DE102019100337A1 - Richtkoppler, Verfahren zur Herstellung eines Richtkopplers sowie Baukastensystem - Google Patents

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Abstract

Ein Richtkoppler (10), insbesondere für Hochleistungs-Hochfrequenz-Anwendungen, ist beschrieben, mit wenigstens einem Übertragungssystem (20) zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung und zumindest einer gedruckten induktiven Koppelstruktur (24) zum Ein- und/oder Auskoppeln von elektromagnetischer Leistung. Die Koppelstruktur (24) ist vollständig in einer Leiterplatte (14) integriert. Das Übertragungssystem (20) und die Leiterplatte (14) weisen ein gemeinsames Massepotential auf. Zudem sind Verfahren zur Herstellung eines Richtkopplers (10) sowie ein Baukastensystem (38) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Richtkoppler, insbesondere für Hochleistungs-Hochfrequenz-Anwendungen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Richtkopplers sowie ein Baukastensystem.
  • Richtkoppler werden beispielsweise in Verstärkersystemen eingesetzt, wobei die Richtkoppler als sogenannte Messrichtkoppler dienen, um eine Vorlauf- und/oder Rücklaufleistung an einem Ausgang des Verstärkersystems zu messen. Bisher weisen die Messrichtkoppler hierzu Koppelstrukturen auf, die mechanisch in ein Übertragungssystem zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung, auch Leitung genannt, eingebracht werden, um die hohen Leistungen überhaupt messen zu können.
  • Hierdurch entsteht jedoch ein hoher Aufwand bei der Fertigung, was wiederum zu hohen Kosten führt. Zudem ergibt sich ein zusätzlicher Aufwand dadurch, dass der Richtkoppler mit den mechanisch eingebrachten Koppelstrukturen getrimmt und geprüft werden muss, um sicherzustellen, dass dieser die gewünschten Koppeleigenschaften aufweist, auch Kopplungsparameter genannt. Der zusätzliche Aufwand beim Abstimmen des Richtkopplers führt ebenfalls zu erhöhten Herstellungs- bzw. Fertigungskosten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Richtkoppler in einfacher und kostengünstiger Weise herzustellen, der insbesondere für Hochleistungs-Hochfrequenz-Anwendungen geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Richtkoppler, insbesondere für Hochleistungs-Hochfrequenz-Anwendungen, mit wenigstens einem Übertragungssystem zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung und zumindest einer gedruckten induktiven Koppelstruktur zum Ein- und/oder Auskoppeln von elektromagnetischer Leistung. Die Koppelstruktur ist vollständig in einer Leiterplatte integriert, wobei das Übertragungssystem und die Leiterplatte ein gemeinsames Massepotential aufweisen.
  • Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Richtkopplers, insbesondere eines Richtkopplers der zuvor genannten Art, mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen einer Leiterplatte und eines Übertragungssystems,
    • - Vorsehen einer Koppelstruktur in der Leiterplatte zum Ein- und/oder Auskoppeln von elektromagnetischer Leistung, und
    • - Anordnen der Leiterplatte relativ zum Übertragungssystem derart, dass die Koppelstruktur induktiv ausgebildet ist, um elektromagnetische Leistung induktiv ein- bzw. auszukoppeln.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist es, die Koppelstruktur zum Ein- bzw. Auskoppeln der elektromagnetischen Leistung komplett in der Leiterplatte zu integrieren, indem sie aufgedruckt ist. Insofern ist es nicht mehr nötig, Koppelstrukturen mechanisch in das Übertragungssystem einzubringen, also in die Leitung, die zur Übertragung von elektronischer Leistung vorgesehen ist. Der mechanische Aufwand bei der Fertigung des Richtkopplers lässt sich hierdurch entsprechend reduzieren, wodurch der Richtkoppler kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Gleichzeitig werden die herstellungsbedingten Toleranzen reduziert, wodurch sich bessere Qualitätsparameter des Richtkopplers ergeben, z. B. Richtschärfe und/oder Frequenzgang. Mit anderen Worten kann der Richtkoppler mit höherer Präzision gefertigt werden, wodurch sich dessen Qualität entsprechend erhöht.
