DE10253927A1

DE10253927A1 - Impedance transformer for phase shifter an operating process in nonlinear dielectric applies potential in active zone to alter wave resistance values

Info

Publication number: DE10253927A1
Application number: DE2002153927
Authority: DE
Inventors: Frédéric ZIMMERMANN; Wolfgang Menesklou; Ulrich Hackenberg; Ellen Ivers-Tiffée
Original assignee: Universitaet Karlsruhe
Current assignee: Universitaet Karlsruhe
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17

Abstract

An impedance transformer (14) comprises a phase shifter (20) to change wave resistance values into predetermined ones by applying a potential in an active zone (12) which also controls the transformer. Independent claims are also included for the following: (a) a phase shifter comprising the transformer above;and (b) an operating process for a phase shifter as above

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impedanztransformator für einen Phasenschieber, einen Phasenschieber und ein Verfahren zum Betreiben eines Phasenschiebers.The present invention relates on an impedance transformer for a phase shifter, a Phase shifter and a method for operating a phase shifter.

Phasenschieber, die auf dem Einsatz von nichtlinearen Dielektrika basieren, erzeugen eine Phasenverschiebung bzw. Zeitverzögerung der hochfrequenten Welle durch die Beeinflussung der Permittivität des Dielektrikums durch ein angelegtes elektrostatisches Feld bzw. einer Spannung. Die Veränderung der Permittivität führt zu einer Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit längs eines eingesetzten Wellenleiters. Diese Beeinflussung der Ausbreitungsgeschwindigkeit wird begleitet von einer meist unerwünschten Beeinflussung des Wellenwiderstands des Wellenleiters mit der angelegten Steuerspannung. Bei der Integration eines derartigen Phasenschiebers ohne Impedanztransformation in ein System mit festem Wellenwiderstand resultiert eine in der Regel unerwünschte Teilreflexion der hochfrequenten Leistung. Diese sogenannte Fehlanpassung beeinträchtigt den Wirkungsgrad eines solchen Systems.Phase shifters on use based on nonlinear dielectrics produce a phase shift or time delay the high-frequency wave by influencing the permittivity of the dielectric by an applied electrostatic field or a voltage. The change permittivity leads to a change in Propagation speed along an inserted waveguide. This affects the speed of propagation is accompanied by a mostly undesirable influence on the wave resistance of the waveguide with the applied control voltage. When integrating of such a phase shifter without an impedance transformation in one A system with a fixed characteristic impedance usually results undesirable Partial reflection of the high-frequency power. This so-called mismatch impaired the efficiency of such a system.

Im Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, Wellenleiter mit unterschiedlichen Wellenwiderständen Z_L1 und Z_L2 aneinander anzupassen. Einerseits ist die sogenannte λ/4-Transformation bekannt. Hierbei wird eine Transformation mit einem Leitungsstück der Länge λ/4 und dem Wellenwiderstand

durchgeführt, wobei λ die Wellenlänge ist. Dieser Ansatz hat jedoch den Nachteil, daß er aufgrund der von der Wellenlänge abhängigen Transformatorlänge nur für schmalbandige Anwendungen eingesetzt werden kann. Ein weiterer Ansatz ist es, die unterschiedlichen Dimensionen der Wellenleiter mit Z_L1 und Z_L2 über mehrere Wellenlängen in stufenförmiger oder kontinuierlicher Form allmählich aneinander anzugleichen. Zwar können mit dieser Methode breitbandige Übergänge mit gutem Reflexionsverhalten erreicht werden, jedoch weist der Transformator einen großen Platzbedarf auf. Des weiteren ermöglicht weder der erste noch der zweite Ansatz eine adaptive Impedanztransformation von Leitungen mit variablen Wellenwiderständen, d.h. eine variable Anpassung des Wellenwiderstandsprofils.Various possibilities are known in the prior art for adapting waveguides with different wave resistances Z _L1 and Z _{L2 to} one another. On the one hand, the so-called λ / 4 transformation is known. This is a transformation with a line section of length λ / 4 and the characteristic impedance

performed, where λ is the wavelength. However, this approach has the disadvantage that it can only be used for narrow-band applications due to the wavelength-dependent transformer length. Another approach is to gradually align the different dimensions of the waveguides with Z _L1 and Z _L2 over several wavelengths in a step-like or continuous form. Although broadband transitions with good reflection behavior can be achieved with this method, the transformer requires a large amount of space. Furthermore, neither the first nor the second approach enables adaptive impedance transformation of lines with variable characteristic impedances, ie variable adaptation of the characteristic impedance profile.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Impedanztransformator für einen Phasenschieber, einen Phasenschieber und ein Verfahren zum Betreiben eines Phasenschiebers bereitzustellen, welche eine einfache und veränderbare Anpassung von Leitungen mit verschiedenen Wellenwiderständen ermöglichen.It is therefore an object of the present invention an impedance transformer for a phase shifter, a phase shifter and a method for Operate a phase shifter to provide a simple and changeable customization of cables with different wave resistances.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Impedanztransformator mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, einen Phasenschieber mit den in Anspruch 32 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren mit den in Anspruch 38 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen sind Inhalt der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention solved by an impedance transformer with those specified in claim 1 Features, a phase shifter with the features specified in claim 32 and a method with the features specified in claim 38. Preferred embodiments are content of the dependent Expectations.

