DE19847663A1 - Detektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Detektor und insbesondere auf einen Detektor, der als Mikrowellenband-Leistungsverstärker etc. verwendet wird.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein konventioneller Detektor erläutert. In Fig. 1 bezeichnet Referenz-Ziffer 1 eine Hauptübertragungsleitung, und mit der Hauptübertragungsleitung 1 sind Widerstände R2 und R3 verbunden. Danach wird ein Teil der Mikrowellen-Leistung, die sich in Hauptübertragungsleitung 1 fortpflanzt, von den Widerständen R2 und R3 aufgeteilt. Die aufgeteilte Mikrowellen-Leistung wird von einer Detektions-Diode CR4 in eine Spannung umgewandelt und durch Glättungs-Kondensator C5 wird dann eine Gleichspannung erhalten.

Die Elemente R2, R3, CR4 und C5, aus denen sich der Detektor zusammensetzt, sind mit kleinem Abstand untereinander verbunden und der Detektor, der die Elemente R2, R3, CR4 und C5 beinhaltet, zeigt die folgenden, günstigen Eigenschaften (1) bis (3), da die Elemente R2, R3, CR4 und C5 mit kleinem Abstand mit der Hauptübertragungsleitung 1 verbunden sind.

• 1. Die Frequenz-Antwort der Detektions-Spannung zeigt günstige Eigenschaften.
• 2. Die Genauigkeit der Detektions-Spannung, die von der Teilspannung an den Widerständen R2 und R3 abhängt, wird sehr präzise.
• 3. Die gesamte Schaltung ist klein.

Wie oben beschrieben wurde, zeigt der Detektor günstige Eigenschaften. Allerdings nimmt die Diode CR4 leicht den Einfluß der Kopplung zur Hauptübertragungsleitung 1 auf, was sich nachteilig auf deren Eigenschaften auswirkt; mit anderen Worten: eine Kapazität zwischen der Hauptübertragungsleitung 1 und Detektions-Diode CR4 wird groß, da die Elemente R2, R3, CR4 und C5 dicht an der Hauptübertragungsleitung 1 liegen.

Im übrigen beträgt die Entfernung zwischen den Elementen R2, R3, CR4 und C5 und der Hauptübertragungsleitung 1 etwa 2 bis 3 mm, da jedes der Elemente R2, R3, CR4 und C5 eine Seitenlänge von etwa 2 bis 3 mm aufweist. Daher werden die Eigenschaften des Detektors von der Kopplung mit der Hauptübertragungsleitung 1 in dieser Entfernung, die die Eigenschaften desselben verschlechtern, beeinflußt.

Der konventionelle Detektor, der den Einfluß der Leistungs-Abstrahlung verringert, wird mit Bezug auf Fig. 2 erläutert.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Mikrostreifen-Leitung 7, die die Länge einer 1/4-Wellenlänge eines sich fortpflanzenden Signals hat, parallel zu einer Hauptübertragungsleitung 6 gebildet. Ein Ende 7a der Mikrostreifen-Leitung 7 ist über einen Widerstand R8 geerdet und ein weiteres Ende derselben ist mit der Detektions-Diode CR9 verbunden. Die Detektions-Spannung wird über die Detektions-Diode CR9 erhalten und durch den Glättungs-Kondensator C10 wird dann eine Gleichspannung erhalten.

Im Falle eines solchen Detektors wird eine Ausgangsleistung durch die räumliche Kopplung zwischen der Hauptübertragungsleitung 6 und der Mikrostreifen-Leitung 7 detektiert.

In dem Detektor kann das andere Ende 7b der Mikrostreifen-Leitung 7 lang ausgeführt werden und die Hauptübertragungsleitung 6 von der Detektions-Diode CR9 trennen. Daher kann der Einfluß der Detektions-Diode CR9 auf die Eigenschaften verhindert werden.

Jedoch tritt das Problem auf, daß die Hauptübertragungsleitung 6 in einer Länge von 1/4 der Wellenlänge parallel zur Mikrostreifen-Leitung 7 sein muß, um einen Anteil an räumlicher Kopplung zwischen der Hauptübertragungsleitung 6 und der Mikrostreifen-Leitung 7 in so einem Detektor zu gewährleisten. Weiterhin ergibt sich das Problem, daß die Abweichung der Detektions- Spannung auf Grund von Variationen in den Kopplungseigenschaften zwischen der Hauptübertragungsleitung 6 und der Mikrostreifen-Leitung 7 auftritt.

