DE2921790C2

DE2921790C2 - Mikrowellen-Mischschaltung

Info

Publication number: DE2921790C2
Application number: DE2921790A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Kawasaki Makimoto; Hiroshi Onishi; Sadahiko Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1983-12-29
Also published as: JPS54155706A; CA1128135A; JPS6242403B2; US4412351A; FR2427696A1; DE2921790A1; FR2427696B1

Description

an das eine Ende (1) der Übertragungsleitung (20) das Eingangshochfrequenzsignal angelegt und am anderen Ende (20-1) die Mischdiode (4) angeordnet ist.

tung der Übertragungsleitung (20') symmetrisch angeordnet sind (F i g. 6).

6. Mikrowellen-Mischschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandsperrfilter (12) eine mit der Übertragungsleitung (20) verbundene Stichleitung (12') aufweist (F i g. 5).

7. Mikrowellen-Mischschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter (8) ein Parallelkopplungs-Streifenleiterfilter aufweist

8. Mikrowellen-Mischschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefpaßfilter (22) zwischen dem anderen Ende (20-1; 20'-I) der Übertragungsleitung (20; 20') und Masse angeordnet ist

tisch über ein Bandpaßfilter (8) an einem zwischen den beiden Enden (1, 20-1) der Übertragungsleitung (20) gelegenen ersten Koppelpunkt (SP) in die Übertragungsleitung (20) eingespeist ist,

daß ein erstes Bandsperrfilter (12) für die Überlagerungsfrequenz (fij an einem zweiten Koppelpunkt (12P) und ein zweites Bandsperrfilter (14) für die Spiegelfrequenz (U) an einem dritten koppelpunkt (\*P) an die Übertragungsleitung (20) angekoppelt sind,
daß die durch den Abstand zwischen dem ersten Koppelpunkt (SP) und dem zweiten Koppelpunkt (\2P) bestimmte Lunge der Übertragungsleitung (20) vom ersten Koppelpunkt (8P) her zu dem einen Ende (1) hin gesehen bei der Überlagerungsfrequenz (UJ eine Impedanz von unendlich aufweist, und

daß die durch den Abstand zwischen dem anderen Ende (20-1) der Übertragungsleitung (20) und dem dritten Koppelpunkt (i4P) bestimmte Länge der Übertragungsleitung (20) von deren anderem Ende (20-1) her zu dem ersten Koppelpunkt (SP) hin gesehen bei der Spiegelfrequenz (U) eine Impedanz von entweder null oder unendlich aufweist.

2. Mikrowellen-Mischschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Bandsperrfilter als ein einziges Bandsperrfilter (16) ausgebildet sind, dessen Sperrband die Überlagerungsfrequenz (frf und die Spiegelfrequenz (U) enthält u.id das zwischen dem einen Ende (1) und dem ersten Koppelpunkt (SP) an die Übertragungsleitung (20') angekoppelt ist.

3. Mikrowellen-Mischschaltung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandsperrfilter (12, 14; 16) Parallelkopplungs-Streifenleiterfilter sind.

4. Mikrowellen-Mischschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandsperrfilter (12; 14) einen nahe der Übertragungsleitung (20) angeordneten L-förmigen Streifenlciter(12a, i2b; 14.7. H^aufweisen (Fi g. 4).

5. Mikrowellen-Mischschaltung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Banclsperrfilier (16) zwei L-förmige Streifcnleitcr (16,7, \f>b) aufweist, die in bezug auf die Längsrich

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikroweüen-Mischschahung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 27 06 373 ist eine Mikrowellen-Mischschaltung dieser Art bekannt, bei der über zwei Übertragungsleitungsabschnitte einer Mischdiode sowohl ein Eingang-„!iochfrequenzsigna! als auch ein Überlagerungssignal getrennt zugeführt werden. Damit die Signale eines Übertragungsleitungsabschnitts nicht zum Eingang des jeweils anderen Übertragungsleitungsabschnitts gelangen, ist am Eingangshochfrequenzsignal-Übertragungsleitungsabschiiitt ein Bandsperrfilter mit einer der Überlagerungsfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz und am Überlagerungssignal-Übertragungsleitungsabschnitt ein Bandsperrfilter mit einer der Eingangshochfrequenz entsprechenden Mittenfrequenz vorgesehen. Weiterhin sind zwei Spiegelfrequenz-Sperrfilter zur Unterdrückung von bei der Mischung entstehenden £piegeti>equenz-Störsignalen entsprechend angeordnet. Hierbei muß die Anordnung der in Streifenleitungstechnik ausgeführten Bauelemente in engen Toleranzen auf den Mischdiodenfußpunkt bezogen sein, was die Signal- und Filterankoppelmöglichkeiten erheblich einengt.

