DE69909564T2 - Frequenzmultiplizierer, dielektrischer Übertragungsleitung und Funkeinrichtung - Google Patents

Frequenzmultiplizierer, dielektrischer Übertragungsleitung und Funkeinrichtung Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/06Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
    • H03B19/14Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a semiconductor device

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzvervielfacher, ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement und ein Funkbauelement zur Verwendung bei einem Hochfrequenzbereich, wie z. B. einem Millimeterwellen- oder Sub-Millimeterwellenbereich.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Eine Signalquelle, die eine ausreichend hohe Fähigkeit eines direkten Erzeugens eines Signals in dem Millimeterwellen- oder Sub-Millimeterwellenbereichs aufweist, ist in der Technik nicht bekannt. Deshalb werden in dem Millimeterwellen- oder Sub-Millimeterwellenbereich Frequenzvervielfacher weitverbreitet eingesetzt, um ein Signal bei einer erwünschten Frequenz durch ein Multiplizieren mit der Frequenz eines Eingangssignals mit einer Ganzzahl eines Faktors zu erzeugen. Frequenzvervielfacher werden im allgemeinen unter Verwendung einer Nichtlinearität in der Charakteristik von Strom gegenüber Spannung eines Bauelementes, wie z. B. einer Schottky-Barriere Diode, einer Schritt-Wiederholungsdiode, eines Bipolartransistors, FET, usw., realisiert.
  • 6 stellt einen herkömmlichen Frequenzvervielfacher dar. Wie in 6 gezeigt ist, umfaßt der Frequenzvervielfacher einen FET zum Erzeugen einer vervielfachten Frequenz, eine Eingangsanpassungsschaltung, die zwischen einem Eingangsanschluß und dem FET angeordnet ist, und eine Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem FET und einem Ausgangsanschluß angeordnet ist. Der Frequenzvervielfacher ist unter Berücksichtung sowohl des Grundfrequenzsignals, das über den Eingangsanschluß eingegeben wird, als auch des Signals mit vervielfachter Frequenz, das über den Ausgangsanschluß ausgegeben wird, entworfen. Die Ausgangsanpassungsschaltung ist z. B. derart entworfen, daß das Signal bei der Grundfrequenz absolut reflektiert wird, bei einer erwünschten Vielfachfrequenz jedoch eine maximale Leistung eines Signals zu dem Ausgangsanschluß übertragen wird. In 6 reflektiert eine Grundfrequenzreflexionsstichleitung die Grundfrequenz und eine Vielfachfrequenzanpassungsstichleitung liefert eine Anpassung mit dem FET, so daß die vervielfachte Frequenz auf eine höchst wirksame Weise ausgegeben wird.
  • Bei dem herkömmliche Frequenzvervielfacher, der in 6 gezeigt ist, werden eine Eingangs- und eine Ausgangsanpassungsschaltung mit großer Größe und komplizierter Struktur benötigt, um eine Anpassung für sowohl die Grundfrequenz als auch die vervielfachte Frequenz zu liefern. In Schaltungen, die in dem Millimeter- oder Sub-Millimeterwellenbereich verwendet werden, ist eine dielektrische Übertragungsleitung, wie z. B. ein dielektrischer NRD- (Nichtstrahlungs-) Wellenleiter, bekannt, um dahingehend von Vorteil zu sein, daß ein geringer Übertragungsverlust erzielt werden kann. In der Praxis jedoch ist kein Frequenzvervielfacher bekannt, der ein Ausgangssignal direkt durch einen NRD-Wellenleiter liefert.
  • Um ein Signal über einen NRD-Wellenleiter auszugeben, ist es erforderlich, daß ein Übertragungsleitungswandler zwischen einem herkömmlichen Typ von Frequenzvervielfacher mit einer Mikrostreifenleitung und dem NRD-Wellenleiter, wie in 7 gezeigt ist, vorgesehen ist. Wenn die Ausgangsanpassungsschaltung jedoch in der Form einer planaren Schaltung aufgebaut ist, wie in 6 gezeigt ist, muß eine Übertragungsleitungswandlerschaltung zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen der planaren Schaltung und dem NRD- Wellenleiter mit dem Ausgangsanschluß des Frequenzvervielfachers verbunden sein. Dies bewirkt, daß der Frequenzvervielfacher in seiner Gesamtgröße größer und in seiner Struktur komplexer wird.