In dem in Fig. 1 gezeigten konventionellen Detektor, kann der Detektor klein aufgebaut werden, da die Elemente, aus denen er sich zusammensetzt, mit kleinem Abstand mit der Hauptübertragungsleitung 6 verbunden sind.

Andererseits ergibt sich jedoch das Problem, daß sich das Verhalten durch die die Eigenschaften des Detektors nachteilig beeinflussende Kopplung verschlechtert.

In dem in Fig. 2 gezeigten konventionellen Detektor ist die Hauptübertragungsleitung 6 parallel zur Mikrostreifen- Leitungen gebildet. Daher verringert sich die Verschlechterung des Verhaltens durch die sich nachteilig auf die Eigenschaften des Detektors auswirkende Kopplung zur Hauptübertragungsleitung. Weiterhin besteht das Problem, daß eine Abweichung bzw. Streuung der Detektions- Spannung durch eine Streuung der Kopplungseigenschaften auftritt und die reguläre Länge zur Hauptübertragungsleitung eine Notwendigkeit ist.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnte Situation gemacht und hat als Aufgabe, einen Detektor mit günstigen Eigenschaften und kleinen Abmessungen bereitzustellen.

Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß des ersten Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ein Detektor bereitgestellt mit:
einer Mikrostreifen-Leitung, von der ein Ende geerdet und ein weiteres Ende mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist;
einer Detektions-Diode, die mit der Mikrostreifen- Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, das sich in der Mikrostreifen-Leitung fortpflanzt; und
einer Glättungs-Schaltung zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

Entsprechend dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor bereitgestellt mit:
einer Mikrostreifen-Leitung, von der ein Ende geerdet und ein weiteres Ende mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist, welche mit einem Verstärker verbunden ist, wobei die Mikrostreifen-Leitung eine Ausgangs-Impedanz des Verstärkers und eine charakteristische Impedanz der Hauptübertragungsleitung anpaßt;
einer Detektions-Diode, die mit der Mikrostreifen- Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, welches sich in der Mikrostreifen-Leitung fortpflanzt; und
einer Glättungs-Schaltung zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

Entsprechend dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor bereitgestellt, mit:
einer Oberwellenfilter-Leitung, von der ein Ende geerdet und ein anderes Ende mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist, die mit einem Verstärker verbunden ist;
einer Detektions-Diode, die mit der Oberwellenfilter- Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, das sich in der Oberwellenfilter-Leitung fortpflanzt; und
einer Glättungs-Schaltung zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung fortgesetzt und werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Anwendung der Erfindung nachvollzogen werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können verwirklicht und erhalten werden mittels der Instrumentarien und Kombinationen, die im folgenden besonders hervorgehoben werden.

Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnung

Die begleitenden Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung und illustrieren die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der allgemeinen, oben gegebenen Beschreibung und der folgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zum Erläutern der Grundlagen der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die einen konventionellen Detektor zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen konventionellen Detektor zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht, die einen Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der folgenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen Detektor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 5 ist eine Ansieht, die einen Detektor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

< Erste Ausführungsform <

Fig. 3 zeigt einen Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Dies ist ein Detektor, der als Mikrowellenband- Leistungsverstärker etc. verwendet wird.

In Fig. 3 bezeichnet Referenz-Ziffer 11 eine Hauptübertragungsleitung; eine mit der Hauptübertragungsleitung 11 verbundene Mikrostreifen- Leitung 12 hat die Länge einer 1/4-Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, die sich in der Hauptübertragungsleitung 11 fortpflanzt. Weiterhin ist ein weiteres Ende der Mikrostreifen-Leitung 12 geerdet. Eine Detektions-Diode CR13 ist dann mit der Mikrostreifen- Leitung 12 in der Nähe von deren Erdungspunkt verbunden. Der Glättungs-Kondensator C14 und der Widerstand R15 sind mit einer Ausgangsseite der Detektions-Diode CR13 verbunden.

Zu bemerken ist, daß eine Position des Verbindungspunkts zwischen der Mikrostreifen-Leitung 12 und Detektions-Diode CR13 auf der Grundlage der Ausgangsleistung eines Leistungsverstärkers, einer Frequenz der elektromagnetischen Welle, die sich in der Hauptübertragungsleitung 11 fortpflanzt, den Eigenschaften der Detektions-Diode CR13 und einer gewünschten Detektions- Spannung bestimmt wird.

Ebenso ist ein Verstärker 21 mit der Hauptübertragungsleitung 11 verbunden.