Ferner ist aus der DD-PS 65 593 eine Mischanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen bekannt, die insbesondere in einem interessierenden Wellenbereich eine Korrektur des Spiegelwellenabschlusses ermöglichen soll. Zu diesem Zweck ist eine längenmäßig veränderbare Stichleitung vorgesehen, durch die im gewünschten Wellenbereich der angestrebte Spiegelwellenabschluß durch einfache Längenveränderung ohne Veränderung des geometrischen Abstands zwischen einer Mischdiode und einem nur für die Eingangshochfrequenz durchlässigen, die Spiegelfrequenz jedoch sperrenden Bandpaßfilter erzielbar ist. Die Zuführung von Überlagerungssignalen zur Mischdiode ist nicht näher ausgeführt und erfolgt wahrscheinlich in der üblichen Weise über einen unvorteilhaften separaten Übertragungsleitungsabschnitt

Darüber hinaus ist aus dem DE-GM 17 49 562 eine Mischschaltung für Dezimeterwellen bekannt, bei der zur bestmöglichen Anpassung des Impedanzwertes einer Mischdiode an den Wellenwiderstand einer Eingangshochfrequenz-Zuleitung eine Widerstandstransformation durch einen mit zugehörigen Schaltungselementen auf einem in den ZF-Verstärker einschiebbaren Plättchen angeordneten A/4-Transformator in Betracht gezogen wird. Auch hier sind

getrennte Zuleitungen zur Zuführung der Eingangshochfrequenzsignale und der Überlagerungssignale zur Mischdiode vorgesehen, wodurch sowohl der Raumbedarf als auch die Anzahl der benötigten Filter sowie die auftretenden Verluste relativ groß sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mikrowellen-Mischschaltung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß bei unsymmetrischem Schaltungsaufbau der Einkoppelpunkt für das Überlagerungssignal wählbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Mikrowellen-Mischschaltung ist somit an das eine Ende einer einzigen Übertragungsleitung ein Eingangshochfrequenzsignal angelegt, während am anderen Ende der Übertragungsleitung die Mischdiode angeordnet ist. Das Überlagerungssignal ist über ein z. B. parallel angekoppeltes Bandpaßfilter an einem wählbaren Koppelpunkt in die Übertragungsleitung eir.speisbar, so daß die Mischschaltung flexibel und kompakt aufgebaut wtvden kann. Hierbei ist lediglich ein einziges Spiegelfrequenz-Bandsperrfilter erforderlich, das gezielt in einem derartigen Abstand vom Fußpunkt der Mischdiode angeordnet werden kann, daß z. B. eine Leerlaufimpedanz für die Spiegelfrequenz erzielbar ist und die bei der Mischung entstehende Spiegelfrequenzenergie phasenrichtig wieder zur Mischdiode zurückreflektiert wird, wodurch eine Erhöhung des auf der Zwischenfrequenz liegenden Ausgangssignalpegels der Mischdiode erzielbar ist

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bietet sich ferner die Möglichkeit, das Spiegelfrequenz-Bandsperrfilter und das Bandsperrfilter für das Überlagerungssignal durch ein einziges, gezielt an der Übertragungsleitung angeordnetes Bandsperrfilter zu realisieren, womit sich Flexibilität und Kompaktheit der Mikrowellen-Mischschaltung weiter steigern lassen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untera.isprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung,

F i g. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Dämpfungseigenschaften eines bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Mischschaltung verwendeten Bandsperrfiltei s in Abhängigkeit von der Frequenz,

Fig.4 eine Realisierungsmöglichkeit des ersten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung gemäß Fig. 1 in Streifenleitungstechnik,

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Bandsperrfilters, das anstelle eines Bandsperrfilters gemäß Fig.4 verwendbar ist, und

Fig.6 eine Realisierungsmöglichkeit des zweiten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung gemäß F i g. 2 in Streifenleitungstechnik.

in Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung gezeigt. Die Mikrowellen-Mischschaltung hat eine ÜbertragungslHtung 20 mit einem ersten Eingang 1, der zur Aufnahme eines Signals mit der Eingangshochfrequenz /"sdient, Uiid einem Ausgang 20-1, der über eine Mischdiode 4 mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 9 verbunden ist. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 9 ist mit einem Ausgang 6 der Mikrowellen-Mischschakung verbunden. Zur Aufnahme eines Signals mit einer Überlagerungsfrequenz 4 an einem zweiten Eingang 2 der Mikrowellen-Mischschaltung ist ein Bandpaßfilter 8 "> vorgesehen. Der Ausgang des Bandpaßfilters 8 ist an die Übertragungsleitung 20 über einen ersten Koppelpunkt SP angekoppelt An einem zweiten und einem dritten Koppelpunkt 12Pbzw. HP sind an die Übertragungsleitung 20 ein erstes bzw. ein zweites Bandsperrfilter 12

ι» bzw. 14 angekoppelt Bei dieser Ankopplung des Bandpaßfilters 8 und des ersten und zweiten Bandsperrfilters 12 und 14 sind diese Filter nicht direkt mit der Übertragungsleitung 20 verbunden, sondern an diese elektromagnetisch angekoppelt, was nachstehend noch näher beschrieben wird.

Das Bandpaßfilter 8 hat einen Frequenzgang, bei dem nur ein Frequenzband durchgelassen wird, dessen Mittelfrequenz die Überlagerungsfreauenz 4 ist; dadurch wird verhindert daß das an fr.n ersten Eingang 1

2" angelegte Signal mit der Eingangshochfrequenz fs in Richtung zum zweiten Eingang 2 übertragen wird. Das erste Bandsperrfilter 12 hat eine Resonanzfrequenz, die der Überlagerungsfrequenz 4 entspricht wodurch verhindert wird, daß das an den zweiten Eingang 2

2i angelegte Signal mit der Überlagerungsfrequenz 4 über das Bandpaßfilter 8 und den zweiten Koppelpunkt 12P hinaus zum ersten Eingang 1 hin übertragen wird. Der zweite Koppelpunkt 12P, über den da? erste Bandsperrfilter 12 an die Übertragungsleitung 20 angekoppelt ist

i» liegt zwischen dem ersten Eingang 1 und dem ersten Koppelpunkt SP. Das zweite Bandsperrfilter 14 hat eine Resonanzfrequenz, die der Spiegelfrequenz entspricht welche durch den Ausdruck

*

gegeben ist und von der Mischdiode 4 erzeugt wird. Durch das zweite Bandsperrfilter 14 wird verhindert, daß das von der Mischdiode 4 erzeugte Signa! mit der Spiegelfrequenz fi entlang der Übertragungsleitung 20

•»ο in richtung zum ersten Koppelpunkt 8P hin übertragen wird.

Die vorstehend beschriebenen Funktionen des ersten und des zweiten Bandsperrfilters 12 und 14 werden nur dann erzielt, wenn diese an bestimmten Stellen gemäß der nachstehenden Beschreibung angeordnet bzw. angekoppelt werden, d. h, der Abstand zwischen dem ersten Koppelpunkt 8Fund dem zweiten Koppelpunkt 12P sowie der Abstand zwischen dem dritten Koppelpunkt 14Pund dem Ausgang 20-1 der Übertragungsleitung 20 müssen jeweils so festgelegt werden, daß das erste und das zweite Bandsperrfilter 12 bzw. 14 richtig arbekrn.

Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Koppelpunkt SP bzw. t2P wird so bestimmt, daß die Impedanz bei der Überlagerungsfrequenz vom ersten Koppelpunkt SP her zum Eingang hin gesehen unendlich ist (offener Stromkreis bzw. Leerlauf), während der Abfand zwischen dem dritten Koppelpunkt HPund dem Ausgang 20-1 so bestimmt wird, daß

bo die Impedanz bei der Spiegelfrequenz Ii vom Ausgang 20-1 her zum ersten Koppelpunkt S? hin gesehen entweder Null (Kurzschluß) oder unendlich (Leerlauf) ist. Bei dieser Anordnung wird das vom zweiten Eingang 2 an die Übertragungsleitung 20 angelegte Signal mit

b5 der Überlagerungsfrequenz 4 am ersten Koppelpunkt SP so reflektiert, daß der größte Teil der Leistung mit der Überiagerungsfrequenz 4 entlang der Übertragungsleitung 20 in Richtung vom ersten Koppelpunkt

8Pzum Ausgang 20-1 hin übertragen wird, wahrend das durch die Mischdiode 4 erzeugte Signal mit der Spiegelfrequenz //am Ausgang 20-1 der Übertragungsleitung 20 so reflektiert wird, daß das Signal wirkungsvoll zur Verstärkung des Signals mil einer Zwischenfrequenz ///genutzt wird, das am Ausgang der Mischdiode 4 gebildet wird.