  • YOSHITADA IYAMA u. a. "SECOND-HARMONIC REFLECTOR TYPE HIGHT-GAIN FET FREQUENCY DOUBLER OPERATING IN K-BAND" (Hochverstärkungs-FET-Frequenzdoppler vom Zweite-Harmonische-Reflektor-Typ, der im K-Band arbeitet), INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM, US, NEW YORK, IEEE, Band-, 13–15 Juni 1989, Seiten 1291–1294, XP000077340 offenbart einen Frequenzvervielfacher, der einen FET zum Erzeugen einer Harmonischen, eine Eingangsanpassungsschaltung, die zwischen dem Ausgang eines Generators und dem FET angeordnet ist, der dazu dient, eine Grundfrequenz durchzulassen und eine vervielfachte Frequenz zu reflektieren, und eine Ausgangsanpassungsschaltung aufweist, die zwischen dem FET und einem Ausgangsanschluß angeordnet ist, der mit einer Last verbunden ist. Die Ausgangsanpassungsschaltung umfaßt eine Übertragungsleitung, die mit der Last der Schaltung verbunden ist. Die Übertragungsleitung der Ausgangsanpassungsschaltung läßt die vervielfachte Frequenz durch.
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 1997, Nr. 7, 31. Juli 1997 und die JP 09 083216 A (MITSUBISHI ELECTRIC CORP; YONEYAMA TSUTOMU), 28. März 1997 beziehen sich auf einen NRD-Leiter-Verstärker kleiner Größe, der einen FET, der an einer dielektrischen Platine befestigt ist, in der ein Eingangs- und ein Ausgangs-NRD-Leiter koaxial angeordnet sind, sowie eine Streifenleitung umfaßt, derart, daß ein coplanare Leitung an dem Verbindungsteil des Eingangs- und Ausgangs-NRD-Leiters gebildet wird.
  • Angesichts des Vorangegangenen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Frequenzvervielfacher mit einer Ausgangsanpassungsschaltung bereitzustellen, der eine vereinfachte Struktur aufweist, bei der ein Ausgangs signal direkt durch eine dielektrische Übertragungsleitung erhalten wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement bereitzustellen, bei dem ein Frequenzvervielfacher kleiner Größe verwendet wird, um eine Reduzierung der Gesamtgröße zu erzielen.
  • Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Funkbauelement bereitzustellen, das eine dielektrische Übertragungsleitung des oben beschriebenen Typs als eine Übertragungsleitung zum Übertragen eines Übertragungssignals verwendet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Frequenzvervielfacher bereitgestellt, der ein Element zum Erzeugen einer Harmonischen und eine Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem oben beschriebenen Element und einem Ausgangsanschluß angeordnet ist, umfaßt, wobei die Ausgangsanpassungsschaltung eine dielektrische Übertragungsleitung umfaßt, die eine vervielfachte Frequenz durchläßt, und außerdem eine Leerlauf-Übertragungsleitung umfaßt, die mit einem elektromagnetischen Feld der dielektrischen Übertragungsleitung gekoppelt ist.
  • Ein FET kann als das oben beschriebene Element zum Erzeugen einer Harmonischen verwendet werden. In diesem Fall ist die Source des FET geerdet und das Gate des FET ist mit einer Eingangsanpassungsschaltung verbunden. Diese Konfiguration macht es möglich, eine Harmonische oder ein Signal mit vervielfachter Frequenz wirksamer zu erzeugen.
  • Die dielektrische Übertragungsleitung kann in der Form eines dielektrischen Nichtstrahlungs- (NRD-) Wellenleiters aufgebaut sein, um den Übertragungsverlust aufgrund einer Elektromagnetikwellenstrahlung zu reduzieren. Der NRD-Wellenleiter kann in naher Nähe zu einer anderen Übertragungsleitung angeordnet sein, ohne eine unerwünschte Kopplung mit dieser Übertragungsleitung zu bewirken. Dies macht es möglich, eine weitere Reduzierung der Gesamtgröße zu erzielen.
