DE69830106T2 - Vorrichtung zur automatischen Verstärkungsregelung für Mikrowellen - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen Verstärkungsregelung für Mikrowellen Download PDF

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers

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  • Microwave Amplifiers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung zur Verwendung in Mikrowellen-Sendeverstärkern, Empfangs-Abwärtsumsetzern usw. für Satellitenrundfunk und Kommunikation über Rundfunksatelliten und Kommunikationssatelliten.
  • In letzter Zeit bestehen für gewöhnliche Haushalte immer mehr Möglichkeiten, eine Vielzahl von Satellitenübertragungen direkt zu empfangen, da die Satellitenübertragungen eine weite Verbreitung gefunden haben, und seitdem Kommunikations-Satellitenübertragungen begonnen haben, kommerzielle Kommunikationssatelliten zu verwenden. Mit dieser Entwicklung gibt es einen zunehmenden Bedarf an Stabilisierung der Leistung von Mikrowellen-Signalgebungseinrichtungen zum Empfangen und Senden.
  • Eine automatische Mikrowellen-Verstärkungsregeivorrichtung des Standes der Technik wird nun mit Verweis auf 6 beschrieben.
  • Ein über einen Mikrowellensignal-Eingangsanschluss 68 eingegebenes Mikrowellensignal wird von einem Mikrowellensignalverstärker 61 verstärkt und zu einem Mikrowellensignal-Ausgangsanschluss 60 übertragen. Ein Richtungskoppler 65 ist mit dem Mikrowellensignal-Ausgangsanschluss 60 verbunden, und ein Ende des Richtungskopplers 65 ist mit einer Mikrowellen-Detektordiode 66 verbunden. Ein Teil des Mikrowellensignalausgangs wird der Diode 66 durch den Richtungskoppler 65 zugeführt. Die Diode 66 erzeugt eine DC-Spannung, die dem Mikrowellensignalausgang entspricht und einem DC-Verstärker 67 zugeführt wird.
  • Die von dem DC-Verstärker 67 verstärkte DC-Spannung wird einer PIN-Diode 64 zugeführt, die als ein variabler Abschwächer arbeitet. Die mit einer Spitze einer Halbwellen-Stichleitung 63 verbundene PIN-Diode 64 absorbiert Leistung des von dem Mikrowellensignal-Eingangsanschluss 68 eingegebenen Mikrowellensignals entsprechend der Größe der DC-Spannung. Durch diese Funktion der PIN-Diode 64 erhält folglich die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung des Standes der Technik eine konstante Leistung an dem Mikrowellensignal-Ausgangsanschluss 60 aufrecht.
  • Diese Schaltung des Standes der Technik ist jedoch kaum in der Lage, eine Detektionscharakteristik im super hohen Frequenz- (SHF) band zu stabilisieren, da die Detektionscharakteristik der Mikrowellen-Detektordiode durch Streuung der Eigenschaften der Diode selbst so wie durch Streuung der Befestigungsposition an an Struktur, wo oben beschrieben, beeinflusst wird. Es war ein Problem, die Streuung der Eigenschaften von Mikrowellen-Detektordioden zu verringern, weit die Detektionscharakteristik speziell von Mikrowellen-Detektordioden mehr streut als die anderen Schaltungselemente.
  • US-A-4 754 231 offenbart eine automatische Leistungsregelschaltung, die einen regelbaren HF-Verstärker umfasst, der die Ausgangsleistung eines verstärkten Signals auf einem vorbestimmten Leistungspegel hält. Ein Regelsignal zum Steuern des regelbaren Verstärkers wird von einem Gleichrichter erhalten, der mit einem Richtungskoppler und einer Vorspannungsschaltung verbunden ist. Das Regelsignal wird durch einen Operationsverstärker verstärkt und an eine Treiberschaltung angelegt, die den regelbaren HF-Verstärker steuert.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 für eine automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung erfüllt.
  • Weitere Ausführungen sind der Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • 1 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer zum Verständnis nützlichen Ausführung des Standes der Technik.
  • 2 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung, die mit einer Funktion des Aufwärts-Umsetzers einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • 5 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung, die mit einer Funktion des Abwärts-Umsetzers einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • 6 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung des Standes der Technik.
