DE3018307C2 - Ringmodulator - Google Patents

Description

eine ganzflächige Metallisierung 3 aufgebracht, in der ausgeätzt sind, die Koplanarleitungen und Schlitzleitungen bilden, während auf der gegenüberliegenden Seite Microstripleitungen aufgebracht sind. In der Figur ist die ganzflächig metallisierte Seite untenliegend dargestellt Die auf der Oberseite befindlichen Microstripleitungen sind mit ausgezogenen Linien dargestellt, die auf der Unterseite des Substrats angeordneten Koplanarleitungen und Schlitzleitungen und Diodenverbindungen sind strichliert eingezeichnet

Die vier Dioden D1, D 2, D 3 und D 4 des Ringmodulators sind auf der metallisierten Unterseite des Substrats S in Brückenschaltung angeordnet Als Dioden können dabei Einzeldioden, Doppeldioden oder ganze

Wellenwiderstand in geeigneter Weise gewählt ist

Die Lokaloszillatorspannung Uo wird über die Koplanarleitungen 6, 7 an die horizontale Brückendiagonale gebracht Die Koplanarleitungen 6, 7 werden in ihrem Endbereich mit ihren Innenleitern 4,5 nach der Oberseite des Substrats Sdurchkontaktiert und setzen sich dort als zweite und dritte Microstripleitungen 16, 17 bis zu einem Magischen-T 12 fort Dem mit dem ZF-Ausgang III verbundenen Arm des Magischen-T 12 etwa auf ihrer halben Länge gegenüberliegend ist auf der Unterseite des Substrats 5 eine ca./ί/2-Iange, an den Enden kurzgeschlossene zweite Schlitzleitung 13 angeordnet Die Einkopplung der Lokaloszillatorfrequenz F₀ auf die zweite Schlitzleitung 13 erfolgt in der gleichen Weise

Diodenquartette verwendet werden. Doppeldioden 15 wie die Einkopplung der Signalfrequenz /5 auf die erste oder Quartette in monolithischer Herstellung sind, Schlitzleitung 8. Hierfür ist auf der Oberseite des Subwenn es auf hohe Symmetrie ankommt vorzuziehen. strats zwischen die Eingangsleitung 18 mit z. B. 50 Ohm-Die Verbindungspunkte der Dioden Di, D2, D3 und Wellenwiderstand und eine /ί/4-lange, vom Kreuzungs- D 4 sind an den Mittelleitern 4,5 der Koplanarleitungen punkt der Microstripleitung mit der zweiten Schlitzlei-6, 7 und an der Metallfläche angelötet ocer gebondet. 20 tung 13 überstehende zweite Leiterbahn 20 zu Anpas-Die Koplanarleitungen 6, 7 sind vom Diodenort mit sungszwecken eine /ί/4-lange transformierende Leitung einer Länge von ca. λ/4 in entgegengesetzte Richtungen ' 19 geschaltet.

wegführend angeordnet und in ihrem einander züge- Durch diese Einkoppelart ergibt sich für den Zwi-

kehrten Endbereich über einen ersten Schlitzleitungs- schenfrequenzausgang III ein die Leitungen 19,20 überabschnitt 8 miteinander verbunden. Das heißt, die 25 brückender bügeiförmiger Leiter 14 (Leiterbrücke), der Schlitzleitung 8 teilt sich im Koplanarleitungsbereich in im Bereich des Verzweigungspunktes des Magischen-T zwei in Serie geschaltete Schlitzleitungen auf und findet 12 an dessen Arm angeschlossen und an eine mit dem am Ende der Koplanarleitungen 6, 7, also außen, einen ZF-Ausgang III verbundene, in einem Teilbereich verKurzschluß vor. Das Koplanarleitungsende wird des- breiterte Microstripleitung 15 geführt ist. Die durch diehalb zweckmäßig für die Signalfrequenz f_s ca. A/4 vom 30 sen bügeiförmigen Leiter 14 entstehende Induktivität Diodenort entfernt gelegt, um am Diodenort einen kann zusammen mit der kapazitiven Wirkung der verLeerlauf zu erreichen. Die Schlitzwelle ist bei symmetri- breiterten ZF-Ausgangsleitung 15 zu ohnehin erforderscher Lage des Koplanarinnenleiters nicht mit der Ko- liehen Transformationszwecken herangezogen werden, planarli itung verkoppelt Die Einspeisung der Lokaloszillatorspannung Uo

