(57)【要約】本発明は、平衡型直列ミキサであって、一方に高周波源ポート（１２）およびアンテナポート（１４）他方に２つのダイオードポートを有する平衡不平衡変成器（１０）と、ダイオードポート（１６、１８）のうちの１つと高周波グランド（２４、２６）との間でその都度切り替えられている２つのダイオード(２０、２２)と、アンテナポート（１４）を介して供給された高周波信号と高周波源ポート（１２）を介して供給された高周波信号部分とから成る、ダイオードにより生成された混合信号、のための有効信号検出装置(４８)と、を備える平衡型直列ミキサにおいて、ダイオード（２０、２２）が、高周波グランド（２４、２６）側に接続されたバイアス電圧導線（５０、５２）を介してバイアスがかけられており、かつ、ダイオードが、信号検検出装置（４８）と、高周波源ポート（１２）およびアンテナポート（１４）に接続されている導体(３４、４２)とに直流が流れないようにしており、両バイアス電圧導線（５０、５２）が互いに対称的に構成されたローパスフィルタ（５４）を有することを特徴とする、平衡型直列ミキサに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平衡型直列ミキサであって、一方に高周波源ポート（１２）およびアンテナポート（１４）、他方に２つのダイオードポート（１６、１８）を有する平衡不平衡変成器（１０）と、前記ダイオードポート（１６、１８）のうちの１つと高周波グランド（２４、２６）との間でその都度切り替えられている２つのダイオード（２０、２２）と、前記アンテナポート（１４）を介して供給された高周波信号と前記高周波源ポート（１２）を介して供給された高周波信号部分とから成る、前記ダイオードにより生成された混合信号のための有効信号検出装置（４８）と、を備える平衡型直列ミキサにおいて、
各前記ダイオード（２０、２２）は、前記高周波グランド（２４、２６）側に接続されたバイアス電圧導線（５０、５２）を介してバイアスが掛けられており、かつ、前記ダイオードは、前記信号検出装置（４８）と、前記高周波源ポート（１２）と、前記アンテナポート（１４）に接続されている導体（３４、４２）とに直流を流さないようにしており、各前記バイアス電圧導線（５０、５２）は互いに対称的に構成されたローパスフィルタ（５４）を有することを特徴とする、平衡型直列ミキサ。
【請求項２】
前記高周波源ポート（１２）および前記アンテナポート（１４）は、直流を遮断するために、１／４波長・導体結合器（３２、４０）を介して、付属する導体（３４、４２）へと接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の直列ミキサ。
【請求項３】
前記有効信号検出装置（４８）は、直列キャパシタンス部（６６）によって、前記ダイオード（２４、２６）から直流が流れないように遮断されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の直列ミキサ。
【請求項４】
前記有効信号検出装置（４８）は、前記直列キャパシタンス部（６６）を介して、前記平衡不平衡変成器（１０）の前記アンテナポート（１４）と接続されていることを特徴とする、請求項３に記載の直列ミキサ。
【請求項５】
前記ローパスフィルタ（５４）は、ＲＣ回路によって形成され、前記ＲＣ回路の抵抗器（５８）が、同一の抵抗値を有し、前記ダイオード（２０、２２）のバイアス電圧を定めることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の直列ミキサ。
【請求項６】
前記バイアス電圧導線（５０、５２）に対して、逆方向に、同一の直流電圧（Ｖ１、Ｖ２）が印加されることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の直列ミキサ。
【請求項７】
前記平衡不平衡変成器（１０）は、直交結合器に相当することを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の直列ミキサ。
【請求項８】
