DE69903153T2

DE69903153T2 - Reflektorschaltung

Info

Publication number: DE69903153T2
Application number: DE69903153T
Authority: DE
Inventors: Ian James Forster
Original assignee: Marconi Optical Components Ltd
Current assignee: Mineral Lassen LLC
Priority date: 1998-04-25
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: JP4307722B2; EP1078278B1; DK1078277T3; ES2189414T3; GB2337422A; GB2337421A; CN1307686A; DK1078278T3; JP2002513161A; WO1999056149A1; CN1307685A; JP4322425B2; EP1078277B1; DE69904590D1; HK1039652A1; EP1078277A1; WO1999056148A1; GB9909337D0; DE69904590T2; HK1039651A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Reflektorschaltung zum Empfangen von Beleuchtungsstrahlung und zum Aussenden entsprechender, verstärkter Ausgangsstrahlung als Reaktion darauf. Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich eine Transponderschaltung zur Verwendung in einem pseudo-passiven Transponder- (PPT-) Anhänger.
Eine Sorte von Reflektorschaltungen, nämlich ein herkömmlicher PPT, benutzt einen Diodendetektor, um von einer Abfrage- Quelle einfallende Strahlung zu detektieren. Die Diode kann als ein modulierter Detektor betrieben werden, indem ein an sie angelegtes Steuerpotential mit einem Information tragenden Signal derart moduliert wird, dass der PPT einfallende Strahlung als modulierte Reflexionsstrahlung an die Quelle zurück reflektiert. Da der herkömmliche PPT keinen Verstärker in Verbindung mit der Diode beinhaltet, weist die reflektierte Strahlung im Vergleich zu der einfallenden Strahlung eine reduzierte Amplitude auf. Dies begrenzt bei gegebener Ausgangsstrahlungsstärke der Quelle und gegebenem, minimalem Detektionsschwellenwert der Quelle für reflektierte Strahlung eine nutzbare Reichweite, über die der PPT antworten kann. Der PPT antwortet auf einfallende Strahlung durch Emission entsprechender, reflektierter Strahlung mit einer Effizienz, die als "Konversionseffizienz" bezeichnet wird. Diese Konversionseffizienz ist definiert als das Verhältnis der Leistungen der am PPT empfangenen Trägerstrahlung und der Seitenband-Strahlung der vom PPT emittierten, reflektierten Strahlung. Bei dem oben beschriebenen, herkömmlichen PPT ist die Konversionseffizienz typischer Weise -8 dB oder weniger, was eine Strahlungs-Ausgangsleistung der abfragenden Quelle von beispielsweise einigen zehn Milliwatt erforderlich macht, um eine nutzbare Arbeitsreichweite zwischen Quelle und PPT von einigen Metern zu erreichen.
Diese Arbeitsreichweite ist zu kurz für viele Anwendungen, bei denen es, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, nicht zulässig ist, eine höhere Ausgangsleistung der Quelle anzuwenden. Dieses Problem wird berücksichtigt beim Einbau eines Sendeverstärkers in den PPT, um die dort empfangene Strahlung zu verstärken und damit mehr Strahlung zurück zur abfragenden Quelle auszusenden. Der Einsatz des Sendeverstärkers in den herkömmlichen PPT führt jedoch zu einem höheren Energieverbrauch, der es erforderlich macht, dass der PPT größere Batterien einsetzt, dass die Batterien häufiger gewechselt werden oder dass eine stärkere Spannungsversorgung verwendet wird. Dies ist ein wesentlicher Nachteil, wenn der PPT kompakt zu sein hat, beispielsweise von ähnlicher Größe, wie eine Plastik-Kreditkarte oder ein an Produkten befestigter Anhänger im Einzelhandel.
Beispiele für Pseudo-CW-Radartransponder (CW: continous wave), nämlich Arten von Reflektorschaltungen, sind in dem britischen Patent GB 2 051 522 A beschrieben. Ein darin beschriebener Radartransponder enthält eine Antennenanordnung und einen Radiofrequenz- (RF-: radio frequency) Sendeverstärker zur Verbesserung der Konversionseffizienz des Transponders. Da es schwierig ist, einen RF-Verstärker, der mit einer Antennenanordnung zum Empfangen einfallender Strahlung und zur Emission entsprechender, verstärkter Ausgangsstrahlung davon abzuhalten, spontan zu oszillieren, insbesondere, wenn der Verstärker einen Verstärkungsfaktor von mehr als +30 dB aufweist, enthält der Transponder zusätzlich eine Verzögerungsleitung und zugeordnete Schalter, die von einem Zeitgeber gesteuert werden, um spontanen Oszillationen entgegen zu wirken. Im Betrieb wird einfallende Strahlung von der Antennenanordnung empfangen und dort in ein Empfangssignal umgewandelt, das dann von einem der Schalter abgetastet, von dem Verstärker verstärkt, in der Verzögerungsleitung über eine Zeitspanne gespeichert und von dem Verstärker weiter verstärkt wird, bevor es schließlich als reflektierte Strahlung von der Antennenanordnung abgestrahlt wird. Der Einbau der Schalter, der Verzögerungsleitung und des Sendeverstärkers macht den Transponder teuerer als der herkömmliche, oben beschriebene PPT mit Diodendetektor. Außerdem verbrauchen die Schalter und der Verstärker beim Betrieb erhebliche Energie. Weiter ist es nicht immer durchführbar, den Energieverbrauch des Sendeverstärkers weiter zu senken, ohne seinen Signalverstärkungsfaktor zu opfern.
Der Erfinder hat verstanden, dass es daher wünschenswert ist, in eine Reflektorschaltung einen oder mehrere Verstärker einzubauen, um die Konversionseffizienz zu erhöhen und die Schaltung so einzurichten, dass sie einfacher ist und beim Betrieb, verglichen mit Reflektorschaltungen nach dem Stand der Technik, weniger Energie verbraucht.
Die vorliegende Erfindung ist daher entstanden in dem Bemühen, eine Reflektorschaltung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, beim Betrieb, im Vergleich zu Reflektor- und Transponderschaltungen nach dem Stand der Technik, weniger Energie zu verbrauchen und weniger Komponenten einzusetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Reflektorschaltung zur Verfügung gestellt zum Empfangen von Beleuchtungsstrahlung und zum Aussenden entsprechender, verstärkter Ausgangsstrahlung, wobei die Schaltung umfasst:
- eine Antennenanordnung zum Empfangen der Beleuchtungsstrahlung und Bereitstellen eines entsprechenden Empfangssignals und
- Verarbeitungsmittel zum Verstärken und Speichern eines Anteils des Empfangssignals über eine Zeitspanne zur Verwendung bei der Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals zur Ausstrahlung von der Antennenanordnung als Ausgangsstrahlung,
wobei die Verarbeitungsmittel Reflexionsverstärkungsmittel zum Verstärken des Empfangssignalanteils enthalten.
Die Erfindung bringt den Vorteil, dass die Reflexionsverstärkungsmittel in der Lage sind, vergrößerte Leistungsverstärkungsfaktoren zur Verfügung zu stellen, und dabei weniger Komponenten zu verwenden und relativ weniger Energie zu verbrauchen im Vergleich zu im Stand der Technik verwendeten Sendeverstärkern.
Vorzugsweise umfassen die Verstärkungsmittel einen Reflexionsverstärker, der nur einen Feldeffekt-Transistor, nämlich einen Silizium-JFET oder eine GaAs-Vorrichtung, enthält, zusammen mit einer Rückkopplungsanordnung, um sie innerhalb des linearen Bereichs ihrer Strom/Spannungs-Charakteristik zu betreiben, derart, dass sie ein Empfangssignal mit vergrößerter Amplitude reflektieren. In diesem Betriebsmodus sind hohe Reflexions-Verstärkungsfaktoren von beispielsweise mehr als +30 dB bei niedrigem Transistorstromverbrauch von einigen Mikroampere erreichbar. Ein solch niedriger Stromverbrauch versetzt den Reflexionsverstärker in die Lage, über mehrer Monate kontinuierlich zu arbeiten, versorgt von Knopfzellen, wie sie häufig, beispielsweise in elektronischen Armbanduhren verwendet werden. Außerdem wäre ein solch geringer Stromverbrauch nicht erreichbar, wenn ein Sendeverstärker statt des Reflexionsverstärkers verwendet würde. Außerdem hätte der Sendeverstärker eine komplexere Schaltungskonfiguration im Vergleich zu der des Reflexionsverstärkers.
Bei der Reflektorschaltung der Erfindung würde man erwarten, dass der Reflexionsverstärker instabil ist und spontan oszilliert. Durch sorgfältige Wahl der Impedanzanpassung jedoch können Reflexionen von Signalen an Komponenten, die direkt mit dem Verstärker verbunden sind, derart eingerichtet werden, dass sie am Verstärker gegenphasig sind und dadurch einer spontanen Oszillation in diesem entgegenwirken. Dieser Nachteil ist für Sendeverstärker aufgrund ihrer zugehörigen Eingangsisolierung nicht so erheblich.