  • Eine Struktur und Arbeitsweise einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer zum Versändnis nützlichen Ausführung der verwandten Tachnik wird im Folgenden mit Verweis auf ein Blockschaltbild von 1 beschrieben, das ein Schaltungsmuster darstellt.
  • Ein Richtungskoppler 2, der mit einem Ausgangsanschluss eines Mikrowellensignalverstärkers 1 verbunden ist, ist auch an seinem einen Ende mit einer Anode einer Mikrowellen-Detektordiode 3 und durch ein Tiefpassfilter 5 mit einer DC-Vorspannungslieferschaltung 6 verbunden, die eine DC-Stromversorgung und einen veränderbaren Widerstand umfasst. Ein anderes Ende des Richtungskopplers 2 ist mit einem Anpassungswiderstand verbunden. Eine Kathode der Mikrowellen-Detektordiode 3 ist mit einem Glättungskondensator 4, dessen anderes Ende geerdet ist, und einem DC-Verstärker 7 verbunden, der einen Operationsverstärker, Widerstände 8 und 9 und anderes umfasst. Ein Ausgangsanschluss des DC-Verstärkers 7 ist mit einer Anode einer PIN-Diode 10 und einer DC-Sperre 12 verbunden, die einen DC-Strom über ein Tiefpassfilter 25 blockiert. Eine Kathode der PIN-Diode 10 ist mit einem Lastwiderstand 11, dessen anderes Ende geerdet ist, und dem Mikrowellensignalverstärker 1 über eine DC-Sperre 13 verbunden. Ein Eingangsanschluss 26 ist mit der DC-Sperre 12 verbunden, und ein Ausgangsanschluss 14 ist mit einem anderen Ende des Richtungskopplers 2 verbunden. Eine durch den Eingangsanschluss 26 eingegebene Mikrowelle wird durch die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung dieser Ausführung stabilisiert und an ihrem Ausgangsanschluss 14 geliefert. Der Mikrowellensignalverstärker 1, der Richtungskoppler 2 und andere Komponenten mit Ausnahme der Vorspannungslieferschaltung 6 sind gemeinsam auf einem einzigen Stück eines dielektrischen Subtrats konstruiert.
  • Die wie oben konstruierte automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung arbeitet in einer Weise, die im Folgenden beschrieben wird.
  • Ein Teil der durch den Mikrowellensignalverstärker 1 verstärkten Mikrowellensignalleistung wird durch den Richtungskoppler 2 entnommen und an die mit einem Ende davon verbundene Mikrowellen-Detektordiode 3 geliefert.
  • Die Anode der Mikrowellen-Detektordiode 3 wird mit einer positiven Vorspannung durch die DC-Vorspannungslieferschaltung 6 über das Tiefpassfilter 5 beaufschlagt. Diese positive Vorspannung ist einstellbar.
  • Ein Arbeitspunkt der Detektordiode 3 ist durch Einstellen der Vorspannung zu der Mikrowellen-Detektordiode 3 steuerbar. Das Einstellen der Vorspannung steuert die Sperrschicht-Im pedanz der Detektordiode 3, um so die Streuung der Impedanz, die der Streuung der Eigenschaften und der Montageposition der Detektordiode zuzuschreiben ist, wesentlich zu verringern, wodurch eine durch die Streuung verursachte schädliche Wirkung auf die Detektionscharakteristik reduziert wird, sodass eine äußerst stabile Detektionscharakteristik erzielt wird.
  • Das durch die Detektordiode 3 detektierte Mikrowellensignal wird doch den Glättungskondensator 4 geglättet und in DC-Spannung umgewandelt. Die geglättete DC-Spannung wird dann dem DC-Verstärker 7 zugeführt, nachdem sie zu der DC-Vorspannung von der Vorspannungslieferschaltung 6 addiert wurde. Der DC-Verstärker 7 regelt seine Ausgangsspannung, um eine durch die Widerstände 8 und 9 geteilte voreingestellte Spannung und die zugeführte Spannung, die eine Summe der geglätteten DC-Spannung und der DC-Vorspannung ist, durch Vergleichen der zwei Potenziale auszugleichen. Die Ausgangsspannung des DC-Verstärkers 7 wird der Anode der PIN-Diode 10 durch das Tiefpassfilter 25 zugeführt. Der DC-Verstärker 7 weist vorzugsweise einen Verstärkungsfaktor von mehr als 1 auf.