  • Des Weiteren können die Kosten dadurch reduziert werden, dass der Richtkoppler nicht mehr getrimmt und/oder geprüft werden muss, wodurch der Zeitaufwand entsprechend reduziert werden kann.
  • Aufgrund der integrierten Koppelstruktur, also der auf der Leiterplatte aufgedruckten Koppelstruktur, ist zudem sichergestellt, dass der Richtkoppler verhältnismäßig kompakt ausgebildet ist.
  • Generell ergibt sich somit ein kostengünstiger Aufbau des Richtkopplers mit höherer Präzision, was entsprechend zu einer verbesserten Qualität des Richtkopplers führt.
  • Grundsätzlich wird erfindungsgemäß ausgenutzt, dass zum Ein- bzw. Auskoppeln der elektromagnetischen Leistung lediglich die E- und H-Felder, also die elektrischen bzw. magnetischen Felder, benötigt werden, um elektromagnetische Leistung ein- bzw. auszukoppeln, wodurch die entsprechende induktive Koppelung erreicht wird.
  • Das Prinzip, also die induktive Koppelung, erlaubt es ferner, dass die Koppelstruktur mit jeglicher Art von Übertragungssystem zusammenwirken kann, beispielsweise mit geführten elektromagnetischen Wellen, also entlang wenigstens eines Leiters geführte elektromagnetische Wellen, sowie freilaufenden elektromagnetischen Wellen, also eine elektromagnetische Welle im Freiraum, auch Freiraumwelle genannt. Eine geführte elektromagnetische Welle ist beispielsweise zwischen einem Außen- und einem Innenleiter geführt, also entlang eines koaxialen Leiters.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass die Leiterplatte dem Übertragungssystem zugeordnet ist, wobei die Koppelstruktur zumindest teilweise auf einer vom Übertragungssystem abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet ist. Die Koppelstruktur ist demnach nicht zwangsläufig mit dem Übertragungssystem in Kontakt, da dies aufgrund der induktiven Koppelstruktur nicht notwendig ist. Vielmehr lässt sich die Koppelstruktur somit in einfacher Weise kontaktieren, um die ausgekoppelte elektromagnetische Leistung abzugreifen bzw. die einzukoppelnde elektromagnetische Leistung zuzuführen.
  • Insbesondere begrenzt die Leiterplatte das Übertragungssystem nach außen hin zumindest teilweise.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass sich die Koppelstruktur zumindest teilweise ausgehend von einer Seite der Leiterplatte durch die Leiterplatte erstreckt, insbesondere wobei sich die Koppelstruktur durch die gesamte Leiterplatte erstreckt. Die Koppelstruktur ist demnach nicht nur oberflächlich auf der Leiterplatte aufgedruckt, sondern weist auch eine entsprechende Tiefe auf, da sie sich in die Leiterplatte hineinerstreckt bzw. zumindest teilweise durch die Leiterplatte hindurch.
  • Insbesondere erstreckt sich die Koppelstruktur von einer Seite der Leiterplatte zu einer entgegengesetzten Seite der Leiterplatte, also vollständig durch die Leiterplatte. Insofern lässt sich die Koppelstruktur außenseitig einfach kontaktieren, wobei die Koppelstruktur von der Außenseite, auch Oberseite genannt, zur Innenseite, auch Unterseite genannt, durch die Leiterplatte verläuft. Die Innenseite kann demnach dem Übertragungssystem zugeordnet sein bzw. kann die Innenseite der Leiterplatte das Übertragungssystem zumindest teilweise begrenzen.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass das Übertragungssystem durch einen Wellenleiter ausgebildet ist, insbesondere durch einen Hohlleiter. Durch den Hohlleiter laufen die elektromagnetischen Wellen, wobei sie an den Wänden des Hohlleiters bzw. Wellenleiters reflektiert werden. Die dem Übertragungssystem zugeordnete Seite der Leiterplatte kann den Wellenleiter bzw. den Hohlleiter außenseitig zumindest teilweise begrenzen.
