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3 Untersuchung von Antennenmodulen in Ziegelarchitektur
In Abbildung 3.34 sind die Ergebnisse von 16 Chipsatzmessungen eines vollständig bestückten Moduls
dargestellt, diesmal aufgenommen über einen weiteren Frequenzbereich.
Konversionsgewinn [dB]
20
10
0
−10
−20
28 29 30 31
Frequenz [GHz]
Abbildung 3.34: Konversionsgewinn von 16
Chipsätzen eines Antennenmoduls.
Die Schwankungen des Konversionsgewinns zwischen 29,5 GHz und 30 GHz liegen unterhalb von
3 dB, und das Spiegelfrequenzsignal wird mit mindestens 17 dB - meistens mehr als 20 dB - unterdrückt.
Es gibt eine Überhöhung bei der LO-Frequenz von 28,88 GHz, was jedoch der Messmethode
zu schulden ist. Wenn die LO-Frequenz konstant gehalten und die ZF verstimmt wird, ist bei dem
Messwert nahe 28,88 GHz die ZF fast Null, weshalb die Isolation des LO-Signals des subharmonischen
Mischers sehr gering ausfällt. Bei der eigentlichen ZF von 870 MHz erhält man eine LO-zu-
HF-Isolation von 20 dB oder mehr.
Es bleibt festzuhalten, dass die ausgewählten Chipsätze inklusive der entworfenen IR-Filter gut funktionieren
und auch die Schwankungen untereinander gering ausfallen.
3.3.5 LO-Netzwerk
In den ersten beiden Projektphasen von Santana [35, 41] wurden sowohl für die Empfangsantennen
bei 20 GHz als auch für die Sendeantennen bei 30 GHz Leistungsteiler in Form von einstufigen λ/4-
Transformatoren [42] eingesetzt, um die Netzwerke für die Verteilung des LO-Signals zu realisieren.
Diese Art von Netzwerken kann einfach und platzsparend in Streifenleitungstechnik umgesetzt
werden. Da keine weiteren passiven Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren oder Spulen
benötigt werden, können λ/4-Transformatoren zudem mit den inneren Lagen mehrlagiger Leiterkarten
aufgebaut werden, was auch in [35,41] der Fall war. Allerdings hat diese Art von Netzwerken
auch zwei entscheidende Nachteile: unsymmetrische Netzwerke sind schwierig zu realisieren und
eine Fehlanpassung an einem Ausgangstor kann sich auf die Charakteristik des ganzen Netzwerks
auswirken.
Um die besprochenen Probleme bei der Verteilung der LO-Signale von vornherein so klein wie
möglich zu halten, werden für die aktiven Antennen in der Ziegelarchitektur Wilkinson-Teiler [79]
eingesetzt. Ein einstufiger Wilkinson-Teiler für eine Verteilung eines Signals von einem auf zwei
Tore besteht aus zwei λ/4-Transformatoren und einem Widerstand R (siehe Abbildung 3.35a). Falls
die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen identisch sind (Z 0 ) und die Leistung gleichmäßig auf beide
Ausgänge verteilt werden soll, so ist die Impedanz der Transformationsleitungen Z T = √ 2Z 0 . In
Abbildung 3.35b ist eine maßstabsgetreue Realisierung eines Wilkinson-Teilers für 14,4 GHz und
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