Die Mikrowellen-Mischschaltung gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeilet folgendermaßen: Ein an den ersten Eingang 1 angelegtes "' Signal mit der Eingangshochfrequenz fs wird über die Übertragungsleitung 20 zum Eingang der Mischdiode 4 übertragen, während an den gleichen Eingang der Mischdiode 4 ein an den zweiten Eingang 2 angelegtes Signal mit einer Überlagerungsfrequenz ft., die entwe- ι j der höher oder niedriger als die Eingangshochfrequenz Λ ist, gleichfalls über das Bandpaßfilter 8 und den Teil der Übertragungsleitung 20 übertragen wird, der durch den ersten Koppelpunkt SP und den Ausgang 20-1 begrenzt ist. Dabei wird aufgrund des ersten Bandsperr- -'" filters 12 der größte Teil der Leistung mit der Überlagerungsfrequenz 4 zur Mischdiode 4 übertragen. Die Mischdiode 4 erzeugt in Abhängigkeit von diesen beiden Eingangssignalen mit den Frequenzen fs und ft. ein Signal mit der Zwischenfrequenz -">

wobei das von der Mischdiode 4 erzeugte Spiegelfrcquenz-Signal zur Erzeugung eines der Zwischenfrequenz ftp entsprechendes Signals genutzt wird, da das J" Spiegelfrequenz-Signal an einer Übertragung entlang der Übertragungsleitung 20 zum ersten Koppelpunkt SP hin gehindert und danach mit dem Signal mit der Überlagerungsfrequenz 4 gemischt wird. Das heißt, das von der Mischdiode 4 erzeugte Signal mit der >' Spiegelfrequenz //wird durch das zweite Bandsperrfilter 14 zum Ausgang 20-1 der Übertragungsleitung 20 reflektiert. Als Folge davon wird im Vergleich zu dem Fall, daß das Spiegelfrequenz-Signal nicht reflektiert wird, das über den Ausgang der Mischdiode 4 ·»» abgegebene Zwischenfrequenzsignal verstärkt. Dieser Vorgang der Verstärkung der Amplitude des Zwischenfrequenz-Signals wird Spiegelfrequenz-Rückgewinnung genannt. Hierbei stellt das vom Ausgang der Mischdiode 4 abgegebene Zwischenfrequenz-Signal die Summe aus zwei Signalen dar, die jeweils auf zwei verschiedene Weisen erzeugt werden, nämlich als

·- \fs- ft\

50

fiF=\fL-(2ft -fs)\ = \fs-f_L\.

Diese beiden Signale müssen zu ihrer richtigen Addition phasengleich sein, so daß die vom Ausgang 20-1 zum ersten Koppelpunkt SP hin gesehene Impedanz bei der Spiegelfrequenz f· auf einen gegebenen Wert zu wählen ist. was noch beschrieben wird.

Da der erste Eingang 1 direkt über die Übertragungsleitung 20 mit dem Eingang der Mischdiode 4 verbunden ist, sind die Verluste bei der Eingangshochfrequenz fs ^ω mit Ausnahme des Fehlanpassungs-Verlusts bzw. der Fehlanpassungs-Dämpfung nur durch das erste und das zweite Bandsperrfilter 12 und 14 bedingt. Wenn das erste und das zweite Bandsperrfilter 12 und 14 aus Mikrowellen-Streifenleitern aufgebaut werden, ist die " Summe der auf diese Bandsperrfilter zurückzuführenden Verluste beträchtlich kleiner als Verluste durch ein Bandpaßfilter, das bei einer herkömmlichen Mischschaltung in den Eingang der Übertragungsleitung eingefügt ist. Ferner ist aufgrund des zweiten Bandsperrfilters 14 und daher aufgrund der vorstehend genannten Spiegelfrequenz-Rückgewinnung der Ausgangspegel bei der Zwischenfrequenz 4f höher.