  • Generell kann das Übertragungssystem einen Grundkörper umfassen, der einen Ausschnitt hat, in den die Leiterplatte eingesetzt ist. Hierdurch kann sichergestellt sein, dass die Leiterplatte eine dem Übertragungssystem zugeordnete Kavität begrenzt.
  • Insbesondere hat der Richtkoppler ein Richtkopplergehäuse, in dem das Übertragungssystem untergebracht ist, wobei die Leiterplatte lösbar am Richtkopplergehäuse angebracht ist. Das Richtkopplergehäuse kann den Grundkörper des Übertragungssystems umfassen.
  • Insofern kann der Richtkoppler das Richtkopplergehäuse sowie die am Richtkopplergehäuse angebrachte Leiterplatte umfassen, in die die induktive Koppelstruktur integriert ist.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Übertragungssystem einen Leiter oder mehrere Leiter umfasst. Bei dem wenigstens einen Leiter kann es sich um einen sogenannten Streifenleiter bzw. eine Streifenleitung handeln („Strip“ bzw. „Microstrip“).
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Geometrie der Koppelstruktur an die gewünschten Kopplungsparameter der Koppelstruktur angepasst. Insofern kann die aufgedruckte Koppelstruktur eine unterschiedliche Geometrie aufweisen, die je nach Anwendungsgebiet des Richtkopplers unterschiedlich ist. Über die Geometrie der Koppelstruktur kann das Kopplungsverhalten des Richtkopplers entsprechend eingestellt werden.
  • Da die Koppelstruktur vollständig in der Leiterplatte integriert ist, die wiederum lösbar mit dem Grundkörper des Richtkopplers gekoppelt werden kann, ist ferner vorgesehen, dass die Leiterplatte, also auch die darin integrierte Koppelstruktur, austauschbar mit dem Grundkörper verbunden ist.
  • Mit anderen Worten ergibt sich so ein Baukastensystem, das einen Grundkörper, in dem das Übertragungssystem untergebracht ist, sowie wenigstens eine austauschbare Leiterplatte umfasst. Je nach Anwendungsfall kann eine entsprechende Leiterplatte mit dem Grundkörper gekoppelt werden, die eine entsprechende Koppelstruktur hat, wodurch sich entsprechende Kopplungseigenschaften ergeben. Bei dem Grundkörper kann es sich um das Richtkopplergehäuse handeln.
  • Insofern ist der Richtkoppler aufgrund der austauschbaren Leiterplatte modular aufgebaut.
  • Ferner ist erfindungsgemäß ein Baukastensystem vorgesehen, mit einem Richtkopplergehäuse, in dem ein Übertragungssystem zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung untergebracht ist, sowie zwei austauschbaren Leiterplatten, in denen jeweils eine induktive Koppelstruktur integriert ist, wobei die induktiven Koppelstrukturen unterschiedlich sind. Es kann also je nach Anwendungsgebiet bzw. -fall eine andere Leiterplatte mit dem Richtkopplergehäuse gekoppelt werden, wobei die entsprechend ausgewählte Leiterplatte eine für den Anwendungsfall geeignete Koppelstruktur hat.
  • Die Koppelstruktur kann zumindest einen Abschnitt umfassen, der eine gegenüber dem Rest veränderte Permeabilität und/oder Permittivität aufweist. Insofern kann der Abschnitt gegenüber dem Rest der Koppelstruktur eine veränderte Permeabilität und/oder Permittivität aufweisen. Mit anderen Worten hat die Koppelstruktur mehrere Abschnitte mit unterschiedlicher Permeabilität und/oder Permittivität. Auch kann vorgesehen sein, dass der Abschnitt der Koppelstruktur eine gegenüber der Leiterplatte veränderte Permeabilität und/oder Permittivität hat. Über die Permeabilität und/oder Permittivität der Koppelstruktur, insbesondere des zumindest einen Abschnitts der Koppelstruktur, können die Kopplungsparameter, also die Koppeleigenschaften, entsprechend eingestellt werden.