前記ダイオード（２４、２６）と前記ダイオードポート（１６、１８）との間に、調整回路（２８、３０）が組み込まれていることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の直列ミキサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平衡型直列ミキサであって、一方に高周波源ポートおよびアンテナポート、他方に２つのダイオードポートを有する平衡不平衡変成器と、ダイオードポートのうちの１つと高周波グランドとの間でその都度切り替えられている２つのダイオードと、アンテナポートを介して供給された高周波信号と前記高周波源ポートを介して供給された高周波信号部分とから成る、ダイオードにより生成された混合信号、のための有効信号検出装置と、を備える平衡型直列ミキサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の直列ミキサは、西独国特許第１９６１０８５０号明細書において開示されている。
【０００３】
このような直列ミキサは、例えば車両における間隔警告システムおよび制御システムのためのレーダセンサ等において使用される。モノスタティックアンテナ構想のレーダセンサの場合、１つの同一のアンテナが、レーダ信号の送信、およびレーダ反射波の受信のために使用されている。その際、直列ミキサは、高周波源ポートを介して供給された信号をアンテナへと転送し、同時に、アンテナにより受信された信号と、高周波源ポートを介して供給された信号部分とを混合する役目を果たす。混合信号は、中間周波数信号であり、その周波数は、送信信号と受信信号との間の周波数の差異を示している。この中間周波数信号は、送信信号がレーダ目標物で反射される際に生じるドップラー偏移についての情報、および、レーダ目標物の相対速度についての情報、並びに、ＦＭＣＷレーダの場合のように、送信された信号の周波数がランプ状に変調されている際に限り、レーダ信号の往復時間についての情報、およびレーダ目標物までの間隔についての情報も伝達する。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２３５３３８号明細書において、この使用目的のために、非平衡型ミキサが記載されている。非平衡型ミキサは、高周波数を混合するための非線形ダイオードを有している。この（非平衡型）ミキサの場合、有効信号検出装置を介して、ダイオードにバイアスをかけるための直流電圧（バイアス電圧）が供給される。従って、ダイオードの動作点が最適化されることが可能である。このことは、高周波信号が、ダイオードの自己バイアスには足りない比較的小さい電力である場合に、有利である。
【０００５】
しかし、その一方で、このような非平衡型ミキサは、高周波信号内に含まれる増幅変調雑音も復調するので、有効信号の質が損なわれる、という短所がある。従って、それにもかかわらず十分に低雑音の有効信号を獲得するために、導波路を備えるガン発振器等の、極めて低雑音の高周波源を使用する必要がある。しかし、このような発振器は、比較的費用が掛かる上に、複雑な調整工程を要するので、製造コストが更に上がる。
【０００６】
従って、費用の観点から、ガン発振器の代わりに公知のＭＭＩＣ発振器（モノリシックマイクロ波集積回路／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を使用するのが、有利であることが予想される。しかし、このＭＭＩＣ発振器は、増幅変調雑音が比較的高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、低電力の高周波源に接続して使用可能である一方、増幅変調雑音の効果的な抑制を可能にする平衡型直列ミキサを創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、明細書の冒頭で挙げた形態の平衡型直列ミキサによって、すなわち、各ダイオードが高周波グランド側に接続されたバイアス電圧導線を介してバイアスがかけられており、かつ、ダイオードが、有効信号検出装置と、高周波源ポートおよびアンテナポートに接続されている導体とに直流が流れないようにしており、両バイアス電圧導線が互いに対称的に構成されたローパスフィルタを有する、平衡方直列ミキサによって、解決される。
【０００９】
