DE4031535A1 - Schaltung zum wahlweisen durchschalten der grundwelle oder erzeugen der ersten oberwelle eines hochfrequenzsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Schaltung dieser Art ist bekannt (Gerät 86603A 2.6-GHz RF Section der Firma Hewlett Packard) . Die Grund­ wellenverdoppelung erfolgt in der einen Schaltstellung der beiden Hochfrequenz-Umschalter über einen Doppelweg­ gleichrichter, der über einen Symmetrierübertrager ge­ speist ist. Wenn nur die Grundwelle gewünscht wird werden die beiden Hochfrequenz-Schalter umgeschaltet und dann die Grundwelle unmittelbar zum Ausgang durchgeschaltet.

Diese bekannte Schaltung ist relativ aufwendig, da sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig entsprechende Hochfre­ quenz-Verzweigungen nötig sind. Für den Betrieb einer solchen Schaltung im Mikrowellenbereich fehlen außerdem einfache und billige Hochfrequenzumschalter.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau ein­ fache und preiswert mit herkömmlichen Bauelementen auf­ baubare Schaltung zum wahlweisen Erzeugen der Grundwelle oder der ersten Oberwelle eines breitbandig abstimmbaren Hochfrequenzoszillators zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeich­ nende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ins­ besondere für den Mikrowellen-Bereich ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung erfolgt die Umschal­ tung zwischen Grundwelle und erster Oberwelle nicht mehr hochfrequenzseitig, sondern einfach durch entsprechende Vorspannung der Dioden des Doppelweggleichrichters mittels einer Steuergleichspannung. Damit ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau, teure Hochfrequenzschalter werden über­ flüssig. Der Aufbau des Symmetrierübertragers am Eingang und der entkoppelten Verzweigung am Ausgang der Dioden­ schaltung kann in üblicher Schaltungstechnik beispiels­ weise aus Koaxialleitungen, Topfkreisen oder dergleichen erfolgen. Eine erfindungsgemäße Schaltung kann auch sehr einfach und preiswert im GHz-Bereich betrieben werden, in diesem Fall erfolgt der Aufbau des Grundwellenver­ dopplers vorzugsweise in Planartechnik, wie sie in ähn­ licher Weise beispielsweise für Mikrowellen-Gegentakt­ mischer bekannt ist (Mikrowellen Magazin, Vol. 12, No. 5, 1986, Seiten 423 bis 428, insbesondere Bild 1).

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Erfindung zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltung im Mikrowellenbereich für beispielsweise vier bis vierzig GHz in Planartechnik. Die Figur zeigt die Draufsicht auf die Substratoberseite, die zugehörigen Streifenleitungen auf der Substratrückseite sind ge­ strichelt dargestellt. Die Grundwelle G wird am Eingang 1 über eine Koppelleitung 2 zugeführt und an der Stelle 3 in die beiden in Schlitzleitungstechnik aufgebauten Leitungszweige 4 und 5 in symmetrischer Verteilung einge­ koppelt. Diese beiden halbkreisförmigen Leitungszweige 4 und 5 münden in einem Koppelschlitz 6, an dessen anderer Seite eine leerlaufende Schlitzleitung 7 anschließt. Die Auskopplung aus dem Koppelschlitz 6 zum Ausgang 8 erfolgt wiederum durch eine auf der Substratrückseite ausgebildete Koppelleitung 9. An den der Einspeisestelle 3 gegenüberliegenden Enden der Leitungszweige 4 und 5 sind jeweils zwischen der scheibenförmigen inneren Lei­ terbahn 10 und der diese umgebenden äußeren Leiterbahn 11 der Schlitz-Leitungszweige 4, 5 zwei im Gegentakt geschaltete Dioden 12 und 13 angeordnet. Den beiden Lei­ terbahnen 10 und 11 der Leitungszweige 4, 5 kann von außen über Leitungen 14, 15 eine Steuergleichspannung U als Vorspannung für die Dioden 12, 13 zugeführt werden.

