Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich einen Mischer vom
symmetrischen Typ, der für eine Sende-Empfangsvorrichtung
bei millimetrischen Wellenbändern und Mikrowellenbändern
verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
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Eine Diodenanbringungsstruktur in einer strahlungslosen
dielektrischen Leitung (nachstehend bezeichnet als "NRD-
Führung") und ein Mischer unter Verwendung einer solchen
Struktur werden in "Nonradiative Dielectric Line Circuit
Elements using Beam Lead Diodes", Journal of The Institute
of Electronics, Information and Communication Engineers,
durch Kuroki und Yoneyama, C-I, Band J73-C-I, Nr. 2, Seiten
71-76, Februar 1989 offenbart.
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Dieser Mischer ist so aufgebaut, daß ein Koppler basierend
auf einer NRD-Führung gebildet ist, und eine
Schaltungsplatine mit Dioden, die auf derselben befestigt sind, vertikal
zwischen dielektrischen Streifen angebracht sind, um die
Dioden mit der NRD-Führung zu koppeln.
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Da jedoch eine Schaltungsplatine mit Dioden, die auf
derselben befestigt sind, vertikal zur Richtung entlang der
Länge des dielektrischen Streifens angeordnet ist, ist es
bei dem in der vorstehenden Referenz gezeigten Aufbau
schwierig, die Schaltungsplatine innerhalb der Vorrichtung
zu befestigen, und die Schaltungsplatine nimmt
wahrscheinlich eine geneigte Stellung ein; daher besteht eine geringe
Montagefreundlichkeit. Ferner sind Entwurf und Herstellung
nicht leicht, da eine dünne Platte mit einer hohen dietrischen
Konstante in eine NRD-Führung eingebracht werden
muß oder ein Zwischenraum vorgesehen sein muß, um eine
Übereinstimmung zu erreichen. Ferner weist der Koppler der
NRD-Führung dahingehend Probleme auf, daß, wie in Fig. 12
gezeigt ist, die Frequenz, bei der das
Leistungsverteilungsverhältnis gleich wird, sich an einem Punkt befindet,
wobei je weiter man sich von dieser Frequenz entfertn,
desto verzerrter die Symmetrie des
Leistungsverteilungsverhältnisses wird, und wobei der Unterdrückungseffekt von
Bildsignalen und der Aufhebungseffekt der Beeinflussung
aufgrund einer Drift von lokalen Signalen, die die Vorteile
des Mischers vom symmetrischen Typ sind, verringert werden.
Zusätzlich wird bei einem herkömmlichen Mischer vom
symmetrischen Typ, da ein Koppler basierend auf einer NRD-
Führung gebildet ist, die Leitungslänge der NRD-Führung
durch einen Betrag, der Vorstehendem entspricht, erhöht und
ein Verlust am Kopplerabschnitt wird zu einem Problem.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Mischer vom symmetrischen Typ zu schaffen, der die
Montagefreundlichkeit einer Schaltungsplatine in einer
dielektrischen Leitungsvorrichtung erhöhen, eine Übereinstimmung
zwischen einer dielektrischen Leitung und den Dioden
einfach erreichen und der einen Umwandlungsverlust verringern
und ferner das Gleichgewicht in einem breiten Frequenzband
erreichen kann.
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Der Mischer vom symmetrischen Typ der vorliegenden
Erfindung, wie in Anspruch 1 beschrieben, ist eine dielektrische
Leitungsvorrichtung, bei der eine Schaltungsplatine
zusammen mit ersten und zweiten dielektrischen Streifen zwischen
zwei nahezu parallelen Leiterebenen angeordnet ist, wobei
die Leiterebenen und die ersten und die zweiten
dielektrischen Streifen eine erste und eine zweite dielektrische
Leitung bilden und die leiterebenen und die erste und die
zweite geradlinige Leiterstruktur auf der Schaltungsplatine
eine erste und eine zweite Schwebeleitung (suspended line)
bilden, wobei die erste Leiterstruktur in eine Richtung
angeordnet ist, die den ersten dielektrischen Streifen nahezu
vertikal schneidet, und eine erste und eine zweite
Filterschaltung zum Sperren eines Signals, das sich durch die
erste Schwebeleitung ausbreitet, an zumindest zwei Stellen
vorgesehen sind, die in einer Weise sandwichartig im ersten
dielektrischen Streifen der ersten dielektrischen Struktur
angeordnet sind, um mit der ersten dielektrischen Leitung
gekoppelt zu sein, wodurch eine erste Resonanzschaltung
gebildet ist, zwei Dioden im Hinblick auf die erste
Leiterstruktur in dieser ersten Resonanzschaltung in Reihe
angebracht sind, wobei die zweite Leiterstruktur sich nahezu
von der Mitte der ersten und zweiten Filterschaltung in
eine Richtung entlang der Länge des ersten dielektrischen
Streifens erstreckt, eine dritte Filterschaltung in dieser
zweiten Leiterstruktur vorgesehen ist, wodurch eine zweite
Resonanzschaltung zwischen der Position gebildet ist, die
die erste Leiterstruktur und die dritte Filterschaltung
verbindet, wobei der zweite dielektrische Streifen an der
Position angeordnet ist, die mit dieser zweiten
Resonanzschaltung verbunden ist, und ein HF-Signal und ein Lo-
Signal durch die erste und die zweite dielektrische Leitung
werden jeweils durch die erste und die zweite dielektrische
Leitung ausgebreitet.