バイアス電圧導線は、両ダイオードがすでに待機状態において独自の最適な動作点の近傍で作動するように、両ダイオードにバイアスをかけることを可能にする。従って、高周波源から供給される比較的小さい電力によって、ダイオードの最適な動作点が達成される。ローパスフィルタは、短絡、または、バイアス電圧導線を介する有効信号の減衰を防止する。有効信号検出装置、ならびに、高周波源およびアンテナも、ダイオードによって、直流が流れないように遮断されているので、２つのダイオードのうちの１つを介して供給されるバイアス直流が、完全に他方のダイオードを介して再度流出する。従って、両ダイオードには、同一の電流が貫流することが保障される。従って、両バイアス電圧導線内のローパスフィルタの対称的な構成に関連して、平衡型ミキサの対称性が妨げられないことが保障される。これは、増幅変調雑音が効果的に抑制されるための決定的な条件である。
【００１０】
従って、本発明に基づくミキサがレーダセンサ等で使用される場合に、高周波源として、費用が安価で、低電力のＭＭＩＣ発振器を使用し、それにもかかわらず、高品質で、特に低雑音の有効信号を獲得することが可能である。
【００１１】
この適用の場合、アンテナポートは、レーダセンサのアンテナに接続されており、そこから「アンテナポート」という名称が由来している。しかし、このことによって、本発明の適用範囲が、アンテナが実際にこの（アンテナ）ポートに接続されているケースに制限されない。
【００１２】
本発明の好適な実施形態は、特許請求の範囲に記載の従属請求項で記載されている。
【００１３】
有効信号検出装置への直流の遮断は、特に、直列キャパシタンス部を介して行われる。
【００１４】
ミキサと、高周波源ポートおよびアンテナポートに接続された高周波導体との間の直流を遮断するために、特に、１／４波長・導体結合器が使用される。
【００１５】
両バイアス電圧導線内の対称的に構成されたローパスフィルタは、特にＲＣ回路に相当し、ＲＣ回路の対称的に調整された抵抗器は、同時にバイアス電圧の調整を許可する。
【００１６】
平衡不平衡変成器は、特にストリップ線路技術において実現されており、ラットレースカプラまたは直交結合器によって形成可能である。ダイオードは、特に、ダイオードの厳密な同調または制御された離調を許可する調整回路を介して、平衡不平衡変成器と接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示される平衡型直列ミキサは、平衡不平衡変成器１０を有している。示される例において、平衡不平衡変成器１０は、ストリップ線路技術で構成される直交結合器によって形成されている。この平衡不平衡変成器１０は、図２に再度拡大図が示されているが、方形の配置において相互に接続される４つのポートを有している。すなわち、高周波源ポート１２、アンテナポート１４、および２つのダイオードポート１６、１８を有しており、ダイオードポートの一方が高周波源ポート１２の向かい側に、さらにダイオードポートの他方がアンテナポート１４の向かい側にある。
【００１８】
図１に示されるミキサはさらに、２つの同一構成の非線形ダイオード２０、２２を有している。ダイオード２０、２２は、反対の極性によって、各高周波グランド２４、２６と、平衡不平衡変成器１０のダイオードポート１６、１８の一方との間で切り替えられる。ダイオードと、ダイオードポートとの間に、各調整回路２８、３０が組み込まれている。
【００１９】
平衡不平衡変成器１０の高周波源ポート１２は、１／４波長・導体結合器３２を介して、導体３４と接続されている。導体３４は、入力口３６を介して、ＭＭＩＣ発振器３８等の高周波源と接続されている。
【００２０】
平衡不平衡変成器１０のアンテナポート１４は、更なる別の１／４波長・導体結合器４０を介して、導体４２と接続されている。導体４２は、入力および出力口４４を介して、アンテナ４６と接続されている。ＭＭＩＣ発振器３８およびアンテナ４６はミキサの構成要素ではないため、ここでは点線で示されている。
【００２１】
直交結合器として構成された平衡不平衡変成器１０は、両ダイオードポート１６、１８に同一のインピーダンスが与えられる場合に、独自の高周波源ポート１２およびアンテナポート１４に対して調整されるという特性を有している。この調整は、ここでは、ダイオード２０、２２によって達成される。
【００２２】
ＭＭＩＣ発振器３８により生成される高周波信号は、導体３４を介して高周波源ポート１２に供給され、両方の調整回路２８、３０を介して、ダイオード２０、２２へと転送される。ダイオード２２、２４の同調に応じて、この（高周波）信号の大部分または小部分が反射され、平衡不平衡変成器１０を介して導体４２に、さらに最終的にアンテナ４６に供給される。
