EP2223149A1 - Balanced transfer mixer - Google Patents

Balanced transfer mixer

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Publication number
EP2223149A1
EP2223149A1 EP08860377A EP08860377A EP2223149A1 EP 2223149 A1 EP2223149 A1 EP 2223149A1 EP 08860377 A EP08860377 A EP 08860377A EP 08860377 A EP08860377 A EP 08860377A EP 2223149 A1 EP2223149 A1 EP 2223149A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diodes
mixer
matching networks
balanced transfer
transfer mixer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08860377A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Walter
Dirk Steinbuch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2223149A1 publication Critical patent/EP2223149A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032—Constructional details for solid-state radar subsystems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/034—Duplexers
    • G01S7/036—Duplexers involving a transfer mixer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/19—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
    • H01P5/22—Hybrid ring junctions
    • H01P5/227—90° branch line couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D9/00—Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
    • H03D9/06—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance
    • H03D9/0608—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes
    • H03D9/0633—Transference of modulation using distributed inductance and capacitance by means of diodes mounted on a stripline circuit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers

Definitions

  • the invention relates to a balanced transfer mixer having a coupler element having on one side an RF source port and an antenna port and on the other side two diode ports, two mixer diodes, each connected between one of the diode ports and an RF ground, and matching networks, which adjust the ratio between the power converted by the mixer diodes to the reflected power radiated through the antenna port through an antenna by means of a controlled adjustment of the mixer diodes.
  • a balanced transfer mixer is described in DE 196 10 850 Cl. Furthermore, a balanced diode mixer is known from DE 10 2006 017 175 A1.
  • Such diode mixers are used, for example, in radar sensors for distance warning and control systems in motor vehicles, in particular adaptive cruise control systems or ACC (Adaptive Cruise Control) systems.
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • Robert Bosch GmbH "Adaptive cruise control ACC, yellow series, edition 2002, technical briefing" such adaptive speed control systems are described.
  • radar sensors There are also described radar sensors.
  • one and the same antenna is used to transmit the radar signal and to receive the radar echo.
  • the diode mixer is then used to forward the signal applied via the RF (high frequency) source port to the antenna and at the same time to mix the signal received by the antenna with a portion of the signal supplied via the RF source port.
  • the mixed product presents then an intermediate frequency signal, the frequency of which indicates the frequency difference between the transmitted and the received signal.
  • This intermediate frequency signal provides information on the Doppler shift occurred at the reflection of the transmitted signal at the radar target and thus on the relative speed of the radar target and, if the frequency of the transmitted signal FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar is modulated ramp-shaped, even over the duration of the radar signal and thus over the distance of the radar target.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • a monostatic multibeam radar sensor for motor vehicles with a mixer system which has a plurality of transfer mixers is disclosed in DE 10 2004 044 130 A1.
  • the generated local oscillator power is supplied to a transfer mixer.
  • This transfer mixer typically sends out half of the power while the other half of the power serves as the reference signal for the mixer diodes. This transmission behavior is fixed due to the design.
  • Multibeam radar sensors often work with four radar beams. In this case, for example, the two outer radar beam lobes can be lowered. To design this reduction adaptive or situational, would be desirable.
  • the balanced transfer mixer comprises a coupler element having on one side an RF source port and an antenna port and on the other side two diode ports, two mixer diodes respectively connected between one of the diode ports and an RF ground, and matching networks representing the ratio between the power converted by the mixer diodes to the reflected power radiated through the antenna port through an antenna, by means of a controlled adjustment of the Setting shear diodes, the matching networks are formed electronically adjustable, has the advantage that the diode adjustment of the mixer diodes can be varied electronically via the matching networks during operation and thus an electronic adjustment of the transmission of the transfer mixer with otherwise maintained properties is possible.
  • this parameter is variable in the inventive balanced transfer mixer, whereby an electronic, stepless adjustability of the transmission can be implemented.
  • an increase in the functionality of the multi-beam radar sensor is advantageously achieved in such a way that the transfer mixers for the outer radar beam lobes can be electronically switched over from the insulating to the transferring state or intermediate values of the transmission can be set.
  • the transfer mixer according to the invention thus has a continuously variable or discretely switchable transmission.
  • the capacities of the matching networks can be designed to be electronically adjustable. It is advantageous if the matching networks have capacitance diodes for this purpose.
  • a discrete switchable expression between isolation and transmission is given if the capacitances of the matching networks are designed to be adjustable by the use of PIN diodes or PIN diodes are provided as capacitance diodes.
  • the PIN diodes represent discretely switchable capacitances which, together with the matching circuit, provide either complete isolation or complete transmission. Optimization between isolates on and transmission can take place via open spurs in the matching networks.
  • varactor diodes can be provided in the matching networks as infinitely variable capacitances. Due to the electronically variable, continuously variable capacitance of the varactor diodes, a stepless adjustment can accordingly be realized. This infinitely adjustable adaptation in turn allows a stepless, electronic adjustment of the transmission.
  • the open stub lines again allow optimization between maximum isolation and maximum transmission.
  • the coupler element is designed as a branchline coupler. Due to the characteristics of the Branchline coupler, changing the matching of the mixer diodes does not change the adaptation of the antenna and local oscillator ports. This is very important for the applicability of the transfer mixer according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a balanced transfer mixer according to the invention
  • FIG. 2 shows a simplified diagram of an adaptation of the balanced transfer mixer according to the invention.
  • FIG. 3 shows a simplified diagram of a transmission or insulation of the erfmdungs- balanced balanced transfer mixer.
  • FIG. 1 shows a balanced transfer mixer according to the invention, which has a branch line coupler 10 as a coupler element.
  • the branchline coupler 10 has four ports connected in a rectangular configuration, namely an RF source port 12, an antenna port 14, and two diode ports 16, 18, one facing the RF source port 12 and the other facing the antenna port 14.
  • the balanced transfer mixer further comprises two identical mixer diodes 20, 22, which are connected with opposite polarity between a respective RF ground 24, 26 and one of the diode ports 16, 18 of the Branchline Kopp coupler 10. Between the mixer diodes 20, 22 and the diode ports 16, 18 respective matching networks 28, 30 are arranged.
  • the matching networks 28, 30 allow according to the invention an e- lektronisch adjustable adaptation of the mixer diodes 20, 22, which is effective at the diode ports 16 and 18.