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Bei der zuvor beschriebenen Konstruktion, da eine
Schaltungsplatine zwischen zwei nahezu parallelen Leiterebenen
angeordnet ist, erhöht sich die Montagefreundlichkeit der
Schaltungsplatine in die dielektrische Leitung. Ferner, da
eine erste Leiterstruktur in einer Richtung angeordnet ist,
die sich mit dem ersten dielektrischen Streifen nahezu
vertikal schneidet, sind Filterschaltungen an zumindest zwei
Stellen vorgesehen, die sandwichartig am ersten
dielektrischen Streifen der ersten Leiterstruktur angebracht sind,
wodurch eine erste Resonanzschaltung gebildet ist, und da
zwei Dioden in der ersten Resonanzschaltung befestigt sind,
ist eine Schwebeleitung, die die erste Resonanzschaltung
darstellt, magnetisch mit der ersten dielektrischen Leitung
verbunden und schwingt, wodurch bewirkt wird, daß Energie
von der ersten dielektrischen Leitung ausreichend an den
zwei Dioden angelegt wird. Das heißt, daß die
Übereinstimmung zwischen der ersten dielektrischen Leitung und den
zwei Dioden erreicht wird, und der Umwandlungsverlust
zufriedenstellend unterdrückt werden kann.
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Ferner, da sich eine zweite Leiterstruktur in einer
Richtung entlang der Länge des ersten dielektrischen Streifens
von nahezu der Mitte der zwei Filterschaltungen erstreckt,
ist eine dritte Filterschaltung in der zweiten
Leiterstruktur vorgesehen, und daher ist eine zweite Resonanzschaltung
an der Position gebildet, die mit der ersten Leiterstruktur
verbunden ist, d. h. zwischen nahezu der Mitte der ersten
und der zweiten Filterschaltung und der dritten
Filterschaltung, und da ein zweiter dielektrischer Streifen an
der Stellung angebracht ist, die mit der zweiten
Resonanzschaltung verbunden ist, sind eine Schwebeleitung basierend
auf der zweiten Resonanzschaltung und der zweiten
dielektrischen Leitung magnetisch miteinander verbunden und
schwingen, und eine Modenumwandlung zwischen der
Schwebeleitung und der zweiten dielektrischen Leitung wird bei
geringen Verlust ausgeführt. Daher werden, in dem bewirkt
wird, daß sich ein HF-Signal (empfangenes Signal) und ein
Lo-Signal (lokales Signal) jeweils durch die erste und die
zweite dielektrische Leitung ausgebreiten, das HF-Signal
und das Lo-Signal jeweils an die zwei Dioden geliefert, und
ein IF-Signal (Zwischenfrequenzsignal) wird erzeugt.
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Ferner werden beim Mischer vom symmetrischen Typ der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 2 beschrieben, die
elektrischen Längen von nahezu der Mitte der ersten und der
zweiten Filterschaltung zur ersten und zur zweiten
Filterschaltung jeweils zu einem integralen Vielfachen von nahezu
einer halben Wellenlänge der Frequenz eines Signals
gemacht, das sich durch die erste dielektrische Leitung ausbreitet,
und die elektrische Länge von nahezu der Mitte der
ersten und der zweiten Filterschaltung zur dritten
Filterschaltung wird zu einem integralen Vielfachen von nahezu
einer halben Länge der Frequenz eines Signals gemacht, das
sich durch die zweite dielektrische Leitung ausbreitet.
Infolgedessen schwingt der erste Resonanzkreis mit einem
Signal, das sich durch die erste dielektrische Leitung
ausbreitet, und der zweite Resonanzkreis schwingt mit einem
Signal, das sich durch die zweite dielektrische Leitung
ausbreitet, wodurch es möglich wird, die Modenumwandlung
zwischen der Schwebeleitung und der dielektrischen Leitung
jeweils bei höchstmöglicher Effizienz auszuführen.