Da die Reflexionsverstärkungsmittel in der Lage sind, einen hohen Leistungsverstärkungsfaktor von mehr als +30 dB zu erreichen, ist die Reflektorschaltung der Erfindung anfällig für spontane Oszillationen, wie sie bei Transpondern und Reflektorschaltungen nach dem Stand der Technik auftreten, die eine Sendeverstärkung einsetzen. Diese treten trotz sorgfältiger Wahl der Impedanzanpassung auf. Daher kann die Reflektorschaltung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Verstärkungs-Steuerungsmittel enthalten zum abwechselnden Schalten der Reflexionsverstärkungsmittel zwischen einem relativ stärker reflektierenden Zustand und einem relativ schwächer reflektierenden Zustand, dabei betreibbar, um spontanen Rückkopplungsschwingungen innerhalb der Schaltung entgegenzuwirken. Dies bringt den Vorteil, dass die Anfälligkeit der Schaltung für spontane Oszillationen reduziert werden kann, ohne dass die Notwendigkeit bestünde, Signalleitungs- Schalter einzubauen, wie sie im Stand der Technik verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Reflexionsverstärkungsmittel günstiger Weise einen Reflexionsverstärker, der einen Transistor enthält, welcher durch eine Rückkopplungseinrichtung dazu ausgelegt ist, innerhalb unterschiedlicher Bereiche der Strom/Spannungs-Charakteristik des Transistors zu arbeiten und dabei in dem relativ stärker reflektierenden Zustand und dem relativ schwächer reflektierenden Zustand zu arbeiten. Dies bringt den Vorteil, dass auf relativ einfache Weise innerhalb der Reflexionsverstärkungsmittel ein unterbrochener Verstärkungsfaktor zur Verfügung gestellt wird, ohne dass Signalleitungs-Schalter eingebaut werden müssten, wie sie im Stand der Technik verwendet werden.
Um der spontanen Oszillation in der Reflektorschaltung entgegen zu wirken, kann diese so betrieben werden, dass sich die Verstärkungsmittel in einem schwächer reflektierenden Zustand befinden, wenn erneut reflektierte Signale, die von einer unzureichenden Impedanzanpassung an der Antennenanordnung herrühren, zurück zu den Verstärkungsmitteln reflektiert werden. Die Verarbeitungsmittel können daher vorteilhafter Weise Speichermittel einsetzen zur Verzögerung von Signalen die sich zu und von den Verstärkungsmitteln bewegen, sodass die Verstärkungs-Steuerungsmittel ausreichend Zeit haben, um den von den Verstärkungsmitteln gelieferten Verstärkungsfaktor periodisch zu reduzieren, um spontanen Oszillationen in der Schaltung entgegen zu wirken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Verarbeitungsmittel daher vorteilhafter Weise Speichermittel zum Speichern des Signalanteils zur Verwendung bei der Erzeugung des Ausgangssignals, wobei die Speichermittel in einem Signalweg zwischen den Reflexionsverstärkungsmitteln und der Antennenanordnung angeschlossen sind.
In einigen Situationen kann die Reflektorschaltung gleichzeitig von verschiedenen Quellen abgefragt werden, die Strahlung bei jeweils unterschiedlichen Frequenzen emittieren, wobei eine oder mehrere Quellen ausreichend starke Strahlung aussenden, dass sie eine Überlastung, Sättigung oder Störung innerhalb der Schaltung auslösen. Dies kann verhindern, dass die Schaltung effektiv auf diejenigen Quellen antwortet, die schwächere Strahlung aussenden, die keine derartigen Effekte hervorruft. Die Schaltung kann daher derart eingerichtet sein, dass die Verarbeitungsmittel so betreibbar sind, dass eine frequenzselektive Verstärkung als Reaktion auf den Betrag von in der Beleuchtungsstrahlung vorhandenen Komponenten ermöglicht wird. Dies bietet den Vorteil, dass die Verarbeitungsmittel ihre Verstärkung für solche Komponenten in dem Empfangssignal reduzieren, die wahrscheinlich eine Überlastung, Sättigung oder Störung in der Schaltung hervorrufen würden.
Falls die Reflektorschaltung nicht-progressiv antwortet, wenn Beträge von Komponenten in der Beleuchtungsstrahlung einen Leistungsschwellenwert überschreiten, bei dem die Schaltung ihr Antwortverhalten selektiv modifiziert, um Überlastung entgegen zu wirken oder Kompression bereit zu stellen, kann das Problem gestörten Antwortverhaltens der Schaltung auftreten. Die Schaltung kann daher derart eingerichtet werden, dass sie als Reaktion auf einen gewachsenen Betrag von Komponenten in der Beleuchtungsstrahlung eine sich fortschreitend reduzierende Verstärkung liefert. Dies bietet den Vorteil das ein gestörtes Antwortverhalten der Schaltung reduziert wird, wenn der Betrag von Komponenten in der Beleuchtungsstrahlung im Wesentlichen ähnlich dem Leistungsschwellenwert ist.
Um eine relativ kompakte und einfache Reflektorschaltung zu erhalten, ist es wünschenswert, dass darin Komponenten eingebaut sind, die gleichzeitig eine Anzahl verschiedener Funktionen bieten. Bei einer Transponderschaltung beinhalten die Speichermittel daher vorteilhafter Weise eine magnetostatische Wellenvorrichtung, die zum Speichern des Signalanteils zur Verwendung bei der Erzeugung des Ausgangssignals eingerichtet ist und die für das frequenzselektive Antwortverhalten sorgt. Dies bietet den Vorteil, dass die Vorrichtung zwei Funktionen gleichzeitig erfüllt.
Günstiger Weise weist die magnetostatische Vorrichtung einen Signalausbreitungsweg durch eine epitaxiale, magnetische Yttrium-Eisen-Granat-Schicht (YIG: Yttrium Iron Garnet) auf, die eine Dicke im Bereich von 10 um bis 100 um hat, zur Speicherung des Signalanteils und die für das frequenzselektive Antwortverhalten sorgt. Dies bietet den Vorteil, dass es eine billige und kompakte Weise ist, ein selektives Antwortverhalten bereit zu stellen.
Günstiger Weise umfasst die Antennenanordnung ein erstes Antennenanordnungselement zum Empfangen der Beleuchtungsstrahlung und ein zweites Antennenanordnungselement zum Aussenden der Ausgangsstrahlung, wobei besagtes erstes und zweites Antennenelement räumlich voneinander getrennt sind. Dies bietet den Vorteil, dass Eingang und Ausgang in einem höheren Maße von der Schaltung isoliert sind, wodurch der Anfälligkeit der Schaltung für spontane Oszillationen entgegen gewirkt wird.
Die Antennenanordnung beinhaltet vorzugsweise eine oder mehrere Patchantennen, bikonische Dipolantennen und/oder Wanderwellenantennen. Diese bieten den Vorteil, dass sie kompakt und zur Verwendung in einem Frequenzbereich von einigen GHz geeignet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun lediglich exemplarisch unter Bezugnahme auf die folgenden Diagramme beschrieben werden, bei denen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reflektorschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Reflexionsverstärkers in der in Fig. 1 gezeigten Reflektorschaltung ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Reflektorschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Reflektorschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 5 eine Illustration der Durchlassband- Charakteristik der in Fig. 4 gezeigten Reflektorschaltung bietet,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Reflektorschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist und
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Reflektorschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 1. Allgemein ist mit 1 eine Reflektorschaltung zum Betrieb bei Mikrowellenfrequenzen, beispielsweise im Bereich von 1 GHz bis 4 GHz bezeichnet, obwohl auch der Betrieb bei anderen Frequenzen möglich ist. Die Schaltung 1 umfasst eine Antenne 2 zum Empfangen von Beleuchtungsstrahlung 4 und zum Aussenden von Ausgangsstrahlung 6. Die Antenne 2 ist mit einer Verzögerungsleitung 8 verbunden, die ihrerseits mit einem Reflexionsverstärker 10 verbunden ist. Die Verzögerungsleitung 8 kann derart betrieben werden, dass sie ein Signal, dass durch sie hindurch läuft, um eine Zeitspanne t = τ verzögert. Die Antenne 2 kann vorzugsweise eine oder mehrere Patchantennen, bikonische Dipolantennen und/oder mit einer Wirklast belegte Wanderwellenantennen oder jede Art von Breitbandantennen umfassen, die geeignet ist zum Betrieb bei den beschriebenen Frequenzen. Die unterschiedlichen, oben beschriebenen Antennentypen können in Kombination verwendet werden, um eine spezifische, polare Verstärkungsantwort für die Schaltung 1 zu erzielen, wenn Beleuchtungsstrahlung 4 empfangen und Ausgangsstrahlung 6 ausgesendet wird.