  • Die Kopplungsparameter, also die Koppeleigenschaften, des Richtkopplers lassen sich durch die Geometrie sowie die Materialeigenschaften der Koppelstruktur einstellen, insbesondere Permeabilität und/oder Permittivität.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Richtkoppler mehrere gedruckte induktive Koppelstrukturen umfasst. Hierdurch lassen sich an unterschiedlichen Stellen des Richtkopplers, insbesondere in Bezug auf das Übertragungssystem, elektromagnetische Leistung(en) an unterschiedlichen Stellen bzw. mehrfach ein- bzw. auskoppeln.
  • Die zumindest eine Koppelstruktur kann unidirektional, bidirektional und/oder dualdirektional ausgebildet sein. Insofern kann die Koppelstruktur an einem Ende isoliert bzw. abgeschlossen sein. Ebenso kann der bidirektionale Richtkoppler mit einem ersten Anschluss zur Messung der Vorlaufleistung sowie einem zweiten Anschluss zur Messung der Rücklaufleistung versehen sein. Im Falle eines dualdirektionalen Richtkopplers, der eine entsprechende Koppelstruktur aufweist, sind zwei Koppelstrukturen vorgesehen, die jeweils an einem Anschluss isoliert bzw. abgeschlossen sind, wobei die anderen beiden Anschlüsse zur Messung der Vorlauf- bzw. Rücklaufleistung dienen.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Richtkopplers,
    • - 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Richtkopplers,
    • - 3 eine Schnittansicht der 2,
    • - 4 eine Querschnittsansicht des Richtkopplers aus den 2 und 3,
    • - 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Richtkopplers,
    • - 6 den Richtkoppler aus 5 mit transparent dargestellter Leiterplatte,
    • - 7 ein Detail der 6,
    • - 8 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Richtkopplers,
    • - 9 den Richtkoppler aus 8 in Draufsicht ohne Leiterplatte,
    • - 10 die Leiterplatte des Richtkopplers aus 8 separat,
    • - 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der induktiven Kopplung bei einem koaxialen Übertragungssystem, und
    • - 12 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der induktiven Kopplung bei einem Streifenleitung-Übertragungssystem.
  • Die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, bei denen sich gleichartige Zahlen auf gleiche Elemente beziehen, ist als Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands gedacht. Jede in dieser Offenbarung beschriebene Ausführungsform dient lediglich als Beispiel oder Illustration und sollte nicht als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen ausgelegt werden. Die hierin enthaltenen anschaulichen Beispiele sollen nicht abschließend sein oder den beanspruchten Gegenstand auf die genau angegebenen Formen beschränken.
  • In 1 ist ein Richtkoppler 10 gezeigt, der ein Richtkopplergehäuse 12, auch Grundkörper genannt, sowie eine Leiterplatte 14 umfasst, die mit dem Richtkopplergehäuse 12 lösbar gekoppelt ist, beispielsweise über hier nicht dargestellte Verbindungsmittel wie Schrauben.
  • Der Richtkoppler 10 weist einen Eingang 16 sowie einen Ausgang 18 auf, die beispielsweise an entgegengesetzten Seiten des Richtkopplergehäuses 12 vorgesehen sind, insbesondere an entgegengesetzten Lateralseiten des Richtkopplergehäuses 12.
  • Zwischen dem Eingang 16 und dem Ausgang 18 erstreckt sich ein Übertragungssystem 20, auch Leitung genannt, zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung zwischen dem Eingang 16 und dem Ausgang 18.
  • Insofern ist das Übertragungssystem 20 in dem Richtkopplergehäuse 12 untergebracht.
  • Das Richtkopplergehäuse 12 weist in der gezeigten Ausführungsform zudem einen Ausschnitt 22 auf, der der Leiterplatte 14 zugeordnet ist. Die Leiterplatte 14 ist an der Seite des Richtkopplergehäuses 12 angeordnet, in der der Ausschnitt 22 vorgesehen ist. Mit anderen Worten verdeckt die Leiterplatte 14 den Ausschnitt 22.