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Wenn, wie in Anspruch 3 beschrieben ist, dieser Abschnitt
der ersten dielektrischen Leitung, der mit zumindest der
ersten Schwebeleitung verbunden ist, gebildet ist, um den
Einzelmode des LSM01-Mode zu übertragen, indem die
Beabstandung zwischen den Leiterebenen im Sperrbereich und dem
Ausbreitungsbereich und der Dicke der Schaltungsplatine und
der dielektrischen Konstanten von jedem Abschnitt des
Sperrbereichs und des Ausbreitungsbereichs unter den
Voraussetzungen bestimmt wird, daß die Grenzfrequenz des
LSM01-Mode geringer ist als die Grenzfrequenz des LSE01-
Mode im Ausbreitungsbereich, und die elektromagnetischen
Wellen des LSMOl-Mode und des LSE01-Mode im Sperrbereich
gesperrt werden, oder falls, wie in Anspruch 1 beschrieben,
ein Modenentstörer zum Unterdrücken des LSE01-Mode in
diesem Abschnitt der ersten dielektrischen Leitung vorgesehen
ist, die mit zumindest der ersten Schwebeleitung verbunden
ist, so daß der Einzelmode des LSM01-Mode übertragen wird,
wobei die erste dielektrische Leitung und die zweite
Schwebeleitung nicht miteinander im LSE01-Mode verbunden sind,
wodurch eine Trennung zwischen dem HF-Signal und dem Lo-
Signal erreicht wird.
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Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Aspekte und
neuartigen Merkmale der Erfindung werden anhand der
nachstehenden ausführlichen Beschreibung leichter verständlich, wenn
sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen
werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1A und 1B sind jeweils eine auseinandergenommene
perspektivische Ansicht und eine Vorderansicht,
die der Aufbau eines Mischer vom symmetrischen
Typ gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 2 ist eine Draufsicht eines Mischer vom
symmetrischen Typ, bei dem die obere Leiterplatte
ausgebaut ist;
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Fig. 3 ist ein Ersatzschaltbild einer Filterschaltung;
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Fig. 4 ist eine charakteristische Ansicht des Mischers
vom symmetrischen Typ gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 5 ist eine charakteristische Ansicht des Mischers
vom symmetrischen Typ gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 6A, 6B, 6C und 6D zeigen der Aufbau einer weiteren
Filterschaltung;
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Fig. 7A und 7B zeigen der Aufbau einer weiteren
dielektrischen Leitung;
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Fig. 8 A und 8B zeigen eine weitere
Diodenanbringungsstruktur;
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Fig. 9 zeigt der Aufbau eines Mischers vom symmetrischen
Typs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 10 zeigt der Aufbau eines Mischers vom symmetrischen
Typ gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 11A und 11B zeigen der Aufbau eines Mischers vom
symmetrischen Typ gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 12 zeigt die Charakteristika eines Kopplers
basierend auf einer herkömmlichen dielektrischen
Leitung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Der Aufbau eines Mischers vom symmetrischen Typ gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1A, 1B bis 5
beschrieben.
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Fig. 1A und 1B zeigen der Aufbau des Mischer vom
symmetrischen Typs. Fig. 1A ist eine perspektivische Ansicht eines
Zustands, in dem eine obere Leiterplatte desselben
angehoben ist, und Fig. 1B ist eine Querschnittsansicht
desselben. In Fig. 1A bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 die
Leiterplatten, die zwei parallele Leiterebenen bilden,
wobei die dielektrischen Streifen 31a, 31b, 32a und 32b in
einer Weise zusammen mit einer Schaltungsplatine 4
angeordnet sind, um die Schaltungsplatine 4 zwischen diesen zwei
Leiterplatten 1 und 2 sandwichartig anzuordnen. Die innere
Oberfläche von jeder der Leiterplatten 1 und 2 ist mit
einer Rille gebildet, und die ersten dielektrischen Streifen
31a und 31b und die zweiten dielektrischen Streifen 32a und
32b sind jeweils in den Rillen befestigt. Ferner wird die
Schaltungsplatine 4 an einem Halterungsabschnitt in einem
peripheren Abschnitt außerhalb der Figur getragen und ist
parallel zu den Leiterplatten 1 und 2 an der mittleren
Position
der oberen und unteren Leiterplatten 1 und 2
angeordnet.
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Ferner sind die Leiterplatten 1 und 2 am peripheren
Abschnitt außerhalb der Figur verbunden und bilden zwei
parallele Leiterplatten in dem dielektrischen
Leitungsabschnitt, wie in der Figur gezeigt ist.
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Die dielektrischen Streifen 31a, 31b, 32a und 32b in Fig.
