RADARSYSTEM MIT HETERODYNEM MISCHER ZUR VERBESSERTEN DETEKTION VON NAHBEREICHSSIGNALEN
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein bevorzugt in der Automobiltechnik einsetzbares Antennenradarsystem sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.
Auf dem Gebiet der Automobiltechnik werden bislang fast ausschließlich
Fernradarsysteme (Long Range Radar = LRR) zur Fernbereichserfassung von Detektionszielen eingesetzt. Es besteht dort allerdings auch ein zunehmender Bedarf zum Einsatz von Nahradarsystemen (Short Range Radar = SRR) mit Nahbereichsdetektion, bspw. zur Durchführung von Abstandsmessungen in Fahrzeugkolonnen (automatisches Anfahren in Staufolgefahrten oder dgl.) oder zur Verwendung als Einparkhilfe.
Das Detektionsfeld für Nahbereichsanwendungen weist im Vergleich zu Fernbereichsanwendungen im allgemeinen einen wesentlich größeren Öffnungswinkel auf. Aufgrund eines kleineren sogenannten EIRP-Wertes bei den Nahbereichsanwendungen weisen diese jedoch auch eine kürzere Reichweite auf. Der genannte EIRP(Equivalent Isotropie Radiated Power)- Wert stellt eine reine Rechengröße dar und gibt an, mit welcher Sendeleistung man eine in alle Raumrichtungen gleichmäßig (isotrop) abstrahlende Antenne versorgen müßte, um im Fernfeld dieselbe Leistungsflußdichte zu erreichen, wie mit einer bündelnden Richtantenne in ihrer
Hauptsenderichtung. Aus diesen Gründen ist es nahezu unmöglich, für die LRR- und die SRR-Funktion eine gemeinsame Antennenapertur vorzusehen.
Bei den im Stand der Technik bekannten, für den Automobilbereich geeigneten Antennenradarsystemen wird das Empfangssignal mittels unbalanzierter
Eindiodenmischer homodyn nach unten hin frequenzversetzt („abwärts gemischt"). Dadurch wird ein Rauschen des amplitudenmodulierten Ausgangssignals bewirkt, womit im Ergebnis die Sensitivität des Radarsystems für Objekte mit geringerer Entfernung erheblich begrenzt wird.
Daneben erreichen außerhalb der Automobiltechnik bereits eingesetzte, auf Nahbereichserfassung/-detektion hin optimierte Antennenradarsysteme derzeit nur eine minimale Meßentfernung im Bereich von 0,5 m. In den oben genannten Fahrsituationen (Staufahrten etc.) ist jedoch eine möglichst geringe minimale Meßentfernung im Bereich von einigen Dezimetern erwünscht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antennenradarsystem der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend weiter zu entwickeln, daß die genannte Nahbereichsschwäche der bekannten Systeme ausgeräumt wird. Jedoch soll diese Weiterentwicklung sich möglichst an bestehenden Antennenradarsystemen orientieren, um die Entwicklungs- und Herstellungskosten möglichst gering zu halten.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung schlägt vor, in einem hier betroffenen Antennenradarsystem in einem
Nahbereichsantennenpfad einen Gegentaktmischer vorzusehen, welcher eine gleiche oder zumindest sehr ähnliche Zwischenfrequenz wie ein dort bekanntermaßen vorgesehener Phasenregelkreis (Phase Lock Loop = PLL) nutzt.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Antennenradarsystem läßt sich mittels des
Gegentaktmischers im Nahbereich mittels heterodyner Mischung betreiben, wobei die Frequenzablagen von potentiellen Detektionszielen weit außerhalb des Phasenrauschens eines im Nahbereichsantennenpfad angeordneten Lokaloszillators (LO) zu liegen
kommen und das Amplitudenmodulationsrauschen (AM-Rauschen) auf dem LO-Pfad unterdrückt wird.
Der Gegentaktmischer unterdrückt somit das auf dem LO-Pfad meist vorliegende Amplitudenmodulationsrauschen, welches zusammen mit der Trägerfrequenz des
Sendesignals in um die Zwischenfrequenz herum angeordneten Seitenbändern automatisch mit abgemischt wird. Bekanntlich variiert bei amplitudenmodulierten Signalen die Trägerfrequenz selbst nicht in der Amplitude. Vielmehr tritt die Modulation in Form von Signalkomponenten mit Frequenzen etwas oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz auf, welche Signalkomponenten gemeinhin als „Seitenbänder" bezeichnet werden.