Die Elemente CR13, C14 und R15 können von der Hauptübertragungsleitung 11 räumlich getrennt werden, da die Elemente CR13, C14 und R15 in der Nähe des Erdungspunkts der Mikrostreifen-Leitung 12 angebracht sind. Es verringert sich daher die Einwirkung der die Eigenschaften des Detektors nachteilig beeinflussenden Kopplung mit der Hauptübertragungsleitung 11 und die Verschlechterung des Verhaltens des Detektors kann reduziert werden.

Ferner können, wenn die Elemente, aus denen sich der Mikrowellenband-Leistungsverstärker zusammensetzt, eine Seitenlänge von jeweils etwa ein paar Millimetern aufweisen und eine 1/4-Wellenlänge der elektromagnetischen Welle bei ungefähr 10 mm oder darüber liegt, diese Bestandteile einen Abstand von etwa einer 1/4-Wellenlänge von der Hauptübertragungsleitung 11 einhalten. Auf diese Weise kann die Einwirkung der die Eigenschaften des Detektors nachteilig beeinflussenden Kopplung verringert werden.

Ebenso kann die Länge der Hauptübertragungsleitung 11 kurz sein, da die Mikrostreifen-Leitung 12 direkt mit der Hauptübertragungsleitung 11 verbunden ist. Daher tritt die Streuung der Detektions-Spannung, die durch die Streuung der Kopplungseigenschaften in der Übertragungsleitung verursacht wird, nicht auf.

Die Länge der Hauptübertragungsleitung ist derjenige Faktor, der die Eigenschaft einer Leistungsverstärker- Schaltung beeinflußt. Wenn die Länge klein ist, ist das Verhalten der Leistungsverstärker-Schaltung gut und die Verluste in der Leistungsverstärker-Schaltung sind gering. Daher wird gemäß der ersten Ausführungsform eine deutliche Wirkung erzielt, wenn die Länge der Hauptübertragungsleitung 11 klein gehalten werden kann.

Ferner kann ein Detektor verwirklicht werden, der die Eigenschaft der elektromagnetischen Welle, die sich in der Hauptübertragungsleitung 11 fortpflanzt, nicht beeinflußt, da die Mikrostreifen-Leitung 12 die Länge einer 1/4- Wellenlänge der sich in der Hauptübertragungsleitung 11 fortpflanzenden elektromagnetischen Welle hat.

< Zweite Ausführungsform <

Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen Detektor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Den gleichen, in Fig. 3 gezeigten Elementen sind die gleichen Referenz-Ziffern zugeordnet und die Erklärung für gleiche Referenz-Ziffern wurde weggelassen.

In Fig. 4 bezeichnet Referenz-Ziffer 16 eine Mikrostreifen-Leitung, von der ein Ende mit der Hauptübertragungsleitung 11 verbunden und ein weiteres Ende geerdet ist. Diese Mikrostreifen-Leitung arbeitet als eine Anpaß-Schaltung 17.

Insbesondere sind Breite und Länge der Anpaß-Schaltung 17 so festgelegt, daß die Ausgangs-Impedanz des Verstärkers 21 und die charakteristische Impedanz der Hauptübertragungsleitung 11 angepaßt werden.

Die Detektions-Diode CR13 ist mit einem Punkt nahe des Erdungspunkts der Mikrostreifen-Leitung 16 verbunden und der Glättungs-Kondensator C14 und der Widerstand R15 sind mit der Detektions-Diode CR13 verbunden.

Gemäß des Detektors dieser Ausführungsform sind die Detektions-Diode CR13, der Glättungs-Kondensator C14 und der Widerstand R15 in einem freien bzw. feldfreien (engl.: dead space) Bereich der Anpaß-Schaltung 17 angeordnet.

Folglich kann gemäß des Detektors dieser Ausführungsform die Einwirkung der die Eigenschaften des Detektors nachteilig beeinflussenden Kopplung mit der Hauptübertragungsleitung 11 verringert, die Länge der Übertragungsleitung verkleinert und eine Streuung der Detektions-Spannung verhindert werden. Es wird zudem Platz eingespart, da der freie bzw. feldfreie Raum effizient verwendet wird.

< Dritte Ausführungsform <

Fig. 5 ist eine Ansicht, die einen Detektor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 5 bezeichnen Referenz-Ziffern 18a und 18b jeweils eine Oberwellenfilter-Leitung. Den gleichen in Fig. 3 gezeigten Elementen werden die gleichen Referenz-Ziffern zugeordnet und Erläuterungen für jeweils gleiche Referenz- Ziffern werden weggelassen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist jeweils ein Ende der Oberwellenfilter-Leitung 18a und 18b mit der Hauptübertragungsleitung 11 verbunden. Die jeweiligen anderen Enden der Oberwellenfilter-Leitung 18a und 18b sind geerdet.