1A sind aus einem dielektrischen Material von einem Harz
oder Keramik gebildet, wobei ein transversaler Abschnitt in
eine nahezu rechteckige Form im Hinblick auf die Richtung
seiner Länge gebildet ist. Die Beabstandung zwischen den
Leiterplatten 1 und 2 ist kleiner als λ/2 gemacht, wenn die
Wellenlänge der millimetrischen elektromagnetischen Wellen,
die übertragen werden sollen, als λ bezeichnet wird. Der
Abschnitt, in dem keine dielektrischen Streifen 31a, 31b,
32a und 32b vorhanden sind, ist als ein Sperrbereich
gemacht, wo die Ausbreitung von polarisierten
elektromagnetischen Wellen parallel zu den Leiterplatten 1 und 2 gesperrt
ist, wohingegen der Abschnitt, der die dielektrischen
Streifen 31a, 31b, 32a und 32b enthält, als ein
Ausbreitungsbereich gemacht ist, wo der Sperrzustand freigegeben
wird und elektromagnetische Wellen entlang den
dielektrischen Streifen 31a, 31b, 32a und 32b ausgebreitet werden.
Ferner werden, damit die Grenzfrequenz des LSM01-Mode
geringer wird als die Grenzfrequenz des LSE01-Mode im
Ausbreitungsbereich und die elektromagnetischen Wellen des
LSM01-Mode und des LSE01-Mode im Sperrbereich gesperrt
werden, die Beabstandung h1 zwischen den Leiterplatten 1 und 2
im Sperrbereich und die Beabstandung h2 zwischen den
Leiterplatten 1 und 2 im Ausbreitungsbereich, der in Fig. 1B
gezeigt ist, die Dicke t der Schaltungsplatine 4 und die
dielektrischen Konstanten der dielektrischen Streifen 31a
und 31b der Schaltungsplatine 4 eingestellt. Infolgedessen
bilden die ersten dielektrischen Streifen 31a und 31b und
die oberen und unteren Leiterplatten 1 und 2 eine erste
NRD-Führung, die den Einzelmode des LSM01-Mode überträgt.
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In ähnlicher Weise bilden die zweiten dielektrischen
Streifen 32a und 32b und die oberen und unteren Leiterplatten 1
und 2 eine zweite NRD-Führung, die den Einzelmode des
LSM01-Mode überträgt. Die zweite NRD-Führung muß jedoch
nicht immer den Einzelmode des LSM01-Mode übertragen und
sollte zumindest den LSM01-Mode übertragen können.
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In Fig. 1A ist eine erste Leiterstruktur 51 auf der oberen
Oberfläche der Schaltungsplatine 4 in einer Richtung
vorgesehen, die sich vertikal mit den dielektrischen Streifen
31a und 31b schneidet, wobei diese erste Leiterstruktur 51
und die oberen und unteren Leiterplatten 1 und 2 eine erste
Schwebeleitung bilden. Bei der ersten Leiterstruktur 51
sind eine erste und eine zweite Filterschaltung 6 und 7 an
den Positionen gebildet, an denen der erste dielektrische
Streifenabschnitt sandwichartig angeordnet ist, wobei eine
Schwebeleitung zwischen der ersten und der zweiten
Filterschaltung zu einer ersten Resonanzschaltung gebildet ist.
Bei dieser ersten Resonanzschaltung sind zwei
Balkenleiterdioden 81 und 82, die Schottky-Barriere-Dioden sind, in
einer Weise befestigt, um in Reihe geschaltet zu werden.
Ferner erstreckt sich eine zweite Leiterstruktur 52 von der
Mitte der ersten und zweiten Filterschaltung 6 und 7 in die
Richtung der Länge der ersten dielektrischen Streifen 31a
und 31b, wobei diese zweite Leiterstruktur 52 und die obere
und die untere Leiterplatte 1 und 2 eine zweite
Schwebeleitung bilden. Eine dritte Filterschaltung ist in der Mitte
der zweiten Leiterstruktur vorgesehen, eine Schwebeleitung
zwischen der Stellung, die mit der ersten Leiterstruktur 51
verbunden ist, und die dritte Filterschaltung 9 ist zu
einer zweiten Resonanzschaltung gebildet, wobei die zweite
NRD-Führung, die aus den zweiten dielektrischen Streifen
32a und 32b und den oberen und unteren Leiterplatten 1 und
2 gebildet ist, mit dieser zweiten Resonanzschaltung
magnetisch verbunden ist.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht eines Mischers vom symmetrischen
Typ, bei dem die obere Leiterplatte entfernt ist. Die
Bezugszeichen
6a, 6b, 7a, 7b, 9a und 9b bezeichnen jeweils
eine offene Stichleitung von nahezu λ/4. Die Beabstandung
zwischen 6a und 6b, die Beabstandung zwischen 7a und 7b und
die Beabstandung zwischen 9a und 9b betragen jeweils nahezu
λ/4. Mit der Bereitstellung von offenen Stümpfen von λ/4,
die, wie oben beschrieben, um λ4 voneinander beabstandet
sind, wird eine Darstellung derselben durch eine
Ersatzschaltung wie in Fig. 3 gezeigt ist, und diese funktioniert
als ein Bandeliminierungsfilter (BEF), das ein
