DD153439A1

DD153439A1 - Anordnung zur messung von impedanzen an hoechstfrequenzflachstrukturen

Info

Publication number: DD153439A1
Application number: DD22442180A
Authority: DD
Inventors: Wolfram Senf
Original assignee: Wolfram Senf
Priority date: 1980-10-09
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1982-01-06

Abstract

Die Erfindung hat zum Ziel Impedanzen und Reflexionsfaktoren von auf Substratplatten aufgebrachten Netzwerken zu messen, ohne dass die Substratplatten zerstoert werden. Eingriffe in das Netzwerk sollen ebenfalls unterbleiben. Dabei besteht die Aufgabe, die Verwendung einer starren mit einem Dielektrikum gefuellten Koaxialleitung zu gewaehrleisten, mit der jede beliebige Messstelle des Netzwerkes erreicht werden kann. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass der Innenleiter der starren Koaxialleitung auf der dem Messobjekt zugekehrten Seite mit einer Laenge, die klein gegenueber der Wellenlaenge ist, aus dem Dielektrikum herausragt und seitlich derart abgewinkelt ist, dass er ueber die Kante des Aussenleiter der starren Koaxialleitung hinausragt, waehrend der Aussenleiter eine Massepotential fuehrende Flaeche beruehrt.

Description

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,Berlin, den 2.9.1980 Ze/Ks 29170/359

Anmelder Dipl.-Ing. Wolfram Senf

Anordnung zur Messung von Impedanzen an Höchstfrequenzflachstrukturen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zur Messung von Impedanzen oder Reflexionsfaktoren an Höchstfrequenzflachstrukturen beziehungsweise an Streifenleitungsnetzwerken, bei denen aktive Bauelemente, wie Transistoren, noch nicht einbezogen sind

Derartige Netzwerke sind als "Microstrip"-Schaltungen aufgebaut und bestehen aus LeitungszUgen und aus ohmsehen, induktiven oder kapazitiven Widerständen, die auf Substratplatten zum Beispiel aus Keramik oder Epoxydharz-Glasfasergewebe aufgebracht sind.

Charakteristik bekannter technischer Lösungen

Bei bekannten Verfahren zur Impedanzmessung wird die Messung von der Kante der Substratplatte aus vorgenommen, vgl. Uachrichtentechnik-Elektronik 24 (1974) 2, S. 56 bis 59

Zu diesem Zweck wird zum Beispiel die Substratplatte so zer-

t,rennt, daß der Meßpunkt oder die Meßstelle an der Trennstelle liegt. Von Nachteil ist, daß die Substratplatte zerstört werden muß. Nach der Messung beziehungsweise nach einem eventuellen Abgleich muß eine neue Substratplatte hergestellt werden.

Für die Messung des auf der Substratteilplatte befindlichen Netzwerkabschnittes ist außerdem eine besondere Vorrichtung erforderlich, in die die Substratteilplatte eingesetzt wird. Dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend und bringt einen erheblichen Materialverschleiß mit sich. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, von bestimmten Meßpunkten aus zum Rande der Substratplatte hinführende Meß-Streifenleitungen auf die Substratplatte mit aufzubringen.

Hierbei tritt der Nachteil zutage, daß für die Messung die Meß-Streifenleitung mit dem zu messenden Netzwerkabschnitt kontaktiert und hinterher wieder davon getrennt werden muß. Es ist auch nicht immer möglich, die Meß-Streifenleitungen an bestimmte Punkte heranzuführen. Außerdem wird der Platzbedarf für die gesamte Schaltung unnötig vergrößert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es mittels eines Netzwerkanalysator Impedanzmessungen an vorgefertigten Streifenleitungsnetzwerken ohne Zerstörung der Substratplatte oder ohne Singriff in das Netzwerk und an solchen Stellen vornehmen zu können, an denen später zur Vervollständigung der Schaltung aktive Bauelemente eingesetzt werden sollen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einer mit einem Dielektrikum gefüllten, starren Koaxialleitung, deren Ausgangsseite als 50.Λ.- Anschlußstecker ausgebildet ist, eine Meßanordnung zu schaffen, die es gestattet,