Der Betrieb der Schaltung 1 soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden. In einem Anfangszustand, nämlich t = 0, fällt Dauerstrich-Beleuchtungsstrahlung 4 auf die Schaltung 1 und der Reflexionsverstärker 10 hat gerade in einen Zustand geschaltet, in dem er verstärkt. Die Strahlung 4 wird von der Antenne 2 empfangen, die sie in ein Eingangssignal umwandelt, das in die Verzögerungsleitung 8 hinein läuft, durch die es sich für eine Zeitspanne τ als Welle fortpflanzt, nach der es zu einer Zeit t = τ ausgegeben wird, um den Reflexionsverstärker 10 zu erreichen. Zum Zeitpunkt t = τ bleibt der Reflexionsverstärker 10 in seinem reflektierenden/verstärkenden Zustand und reflektiert und verstärkt in Folge dessen das Signal als ein reflektiertes Signal, das durch die Verzögerungsleitung 8 zurück zur Antenne 2 läuft, um als Ausgangsstrahlung 6 emittiert zu werden. Zum Zeitpunkt t = 2τ, wenn der Anfang des reflektierten Signals die Antenne 2 zur Abstrahlung von dort erreicht, wird der Reflexionsverstärker 10 in einen relativ schwächer reflektierenden Zustand geschaltet, in dem er eine zur Unterstützung spontaner Oszillationen in der Schaltung 1 nicht ausreichende Verstärkung liefert.
Die Verzögerungsleitung 8 ist eine magnetostatische Wellenverzögerungsleitung (MWDL: magnetostatic wave delay line), die aufgrund ihrer nichtlinearen und frequenzselektiven Signalübertragungscharakteristik höchst vorteilhaft ist. Obgleich die Verzögerungsleitung 8 eine Breitbandvorrichtung ist mit typischer Weise 1 GHz Durchlassbreite zwischen 2 und 3 GHz, zeigt sie, abhängig von den zu ihrer Herstellung verwendeten Materialien, eine schmalbandige Begrenzungscharakteristik. Die Verzögerungsleitung 8 arbeitet durch Unterstützung von Raummoden der Strahlungsausbreitung durch sie.
Die Verzögerungsleitung 8 bietet einen Signalausbreitungsweg durch ein magnetisches Medium. nämlich durch einen magnetischen Film aus epitaxial aufgetragenem Yttrium-Eisen-Granat (YIG: Yttrium Iron Garnet) auf einem Aluminium- oder Saphir- Substrat. Der Film hat eine Dicke im Bereich von 10 um bis 100 um.
Die Verzögerungsleitung 8 enthält weiter Wandler, um an die Verzögerungsleitung 8 angelegte Signale einzukoppeln und eine entsprechende magnetische Welle, die sich entlang des Films ausbreitet, zu erzeugen und um Wellen im Film auszukoppeln, um entsprechende Signale zur Ausgabe aus der Verzögerungsleitung 8 zu erzeugen. Die Verzögerungsleitung 8 umfasst weiter einen Magnet, zur Anwendung eines magnetischen Feldes auf den Film, um die magnetischen Dipole darin während des Betriebs auszurichten, wodurch eine magnetische Anisotropie in dem Film bereit gestellt wird.
Die Verzögerungsleitung 8 bietet eine signalbegrenzende Übertragungscharakteristik, wenn Signale mit einer relativ erhöhten Amplitude an sie angelegt werden. Die Begrenzung erfolgt, wenn bei einer gegebenen Eingangsleistung des Signals in die Verzögerungsleitung 8 ein weiteres Ansteigen der Eingangsleistung keinen entsprechenden Anstieg der Leistung des Ausgangssignals verursacht. Beispielsweise führt, wenn die Begrenzung erfolgt, ein 3 dB Anstieg in der Eingangsleistung zu einem entsprechenden 1 dB Anstieg der Ausgangsleistung. Die Begrenzung erfolgt in der Verzögerungsleitung also fortschreitend im Vergleich zur Leistung, wenn die Eingangsleistung des Signals einen Begrenzungs-Leistungsschwellenwert übersteigt.
Die Verzögerungsleitung 8 ist jedoch verschieden von etwas, das beispielsweise als Diodenbegrenzer auftritt. Im Fall des Diodenbegrenzers antwortet der Begrenzer bei einem an ihn angelegten Eingangssignal auf die Gesamtleistung über dessen Bandbreite, Eine relativ stärkere erste Komponente des an den Diodenbegrenzer angelegten Eingangssignal, die 10 dB über dem Begrenzungs-Schwellenwert liegt, wird beispielsweise um zusätzliche 10 dB abgeschwächt, aber eine gleichzeitig vorhandene, relativ schwächeren zweiten Komponente des Eingangssignals mit einer im Verhältnis zu der ersten Komponente anderen Frequenz innerhalb des Durchlassbereichs des Begrenzers wird ebenfalls entsprechend um zusätzliche 10 dB abgeschwächt.
Die Verzögerungsleitung funktioniert auf eine andere Weise im Vergleich zu dem oben beschriebenen Diodenbegrenzer. Die Verzögerungsleitung 8 begrenzt Komponenten in einem an sie angelegten und durch sie hindurch laufenden Signal, dessen Frequenzen mehr als einige MHz entfernt liegen, unabhängig. Das bedeutet, dass eine stärkere Signalkomponente bei einer ersten Frequenz in dem Eingangssignal zu einem bekannten Grad durch Abschwächung begrenzt wird, ohne eine entsprechende Abschwächung einer schwächeren Signalkomponente bei einer zweiten Frequenz des Eingangssignals zu verursachen, wobei die erste und die zweite Frequenz voneinander verschieden sind.
Bei der Schaltung 1 umfasst der Reflexionsverstärker 10 einen Feldeffekt-Transistor (FET), nämlich einen Silizium JFET oder eine GaAs-Vorrichtung, der so ausgewählt ist, dass er zu dem Frequenz-Arbeitsbereich passt, in dem die Reflektorschaltung funktionieren soll. Wie in dem britischen Patent GB 2 284 323 B beschrieben, dessen Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, wird der Transistor durch eine Rückkopplungseinrichtung derart konfiguriert, dass er in dem linearen Bereich seiner Strom/Spannungs-Charakteristik arbeitet, sodass er ein dort empfangenes Signal mit vergrößertem Betrag reflektiert. In diesem Betriebsmodus arbeitet der Transistor als negativer Widerstand. Indem der Transistor in einem nichtlinearen Bereich relativ kleinerer Verstärkungsfaktoren seiner Strom/Spannungs-Charakteristik betrieben wird, kann er als Detektor zur Detektion einer Modulation in dem an ihn angelegten Signal arbeiten.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 2. Dort ist innerhalb der gestrichelten Linie 52 der Reflexionsverstärker 10 detaillierter dargestellt. Der Verstärker 10 umfasst die Spannungsversorgung 54, einen Silizium- oder GaAs-Transistor 58, einen Kondensator 60 und einen Widerstand 62, die ein Abschlussnetzwerk für den Transistor 58 bilden, einen Rückkopplungs- Kondensator 64, eine Spule 66 und einen Widerstand 68, die ein Steuernetzwerk bilden, sowie eine steuerbare Stromquelle 70.
Die Verzögerungsleitung 8 beinhaltet zwei Signalanschlüsse T1, T2. Der Anschluss T1 ist mit der Antenne 2 verbunden und der Anschluss T2 ist mit der Gate-Elektrode 58 g des Transistors 58 sowie mit einem ersten Anschluss des Kondensators 64 verbunden. Die Spannungsversorgung 54 ist mit der Drain- Elektrode 58d des Transistors 58 und ebenso mit einem ersten Anschluss des Kondensators 60 verbunden. Ein zweiter Anschluss des Kondensators 60 ist mit Masse verbunden. Der Kondensator 64 hat einen zweiten Anschluss, der mit einer Source-Elektrode 58 s des Transistors 58, mit dem geerdeten Widerstand 62 und über die Spule 66 und den Widerstand 68 in Reihe mit der Quelle 70 verbunden ist. Ein Schaltoszillator 72 ist ebenfalls mit der Quelle 70 verbunden, um dieser ein recheckiges Schaltsignal zu liefern.
Der Betrieb des Reflexionsverstärkers 10 wird gesteuert von dem Rechtecksignal, das von dem Schaltoszillator 72 erzeugt wird, das an den Eingang 12 des Verstärkers 10 angelegt wird. Das Signal schaltet den Verstärker 10 abwechselnd zwischen einem relativ stärker und einem relativ schwächer reflektierenden Zustand hin und her, indem es einen Drain/Source-Strom des Transistors 58 derart steuert, dass dieser abwechselnd in verschiedenen Bereichen seiner Strom/Spannungs-Charakteristik arbeitet. Der Fachmann wird erkennen, dass auch andere Verfahren zur Steuerung des Verstärkers 10 verwendet werden können, beispielsweise kann ein von der Spannungsquelle 54 geliefertes Potential mit dem Rechtecksignal moduliert werden.
Der Reflexionsverstärker 10 und seine innerhalb der gestrichelten Linie 52 gezeigten Komponenten sind in der Lage, für einen Drain/Source-Strom durch den Transistor 58 in der Größenordnung von einigen zehn Mikroampere einen hohen Leistungsverstärkungsfaktor von annähernd +30dB bereit zu stellen. Ein derartig hoher Verstärkungsfaktor wird bereit gestellt, wenn der Transistor 58 in dem relativ stärker reflektierenden Zustand betrieben wird. Ein solch hoher Leistungsverstärkungsfaktor ist mit einem Sendeverstärker, der mit solch niedrigen Strömen arbeitet, nicht erreichbar.
Während des Betriebs der Schaltung 1 wird die Reflexionsverstärkung, die der Reflexionsverstärker 10 liefert, in einer geschalteten Weise mit einer Periode von 4τ aktiviert und deaktiviert, wobei τ eine Zeitspanne ist, die ein an die Verzögerungsleitung 8 angelegtes Signal braucht, um diese als Welle zu durchlaufen und dann als Signal wieder hergestellt zu werden. Die Einführung einer Zeitverzögerung der Länge τ für die Signalwanderung zwischen der Antenne 2 und dem Verstärker 10, stellt sicher, dass jedes Signal, das von der Antenne 2 aufgrund unzulänglicher Impedanzanpassung an der Antenne 2 in Richtung auf den Verstärker 10 reflektiert wird, dann wieder bei dem Verstärker 10 ankommt, wenn sich dieser in einem relativ schwächer reflektierenden Zustand befindet, wodurch spontaner Oszillation innerhalb der Schaltung 1 entgegengewirkt wird.
