DE1137486B

DE1137486B - Gegentaktmischanordnung fuer Mikrowellen

Info

Publication number: DE1137486B
Application number: DEF31838A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz-Juergen Pompe
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1960-08-05
Filing date: 1960-08-05
Publication date: 1962-10-04

Description

Gegentaktmischanordnung für Mikrowellen Die Erfindung betrifft eine Gegentaktmischanordnung für Mikrowellen, bei der ein erster Hohlleiter rechteckigen Querschnitts in einen im rechten Winkel dazu angeordneten zweiten Hohlleiter rechteckigen Querschnitts mündet und bei der zwei Mischdioden in einem bestimmten Abstand von der Einmündung auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Hohlleiters angeordnet sind und mit einem in der Mitte des ersten Hohlleiters angeordneten Leiter elektrischen Kontakt haben.
Eine Mischanordnung besteht im einfachsten Fall aus einem nichtlinearen Element, das von zwei Schwingungen unterschiedlicher Frequenz, die sich additiv zusammensetzen, angesteuert wird. Die am Ausgang des nichtlinearen Elementes auftretende verzerrte Schwingung enthält neben einem Oberwellengemisch auch die Zwischenfrequenz, die sich aus der Differenz der beiden ursprünglichen Frequenzen ergibt. Beim Gegentaktmischverfahren werden zwei nichtlineare Elemente von beiden Schwingungen ausgesteuert und mittels eines gemeinsamen übertragers gegeneinandergeschaltet. Hierbei kann eine Schwingung am Ausgang des Übertragers nur dann entstehen, wenn beide Elemente im Gegentakt ausgesteuert werden.
In der Höchstfrequenztechnik sind bereits verschiedene Mischanordnungen für Gegentaktmischung bekannt.
Bei symmetrischen Mischern,: die Richtungskoppler verwenden (z. B. »magisches T«), sind beide nichtlinearen Elemente, z. B. Kristalldioden, am Ende zweier Hohlleiterzweige angeordnet und werden von der Empfangsfrequenz im Gegentakt, von der Lokaloszillatorfrequenz im Gleichtakt oder auch umgekehrt ausgesteuert. Die Gegenphasigkeit der ansteuernden Wellen an den Dioden wird bei diesen Mischanordnungen dadurch erreicht, daß die eine Welle auf eine Serienschaltung, die andere auf eine Parallelschaltung der beiden Dioden einwirkt. Beim »magischen T« bereitet jedoch die breitbandige Anpassung der Serienverzweigung und der ParalleIverzweigung Schwierigkeiten, die im allgemeinen durch kapazitiv oder induktiv wirkende Blenden und Stifte erreicht wird. Außerdem bestehen beim »magischen T« oder bei in ihrer Wirkung ähnlich wirkenden Anordnungen wegen der komplizierten Bauformen konstruktive Erschwernisse.
Andere bekannte Mischvorrichtungen verwenden Richtungskoppler zur Verbindung von Empfangskreis und Oszillatorkreis mit den Dioden. Empfangskreis und Oszillatorkreis besitzen eine gemeinsame Hohlleiterwand, in der Koppellöcher oder Koppelschlitze zur gegenseitigen Kopplung angebracht sind. Am Ende eines jeden Zweiges ist eine Diode angeordnet, entweder in der gleichen Entfernung vom Koppelloch oder um V4 gegeneinander versetzt. Die Gegenphasigkeit der aussteuernden Wellen an den Dioden wird durch die Phasendrehung erreicht, die die Wellen beim Passieren des Koppelloches erfahren. Bei diesen Mischanordnungen ist eine restlose Entkopplung zwischen Antennenkreis und Oszillatorkreis nicht möglich, so daß ein Teil der Empfangsleistung im Oszillatorkreis verlorengeht, andererseits aber auch ein Teil des Oszillatorleistung über die Antenne abgestrahlt wird.
Bei einigen Mischanordnungen tritt die Empfangs-und Oszillatorwelle, aus der gleichen Richtung kommend, in den Mischraum ein und wird an einer gemeinsamen Wand reflektiert. Weisen Empfangsfrequenz und Oszillatorfrequenz einen großen Unterschied auf, dann ist die günstigste Lage der Reflexionsebene im Hinblick auf maximale Aussteuerung der Dioden durch beide Wellen nicht erreichbar.