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an beliebige Meßstellen eines Streifenleitungsnetzwerkes in einfacher V/eise meßtechnisch heranzukommen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Innenleiter der starren Koaxialleitung auf der dem Meßobjekt zugekehrten Seite mit einer Länge, die klein gegenüber der Wellenlänge ist, aus dem Dielektrikum herausragt und seitlich derart abgewinkelt ist, daß er über die Kante des Außenleiters der starren Koaxialleitung hinausragt und federnd auf dem Meßobjekt aufliegt, und daß die Kante des Außenleiters der starren Koaxialleitung auf einer Metallfläche liegt, die Massepotential führt.

Der Mantel des Außenleiters kann auch als 50Λ- Parallel-Plattensystem ausgebildet sein.

Zur Einstellung der Meßebene am netzwerkanalysator ist der Außenleiter auf der dem Meßobjekt zugewandten Seite als Gewindebuchse ausgebildet, auf die nach Entfernen des abgewinkelten Endes des Innenleiters eine Kurzschlußkappe aufschraubbar ist. Zum Heranführen der starren Koaxialleitung, im weiteren als Meßsonde bezeichnet, an die jeweilige Meßstelle, ist die Meßsonde in einem an einer Aufnahme für das Meßobjekt verschiebbaren Plansch befestigt.

Ausführungsbeispiel

Anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Hierin zeigen:

Pig. 1: eine Meßanordnung, teilweise im Schnitt und

Pig. 2: eine besondere Ausbildung des Außenleiters für die Massepotentialzuführung über eine Bohrung in der Substratplatte.

Die Pig. 1 zeigt im Prinzip eine Meßanordnung zur Impedanzbeziehungsweise Reflexionsfaktormessung. Als Meßgerät dient ein Netzwerkanalysator. Die Meßanordnung besteht im wesentlichen aus einer starren Koaxialleitung, mit einem Außenleiter 2 und einem Innenleiter 3, der in ein nicht dargestell-

tes Dielektrikum, zum Beispiel Polytetrafluoräthyl-en, gebettet ist. Den Ausgang der starren Koaxialleitung beziehungsweise der Meßsonde bildet ein 50-Π» - Anschlußstecker 1. Die Meßsonde ist mit ihrem Außenleiter 2 in eine Bohrung eines Flansches 4 eingesetzt. Ein Schlitz 10 nebst Schraube 11 sorgt für einen festen Sitz. Der Plansch 4 ist mittels Schrauben am Rande einer kastenförmigen Aufnahme 5 befestigt und in langlöchern verschiebbar beziehungsweise verdrehbar. Weitere Gewindelöcher im Gehäuse 5 machen ein Versetzen des Flansches

4 möglich. Eine Substratplatte 6 mit einem Streifenleitungsnetzwerk 9 ist in die Aufnahme 5 eingesetzt.

Der Innenleiter 3 liegt federnd auf einer Kontaktstelle 12 auf, die zu einem Transistoranschluß gehört, während der Rand des Außenleiters 2 auf einer Fläche 8 mit Massepotential aufliegt. Da Flächen mit Massepotential sowieso bei solchen Netzwerken vorhanden sein müssen, ist jede gewünschte Meßstelle mit dieser Anordnung erreichbar. Sollte die Berührung des Außenleiters 2 mit der Fläche 8 an nur einer Stelle unerwünscht sein, so kann der Außenleiter 2 in der Bohrung des Flansches, die dementsprechend als Langloch ausgebildet sein muß, schwenkbar ausgeführt sein, so daß immer eine Zweipunktkontaktgabe gewährleistet ist.

Eine am Rand 7 des Außenleiters 2 vorgesehene Ausnehmung 13 gestattet ein federndes Durchbiegen des Innenleiters 3 ohne daß der Innenleiter 3 den Außenleiter 2 berührt. Die Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit zur Herstellung des Massekontaktes, bei der das entsprechend ausgebildete Ende des Außenleiters 2 durch eine nicht dargestellte Bohrung in der Substratplatte 6 ragt und auf der Grundplatte 14 der Aufnahme

5 aufliegt.