Die Ausgangsstrahlung 6 umfasst eine Anzahl von Strahlungskomponenten, nämlich eine Trägerkomponente, deren Frequenz durch die Frequenz der Beleuchtungsstrahlung 4 bestimmt wird, und Seitenband-Strahlungskomponenten, deren Frequenzen von der Frequenz der Beleuchtungsstrahlung 4 um eine Frequenzdifferenz fSeitenband abgesetzt sind, die von der Zeitspanne τ gemäß Gleichung (1) bestimmt ist:
Seitenenband = n/4τ Gl. (1)
wobei n eine ungerade, ganze Zahl ist. Komponenten der relativ größten Amplitude erscheinen bei n = 1.
Da das von dem Schaltoszillator 72 zur Steuerung des Verstärkers 10 erzeugte Rechtecksignal Harmonische der Fourier- Komponenten bei Frequenzen von m/4τ mit m = 1, 3, 5, 7, ..., enthält, enthält das der Antenne 2 gelieferte Ausgangssignal vorwiegend Seitenbänder der Frequenzen m/4τ von der Trägerfrequenz.
Obwohl die Antenne 2 und der Reflexionsverstärker 10 derart eingerichtet sind, dass die gegenseitigen Impedanzen so gut wie möglich angepasst sind, wird ein kleiner Teil des Signals an der Antenne 2 als rückreflektiertes Signal durch die Verzögerungsleitung 8 in den Reflexionsverstärker 10 reflektiert.
Der Reflexionsverstärker 10 befindet sich jedoch noch immer in seinem relativ nicht-reflektierenden Zustand, wenn das rückreflektierte Signal den Reflexionsverstärker 10 zum Zeitpunkt t = 3τ erreicht und der Verstärker 10 bleibt in diesem Zustand bis zur Zeit t = 4τ. Daher fallen unter der Annahme, dass der Reflexionsverstärker 10, wenn er sich in seinem relativ nicht-reflektierenden Zustand befindet, mit der Verzögerungsleitung korrekt impedanzangepasst ist, unerwünschte, rückreflektierte Signale von der Antenne 2 nur dann auf den Reflexionsverstärker 10, wenn sich dieser in seinem relativ nicht-reflektierenden Zustand befindet.
Dieser Betriebsmodus der Schaltung 1 stellt sicher, dass vergleichsweise hohe Niveaus der Reflexionsverstärkung von annähernd +30 dB mit dem Verstärker 10 erzielt werden können, unabhängig von der Impedanzanpassung mit der Antenne 2 bei gleichzeitig reduzierter Wahrscheinlichkeit, dass spontane Selbst-Oszillationen in der Schaltung 1 auftreten. Da die Reflektorschaltung 1 für die Verstärkung nur einen Reflexionsverstärker 10 umfasst, können diese hohen Niveaus des Verstärkungsfaktors in der Schaltung 1 bei einem Betriebsstromverbrauch in der Größenordnung von einigen zehn Mikroampere erreicht werden.
Wenn die Schaltung 1 in der Beleuchtungsstrahlung 4 gleichzeitig mehrere Strahlungskomponenten empfängt, von denen eine oder mehrere ausreichende Leistung aufweisen, dass sie eine Überlastung der Schaltung 1 verursachen können, bietet die Verzögerungsleitung 8 eine selektive Abschwächung bei Frequenzen dieser überlastenden Komponenten, um deren Überlastungseffekt auf den Verstärker 10 entgegen zu wirken. Es ist vorteilhaft, Überlastung zu vermeiden, da in dem Verstärker 10 nichtlineare Signalmischung auftreten kann, die ein komplexes und potentiell verwirrendes Spektrum von durch die Antenne 2 emittierten Strahlungskomponenten erzeugt, beispielsweise Intermodulations-Artefakte. Wie vorstehend beschrieben, leistet die Verzögerungsleitung 8 eine solche Abschwächung selektiv und progressiv, wenn die Leistung der bei der Schaltung 1 empfangenen Strahlungskomponente einen Leistungsschwellenwert überschreitet.
Diese Charakteristik ist vorteilhaft, wenn die Reflektorschaltung 1 beispielsweise in eine Marine-Boje eingebaut ist, wo sie gleichzeitig von mehreren Schiffen in unterschiedlichen Entfernungen zu ihr abgefragt werden kann. Um eine Überlastung der Schaltung 1 zu vermeiden und dadurch einer Situation entgegen zu wirken, in der ein oder mehrere Schiffe die Boje nicht erkennen, kann die Verzögerungsleitung dank ihrer selektiven Abschwächung die Überlastung reduzieren und dadurch sicher stellen, dass die Boje für alle Schiffe erkennbar ist, unabhängig davon, ob diese sie gleichzeitig abfragen oder nicht.
Wenn die Schaltung 1 in der Beleuchtungsstrahlung 4 gleichzeitig mehrere Strahlungskomponenten empfängt, von denen eine oder mehrere ausreichende Leistung haben, um den Leistungsschwellenwert zu übersteigen, verringert, auch wenn die Schaltung ihre nicht abgeschwächte, nominale Verstärkung liefern, aber nicht überlastet würde würde, auch die Verzögerungsleitung selektiv die Verstärkung für diese stärkeren Komponenten, wobei die Schaltung 1 eine selektive Signalkompressionscharakteristik erhält. Dies Charakteristik ist nützlich, wenn die Schaltung 1 beispielsweise von relativ entfernten und relativ näheren Quellen abgefragt wird, wobei lediglich eine schwächere Ausgangsstrahlung erforderlich ist, um näheren Quellen zu antworten und eine stärkere Ausgangsstrahlung erforderlich ist, um entfernteren Quelle zu antworten.
Übertragungsverluste durch die Verzögerungsleitung 8 müssen, wenn der Reflexionsverstärker 10 einen Reflexionsverstärkungsfaktor von 25 dB liefert, geringer als 7,5 dB sein, um einen Betrag von mehr als 0 dB für die in der emittierten Ausgangsstrahlung 6 enthaltenen Seitenband- Strahlungskomponenten zu erreichen.
Eine erfindungsgemäße Reflektorschaltung, die weniger abhängig von dem Verlust in der Verzögerungsleitung ist, ist in Fig. 3 abgebildet und mit 100 bezeichnet. Die Schaltung 100 enthält die Schaltung 1 und zusätzlich ein Paar Schalter 102, 104 und ein Paar Sendeverstärker 106, 108 (TA: transmission amplifier). Da der Reflexionsverstärker 10 den größten Teil der Verstärkung in der Schaltung 10 leistet, liefern die Sendeverstärker 106, 108 einen relativ geringeren Verstärkungsfaktor von z. B. 10 dB um in erster Linie die Verluste der Verzögerungsleitung zu überwinden, weshalb sie keine höheren Ströme als 100 uA verbrauchen. Ein Ersetzen des Reflexionsverstärkers 10 durch einen oder mehrere Sendeverstärker, die einen vergleichbaren Verstärkungsfaktor liefern, würde zu einem erheblichen Anstieg des Stromverbrauchs der Schaltung führen. Die Schalter 102, 104 und die Verstärker 106, 108 werden zwischen der Antenne 2 und der Verzögerungsleitung 8 in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung 1 eingesetzt. Die Schalter 102 bzw. 104 werden jeweils von den Steuereingängen 120 bzw. 122 gesteuert, an die ein Rechtecksignal mit einer Periode von 2τ angelegt wird. Das Rechtecksignal ist mit demjenigen synchronisiert, das von dem Oszillator 72 an den Reflexionsverstärker 10 geliefert wird. Die beiden Schalter 102, 104 definieren zwei Signalwege, nämlich einen ersten und einen zweiten Signalweg, zwischen der Antenne 2 und der Verzögerungsleitung 8 in der Schaltung 100. Der Betrieb der Schaltung 100 ist im Wesentlichen derselben wie oben für die Schaltung 1 von Fig. 1 beschrieben. In der Schaltung 100 ist der Effekt des Verzögerungsleitungs-Verlustes eliminiert, weil:
i) das bei der Antenne 2 als Reaktion auf den Empfang der Beleuchtungsstrahlung 6 erzeugte Eingangssignal von dem Senderverstärker 108 verstärkt wird, bevor es an die Verzögerungsleitung 8 angelegt wird,
ii) ein reflektiertes und verstärktes Signal, das vom Reflexionsverstärker 10 durch die Verzögerungsleitung 8 läuft, dann den zweiten Weg durchläuft, wo es von dem Sendeverstärker 106 verstärkt wird, bevor es an die Antenne 2 zur Emission von dort als Strahlung angelegt wird.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, den Schaltungen 1, 100 kann als weitere Modifikation eine Datenmodulation angewendet werden, sodass die Ausgangsstrahlung 6 mit Daten moduliert wird. Eine solche Modulation kann eine oder mehrere Amplituden-, Frequenz- und/oder Phasenmodulationen umfassen.
Für jeden Typ von angewendeter Modulation kann die Ausgangsstrahlung 6 "Ein-Aus-getastet" werden, sodass die zugehörigen Seitenbänder, die von der zusätzlichen Modulation herrühren, bei einem Frequenzversatz (Offset) von der Frequenz der Beleuchtungsstrahlung 4 gemäß den Gleichungen 2 und 3 auftreten:
Seitenband = 1/4τ Gl. 2
Seitenband = 1/2τ Gl. 3
wobei sich Gl. 2 bzw. 3 auf Amplituden- bzw. Frequenz/Phasenmodulation bezieht. Es ist erkennbar, dass die Leistung der Seitenbänder gemäß Gl. 1 beim datenmodulierten Betrieb reduziert werden kann, wenn die Modulation angewendet wird. Der Grad dieser Reduktion ist abhängig von der verwendeten Modulationstechnik und der übertragenen Datenrate.