  • Die PIN-Diode 10 bildet zusammen mit dem Lastwiderstand 11 einen variablen Abschwächer. Der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt ab, wenn der Vorwärts-Vorspannungsstrom in die PIN-Diode 10 zunimmt, und der Betrag der Abschwächung nimmt zu, wenn der Vorwärts-Vorspannungsstrom abnimmt. Der Betrag der Abschwächung nimmt des Weiteren zu, wenn die PIN-Diode 10 mit einer Rückwärts-Vorspannung beaufschlagt wird.
  • Wenn der Mikrowellenleistungseingang zunimmt, nimmt daher die durch den Richtungskoppler 2 entnommene Mikrowellenleistung zu, die an den DC-Verstärker 7 angelegte Spannung nimmt zu, der Vorwärtsstrom in die PIN-Diode 10 nimmt ab, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt zu, sodass die Mikrowellenleistung abnimmt. Umgekehrt, wenn die durch den Richtungskoppler 2 entnommene Mikrowellenleistung abnimmt, nimmt der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer ab, wodurch die Mikrowellenleistung zunimmt. Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung verwirklicht folglich eine stabile Ausgangsleistung trotz Schwankungen im Mikrowelleneingang.
  • Ferner, wenn die einer Anode der Detektordiode 3 zuzuführende Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 justiert wird, um zuzunehmen, nimmt die an den DC-Verstärker 7 angelegte Spannung zu, der Vorwärtsstrom in die PIN-Didoe 10 nimmt ab, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt zu, was eine Abnahme der Mikrowel lenleistung zur Folge hat, Umgekehrt, wenn die Spannungs der Vorspannungslieferschaltung 6 justiert wird, um abzunehmen, nimmt die an den DC-Verstärker 7 angelegte Spannung ab, der Vorwärtsstrom in die PIN-Diode 10 nimmt zu, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt ab, was eine Zunahme der Mikrowellenleistung zur Folge hat. Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung ist daher in der Lage, den Betrag der Mikrowellenausgangsleistung durch Justieren der Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 zu steuern.
  • In dieser Weise steuert die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung einen Verstärkungsgewinn des Mikrowellensignals durch Betreiben des variablen Abschwächers mit einer DC-Spannung, die nach Addition einer durch Detektieren und Glätten des Mikrowellensignals erzeugten DC-Spannung und der Vorspannung durch den DC-Verstärker 7 verstärkt wird, ohne durch Streuung der Eigenschaften und der Befestigungsposition der Mikrowetten-Detektordiode 3 beeinflusst zu werden. Durch Verwenden dieser Rückkopplungsschleife arbeitet die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung, um die an dem Mikrowellenausgangsanschluss 14 erzeugte Mikrowellenausgangsleistung jederzeit konstant zu halten.
  • Außerdem ist die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung in der Lage, einen gewünschten Betrag der Mikrowellenausgangsleistung durch Justieren der von der Vorspannungslieferschaltung 6 gelieferten DC-Spannung zu erzeugen.
  • ERSTE EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNG
  • Eine Struktur und Arbeitsweise einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf 2 beschrieben. Schaltungselemente in 2, die mit den gleichen Verweiszeichen wie in 1 bezeichnet sind, werden hier nicht beschrieben, da sie ähnlich arbeiten.
  • Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der ersten Ausführung unterscheidet sich von der der verwandten Technik in bestimmten Aspekten dadurch, dass ein Verstärkungsfaktor für das Mikrowellensignal verglichen mit der verwandten Technik erhöht wird, indem zwei Mikrowellensignalverstärker 15 und 16 hinter den Verstärker 1 geschaltet sind, und dass das Mikrowellensignal ausgegeben wird, nachdem es in die Form einer elektromagnetischen Welle umgewandelt wurde, indem eine Mikrowellen-Streifenübertraungsleitung (Stripline") 27, eine Sonde 17 und ein Wellenleiter 18 auf einer Ausgangsseite des Richtungskopplers 2 bereitgestellt werden, um einen Streifenleitung – Wellenleiter-Umwand ler zum Umwandeln der Mikrowellensignals von einen transversen elektromagnetischen Wellenmodus ("TEM-Welle") in einen Wellenleitermodus zu bilden.
