DE4017625C2

DE4017625C2 - Mikrowellen-Antwortsender

Info

Publication number: DE4017625C2
Application number: DE4017625A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Haruyama; Fusao Sekiguchi; Yoshikazu Kawashima; Ko Ishikawa
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Azbil Corp; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yamatake-Honeywell Co Ltd Yokowo Co Ltd Tok
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2010-06-01
Also published as: DE4017625A1; GB2234141B; FR2648644B1; GB9011366D0; FR2648644A1; CA2017511A1; JPH036481A; GB2234141A; CA2017511C; US5119099A; JP2533800B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellen-Antwortsender gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiger Mikrowellen- Antwortsender ist aus der FR 2 569 321 bekannt.

In den letzten Jahren wurde ein Kommunikationssystem vorgeschlagen, bei dem ein Antwortsender von einer Person getragen oder an einem beweglichen Gegenstand befestigt wird, eine geeignete Information im Antwortsender gespeichert wird, eine Mikrowellenschwingung von einem stationären Funksender zum Antwortsender übertragen wird und der Antwortsender die Mikrowellenschwingung empfängt und eine Antwortsignalwelle aussendet, die mit einem Antwortsignal moduliert ist. Entsprechend der im Antwortsender gespeicherten Information kann der Antwortsender als Kennkarte, Fahrerlaubnis, Spezifikations- bzw. Datenbeschreibung in einem Fabrikationsprogramm usw. verwendet werden. Da das Kommunikationssystem die empfangene Mikrowellenschwingung als Trägerwelle der Antwortsignalwelle verwendet, benötigt der Antwortsender selbst keine Oszillatorschaltung, so daß der Leistungsverbrauch des Antwortsenders sehr gering sein kann.

Wird somit die elektrische Leistung der empfangenen Mikrowellenschwingung in eine Gleichstromleistung umgewandelt, um als Betriebsstromquelle zu dienen, ist es nicht erforderlich, daß in dem Antwortsender eine Batterie eingebaut ist oder dieser über Kabel mit einem externen Wechselstromnetz in Verbindung gebracht wird.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines konventionellen Mikrowellen- Antwortsenders, der eine Mikrowellenschwingung empfängt, diese mit einem Antwortsignal phasenmoduliert und die modulierte Mikrowellenschwingung als Antwortsignalwelle in dem oben beschriebenen Kommunikationssystem zurücksendet.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist ein rechteckiger Mikrostreifen-Resonator 1 vorgesehen, dessen eine Seite eine Länge aufweist, die der der Hälfte der Wellenlänge X der zu empfangenden Mikrowellenschwingung entspricht. Dieser Mikrostreifen- Resonator 1 ist auf einem Substrat (nicht gezeigt) mit geringer Dielektrizität angeordnet, auf dessen unterer Fläche eine Erdungsplatte vorgesehen ist. Mit dem zentralen Teil einer Seite des Resonators 1 steht eine Mikrostreifenleitung 2 in Verbindung, deren Länge größer als λ/2 ist. Eine kurzschließende Blind- bzw. Stichleitung 4 ist über einen Transistor 3 an einer Stelle der Mikrostreifenleitung 2 angeschlossen, die vom freien Ende der Mikrostreifenleitung 2 einen Abstand von λ/2 aufweist, so daß der Transistor 3 in Erwiderung auf ein Antwortsignal in den EIN/AUS-Zustand geschaltet wird.

Befindet sich bei dieser Anordnung der Transistor 3 im AUS- Zustand, so wird die vom Mikrostreifen-Resonator 1 empfangene Mikrowellenschwingung vom freien Ende der Mikrostreifenleitung 2 reflektiert und wieder vom Mikrostreifen-Resonator 1 abgestrahlt. Falls sich der Transistor 3 im EIN-Zustand befindet, so wird die Mikrostreifenleitung 2 an derjenigen Stelle, an der der Transistor 3 angeschlossen ist, kurzgeschlossen. Dadurch wird die Mikrowellenschwingung dieser Stelle reflektiert und vom Mikrostreifen-Resonator 1 mit einer Phasenverschiebung von 90° wieder abgestrahlt. Auf diese Art und Weise wird die wirksame Länge der Mikrostreifenleitung 2 zum Reflektieren der empfangenen Mikrowellenschwingung mit Hilfe eines Antwortsignals geschaltet, wobei die empfangene Mikrowellenschwingung phasenmoduliert und als Antwortsignal zurückgesandt wird.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten konventionellen Mikrowellen- Antwortsender stehen der Mikrostreifen-Resonator 1 und die Mikrostreifenleitung 2 miteinander so in Verbindung, daß die gesamte Länge größer als die Wellenlänge einer zu empfangenden Mikrowellenschwingung ist; d. h. der Mikrowellen-Antwortsender weist große Abmessungen auf, so daß Bedarf an einem kompakten Antwortsender besteht.