Die oben beschrieben Datenmodulation kann auch eine Modulation einschließen, die ein Signal verwendet, das eine analoge Information trägt, beispielsweise einen analogen Pilotton, wodurch eine abfragende Quelle in die Lage versetzt wird, zu identifizieren, welche Kategorie von Reflektorschaltung ihr eine Antwort liefert, indem die Datenmodulation, die auf die bei ihr empfangene Strahlung angewendet wurde, dekodiert wird.
Eine erfindungsgemäße Reflektorschaltung bietet eine erhebliche Erhöhung des Reflexionsverstärkungsfaktors bei vergleichbarem Energieverbrauch im Verhältnis zu Reflektorschaltungen nach dem Stand der Technik, was sie ideal geeignet macht für die Verwendung in pseudo-passiven Transponder-Anhängern. Folglich ist es möglich, einen solchen Anhänger, der eine erfindungsgemäße Reflektorschaltung beinhaltet, bei einem gegebenen Grad an Leistung der Beleuchtungsstrahlung über viel weitere Entfernungen zu betreiben, als dies bei Anhängern nach dem Stand der Technik der Fall war. Außerdem wirken vorteilhafter Weise ihre frequenzselektiven Eigenschaften einer Überlastung in dem Anhänger entgegen, wenn dieser gleichzeitig von näheren und entfernteren Abfragequellen abgefragt wird, die bei untereinander unterschiedlichen Frequenzen arbeiten und dem Anhänger stark unterschiedliche Leistungen an Beleuchtungsstrahlung liefern.
Aufgrund ihres sehr hohen Reflexionsgrades, beispielsweise annähernd +30 dB, zeigen die Schaltungen 1, 100 einen sehr großen Radar-Querschnitt, der sie ideal geeignet macht zur Verwendung als Radardüppel oder Radar-Markierungsbake. Bei solchen Anwendungen wird die Verzögerungszeit τ so kurz wie möglich gewählt, um sicher zu stellen, dass die Seitenbänder so weit wie möglich von der Trägerfrequenz der eingestrahlten Beleuchtungsstrahlung entfernt sind, oder zumindest ausreichend weit, sodass sie außerhalb der Bandbreite des Radarsystems liegen, das die Beleuchtungsstrahlung liefert.
Es ist erkennbar, dass bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung eine Antenne, eine Verzögerungsleitung und eine Verstärkeranordnung eingesetzt ist. Die Verstärkeranordnung enthält einen Reflexionsverstärker, der so geschaltet wird, dass er der Entstehung von spontanen Oszillationen in der Schaltung entgegen wirkt. Bei jeder Ausführungsform arbeitet die Verzögerungsleitung als Speicherelement und selektiert einen Abschnitt des als Reaktion auf die empfangene Beleuchtungsstrahlung erzeugten Eingangssignal, wobei der Abschnitt eine Dauer von τ hat. Obwohl es einen günstigen Weg zur Bereitstellung dieser Funktion darstellt, die Verzögerungsleitung 8 als MWDL auszuführen, kann jede Signalspeichervorrichtung oder -anordnung verwendet werden, die eine ähnliche Charakteristik zur Speicherung eines Abschnitts des Eingangssignals aufweist.
Es ist für den Fachmann erkennbar, dass Änderungen der vorangehend beschriebenen Schaltungen 1, 100 durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Daher können, obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verzögerungsleitung als MWDL ausgeführt ist, andere Sorten von Verzögerungsleitungen verwendet werden. Beispielsweise können, wenn eine selektive Filterung erforderlich ist, andere Arten von Verzögerungsleitungen ein Array von Bandpassfiltern beinhalten, die mit einem Eingangssignal beaufschlagt werden und von denen jedes seine eigene Amplitudenkompressionsmöglichkeit hat. Die Filter können ihre Ausgänge in eine Verzögerungsleitung summieren, um aus dieser ein verzögertes Ausgangssignal zu liefern. Im Fall einer optischen Verzögerungsleitung, die in den Schaltungen 1, 100 eingesetzt wird, würde ein darauf angewendetes elektrisches Eingangssignal eine Konversion in ein optisches Signal brauchen, die eine Lichtquelle verwendet, um eine entsprechende optische Strahlung zu erzeugen, die sich entlang eines Lichtleitpfades fortpflanzt und würde dann an einem Ausgang der optischen Verzögerungsleitung in ein elektrisches Signal zurück konvertiert werden. Im Fall einer Verzögerungsleitung für akustische Oberflächenwellen (SAW: surface acoustic wave) ist diese kompakt und kann eine relativ große Verzögerungszeit τ von annähernd einigen us bieten. Sie kann jedoch nur über einen relativ niedrigen Frequenzbereich arbeiten, z. B. von 10 MHz bis 100 MHz. Obwohl eine solche Vorrichtung ideal für die Verwendung bei Transponder-Anwendungen geeignet ist, ist im Fall des Radardüppels ein Betrieb über eine große Bandbreite von einigen GHz erforderlich. Entsprechend können bei solchen Anwendung andere Vorrichtungen verwendet werden, wie etwa Vorrichtungen für akustische Körperwellen (BAW: bulk acoustic wave), die eine große Bandbreite von annähernd einem GHz und mehr haben. MWDLs sind insbesondere vorteilhaft, weil sie den Vorzug einer breiten Bandbreite und geringer Verluste bei Arbeitsfrequenzen bis zu 6 GHz bieten.
Weiter ist erkennbar, dass eine erfindungsgemäße Schaltung viele Formen, einschließlich einer oder mehrere Verstärkerstufen und eines oder mehrerer Schalter annehmen kann. Es ist weiter möglich, zwei getrennte Antennen zu verwenden: ein erstes Antennenelement zum Empfangen der Beleuchtungsstrahlung 4 und ein zweites Antennenelement zur Emission der Ausgangsstrahlung 6. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte zur Bereitstellung einer modifizierten Schaltung das erste Antennenelement beispielsweise direkt mit dem Eingang des Verstärkers 108 verbunden sein und das zweite Antennenelement könnte mit dem Ausgang des Verstärkers 106 verbunden sein. Eine solche Anordnung eliminiert die Notwendigkeit für den Schalter 102, wodurch die Schalterverluste in der Schaltung 100 reduziert werden.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 4. Dort ist eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reflektorschaltung dargestellt, die allgemein mit 400 bezeichnet ist. Die Schaltung 400 beinhaltet eine bikonische Dipolantenne 410, die innerhalb der gestrichelten Linien 412 gezeigt ist, und eine SAW-Vorrichtung 420, die ein Substrat 422 aus einem Quarz- oder Lithiumniobat-Einkristall enthält. Fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstrukturen sind durch selektive Ablagerung eines Aluminiumfilms unter Vakuum auf einer obere Oberfläche des Substrates 422 ausgebildet. Die Elektrodenstrukturen umfassen eine erste, gechirpte Elektrodenstruktur 430, die mit der Antenne 410 verbunden ist, eine zweite Elektrodenstruktur 440, die mit dem ihr zugeordneten Reflexionsverstärker 442 verbunden ist, eine dritte Elektrodenstruktur 450, die mit dem ihr zugeordneten Reflexionsverstärker 452 verbunden ist, und eine vierte Elektrodenstruktur 460, die mit dem ihr zugeordneten vierten Reflexionsverstärker 462 verbunden ist. Ebenso sind Absorberstrukturen 470, 480 auf dem Substrat 422 aufgebracht. Die Absorberstrukturen umfassen einen Materialfilm mit akustischen Dämpfungseigenschaften. Die Strukturen 430, 440, 450, 460 sind auf dem Substrat 422 gegeneinander elektrisch isoliert.
Wie in Fig. 4 dargestellt, sind die Absorberstrukturen 470, 480 und die Elektrodenstrukturen 430, 440, 450, 460 in z- Richtung, wie durch den Pfeil 482 angedeutet, aufeinander folgend angeordnet, nämlich in der Reihenfolge: Absorberstruktur 470, erste Struktur 430, zweite Struktur 440, dritte Struktur 450, vierte Struktur 460 und schließlich Absorberstruktur 480.
Die vierte bzw. die dritte Struktur 460, 450 weisen kleinere Zwischenelektrodenabstände auf im Vergleich zu der dritten bzw. der zweiten Struktur 450, 440.
Die gechirpte Struktur 430 verwendet einen Abstand der fingerartig ineinandergreifenden Elektroden, der sich in z- Richtung zunehmend verringert. Da die zweite, dritte und vierte Struktur jeweils unterschiedliche Elektrodenabstände verwenden, verleiht ihnen dies eine Bandpass-Charakteristik zum Koppeln zwischen akustischen Wellen, die sich entlang der oberen Oberfläche in z-Richtung bewegen und elektrischen Signalen für die Verstärker 442, 452 bzw. 462. Die Bandpass- Charakteristiken sind so eingerichtet, dass sie um jeweils verschiedene Frequenzen zentriert sind, sodass jede Struktur 440, 450, 460 und ihre zugeordneten Verstärker 442, 452, 462 ausgelegt sind, um in jeweils verschiedenen Frequenzbereichen zu verstärken. Das bietet den Vorteil, dass die Verstärker 442, 452, 462 jeweils optimiert werden können, um über einen schmaleren Frequenzbereich als für den Verstärker 10 in den Schaltungen 1, 100 erforderlich, zu verstärken. Derart optimierte Verstärkung reduziert den kombinierten Stromverbrauch der Verstärker 442, 452, 462 auf weniger als das, was für einen einzigen Reflexionsverstärker mit vergleichbarem Verstärkungsfaktor über einen Frequenzbereich, wie er von den Verstärkern 442, 452, 462, geboten wird, erforderlich wäre. Außerdem wird das Erfordernis der Verwendung eines einzigen Breitbandverstärkers mit hohem Verstärkungsfaktor vermieden. Solch ein Verstärker ist insbesondere anfällig für spontane Oszillationen.