  • This ratio determines the degree of transmission of the transfer mixer. If more power is reflected by the mixer diodes 20, 22 and the matching networks 28, 30 due to increased mismatch and converted less as a local oscillator reference signal, the transmission of the transfer mixer increases since more power is radiated. In the opposite case, with better adaptation, more power can reach the mixer diodes 20, 22 and be converted as a local oscillator reference signal. This reduces the radiated power and reduces the transmission of the transfer mixer.
  • the RF source port 12 of Branchline Kopp coupler 10 is connected via a line coupler 32 and a DC isolation connected to a line 34 which is connected via an input 36 to an RF source, such as an oscillator 38 (indicated by dash-dotted lines) connected.
  • an RF source such as an oscillator 38 (indicated by dash-dotted lines) connected.
  • the antenna port 14 of the Branchline Kopp coupler 10 is connected via a further line coupler 40 with a line 42 which is connected via an input and output 44 to the antenna 46.
  • the oscillator 38 and the antenna 46 are indicated here only by dash-dotted lines, since they are not part of the balanced transfer mixer.
  • An RF signal generated by the oscillator 38 is supplied via the line 34 to the RF source port 12 and forwarded via the two matching networks 28, 30 to the mixer diodes 20, 22.
  • a larger or smaller part of this signal is reflected and fed through the Branchline Kopp ler 10 in the line 42 and finally into the antenna 46.
  • An RF signal received by the antenna 46 passes via the line 42 and the branchline coupler 10 to the mixer diodes 20, 22 and is mixed with the non-reflected portion of the supplied via the line 34 RF signal to a useful signal which at a known Nutzsignalabgriff 48 can be tapped.
  • the ratio between the power converted by the mixer diodes 20, 22 to the reflected power radiated by the antenna 46 is adjusted by a controlled adjustment of the mixer diodes 20, 22 via the matching networks 28, 30.
  • a bias supply 50 or 52 are provided for optimizing the operating point of the mixer diodes 20, 22 for each mixer diode 20, 22.
  • the optional bias leads 50 and 52 are symmetrical to each other and each includes a low pass filter.
  • Both bias voltage supplies 50, 52 and the Nutzsignalabgriff 48 are already described for example in DE 10 2006 017 175 Al, which is why not discussed in more detail below.
  • the matching networks 28, 30 are designed to be electronically adjustable. Accordingly, the balanced transfer mixer with the two mixer diodes 20, 22 is designed such that the diode adaptation of the mixer diodes 20, 22 can be varied electronically. Accordingly, both a simple and convenient electronic switching option and a variable adjustment for the transmission of the balanced transfer mixer is provided.
  • Matching networks usually have open stub lines, over whose electrical length the circuit capacity is fixed.
  • the capacity of the matching networks 28, 30 is designed adjustable.
  • the capacitance varies the adaptation and thus capacitance diodes 28a, 30a are provided as a variable capacitance, as shown in FIG. 1, so that adjustment of the adjustment of the mixer diodes 20, 22 is made possible by applying a DC voltage to these capacitance diodes 28a, 30a ,
  • the capacitance diodes 28a, 30a can be implemented as PIN diodes or as varactor diodes. PIN diodes enable a discrete switching between isolation and transmission of the transfer mixer.
  • Varactor diodes allow infinitely adjustable transmission of the transfer mixer.
  • the capacitance diodes 28a, 30a are arranged for adjustable adjustment after a certain supply length immediately after the branchline coupler 10.
  • the supply line length serves to center the switchable transmission in terms of frequency.
  • HF-capable separation capacitances or DC separations 28b, 30b are still in front of the capacitance diodes 28a, 30a. These prevent the supplied direct current, which is provided for setting or activating the capacitance diodes 28a, 30a, from reaching the mixer diodes 20, 22.
  • a DC voltage supply 28c, 30c for the capacitance diodes 28a, 30a are arranged, which are at the cathode to ground.
  • the DC voltage supply 28c, 30c is filtered through conventional RF filter structures 28d, 30d.
  • the drive voltage which is connected via the DC bus
  • the separating capacitances 28b, 30b are provided, as already mentioned, in order to decouple the remaining supply circuits 28c, 30c or the HF filter structures 28d, 30d. Because of the high barrier voltages of the capacitance diodes 28a, 30a (typically 1.2 V versus 0.6 V in the mixer diodes 20, 22), it is ensured that the capacitance diodes 28a, 30a can not mix but in fact only switch the capacitance. After the supply line there are open stubs 28e, 30e.
  • the length of these branch lines 28e, 30e determines the extent of the switchable transmission.
  • the capacitance diodes 28a, 30a are now simultaneously switched from the blocked state (0 V) to the conducting state (5 V), in particular via a 5 kOhm series resistor (not shown in greater detail).
  • the capacitance diodes 28a, 30a change their phase, which corresponds to a capacitance change.
  • This improved adaptation means that more oscillator power is implemented in the mixer diodes 20, 22 and is less emitted or reflected. Due to the characteristics of the branch line coupler 10, the adaptation of antenna port 14 and oscillator port or RF source port 12 does not change. This is decisive for the applicability of the balanced transfer mixer according to the invention.
  • FIG. 2 and 3 Shown in Figures 2 and 3 are simulated characteristics of such a balanced transfer mixer with adjustable transmittance. Varactor diodes were used as capacitance diodes 28a, 30a.
  • the frequency in gigahertz is plotted on the horizontal axis and the adjustment in decibels on the vertical axis.
  • the adaptation of the balanced transfer mixer with the continuous setting of the transmission hardly changes. This is made possible by the use of branchline coupler 10, which does not change its match on ports 12 and 14 as a function of the loads on diode ports 16 and 18 unless the adjustments to diode ports 16 and 18 are identical.
  • FIG. 3 shows the relative change in the transmission of the balanced transfer mixer as a function of the supply line length.
  • the frequency is in gigahertz on the horizontal axis and the adjustable one on the vertical axis Insulation applied in decibels.
  • the lead length is equivalent to an adjustable capacitance across the capacitance diodes 28a, 30a.
  • the illustrated insulation curves K1 to K6 (0 dB corresponds to a total or complete transmission) thus also correspond to a voltage which can be set via a voltage at 28c and 30c.
  • the open spurs 28e, 30e have already been designed so that the frequency is centered.
  • a switchable attenuation of approximately 20 dB can be achieved with a suitable lead length of approximately 50 to 60% electrical length, or an equivalently adjustable capacitance.