Zur Erzeugung der ersten Oberwelle der am Eingang 1 ein­ gespeisten Grundwelle G liegt keine Steuergleichspannung U an, die beiden Dioden 12 und 13 wirken damit in an sich bekannter Weise als Frequenzverdoppler und über den Schlitz 6 wird damit auf der Koppelleitung 9 am Aus­ gang 8 die erste Oberwelle 2G der Grundwelle erzeugt. Wird am Ausgang 8 nur die Grundwelle G gewünscht, wird die Steuergleichspannung U angelegt, dadurch bleiben die beiden Dioden 12 und 13 ständig im Durchlaß- bzw.

Sperrbereich, die Diode 12 erzeugt im einen Leitungszweig 5 beispielsweise einen Kurzschluß, der über die λ/4-lange Leitung 5 am Einspeisepunkt 3 als Leerlauf erscheint, die andere Diode 13 bleibt gesperrt, so daß die Grundwelle von der Einspeisestelle 3 über den Leitungzweig 4 unge­ hindert zum Koppelschlitz 6 und damit zum Ausgang 8 ge­ langen kann.

Durch Wahl des in die Dioden eingeprägten Stromes läßt sich die Amplitude der Grundwelle in dieser Betriebsweise einstellen, sie kann durch Wahl der Steuerspannung bei­ spielsweise um 20 dB verringert werden, so daß damit auch die Amplitude der Grundwelle G am Ausgang 8 genauso groß wie die Amplitude der doppelten Grundwelle 2G einge­ stellt werden kann, die infolge der Doppelweggleichrich­ tung geringer ist als die Amplitude der am Eingang 1 eingespeisten Grundwelle.

In gleicher Weise kann im Verdoppler-Betrieb durch einen einstellbaren Dioden-Vorstrom entsprechender Polarität die Unterdrückung der Grundwelle optimiert werden.

Claims (3)

1. Schaltung zum wahlweisen Durchschalten der Grundwelle oder Erzeugen der ersten Oberwelle eines Hochfrequenz­ signals, bei der die erste Oberwelle mittels einer Doppelweg-Diodenschaltung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die die Grund­ wellenverdopplung erzeugende Gegentaktwirkung der Diodenschaltung (12, 13) mittels einer den Dioden (12, 13) zuführbaren Steuergleichspannung (U) aus­ schaltbar ist, so daß bei vorgespannten Dioden am Ausgang (8) der Diodenschaltung nur noch die eingangs­ seitig zugeführte Grundwelle (G) auftritt.

2. Schaltung nach Anspruch 1 für einen Mikrowellen-Ver­ doppler, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwelle (G) über einen in Planartechnik aufge­ bauten Symmetrierübertrager (2 bis 5) der Diodenschal­ tung (12, 13) zugeführt ist und das Ausgangssignal (Grundwelle oder erste Oberwelle) über eine entkoppelte Verzweigung (6, 9) von der Diodenschaltung (12, 13) zum Ausgang (8) ausgekoppelt ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Symmetrierübertrager durch zwei vom Einspeisepunkt (3) der Grundwelle (G) sich symmetrisch verzweigende Schlitz-Leitungszweige (4, 5) gebildet ist, die entkoppelte Verzweigung durch einen zum Ausgang (8) führenden Koppelschlitz (6) gebildet ist und die beiden Leitungszweige (4, 5) mit ihren vom Einspeisepunkt (3) abgewandten Enden in diesen Koppelschlitz (6) übergehen, wobei am Koppelschlitz zusätzlich eine leerlaufende Schlitz­ leitung (7) anschließt, und die Diodenschaltung durch zwei die Schlitz-Leitungszweige (4, 5) nahe dem Koppelschlitz (6) überbrückende Dioden (12, 13) ge­ bildet ist, denen die Steuergleichspannung (U) über die Leiterbahnen (10, 11) dieser Schlitz-Leitungs­ zweige (4, 5) zuführbar ist (Leitungen 14, 15).