Die Reflexionsverstärker 442, 452, 462 setzen jeweils eine Schaltungskonfiguration ein, wie sie in Fig. 2 für den Verstärker 10 gezeigt ist. Es ist ein Kennzeichen von Reflexionsverstärkern, dass ihr Stromverbrauch für einen gegebenen Verstärkungsfaktor in einem zugeordneten Verstärkungsband sinkt, wenn die Bandbreite des Durchlassbandes verringert wird. Ein nutzbarer Verstärkungsfaktor der Verstärker 442, 452, 462 ist erreichbar bei beispielsweise einem an sie angelegten Energieversorgungspotential von 2-3 Volt und einem Stromverbrauch von 15 uA pro Verstärker.
Die Reflexionsverstärker 442, 452 bzw. 462 werden jeweils durch die an sie angelegten Steuersignale S1, S2 bzw. S3 periodisch zwischen einem relativ stärker und einem relativ schwächer reflektierenden Zustand geschaltet. Für die Schaltsignale ist jeweils eine zugeordnete Zeitspanne festgesetzt, sodass die akustische Strahlung, die von den Strukturen 440, 450, 460 ausgesendet wird, zu der gechirpten Struktur 430 zurück läuft und an dieser aufgrund unzureichender Impedanzanpassung zwischen der Struktur 430 und der Antenne 410 reflektiert wird, als Rückkehrstrahlung die jeweiligen Strukturen 442, 452, 462 dann wieder erreicht, wenn sich die jeweils zugeordneten Verstärker in ihrem relativ schwächer reflektierenden Zustand befinden, der nicht ausreicht, eine spontane Oszillation in der Schaltung 400 aufrecht zu erhalten. Die Absorberstrukturen 470, 480 werden eingebaut, um der Ausbildung stehender akustischer Wellen in der oberen Oberfläche des Substrats 422 entgegen zu wirken.
Die gechirpte Struktur 430 bietet eine relativ breite Koppelbandbreite, nämlich in der Größenordnung von 500 MHz, zwischen den von der Antenne 410 an sie angelegten elektrischen Signalen und den sich auf dem Substrat 422 fortpflanzenden akustischen Oberflächenwellen. Diese große-Bandbreit rührt von den räumlich variierenden Abständen zwischen den Elektroden der gechirpten Struktur 430 her. Dies hat auch die weitere Eigenschaft zur Folge, dass die Position entlang der z- Achse, an der eine akustische Welle auf dem Substrat 422 durch ein elektrisches Signal angeregt wird, das von der Antenne 410 an die Struktur 430 angelegt wird, von der Frequenz des Signals abhängt. Um eine in etwa ähnliche Laufzeitverzögerung durch die Schaltung 400, unabhängig von der Signalfrequenz, zu erhalten, sind die Strukturen in ihrer Position so angeordnet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 5. Dort ist ein Graph der Antwortfunktion der Reflektorschaltung 400 dargestellt. Der Graph ist mit 500 bezeichnet. Er umfasst eine Frequenzachse 510 und eine Achse 520 des Verstärkungsfaktors. Eine Bandpass-Charakteristik der gechirpten Struktur 430 ist mit 530 bezeichnet. Ihre Bandbreite ist größer als die Verstärkungsfaktor-Bandbreiten 540, 550 bzw. 560, die von der zweiten, dritten bzw. vierten Struktur 440, 450 bzw. 460 und den ihnen zugeordneten Reflexionsverstärkern 442, 452 bzw. 462 geboten werden. Die Verstärkungsfaktor-Bandbreiten 540, 550, 560 sind zueinander so eingerichtet, dass die Schaltung 400 eine relativ breite Antwortbandbreite im Vergleich zu der Durchlass- Charakteristik 530 bietet.
Der Betrieb der Schaltung 400 soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben werden. Eine Dauerstrich- Beleuchtungsstrahlung 4 wird von der Antenne 410 empfangen, die sie in ein Empfangssignal umwandelt, das entlang der Verbindungen zu der gechirpten Struktur 430 läuft. Das Empfangssignal wird bei der Struktur 430 eingekoppelt, um eine erste akustische Welle zu erzeugen, die auf der Oberfläche des Substrats 422 in Richtung auf die Absorberstruktur 470 läuft, wo sie akustisch absorbiert wird, und eine zweite akustische Welle, die auf die Strukturen 440, 450, 460 zuläuft. Komponenten des auf dem Substrat 422 laufenden Signals, deren zugeordnete Frequenzen innerhalb der jeweiligen Durchlassbänder der Strukturen 440, 450, 460 liegen, werden dort ausgekoppelt und von den jeweils zugeordneten Verstärkern 442, 452, 462 verstärkt. Sobald sie verstärkt sind, werden die Komponenten wieder auf das Substrat 422 eingekoppelt und laufen als akustische Welle auf die Absorberstruktur 480 zu, wo sie absorbiert werden, und in z-Richtung zurück zu der gechirpten Struktur 430, wo sie rekombiniert werden, um ein Ausgangssignal zu bilden. Das Ausgangssignal läuft entlang der Verbindungen zu der Antenne 410, um von dort als verstärkte Strahlung 6 ausgesendet zu werden.
Die Schaltung 400 kann modifiziert werden, um eine modifizierte Schaltung zur Verfügung zu stellen, in der die Elektrodenabstände, die in den Strukturen 440, 450, 460 verwendet werden, nicht zur räumlichen Anpassung an die gechirpte Struktur in Folge angeordnet sind. Dies kann verwendet werden, um die Zeit des Auftretens einzelner in der Beleuchtungsstrahlung 4 enthaltener Komponenten neu zu ordnen. Weiter können die Verstärker 442, 452, 462 auch so geschaltet werden, dass in der Beleuchtungsstrahlung enthaltene Frequenzkomponenten an der Antenne 410 selektiv in einer bestimmten Reihenfolge ausgegeben werden, wodurch die Ausgangsstrahlung 6 kodiert wird mit Frequenzkomponenten, die in einer bestimmten, bevorzugten Reihenfolge kodiert sind. Dies kann für eine individuelle Identifikation der Reflektorschaltung verwendet werden, beispielsweise wenn die Schaltung 400 verwendet wird als von Personen tragbarer Identifikationsanhänger.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 6. Dort ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, nämlich eine Reflektorschaltung, die mit 600 bezeichnet ist. Die Schaltung 600 ist von der Schaltung 490 abgeleitet. In der Schaltung 600 sind Strukturen auf dem SAW-Substrat, die mit zugeordneten Reflexionsverstärkern verbunden sind, so angeordnet, dass beide Seiten der zentralen Struktur mit der Antenne verbunden sind. Die Strukturen sind so betreibbar, dass sie zwischen akustischer Strahlung auf dem Substrat und elektrischen Signalen an den Strukturen koppeln. Die Schaltung 600 stellt im Vergleich zu der Schaltung 400 eine effizientere Nutzung der auf das Substrat emittierten akustischen Strahlung dar, wodurch der Stromverstärkungsfaktor erhöht und die akustischen Verluste an den auf dem Substrat vorgesehenen Absorberstrukturen gesenkt werden.
In der Schaltung 600 ist eine bikonische Dipolantenne vorgesehen, die mit 610 bezeichnet und in der gestrichelten Linie 612 dargestellt ist, sowie eine SAW-Vorrichtung, die mit 620 bezeichnet ist und ein Quarz- oder Lithiumniobat- Einkristallsubstrat 622 umfasst. Die Vorrichtung 620 enthält eine obere Oberfläche, auf die an ihren beiden äußeren Enden akustische Absorberstrukturen 630, 632 aufgebracht sind. Mittig auf der Oberfläche ist eine relativ breitbandige, fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstruktur 636 aufgebracht, die mit der Antenne 610 verbunden ist. Der Struktur 636 nächst gelegen und beiderseits davon auf der Oberfläche angeordnet sind relativ breitbandige, fingerartig ineinandergreifende erste und dritte Elektrodenstrukturen 640, 660, die mit zugeordneten Reflexionsverstärkern 642, 662 verbunden sind.
Zwischen der ersten Struktur 640 und der Absorberstruktur 630 ist auf der Oberfläche eine zweite, fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstruktur 650 enthalten, die mit ihrem zugeordneten Reflexionsverstärker 652 verbunden ist. Gleichermaßen ist zwischen der dritten Struktur 660 und der Absorberstruktur 632 auf der Oberfläche eine vierte, fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstruktur 670 enthalten, die mit ihrem zugeordneten Reflexionsverstärker 672 verbunden ist. Die Verstärker 642, 652, 662, 672 wenden jeweils eine Schaltungskonfiguration an, wie sie in dem Reflexionsverstärker 10 verwendet ist. Die Elektrodenstrukturen 640, 650, 660, 670 bieten eine relativ schmalere Bandbreite im Vergleich zu der Struktur 636.