  • Die Leiterplatte 14 weist wiederum eine induktive Koppelstruktur 24 auf, welche dem Ausschnitt 22 zugeordnet ist. Insofern verdeckt der Bereich der Leiterplatte 14 den Ausschnitt 22, der die induktive Koppelstruktur 24 aufweist.
  • Aus 1 wird deutlich, dass die Koppelstruktur 24 bereichsweise auf einer Oberseite 26 der Leiterplatte 14 angeordnet ist, die von außen kontaktierbar ist. Die Koppelstruktur 24 erstreckt sich von der Oberseite 26 durch die Leiterplatte 14 hindurch zu einer Unterseite 28 der Leiterplatte 14, die zur Oberseite 26 entgegengesetzt ist.
  • Die Leiterplatte 14 liegt über ihre Unterseite 28 auf der zugeordneten Seite des Richtkopplergehäuses 12 auf.
  • In der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Koppelstruktur 24 einen ersten Abschnitt 30, der der Oberseite 26 der Leiterplatte zugeordnet ist, einen zweiten Abschnitt 32, der der Unterseite 28 der Leiterplatte 14 zugeordnet ist, sowie einen dritten Abschnitt 34, der wieder der Oberseite 26 der Leiterplatte 14 zugeordnet ist.
  • Insofern erstreckt sich die Koppelstruktur 24 an zwei Bereichen jeweils durch die gesamte Leiterplatte 14, nämlich von der Oberseite 26 zur Unterseite 28 sowie von der Unterseite 28 wieder zurück zur Oberseite 26.
  • Mit anderen Worten ist die Koppelstruktur 24 zumindest teilweise auf einer vom Übertragungssystem 20 abgewandten Seite der Leiterplatte 14 angeordnet.
  • Die Koppelstruktur 24 erstreckt sich dabei zumindest teilweise ausgehend von der Oberseite 26 der Leiterplatte 14 durch die Leiterplatte 14. Die Koppelstruktur 24 erstreckt sich in der gezeigten Ausführungsform von der Oberseite 26 bis zur Unterseite 28, die zur Unterseite 26 entgegengesetzt ist, sodass sich die Koppelstruktur 24 durch die gesamte Leiterplatte 14 erstreckt.
  • Der zweite Abschnitt 32, der an der Unterseite 28 der Leiterplatte 14 angeordnet ist, ist dabei vollständig im Bereich der Aussparung 22 vorgesehen, sodass der zweite Abschnitt 32 möglichst nah am Übertragungssystem 20 vorgesehen ist. Hierdurch ergeben sich besonders gute induktive Koppeleigenschaften.
  • Die Koppelstruktur 24 erstreckt sich zumindest abschnittsweise in eine Kavität 36, die unter anderem vom Übertragungssystem 20 ausgebildet ist.
  • Bei dem Übertragungssystem 20 handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform um ein koaxiales Übertragungssystem, insbesondere einen Wellenleiter, der als ein Hohlleiter ausgebildet sein kann.
  • Die Leiterplatte 14 sowie das Übertragungssystem 20 weisen zudem ein gemeinsames Massepotential auf, da die Leiterplatte 14 mit dem Richtkopplergehäuse 12 mechanisch und elektrisch verbunden sein kann.
  • Grundsätzlich können die Abschnitte 30, 32, 34 der Koppelstruktur 24 jeweils eine veränderte Permeabilität und/oder Permittivität gegenüber dem Rest aufweisen, also gegenüber den jeweiligen anderen Abschnitten 30, 32 34 bzw. allgemein der Leiterplatte 14. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Materialeigenschaften der Abschnitte 30, 32, 34 der Koppelstruktur 24, worüber unter anderem die Koppelparameter bzw. Koppeleigenschaften eingestellt werden können.
