DE4031535C2

DE4031535C2 -

Info

Publication number: DE4031535C2
Application number: DE4031535A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 8032 Graefelfing De Danzeisen; Christian Dipl.-Ing. 8011 Kirchheim De Evers
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1993-01-28
Also published as: DE4031535A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a circuit according to the preamble of the main claim.

Eine Schaltung dieser Art ist bekannt ("External Frequency Doubling of the 8662 A Synthesized Signal Generator", Application Note 283-2 der Fa. Hewlett Packard, Dez. 1979). Die Grundwellenverdoppelung erfolgt in der einen Schaltstellung der beiden Hochfrequenz-Umschalter über einen Doppelweg gleichrichter, der über einen Symmetrierübertrager ge speist ist. Wenn nur die Grundwelle gewünscht wird werden die beiden Hochfrequenz-Schalter umgeschaltet und dann die Grundwelle unmittelbar zum Ausgang durchgeschaltet.A circuit of this type is known ("External Frequency Doubling of the 8662 A Synthesized Signal Generator ", Application Note 283-2 from Hewlett Packard, Dec. 1979). The fundamental wave doubling takes place in one switch position of the two high-frequency switches via a double path rectifier, the ge via a balun is fed. If only the fundamental wave is desired the two high frequency switches toggled and then the fundamental wave switched through directly to the output.

Diese bekannte Schaltung ist relativ aufwendig, da sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig entsprechende Hochfre quenz-Verzweigungen nötig sind. Für den Betrieb einer solchen Schaltung im Mikrowellenbereich fehlen außerdem einfache und billige Hochfrequenzumschalter. This known circuit is relatively complex because both Corresponding high frequency on the input and output side quenz branches. For operating one such a circuit in the microwave range is also missing simple and cheap high-frequency switch.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau ein fache und preiswert mit herkömmlichen Bauelementen auf baubare Schaltung zum wahlweisen Erzeugen der Grundwelle oder der ersten Oberwelle eines breitbandig abstimmbaren Hochfrequenzoszillators zu schaffen.It is therefore an object of the invention to build one fold and inexpensive with conventional components Buildable circuit for optional generation of the fundamental wave or the first harmonic of a broadband tunable To create high frequency oscillators.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeich nende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ins besondere für den Mikrowellen-Bereich ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on a circuit Preamble of the main claim characterized by its characteristics solved. Advantageous further training in arise especially for the microwave range the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung erfolgt die Umschal tung zwischen Grundwelle und erster Oberwelle nicht mehr hochfrequenzseitig, sondern einfach durch entsprechende Vorspannung der Dioden des Doppelweggleichrichters mittels einer Steuergleichspannung. Damit ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau, teure Hochfrequenzschalter werden über flüssig. Der Aufbau des Symmetrierübertragers am Eingang und der entkoppelten Verzweigung am Ausgang der Dioden schaltung kann in üblicher Schaltungstechnik beispiels weise aus Koaxialleitungen, Topfkreisen oder dergleichen erfolgen. Eine erfindungsgemäße Schaltung kann auch sehr einfach und preiswert im GHz-Bereich betrieben werden, in diesem Fall erfolgt der Aufbau des Grundwellenver dopplers vorzugsweise in Planartechnik, wie sie in ähn licher Weise beispielsweise für Mikrowellen-Gegentakt mischer bekannt ist (Mikrowellen Magazin, Vol. 12, No. 5, 1986, Seiten 423 bis 428, insbesondere Bild 1).The switching takes place in the circuit according to the invention between the fundamental wave and the first harmonic radio frequency side, but simply by appropriate Biasing the diodes of the full-wave rectifier a DC control voltage. This results in a very simple structure, expensive high frequency switches are over liquid. The structure of the balun at the entrance and the decoupled branch at the output of the diodes circuit can be used in conventional circuit technology, for example as from coaxial lines, pot circles or the like respectively. A circuit according to the invention can also be very useful can be operated easily and inexpensively in the GHz range, in this case the fundamental wave ver is built dopplers preferably in planar technology, as in similar Licher way, for example, for microwave push-pull mixer is known (Microwave Magazine, Vol. 12, No. 5, 1986, pages 423 to 428, in particular Fig. 1).

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is based on a schematic Drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Erfindung zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltung im Mikrowellenbereich für beispielsweise vier bis vierzig GHz in Planartechnik. Die Figur zeigt die Draufsicht auf die Substratoberseite, die zugehörigen Streifenleitungen auf der Substratrückseite sind ge strichelt dargestellt. Die Grundwelle G wird am Eingang 1 über eine Koppelleitung 2 zugeführt und an der Stelle 3 in die beiden in Schlitzleitungstechnik aufgebauten Leitungszweige 4 und 5 in symmetrischer Verteilung einge koppelt. Diese beiden halbkreisförmigen Leitungszweige 4 und 5 münden in einem Koppelschlitz 6, an dessen anderer Seite eine leerlaufende Schlitzleitung 7 anschließt. Die Auskopplung aus dem Koppelschlitz 6 zum Ausgang 8 erfolgt wiederum durch eine auf der Substratrückseite ausgebildete Koppelleitung 9. An den der Einspeisestelle 3 gegenüberliegenden Enden der Leitungszweige 4 und 5 sind jeweils zwischen der scheibenförmigen inneren Lei terbahn 10 und der diese umgebenden äußeren Leiterbahn 11 der Schlitz-Leitungszweige 4, 5 zwei im Gegentakt geschaltete Dioden 12 und 13 angeordnet. Den beiden Lei terbahnen 10 und 11 der Leitungszweige 4, 5 kann von außen über Leitungen 14, 15 eine Steuergleichspannung U als Vorspannung für die Dioden 12, 13 zugeführt werden.The invention shows the construction of a circuit according to the invention in the microwave range for, for example, four to forty GHz in planar technology. The figure shows the top view of the top of the substrate, the associated strip lines on the back of the substrate are shown in dashed lines. The fundamental wave G is fed in at the input 1 via a coupling line 2 and is coupled in at a point 3 into the two line branches 4 and 5 constructed in slot line technology in a symmetrical distribution. These two semicircular line branches 4 and 5 open into a coupling slot 6 , on the other side of which an idling slot line 7 connects. The coupling from the coupling slot 6 to the output 8 in turn takes place through a coupling line 9 formed on the back of the substrate. At the infeed point 3 opposite ends of the line branches 4 and 5 are each between the disc-shaped inner Lei terbahn 10 and the surrounding outer conductor 11 of the slot line branches 4 , 5 two push-pull diodes 12 and 13 are arranged. The two Lei terbahnen 10 and 11 of the line branches 4 , 5 can be supplied from the outside via lines 14 , 15, a DC control voltage U as a bias for the diodes 12 , 13 .