  • the basic transmission is approx. 4 dB.
  • the isolation curve Kl has an electrical length of 0 °.
  • the insulation curve K2 arises at 33.3 ° electrical length.
  • the isolation curve K3 is formed at 40 ° electrical length, while the isolation curves K4, K5 and K6 represent electrical lengths of 46.6 °, 53.3 ° and 60 °.
  • These electrical lengths are also electronically adjustable via the variable capacitance diodes 28a, 30a. Via different energizations of the capacitance diodes 28a, 30a, different reflection coefficients of the mixer diodes 20, 22 are achieved.
  • the transfer mixer according to the invention with switchable transmission can now be advantageously used in a monostatic radar sensor, in particular for a motor vehicle, in the context of the mixer system.
  • electronically switchable transmission for example, the functionality of a Mehrstrahlradarsensors, for example with four beams can be increased by z. B. depending on the situation, the two outer radar beams are lowered when the associated transfer mixer is switched from the transferring to the insulating state.
  • Such monostatic radar sensors with balanced transfer mixers according to the invention can also be used in particular in adaptive speed control devices for motor vehicles.

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Abstract

A balanced transfer mixer, comprising a coupler element (10), which has an HF source port (12) and an antenna port (14) on one side and two diode ports (16,18) on the other side, two mixer diodes (20, 22), which are each connected between one of the diode ports (16,18), and an HF ground (24, 26), and adjustment networks (28, 30), which set the ratio between the output converted by the mixer diodes (20,22) to the output reflected and radiated via the antenna port (14) by an antenna (46) by means of controlled adjustment of the mixer diodes (20, 22). The adjustments networks (28,30) are configured to be set electronically.

Description

Balancierter Transfermischer Balanced transfer mixer
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen balancierten Transfermischer mit einem Kopplerelement, welches auf einer Seite einen HF-Quellenport und einen Antennenport und auf der anderen Seite zwei Diodenports aufweist, zwei Mischerdioden, welche jeweils zwischen einen der Diodenports und eine HF-Masse geschaltet sind, und Anpassnetzwerken, welche das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden umgesetzten Leistung zu der reflektierten und über den Antennenport durch eine Antenne abgestrahlten Leistung mittels einer kontrollierten Anpassung der Mischerdioden einstellen.The invention relates to a balanced transfer mixer having a coupler element having on one side an RF source port and an antenna port and on the other side two diode ports, two mixer diodes, each connected between one of the diode ports and an RF ground, and matching networks, which adjust the ratio between the power converted by the mixer diodes to the reflected power radiated through the antenna port through an antenna by means of a controlled adjustment of the mixer diodes.
Ein balancierter Transfermischer ist in der DE 196 10 850 Cl beschrieben. Des weiteren ist ein balancierter Diodenmischer aus der DE 10 2006 017 175 Al bekannt.A balanced transfer mixer is described in DE 196 10 850 Cl. Furthermore, a balanced diode mixer is known from DE 10 2006 017 175 A1.
Derartige Diodenmischer werden beispielsweise in Radarsensoren für Abstandswarn- und Regelsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere adaptive Geschwindigkeitsregelsysteme bzw. ACC(Adaptive Cruise Control)-Systeme, eingesetzt. In der Publikation der Robert Bosch GmbH "Adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung ACC, Gelbe Reihe, Ausgabe 2002, Technische Unterrichtung" sind derartige adaptive Geschwindigkeitsregelsysteme beschrieben. Dort sind ebenfalls Radarsensoren beschrieben.Such diode mixers are used, for example, in radar sensors for distance warning and control systems in motor vehicles, in particular adaptive cruise control systems or ACC (Adaptive Cruise Control) systems. In the publication of Robert Bosch GmbH "Adaptive cruise control ACC, yellow series, edition 2002, technical briefing" such adaptive speed control systems are described. There are also described radar sensors.
Bei Radarsensoren mit einem monostatischen Antennenkonzept wird ein und dieselbe Antenne zum Senden des Radarsignals und für den Empfang des Radarechos eingesetzt. Der Diodenmischer dient dann dazu, das über den HF(Hochfrequenz)-Quellenport zugeführte Signal zur Antenne weiterzuleiten und zugleich das von der Antenne empfangene Signal mit einem Anteil des über den HF-Quellenport zugeführten Signals zu mischen. Das Mischprodukt stellt dann ein Zwischenfrequenzsignal, dessen Frequenz den Frequenzunterschied zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Signal angibt, dar. Dieses Zwischenfrequenzsignal liefert Informationen über die bei der Reflektion des gesendeten Signals am Radarziel eingetretene Dopplerverschiebung und damit über die Relativgeschwindigkeit des Radarziels und, sofern die Frequenz des gesendeten Signals FMCW(Frequency Modulated Continous Wave)-Radar rampenförmig moduliert ist, auch über die Laufzeit des Radarsignals und damit über den Abstand des Radarziels.In radar sensors with a monostatic antenna concept, one and the same antenna is used to transmit the radar signal and to receive the radar echo. The diode mixer is then used to forward the signal applied via the RF (high frequency) source port to the antenna and at the same time to mix the signal received by the antenna with a portion of the signal supplied via the RF source port. The mixed product presents then an intermediate frequency signal, the frequency of which indicates the frequency difference between the transmitted and the received signal. This intermediate frequency signal provides information on the Doppler shift occurred at the reflection of the transmitted signal at the radar target and thus on the relative speed of the radar target and, if the frequency of the transmitted signal FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar is modulated ramp-shaped, even over the duration of the radar signal and thus over the distance of the radar target.
Ein monostatischer Mehrstrahlradarsensor für Kraftfahrzeuge mit einem Mischersystem, wel- ches mehrere Transfermischer aufweist, ist in der DE 10 2004 044 130 Al angegeben.A monostatic multibeam radar sensor for motor vehicles with a mixer system which has a plurality of transfer mixers is disclosed in DE 10 2004 044 130 A1.