  • Auch kann die Geometrie der Koppelstruktur 24 an die gewünschten Kopplungsparameter der Koppelstruktur 24 entsprechend angepasst sein. Mit anderen Worten beeinflusst auch die Geometrie die Koppelparameter bzw. Koppeleigenschaften des Richtkopplers 10. Grundsätzlich kann die Geometrie der Koppelstruktur 24 demnach an die gewünschten Kopplungsparameter bzw. Kopplungseigenschaften des Richtkopplers 10 angepasst sein, insbesondere der Koppelstruktur 24. Dies kann vom jeweiligen Anwendungsfall des Richtkopplers 10 abhängen.
  • Da die Leiterplatte 14 mit dem Richtkopplergehäuse 12 lösbar verbunden ist, kann die Leiterplatte 14 gelöst werden, um durch eine andere Leiterplatte 14 ersetzt zu werden, dessen Koppelstruktur andere Kopplungsparameter bzw. Kopplungseigenschaften aufweist.
  • Hierdurch kann der Richtkoppler 10 in einfacher Weise an einen Anwendungsfall angepasst werden, indem eine Leiterplatte 14 mit entsprechend anderer Koppelstruktur 24 mit dem Richtkopplergehäuse 12 gekoppelt wird.
  • Demnach ist ein Baukastensystem 38 vorgesehen, da das Richtkopplergehäuse 12 mit unterschiedlichen Leiterplatten 14 gekoppelt werden kann, die für den entsprechenden Anwendungsfall aufgrund der unterschiedlichen Koppelstruktur 24 entsprechend andere Kopplungseigenschaften aufweisen.
  • Grundsätzlich kann der Richtkoppler 10 mehrere gedruckte induktive Koppelstrukturen 24 umfassen, wobei die mehreren induktiven Koppelstrukturen 24 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 14 oder auf unterschiedlichen Leiterplatten 14 vorgesehen sein können.
  • Das Richtkopplergehäuse 12 kann mit mehr als einer Leiterplatte 14 gekoppelt werden, wodurch sich entsprechend unterschiedliche Ein- bzw. Auskoppelmöglichkeiten am Richtkoppler 10 ergeben.
  • Die Koppelstruktur 24 kann grundsätzlich unidirektional, bidirektional und/oder dualdirektional ausgebildet sein. Dies hängt davon ab, wie die jeweiligen Anschlüsse der Koppelstruktur 24 ausgebildet sind.
  • In den 2 bis 4 ist ein Richtkoppler 10 gemäß einer anderen Ausgestaltung gezeigt, wobei der Richtkoppler 10 in den 3 und 4 geschnitten dargestellt ist.
  • Aus den 2 bis 4 wird deutlich, dass sich die Koppelstrukturen 24 durch die gesamte Leiterplatte 14 bzw. sich nur teilweise von einer Seite der Leiterplatte 14 in die Leiterplatte 14 hineinerstrecken können.
  • In den 5 bis 7 ist eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Richtkopplers 10 gezeigt, bei dem die Koppelstruktur 24 hervorgehoben ist. So ist in 6 die Leiterplatte 14, in die die Koppelstruktur 24 integriert ist, transparent dargestellt, um die Geometrie der Koppelstruktur 24 zu verdeutlichen, insbesondere die Integration der Koppelstruktur 24 in die Leiterplatte 14.
  • Aus einem Vergleich der 5 und 6 wird deutlich, dass die Koppelstruktur 24 einen Abschnitt 32 aufweist, der auf der Unterseite 28 der Leiterplatte 14 vorgesehen ist, die entgegengesetzt zur Oberseite 26 der Leiterplatte 14 ausgebildet ist.
  • In den 8 bis 10 sind eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Richtkopplers 10 sowie dessen Bestandteile separat dargestellt, nämlich das Richtkopplergehäuse 12 (9), in dem das Übertragungssystem 20 untergebracht ist, sowie die Leiterplatte 14 (10), in der die induktive Koppelstruktur 24 integriert ist.
  • Insbesondere aus 9 wird deutlich, dass das Richtkopplergehäuse 12 einen Ausschnitt 22 aufweist, dem die Koppelstruktur 24 im zusammengebauten Zustand des Richtkopplers 10 zugeordnet ist.