Die vom Antwortsender zurückgesandte Antwortsignalwelle besitzt eine sehr geringe elektrische Feldstärke, so daß diese leicht durch Rauschen oder Fading (Schwund) beeinflußt wird. Somit ist ein System erforderlich, das unterscheiden kann, ob ein Antwortsignal exakt übertragen werden kann oder nicht. Zu diesem Zweck wird das gleiche Antwortsignal durch eine Trägerwelle übertragen, deren Frequenz sich von der der Antwortsignalwelle unterscheidet, wobei zwei demodulierte Antwortsignale verglichen werden, die von den beiden verschiedenen Trägerwellen gesendet bzw. übertragen werden. Falls eine Übereinstimmung der beiden Signale festgestellt wird, so kann daraus gefolgert werden, daß die Antwortsignalwelle z. B. nicht durch Fading beeinflußt wird. Als Trägerwelle, deren Frequenz sich von der der Antwortsignalwelle unterscheidet, kann eine harmonische Komponente verwendet werden, die einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge einer Mikrowellenschwingung entspricht. In diesem Fall wird die harmonische Komponente mit einem Antwortsignal amplitudenmoduliert und als harmonische Signalwelle abgestrahlt. Der konventionelle Mikrowellen-Antwortsender kann selbst jedoch keine harmonische Komponente abstrahlen, so daß separat eine Einrichtung zum Erzeugen einer harmonischen signalwelle hinzugefügt werden muß.

Aus der DE 24 54 058 B2 ist ein Ringmodulator bekannt, der vier Dioden einschließt. Diese Dioden sind auf der metallischen Oberseite eines Substrats in Brückenschaltung angeordnet. Die Verbindungspunkte der Dioden sind an Mittelleitern von Koplanarleitungen und an der Metallfläche angelötet. Diese Koplanarleitungen erstrecken sich mit jeweils einer Länge von λ/4 vom Ort der Dioden in entgegengesetzten Richtungen weg. Die benachbarten Enden der identische Längen aufweisenden Koplanarleitungen sind durch einen Schlitzleitungsabschnitt verbunden.

Aus der DE 25 25 468 B2 ist ferner ein breitbandiger Mischer für sehr hohe Frequenzen in Streifenleitungstechnik bekannt, der als Ringmodulator Verwendung findet. Hierbei werden lediglich zwei Mikrostreifenleitungen mit jeweils einer Leitung von λ/4 benutzt, die parallel angeordnet sind, wobei deren eine Enden durch eine Verbindung kurzgeschlossen und deren gegenüberliegenden Enden mit einer Diodenbrückenschaltung verbunden sind.

Aus "Wideband Microstrips balanced Mixer" in Electronics Letters, 16.7.1987, Vol. 23, Nr. 15, S. 767 und 768 ist ein breitbandiger Mischer bekannt, der einen Ringkoppler einschließt, der aus zwei Zweigen mit jeweils einer Länge von λ/4 besteht. Die einen Enden der beiden Zweige sind miteinander kurzgeschlossen, während die anderen Enden mit einer Diodenschaltung verbunden sind.