Im Ergebnis werden mittels der Erfindung Nahbereichsmessungen mit einer Ausflösung von wenigen Dezimetern ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der LO des Gegentaktmischers mit der vierten (4-ten) Harmonischen eines Referenzoszillators gespeist; jedoch können an Stelle der Verwendung der vierten Harmonischen auch zwei Frequenzverdoppler vorgesehen sein, was den zusätzlichen Vorteil hat, daß für den Gegentaktmischer eine maximale LO- Leistung vorgehalten werden kann.
Im Bereich der Automobiltechnik werden in hier betroffenen Radarsystemen meist monostatische Antennen eingesetzt, bei denen die ein- und ausgestrahlten Signale (sog. „RX/TX-Feeds") eine gemeinsame Antennenlinse verwenden. Die Polarisationsachsen dieser beiden Signale weisen in den genannten Radarsystemen meist einen Winkel von
45° auf, um sicherzustellen, daß die von einem entgegen kommenden, mit einem gleichen Radar ausgerüsteten Fahrzeug ausgehenden Signale gegenüber dem eigenen Empfangssignal kreuzpolarisiert empfangen werden. Aufgrund dieser Maßnahme werden störende Interferenzen zwischen den Signalen der beiden Fahrzeuge wirksam unterdrückt. Das erfindungsgemäße Antennenradarsystem kann zu diesem Zweck so ausgebildet sein, daß die Aperturen der Fern- und Nahbereichsfunktion kreuzpolarisiert betrieben werden, wobei mittels schaltbarer Sendevorverstärker im Sendepfad der Fern- und Nahbereichsradarfunktion ein zeitliches Multiplex von Fern-/Nahmode realisiert wird. Aufgrund der an sich bekannten Antennencharakteristik von Radarantennen, d.h. der
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vorgegebenen Haupt- und Nebenkeulen bei der Abstrahl- und Einstrahlcharakteristik, käme es nämlich ohne die genannten Maßnahmen zu einem Übersprechen (Kopplung) zwischen diesen beiden Funktionen. Aufrund der Kreuzpolarisation für die Nahbereichs¬ und die Fernbereichsfunktion wird eine äußerst wirksame Entkopplung zwischen diesen beiden Funktionen erreicht, so daß diese Funktionen ohne weiteres in ein einziges
Antennenradarsystem integriert werden können.
Mittels der erfindungsgemäß vorgeschlagenen heterodynen Frequenzumsetzung (Mischung) kann ein bestehendes vorwiegend langreichweitiges Antennenradarsystem (LRR) um eine hochauflösende Nahbereichsdetektion erweitert werden, um etwa ein
Kombinationssystem sowohl für den Nahbereich als auch den Fernbereich bereitzustellen.
Das erfindungsgemäße Antennenradarkonzept läßt sich mit den genannten Vorteilen neben monostatischen Antennen auch in bistatischen Antennen einsetzen, welche bekanntermaßen voneinander getrennte Sende- und Empfangspfade aufweisen. Bereits aufgrund dieser Pfadtrennung wird ein Übersprechen des Sendesignals in den Empfänger minimiert.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, anhand von Ausführungsbeispielen eingehender beschrieben, aus denen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervorgehen.
In der Zeichnung zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Empfängerschaltung mit Heterodyndetektion gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2a, beine Übersichtsdarstellung der grundsätzlich bei Abwärts- und Aufwärtsmischern mittels eines in der Fig. 1 gezeigten Mischers auftretenden Frequenzen;
Fig. 3 ein elektronisches Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfϊndungsgemäßen Antennenradarsystems;
Fig. 4a, btypische Signalverläufe im Zeitbereich eines Eindiodenmischers (a) und eines
Gegentaktmischers (b) im Vergleich; und
Fig. 5 eine Sendeleistungsmaske eines erfindungsgemäßen Kombi-LRR-SRR-Sensors.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Wie in der bekannten Hochfrequenz-(HF-)Sende/Empfangstechnik, bspw. der Nachrichtentechnik, weisen die hier umfaßten Antennenradarsysteme zur Ermöglichung des Empfangs sehr kurzer Wellenlängen, mit der wiederum damit verbundenen relativ hohen Ortsauflösung, einen Phasenregelkreis (Phase-Lock-Loop ,PLL') 70 auf, welcher von einem digitalen Teiler N moduliert wird und welcher über einen integrierten spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) verfügt, der zur Erzeugung eines Trägersignals dient. Wie aus der Fig. 1 zu ersehen, fungiert der VCO zusätzlich als sog. Lokal- Oszillator für den Mischer 20 bspw. für den Empfänger, welcher das hochfrequente Empfangssignal f_E auf eine niedrigere Zwischenfrequenz f_ZF heruntermischt bzw. umsetzt. Dieses Prinzip der Frequenzumsetzung bzw. Frequenzherabsetzung wird bereits seit vielen Jahrzehnten in Radioempfängern angewendet.