Frequenzsignal einer Wellenlänge λ eliminiert. Ferner, infolge des
Auslegens der elektrischen Länge der Beabstandungen L11 und
L12 von der Mitte der ersten und zweiten Filterschaltung 6
und 7 zur ersten und zweiten Filterschaltung als ein
integrales Vielfaches von jeweils nahezu ¹/&sub2; Wellenlänge in der
Frequenz der millimetrischen Wellen, die sich durch die
erste NRD-Führung ausbreiten, funktioniert dieser Abschnitt
(die Schwebeleitung zwischen den Filterschaltungen 6 und 7)
als eine Resonanzschaltung, wobei beide Enden
kurzgeschlossen sind. Ferner ist die elektrische Länge der Beabstandung
L2 von der Mitte der ersten und zweiten Filterschaltung 6
und 7 zur offenen Stichleitung 9a einem integralen
Vielfachen von nahezu einer halben Wellenlänge in der Frequenz
der millimetrischen Wellen zugeordnet, die sich durch die
zweite NRD-Führung basierend auf den zweiten dielektrischen
Streifen 32a und 32b ausbreiten. Da die elektrische Länge
der oben beschriebenen L11 und L12 nahezu eine halbe
Wellenlänge betragen, ist die Mitte der ersten und zweiten
Filterschaltungen äquivalent kurzgeschlossen. Daher
funktioniert dieser Abschnitt (die Schwebeleitung zwischen der
mittleren Stellung der Filterschaltungen 6 und 7 und dem
Filter 9) auch als eine Resonanzschaltung, bei der beide
Enden kurzgeschlossen sind. Um die elektrische Länge der
oben beschriebenen L11 und L12 als ein integrales
Vielfaches der halben Wellenlänge auszulegen, kann eine
geometrische Entfernung bestimmt werden, oder sie kann durch
Berücksichtigung der Länge der Leiterstruktur 51 im
Verbindungsabschnitt der dielektrischen Streifen 31a und 31b und
der Schwebeleitung, nämlich dem Abschnitt, der von oben und
unten durch die dielektrischen Streifen 31a und 31b, die
dielektrischen Konstanten der dielektrischen Streifen 31a
und 31b und die Schaltungsplatine 4 und die
Reaktanzkomponenten der Balkenleiterdioden 81 und 82 sandwichartig
angeordnet ist, experimentell bestimmt werden. Ferner, da die
zwei Balkenleiterdioden 81 und 82 im Hinblick auf die
Leiterstruktur 51 in der ersten Resonanzschaltung, die aus der
ersten Leiterstruktur 51 und der ersten und zweiten
Filterschaltung 6 und 7 gebildet ist, in Reihe befestigt sind,
stimmen die erste NRD-Führung, die aus den ersten
dielektrischen Streifen 31a und 31b gebildet ist, und die oberen
und unteren Leiterplatten mit den Dioden 81 und 82 überein,
wobei das HF-Signal oder Lo-Signal, das sich durch die
ersten dielektrischen Streifen 31a und 31b ausbreitet, in den
Mode einer Schwebeleitung umgewandelt und an die
Balkenleiterdioden 81 und 82 angelegt wird. Andererseits, da die
zweite Resonanzschaltung basierend auf der zweiten
Leiterstruktur 52 mit der zweiten NRD-Führung magnetisch
verbunden ist, die aus den zweiten dielektrischen Streifen 32a
und 32b und den oberen und unteren Leiterplatten gebildet
ist, wird das Signal nach dem Eingeben des Lo-Signals oder
des HF-Signals aus dieser zweiten NRD-Führung in den Mode
der Schwebeleitung umgewandelt und mit entgegengesetzten
Phasen an die beiden Balkenleiterdioden 81 und 82 angelegt.
Eine Vorspannungs-Leistungsversorgungsschaltung, die durch
Lb, Rb und Vb gezeigt ist, ist mit der ersten
Leiterstruktur 51 verbunden, und der Endabschnitt der ersten
Leiterstruktur 51 ist in Bezug auf eine hohe Frequenz unter
Verwendung eines Kondensators Cg geerdet. Die vorstehende Lb
sperrt das Lecken des IF-Signals zur Vorspannungs-
Leistungsversorgungsschaltung ab. Bei dieser Konstruktion
werden das HF-Signal und das Lo-Signal an zwei
Balkenleiterdioden 81 und 82 mit einer Phasendifferenz von 180º
angelegt, und die Frequenzkomponenten der Differenz zwischen
dem HF-Signal und dem Lo-Signal weisen Phasen auf, die
zueinander entgegengesetzt sind. Da die Richtungen der zwei
Dioden aus Sicht der IF-Schaltung jedoch einander
entgegengesetzt sind, werden die Frequenzkomponenten der zuvor
beschriebenen
Differenz mit der gleichen Phase synthetisiert
und über einen Kondensator Ci als ein IF-Signal entnommen.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Anlegen einer Vorspannung an
die IF-Schaltung durch Ci gestoppt. Da die erste NRD-
Führung basierend auf den dielektrischen Streifen 31a und
31b den LSE01-Mode nicht überträgt, sondern den Einzelmode
des LSM01-Mode überträgt, sind die zweite Schwebeleitung
basierend auf der zweiten Leiterstruktur 52 und die erste
NRD-Führung im LSE01-Mode nicht miteinander verbunden.