Aus der eingangs erwähnten FR 2 569 321 ist ein passiver Transponder bekannt, der zwei Abstrahlungselemente aufweist, die geradlinig unter Ausbildung eines da zwischenliegenden kreisförmigen Einschnitts angeordnet sind. An einer Seite ist der kreisförmige Einschnitt mit Hilfe einer Diode (19) überbrückt. Die Gesamtlänge dieses Transponders beträgt hierbei λ/2. Die Antwortsignalwelle, die nach Empfang einer Signalwelle mit der Frequenz f₀ von einem Abfragegerät übertragen wird, weist eine zweite harmonische Komponente mit der Frequenz f₀ auf, wobei die Frequenz im GHz-Bereich liegt und als Diode vorzugsweise eine Schottky-Diode verwendet wird. Die Antwortsignalwelle wird durch Selbstinduktion in dem zentralen Bereich , der durch den kreisförmigen Einschnitt begrenzt ist, erzeugt. Die beiden Abstrahlungselemente weisen jedoch jeweils eine gleiche Länge auf und die Diode wird nicht aktiv zwischen EIN- und AUS-Zuständen geschaltet. Mit Hilfe der vom Transponder abgestrahlten Antwortsignalwelle läßt sich somit nicht feststellen, ob das Antwortsignal exakt übertragen worden ist.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Mikrowellen- Antwortsender vorzuschlagen, der sowohl eine phasenmodulierte Antwortsignalwelle mit Hilfe einer einfachen Schaltungsanordnung zurücksenden als auch eine amplitudenmodulierte harmonische Komponente als harmonische Signalwelle abstrahlen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Infolge des oben erläuterten Aufbaus des Mikrowellen- Antwortsenders können die folgenden Wirkungen erzielt werden.

Gemäß der Erfindung wird eine Mikrowellenschwingung mit einem Antwortsignal phasenmoduliert und als Antwortsignalwelle zurückgesandt. Der Mikrowellen-Antwortsender hat eine Größe, die der Hälfte der Wellenlänge der Resonanz-Mikrowellenschwingung entspricht, d. h. dieser ist sehr kompakt und weist einen äußerst einfachen Aufbau auf.

Da ferner zwei Mikrostreifenleitungen mit unterschiedlichen Längen verwendet werden, können diese leicht an eine Diode angepaßt werden.

Außerdem kann eine harmonische Komponente infolge eines hohen Nichtlinearitätsgrades einer Diode in einem EIN-Zustand stabil erzeugt werden, wobei der Modulationsgrad einer harmonischen Signalwelle gesteigert werden kann.

Außerdem kann eine Konstantspannungs-Diode oder eine Tunneldiode verwendet werden, um den Modulationsgrad einer harmonischen Signalwelle zu steigern, wie dies oben beschrieben wurde.

Ein Strom, der einer harmonischen Komponente mit einer geradzahligen Ordnung entspricht, fließt durch die Diode, so daß eine harmonische Komponente durch diesen Strom stabiler erzeugt werden kann.

Auf das Schalten einer Kapazität einer Kapazitätsdiode hin schwingt ein Mikrostreifen-Resonator mit einer Mikrowellenschwingung in Resonanz oder nicht, und ein Antwortsignal wird zurückgesandt. Infolge der Nichtlinearität der Kapazitätsdiode wird eine harmonische Signalwelle ausgesandt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines Mikrowellen-Antwortsenders;

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 gezeigten Diode;

Fig. 3 den Vorspannzustand der in Fig. 1 gezeigten Diode;

Fig. 4(a) und 4(b) Diagramme zur Erläuterung des Vorgangs zum stabilen Erzeugen einer harmonischen Komponente;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems, bei dem der erfindungsgemäße Mikrowellen-Antwortsender verwendet werden kann;

Fig. 6 den Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels eines Mikrowellen-Antwortsenders;

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild der in Fig. 6 gezeigten Kapazitäts(Varactor)-Diode;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Kennwerte der Kapazitätsdiode wiedergibt; und

Fig. 9 den Aufbau eines konventionellen Mikrowellen- Antwortsenders, der eine empfangene Mikrowelle mit einem Antwortsignal phasenmoduliert und diese als Antwortsignalwelle zurücksendet.

Das erste Ausführungsbeispiel wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 erläutert.

In Fig. 5 ist ein Kommunikationssystem dargestellt, bei dem ein Mikrowellen-Antwortsender Anwendung findet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird bei einem Abfragesender 10 ein von einem ersten Oszillator 11 abgegebenes Signal mit einer ersten Frequenz f₁ mittels eines Verstärkers 12 verstärkt, worauf hin das verstärkte Signal einer Hybride bzw. Ringverzweigung 13 zugeführt wird. Durch die Hybride 13 wird das verstärkte Signal in zwei Signale umgewandelt, zwischen denen eine Phasendifferenz von 90° vorliegt. Durch diese beiden Signale wird eine zirkular polarisierte Welle erzeugt, die als Energiewelle von einer für zirkular polarisierte Wellen vorgesehenen Antenne 14 z. B. als linksdrehend polarisierte Welle ohne Modulation zu einem Antwortsender 30 übertragen wird. Ein von einem zweiten Oszillator 15 abgegebenes Signal mit einer zweiten Frequenz f₂ wird mit Hilfe eines Modulators 16 mit einem Abfragesignal amplitudenmoduliert, worauf hin das modulierte Signal dann von einem Verstärker 17 verstärkt wird.