In den genannten signalempfangenden Detektoren unterscheidet man bekanntermaßen zwischen einer Direktdetektion und einer Heterodyndetektion. Bei der Direktdetektion wird ein eingehendes Empfangssignal unmittelbar weiterverarbeitet, wohingegen bei der Heterodyndetektion ein zusätzliches, von einem Lokaloszillator (LO) 30 eingespeistes Signal f_LO dem Empfangssignal f_E überlagert wird. Diese beiden Frequenzen werden gemischt, um die genannte Zwischenfrequenz (f_ZF) zu erhalten. Die Zwischenfrequenz f_ZF liegt in einem Frequenzbereich, der sich leicht verstärken läßt und der die
Verwendung von Frequenzselektionskreisen mit der jeweils gewünschten Bandbreite ermöglicht. Ein solcher Überlagerungs-Empfänger ist schematisch in der Fig. 1 wiedergegeben.
Normalerweise ist die Zwischenfrequenz fest vorgegeben und nur der Oszillator 30 und der Eingangskreis 10 werden aufeinander abgestimmt. Das Herzstück der Schaltung ist die Mischstufe 20, in der das Empfangssignal f_E mit der Oszillatorfrequenz f_LO überlagert wird. Würde man unmittelbar am Ausgang der Mischstufe 20 einen frequenzunabhängigen Widerstand einfügen, ergäben sich die vier nachfolgenden unterschiedliche Frequenzen:
a. die Eingangsfrequenz f_E b. die Oszillatorfrequenz f_LO c. die Summenfrequenz f_E + f_LO und d. die Differenzfrequenz f_LO - f_E (= Zwischenfrequenz f_ZF).
Im allgemeinen interessiert nur die Zwischenfrequenz f_ZF und deshalb schaltet man ein auf f_ZF abgestimmtes Bandfϊlter 40 in die Ausgangsleitung der Mischstufe 20. Von dort geht es zur weiteren Verstärkung und Selektion zu einem nachgeschalteten Zwischenfrequenz- Verstärker 50 und einem wiederum diesem nachgeschalteten, zur schließlichen Demodulation des amplitudenmodulierten Eingangssignals dienenden Detektor 60.
Mittels des in der Fig. 1 schematisch gezeigten Überlagerungsempfängers wird demnach das Eingangssignal f_E vor der Demodulation mittels des Mischers 20 auf die feste Zwischenfrequenz f_ZF umgesetzt bzw. gemischt. Entsprechend wird auf der (hier nicht gezeigten) Senderseite die Modulation häufig nicht auf der Sendefrequenz, sondern ebenfalls auf einer kleineren Zwischenfrequenz durchgeführt und das so entstehende
Signal auf die gewünschte Sendefrequenz heraufgesetzt. Die notwendige Überlagerungsfrequenz wird dabei ebenfalls von einem VCO geliefert, der bspw. den Frequenzbereich von 300 bis 450 MHz abdeckt.
Die vorbeschriebene Frequenzumsetzung erfolgt entweder mittels , Aufwärtsmischern" oder mittels „Abwärtsmischern", je nachdem, ob das gewünschte Ausgangssignal über oder unter dem Eingangssignal liegen soll. Ein solcher Mischer stellt grds. ein Dreitor mit den Eingängen für die Eingangsfrequenz f_E und die Lokaloszillatorfrequenz f_LO sowie mit einem Ausgang für die Zwischenfrequenz f_ZF dar, wobei das Mischen einen nicht-
linearen Vorgang darstellt, bei dem wenigstens zwei der genannten Größen miteinander multipliziert werden. Ein idealer Mischer verhält sich zwischen den Toren ,E' und ,ZF' wie ein angepaßtes, verlustbehaftetes Zweitor, welches einfach zusätzlich eine Frequenzverschiebung vornimmt. Am Eingang ,LO' wird das Lokaloszillatorsignal mit der Frequenz f_LO zugeführt, welches die Differenz zwischen f_E und f_ZF bestimmt und in der Regel wesentlich stärker ist als die beiden anderen Signale. Für den Zusammenhang zwischen den genannten drei Frequenzen gilt F ZF = +/- (f_E - f_LO).