【００２３】
アンテナ４６により受信された高周波信号は、導体４２および平衡不平衡変成器１０を介して、ダイオード２０、２２に到達し、導体３４を介して供給された高周波信号の反射されていない部分と混合され、有効信号となる。有効信号は、有効信号検出装置４８において検出することが可能である。ダイオードにより変換された電力と、反射されアンテナ４６を介して放出された電力との比率は、ダイオード２０、２２の制御された不整合によって調整される。
【００２４】
ダイオード２０、２２の動作点を最適化するために、各ダイオードについて、バイアス電圧導線５０または５２が設けられている。バイアス電圧導線５０および５２は、厳密に対称的に互いに構成されており、それぞれローパスフィルタ５４を含んでいる。
【００２５】
ダイオード２０のバイアス電圧導線５０の場合、バイアス電圧接続口５６に、直流電圧Ｖ１が加えられている。このバイアス電圧接続口は、ローパスフィルタ５４の抵抗器５８を介して、および、高周波数遮断器としての役目を果たすフィルタ６０を介して、高周波グランド２４と接続されている。ローパスフィルタ５４は、ＲＣ回路によって形成される。ＲＣ回路は抵抗器５８の他に、キャパシタンス部６２を有している。キャパシタンス部６２は、高周波グランドと接続された抵抗器５８の極と、直流グランド６４との間で切り替えられている。
【００２６】
ダイオード２２のバイアス電圧導線５２は、同一の構成をしており、直流電圧接続口５６に直流電圧Ｖ２を加える。その際、特に、Ｖ２＝−Ｖ１となる。
【００２７】
有効信号検出装置４８は、ダイオード２０、２２によって変調された有効信号を検出するために、更なる別のＲＣ回路６８の直列キャパシタンス部６６を介して、および、高周波遮断器としての役目を果たすフィルタ７０を介して、平衡不平衡変成器１０のアンテナポート１４と接続されている。
【００２８】
ダイオード２０、２２は、ＭＭＩＣ発振器３８により伝達された高周波電力と結合されて独自の最適な動作点に達するように、同一の抵抗値を有する抵抗器５８によってバイアスが掛けられる。その際、ローパスフィルタ５４は、バイアス電圧導線５０および５３を介する、中間周波数信号に当たる有効信号の流出を防止する。
【００２９】
ＲＣ回路６８は、直列キャパシタンス部６６の他に、グランドに対して切り替えられた抵抗器７２を含んでいる。さらに、独自の直列キャパシタンス部６６によって、有効信号検出装置４８を介する、バイアス電圧導線５０および５２によって供給された直流の流出を防止する。同様に、１／４波長・導体結合器３２、４０は、導体３４および４２を介する、直流の流出を防止する。従って、両ダイオード２０および２２には、常に同一の電流が貫流することが保障されている。
【００３０】
フィルタ６０および７０は、ダイオード電圧導線５０および５２、または有効信号検出器４８を介する、高周波信号の流出を防止する。
【００３１】
ローパスフィルタ５４の対照的な構成によって、ダイオード２０と２２との間の完全な対称性が保障されている。従って、ミキサは、平衡型ミキサとして機能し、高周波信号に含まれる増幅変調雑音等を効果的に抑制する。
【００３２】
適切な条件下において、記載された構成によって、５０ｄＢまでの増幅変調雑音の抑制が達成される。それに対して、両ローパスフィルタ５４の１つにおいて、抵抗器５８および／または直流グランド６４への容量結合が考慮されない場合、１０ｄＢの抑制となる。直流電圧Ｖ１およびＶ２の合計は、これに対して、増幅変調雑音の抑制に対して僅かに作用する。従って、例えば、この２つの電圧のうちの１つを０に設定し、従って両極からの電圧供給を止めることも可能である。
【００３３】
発振器の電力）の比較的広い範囲において、増幅変調雑音の抑制、およびＡＭ（振幅）／ＦＭ（周波数）変調がほぼ一定に行われることが、ダイオード２０および２２の適切なバイアス電圧によって、一般的に達成される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に基づく直列ミキサの回路図を示している。
【図２】図１に基づく直列ミキサ内の平衡不平衡変成器の拡大図を示している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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