Alle die aufgeführten Mischanordnungen weisen Nachteile auf, die durch die Gegentaktmischanordnung gemäß der Erfindung vermieden werden. Diese ist derart ausgeführt, daß der in der Mitte des ersten Hohlleiters angeordnete Leiter in an sich bekannter Weise als Trennblech ausgebildet ist und daß der zweite Hohlleiter so angeordnet ist, daß seine parallel zur kürzeren Rechteckseite liegend gedachte Mittelebene in der Ebene des Trennbleches liegt und eine im Mittel des Querschnitts des ersten Hohlleiters angebrachte und daher durch das Trennblech mittelgeteilte Koppelöffnung aufweist. Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der mit dem Trennblech metallisch verbundene Koppelstift, der in seiner wirksamen Länge verstellbar ist, in den zweiten Hohlleiter hineinragt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Gegentaktmischanordnung gemäß der Erfindung an Hand der Fig.1 und 2 näher erläutert: Fig.1 stellt den Gegentaktmischer schematisch dar; Fig. 2 zeigt die räumliche Ausgestaltung.
Die in einem Hohlleiter HI von der Antenne kommende Eingangsenergie der Frequenz f. gelangt zu einem Trennblech Tr und wird, ohne daß Reflexionen auftreten, in zwei leistungsgleichen Teilen den Dioden D 1 und D 2 gegenphasig zugeführt, wie die Pfeile 1 und 2 in Fig. 1 andeuten. Ein von der Diode nicht verbrauchter Teil der Empfangsleistung gelangt bis zu einer fiktiven Trennebene C, D, die für die Empfangswelle als Kurzschluß wirkt, und wird dort auf die Dioden reflektiert, d. h., sie steht zur Aussteuerung zur Verfügung. Durch richtige Festlegung des Abstandes L 1 der Dioden vom Koppelloch K wird eine maximale Ausnutzung der Empfangsleistung erreicht.
Die Energie der Frequenz f o des Lokaloszillators gelangt über den Hohlleiter H2 in zwei gleichen Teilen gleichphasig an die Dioden, durch gestrichelte Pfeile 3 und 4 angedeutet. Zur Veränderung der Kopplung dient ein mit dem Trennblech Tr verbundener, in seiner Länge veränderlicher Stift S, der in der Mitte des Koppelloches K angeordnet ist. Der nicht aufgebrauchte Energieanteil erreicht die fiktive Trennebene MN; er kann wegen der Phasenverschiebung von 180°, die beide Teile der Oszillatorwelle zueinander aufweisen, nicht über diese Ebene hinaus, sondern wird zu den Dioden reflektiert. Der Abstand L 2 der Dioden von der fiktiven Trennebene MN kann so gewählt werden, daß eine günstige Aussteuerung der Dioden durch die Oszillatorwelle möglich ist.
Diese Gegentaktmischanordnung zeichnet sich durch konstruktive Einfachheit aus. Irgendwelche Anpassungsschwierigkeiten entfallen, weil die Eingangsschwingung, für die eine gute Anpassung besonders notwendig ist, den Dioden nur über ein einfaches reflexionsfreies Trennblech zugeführt wird. Die Gegentaktmischanordnung ermöglicht außerdem eine vollständige Entkopplung zwischen Antennen-und Oszillatorzweig, so daß die Gesamtempfangsleistung an den Dioden zur Verfügung steht und von der Oszillatorleistung nichts nach außen abstrahlen kann. Auch die erwähnten Nachteile hinsichtlich der Reflexionsebene treten bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht auf, weil beide Wellen an zwei voneinander unabhängigen Ebenen reflektiert werden. Ein weiterer Vorteil der Anordnung ist seine Breitbandigkeit, die einmal dadurch erreicht wird, daß der Hohlleiter an der Stelle der Diodenanordnung halbiert ist, zum anderen auch dadurch, daß kritische, frequenzabhängige Elemente im Mischer nicht enthalten sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gegentaktmischanordnung für Mikrowellen, bei der ein erster Hohlleiter rechteckigen Querschnitts in einen im rechten Winkel dazu angeordneten zweiten Hohlleiter rechteckigen Quer-Schnitts mündet und bei der zwei Mischdioden in einem bestimmten Abstand von der Einmündung auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Hohlleiters angeordnet sind und mit einem in der Mitte des ersten Hohlleiters angeordneten Leiter elektrischen Kontakt haben, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Mitte des ersten Hohlleiters (Hl) angeordnete Leiter in an sich bekannter Weise als Trennblech (Tr) ausgebildet ist und daß der zweite Hohlleiter (H2) so angeordnet ist, daß seine parallel zur kürzeren Rechteckseite liegend gedachte Mittelebene in der Ebene des Trennbleches liegt und eine im Mittel des Querschnitts des ersten Hohlleiters angebrachte und daher durch das Trennblech mittelgeteilte Koppelöffnung (K) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Trennblech metallisch verbundener Koppelstift (S), der in seiner wirksamen Länge verstellbar ist, in den zweiten Hohlleiter (H2) hineinragt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1065 026; britische Patentschrift Nr. 604 818; USA.-Patentschrift Nr. 2 761061.