Im Betrieb wird Beleuchtungsstrahlung von der Antenne 610 empfangen, die als Reaktion darauf ein Empfangssignal erzeugt. Das Empfangssignal passiert die Struktur 636, um auf der Oberfläche akustische Wellen zu erzeugen, die sich auf der Oberfläche in entgegen gesetzten Richtungen auf die Absorberstrukturen zu bewegen. Wenn die akustischen Oberflächenwellen die Strukturen 640, 650, 660, 670 passieren, werden sie daran in elektrische Signale umgewandelt, die in den jeweiligen Verstärkern 642, 652, 662, 672 verstärkt und dann, sobald sie verstärkt sind, an die Strukturen 640, 650, 660, 670 zur Reemission von dort als akustische Oberflächenwellen geschickt werden. Die Wellen laufen zurück zu der Struktur 636, um als Strahlung von der Antenne 610 emittiert zu werden oder sie laufen zu den Absorberstrukturen 630, 632, um dort absorbiert zu werden.
Die Verstärker 642, 652, 662, 672 werden jeweils durch Anlegen der Steuersignale K1, K2, K3, K4 periodisch zwischen einem relativ stärker und einem relativ schwächer reflektierenden Zustand geschaltet. Dies unterstützt es, wie bei der Schaltung 1, spontanen Oszillationen, die in der Schaltung 600 auftreten, entgegen zu wirken.
Die Strukturen 636, 640, 650, 660, 670 können gechirpte Abstände zwischen den Elektroden haben oder, alternativ, durchweg einheitliche Abstände zwischen den Elektroden, je nach dem erwünschten Frequenz-Antwortverhalten.
Da die Schaltung 600 effizienter ist als die Schaltung 400, kann sie bei geringerem Energieverbrauch arbeiten, wodurch sie insbesondere geeignet ist zur Verwendung in batteriebetriebenen Transpondern, beispielsweise bei von Personen tragbaren Identifikationsanhängern.
Es wird als nächstes Bezug genommen auf Fig. 7. Dort ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, nämlich eine Reflektorschaltung, die mit 700 bezeichnet ist. Die Schaltung 700 umfasst eine bipolare Dipolantenne, die mit 720 bezeichnet und in der gestrichelten Linie 722 dargestellt ist, sowie eine SAW-Vorrichtung, die mit 750 bezeichnet ist und ein Substrat 752 aus einem Quarz- oder Lithiumniobat- Einkristall enthält. Auf einer Oberfläche des Substrats 752 sind Absorberstrukturen 760 ausgebildet, erste und zweite fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstrukturen, die mit 770, 780 bezeichnet sind, und eine reflektierende Struktur 790. Die erste Elektrodenstruktur 770 ist mit der Antenne 720 Verbunden und ebenso mit und über einen ersten Reflexionsverstärker 794. Die zweite Elektrodenstruktur 780 ist mit ihrem zugeordneten, zweiten Reflexionsverstärker 796 verbunden.
Die Strukturen 760, 770, 780, 790 sind auf dem Substrat 752 in Folge angeordnet, nämlich die Absorberstruktur 760 an einem Ende der Oberfläche in Nachbarschaft zu der ersten Elektrodenstruktur 770, diese in Nachbarschaft zu der zweiten Elektrodenstruktur 780 und diese in Nachbarschaft zu der reflektierenden Struktur 790 am anderen Ende der Oberfläche, entfernt von der Absorberstruktur 760.
Der Einbau der reflektierenden Struktur 790 verbessert die Effizienz der Schaltung 700, weil akustische Energie in der Struktur 790 nicht im wesentlichen absorbiert sondern von ihr reflektiert wird. Die reflektierende Struktur 790 weist einen abrupten räumlichen, akustischen Impedanzübergang auf, um eine reflektierende Charakteristik zu zeigen.
Die Reflexionsverstärker 794, 796 sind jeweils so angeschlossen, dass sie die Steuersignale J0 bzw. J1 zum Schalten zwischen relativ stärker reflektierenden und relativ schwächer reflektierenden Zuständen empfangen. In dem relativ stärker reflektierenden Zustand bieten die Verstärker 794, 796 eine Verstärkung, wohingegen sie in dem relativ schwächer reflektierenden Zustand einen reduzierten Verstärkungsfaktor zeigen und an spontanen Oszillationen gehindert sind. Die Verstärker 794, 796 wenden eine Schaltungskonfiguration, wie in Fig. 2 für den Verstärker 10 dargestellt, an.
Der Betrieb der Schaltung 700 soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden. Zu einem Zeitpunkt t = 0 wird Beleuchtungsstrahlung 4 von der Antenne 720 empfangen, die als Reaktion darauf ein Empfangssignal erzeugt. Das Signal wird von dem ersten Verstärker 794 empfangen und läuft zur ersten Struktur 770, an der es mit dem Substrat 752 gekoppelt wird, um eine akustische Oberflächenwelle darauf zu erzeugen, die sich in einer Richtung auf die Absorberstruktur 760 hin fortpflanzt, an der sie absorbiert wird, und ebenso in der anderen Richtung auf die zweite Struktur 780 zu. Die umgewandelten Signale benötigen eine Zeitspanne τ, um von der ersten Struktur 770 zur zweiten Struktur 780 zu laufen. Vom Zeitpunkt t = 0 bis t = τ arbeitet das Steuersignal J0 so, dass es den Reflexionsverstärker 794 veranlasst, das als akustische Strahlung bei der Struktur 780 empfangene Empfangssignal zu verstärken, wie dies in dem mit 850 bezeichneten Graphen mit einer Zeitachse 852 und einer Signalstärke-Achse 854 illustriert ist. Zum Zeitpunkt t = τ wird der erste Reflexionsverstärker 794 von dem Steuersignal J0 in einen relativ schwächer reflektierenden Zustand geschaltet und der zweite Verstärker 796 wird von dem Steuersignal J1 von seinem schwächer reflektierenden Zustand in seinen stärker reflektierenden Zustand geschaltet, in dem er verstärkt.
An der zweiten Struktur empfangene, akustische Wellen 780 werden in entsprechende Signale umgewandelt, die von dem zweiten Verstärker 796 verstärkt werden, wodurch entsprechende, verstärkte Signale geliefert werden. Die verstärkten Signale laufen zurück zu der zweiten Struktur 780, an der sie akustische Wellen anregen, die sich fortpflanzen:
i) zurück zu der ersten Struktur 770 und der Absorberstruktur 760, an der sie absorbiert werden, weil der erste Verstärker 794 in seinem schwächer reflektierenden Zustand eine verlustbehaftete Last darstellt, und
ii) vorwärts zu der reflektierenden Struktur 790, an der sie reflektiert und so ausgerichtet werden, dass sie zurück zu der zweiten Struktur 780 laufen.
Die akustischen Oberflächenwellen benötigen eine Zeitspanne von 2t, um von der zweiten Struktur 780 zu der reflektierenden Struktur 790 und wieder zurück zu laufen. Während dieser Zeit von t = τ bis t = 2τ setzt das Steuersignal J1 den zweiten Verstärker 796 so, dass er verstärkt.
Zur Zeit t = 31 werden die reflektierten Oberflächenwellen wieder an der zweiten Struktur 780 empfangen, an der sie von dem zweiten Reflexionsverstärker 796 während der Zeit von t = 3τ bis t = 4τ verstärkt werden das Steuersignal J1 setzt den Verstärker 796 so, dass er während dieser Zeitspanne verstärkt. Die verstärkten Oberflächenwellen werden dann von der zweiten Struktur 780 emittiert und laufen zu der ersten Struktur 770, die sie bei t = 4τ erreichen. Während der Zeitspanne von t = 4τ bis t = 5τ wird der zweite Reflexionsverstärker 796 von dem Steuersignal J1 in einen schwächer reflektierenden Zustand versetzt und der erste Verstärker 794 wird von dem Steuereingang J0 in einen stärker reflektierenden Zustand versetzt, in dem er verstärkt.
Wenn die akustischen Wellen an der ersten Struktur 770 empfangen werden, werden sie dort in ein Ausgangssignal umgewandelt, das von dem ersten Verstärker 794 reflexionsverstärkt und dann während der Zeitspanne von t = 4τ bis t = 5τ von der Antenne 720 als Ausgangsstrahlung 6 ausgesendet wird. Bei t = 5τ wird der oben beschriebene Prozess wiederholt. Jeder Zyklus des Prozesses benötigt die Zeit von 5τ.
Bei einer modifizierten Version der Schaltung 700 kann der Verstärker 794 der Einfachheit halber entfallen, obwohl dies die Verstärkung der Schaltung 700 reduziert.
Die Schaltung 700 bietet den Vorteil, dass dem zweiten Verstärker 796 während jedes Zyklus zwei Gelegenheiten zur Verstärkung gegeben werden. Außerdem bringt die bevorzugte Verwendung der reflektierenden Struktur 790 an Stelle einer absorbierenden Struktur der Schaltung 700 verbesserte Effizienz, wodurch der Energieverbrauch verringert wird.
Weiter kann die Schaltung 700 weiter modifiziert werden, sodass:
i) das Substrat 752 die reflektierende Struktur an seinen beiden Enden aufweist,
ii) die erste Struktur 770 in einer mittigen Region des Substrats 752 mit gleichem Abstand zu den zwei reflektierenden Strukturen ausgebildet ist,
iii) zwei zweite Strukturen 780 enthalten sind, die mit zugeordneten Verstärkern verbunden sind, wobei die Strukturen symmetrisch zu beiden Seiten der ersten Struktur ausgebildet und jeweils zwischen der ersten Struktur und der reflektierenden Struktur eingesetzt sind.
Dies bietet den Vorteil einer weiteren Effizienzsteigerung.
Obwohl die Schaltungen 400, 600, 700 unter Verwendung einer Struktur für akustische Oberflächenwellen verwirklicht sind, können sie alternativ auch unter Verwendung von Strukturen für akustische Körperwellen ausgeführt werden, wodurch das Frequenzverhalten der Schaltung zu mehreren GHz hin verbessert wird.