Die Länge der Übertragungsleitung 20 zwischen dem ersten Koppelpunkt 8P. an welchem das Bandpaßfilter 8 an die Übertragungsleitung 20 angekoppelt ist, und dem Ausgang 20-1 der Übertragungsleitung 20. der mit dem Eingang der Mischdiode 4 verbunden ist, kann uneingeschränkt im Hinblick auf die effektive Wellenlänge bestimmt werden. Wenn der Wert der Zwischenfrequenz fir geeignet gewählt wird, kann daher ein einziges Bandsperrfilter sowohl als erstes Bandsperrfilter 12 als auch als zweites Bandsperrfilter 14 dienen. Das heißt, die beiden Bandsperrfilter 12 und 14 können unter bestimmten Bedingungen durch ein Bandsperrfilter ersetzt werden.

Hierzu wird nun auf F i g. 2 Bezug genommen, die ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Mikrowellen-Mischschaltung zeigt, das den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme aufweist, daß anstelle des ersten und des zweiten Bandsperrfilters 12 und 14 des ersten Ausführungsbeispiels nun ein einziges Bandsperrfilter 16 an ciie Übertragungsleitung 20' elektromagnetisch an einem vi-rten Koppelpunkt 16P zwischen dem Eingang 1 und dem ersten Koppelpunkt SP angekoppelt ist. Die Schaltungen bzw. Elemente, die den beim ersten Ausführungsbeispiel verwendeten entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Funktion des bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Mischschaltung verwendeten Bandsperrfilters 16 entspricht den Funktionen des ersten und des zweiten Bandsperrfilters 12 und 14 und wird nachstehend in Verbindung mit Fig.3 näher erläutert, die eine graphische Darstellung des Dämpfungsfaktors des Bandsperrfilters 16 in bezug auf bei der Mikrowellen-Mischschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendete Signale darstellt.

Es sei angenommen, daß gemäß F i g. 3 die Eingangshochfrequenz fs um die Zwischenfrequenz fc höher als die Überlagerungsfrequenz f_L ist. Unter dieser Bedingung liegt die Spiegelfrequenz U um die Zwischenfrequenz fiF unter der Überlagerungsfrequenz 4· Das Bandsperrfilter 16 hat gemäß Fig.3 einen Frequenzgang mit einem Sperrband, das sowohl die Überlagerungsfrequenz 4 als auch die Spiegelfrequenz /} enthält. Das Bandsperrfilter 16 ist an die Übertragungsleitung 20' an einer solchen Stelle angekoppelt, da^R die Impedanz bei der Überlagerungsfrequenz 4 vom ersten Koppelpunkt SP her zum Eingang 1 hin gesehen unendlich ist, während die Mischdiode 4 mit dem Ausgang 20'-l der Übertragungsleitung 20' so verbunden ist, daß die Impedanz bei der Spiegelfrequenz 4 vom Ausgang 2O'-l bzw. dem Eingang der Mischdiode 4 her gesehen entweder unendlich oder Null ist.

Bei dieser Anordnung bewirkt das Bandsperrfilter 16, daß die Abstrahlung der Überlagerungsfrequenz 4 aus dem Eingang 1 verhindert ist, während die Spiegelfrequenz 4 wirkungsvoll zur Verstärkung des Signals mit der Zwischenfrequenz 4f auf dieselbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Mischschaltung genutzt wird. Vorstehend wurde zwar angenommen, daß die Eingangshochfrequenz fs höher als die Überlagerungsfrequenz 4 ist, jedoch kann unter Erzielung des gleichen Ergebnisses dieses Verhältnis auch umgekehrt sein.

Im vorstehenden ist der Grundgedanke der Mikrowellen-Mischschaltung mit Hilfe schematischer Blockschaltbilder des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Nachstehend werden zwei Beispiele von Mikrowellen-Mischschaltungen beschrieben, die jeweils dem in Fig. 1 gezeigten ersten bzw. dem in F it-2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen. Diese Beispiele sind in den Fig.4 und 6 in Form ausführlicher Schaltbilder von integrierten Mikrowellen-Schallungen gezeigt, die aus Mikrowellen-Streifenleitern aufgebaut sind.