Bei bekannten Systemarchitekturen von Mehrstrahlradarsensoren wird die erzeugte Lokaloszillatorleistung einem Transfermischer zugeführt. Dieser Transfermischer sendet typischerweise die Hälfte der Leistung aus, während die andere Hälfte der Leistung als Referenzsignal für die Mischerdioden dient. Dieses Transmissionsverhalten ist designbedingt fest eingestellt. Mehrstrahlradarsensoren arbeiten häufig mit vier Radarstrahlen bzw. Radarstrahlkeulen. Dabei können beispielsweise die beiden äußeren Radarstrahlkeulen abgesenkt sein. Diese Absenkung adaptiv bzw. situationsbedingt auszubilden, wäre wünschenswert.In known system architectures of multi-beam radar sensors, the generated local oscillator power is supplied to a transfer mixer. This transfer mixer typically sends out half of the power while the other half of the power serves as the reference signal for the mixer diodes. This transmission behavior is fixed due to the design. Multibeam radar sensors often work with four radar beams. In this case, for example, the two outer radar beam lobes can be lowered. To design this reduction adaptive or situational, would be desirable.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße balancierte Transfermischer mit einem Kopplerelement, welches auf einer Seite einen HF-Quellenport und einen Antennenport und auf der anderen Seite zwei Diodenports aufweist, zwei Mischerdioden, welche jeweils zwischen einen der Diodenports und eine HF-Masse geschaltet sind und Anpassnetzwerken, welche das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden umgesetzten Leistung zu der reflektierten und über den Antennenport durch eine Antenne abgestrahlten Leistung mittels einer kontrollierten Anpassung der Mi- scherdioden einstellen, wobei die Anpassnetzwerke elektronisch einstellbar ausgebildet sind, hat den Vorteil, dass die Diodenanpassung der Mischerdioden über die Anpassnetzwerke während des Betriebs elektronisch variiert werden kann und damit eine elektronische Einstellung der Transmission des Transfermischers bei sonst beibehaltenen Eigenschaften ermöglicht wird. Im Gegensatz zu bekannten balancierten Transfermischern, bei welchen die Diodenanpassung ein fest eingestellter Designparameter ist, ist dieser Parameter beim erfmdungsgemä- ßen balancierten Transfermischer variabel, wodurch eine elektronische, stufenlose Einstellbarkeit der Transmission implementiert werden kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Funktionalität des Mehrstrahlradarsensors derart erreicht, dass die Transfer- mischer für die äußeren Radarstrahlkeulen vom isolierenden in den transferierenden Zustand situationsbedingt elektronisch umgeschaltet oder Zwischenwerte der Transmission eingestellt werden können. Der erfindungsgemäße Transfermischer weist somit eine stufenlos variable oder diskret schaltbare Transmission auf. Durch eine Veränderung, d. h. Verbesserung oder Verschlechterung der Anpassung der Mischerdioden, wird entsprechend ein größerer oder kleinerer Teil der Lokaloszillatorleistung in den Mischerdioden umgesetzt und dadurch entsprechend mehr oder weniger Leistung reflektiert bzw. zur Antenne ausgesendet. Der Diodenmischer ist dementsprechend nach wie vor funktional. Im transmittierenden Zustand wird etwa die Hälfte der Leistung von den Mischerdioden reflektiert und zur Antenne geleitet.The balanced transfer mixer according to the invention comprises a coupler element having on one side an RF source port and an antenna port and on the other side two diode ports, two mixer diodes respectively connected between one of the diode ports and an RF ground, and matching networks representing the ratio between the power converted by the mixer diodes to the reflected power radiated through the antenna port through an antenna, by means of a controlled adjustment of the Setting shear diodes, the matching networks are formed electronically adjustable, has the advantage that the diode adjustment of the mixer diodes can be varied electronically via the matching networks during operation and thus an electronic adjustment of the transmission of the transfer mixer with otherwise maintained properties is possible. In contrast to known balanced transfer mixers, in which the diode adaptation is a fixed set design parameter, this parameter is variable in the inventive balanced transfer mixer, whereby an electronic, stepless adjustability of the transmission can be implemented. As a result, an increase in the functionality of the multi-beam radar sensor is advantageously achieved in such a way that the transfer mixers for the outer radar beam lobes can be electronically switched over from the insulating to the transferring state or intermediate values of the transmission can be set. The transfer mixer according to the invention thus has a continuously variable or discretely switchable transmission. By a change, ie improvement or deterioration of the adjustment of the mixer diodes, a larger or smaller part of the local oscillator power is converted accordingly in the mixer diodes and thereby reflected according to more or less power or emitted to the antenna. The diode mixer is accordingly still functional. In the transmissive state, about half of the power is reflected by the mixer diodes and conducted to the antenna.
Um eine elektronische Einstellbarkeit der Anpassnetzwerke zu erzielen, können die Kapazitäten der Anpassnetzwerke elektronisch einstellbar ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Anpassnetzwerke dazu Kapazitätsdioden aufweisen.In order to achieve electronic adjustability of the matching networks, the capacities of the matching networks can be designed to be electronically adjustable. It is advantageous if the matching networks have capacitance diodes for this purpose.
Eine diskret schaltbare Ausprägung zwischen Isolation und Transmission ist gegeben, wenn die Kapazitäten der Anpassnetzwerke durch den Einsatz von PIN-Dioden einstellbar ausgebildet sind bzw. als Kapazitätsdioden PIN-Dioden vorgesehen sind. Die PIN-Dioden stellen diskret schaltbare Kapazitäten dar, die zusammen mit der Anpasschaltung entweder für eine komplette Isolation oder eine völlige Transmission sorgen. Die Optimierung zwischen Isolati- on und Transmission kann über offene Stichleitungen in den Anpassnetzwerken erfolgen.A discrete switchable expression between isolation and transmission is given if the capacitances of the matching networks are designed to be adjustable by the use of PIN diodes or PIN diodes are provided as capacitance diodes. The PIN diodes represent discretely switchable capacitances which, together with the matching circuit, provide either complete isolation or complete transmission. Optimization between isolates on and transmission can take place via open spurs in the matching networks.