Claims

1. Reflektorschaltung zum Empfangen von Beleuchtungsstrahlung (4) und zum Aussenden entsprechender, verstärkter Ausgangsstrahlung (6), wobei die Schaltung umfasst: eine Antennenanordnung (2) zum Empfangen der Beleuchtungsstrahlung und Bereitstellen eines entsprechenden Empfangssignals und Verarbeitungsmittel (8, 10; 8, 10, 102, 104, 106, 108) zum Verstärken und Speichern eines Anteils des Empfangssignals über eine Zeitspanne zur Verwendung bei der Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals zur Ausstrahlung von der Antennenanordnung (2) als Ausgangsstrahlung (6), wobei die Verarbeitungsmittel (8, 10; 8, 10, 102, 104, 106, 108) Reflexionsverstärkungsmittel (10) zum Verstärken des Empfangssignalanteils enthalten.

2. Schaltung nach Anspruch 1, enthaltend Verstärkungs-Steuerungsmittel zum abwechselnden Schalten der Reflexionsverstärkungsmittel (10) zwischen einem relativ stärker reflektierenden Zustand und einem relativ schwächer reflektierenden Zustand, dabei betreibbar, um spontanen Rückkopplungsschwingungen innerhalb der Schaltung entgegenzuwirken.

3. Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Reflexionsverstärkungsmittel einen Reflexionsverstärker (10) umfassen, der einen Transistor (58) enthält, welcher durch eine Rückkopplungseinrichtung (66, 68, 70, 72) dazu ausgelegt ist, innerhalb unterschiedlicher Bereiche der Strom/Spannungs- Charakteristik des Transistors zu arbeiten, um in dem relativ stärker reflektierenden Zustand und dem relativ schwächer reflektierenden Zustand zu arbeiten.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verarbeitungsmittel so betreibbar sind, dass eine frequenzselektive Verstärkung als Reaktion auf den Betrag von in der Beleuchtungsstrahlung vorhandenen Komponenten ermöglicht wird.

5. Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsmittel derart eingerichtet sind, dass sie als Reaktion auf einen gewachsenen Betrag von Komponenten in der Beleuchtungsstrahlung eine sich fortschreitend reduzierende Verstärkung liefern.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verarbeitungsmittel Speichermittel (8) zum Speichern des Signalanteils zur Verwendung bei der Erzeugung des Ausgangssignals beinhalten, wobei die Speichermittel (8) in einem Signalweg zwischen den Reflexionsverstärkungsmitteln (10) und der Antennenanordnung (2) angeschlossen sind.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verarbeitungsmittel, Speichermittel (8) anwenden zur Verzögerung von Signalen, die sich auf die Verstärkungsmittel (10) zu und von ihnen weg bewegen, sodass den Verstärkungs-Steuerungsmitteln (70, 72) ausreichend Zeit eingeräumt wird, periodisch den von den Verstärkungsmitteln (10) bereit gestellten Verstärkungsfaktor zu reduzieren, um spontanen Schwingungen in der Schaltung (1, 100) entgegenzuwirken.

8. Schaltung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Speichermittel (8) eingerichtet sind, in sich ein Signal über einer Zeitspanne τ zu speichern und es dann auszugeben und wobei die Verstärkungs- Steuerungsmittel (70, 72) eingerichtet sind, bei einer Rate zu arbeiten, die mit der Zeitspanne τ in einem ganzzahligen Verhältnis steht.

9. Schaltung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Speichermittel eine magnetostatische Wellenvorrichtung beinhalten, die zum Speichern des Signalanteils zur Verwendung bei der Erzeugung des Ausgangssignals eingerichtet ist und die für das frequenzselektive Antwortverhalten sargt.

10. Schaltung nach Anspruch 9, wobei die magnetostatische Vorrichtung einen Signalausbreitungsweg durch eine epitaxiale, magnetische Yttrium-Eisen- Granat-Schicht (YIG: Yttrium Iron Garnet), die eine Dicke im Bereich von 10 um bis 100 um zur Speicherung des Signalanteils aufweist und für das frequenzselektive Antwortverhalten sorgt.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Verarbeitungsmittel Sendeverstärkungsmittel (106, 108) und Schaltmittel (102, 104) aufweisen zur Bereitstellung einer Verstärkung, um in den Speichermitteln auftretenden Signalausbreitungsverlusten entgegenzuwirken.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Verarbeitungsmittel Schaltmittel (102, 104) beinhalten zum abwechselnden Schalten zwischen einerseits dem Eingangssignal in die Verarbeitungsmittel zur Erzeugung des Ausgangssignals und andererseits dem Anlegen des Ausgangssignals an die Antennenanordnung (2) zur Ausstrahlung von dort als Ausgangsstrahlung (6).

13. Schaltung nach Anspruch 12, wobei die Schaltmittel (102, 104) betreibbar sind, um einer spontanen Rückkopplungsschwingung innerhalb der Schaltung entgegen zu wirken.

14. Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Speichermittel (8) eingerichtet sind, in sich ein Signal über eine Zeitspanne τ zu speichern und es dann auszugeben und wobei die Schaltmittel (102, 104) eingerichtet sind, bei einer Rate zu arbeiten, die mit der Zeitspanne τ in einem ganzzahligen Verhältnis steht.

15. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antennenanordnung (2) ein erstes Antennenanordnungselement zum Empfangen der Beleuchtungsstrahlung und ein zweites Antennenanordnungselement zum Aussenden der Ausgangsstrahlung umfasst, wobei besagtes erstes und zweites Antennenelement räumlich voneinander getrennt sind.

16. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antennenanordnung (2) eine oder mehrere Patchantennen, bikonische Dipolantennen und/oder Wanderwellenantennen beinhaltet.

17. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungsmittel Modulationsmittel zum Aufprägen einer Modulation auf den Signalanteil beinhalten, wobei der Ausgangsstrahlung (6) Daten aufmoduliert werden.

18. Schaltung (400) nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsmittel (420, 442, 452, 462) akustische Wellenverzögerungsmittel (420) beinhalten, die ihrerseits enthalten: erste Wandlermittel (430) zur Kopplung des Empfangssignals, um akustische Eingangsstrahlung in die Verzögerungsmittel (420) anzuregen und zur Kopplung akustischer Ausgangsstrahlung aus den Verzögerungsmitteln (420), um das Ausgangssignal zu liefern und zweite Wandlermittel (440, 450, 460) zur Kopplung akustischer Strahlung aus den Verzögerungsmitteln (420), um ein oder mehrere Eingangssignale in die Verstärkungsmittel (442, 452, 462) zur Reflexionsverstärkung zu liefern, um verstärkte Reflexionssignale bereitzustellen, um in den Verzögerungsmitteln (420) akustische Signale zur Verwendung bei der Erzeugung des Ausgangssignals anzuregen.

19. Schaltung nach Anspruch 18, wobei die Verzögerungsmittel eine oder mehrere absorbierende Strukturen (470, 480; 630, 632) enthalten zur Absorption akustischer Strahlung, die sich in den Verzögerungsmitteln (420) fortpflanzt und eine oder mehrere reflektierende Strukturen (790) zur Reflexion akustischer Strahlung, die sich in den Verzögerungsmitteln (420) fortpflanzt.

20. Schaltung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die zweiten Wandlermittel eine Mehrzahl von Wandlern (440, 450, 460) umfassen, wobei jeder Wandler mit einem eigenen, ihm zugeordneten Reflexionsverstärker (442, 452, 462) verbunden ist, der eingerichtet ist, für eine Verstärkung akustischer Strahlung zu sorgen, die sich in den Verzögerungsmitteln (420) fortpflanzt.

21. Schaltung nach Anspruch 20, wobei die ersten Wandlermittel eine gechirpte, fingerartig ineinandergreifende Elektrodenstruktur (430) beinhalten, um für einen verbesserten Wandler-Frequenzgang zu sorgen.

22. Schaltung nach Anspruch 20, wobei die Wandler und die ihnen zugeordneten Verstärker (442, 452, 462) eingerichtet sind, eine Verstärkung über jeweils unterschiedliche Frequenzbereiche (540, 550, 560) liefern.

23. Schaltung nach Anspruch 20, wobei die Verzögerungsmittel Reflexionsmittel (790) zur Reflexion akustischer Strahlung, die sich in den Verzögerungsmitteln (750) fortpflanzt, beinhalten, wobei die zweiten Wandlermittel (780) räumlich zwischen den Reflexionsmitteln (790) und den ersten Wandlermitteln (770) angeordnet sind und eingerichtet sind, die akustische Strahlung zu verstärken, die im Anschluss von den Reflexionsmitteln (790) reflektiert wird.

24. Schaltung nach Anspruch 18, wobei die zweiten Wandlermittel (640, 650, 660, 670) im Wesentlichen räumlich symmetrisch um die ersten Wandlermittel angeordnet sind, wodurch sie von den ersten Wandlermitteln (636) in mehr als einer Richtung ausgestrahlte, akustische Energie empfangen.

25. Schaltung nach Anspruch 20, wobei jeder Reflexionsverstärker eingerichtet ist, periodisch zwischen einem relativ schwächer reflektierenden Zustand und einem relativ stärker reflektierenden Zustand hin und her geschaltet zu werden, womit spontaner Schwingung innerhalb der Schaltung entgegen gewirkt wird.

26. Pseudo-passiver Transponder-Anhänger, beinhaltend einen Reflektor nach einem der vorangehenden Ansprüche.

27. Radardüppel, der eine Reflektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 25 beinhaltet.

28. Verfahren zur Bereitstellung verstärkter Ausgangsstrahlung (6) als Reaktion auf den Empfang von Beleuchtungsstrahlung (4) in einer Reflektorschaltung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Empfangen der Beleuchtungsstrahlung und Bereitstellung eines entsprechenden Empfangssignals, b) Verstärken und Speichern eines Anteils des Empfangssignals über eine Zeitspanne, c) Erzeugen eines Ausgangssignals auf Grundlage des Empfangssignalanteils nach Speicherung und d) Aussenden des Ausgangssignals als Ausgangsstrahlung (6).