Bei einem Abwärtsmischer ist das Eingangssignal mit der Frequenz f_E hochfrequenter als das gewünschte Ausgangssignal f_ZF. Je nachdem, ob f_E größer oder kleiner ist als f_LO, gilt in der vorgenannten Gleichung das positive oder negative Vorzeichen. Den Zusammenhang zwischen diesen drei Frequenzen zeigen die Figuren 2a und 2b. Die Fig. 2a zeigt die bei einem Abwärtsmischer auftretenden Frequenzen, wohingegen die Fig. 2b die bei einem Aufwärtsmischer sich ergebenden Frequenzen umfaßt. Die nach unten gerichteten Pfeile entsprechen Eingangssignalen, wohingegen die nach oben gerichteten
Pfeile Ausgangssignale repräsentieren.
Neben der gewünschten Ausgangsfrequenz fl tritt insbesondere noch die sog. „Spiegelfrequenz" f_SP auf, welche eine Frequenz von f_SP = f_LO - f_ZF aufweist (siehe Fig. 2b).
Die Bedeutung der Spiegelfrequenz (in Fig. 2c) liegt darin, daß ein externes, die Spiegelfrequenz aufweisendes Signal, bei gegebener Lokaloszillatorfrequenz, in dieselbe Zwischenfrequenz f_ZF umgesetzt (gemischt) wird wie das gewünschte Eingangssignal der Frequenz f_E. Daher wird die Spiegelfrequenz meist mittels eines geeigneten
Eingangsfϊlters ausgefϊltert. Die störende „Spiegelfrequenz" f_SP stellt eine spiegelbildlich (im Abstand der Zwischenfrequenz) von der Oszillatorfrequenz angeordnete und meist unerwünschte zweite Empfangsmöglichkeit dar. Für die Spiegelfrequenz f_SP gilt demnach der Zusammenhang f_SP = f_E - (2 * f_ZF).
Das in der Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Antennenradarsystem umfaßt gleichzeitig eine von den Bezugszeichen 210 - 305 umfaßte Fernbereichs-(LRR- )funktion und eine von den Bezugszeichen 310 - 365 sowie den Bezugszeichen 230 und 237 umfaßte Nahbereichs-(SRR-)funktion. Die LRR-Funktion 210 - 305 und die SRR-
Funktion 310 - 365 werden im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel synchron, d.h. nicht im Zeitmultiplexbetrieb mittels eines Umschalters, Multiplexers oder dgl. betrieben. Es ist allerdings anzumerken, daß die vorliegende Erfindung grundsätzlich auch bei solchen Zeitmultiplexsystemen einsetzbar ist.
Der genannte Synchronbetrieb ist nur deshalb ohne Störung der beiden Funktionen untereinander möglich, da zwischen der SRR-Funktion und der LRR-Funktion in diesem Ausfuhrungsbeispiel eine Kreuzpolarisation erfolgt, was eine ausreichende signaltechnische Isolation zwischen den beiden Funktionen bewirkt. Bei der Kreuzpolarisation werden die polarisierten Signale der SRR-Funktion und der LRR-
Funktion in an sich bekannter Weise senkrecht zueinander polarisiert betrieben, wodurch in vielen Situationen verhindert wird, daß sich die Signale überhaupt konstruktiv oder destruktiv überlagern können.
Die in der Fig. 3 nur schematisch angedeuteten Feeds, d.h. das Tx/Rx-Feed 290 - 305 der
LRR-Funktion sowie das über eine erste Patch-Antenne 237 zugeführte Tx-Feed und das über eine zweite Patch-Antenne 365 zugeführte Rx-Feed der SRR-Funktion, welche die eigentliche Sende-/Empfangsfunktion der monostatischen Antenne bereitstellen, sind jeweils durch ein in der Fig. 3 nicht gezeigtes vorbeschriebenes „Patch- Array" gebildet. Das über die erste Patch-Antenne 237 zugeführte Tx-Feed gelangt in einen mit einer
Bias- Vorspannung 235 versorgten Vorverstärker 230.