In vorteilhafter Weise können als stufenlos einstellbare Kapazitäten Varaktor-Dioden in den Anpassnetzwerken vorgesehen sein. Durch die elektronisch variable, stufenlos einstellbare Kapazität der Varaktor-Dioden kann dementsprechend eine stufenlose Anpassung realisiert werden. Diese stufenlos einstellbare Anpassung wiederum ermöglicht eine stufenlose, elektronische Einstellung der Transmission. Die offenen Stichleitungen ermöglichen auch hier wieder die Optimierung zwischen maximaler Isolation und maximaler Transmission.Advantageously, varactor diodes can be provided in the matching networks as infinitely variable capacitances. Due to the electronically variable, continuously variable capacitance of the varactor diodes, a stepless adjustment can accordingly be realized. This infinitely adjustable adaptation in turn allows a stepless, electronic adjustment of the transmission. The open stub lines again allow optimization between maximum isolation and maximum transmission.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kopplerelement als Branchline-Koppler ausgebildet ist. Aufgrund der Eigenschaften des Branchline- Kopplers verändern sich bei einer Änderung der Anpassung der Mischerdioden die Anpassung von Antennen- und Lokaloszillatorport nicht. Dies ist für die Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Transfermischers sehr bedeutend.In an advantageous embodiment of the invention can be provided that the coupler element is designed as a branchline coupler. Due to the characteristics of the Branchline coupler, changing the matching of the mixer diodes does not change the adaptation of the antenna and local oscillator ports. This is very important for the applicability of the transfer mixer according to the invention.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben.The following is an exemplary embodiment of the invention with reference to the drawing in principle.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Es zeigen: Figur 1 ein prinzipmäßiges Schaltbild eines erfindungsgemäßen balancierten Transfermischers;FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a balanced transfer mixer according to the invention;
Figur 2 ein vereinfachtes Schaubild einer Anpassung des erfindungsgemäßen balancierten Transfermischers; undFIG. 2 shows a simplified diagram of an adaptation of the balanced transfer mixer according to the invention; and
Figur 3 ein vereinfachtes Schaubild einer Transmission bzw. Isolation des erfmdungs- gemäßen balancierten Transfermischers. Ausführungsform der Erfindung3 shows a simplified diagram of a transmission or insulation of the erfmdungs- balanced balanced transfer mixer. Embodiment of the invention
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer balancierter Transfermischer dargestellt, welcher als Kopplerelement einen Branchline-Kopp ler 10 aufweist. Der Branchline-Koppler 10 weist vier in einer Rechteckkonfiguration miteinander verbundene Ports auf, nämlich einen HF- Quellenport 12, einen Antennenport 14 und zwei Diodenports 16, 18, von denen einer dem HF-Quellenport 12 und der andere dem Antennenport 14 gegenüberliegt.FIG. 1 shows a balanced transfer mixer according to the invention, which has a branch line coupler 10 as a coupler element. The branchline coupler 10 has four ports connected in a rectangular configuration, namely an RF source port 12, an antenna port 14, and two diode ports 16, 18, one facing the RF source port 12 and the other facing the antenna port 14.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist der balancierte Transfermischer des weiteren zwei baugleiche Mischerdioden 20, 22 auf, welche mit entgegen gesetzter Polung zwischen eine jeweilige HF-Masse 24, 26 und einen der Diodenports 16, 18 des Branchline-Kopp lers 10 geschaltet sind. Zwischen den Mischerdioden 20, 22 und den Diodenports 16, 18 sind jeweilige Anpassnetzwerke 28, 30 angeordnet. Die Anpassnetzwerke 28, 30 erlauben erfindungsgemäß eine e- lektronisch einstellbare Anpassung der Mischerdioden 20, 22, die an den Diodenports 16 und 18 wirksam wird. Dadurch wird das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden 20, 22 und den Anpassnetzwerken 28, 30 als Lokaloszillator-Referenzsignal umgesetzten Leistung zu der von den Mischerdioden 20, 22 und den Anpassnetzwerken 28, 30 reflektierten und ü- ber den Antennenport 14 durch eine Antenne 46 (strichpunktiert angedeutet) abgestrahlten Leistung eingestellt. Dieses Verhältnis bestimmt den Grad der Transmission des Transfermischers. Wird durch erhöhte Fehlanpassung mehr Leistung von den Mischerdioden 20, 22 und den Anpassnetzwerken 28, 30 reflektiert und weniger als Lokaloszillator -Referenzsignal umgesetzt, so steigt die Transmission des Transfermischers, da mehr Leistung abgestrahlt wird. Im umgekehrten Fall kann bei besserer Anpassung mehr Leistung zu den Mischerdioden 20, 22 gelangen und als Lokaloszillator-Referenzsignal umgesetzt werden. Dadurch sinkt die abgestrahlte Leistung und die Transmission des Transfermischers verringert sich.As can be seen from Figure 1, the balanced transfer mixer further comprises two identical mixer diodes 20, 22, which are connected with opposite polarity between a respective RF ground 24, 26 and one of the diode ports 16, 18 of the Branchline Kopp coupler 10. Between the mixer diodes 20, 22 and the diode ports 16, 18 respective matching networks 28, 30 are arranged. The matching networks 28, 30 allow according to the invention an e- lektronisch adjustable adaptation of the mixer diodes 20, 22, which is effective at the diode ports 16 and 18. As a result, the ratio between the power converted by the mixer diodes 20, 22 and the matching networks 28, 30 as a local oscillator reference signal to that reflected by the mixer diodes 20, 22 and the matching networks 28, 30 and via the antenna port 14 by an antenna 46 (dash-dotted lines indicated) radiated power set. This ratio determines the degree of transmission of the transfer mixer. If more power is reflected by the mixer diodes 20, 22 and the matching networks 28, 30 due to increased mismatch and converted less as a local oscillator reference signal, the transmission of the transfer mixer increases since more power is radiated. In the opposite case, with better adaptation, more power can reach the mixer diodes 20, 22 and be converted as a local oscillator reference signal. This reduces the radiated power and reduces the transmission of the transfer mixer.
Der HF-Quellenport 12 des Branchline-Kopp lers 10 ist über einen Leitungskoppler 32 bzw. eine DC-Trennung mit einer Leitung 34 verbunden, welche über einen Eingang 36 mit einer HF-Quelle, beispielsweise ein Oszillator 38 (strichpunktiert angedeutet), verbunden ist.The RF source port 12 of Branchline Kopp coupler 10 is connected via a line coupler 32 and a DC isolation connected to a line 34 which is connected via an input 36 to an RF source, such as an oscillator 38 (indicated by dash-dotted lines) connected.
Der Antennenport 14 des Branchline-Kopp lers 10 ist über einen weiteren Leitungskoppler 40 mit einer Leitung 42 verbunden, welche über einen Ein- und Ausgang 44 mit der Antenne 46 verbunden ist. Der Oszillator 38 und die Antenne 46 sind hier nur strichpunktiert angedeutet, da sie nicht Bestandteil des balancierten Transfermischers sind.The antenna port 14 of the Branchline Kopp coupler 10 is connected via a further line coupler 40 with a line 42 which is connected via an input and output 44 to the antenna 46. The oscillator 38 and the antenna 46 are indicated here only by dash-dotted lines, since they are not part of the balanced transfer mixer.