Das verstärkte Signal wird ebenfalls der Hybride 13 zugeführt und durch diese gleicherweise in zwei Signale mit einer Phasendifferenz von 90° umgewandelt. Durch diese beiden Signale wird eine zirkular polarisierte Welle erzeugt, die von der Antenne 14 z. B. als rechtsdrehend polarisierte Welle zum Antwortsender 30 abgestrahlt wird. Da das Signal mit der ersten Frequenz f₁ und das Signal mit der zweiten Frequenz f₂ ausreichend entkoppelt sind, kann eine gegenseitige Beeinflussung oder eine Mischung unterbunden werden.

Der Abfragesender 10 weist eine Antenne 18 zum Empfang einer Antwortsignalwelle auf, die vom Antwortsender 30 gesendet wird und dem phasenmodulierten Signal mit der ersten Frequenz f₁ entspricht. Die von der Antenne 18 empfangene Antwortsignalwelle wird einem Bandpaß 19 zugeführt, so daß nur die Komponente mit der ersten Frequenz f₁ aus dieser Antwortsignalwelle extrahiert wird. Diese Komponente mit der ersten Frequenz f₁ wird einem Homodyne-Detektor 20 zugeführt. Dieser Homodyne-Detektor 20 empfängt das Signal mit der ersten Frequenz f₁ vom ersten Oszillator 11 als Demodulationsträgerwelle und führt eine Homodyne- Gleichrichtung durch und demoduliert die Antwortsignalwelle als erstes demoduliertes Antwortsignal.

Wenn der Antwortsender 30 das Signal mit der ersten Frequenz f₁ phasenmoduliert, wird eine harmonische Komponente erzeugt, als ob dieses mit einem Antwortsignal amplitudenmoduliert würde. Der Abfragesender 10 weist eine Antenne 21 zum Empfang dieser harmonischen Signalwelle auf. Die von der Antenne 21 empfangene harmonische Signalwelle wird einem Bandpaß 22 zugeführt, so daß lediglich eine harmonischen Komponente zweiter Ordnung extrahiert wird. Diese harmonische Komponente zweiter Ordnung wird dann einem rauscharmen Niederblock- bzw. Sperrkonverter 23 und einem Detektor bzw. Gleichrichter 24 zugeführt, wodurch ein zweites demoduliertes Antwortsignal erzeugt wird. Das erste und zweite demodulierte Antwortsignal werden mit Hilfe eines Mikroprozessors (nicht dargestellt) oder dergleichen verglichen. Falls eine Übereinstimmung zwischen den beiden Signalen festgestellt wird, so kann dadurch bestätigt werden, daß ein Antwortsignal ohne Beeinflussung durch Fading oder Rauschen exakt demoduliert wird.

Der Antwortsender 30 weist eine Antenne 31 für zirkular polarisierte Wellen auf, die eine solche Bandbreite besitzt, daß sowohl die Energiewelle als auch die Abfragesignalwelle empfangen werden kann, die von der Antenne 14 für zirkular polarisierte Wellen ausgesendet werden. Die Energiewelle und die Abfragsignalwelle, die von der Antenne 31 empfangen werden, werden mit Hilfe eines Gleichrichters 32 gleichgerichtet. Eine Gleichstromkomponente des Ausgangssignals des Gleichrichters 32 wird über ein Tiefpaßfilter 33 extrahiert und als Gleichstromleistung +B, d. h. als Betriebsstromquelle des Antwortsenders 30 verwendet. Über ein weiteres Tiefpaßfilter 34 wird eine Signalkomponente des Ausgangssignals des Gleichrichters 32 extrahiert und als demoduliertes Abfragesignal vom Mikroprozessor (nicht dargestellt) oder dergleichen geeignet verarbeitet.