Mit der Erfindung gelingt es in einfacher Weise, insbesondere für aktive Netzwerke, Quell- und lastimpedanzen von Transistoren zu ermitteln. Dabei dienen die Emitteranschlußflächen als Massepotential führende Flächen. Im Falle der Fig.2 führt die Unterseite der Substratplatte Massepotential. Vor einer Messung mit dem Netzwerkanalysator wird die Anord-

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nung geeicht beziehungsweise die sogenannte Heßebene, zum Beispiel der Rand des Außehleiters 2, am Netzwerkanalysator eingestellt. Der Bezugs-Wellenwiderstand der Zuleitung bis zur Meßebene beträgt dabei 50Λ.

PUr die Eichung wird das herausragende abgewinkelte Ende des Innenleiters 3» das steckbar ist, entfernt und der Außenleiter 2 mit einer nicht dargestellten aufschraubbaren Xurzschlußkappe verschlossen und der Eichvorgang durchgeführt. Da das abgewinkelte Ende des Innenleiters 3 nicht vom Dielektrikum umgeben ist und der Kontakt mit dem Massepotential nicht ideal ist, stellt dies für hohe Prequenzen, zum Beispiel bis 2 GHz, eine Störung dar. Infolge der die Erfindung einschließenden länge des abgewinkelten Endes des Innenleiters 3, die gegenüber der Wellenlänge des in Betracht kommenden Frequenzbereiches klein ist, ergibt sich eine konzentrierte, praktisch verlustfreie Induktivität, die zum Meßobjekt in Serie geschaltet ist und sich rechnerisch eliminieren läßt. Zur Ermittlung der Größe der Störinduktivität wird nach der Eichung die Kurζschlußkappe abgeschraubt, das abgewinkelte Ende des Innenleiters 3 wieder eingesteckt und das abgewinkelte Ende gemeinsam mit der Kante 7 des Außenleiters 2 senkrecht gegen eine ebene metallische Pläche, zum Beispiel gegen die Grundplatte 14 gedrückt, und die Größe der Störinduktivität am Netzwerkanalysator abgelesen. Soll die Eliminierung der Störung durch Rechnung unterbleiben, so kann das dem Meßobjekt zugewandte Ende des Mantels des Außenleiters als 50-Ω--Parallelplattensystem ausgebildet werden, wobei das Dielektrikum bis nahe an das Ende der Platten reicht. Der abgewinkelte Innenleiter tritt dann parallel mittig zwischen den Platten aus dem Dielektrikum aus. Das aus dem Dielektrikum herausragende, verbleibende Ende des Innenleiters kann als Störung praktisch vernachlässigt werden.

Die Anordnung gemäß Erfindung eignet sich auch für vergleichende Messungen, ohne daß Ueßwertkorrekturen notwendig werden.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Anordnung zur Messung von Impedanzen oder Reflexionsfaktoren an Höchstfrequenzflachstrukturen, bestehend aus einer mit einem Dielektrikum gefüllten starren Koaxialleitung, deren Ausgangsseite als 50-Λ - Anschlußstecker ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (3) der starren Koaxialleitung auf der dem Meßobjekt (9) zugekehrte Seite mit einer Länge, die klein gegenüber der Wellenlänge ist, aus dem Dielektrikum herausragt und seitlich derart abgewinkelt ist, daß er über die Kante (7) des Außenleiters (2) hinausragt und federnd auf dem Meßobjekt (9) liegt-, und daß die Kante des Außenleiters (2) der starren Koaxialleitung auf einer Metallfläche (12) liegt, die Massepotential führt.
2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Außenleiters (2) als 50-fi-- Parallel-Plattensystem ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Außenleiters (2) als Gewindebuchse ausgebildet ist, auf die nach Entfernen des abgewinkelten Endes des Innenleiters (3) für Eichzwecke eine Kurzschlußkappe aufschraubbar ist.

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