Bezüglich der Patch- Arrays ist anzumerken, daß es auf deren technische Einzelheiten in dem vorliegenden Zusammenhang nicht ankommt. Ein solches Patch- Array für eine Hochfrequenzantenne ist bspw. in der zeitgleich eingereichten Patentanmeldung
(Anmelderakteneichen R. 307998) ausführlich beschrieben, auf weiche in dem vorliegenden Zusammenhang vollumfänglich Bezug genommen wird. Die genannten Feeds 290 - 305, 237 und 365 sind aus den genannten Gründen räumlich voneinander getrennt angeordnet.
Die in der Fig. 3 gezeigte Schaltung wird nun eingehender beschrieben. Zunächst wird der Nahbereichsantennenpfad (SRR-Pfad) 310 - 365 beschrieben.
Ein von einem (nicht gezeigten) ersten Phasenregelkreis (Phase-Lock-Loop = PLL) geliefertes Eingangssignal 200 dient zunächst zum Betrieb eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 205. Das von dem VCO (vorliegend Sende- VCO) 205 erzeugte Schwingungssignal wird mittels eines Leistungsteilers 210, 215 in die Nahbereichssendeantenne 237 eingespeist. Dieses Eingangssignal 200 wird mittels eines bevorzugt kapazitiven Koppelelementes 310 einem Mischer 320 zugeführt, dessen Eingangssignal wiederum aus einer Quelle 340 stammt. Dazu wird die vierte Harmonische eines stabilen Referenzoszillators 340, welcher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Frequenz von 4 * 18,65 GHz = 74,6 GHz schwingt und das von dem VCO ausgekoppelte Signal, welches vorliegend mit einer Frequenz von 76,5
GHz +/- 125 MHz schwingt, an einer seriell im SRR-Pfad 310 - 365 angeordneten Diode 320 abgemischt. Die genannte vierte Harmonische wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus dem vom Referenzoszillator 340 gelieferten Signal mittels zweier in Reihe geschaltete Frequenzverdoppler 330, 335 erzeugt.
Die sich bei dieser Abwärtsmischung ergebende Zwischenfrequenz liegt in diesem Beispiel folglich bei 76,5 GHz - 74,6 GHz = 1900 MHz. Die bereits erwähnte Spiegelfrequenz, welche sich wie oben erwähnt besonders bei Störsignalen kritisch auswirkt, wenn diese auf die gleiche Zwischenfrequenz abgemischt werden, liegt in dem vorliegenden Beispiel bei 72,7 GHz.
Die in 330, 335 und 340 erzeugte Frequenz wird einem Gegentaktmischer 345 - 360 zugeführt. Die genaue Funktionsweise des Gegentaktmischers 345 - 360 wird nachfolgend noch eingehender anhand der Figuren 4a und 4b beschrieben.
Aufgrund der ebenfalls nachfolgend noch beschriebenen heterodynen Abwärtsmischung des Zwischenfrequenzsignals und dem über den SRR-Feed 365 zugeführten Antennensignals fallen die Frequenzablagen von potentiellen Detektionszielen weit außerhalb des Phasenrauschens des LO 330, 335 und 340 an. Das Phasenrauschen wird bspw. durch Reflexion an dem RX-Feed 365 in einem DC-nahen Frequenzbereich abgemischt.
Das AM-Rauschen des LO 330, 335 und 340 hingegen wird direkt durch Gleichrichtung im Mischer in den DC-nahen Frequenzbereich abgemischt. Die AM-Unterdrückung
erfolgt im Gegentaktmischer durch die Auslöschung aufgrund der unterschiedlichen Polarität der beiden Dioden.
Bei der technischen Realisierung der Erfindung kann die Grundmodulationsform bekannter Systeme beibehalten werden, womit weitgehend auf existierende Elektronik
(VCO, PLL, Referenz-StaLO, etc.) zugegriffen werden kann.
Es ist ferner anzumerken, daß zur Erreichung der vorgenannten Eigenschaften in einem alternativ möglichen Pulsradar (an Stelle des vorliegenden kontinuierlichen Wellenradars), im Gegensatz zu dem vorbeschriebenen Ansatz, eine Implementierung schneller Schalter, deren Treiber sowie eine hoch präzise variable Verzögerungselektronik erforderlich wäre. Die genannten Bauteile sind allerdings sehr kostspielig.