Der Antwortsender 30 weist ferner eine Antenne 35 auf, die die von der für zirkular polarisierte Wellen vorgesehenen Antenne 14 ausgesandte Energiewelle empfängt. Die von der Antenne 35 empfangene und als Trägerwelle für die Antwortsignalwelle dienende Energiewelle wird einem Phasenmodulator 36 zugeführt und mit einem Antwortsignal, das vom Mikroprozessor oder dergleichen abgegeben wird, phasenmoduliert. Das phasenmodulierte Signal wird von der Antenne 35 wieder als Antwortsignalwelle zurückgesandt. Auf die Modulation durch den Phasenmodulator 36 hin wird eine harmonische Komponente erzeugt, als ob diese mit dem Antwortsignal amplitudenmoduliert wäre, und ebenso von der Antenne 35 als harmonische Signalwelle abgestrahlt.

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mikrowellen- Antwortsenders beschrieben, der als Antenne 35 und Phasenmodulator 36, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind bei dem Mikrowellen- Antwortsender als Antenne 35 und Phasenmodulator 36 zwei Mikrostreifenleitungen 40 und 41 unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstands voneinander geradlinig auf einem Substrat mit niedriger Dielektrizität angeordnet, das auf seiner unteren Fläche eine Erdungsplatte aufweist. Zwischen die beiden sich im vorbestimmten Abstand gegenüberliegenden Endteile der Mikrostreifenleitungen 40 und 41 ist eine Diode 42 eingesetzt, wobei die Anode der Diode 42 geerdet ist und der Kathode ein aus "1"en und "0"en bestehendes Antwortsignal zugeführt wird.

Wie aus dem in Fig. 2 gezeigten Ersatzschaltbild der Diode 42 ersichtlich, sind ein Zuleitungswiderstand R_s und eine Zuleitungsinduktivität L_s in Reihe mit einer Parallelschaltung aus Sperrschichtwiderstand R_j und Sperrschichtkapazität C_j verbunden, wobei diese Reihenschaltung parallel zu einer Gehäuse- bzw. Querkapazität C_c geschaltet ist. In Erwiderung auf ein Antwortsignal "0" wird die Diode 42, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auf einen Vorwärts- bzw. Durchlaßspannungsbereich ª vorgespannt, wodurch der Sperrschichtwiderstand R_j fast Null wird. In Erwiderung auf ein Antwortsignal "1" wird die Diode hingegen auf einen Sperrbereich b vorgespannt, wodurch der Sperrschichtwiderstand R_j fast wird.

Der Abstand zwischen den distalen Enden der beiden Mikrostreifenleitungen 40 und 41, der die EIN-Zustands- Impedanz der Diode 42 einschließt, weist eine effektive Länge von 1/2 der Wellenlänge λ₁ einer Mikrowellenschwingung der ersten Frequenz f₁, d. h. der Energiewelle auf. Befindet sich die Diode 42 im EIN-Zustand, so wird ein Mikrostreifen-Resonator gebildet, der in Resonanz mit der Mikrowellenschwingung schwingt. Die beiden Mikrostreifenleitungen 40 und 41 haben unterschiedliche Längen l₁ bzw. l₂, so daß eine Anpassung an die Diode 42 erfolgen kann, da diese von der Seite der Anode und der Seite der Kathode her unterschiedliche Impedanzen aufweist. Die Längen l₁ und l₂ der Mikrostreifenleitungen 40 bzw. 41 sind so festgelegt, daß sie von der Mitte der zwischen den distalen Enden der Mikrostreifenleitungen 40 und 41 ausgebildeten Wegstrecke versetzt sind.

Hat das Antwortsignal bei dieser Anordnung den Wert "0", so empfängt der Mikrostreifen-Resonator die Mikrowellenschwingung und wird in einen Resonanzzustand gebracht, so daß die Resonanz- Mikrowellenschwingung abgestrahlt wird. Wird das Antwortsignal auf den Wert "1" geschaltet, so ändert sich die Impedanz der Diode 42, so daß die Resonanzfrequenz des Mikrostreifen-Resonators von der der Mikrowellenschwingung verlagert wird. Als Ergebnis dessen wird der Mikrostreifen-Resonator aus dem Resonanzzustand gebracht. Aus diesem Grund wird die Mikrowellenschwingung über den Mikrostreifen- Resonator übertragen und durch andere Strukturen um den Resonator herum reflektiert. Somit wird die Mikrowellenschwingung zusätzlich phasenmoduliert als im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Antwortsignal den Wert "0" hat. Der Mikrowellen- Antwortsender hat eine Größe, die der Hälfte der Wellenlänge der Mikrowellenschwingung entspricht, d. h. er ist kompakt und weist einen sehr einfachen Aufbau auf.