Der Oberwellenfilter 18 wird durch die Hauptübertragungsleitung 11 und die Oberwellenfilter- Leitungen 18a und 18b gebildet. Die Detektions-Diode CR13 ist mit der Oberwellenfilter-Leitung 18a nahe einem Erdungspunkt der Oberwellen-Leitung 18a verbunden; der Glättungs-Kondensator C14 und der Widerstand R15 sind mit der Detektions-Diode CR13 verbunden.

Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann eine Detektor-Schaltung, die einen Oberwellenfilter verwendet, bereitgestellt werden, ohne daß die Einwirkung der die Eigenschaften nachteilig beeinflussenden Kopplung zur Hauptübertragungsleitung aufgenommen wird.

Die Eigenschaft eines Signals, das sich in der Hauptübertragungsleitung 11 fortpflanzt, wird nicht beeinflußt, wenn die Oberwellenfilter-Leitung 18a eine Länge einer 1/4-Wellenlänge des Signals aufweist.

Es kann daher gemäß der vorliegenden Erfindung ein Detektor bereitgestellt werden, der eine geringe Streuung in der Detektions-Spannung und günstige Eigenschaften aufweist und der kompakt aufgebaut ist, ohne die Einwirkung der die Eigenschaften des Detektors nachteilig beeinflussenden Kopplung mit der Hauptübertragungsleitung aufzunehmen.

Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann sofort erkennbar. Die Erfindung ist daher in einer weiteren Betrachtungsweise nicht auf die gezeigten und hier beschriebenen spezifischen Details und stellvertretende Ausführungsformen beschränkt. Somit können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von der Idee oder vom Anwendungsbereich des allgemeinen, erfinderischen Konzepts, wie es in den angefügten Ansprüchen und deren äquivalenten Aussagen definiert ist, abzuweichen.

Claims (11)

1. Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:
eine Mikrostreifen-Leitung (12) mit einem Ende, das geerdet ist, und einem weiteren Ende, das mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist;
eine Detektions-Diode (CR13), die mit der Mikrostreifen-Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, das sich in der Mikrostreifen-Leitung fortpflanzt; und
eine Glättungs-Schaltung (C14, R15) zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektions-Diode mit der Mikrostreifen-Leitung nahe an dem einen Ende derselben verbunden ist.

3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungs-Schaltung einen Kondensator und einen Widerstand parallel geschaltet zu einem Ausgangs-Anschluß der Detektions-Diode aufweist.

4. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrostreifen-Leitung eine Länge einer 1/4- Wellenlänge eines Signals, das in der Hauptübertragungsleitung fließt, aufweist.

5. Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:
eine Mikrostreifen-Leitung (16) mit einem Ende, das geerdet ist, und einem weiteren Ende, das mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist, die mit einem Verstärker verbunden ist, wobei die Mikrostreifen-Leitung zur Anpassung einer Ausgangs-Impedanz und einer charakteristischen Impedanz der Hauptübertragungsleitung dient;
eine Detektions-Diode (CR13), die mit der Mikrostreifen-Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, das sich in der Mikrostreifen-Leitung fortpflanzt; und
eine Glättungs-Schaltung (C14, R15) zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektions-Diode mit der Mikrostreifen-Leitung nahe an dem einen Ende derselben verbunden ist.

7. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das die Glättungs-Schaltung einen Kondensator und einen Widerstand parallel geschaltet zu einem Ausgangs-Anschluß der Detektions-Diode aufweist.

8. Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:
eine Oberwellenfilter-Leitung (18a) mit einem geerdeten Ende und einem weiteren Ende, das mit einer Hauptübertragungsleitung verbunden ist, welche mit einem Verstärker verbunden ist;
eine Detektions-Diode (CR13), die mit der Oberwellenfilter-Leitung verbunden ist, zum Detektieren eines Signals, das sich in der Oberwellenfilter-Leitung fortpflanzt; und
eine Glättungs-Schaltung (C14, R15) zum Glätten des von der Detektions-Diode detektierten Signals.

9. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektions-Diode mit der Oberwellenfilter-Leitung nahe an dem einen Ende derselben verbunden ist.

10. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungs-Schaltung einen Kondensator und einen Widerstand parallel geschaltet zu einem Ausgangs-Anschluß der Detektions-Diode aufweist.

11. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwellenfilter-Leitung eine Länge einer 1/4- Wellenlänge eines Signals, das in der Hauptübertragungsleitung fließt, aufweist.