  • Eine Arbeitsweise der wie oben konstruierten automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung wird im Folgenden beschrieben.
  • In der gleichen Weise wie die verwandte Technik ist die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung in der Lage, das Mikrowellensignal zu detektieren, ohne durch Streuung der Eigenschaften und der Montageposition der Mikrowellen-Detektordiode 3 beeinflusst zu werden, durch Verändern der DC-Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6, und eine konstante Größe der Mikrowellenausgangsleistung aufrechtzuerhalten, die von dem Wellenleiter 18 durch die Streifenleitung 27 und die Sonde 17 ausgegeben wird. Außerdem ist die Vorrichtung in der Lage, eine erwünschte Größe der Mikrowellenausgangsleisung durch Justieren der von der Vorspannungslieferschaltung 6 gelieferten DC-Spannung zu erzeugen.
  • Mit der automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung wird das Einstellen der Mikrowellenausgangsleistung auf eine vorbestimmte Größe einfach vorgenommen, z.B. in dem Herstellungsprozess, durch Justieren der von der Vorspannungslieferschaltung 6 gelieferten Vorspannung.
  • ZWEITE EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNG
  • Eine Struktur und Arbeitsweise einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf 3 beschrieben. Schaltungselemente in 3, die mit den gleichen Verweiszeichen wie in 2 bezeichnet sind, werden hier nicht beschrieben, da sie ähnlich arbeiten.
  • Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der zweiten Ausführung unterscheidet sich von der der ersten Ausführung dadurch, dass die Vorspannungslieferschaltung 6 der vorliegenden Ausführung außerhalb der automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung anstatt innerhalb angeordnet ist, wie in 3 gezeigt, wogegen die gleiche Schaltung im Fall der ersten Ausführung im Innern angeordnet ist, wie in 2 gezeigt. Aus diesem Grund ist die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung dieser Ausführung mit einem Mikrowellenausgangsleistungs-Regelanschluss 19 versehen, um eine DC-Spannung von der extern gelegenen Vorspannungslieferschaltung 6 zuzuführen. Mit anderen Worten, die Vorspannungslieferschaltung 6 ist innerhalb einer Inhaus-Satelliten-Kom munikationseinrichtung untergebracht und durch den Mikrowellenausgangsleistungs-Regelanschluss 19 verbunden. Bei der automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung dieser Ausführung wird daher die Mikrowellenausgangsleistung durch die Vorspannungslieferschaltung 6 im Innern der Inhaus-Satelliten-Kommunikationseinrichtung gesteuert.
  • DRITTE EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNG
  • Eine Struktur und Arbeitsweise einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf 4 beschrieben. Schaltungselemente in 4, die mit den gleichen Verweiszeichen wie in 3 bezeichnet sind, werden hier nicht beschrieben, da sie ähnlich arbeiten.
  • Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der dritten Ausführung unterscheidet sich von der der zweiten Ausführung dadurch, dass sie ein Aufwärts-Umsetzer zum Umsetzen des Zwischenfrequenzsignals in Mikrowellen, d.h. Hochfrequenzsignal, zum Senden ist.
  • In einen Eingangsanschluss 26 wird anstelle der Mikrowelle ein Zwischenfrequenzsignal eingegeben. Das eingegebene Zwischenfrequenzsignal durchläuft den Abschwächer, der die PIN-Diode 10 und den Lastwiderstand 11 umfasst, wird durch einen Zwischenfrequenzverstärker 20 verstärkt, durch einen Frequenzumsetzer 22 mit einem von einer lokalen Oszillatorschaltung 21 eingegebenen lokalen Signal gemischt und in ein Mikrowellensignal umgesetzt. Nachdem das Mikrowellensignal durch die Mikrowellensignalverstärker 1 und 15 verstärkt wurde und den Richtungskoppler 2 durchlaufen hat, wird es von dem Wellenleiter 18 über die Streifenleitung 27 und die Sonde 17 ausgegeben.