Fig.4 veranschaulicht in Einzelheiten eine dem in F i g. I gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechende Anordnung von Mikrowellen-Streifenleitern. Die Übertragungsleitung 20, das Bandpaßfilter 8, das erste und das zweite Bandsperrfilter 12 und 14 sowie das Tiefpaßfilter 9 sind aus Mikrowellen-Streifenleitern gebildet. Die übertragungsleitung 20 weist an einem Ende den Eingang 1 und am anderen Ende den Ausgang 20-1 auf und ist aus einem ersten Abschnitt 20a und einem zweiten Abschnitt 20b gebildet und an dem zwischen diesen Abschnitten gelegenen ersten Koppelpunkt 8P abgeknickt, so daß sie L-Form hat. Das Bandpaßfilter 8 weist eine Mehrzahl von Streifenleitern auf, die ein Halbwellen-Parallelkopplungs-Bandpaßfilter bilden. Die im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Mikrowellen-Streifenleiter des Bandpaßfilters 8 stehen senkrecht zum ersten Abschnitt 20a der Übertragungsleitung 20. Die Mikrowellen-Streifenleiter des Bandpaßfilters 8 sind treppenartig angeordnet, wobei ein in der Nähe der Übertragungsleitung 20 liegender Streifenleiter parallel zum zweiten Abschnitt 206 der Übertragungsleitung 20 angeordnet ist, so daß er durch elektromagnetische Ankopplung an die Übertragungsleitung am ersten Koppelpunkt SP als Ausgang des Barsdpaßiülcrs 8 wirkt. Ein am anderen Ende liegender weiterer Streifenleiter dient als zweiter Eingang 2 zur Aufnahme des Signals mit der Überlagerungsfrequenz 4-

Das erste Bandsperrfilter 12 hat einen Frequenzgang mit Resonanz an der Überlagerungsfrequenz 4 und ist in der Nähe des ersten Abschnitts 20a der Übertragungsleitung 20 angeordnet, während das zweite Bandsperrfilter 14 einen Frequenzgang mit Resonanz bei der Spiegelfrequenz Λ hat und in der Nähe des zweiten Abschnitts 206 der Übertragungsleitung 20 angeordnet ist. Daher liegen der zweite bzw. der dritte Koppelpunkt 12P bzw. HP am ersten bzw. zweiten Abschnitt 20a bzw. 206 der Übertragungsleitung 20. Das erste und das zweite Bandsperrfilter 12 bzw. 14 haben jeweils einen L-förmigen Streifenleiter, der einen ersten Abschnitt 12a bzw. 14a und einen zweiten Abschnitt 12i> bzw. 146 aufweist. Mit dem Ausdruck »Koppelpunkt« zwischen dem ersten bzw. zweiten Bandsperrfiiter 12 bzw. 14 und der Übertragungsleitung 20 ist ein Impedanznullpunkt gemeint.

Die Summe der Längen des ersten und des zweiten Abschnitts 12a und 126 des ersten Bandsperrfilters 12 ist gleich der Hälfte der effektiven Wellenlänge bei der Resonanzfrequenz, d. h. der Überlagerungsfrequenz 4. wobei die Längen des ersten und des zweiten Abschnitts 12a und 126 gleich sind. Das heißt, die Länge des ersten Abschnitts 12a des ersten Bandsperrfilters 12 entspricht einem Vierte! der Wellenlänge der Überlagerangsfrequenz 4- Dieser erste Abschnitt 12a ist unter einem vorgegebenen Abstand parallel zum ersten Abschnitt 20a der Übertragungsleitung 20 angeordnet Daher ist das erste Bandsperrfilter 12 mit der Übertragungsleitung 20 innerhalb eines durch die Länge des ersten Abschnitts 12a bestimmten Bereichs gekoppelt. Der Koppelpunkt zwischen dem ersten Bandsperrfilter 12 und der Übertragungsleitung 20 ist hierbei ein Impedanznullpunkt. Da auch der dritte Koppelpunkt 14Peinem Impedanznullpunkt entspricht, werden diese Impedanznullpunkte, d. h. der zweite und der dritte Koppelpunkt 12/>und 14PaIs Ankoppelungspunkte des ersten bzw. des zweiten Bandsperrfilters 12 bzw. 14

ίο behandelt. Der L-förmige Streifenleiter des ersten Bandsperrfilters 12 ist so angeordnet, daß die Ecke des L-förmigen Streifenleiters zum ersten Koppelpunkt BP hin gerichtet ist. Das zweite Bandsperrfilter 14 ist auf gleichartige Weise ausgebildet, jedoch ist die Summe

ι? der Längen des ersten und des zweiten Abschnitts 14a und 146 gleich der halben effektiven Wellenlänge bei der Spiegelfrequenz 4 so daß ein Parallelkoppelungsfilter gebildet ist. Der L-törmige Streilenieiter des zweiten Bandsperrfilters 14 ist so angebracht, daß seine Ecke zum ersten Koppelpunkt 8Phin gerichtet ist. Demnach ist die Länge des ersten Abschnitts 14a des zweiten Bandsperrfilters 14 gleich einem Viertel der effektiven Wellenlänge bei der Spiegelfrequenz //. während der dritte Koppelpunkt \4P einem Impedanznullpunkt entspricht.