Ferner, aufgrund der Orthogonalität der Moden, sind die erste
NRD-Führung und die zweite Leiterstruktur 52 im LSM01-Mode
ebenfalls nicht miteinander verbunden. Daher sind die erste
und die zweite NRD-Führung über die zweite Leiterstruktur
52 ebenfalls nicht verbunden.
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Fig. 4 zeigt Meßergebnisse eines S Parameters des Mischer
vom symmetrischen Typ, der in Fig. 1A, 1B bis 3 gezeigt
ist, wobei die erste NRD-Führung basierend auf den
dielektrischen Streifen 31a und 31b als Tor 1 und die zweite NRD-
Führung basierend auf den dielektrischen Streifen 32a und
32b als Tor 2 funktioniert. Wie vorstehend beschrieben, da
die erste und die zweite NRD-Führung nicht miteinander
verbunden sind, ist es möglich, die Trennung zwischen den
Toren, in die jeweils das erste HF-Signal zuerst und das Lo-
Signal eingegeben werden, ausreichend zu sichern, wie in
Fig. 4 gezeigt ist.
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Fig. 5 zeigt den Umwandlungsverlust des vorbeschriebenen
Mischers. Hier wird der Umwandlungsverlust mit dem IF-
Signal bestimmt, das bei 100 MHz versendet wird. Wie in der
Figur gezeigt ist, wird der Umwandlungsverlust bei nahezu
59,6 GHz weniger als 7,5 dB und daher kann ein Mischer mit
einer hohen Umwandlungseffizienz erreicht werden.
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Obwohl die Filterschaltung, die in Fig. 1A, 1B bis 3
gezeigt ist, mit zwei offenen Stümpfen gebildet ist, die bei
vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, kann zusätzlich
eine einzelne offene Stichleitung von λ/4, wie in Fig. 6A
gezeigt ist, vorgesehen sein, wenn das Frequenzband, das
unterdrückt werden soll, eng sein kann. Wenn dagegen ein
großes Frequenzband, das unterdrückt werden soll, genommen
wird, wie in Fig. 6B gezeigt ist, können drei oder mehr
offene Stümpfe vorgesehen sein. In diesem Fall sollten die
Länge von jeder Stichleitung und die Beabstandung zwischen
denselben bestimmt sein, um Längen zu werden, die sich
gemäß dem Frequenzband, das unterdrückt werden soll,
stückchenweise unterscheiden. Wie in Fig. 6C gezeigt ist, ist es
möglich, auch wenn eine einzelne offene Stichleitung
vorgesehen ist, ein großes Grenzfrequenzband gemäß der Form der
Struktur zu nehmen. Ferner, wie in Fig. 6D gezeigt ist,
kann ein Tiefpaßfilter (LPF), der die Resonanzfrequenz der
vorbeschriebenen Resonanzschaltung sperrt, gebildet sein,
in dem die Leiterstruktur mit einem
Übertragungsleitungskondensator und Induktor versehen ist.
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Ferner, obwohl in dem Beispiel, das in Fig. 1A und 1B
gezeigt ist, eine Rille in der Leiterplatte gebildet und ein
dielektrischer Streifen in der Rille angebracht ist, kann
es zusätzlich, wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, möglich
sein, einen dielektrischen Streifen mit einem Flügel-
(Rand-)Abschnitt zu verwenden, die Leiterebenen 1' und 2'
mit einem Plattierfilm auf der externen Oberfläche des
Flügels zu bilden und die Schaltungsplatine 4 zwischen den
dielektrischen Streifen sandwichartig anzuordnen.
Anschließend werden jede Dimension von h1, h2, t und t1, die in
Fig. 7A und 7B gezeigt sind, und die dielektrischen
Konstanten der dielektrischen Streifen und die
Schaltungsplatine bestimmt, und die Einzelmodeübertragung des LSM01-Mode
kann ausgeführt werden.
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Obwohl das Beispiel, das in Fig. 1A, 1B und 2 gezeigt ist,
einen Fall beschreibt, in dem zwei Balkenleiterdioden
individuell befestigt sind, wie z. B. wie in Fig. 8 A und 8B
gezeigt ist, kann eine Diode, so daß zwei Dioden integriert
sind, befestigt werden. Fig. 8 A ist eine Draufsicht eines
mit einer integrierten Diode befestigten Abschnitts. Fig.