  • Der Aufwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung regelt das in den Zwischenfrequenzverstärker 20 einzugebende Zwischenfrequenzsignal durch Betreiben des variablen Abschwächers mit einer DC-Spannung, die durch den DC-Verstärker 7 nach Addition einer durch Detektieren und Glätten des Mikrowellensignals erzeugten DC-Spannung und der Vorspannung von der extern gelegenen Vorspannungslieferschaltung verstärkt wird, in genau der gleichen Weise wie bei der verwandten Technik.
  • Die geregelte Zwischenfrequenz und das von der lokalen Oszillatorschaltung 21 eingegebene lokale Signal werden durch den Frequenzumsetzer 22 gemischt und in Mikrowellen umgesetzt. Das Mikrowellensignal wird dann durch die Mikrowellensignalverstärker 1 und 15 stärkt und nach Durchlaufen des Richtungskopplers 2 von dem Wellenleiter 18 über die Streifenleitung 27 und die Sonde 17 ausgegeben.
  • In der gleichen Weise wie die erste Ausführung ist daher der Aufwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung in der Lage, die Mikrowellenausgangsleistung durch Verändern der DC-Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 auf einer konstanten Größe zu hatten, ohne durch Streuung der Eigenschaften und der Befestigungsposition der Mikrowellen-Detektordiode 3 beeinflusst zu werden.
  • Außerdem kann mit diesem Aufwärts-Umsetzer die Mikrowellenausgangsleistung mittels Regelung einer Vorspannung der Vorspannungslieferschaltung 6 in der Inhaus-Satelliten-Kommunikationseinrichtung auf eine vorbestimmte Größe geregelt werden.
  • VIERTE EXEMPLARISCHE AUSFÜHRUNG
  • Eine Struktur und Arbeitsweise einer automatischen Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf 5 beschrieben.
  • Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung dieser Ausführung ist ein Abwärts-Umsetzer zum Empfangen von Mikrowellen, d.h. Hochfrequenzsignal, um Umsetzen des Signals in ein Zwischenfrequenzsignal.
  • Ein Sonde 17 auf einem Wellenleiter 18 ist mit zwei Stufen von rauscharmen Mikrowellensignalverstärkern 23 und 24 über eine Streifenleitung 27 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des rauscharmen Mikrowellensignalverstärkers 24 ist mit einem Frequenzumsetzer 22 über einen Richtungskoppler 2 verbunden. Der Frequenzumsetzer 22 ist mit einer lokalen Oszillatorschaltung 21 verbunden, und ein erzeugtes Zwischenfrequenzsignal wird an einen Zwischenfrequenzverstärker 20 ausgegeben. An einem Ausgangsanschluss des Zwischenfrequenzverstärkers 20 ist ein variabler Abschwächer, der eine PIN-Diode 10 und einen Lastwiderstand 11 umfasst, über eine DC-Sperre 12 angeschlossen, und das Zwischenfrequenzsignal wird über eine weitere DC-Sperre 13 an einen Zwischenfrequenzsignal-Ausgangsanschluss 34 ausgegeben. Ein Teil des durch den Richtungskoppler 2 entnommenen Mikrowellensignals wird an den variablen Abschwächer über eine Mikrowellen-Detektordiode 3 und einen DC-Verstärker 7 ausgegeben, die in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung konstruiert sind.
  • Der wie oben konstruierte Abwärts-Umsetzer arbeitet in einer Weise, die im Folgenden be schrieben wird.
  • Das durch den Richtungskoppler 2 entnommene Mikrowellensignal wird der Mikrowellen-Detektordiode 3 zugeführt. Eine Anode der Mikrowellen-Detektordiode 3 wird mit einer positiven Vorspannung von einer DC-Vorspannungslieferschaltung 6 über ein Tiefpassfilter 5 beaufschlagt. Durch Justieren der DC-Vorspannung der Mikrowellen-Detektordiode 3 wird eine äußerst stabile Detektionscharakteristik verwirklicht, da die Streuung der Impedanz infolge der Streuung der Eigenschaften und der Befestigungsposition der Detektordiode wie bei der verwandten Technik wesentlich verringert werden kann.
  • Das durch die Mikrowellen-Detektordiode 3 detektierte Mikrowellensignal wird durch den Glättungskondensator 4 geglättet und in eine DC-Spannung umgewandelt und an den DC-Verstärker 7 geliefert, nachdem sie wie im Fall der verwandten Technik zu der Vorspannung addiert wurde. Ein Spannungsausgang des DC-Verstärkers 7 liefert Strom an die PIN-Diode 10. Die PIN-Diode 10 bildet zusammen mit dem Lastwiderstand 11 den variablen Abschwächer, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer ändert sich entsprechend dem der PIN-Diode 10 zugeführten Vorspannungsstrom, wie im Fall der verwandten Technik beschrieben.