Einanc ^r gegenüberliegende Verbindungspunkte der 35 über die zweite Schlitzleitung 13 des Magischen-T 12 Dioden Di, D2, D3 und DA sind, wie vorstehend be- ergibt die nötige gegenphasige Anregung der beiden reits erwähnt, an die Innenleiter 4,5 der Koplanarleitun- Arme 1 und 2 des Magischen-T 12. Am ZF-Ausgang III gen 6, 7 bzw. die Metallisierung beiderseits der ersten erscheint keine Lokaloszillatorspannung. Die durch Mi-Schlitzleitung 8 geführt und kontaktiert Durch die erste sehen entstehende Zwischenfrequenz (_Zf Hegt dagegen Schlitzleitung 8 werden somit die betreffenden An- 40 in Gleichphase an den Koplanarleitungen und gelangt schlußpunkte der senkrechten Brückendiagonalen ge- deshalb an den Parallelausgang des Magischen-T 12.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, die in ihrem Grundaufbau der nach F i g. 1 entspricht. Sie ist jedoch für tiefere Zwischenfrequenzen vorgesehen als die Aus-Microstripleitung 10 mit einem in Serie geschalteten 45 führungsform nach Fig. 1, für welchen Zweck zur An-/ί/4-langen Leitungstransformator 11 zur ersten Schlitz- passung die Grenzfrequenz des LC-Transformators in leitung 8 geführt und somit mit dieser verkoppelt ist. der ZF-Ausgangsleitung tiefer gelegt, die Überbrük-Dies stellt also den Obergang von der ersten Micro- kungsinduktivität und Parallelkapazität also vergrößert stripleitung zur ersten Schlitzleitung dar. An die Λ/4-lan- sind. Die Leiterbrücke besteht hierbei aus einer kleinen ge transformierende Leitung 11 schließt sich in axialer 50 Luftspule 22 von beispielsweise 3 Windungen. Es kann Verlängerung vom Bereich der ersten Schlitzleitung 8 jedoch hierfür auch ein Spulenkörper verwendet wer-

trennt an die die Signalspannung Us gebracht wird. Dies erfolgt in der Weise, daß an der Oberseite des Substrates S eine mit dem Signaleingang I verbundene erste

aus eine ca. Λ/4-lange am Ende leerlaufende Leitung 12 an. Diese Leitung ersetzt eine andernfalls erforderliche Durchkontaktierung der vom Signaleingang kommenden ersten Microstripleitung 10 zur metallisierten Seite des Substrats. Diese Art der Microstrip-Schlitzleitungskopplung ist bei der Ankopplung des 2mal Λ/4-langen Schlitzes breitbandiger als die Durchkontaktierung, da der zum Signaleingangswiderstand des Diodenquartetts

parallel geschaltete Schlitz von der in Reihe dazu ge- 60 renden Aufbau ermöglicht. Die koplanarleitungen 6, 7 schalteten Leitung 12 im Frequenzgang bis zu einem können dabei nämlich merklich kürzer als Al4- sein. Mit gewissen Grad kompensiert wird. Der Wellenwider- der dadurch an der ersten Schlitzleitung 8 entstehenden stand der Leitung 12 kann dabei so gewähltwerden, daß Parallelinduktivität und deren Serienkapazität, die von die Kompensation über einen möglichst großen Fre- einem sich an die erste Microstripleitung 10 anschliequenzbereich wirkt. Zur Abwärtstransformierung des b5 ßenden metallischen Belag 21 gebildet wird, wird der Signalwiderstandes auf den üblichen Wert von 50 Ω Signalwiderstand auf den gewünschten Wert, z.B. dient der /ί/4-lange Leitungstransformator 11, dessen 50 Ohm heruntertransformiert.

den. Die Parallelkapazität wird von einem sich an die Leiterbahn 23 anschließenden metallischen Belag 24 großer Breite gebildet.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist auch zwischen dem Signaleingang I und der ersten Schlitzleitung eine Transformation enthalten, die vor allem bei Ringmischern bzw. Ringmodulatoren für tiefe Frequenzen (z, B. 1 —2 GHz) sehr günstig ist, da sie einen platzspa-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ringmodulator für den Mikrowellenbereich, bestehend aus vier Dioden, einem Signaleingang zur Zuführung der Signalspannung und einem Lokaloszillatoreingang zur Zuführung der Lokaloszillatorspannung an die Dioden, und einer Ausgangsklemme für die Mischfrequenz, welcher Ringmodulator in gedruckter Schaltungstechnik aufgebaut ist, derart daß auf der metallisierten Seite eines einseitig ganzflächig metallisierten isolierenden Substrats am Diodenort eine erste Schlitzleitung und beiderseits diesen jeweils eine sich daran anschließende Koplanarleitung angeordnet sind und auf der gegenüberliegenden Substratseite eine senkrecht zur ersten Schlitzleitung verlaufende erste Microstripleitung für die Signalspannungszuführung an die eine Diagonale des Diodenringes aufgebi acht ist und die einander gegenüberliegenden Verbindungspunkte des Diodenringes mit der Metallisierung beiderseits der ersten Schlitzleitung bzw. mit den Innenleitern der Koplanarleitungen verbunden sind, sowie ferner zur Lokaloszillatorspannungszuführung an die andere Diagonale des Diodenringes von den durchkontaktierten Enden der Koplanarinnenleiter fortgeführte zweite und dritte Microstripleitungen vorgesehen sind, die in die Arme eines Magischen-T übergehen, zu dessen vom Verzweigungspunkt zum ZF-Ausgang geführter Leiterbahn gegenüberliegend an der metallisierten Seite des Substrats ein Teilabschnitt einer ca. /ί/2-langen zweiten Schlitzleitung zur Einspeisung der Lokaloszillatorspannung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ersten Microstripleitung (10) für die Signalspannungszuführung ein /ί/4-langer Leitungsabschnitt (11) als Leitungstransformator auf dem Substrat f5) aufgebracht ist, an den sich vom Bereich der ersten Schlitzleitung (8) aus eine ca. /ί/4-lange, am Ende leerlaufende Leitung (12) anschließt, daß die vom Verzweigungspunkt des MagischenT (TM) zum ZF-Ausgang geführte Leiterbahn aus einem bügelförmigen Leiter (14) und einer sich daran anschließenden Leiterbahn mit einer verbreiterten Transformationsleitung (15) besteht und daß die Lokaloszillatorspannung (Uo) über eine eingangsseitige erste Leiterbahn (18) und eine transformierende, ca. /i/4- lange Leitung (19), an die sich vom Bereich unterhalb des bügeiförmigen Leiters (14) eine zweite, ca. /2/4- lange Leiterbahn (20) anschließt, an die dem Magischen-T im Verzweigungsbereich gegenüberliegende, ca. /ί/2-lange zweite Schlitzleitung (13) herangeführt wird.

2. Ringmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ersten Microstripleitung (10) für die Signalspannungszuführung vom Bereich der senkrecht dazu verlaufenden ersten Schlitzleitung aus ein eine Serienkapazität bildender metallischer Belag auf dem Substrat aufgebracht ist

3. Ringmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Verzweigungspunkt des Magischen-T (TM) zum ZF-Ausgang geführte Leiterbahn aus einer mit Abstand zur Substratoberfläche angeordneten Spule (22) besteht, an die sich eine Leiterbahn (23) mit einem verbreiterten, eine Parallelkapazität bildenden Abschnitt (24) anschließt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringmodulator für den Mikrowellenbereich, wie er aus der DE-PS 24 54 058 bekannt ist, bestehend aus vier Dioden, einem Signaleingang zur Zuführung der Signalspannung und einem Lokaloszillatoreingang zur Zuführung der Lokaloszillatorspannung an die Dioden und einer Ausgangsklemme für die Mischfrequenz, welcher Ringmodulator in gedruckter Schaltungstechnik aufgebaut ist, derart, daß auf der metallisierten Seite eines einseitig ganzflächig metallisierten isolierenden Substrats am Diodenort eine erste Schlitzleitung und beiderseits dieser jeweils eine sich daran anschließende Koplanarleitung angeordnet sind und auf der gegenüberliegenden Substratseite eine senkrecht zur ersten Schlitzleitung verlaufende erste Microstripleitung für die Signalspannungszuführung an die eine Diagonale des Diodenringes aufgebracht ist und die einander gegenüberliegenden Verbindungspunkte des Diodenringes mit der Metallisierung beiderseits der ersten Schlitzleitung bzw. mit den Innenleitern der Koplanarleitungen verbunden sind, sowie femer zur Lokaloszillatorspannungszuführung an die andere Diagonale des Diodenringes von den durchkontaktierten Enden der Koplanarinnenleiter fortgeführte zweite und dritte Microstripleitungen vorgesehen sind, die in die Arme eines Magischen-T übergehen, zu dessen vom Verzweigungspunkt zum ZF-Ausgang geführter Leiterbahn gegenüberliegend an der metallisierten Seite des Substrats ein Teilabschnitt einer ca./ί/2-langen zweiten Schiitzleitung zur Einspeisung der Lokaloszillatorspannung angeordnet ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Ringmodulator in seinem Aufbau zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Einkopplung der einzelnen Signale in die Schlitzleitungen und der Wider-Standsanpassung.

Diese Aufgabe wird bei einem Ringmodulator der eingangs genannten Art in der Weise gelöst, daß gemäß der Erfindung in Reihe mit der ersten Microstripleitung für die Signalspannungszuführung ein /ί/4-langer Leitungsabschnitt als Leitungstransformator auf dem Substrat aufgebracht ist, an den sich im Bereich der ersten Schlitzleitung aus eine ca. /ί/4-lange, am Ende leerlaufende Leitung anschließt, daß die vom Verzweigungspunkt des Magischen-T zum ZF-Ausgang geführte Leiterbahn aus einem bügeiförmigen Leiter und einer sich daran anschließenden Leiterbahn mit einer verbreiterten Transformationsleitung besteht und daß die Lokaloszillatorspannung über eine eingangsseitige erste Leiterbahn und eine transformierende, ca. /ί/4-lange Leitung, an die sich vom Bereich unterhalb des bügeiförmigen Leiters eine zweite, ca. /ί/4-lange Leiterbahn anschließt, an die dem Magischen-T im Verzweigungsbereich gegenüberliegende, ca. /ί/2-lange zweite Schlitzleitung herangeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Ringmodulators,

Fig.2 eine zweite Ausführungsform eines Ringmodulators.

Der Mikrowellenringmodulator in Planartechnik gemäß F i g. 1 ist in folgender Weise aufgebaut: Auf einem isolierenden Substrat S, beispielsweise einem Keramikplättchen aus Aluminiumoxyd (AI₂Oj), ist auf einer Seite