8B ist eine Querschnittsansicht derselben. Wenn diese
integrierte Diode an einer Position befestigt ist, die durch
die dielektrischen Streifen 31a und 31b, wie in Fig. 8 A
gezeigt ist, sandwichartig angeordnet ist, kann ein
ausgenommener Abschnitt oder eine Öffnung zum Verhindern der Dicke
der Diode in der Schaltungsplatine 4 vorgesehen sein, wobei
eine integrierte Diode im ausgenommenen Abschnitt oder der
Öffnung befestigt wird, und die Anschlußleitungen der
integrierten Diode werden mit den ersten Leiterstruktur 51 auf
der Schaltungsplatine verbunden.
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Anschließend wird der Aufbau eines Mischers vom
symmetrischen Typ gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in Fig. 9 gezeigt. Obwohl bei dem
ersten Ausführungsbeispiel ein erster und ein zweiter
dielektrischer Streifen auf geraden Leitungen angeordnet sind,
die sich bei rechten Winkeln zueinander schneiden, sind bei
diesem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 9 gezeigt
ist, durch Bereitstellen einer Leiterstruktur mit einem
Bogenabschnitt der erste und der zweite dielektrische
Streifen parallel zueinander angeordnet. Die Operation von jedem
Abschnitt in Fig. 9 ist die gleiche wie die Operation von
jedem Abschnitt, der durch identische Bezugszeichen in Fig.
2 gezeigt ist. Bei so einer Konstruktion ist es möglich,
ohne weiteres einen Mischer vom symmetrischen Typ in einer
dielektrischen Leitungsvorrichtung zu bilden, bei der
dielektrische Streifen, durch die ein HF-Signal und ein Lo-
Signal sich ausbreiten, parallel zueinander angeordnet
sind.
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Anschließend wird der Aufbau eines Mischers vom
symmetrischen Typ gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in Fig. 10 gezeigt. Der Unterschied von
diesem Ausführungsbeispiel zum ersten Ausführungsbeispiel,
das in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Verbindungsbeziehung
einer Vorspannungs-Leistungsversorgungsschaltung und die
Richtung der zwei Balkenleiterdioden 81 und 82. Das heißt,
obwohl beim ersten Ausführungsbeispiel ein IF-Signal aus
dem Endabschnitt der zweiten Leiterstruktur 52 genommen
wurde, ist bei diesem dritten Ausführungsbeispiel eine
Vorspannungs-Leistungsversorgungsschaltung, die aus Vb, Rb und
Lb gebildet ist, mit dem Endabschnitt der zweiten
Leiterstruktur 52 verbunden, wobei eine hohe Frequenz (IF-Signal)
über Cg geerdet ist, wobei ein Ende der ersten
Leiterstruktur 51 geerdet ist, Lb2 zwischen dem anderen Ende und der
Masse verbunden ist und das IF-Signal aus diesem anderen
Ende über Cl herausgenommen ist. Wohingegen bei der
Konstruktion, die in Fig. 2 gezeigt ist, aus Sicht der IF-
Schaltung zwei Dioden gemäß der vorbeschriebenen
Konstruktion in Reihe geschaltet sind, aus Sicht einer IF-Schaltung
die zwei Dioden parallel miteinander verbunden sind und die
Impedanz daher aus Sicht der IF-Schaltung verringert ist.
Die geeignetere der zwei Konstruktionen kann gemäß der
Konstruktion der IF-Schaltung ausgewählt werden.
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Anschließend wird der Aufbau eines Mischers vom
symmetrischen Typ gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung in den Querschnittsansichten von Fig.
11A und 11B gezeigt. Obwohl in dem Beispiel, das in Fig. 1A
und 1B im ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, eine NRD-
Führung, die den Einzelmode des LSM01-Mode überträgt, durch
Bestimmen der Beabstandung zwischen den Leiterebenen im
Sperrbereich und dem Ausbreitungsbereich, der Dicke der
Schaltungsplatine und der dielektrischen Konstanten von
jedem Abschnitt des Sperrbereichs und des
Ausbreitungsbereichs gebildet ist, wird in der Ebenenkonstruktion von
Fig. 2, 9 und 10 wird die Multiplex-Mode-Übertragung im
Falle der Verbindung zwischen der ersten NRD-Führung
basierend auf den ersten dielektrischen Streifen 31a und 31b und
der zweiten Schwebeleitung basierend auf der zweiten
Leiterstruktur 52 im LSE01-Mode problematisch. Daher sollte
der LSE01-Mode zumindest im Verbindungsabschnitt der ersten
NRD-Führung basierend auf den dielektrischen Streifen 31a
und 31b und der ersten Schwebeleitung basierend auf der
ersten Leiterstruktur 51 unterdrückt werden. Die
Ebenenkonstruktion des Mischers vom symmetrischen Typ, der in Fig.