  • Das heißt, wenn die Mikrowellenleistung zunimmt, nimmt die durch den Richtungskoppler 2 entnommene Mikrowellenleistung zu, die dem DC-Verstärker 7 zugeführte Spannung nimmt zu, der Vorwärtsstrom in die PIN-Diode 10 nimmt ab, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt zu, sodass die Ausgangsleistung der Zwischenfrequenz abnimmt. Wenn andererseits die von dem Richtungskoppler 2 entnommene Mikrowellenleistung abnimmt, nimmt die Ausgangsleistung der Zwischenfrequenz infolge der Abnahme der Abschwächung des variablen Abschwächers zu. Auf diese Weise kann der Abwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung den Ausgang jederzeit stabilisieren, selbst wenn sich der Mikrowellenleistungseingang ändert.
  • Außerdem, wenn die der Detektordiode 3 zuzuführende Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 justiert wird, um zuzunehmen, nimmt die an den DC-Verstärker 7 angelegte Spannung zu, der Vorwärtsstrom in die PIN-Diode 10 nimmt ab, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt zu, was eine Abnahme der Zwischenfrequenzleistung zur Folge hat. Wenn andererseits die Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 justiert wird, um abzunehmen, nimmt die an den DC-Verstärker 7 angelegte Spannung ab, der Vorwärtsstrom in die PIN-Diode 10 nimmt zu, und der Betrag der Abschwächung in dem variablen Abschwächer nimmt ab, was eine Zunahme der Zwischen frequenzleistung zur Folge hat. Der Abwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung ist daher in der Lage, den Betrag der Zwischenfrequenzausgangsleistung durch Justieren der Spannung der Vorspannungslieferschaltung 6 zu steuern.
  • Die automatische Mikrowellen-Verstärkungsregelvorrichtung der vorliegenden Ausführung kann Störsignale wirksam unterdrücken, wenn Mikrowellensignale empfangen werden, die starke Störungen, z.B. infolge Radar, befördern, und kann auch die Zwischenfrequenzausgangsleistung jederzeit auf einem konstanten Pegel hatten.
  • Auf diese Weise steuert der Abwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung einen Verstärkungsgewinn des Zwischenfrequenzsignals durch durch Betreiben des variablen Abschwächers mit einer DC-Spannung, die nach Addition einer durch Detektieren und Glätten des Mikrowellensignals erzeugten DC-Spannung und der Vorspannung durch den DC-Verstärker 7 verstärkt wird, ohne durch Streuung der Eigenschaften und der Befestigungsposition der Mikrowellen-Detektordiode 3 beeinflusst zu werden. Infolge dieser Arbeitsweise arbeitet der Abwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung, um die am Zwischenfrequenzausgangsanschluss 34 erzeugte Zwischenfrequenzausgangsleistung ständig konstant zu halten.
  • Des Weiteren ist der Abwärts-Umsetzer der vorliegenden Ausführung in der Lage, eine erwünschte Größe der Zwischenfrequenzausgangsleistung durch Justieren der von der Vorspannungslieferschaltung 6 zugeführten DC-Spannung zu erzeugen.
  • Obwohl in den beschriebenen Ausführungen der vorliegenden Erfindung der variable Abschwächer konstruiert ist, indem die PIN-Diode in dem Signalweg in Reihe geschaltet ist, ist dies nicht ausschließlich, und der Abschwächer kann in Form eines "π-Netzwerks" oder "T-Netzwerks" unter Verwendung einer Vielzahl von PIN-Dioden konstruiert werden. Natürlich kann die gleiche Wirkung mit einer Struktur erzielt werden, die alternativ einen Feldeffektransistor ("FET") verwendet.