Wie aus Fig. 4(a) ersichtlich, fließt nach Resonanz der Mikrowellenschwingung ein großer Strom, fast ein Strombauch, durch die Diode 42. Weist das Antwortsignal den Wert "0" auf, so befindet sich die Diode 42 im EIN-Zustand und ist auf den Vorwärtsspannungsbereich ª vorgespannt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, so daß der Nichtlinearitätsgrad der Diode 42 gesteigert wird und eine harmonische Komponente stabil erzeugt wird. Da die Diode 42 von der Mitte der Wegstrecke zwischen den distalen Enden der Mikrostreifenleitungen 40 und 41 versetzt angeordnet ist, ist diese an einer Position angeordnet, die von einem Stromknoten einer harmonischen Welle zweiter Ordnung versetzt ist, wie dies in Fig. 4(b) gezeigt ist. Aus diesem Grund fließt ein Strom, der durch die Harmonische zweiter Ordnung hervorgerufen wird (einschließlich eines Stromes, der durch eine Harmonische einer geradzahligen Ordnung hervorgerufen wird), durch die Diode 42, wodurch eine harmonische Komponente stabiler erzeugt wird. Aus diesem Grund wird die harmonische Komponente in dem EIN-Zustand stabiler erzeugt. Diese harmonische Komponente wird abgestrahlt.

Befindet sich die Diode 42 demzufolge in einem AUS-Zustand, d. h., befindet sich nicht im Resonanzzustand, so wird keine harmonische Komponente erzeugt. Im Gegensatz dazu wird eine harmonische Komponente im EIN-Zustand stabil erzeugt, d. h., als ob eine harmonische Komponente durch das Antwortsignal amplitudenmoduliert würde, und als ein harmonisches Signal abgestrahlt.

Falls eine Diode, die ein zerstörungsfreies Durchbruchphänomen bewirkt, wie z. B. eine Konstantspannungs-Diode oder eine Tunneldiode als Diode 42 verwendet wird, kann die Diode auf einen Durchbruchbereich c vorgespannt werden, um mit einer Mikrowellenschwingung in Resonanz zu schwingen, falls das Antwortsignal den Wert "0" hat.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel eines Mikrowellen-Antwortsenders.

Der Mikrowellen-Antwortsender, der in Fig. 6 gezeigt ist, weist eine Varactor- bzw. Kapazitätsdiode 50 anstelle der Diode 42 bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel auf. An den beiden Enden der Kapazitätsdiode 50 sind zwei Mikrostreifenleitungen 51 und 52 linear bzw. geradlinig angeordnet, wodurch ein Mikrostreifen-Resonator mit einer Frequenz einer Mikrowellenschwingung als Resonanzfrequenz gebildet wird. Die Anode der Kapazitätsdiode 50 ist geerdet und der Kathode wird ein Antwortsignal zugeführt. Wie in dem in Fig. 7 gezeigten Ersatzschaltbild der Kapazitätsdiode 50 gezeigt, ist eine Reihenschaltung aus einer Sperrschichtkapazität C_j, einer Zuleitungsinduktivität L_s und einen Zuleitungswiderstand R_s parallel zu einer Gehäuse- bzw. Querkapazität C_c geschaltet. Es ist zu bemerken, daß der Sperrschichtwiderstand R_j fast ist und deshalb nicht dargestellt wird. Eine Sperrspannung der Kapazitätsdiode 50 wird zwischen den Pegeln "0" und "1" des Antwortsignals geschaltet, so daß die Sperrschichtkapazität C_j zwischen einer großen Kapazität C₀ und einer kleinen Kapazität C₁, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, geschaltet wird. Falls die Resonanzfrequenz des Mikrostreifen-Resonators mit der Frequenz der Mikrowellenschwingung bei einem Antwortsignal von "0" übereinstimmt, wird eine Resonanz-Mikrowellenschwingung abgestrahlt. Hat das Antwortsignal den Wert "1", so wird die Resonanzfrequenz des Mikrostreifen-Resonators von der Frequenz der Mikrowellenschwingung versetzt und die Mikrowelle wird durch Umgebungsstrukturen phasenmoduliert und reflektiert. Außerdem ist der Nichtlinearitätsgrad bei der Kapazität C₀ des Antwortsignals "0" größer als der bei der Kapazität C₁, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist, wodurch eine harmonische Komponente bei der Kapazität C₀ stabiler erzeugt wird. Demzufolge wird eine Antwortsignalwelle, die durch Phasenmodulation einer Mikrowellenschwingung entsprechend einem Antwortsignal erzeugt wird, zurückgesandt und eine harmonische Signalwelle wird abgestrahlt, so als ob diese mit dem Antwortsignal amplitudenmoduliert wäre.