  • Die oben beschriebene Übertragungsleitung, die als die Ausgangsanpassungsschaltung dient, kann einen Teil umfassen, der eine Breite aufweist, die sich von der Breite des anderen Teils der Übertragungsleitung unterscheidet, wobei dieser Teil entlang einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge der vervielfachten Frequenz gebildet ist, derart, daß der Teil als ein Impedanzwandler dient, der es ermöglicht, daß die Übertragungsleitung elektromagnetisch mit der dielektrischen Übertragungsleitung mit einer bestimmten charakteristischen Impedanz auf eine höchst wirksame Weise gekoppelt wird, und der außerdem eine gute Anpassung zwischen der Übertragungsleitung und dem Element, wie z. B. einem FET zum Erzeugen einer Harmonischen schafft, wodurch es möglich gemacht wird, das Signal mit vervielfachter Frequenz wirksam auszugeben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement bereitgestellt, das einen Frequenzvervielfacher gemäß einem der oben beschriebenen Aspekte der Erfindung umfaßt, wobei der Frequenzvervielfacher zwischen einem Oszillatorbauelement und einer dielektrischen Übertragungsleitung angeordnet ist. Dies macht es möglich, ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement zu realisieren, das einen hochleistungsfähigen Frequenzvervielfacher mit kleiner Größe umfaßt.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein hochleistungsfähiges Funkbauelement mit kleiner Größe bereitgestellt, das ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung als eine Übertragungsleitung zum Übertragen eines Übertragungssignals umfaßt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel eines Frequenzvervielfacher gemäß der Erfindung darstellt;
  • 2A sind schematische Diagramme, die ein dielektribis 2C sches Übertragungsleitungsbauelement darstellen, das mit dem Frequenzvervielfacher aus 1 versehen ist;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Übertragungsleitung und einen dielektrischen Streifen darstellt, die bei einem Frequenzvervielfacher gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel eines Frequenzvervielfachers gemäß der Erfindung darstellt;
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Funkbauelement darstellt;
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das einen herkömmlichen Frequenzvervielfacher darstellt; und
  • 7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Frequenzvervielfacher darstellt, dessen Ausgang durch einen NRD-Wellenleiter bereitgestellt wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Frequenzvervielfachers gemäß der Erfindung ist unten Bezug nehmend auf die 1 und 2 beschrieben.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau des Frequenzvervielfachers darstellt, der eine Eingangsanpassungsschaltung, eine Ausgangsanpassungsschaltung und einen dielektrischen Streifen umfaßt. 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement darstellt, das den Frequenzvervielfacher aus 1 umfaßt.
  • Bezug nehmend auf 1 umfaßt die Ausgangsanpassungsschaltung eine Übertragungsleitung 1, die auf einem Schaltungssubstrat gebildet ist. Vorzugsweise ist die Übertragungsleitung 1 in der Form einer Mikrostreifenleitung aufgebaut. Die Übertragungsleitung 1 ist elektrisch an ihrem einen Ende offen (Leerlauf). Der Leerlauf-Teil der Übertragungsleitung 1 erstreckt sich in das Innere des dielektrischen Streifens in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Longitudinalrichtung des dielektrischen Streifens ist. Das andere Ende der Übertragungsleitung 1 ist mit dem Drain eines FET über einen Verbindungsdraht verbunden.
  • Die Eingangsanpassungsschaltung umfaßt eine Übertragungsleitung 2, eine Vielfachfrequenzreflexionsstichleitung 3 und eine Grundfrequenzanpassungsstichleitung 4. Die Übertragungsleitung 2 ist vorzugsweise auch in der Form einer Mikrostreifenleitung aufgebaut. Ein Ende der Übertragungsleitung 2 dient als ein Eingangsanschluß und das andere Ende ist mit dem Gate des FET über einen Verbindungsdraht verbunden. Die Vielfachfrequenzreflexionsstichleitung 3 reflektiert vervielfachte Frequenzen (wie z. B. eine zweite Harmonische der Grundfrequenz), die durch den FET erzeugt werden, zurück zu dem FET, ohne daß sich dieselben in Richtung des Eingangsendes ausbreiten können. Die Grundfrequenzanpassungsstichleitung 4 liefert eine Impedanzanpassung zwischen der Übertragungsleitung 2 und dem FET.
  • Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Drain-Vorspannungsanschluß. Eine Drain-Vorspannungsleitung 6 ist zwischen dem Drain-Vorspannungsanschluß 5 und einem bestimmten Teil der Übertragungsleitung 1 gebildet. Filteranschlußleitungen 7 sind an bestimmten Teilen der Drain-Vorspannungsleitung 6 gebildet. Die Filterstichleitungen 7 verhindern, daß die vervielfachten Frequenzen sich über den Drain-Vorspannungsanschluß 5 zu einer Drain-Vorspannungsschaltung ausbreiten. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Gate-Vorspannungsanschluß. Eine Gate-Vorspannungsleitung 9 ist zwischen dem Gate-Vorspannungsanschluß 8 und einem bestimmten Teil der Übertragungsleitung 2 gebildet. Eine Filterstichleitung 10 ist an einem bestimmten Teil der Gate-Vorspannungsleitung 9 gebildet. Die Filterstichleitung 10 verhindert, daß sich die Grundfrequenz, die über den Eingangsanschluß eingegeben wird, über den Gate-Vorspannungsanschluß 8 zu der Gate-Vorspannungsschaltung ausbreitet.
  • 2A ist eine Draufsicht, die das dielektrische Übertragungsleitungsbauelement darstellt, wobei eine obere leitfähige Platte und ein Teil des dielektrischen Streifens entfernt sind. 2B ist eine Querschnittsansicht des dielektrischen Übertragungsleitungsbauelementes, die entlang einer Linie genommen ist, die in einer Richtung, die senkrecht zu dem dielektrischen Streifen ist, durch das Schaltungssubstrat läuft. 2C ist eine Querschnittsansicht des dielektrischen Streifens, die entlang der Ausbreitungsrichtung einer elektromagnetischen Welle genommen ist. Wie in diesen Figuren gezeigt ist, ist ein NRD-Wellenleiter durch ein Anordnen eines dielektrischen Streifens 13 zwischen leitfähigen Platten 11 und 12, die um eine vorbestimmte Strecke voneinander entfernt angeordnet sind, gebildet. Der dielektrische Streifen 13 ist an einem Teil, an dem ein Schaltungssubstrat 14 plaziert werden soll, auf etwa die Hälfte der Dicke des anderen Teils gedünnt und ein dielektrischer Streifen 13' ist an dem gedünnten Teil über das Schaltungssubstrat 14 derart plaziert, daß das Schaltungssubstrat 14 an der im wesentlichen Mittelposition des dielektrischen Streifens eingebettet ist. Die Schaltung, die die Mikrostreifenleitungen aus 1 umfaßt, ist auf dem Schaltungssubstrat 14 auf eine derartige Weise gebildet, daß ein Endabschnitt der Übertragungsleitung 1 den dielektrischen Streifen 13 an einer vorbestimmten Stelle schneidet, und sich ferner in das Innere des dielektrischen Streifens 13 in einer Richtung, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich elektromagnetische Wellen in dem dielektrischen Streifen 13 ausbreiten, erstreckt. Die Masseelektrode, die auf der unteren Oberfläche des Schaltungssubstrates 14 gebildet ist, ist teilweise entfernt, derart, daß es zumindest in dem Teil, der innerhalb des dielektrischen Streifens positioniert ist, keine Masseelektrode gibt. Bei dem dielektrischen Übertragungsleitungsbauelement, das auf die oben beschriebene Weise aufgebaut ist, regt die Übertragungsleitung 1 den NRD-Wellenleiter derart an, daß eine LSM-Mode-Welle erzeugt wird, die als ein Übertragungssignal entlang des NRD-Wellenleiters übertragen wird. Die Anpassung zwischen der Mikrowellenstreifenleitung und dem NRD-Wellenleiter wird durch ein Einstellen der Entfernung zwischen der Übertragungsleitung 1 und dem Ende des dielektrischen Streifens 13 und außerdem durch ein Einstellen der Länge des Teils der Übertragungsleitung 1, der in dem dielektrischen Streifen in der Richtung senkrecht zu dem dielektrischen Streifen eingebettet ist, optimiert.
  • Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Schaltungssubstrat, auf dem der Frequenzvervielfacher gebildet ist, entlang der vollständigen Länge des Schaltungssubstrates in den dielektrischen Streifen eingefügt ist, der als der NRD-Wellenleiter dient, wie in 3 gezeigt ist, kann auch nur die Übertragungsleitung 1, die als die Ausgangsanpassungsschaltung dient, in den dielektrischen Streifen eingefügt werden, der als der NRD-Wellenleiter dient. Ferner kann, obwohl bei dem spezifischen in 2 gezeigten Beispiel die Übertragungsleitung 1 in der Mikrostreifenleitungsform aufgebaut ist, die Übertragungsleitung 1 auch in der Form einer aufgehängten Leitung aufgebaut sein, bei der die Übertragungsleitung 1, die auf dem Schaltungssubstrat 14 gebildet ist, dessen untere Oberfläche mit keiner Masseelektrode bedeckt ist, zwischen den leitfähigen Platten 11 und 12 aufgehängt ist.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Frequenzvervielfachers gemäß der Erfindung darstellt. Dieser Frequenzvervielfacher weist eine ähnliche Struktur, die ähnlich wie die des Frequenzvervielfachers aus 1 ist, auf, mit der Ausnahme, daß die Struktur der Übertragungsleitung 1 als die Ausgangsanpassungsschaltung dient. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel umfaßt die Übertragungsleitung 1 einen Teil, der eine Breite aufweist, die sich von der Breite des anderen Teils unterscheidet, wobei dieser Teil an einer bestimmten Position entlang einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge der vervielfachten Frequenz gebildet ist, derart, daß der Teil als ein Impedanzwandler dient. Dies bedeutet, daß Teile 1a und 1b derart gebildet sind, daß beide Teile eine Länge von einem Viertel der Wellenlänge der vervielfachten Frequenz aufweisen, jedoch unterschiedliche Breiten aufweisen. Die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung 1 ist z. B. auf 50 Ω eingestellt und das Ende der Übertragungsleitung 1 ist mit dem dielektrischen Streifen oder dem NRD-Wellenleiter über einen Übertragungsleitungswandler gekoppelt, der derart entworfen ist, daß die Übertragungsleitung 1 mit dem dielektrischen Streifen auf eine höchst wirksame Weise gekoppelt ist. Andererseits wird die Impedanz der Übertragungsleitung 1, von dem FET aus betrachtet, durch den Impedanzwandler, der durch die Teile 1a und 1b realisiert ist, in einen Wert umgewandelt, der gut mit der Impedanz des FET übereinstimmt. Dies bedeutet, daß bezüglich der vervielfachten Frequenz sich die Teile 1a und 1b als Viertelwellenleitungen verhalten und dieselben so als ein Impedanzwandler wirken, der die Impedanzfehlanpassung zwischen dem Drainende des FET und dem Übertragungsleitungswandler auf der NRD-Wellenleiterseite beseitigt. Andererseits führt der oben beschriebene Impedanzwandler keine Impedanzumwandlung für die Grundfrequenz durch und so wird die Grundfrequenz absolut durch das offene Ende (Ende der Übertragungsleitung 1) des Übertragungsleitungswandlers auf der NRD-Wellenleiterseite zurück zu dem FET reflektiert. Der Impedanzwandler verändert die Phase des reflektierten Grundfrequenzsignals. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache kann der Impedanzwandler derart entworfen sein, daß das reflektierte Grundfrequenzsignal eine Phasenveränderung aufweist, die bewirkt, daß das Drainende des FET wirksam für die Grundfrequenz kurzgeschlossen wird, wodurch die Erzeugungswirksamkeit des Vielfachfrequenzsignals maximiert wird.
  • Obwohl bei dem obigen Beispiel die vervielfachte Frequenz gleich zweimal der Grundfrequenz ist, kann der Frequenzvervielfacher auch derart aufgebaut sein, daß das Ausgangssignal eine Frequenz aufweist, die drei oder viermal die Grundfrequenz ist oder eine sogar noch höhere Frequenz, indem der Impedanzwandler derart aufgebaut wird, daß derselbe nur eine erwünschte Harmonische zu dem NRD-Wellenleiter durchläßt.