Der Fernbereichsantennenpfad (LRR-Pfad) 210 - 305 weist zur Abwärtsmischung des vom VCO 205 gelieferten Signals vorliegend vier unbalanzierte Ein-Diodenmischer 270 -285 auf. Die Mischdioden 270 - 285 liegen jeweils separat im Pfad eines jeden Tx/Rx- Feeds 290 - 305. Die Mischdioden 270 - 285 entsprechen dabei funktionell Schaltern, welche im Takt des Oszillators 205 geöffnet und geschlossen werden. Die Tx-Signale gelangen über weitere vier ebenfalls als Patch-Arrays ausgebildete Patch- Antennen 290 -
305 an eine Fokussierungseinheit (z.B. Linse) und werden von dort abgestrahlt. Die reflektierten Anteile gelangen über die Fokussierungseinheit auf die Patch- Antennen 290 - 305 und werden mittels der Mischdioden 270 - 285 in das Basisband abgemischt. Das bei der Abwärtsmischung mittels der Mischdioden 270 - 285 sich ergebende niederfrequente ZF-Signal wird dann über eine den Patch- Antennen 290 - 305 und den
Mischerdioden 270 - 285 nachgeordnete, die gesamte empfangene Leistung zusammenführende TP-Struktur 240 - 265 wiederum einem zweiten, mit einer Bias- Spannung 225 versorgten Vorverstärker 220 zugeführt.
Die Figuren 4a und 4b illustrieren die Funktionsweise eines Eindiodenmischers (Fig. 4a) und eines Gegentaktmischers (Fig. 4b) im direkten Vergleich. Jeweils korrespondierende Bauteile sind zur Vereinfachung mit entsprechenden, oben gestrichenen Bezugszeichen versehen.
Wie aus der Fig. 4a zu ersehen, wird eine am Eingang anliegende Wechselspannung U S mittels einer Transformatorspule 400 (bzw. 400') zunächst, je nach Anwendung hoch- oder heruntertransformiert. Im oberen Leitungszweig ist eine (Mischer-)Diode 410 angeordnet, wohingegen auf dem unteren Leitungszweig sowohl ein Lokaloszillator (LO) 420 und ein dem LO nachgeschalteter Widerstand 430 angeordnet sind. Durch die bereits beschriebene Überlagerung des Eingangssignals U S und des Oszillatorsiganls U LO fällt über einem am Ausgang angeordneten Lastwiderstand R L 440 eine mit der Zwischenfrequenz ZF schwingende Spanung U ZF ab. Das Oszillatorsignal U LO steuert die Diode 410 periodisch nichtlinear aus. Das Eingangssignal U S sieht in der Diode 410 ein lineares, zeitlich periodisch veränderliches Netzwerk, d.h. der LO 420
„pumpt" die Diode 410.
Wie aus der Fig. 4b zu ersehen, weist der Gegentaktmischer, im Gegensatz zum Eindiodenmischer, zwei symmetrisch geschaltete (d.h. balanzierte) Dioden 410', 415 auf, welche von einem LO 420' gleichsinnig ausgesteuert werden. Der LO 420' und ein wiederum diesem zugeordneter Widerstand 430' sind dabei auf einem bezüglich dem oberen und dem unteren Leitungszweig symmetrisch (mittig) angeordneten zusätzlichen Leitungszweig angeordnet. Die dadurch erreichte Isolation zwischen LO 420' und ZF unterdrückt das LO-Rauschen am ZF-Tor.
In der rechten Hälfte der Fig. 4 sind typische sich bei den beiden Mischern ergebende Ausgangsspannungsverläufe dargestellt. Dabei zeigt das oberste Diagramm die Spannungsverläufe der vorgegebenen Signale U S 470 und U LO 460. In der linken Hälfte der Fig. 4 zeigt das obere Diagramm das an sich bekannte Schaltbild eines Eindiodenmischers und das untere Diagramm das Schaltbild eines ebenfalls an sich bekannten Gegentaktmischers.
Die Fig. 5 zeigt eine Sendeleistungsmaske (EIRP über Frequenz) für den Fernbereich mit Frequenzen von 76 - 77 GHz sowie den Nahbereich mit Frequenzen von 79 - 81 GHz. Mit bekannten Antennenradarsysteme lassen sich Objekte in einer Maximalentfernung von etwa 100 - 200 m vermessen. In diesem Bereich muß die höchste Empfindlichkeit des Systems gewährleistet sein. Bei einer Rampendauer von bspw. Δt = 5 ms und einem Frequenzhub von Δf = 250 MHz würde sich bei einem angenommenen statischen Detektionsziel (d.h. ohne Dopplerverschiebung) in einer Entfernung von 100 m eine
Frequenzablage im homodynen Zwischenfrequenzband von fzF = 2 * 100 m * Δf / Δt / c = 33 kHz ergeben.