  • Hinsichtlich der Polarität der Mikrowellen-Detektordiode 3 zeigen die beschriebenen Ausführungen dieser Erfindung ein Beispiel, bei dem eine Anode der Mikrowellen-Detektordiode 3 mit dem Richtungskoppler 2 und einer positiven Elektrode der Vorspannungslieferschaltung 6 verbunden ist. Dies kann modifiziert werden, indem eine Kathode der Mikrowellen-Detektordiode 3 mit dem Richtungskoppler 2 und einer negativen Elektrode der Vorspannungslieferschaltung 6 verbunden wird, was auch eine Änderung der Polarität der PIN-Diode und eine Änderung des DC-Verstärkers 7 erfordert.
  • Des Weiteren können viele Variationen der Schaltungsstruktur der Vorspannungslieferschaltung 6 existieren, während die exemplarischen Ausführungen eine Weise des Justierens der Ausgangsspannung der Schaltung 6 durch einen mit einer DC-Spannungsversorgung verbundenen veränderlichen Widerstand beschreiben. Die vorliegende Erfindung kann folglich in noch vielen anderen Weisen verkörpert werden, und die anliegenden Ansprüche sind daher gedacht, alle Modifikationen abzudecken, die in den Umfang der Erfindung fallen.

Claims (7)

  1. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuerungsvorrichtung, die umfasst: einen Signalverstärker (1; 23, 24), der ein Mikrowellensignal verstärkt; einen Richtungskoppler (2), der wenigstens einen Teil des verstärkten Mikrowellensignals empfängt; eine Vorspannungs-Zuführschaltung (6), die eine Gleich-Vorspannung zuführt; eine Mikrowellen-Erfassungseinrichtung (3), die eine Summierung der Gleich-Vorspannung und des Teils des verstärkten Mikrowellensignals gleichrichtet; und einen Gleichspannungsverstärker (7), der die Summierung der Gleich-Vorspannung und des Teils des verstärkten Mikrowellensignals nach Gleichrichtung verstärkt, gekennzeichnet durch: einen veränderlichen Abschwächer (10), der mit einem Ausgangsanschluss des Gleichspannungsverstärkers (7) gekoppelt ist, um eine Abschwächung zu ändern und ein Ausgangssignal der automatischen Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung im wesentlichen konstant zu halten; und einen Wandler (17, 18, 27), der mit dem Richtungskoppler verbunden ist, wobei der Wandler (17, 18, 27) ein Streifenleitungs-Wellenleiter-Wandler ist, der ein TEM-Wellensignal, das von dem Signalverstärker verstärkt wird, in ein Wellenleitermodensignalumwandelt, oder ein Wellenleiter-Streifenleitungs-Wandler, der ein Wellenleitermode in ein TEM-Wellensignal umwandelt, das von dem Signalverstärker zu verstärken ist.
  2. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gleich-Vorspannung verstellbar ist.
  3. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der Signalverstärker (1) mit einem Zwischenfrequenzverstärker (20) an einem Eingangsseitenanschluss, einem Mikrowellensignal-Verstärker (15) an einem Ausgangsseitenanschluss und einem Frequenzwandler (22) versehen ist.
  4. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der veränderliche Abschwächer (10) zwischen dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungsverstärkers (7) und einem Eingangsanschluss des Signalverstärkers (1) befindet.
  5. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mikrowellen-Erfassungseinrichtung (3) enthält: a) eine Anode, die mit einer positiven Elektrode der Vorspannungs-Zuführschaltung (6) mit einem Ende des Richtungskopplers (2) gekoppelt ist, und b) eine Kathode, die mit dem Gleichspannungsverstärker (7) gekoppelt ist.
  6. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, wobei der Wandler (17, 18, 27) ein Wellenleiter-Streifenleitungs-Wandler ist, und die des weiteren einen rauscharmen Verstärker (23, 24) umfasst, der sich zwischen dem Richtungskoppler und dem Wellenleiter-Streifenleitungs-Wandler befindet.
  7. Automatische Mikrowellenverstärkungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wandler (17, 18, 27) ein Streifenleitungs-Wellenleiter-Wandler ist, und die des weiteren einen Mikrowellen-Ausgangsleitungs- Regulieranschluss (19) umfasst, der eine Gleich-Vorspannung von der Gleichspannungs-Zuführschaltung (6) anlegt.
DE69830106T 1997-07-31 1998-07-31 Vorrichtung zur automatischen Verstärkungsregelung für Mikrowellen Expired - Fee Related DE69830106T2 (de)

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