Zwischen den Ausgang 20-1 der Übertragungsleitung 20 und Masse ist ein Tiefpaßfilter 22 geschaltet, um am Hochfrequenzeingang der Mischdiode 4 bei der Zwischenfrequenz fir die Impedanz »0« und bei der

jo Eingangshochfrequenz fs sowie der Überlagerungsfrequenz 4 die Impedanz »unendlich« zu schaffen, so daß vom Ausgang der Mischdiode 4 das Signal mit der Zwischenfrequenz 4f wirkungsvoll abgenommen werden kann. Der Ausgang der Mischdiode 4 ist mit dem Eingang des Tiefpaßfilters 9 verbunden, das über dem 7iuic^Konfi*A/iiian7.Dan/l liA<VAf\siA Cpe/iitan^An enarrt

Das Tiefpaßfilter 9 weist einen ersten und einen zweiten T-förmigen Streifenleiter 9a bzw. 96 auf, die einteilig miteinander ausgebildet sind, wobei ein Ende dec

•to zweiten T-förmigen Streifenleiters 96 als Ausgang 6 der Mikrowellen-Mischschaltung dient.

Die Lage des ersten und des zweiten Bandsperrfilters 12 und 14 wird so festgelegt, daß der Abstand zwischen dem ersten Koppelpunkt SP, an welchem das Bandpaß-

filter 8 an die Übertragungsleitung 20 angekoppelt ist, und dem zweiten Koppelpunkt 12P, an welchem das erste Bandsperrfilter 12 an die Übertragungsleitung 20 angekoppelt ist, einer effektiven Wellenlänge gemäß dem Ausdruck:

entspricht, wobei η eine positive ganze Zahl ist und X_L die effektive Wellenlänge bei der Überlagerungsfrequenz f_L an der Übertragungsleitung 20 ist, während der Abstand zwischen dem dritten Koppelpunkt 14Pund dem Ausgang 20-1, an den der Eingang der Mischdiode 4 angeschlossen ist, einer effektiven Wellenlänge gemäß dem Ausdruck:

(2)

entspricht, wobei η eine positive ganze Zahl ist und λ, die effektive Wellenlänge bei der Spiegelfrequenz // an der Übertragungsleitung 20 ist
Aus den vorstehenden Gleichungen ist ersichtlich,

daß der Abstand zwischen dem ersten Koppelpunkt 8Pund dem zweiten Koppelpunkt UP

¹J ³X ⁵I

sein kann, während der Abstand zwischen dem dritten Punkt UP und dem Ausgang 20-1

12 3

J ^λ<> J ^A" J ^λ<

sein kann.

Es ist ersichtlich, daß vom ersten Koppelpunkt 8Pher zum Eingang 1 hin gesehen die Impedanz bei der Überlagerungsfrequenz 4 immer »unendlich« ist, wenn der Abstand (Länge) zwischen dem ersten Koppelpunkt SP und dem zweiten Koppelpunkt 12P gleich einer effektiven Wellenlänge gemäß der Definition durch die erste Gleichung (1) ist, während vom Ausgang 20-1 her zum ersten Koppelpunkt SP hin gesehen die Impedanz bei der Spiegelfrequenz Λ entweder »0« oder »unendlich« ist, wenn der Abstand (Länge) zwischen dem dritten Koppelpunkt 14Pund dem Ausgang 20-1 gleich einer effektiven Wellenlänge gemäß der Definition durch die zweite Gleichung (2) ist. Die zweite Gleichung (2) enthält zwei Möglichkeiten gemäß folgenden Ausdrucken:

30

der Übertragungsleitung 20 verbunden ist, wobei die Längsausdehnung der Stichleitung 12' so gewählt ist, daß sie einem Viertel der Wellenlänge bei der Resonanzfrequenz entspricht.

F i g. 6 zeigt in Einzelheiten eine dem in F i g. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Mischschaltung entsprechende Anordnung von Mikrowellen-Streifenleitern. Die Schaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht in mancher Hinsicht dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß gleiche Schaltungen bzw. Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist abweichend von der Biegung der Übertragungsleitung beim ersten Ausführungsbeispiel die Übertragungsleitung 20' gerade. Dieser Unterschied zwischen den Formen der Übertragungsleitungen 20 und 20' ergibt keinerlei wesentlichen Funktionsunterschied. Das heißt, die Form der Übertragungsleitung 20 oder 20' kann auf geeignete Weise nach Belieben festgelegt werden.