Ein von dem Oszillator 38 erzeugtes HF-Signal wird über die Leitung 34 dem HF-Quellenport 12 zugeführt und über die beiden Anpassnetzwerke 28, 30 an die Mischerdioden 20, 22 weitergeleitet. Je nach Abstimmung der Mischerdioden 20, 22 wird ein größerer oder kleinerer Teil dieses Signals reflektiert und über den Branchline-Kopp ler 10 in die Leitung 42 und schließlich in die Antenne 46 eingespeist.An RF signal generated by the oscillator 38 is supplied via the line 34 to the RF source port 12 and forwarded via the two matching networks 28, 30 to the mixer diodes 20, 22. Depending on the vote of the mixer diodes 20, 22, a larger or smaller part of this signal is reflected and fed through the Branchline Kopp ler 10 in the line 42 and finally into the antenna 46.
Ein von der Antenne 46 empfangenes HF-Signal gelangt über die Leitung 42 und den Branchline-Koppler 10 an die Mischerdioden 20, 22 und wird mit dem nicht reflektierten Anteil des über die Leitung 34 zugeführten HF-Signals zu einem Nutzsignal gemischt, welches an einem bekannten Nutzsignalabgriff 48 abgegriffen werden kann. Das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden 20, 22 umgesetzten Leistung zu der reflektierten und über die Antenne 46 abgestrahlten Leistung wird durch eine kontrollierte Anpassung der Mischerdioden 20, 22 über die Anpassnetzwerke 28, 30 eingestellt.An RF signal received by the antenna 46 passes via the line 42 and the branchline coupler 10 to the mixer diodes 20, 22 and is mixed with the non-reflected portion of the supplied via the line 34 RF signal to a useful signal which at a known Nutzsignalabgriff 48 can be tapped. The ratio between the power converted by the mixer diodes 20, 22 to the reflected power radiated by the antenna 46 is adjusted by a controlled adjustment of the mixer diodes 20, 22 via the matching networks 28, 30.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zur Optimierung des Arbeitspunktes der Mischerdioden 20, 22 für jede Mischerdiode 20, 22 eine Vorspannungszuführung 50 bzw. 52 vorge- sehen. Die optionalen Vorspannungszuführungen 50 und 52 sind symmetrisch zueinander aufgebaut und enthalten jeweils einen Tiefpassfilter. Sowohl Vorspannungszuführungen 50, 52 als auch der Nutzsignalabgriff 48 sind beispielsweise bereits in der DE 10 2006 017 175 Al beschrieben, weshalb nachfolgend nicht mehr näher darauf eingegangen wird. Erfindungsgemäß sind die Anpassnetzwerke 28, 30 elektronisch einstellbar ausgebildet. Sonach ist der balancierte Transfermischer mit den beiden Mischerdioden 20, 22 derart ausgelegt, dass die Diodenanpassung der Mischerdioden 20, 22 elektronisch variiert werden kann. Dementsprechend wird sowohl eine einfache und komfortable elektronische Umschaltmöglichkeit als auch eine variable Einstellmöglichkeit für die Transmission des balancierten Transfermischers geschaffen.In the present embodiment, a bias supply 50 or 52 are provided for optimizing the operating point of the mixer diodes 20, 22 for each mixer diode 20, 22. The optional bias leads 50 and 52 are symmetrical to each other and each includes a low pass filter. Both bias voltage supplies 50, 52 and the Nutzsignalabgriff 48 are already described for example in DE 10 2006 017 175 Al, which is why not discussed in more detail below. According to the invention, the matching networks 28, 30 are designed to be electronically adjustable. Accordingly, the balanced transfer mixer with the two mixer diodes 20, 22 is designed such that the diode adaptation of the mixer diodes 20, 22 can be varied electronically. Accordingly, both a simple and convenient electronic switching option and a variable adjustment for the transmission of the balanced transfer mixer is provided.
Anpassnetzwerke weisen üblicherweise offene Stichleitungen auf, über deren elektrische Länge die Schaltungskapazität fest eingestellt wird. In einfacher und vorteilhafter Weise wird nun, um die Anpassnetzwerke 28, 30 erfindungsgemäß elektronisch einstellbar auszubilden, die Kapazität der Anpassnetzwerke 28, 30 einstellbar ausgebildet. Die Kapazität variiert die Anpassung und somit sind als variable Kapazität, wie aus Figur 1 ersichtlich, Kapazitätsdioden 28a, 30a vorgesehen, so dass durch ein Anlegen einer Gleichspannung an diese Kapazi- tätsdioden 28a, 30a ein Einstellen der Anpassung der Mischerdioden 20, 22 ermöglicht wird. Die Kapazitätsdioden 28a, 30a können als PIN-Dioden oder als Varaktor-Dioden ausgeführt werden. PIN-Dioden ermöglichen ein diskretes Schalten zwischen Isolation und Transmission des Transfermischers. Varaktor-Dioden hingegen ermöglichen eine stufenlos einstellbare Transmission des Transfermischers. Die Kapazitätsdioden 28a, 30a sind für die einstellbare Anpassung nach einer bestimmten Zuleitungslänge unmittelbar nach dem Branchline-Koppler 10 angeordnet. Die Zuleitungslänge dient dazu, die schaltbare Transmission hinsichtlich der Frequenz zu zentrieren. Nach der Zuleitungslänge befinden sich noch vor den Kapazitätsdioden 28a, 30a HF-taugliche Trennkapazitäten bzw. DC-Trennungen 28b, 30b. Diese verhindern, dass zugeführter Gleichstrom, welcher zur Einstellung bzw. Ansteuerung der Kapazi- tätsdioden 28a, 30a vorgesehen ist, an die Mischerdioden 20, 22 gelangt. Danach ist eine Gleichspannungszuführung 28c, 30c für die Kapazitätsdioden 28a, 30a angeordnet, welche an deren Kathoden auf Masse liegen. Die Gleichspannungszuführung 28c, 30c ist über übliche HF-Filterstrukturen 28d, 30d gefiltert. Um die Ansteuerspannung, die über die Gleichspan- nungszuführungen 28c, 30c bzw. die HF-Filterstrukturen 28d, 3Od bereitgestellt wird, von der übrigen Schaltung zu entkoppeln, sind wie vorstehend bereits erwähnt, die Trennkapazitäten 28b, 30b vorgesehen. Wegen der hohen Barrierespannungen der Kapazitätsdioden 28a, 30a (typischerweise 1,2 V gegenüber 0,6 V bei den Mischerdioden 20, 22) ist sichergestellt, dass die Kapazitätsdioden 28a, 30a nicht mischen können, sondern tatsächlich nur die Kapazität schalten. Nach der Zuleitungslänge befinden sich offene Stichleitungen 28e, 30e. Die Länge dieser Stichleitungen 28e, 30e bestimmt das Maß der zuschaltbaren Transmission. Die Kapazitätsdioden 28a, 30a werden nun gleichzeitig vom gesperrten Zustand (0 V) in den leitenden Zustand (5 V), insbesondere über einen 5 kOhm- Vorwiderstand (nicht näher