  • Des Weiteren geht aus den 8 bis 10 hervor, dass die Koppelstruktur 24 zwei Anschlüsse 40, 42 aufweist, worüber eine Vorlauf- bzw. Rücklaufleistung gemessen werden kann.
  • In den 11 und 12 ist jeweils schematisch gezeigt, dass das Prinzip der induktiven Koppelstruktur 24 sowohl für koaxiale Übertragungssysteme 20 ( 11) als auch für Streifen-Übertragungssysteme 20 (12) genutzt werden kann, insbesondere Mikrostreifen-Übertragungssysteme. Die Koppelstrukturen 24 sind hierbei jeweils unidirektional ausgebildet.
  • Insofern kann das Übertragungssystem 20 einen Leiter oder mehrere Leiter umfassen.

Claims (12)

  1. Richtkoppler (10), insbesondere für Hochleistungs-Hochfrequenz-Anwendungen, mit wenigstens einem Übertragungssystem (20) zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung und zumindest einer gedruckten induktiven Koppelstruktur (24) zum Ein- und/oder Auskoppeln von elektromagnetischer Leistung, wobei die Koppelstruktur (24) vollständig in einer Leiterplatte (14) integriert ist, und wobei das Übertragungssystem (20) und die Leiterplatte (14) ein gemeinsames Massepotential aufweisen.
  2. Richtkoppler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (14) dem Übertragungssystem (20) zugeordnet ist, wobei die Koppelstruktur (24) zumindest teilweise auf einer vom Übertragungssystem (20) abgewandten Seite der Leiterplatte (14) angeordnet ist.
  3. Richtkoppler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Koppelstruktur (24) zumindest teilweise ausgehend von einer Seite (26, 28) der Leiterplatte (14) durch die Leiterplatte (14) erstreckt, insbesondere wobei sich die Koppelstruktur (24) durch die gesamte Leiterplatte (14) erstreckt.
  4. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (20) durch einen Wellenleiter ausgebildet ist, insbesondere durch einen Hohlleiter.
  5. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtkoppler (10) ein Richtkopplergehäuse (12) aufweist, in dem das Übertragungssystem (20) untergebracht ist, wobei die Leiterplatte (14) lösbar am Richtkopplergehäuse (12) angebracht ist.
  6. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (20) einen Leiter oder mehrere Leiter umfasst.
  7. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Koppelstruktur (24) an die gewünschten Kopplungsparameter der Koppelstruktur (24) angepasst ist.
  8. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstruktur (24) zumindest einen Abschnitt (30 - 34) mit veränderter Permeabilität und/oder Permittivität gegenüber dem Rest umfasst.
  9. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtkoppler (10) mehrere gedruckte induktive Koppelstrukturen (24) umfasst.
  10. Richtkoppler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Koppelstruktur (24) unidirektional, bidirektional und/oder dualdirektional ausgebildet ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Richtkopplers (10), insbesondere eines Richtkopplers (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Sch ritten: - Bereitstellen einer Leiterplatte (14) und eines Übertragungssystems (20), - Vorsehen einer Koppelstruktur (24) in der Leiterplatte (14) zum Ein- und/oder Auskoppeln von elektromagnetischer Leistung, und - Anordnen der Leiterplatte (14) relativ zum Übertragungssystem (20) derart, dass die Koppelstruktur (24) induktiv ausgebildet ist, um elektromagnetische Leistung induktiv ein- bzw. auszukoppeln.
  12. Baukastensystem (38) mit einem Richtkopplergehäuse (12), in dem ein Übertragungssystem (20) zur Übertragung von elektromagnetischer Leistung untergebracht ist, sowie zwei austauschbaren Leiterplatten (14), in denen jeweils eine induktive Koppelstruktur (24) integriert ist, wobei die induktiven Koppelstrukturen (24) unterschiedlich sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7331717B2 (ja) 2020-01-29 2023-08-23 東京エレクトロン株式会社 方向性結合器、基板を処理する装置、及び基板を処理する方法

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