  • 5 stellt ein Beispiel eines Funkbauelementes dar. In 5 ist ein Oszillator OSC z. B. mit einer Gunn-Diode und einer Varaktor-Diode derart aufgebaut, daß derselbe als ein spannungsgesteuerter Oszillator dient, dessen Ausgangssignal an eine Mikrostreifenleitung geliefert wird. Das Funkbauelement umfaßt einen Frequenzvervielfacher, der auf die oben beschriebene Weise aufgebaut ist. Der Ausgang des Frequenzvervielfachers wird durch einen NRD-Wellenleiter bereitgestellt, der einen Zirkulator umfaßt, durch den ein Übertragungssignal an die Antenne (Primärstrahler) ausgegeben wird. Der Primärstrahler ist z. B. aus einem dielektri schen Resonator derart gebildet, daß die Antenne durch diesen dielektrischen Resonator und eine dielektrische Linse gebildet wird. Ein Signal, das durch die Antenne empfangen wird, wird über den Zirkulator an einen Mischer angelegt. Ein Koppler in der Form eines NRD-Wellenleiters ist zwischen dem Ausgangsende des Frequenzvervielfachers und dem Zirkulator derart angeordnet, daß ein Lo- (lokales) Signal an den Mischer angelegt wird. Der Mischer mischt das Lo-Signal und das Empfangssignal so, daß eine Harmonische unter Verwendung einer Nichtlinearität einer Schottky-Diode oder eines ähnlichen Bauelementes erzeugt wird, wodurch eine Komponente ausgegeben wird, die eine Frequenz aufweist, die gleich der Differenz zwischen dem Übertragungssignal und dem Empfangssignal ist. Bei diesem Funkbauelement kann, da der Teil von dem Ausgang des Frequenzvervielfachers zu dem Ausgang des Mischers unter Verwendung des NRD-Wellenleiters realisiert ist, das Funkbauelement in einer kleinen Form aufgebaut sein und ein niedriger Verlust kann erzielt werden.

Claims (6)

  1. Ein Frequenzvervielfacher mit folgenden Merkmalen: einem Element (FET) zum Erzeugen einer Harmonischen; einer Eingangsanpassungsschaltung (2, 3, 4), die zwischen dem Element (FET) und einem Eingangsanschluß angeordnet ist, wobei die Eingangsanpassungsschaltung (2, 3, 4) dazu dient, eine Grundfrequenz durchzulassen und eine vervielfachte Frequenz zu reflektieren; und einer Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem Element (FET) und einem Ausgangsanschluß angeordnet ist, wobei die Ausgangsanpassungsschaltung dazu dient, die Grundfrequenz zu reflektieren und die vervielfachte Frequenz durchzulassen, wobei die Ausgangsanpassungsschaltung eine erste dielektrische Übertragungsleitung (13) umfaßt, die die vervielfachte Frequenz durchläßt, und außerdem eine zweite Übertragungsleitung (1) umfaßt, deren eines Ende elektrisch offen ist, wobei das elektrisch offene Ende der zweiten Übertragungsleitung (1) sich in das Innere der ersten dielektrischen Übertragungsleitung (13) in einer Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu der Longitudinalrichtung der ersten dielektrischen Übertragungsleitung (13) ist, um dadurch mit einem elektromagnetischen Feld der ersten dielektrischen Übertragungsleitung (13) gekoppelt zu sein, wobei das andere Ende der zweiten Übertragungsleitung (1) mit dem Element (FET) verbunden ist.
  2. Ein Frequenzvervielfacher gemäß Anspruch 1, bei dem das Element ein FET ist, und bei dem die Source des FET geerdet ist, das Gate des FET mit der Eingangsanpassungsschaltung (2, 3, 4) verbunden ist und das Drain des FET mit der Ausgangsanpassungsschaltung (1) verbunden ist.
  3. Ein Frequenzvervielfacher gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste dielektrische Übertragungsleitung (13) ein dielektrischer Nichtstrahlungs-Wellenleiter ist.
  4. Ein Frequenzvervielfacher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die zweite Übertragungsleitung (1) einen Teil (1a) umfaßt, der eine Breite aufweist, die sich von der Breite des anderen Teils (1b) der zweiten Übertragungsleitung (1) unterscheidet, wobei der Teil entlang einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge der vervielfachten Frequenz ausgebildet ist, derart, daß der Teil als ein Impedanzwandler dient.
  5. Ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement, das einen Frequenzvervielfacher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfaßt, bei dem der Frequenzvervielfacher zwischen einem Oszillatorbauelement und einer dritten dielektrischen Übertragungsleitung angeordnet ist.
  6. Ein Funkbauelement, das ein dielektrisches Übertragungsleitungsbauelement gemäß Anspruch 5 als eine Übertragungsleitung zum Übertragen eines Übertragungssignals verwendet.
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