Zur Erzeugung der ersten Oberwelle der am Eingang 1 ein gespeisten Grundwelle G liegt keine Steuergleichspannung U an, die beiden Dioden 12 und 13 wirken damit in an sich bekannter Weise als Frequenzverdoppler und über den Schlitz 6 wird damit auf der Koppelleitung 9 am Aus gang 8 die erste Oberwelle 2G der Grundwelle erzeugt. Wird am Ausgang 8 nur die Grundwelle G gewünscht, wird die Steuergleichspannung U angelegt, dadurch bleiben die beiden Dioden 12 und 13 ständig im Durchlaß- bzw. Sperrbereich, die Diode 12 erzeugt im einen Leitungszweig 5 beispielsweise einen Kurzschluß, der über die λ/4-lange Leitung 5 am Einspeisepunkt 3 als Leerlauf erscheint, die andere Diode 13 bleibt gesperrt, so daß die Grundwelle von der Einspeisestelle 3 über den Leitungzweig 4 unge hindert zum Koppelschlitz 6 und damit zum Ausgang 8 ge langen kann.To generate the first harmonic of the fundamental wave G fed at input 1 there is no DC control voltage U, the two diodes 12 and 13 thus act in a manner known per se as a frequency doubler and via the slot 6 is thus on the coupling line 9 at the output 8 first harmonic 2 G of the fundamental wave generated. If only the fundamental wave G is desired at the output 8 , the DC control voltage U is applied, as a result of which the two diodes 12 and 13 remain in the pass band or blocking range, the diode 12 generates, for example, a short circuit in a line branch 5 , which is via the λ / 4th -Long line 5 appears at the feed point 3 as idle, the other diode 13 remains blocked, so that the fundamental wave from the feed point 3 via the line branch 4 prevents unhindered to the coupling slot 6 and thus to the output 8 ge long.

Durch Wahl des in die Dioden eingeprägten Stromes läßt sich die Amplitude der Grundwelle in dieser Betriebsweise einstellen, sie kann durch Wahl der Steuerspannung bei spielsweise um 20 dB verringert werden, so daß damit auch die Amplitude der Grundwelle G am Ausgang 8 genauso groß wie die Amplitude der doppelten Grundwelle 2G einge stellt werden kann, die infolge der Doppelweggleichrich tung geringer ist als die Amplitude der am Eingang 1 eingespeisten Grundwelle.By choosing the current impressed in the diodes, the amplitude of the fundamental can be adjusted in this mode of operation, it can be reduced by selecting the control voltage for example by 20 dB, so that the amplitude of the fundamental G at output 8 is as large as the amplitude the double fundamental wave 2 G can be set, which is less due to the full wave rectification device than the amplitude of the fundamental wave fed in at input 1 .

In gleicher Weise kann im Verdoppler-Betrieb durch einen einstellbaren Dioden-Vorstrom entsprechender Polarität die Unterdrückung der Grundwelle optimiert werden.In the same way, in the doubler mode by a adjustable diode bias current of appropriate polarity the suppression of the fundamental wave can be optimized.

Claims

1. Circuit for selectively switching through the fundamental or generating the first harmonic of a high-frequency signal, in which the first harmonic is generated by means of a double- path diode circuit, characterized in that the push-pull effect of the diode circuit ( 12 , 13 ) which generates the fundamental wave doubling by means of a Diodes ( 12 , 13 ) supplyable control direct voltage (U) can be switched off, so that with biased diodes at the output ( 8 ) of the diode circuit, only the input fundamental wave (G) occurs.

2. Circuit according to claim 1 for a microwave Ver doppler, characterized in that the fundamental wave (G) via a built in planar symmetry transformer ( 2 to 5 ) of the diode circuit device ( 12 , 13 ) is supplied and the output signal (fundamental wave or first harmonic) is coupled out via a decoupled branch ( 6 , 9 ) from the diode circuit ( 12 , 13 ) to the output ( 8 ).

3. A circuit according to claim 2, characterized in that the balun is formed by two symmetrically branching slot line branches ( 4 , 5 ) from the feed point ( 3 ) of the fundamental wave (G), the decoupled branching by one to the output ( 8 ) leading coupling slot ( 6 ) is formed and the two line branches ( 4 , 5 ) with their ends facing away from the feed point ( 3 ) merge into this coupling slot ( 6 ), with an additional idle slot line ( 7 ) connecting to the coupling slot, and the diode circuit through two the slot line branches ( 4 , 5 ) near the coupling slot ( 6 ) bridging diodes ( 12 , 13 ) is ge, which the DC control voltage (U) via the conductor tracks ( 10 , 11 ) of these slot line branches ( 4 , 5th ) can be fed (lines 14 , 15 ).