Infolge des oben erläuterten Aufbaus des Mikrowellen-Antwortsenders können die folgenden Wirkungen erzielt werden.

Gemäß der Erfindung wird eine Mikrowelle mit einem Antwortsignal phasenmoduliert und als Antwortsignalwelle zurückgesandt. Der Mikrowellen-Antwortsender hat eine Größe, die der Hälfte der Wellenlänge der Resonanz-Mikrowelle entspricht, d. h. dieser ist sehr kompakt und weist einen äußerst einfachen Aufbau auf.

Auf das Schalten einer Kapazität einer Kapazitätsdiode hin schwingt ein Mikrostreifen-Resonator mit einer Mikrowelle in Resonanz oder nicht, und ein Antwortsignal wird zurückgesandt. Infolge der Nichtlinearität der Kapazitätsdiode wird eine harmonische Signalwelle ausgesandt.

Claims

1. Mikrowellen-Antwortsender mit einem Resonanzkreis, der durch eine von einem Funksender ausgesendete Mikrowellenschwingung in Resonanz erregbar ist und der die Resonanz-Mikrowellenschwingung als Antwortsignalwelle abstrahlt, mit

- zwei Mikrostreifenleitungen (40, 41; 51, 52), die unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstands voneinander geradlinig angeordnet sind, und
- einer zwischen die beiden um den vorbestimmten Ab stand getrennten Endteile der beiden Mikrostreifenleitungen eingesetzte Diode (42; 50),
- wobei der Abstand zwischen den distalen Enden der geradlinig angeordneten Mikrostreifenleitungen der Hälfte der Wellenlänge der Mikrowelle entspricht und die beiden Mikrostreifenleitungen und die Diode einen Resonator bil den,

dadurch gekennzeichnet,

- daß an die Diode (42; 50) ein digitales Antwort signal so angelegt wird, daß beim logischen Zustand "0" des digitalen Antwortsignals der Resonator in den Resonanz zustand versetzt wird und eine durch das Antwortsignal am plitudenmodulierte Resonanzwelle abstrahlt, während beim logischen Zustand "1" des digitalen Antwortsignals eine Phasenmodulation der Mikrowellenschwingung erzeugt wird, und
- daß die beiden Mikrostreifenleitungen (40, 41; 51, 52), die mit der Anode bzw. der Kathode der Diode (42; 50) verbunden sind, unterschiedliche Längen (42; 50) zur Anpassung an die unterschiedlichen Diodenimpedanzen auf der Seite der Anode bzw. der Seite der Kathode der Diode aufweisen.

2. Mikrowellen-Antwortsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (42) durch das Antwortsignal auf einen Durchlaßspannungsbereich (ª) vorgespannt ist, um in den EIN-Zustand gesetzt zu werden und mit der Mikrowellenschwingung in Resonanz zu schwingen.

3. Mikrowellen-Antwortsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (42) durch das Antwortsignal auf einen Durchbruchbereich (c) vorgespannt ist, um in den EIN- Zustand gesetzt zu werden und mit der Mikrowellenschwingung in Resonanz zu schwingen.

4. Mikrowellen-Antwortsender nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (42) von der Mitte der zwischen den beiden distalen Enden der beiden geradlinig angeordneten Mikrostreifenleitungen (40, 41) ausgebildeten Wegstrecke versetzt angeordnet ist.

5. Mikrowellen-Antwortsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode eine Kapazitätsdiode (50) ist, deren Kapazität in Übereinstimmung mit dem Antwortsignal schaltbar ist.