dargestellt), ge- schaltet. Dadurch verändern die Kapazitätsdioden 28a, 30a ihre Phase, welches einer Kapazitätsänderung entspricht. Damit ergibt sich bei geeigneter Auslegung eine Verbesserung der Anpassung der Mischerdioden 20, 22. Diese verbesserte Anpassung bedeutet, dass mehr Oszillatorleistung in den Mischerdioden 20, 22 umgesetzt wird und weniger ausgesendet bzw. reflektiert wird. Durch die Eigenschaften des Branchline-Kopp lers 10 ändern sich weiterhin nicht die Anpassung von Antennenport 14 und Oszillatorport bzw. HF-Quellenport 12. Dies ist maßgebend für die Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen balancierten Transfermischers.Matching networks usually have open stub lines, over whose electrical length the circuit capacity is fixed. In a simple and advantageous manner, to form the matching networks 28, 30 according to the invention electronically adjustable, the capacity of the matching networks 28, 30 is designed adjustable. The capacitance varies the adaptation and thus capacitance diodes 28a, 30a are provided as a variable capacitance, as shown in FIG. 1, so that adjustment of the adjustment of the mixer diodes 20, 22 is made possible by applying a DC voltage to these capacitance diodes 28a, 30a , The capacitance diodes 28a, 30a can be implemented as PIN diodes or as varactor diodes. PIN diodes enable a discrete switching between isolation and transmission of the transfer mixer. Varactor diodes, on the other hand, allow infinitely adjustable transmission of the transfer mixer. The capacitance diodes 28a, 30a are arranged for adjustable adjustment after a certain supply length immediately after the branchline coupler 10. The supply line length serves to center the switchable transmission in terms of frequency. After the supply line length, HF-capable separation capacitances or DC separations 28b, 30b are still in front of the capacitance diodes 28a, 30a. These prevent the supplied direct current, which is provided for setting or activating the capacitance diodes 28a, 30a, from reaching the mixer diodes 20, 22. Thereafter, a DC voltage supply 28c, 30c for the capacitance diodes 28a, 30a are arranged, which are at the cathode to ground. The DC voltage supply 28c, 30c is filtered through conventional RF filter structures 28d, 30d. To the drive voltage, which is connected via the DC bus As already mentioned, the separating capacitances 28b, 30b are provided, as already mentioned, in order to decouple the remaining supply circuits 28c, 30c or the HF filter structures 28d, 30d. Because of the high barrier voltages of the capacitance diodes 28a, 30a (typically 1.2 V versus 0.6 V in the mixer diodes 20, 22), it is ensured that the capacitance diodes 28a, 30a can not mix but in fact only switch the capacitance. After the supply line there are open stubs 28e, 30e. The length of these branch lines 28e, 30e determines the extent of the switchable transmission. The capacitance diodes 28a, 30a are now simultaneously switched from the blocked state (0 V) to the conducting state (5 V), in particular via a 5 kOhm series resistor (not shown in greater detail). As a result, the capacitance diodes 28a, 30a change their phase, which corresponds to a capacitance change. This results in a suitable design, an improvement in the adjustment of the mixer diodes 20, 22. This improved adaptation means that more oscillator power is implemented in the mixer diodes 20, 22 and is less emitted or reflected. Due to the characteristics of the branch line coupler 10, the adaptation of antenna port 14 and oscillator port or RF source port 12 does not change. This is decisive for the applicability of the balanced transfer mixer according to the invention.
In den Figuren 2 und 3 sind simulierte Charakteristika eines derartigen balancierten Transfermischers mit einstellbarer Transmission dargestellt. Als Kapazitätsdioden 28a, 30a wurden dabei Varaktor-Dioden eingesetzt. In Figur 2 ist auf der horizontalen Achse die Frequenz in Gigahertz und auf der vertikalen Achse die Anpassung in Dezibel aufgetragen. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ändert sich die Anpassung des balancierten Transfermischers mit dem stufenlosen Einstellen der Transmission kaum. Dies wird durch den Einsatz des Branchline-Kopplers 10 ermöglicht, der seine Anpassung an den Ports 12 und 14 als Funktion der Lasten an den Diodenports 16 und 18 nicht ändert, sofern die Anpassungen an den Diodenports 16 und 18 nur identisch sind. In Figur 3 ist die relative Änderung der Transmission des balancierten Transfermischers als Funktion der Zuleitungslänge zu erkennen. Dabei ist auf der horizontalen Achse wiederum die Frequenz in Gigahertz und auf der vertikalen Achse die einstellbare Isolation in Dezibel aufgetragen. Die Zuleitungslänge ist äquivalent zu einer einstellbaren Kapazität über die Kapazitätsdioden 28a, 30a. Die dargestellten Isolationskurven Kl bis K6 (0 dB entspricht dabei einervölligen bzw. kompletten Transmission) entsprechen also ebenfalls einer über eine Spannung an 28c und 30c einstellbaren Kapazität. Die offenen Stichlei- tungen 28e, 30e wurden bereits derart ausgelegt, dass die Frequenz zentriert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mit einer geeigneten Zuleitungslänge von ca. 50 bis 60 % elektrischer Länge, bzw. einer äquivalent einstellbaren Kapazität eine zuschaltbare Dämpfung von ca. 20 dB zu erreichen. Die Grundtransmission beträgt dabei ca. 4 dB. Die Isolationskurve Kl weist eine elektrische Länge von 0° auf. Die Isolationskurve K2 entsteht bei 33,3° elektrischer Länge. Die Isolationskurve K3 entsteht bei 40° elektrischer Länge, während die Isolationskurven K4, K5 und K6 elektrische Längen von 46,6°, 53,3° und 60° repräsentieren. Diese e- lektrischen Längen sind ebenfalls elektronisch über die variablen Kapazitätsdioden 28a, 30a einstellbar. Über unterschiedliche Bestromungen der Kapazitätsdioden 28a, 30a werden unterschiedliche Reflektionskoeffizienten der Mischerdioden 20, 22 erreicht.Shown in Figures 2 and 3 are simulated characteristics of such a balanced transfer mixer with adjustable transmittance. Varactor diodes were used as capacitance diodes 28a, 30a. In Figure 2, the frequency in gigahertz is plotted on the horizontal axis and the adjustment in decibels on the vertical axis. As can be seen from FIG. 2, the