11A
und 11B gezeigt ist, ist identisch mit der, die in Fig.
2 oder 10 gezeigt ist. Fig. 11A ist ein Querschnittsansicht
in einer Richtung entlang der zweiten Leiterstruktur 52.
Fig. 11B ist eine Querschnittsansicht in einer Richtung
entlang der ersten Leiterstruktur 51. Wie in diesen Figur
gezeigt ist, sind die Modenunterdrücker 10a und 10b, die
aus den Leitern, die in Kontakt mit den Leiterplatten 1 und
2 stehen, gebildet sind, nahe den Endabschnitten (der
Abschnitt, wo die erste Leiterstruktur schneidet) der
dielektrischen Streifen 31a und 31b vorgesehen. Bei dieser
Konstruktion wird der LSE01-Mode im Endabschnitt (der
Abschnitt, der mit der ersten Schwebeleitung basierend auf
der ersten Leiterstruktur 51 verbunden ist) der ersten NRD-
Führung basierend auf den dielektrischen Streifen 31a und
31b unterdrückt. Die zweite Schwebeleitung basierend auf
der zweiten Leiterstruktur 52 und die erste NRD-Führung
sind im LSE01-Mode nicht miteinander verbunden, wodurch die
Trennung zwischen der ersten und der zweiten NRD-Führung
beibehalten wird.
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Gemäß der Erfindung von Anspruch 1, ist die Einfachheit der
Montage der Schaltungsplatine in eine dielektrische Leitung
verbessert worden, da eine Schaltungsplatine zwischen zwei
nahezu parallelen Leiterebenen angeordnet ist. Ferner, da
eine Leiterstruktur in einer Richtung angeordnet ist, die
sich nahezu vertikal mit dem dielektrischen Streifen
schneidet, und Filterschaltungen an zumindest zwei Stellen
vorgesehen sind, an denen der dielektrische Streifen der
Leiterstruktur sandwichartig angeordnet ist, wodurch eine
Resonanzschaltung gebildet ist, und da die Dioden in der
Resonanzschaltung befestigt sind, ist eine Schwebeleitung,
die die Resonanzschaltung darstellt, mit der dielektrischen
Leitung verbunden und schwingt, und Energie von der
dielektrischen Leitung kann ausreichend an die Dioden angelegt
werden. Das heißt, daß die Übereinstimmung zwischen der
dielektrischen Leitung und den Dioden erreicht werden kann,
und der Umwandlungsverlust zufriedenstellend unterdrückt
werden kann. Ferner, da ein Koppler, basierend auf einer
dielektrischen Leitung nicht notwendig ist, können eine
kleine Größe und geringe Kosten mit einer simplen
Konstruktion erreicht werden.
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Ferner wird die Länge der dielektrischen Leitung um einen
Betrag kürzer, der dem Folgenden dahingehend entspricht,
daß der Koppler basierend auf der dielektrischen Leitung
nicht erforderlich ist, ein Gesamtverlust verringert wird
und der Umwandlungsgewinn offensichtlich erhöht werden
kann.
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Ferner, gemäß der Erfindung gemäß Anspruch 2, schwingt die
erste Resonanzschaltung mit einem Signal, das sich durch
die erste dielektrische Leitung ausbreitet, und die zweite
Resonanzschaltung schwingt mit einem Signal, das sich durch
die zweite dielektrische Leitung ausbreitet, wodurch es
möglich gemacht wird, die Modenumwandlung bei der
höchstmöglichen Effizienz jeweils zwischen der Schwebeleitung und
der dielektrischen Leitung auszuführen und einen Mischer
mit einer hohen Umwandlungseffizienz leicht zu erreichen.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 oder 4, da die
Verbindung der ersten dielektrischen Leitung und der zweiten
Schwebeleitung mit Sicherheit unterdrückt werden kann, ist
es möglich, die Trennung zwischen einer HF-Schaltung und
einer Lo-Schaltung zufriedenstellend zu sichern.
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Viele unterschiedliche Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung können konstruiert werden, ohne vom Geist und
dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung
nicht auf spezifische Ausführungsbeispiele, die in diese r
Beschreibung beschrieben sind, beschränkt ist. Im Gegensatz
dazu dient die vorliegende Erfindung dazu, verschiedene
Modifikationen und entsprechende Anordnungen, die im
Schutzbereich der Erfindung, der nachstehend beansprucht ist,
enthalten ist, abzudecken. Der Schutzbereich der
nachstehenden Ansprüche soll mit der umfassendsten Auslegung übereinstimmen,
um alle solchen Modifikationen, entsprechenden
Strukturen und Funktionen zu umfassen.