Das Bandpaßfilter 8 ist in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und unter senkrechtem Auftreffen an die Übertragungsleitung 20' an den ersten Koppelpunkt SP angekoppelt. Das Bandsperrfilter 16 weist zwei L-förmige Streifenleiter 16a und 166 auf, die in bezug auf die Längsrichtung der Übertragungsleitung 20' symmetrisch angeordnet sind. Damit kann der Dämpfungsfaktor beim Sperrband höher als im Falle eines Einzelelements gemacht werden, während die Bandbreite des Sperrbandes breiter gewählt werden kann. Die Streifenleiter 16a und 166 sind an die Übertragungsleitung 20' an einem Impedanznullpunkt 16P bezüglich der Resonanzfrequenz angekoppelt. Der Abstand zwischen dem ersten Koppelpunkt 8P, an dem das Bandpaßfilter 8 an die Übertragungsleitung 20' angekoppelt ist, und dem Impedanznullpunkt 16Pwird so festgelegt, daß er

Demnach ist im ersteren Fall die Impedanz bei der Spiegelfrequenz // gleich »0«. während sie in letzterem Fall »unendlich« ist.

Sobald diese Abstünde auf diese Weise richtig festgelegt sind, wird das Signal mit der Überlagerungsfrequenz fi_ am ersten Koppelpunkt BP so reflektiert, daß es zum Ausgang 20-1 hin gerichtet wird, so daß die Ableitung der Leistung bei der Überlagerungsfrequenz Fl zum Eingang 1 hin vernachlässigbar ist. Dies bedeutet, daß die Leistung bei der Überlagerungsfrequenz Λ. nutzbar an die Mischdiode 4 angelegt wird, während unerwünschte Abstrahlungen auf dieser Frequenz verhindert werden. Darüber hinaus wird das Signal mit der Spiegelfrequenz /; an dem Ausgang 20-1 bzw. dem Eingang der Mischdiode 4 so reflektiert, daß von der Mischdiode 4 ein Zwischenfrequenz-Signal hohen Pegels abgegeben wird.

Obgleich bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel Parallelkopplungs-Bandsperrfilter 12 und 14 verwendet werden, können statt dessen jedoch auch nach Wunsch Bandsperrfilter anderer Art Verwendung finden. F i g. 5 zeigt ein Beispiel eines Bandsperrfilters, das an eine Übertragungsleitung 20 angekoppelt ist Dieses Bandsperrfilter ist aus einer am Ende offenen Stichleitung 12' aufgebaut, die an einem Ende direkt mit entspricht, wobei η eine positive ganze Zai.l ist und λ/, die effektive Wellenlänge bei der Überlagerungsfrequenz /j. ist.

Der Abstand zwischen dem vierten Koppelpunkt bzw. Impedanznullpunkt 16P und dem Ausgang 2O'-l der Übertragungsleitung 20' wird so festgelegt, daß er

entspricht, wobei η eine positive ganze Zahl ist und λ; die effektive Wellenlänge bei der Spiegelfrequenz Λ in Sicht vom Eingang der Mischdiode 4 her ist.

Folglich ist vom ersten Koppelpunkt 8P her zum Eingang 1 hin gesehen die Impedanz bei der Überlagerungsfrequenz ft »unendlich«, während vom Eingang der Mischdiode 4 her gesehen die Impedanz bei der Spiegelfrequenz /; entweder »0« oder »unendlich« ist, so daß die Mikrowellen-Mischschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie das erste Ausführungsbeispiel arbeitet obgleich nur ein einziges Bandsperrfilter 16 verwendet wird.

Hierzu 2 BIbU Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellen-Mischschaltung in Streifenleitungstechnik mit einer Übertragungsleitung, über die einer Mischdiode ein Eingangshochfrequenzsignal und ein Überlagerungssignal zugeführt sind, mit Filtereinrichtungen, die als Bandsperrfilter gezielt an der Übertragungsleitung zur Sperrung der Überlagerungs- und der Spiegelfrequenz angeordnet sind, und einem zwischen der Mischdiode und dem Ausgang der Mikrowellen-Mischschaltung angeordneten Tiefpaßfilter, dadurch gekennzeichnet, daß