adaptation of the balanced transfer mixer with the continuous setting of the transmission hardly changes. This is made possible by the use of branchline coupler 10, which does not change its match on ports 12 and 14 as a function of the loads on diode ports 16 and 18 unless the adjustments to diode ports 16 and 18 are identical. FIG. 3 shows the relative change in the transmission of the balanced transfer mixer as a function of the supply line length. Again, the frequency is in gigahertz on the horizontal axis and the adjustable one on the vertical axis Insulation applied in decibels. The lead length is equivalent to an adjustable capacitance across the capacitance diodes 28a, 30a. The illustrated insulation curves K1 to K6 (0 dB corresponds to a total or complete transmission) thus also correspond to a voltage which can be set via a voltage at 28c and 30c. The open spurs 28e, 30e have already been designed so that the frequency is centered. In the present exemplary embodiment, a switchable attenuation of approximately 20 dB can be achieved with a suitable lead length of approximately 50 to 60% electrical length, or an equivalently adjustable capacitance. The basic transmission is approx. 4 dB. The isolation curve Kl has an electrical length of 0 °. The insulation curve K2 arises at 33.3 ° electrical length. The isolation curve K3 is formed at 40 ° electrical length, while the isolation curves K4, K5 and K6 represent electrical lengths of 46.6 °, 53.3 ° and 60 °. These electrical lengths are also electronically adjustable via the variable capacitance diodes 28a, 30a. Via different energizations of the capacitance diodes 28a, 30a, different reflection coefficients of the mixer diodes 20, 22 are achieved.
Der erfindungsgemäße Transfermischer mit schaltbarer Transmission kann nun in vorteilhafter Weise in einem monostatischen Radarsensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, im Rahmen des Mischersystems eingesetzt werden. Durch die elektronisch schaltbare Transmission kann beispielsweise die Funktionalität eines Mehrstrahlradarsensors, beispielsweise mit vier Strahlen, erhöht werden, indem z. B. situationsbedingt die beiden äußeren Radarstrahlen abgesenkt werden, wenn der zugehörige Transfermischer vom transferierenden in den isolierenden Zustand umgeschaltet wird.The transfer mixer according to the invention with switchable transmission can now be advantageously used in a monostatic radar sensor, in particular for a motor vehicle, in the context of the mixer system. By electronically switchable transmission, for example, the functionality of a Mehrstrahlradarsensors, for example with four beams can be increased by z. B. depending on the situation, the two outer radar beams are lowered when the associated transfer mixer is switched from the transferring to the insulating state.
Derartige monostatische Radarsensoren mit erfindungsgemäßen balancierten Transfermi- schern können insbesondere auch bei adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Such monostatic radar sensors with balanced transfer mixers according to the invention can also be used in particular in adaptive speed control devices for motor vehicles.

Claims

Patentansprüche claims
1. Balancierter Transfermischer mit einem Kopplerelement (10), welches auf einer Seite einen HF-Quellenport (12) und einen Antennenport (14) und auf der anderen Seite zwei Diodenports (16,18) aufweist, zwei Mischerdioden (20,22), welche jeweils zwischen einen der Diodenports (16,18) und eine HF-Masse (24,26) geschaltet sind, und Anpassnetzwerken (28,30), welche das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden (20,22) umgesetzten Leistung zu der reflektierten und über den Antennenport (14) durch eine Antenne (46) abgestrahlten Leistung mittels einer kontrollierten Anpassung der Mischerdioden (20,22) einstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassnetzwerke1. Balanced transfer mixer with a coupler element (10) having on one side an RF source port (12) and an antenna port (14) and on the other side two diode ports (16, 18), two mixer diodes (20, 22), each connected between one of the diode ports (16, 18) and an RF ground (24, 26), and matching networks (28, 30) which reflect the ratio between the power converted by the mixer diodes (20, 22) to that and adjust power radiated via the antenna port (14) by an antenna (46) by means of a controlled adaptation of the mixer diodes (20, 22), characterized in that the matching networks
(28,30) elektronisch einstellbar ausgebildet sind.(28,30) are designed electronically adjustable.
2. Balancierter Transfermischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitäten der Anpassnetzwerke (28,30) einstellbar ausgebildet sind.2. Balanced transfer mixer according to claim 1, characterized in that the capacities of the matching networks (28,30) are adjustable.
3. Balancierter Transfermischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassnetzwerke Kapazitätsdioden (28a,30a) aufweisen.3. Balanced transfer mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the matching networks capacitance diodes (28a, 30a).
4. Balancierter Transfermischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Kapa- zitätsdioden (28a,30a) Varaktor-Dioden vorgesehen sind.4. Balanced transfer mixer according to claim 3, characterized in that as capacitance diodes (28a, 30a) varactor diodes are provided.
5. Balancierter Transfermischer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kapazitätsdioden (28a,30a) PIN-Dioden vorgesehen sind.5. Balanced transfer mixer according to claim 3 or 4, characterized in that PIN diodes are provided as capacitance diodes (28a, 30a).
6. Balancierter Transfermischer nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassnetzwerke (28,30) offene Stichleitungen (28e,30e) aufweisen.6. Balanced transfer mixer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the matching networks (28, 30) have open branch lines (28e, 30e).
7. Balancierter Transfermischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass das Kopplerelement als Branchline-Koppler (10) ausgebildet ist. 7. Balanced transfer mixer according to one of claims 1 to 6, characterized net, that the coupler element is designed as a branchline coupler (10).
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