B (de) Serien-Koppler fuer Mikrowellen mit Streifen- oder Bandleitung
DE69013199T2 (de) Übergang von einem Hohlleiter mit reduzierter Höhe auf eine Mikrostreifenleitung.
DE4120521C2 (de) Mikrowellen-Flachantenne für zwei orthogonale Polarisationen mit einem Paar von orthogonalen Strahlerschlitzen
DE112018006815T5 (de) Wellenleiter-Mikrostreifenleitungswandler und Antenneneinrichtung
DE69216742T2 (de) Breitbandiger Übergang zwischen einer Mikrostreifenleitung und einer Schlitzleitung
DE2719271C3 (de) Leitungskoppler für Schaltungen für den Mikrowellenbereich
DE3933055C2 (de) 180·o· -Phasenumtast-/Amplitudenmodulator für Mikrowellen
DE68916829T2 (de) Mikrowellenphasenschieber.
DE1286585C2 (de) Frequenzvervielfacher mit mindestens einem ein nichtlineares Element enthaltenden Leitungskreis
DE2503850A1 (de) Hohlleiterantenne mit aperturschalter
DE2611712C3 (de) Breitband-Wellenführungs-Mischstufe
EP0022990B1 (de) Symmetrierübertrager in Mikrostriptechnik für den Mikrowellenbereich
EP3944410A1 (de) Hochfrequenz-struktur mit substratintegriertem wellenleiter und rechteck-hohlleiter
DE60037125T2 (de) Radiofrequenz-Verstärkerschaltung
DE2719272A1 (de) Hoechstfrequenz-diodenphasenschieber
EP0101612B1 (de) Oszillator mit einem Zweipol als aktivem Element
DE3534980A1 (de) Hohlleiterschalter
DE69700883T2 (de) Subharmonischer frequenzkonverter für anwendungen im millimeterbereich
DE2133647B2 (de) Abschlusswiderstand fuer hoechstfrequenz-uebertragungsleitungen in band- oder streifenleitungstechnik

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M

8110 Request for examination paragraph 44
8120 Willingness to grant licenses paragraph 23
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 8099

8339 Ceased/non-payment of the annual fee