Gemäß der Erfindung wird ein Impedanztransformator für einen Phasenschieber bereitgestellt zum Umwandeln bzw. zur Transformation eines veränderbaren Wellenwiderstandswerts einer aktiven Zone des Phasenschiebers in einen vorbestimmbaren Wellenwiderstandswert, wobei der Wellenwiderstand des Phasenschiebers mittels einer anzulegenden Spannung bzw. Steuerspannung veränderbar ist und der Impedanztransformator mit einer anzulegenden Spannung, vorzugsweise derselben Spannung wie der Phasenschieber, steuerbar ist.According to the invention, an impedance transformer for one Phase shifters provided for conversion of a changeable Wave resistance value of an active zone of the phase shifter in a predeterminable wave resistance value, the wave resistance of the phase shifter by means of a voltage or control voltage to be applied variable and the impedance transformer with a voltage to be applied, preferably the same voltage as the phase shifter, controllable is.

Dadurch, daß der Impendanztransformator mit derselben bzw. der gleichen Spannung bzw. Steuerspannung wie der Phasenschieber gesteuert wird, kann eine Transformation erreicht werden, die sich den Veränderungen des Wellenwiderstands das Phasenschiebers anpaßt. Des weiteren ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Steuereinrichtung für den Impedanztransformator vorzusehen.The fact that the impedance transformer with the same or the same voltage or control voltage as that Phase shifter is controlled, a transformation can be achieved become aware of the changes of the wave resistance adjusts the phase shifter. Furthermore, it is not necessary an additional Control device for the Provide impedance transformer.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Impedanztransformator in Koplanarleitungstechnik ausgebildet.According to a first preferred embodiment the impedance transformer is designed in coplanar line technology.

Vorzugsweise umfaßt der Impedanztransformator
ein dielektrisches Substrat,
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie einen Innenleiter und zwei Außenleiter bildet und jeweils zwischen dem Innenleiter und einem Außenleiter ein Spalt vorgesehen ist, und
eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials, welche zumindest bereichsweise an einer Flächenseite der Schicht des leitenden Materials und/oder in bzw. an dem Spalt angeordnet ist,
wobei der Impedanztransformator ein mit dem Phasenschieber zu verbindendes erstes Ende mit einem veränderbaren Wellenwiderstandswert und ein zweites Ende mit einem vorbestimmbaren Wellenwiderstandswert aufweist, und
der Innenleiter in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende eine zunehmende Breite aufweist.Preferably, the impedance transformer comprises
a dielectric substrate,
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate in such a way that it forms an inner conductor and two outer conductors and a gap is provided in each case between the inner conductor and an outer conductor, and
a layer of a controllable dielectric material which is arranged at least in regions on a flat side of the layer of the conductive material and / or in or on the gap,
wherein the impedance transformer has a first end to be connected to the phase shifter with a variable wave resistance value and a second end with a predeterminable wave resistance value, and
the inner conductor has an increasing width in the direction from the first end to the second end.

Dementsprechend werden zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter bereichsweise ein oder mehrere variable Kondensatoren ausgebildet, deren Kapazität durch dieselbe Steuerspannung wie die des Phasenschiebers verändert werden kann. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform bildet die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials die variablen Kondensatoren aus.Accordingly, between the Inner conductor and the outer conductor partially formed one or more variable capacitors, the capacity can be changed by the same control voltage as that of the phase shifter can. In the present preferred embodiment, the layer forms of controllable dielectric material the variable capacitors out.

Bevorzugt ist das dielektrische Substrat zumindest bereichsweise zwischen dem dielektrischen Substrat und der Schicht des leitenden Materials angeordnet.The dielectric substrate is preferably closed arranged at least in regions between the dielectric substrate and the layer of conductive material.

Die Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials weist eine Abhängigkeit von der angelegten Spannung bzw. Steuerspannung auf. Die Folge der Veränderung der Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials ist eine Veränderung des Wellenwiderstands. Somit kann mit Hilfe des steuerbaren dielektrischen Materials eine zusätzliche variable Transformation des Wellenwiderstands in dem Impedanztransformator erreicht werden. Es wird ein allmählicher Übergang mit einem bevorzugt im wesentlichen bzw. näherungsweise linearen Wellenwiderstandsprofil erreicht.The dielectric constant of the controllable dielectric Materials exhibits a dependency from the applied voltage or control voltage. The consequence of change the dielectric constant of controllable dielectric material is a change of the wave resistance. Thus, with the help of the controllable dielectric Materials an additional variable transformation of the wave resistance in the impedance transformer can be achieved. A gradual transition with one is preferred essentially or approximately linear wave resistance profile reached.

Bevorzugt ist der Innenleiter stufenförmig oder kontinuierlich aufgeweitet.The inner conductor is preferably stepped or continuously expanded.

Vorzugsweise weisen die Spalte zwischen dem Innenleiter und den Außenleitern jeweils in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende in einem ersten Bereich zunächst eine zunehmende Breite und nachfolgend in einem zweiten Bereich eine konstante oder zunehmende Breite auf. Dadurch kann eine weitere Transformation des Wellenwiderstands ermöglicht werden.Preferably, the gaps between the Inner conductor and the outer conductors each in the direction from the first end to the second end in one first area first an increasing width and subsequently in a second area constant or increasing width. This can be another Transformation of the wave resistance can be made possible.

Alternativ bevorzugt weisen die Spalte zwischen dem Innenleiter und den Außenleitern jeweils eine konstante Breite auf.Alternatively, the columns preferably point a constant between the inner conductor and the outer conductors Spread out.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das steuerbare dielektrische Material in Form von Streifen, welche im wesentlichen quer zu den Spalten angeordnet sind und sich über den Innenleiter und die Außenleiter erstrecken, vorgesehen, wobei die Ausdehnung der Streifen, welche sich in der Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende abnimmt.In a preferred embodiment is the controllable dielectric material in the form of strips, which are arranged essentially across the columns and over the Inner conductor and the outer conductor extend, provided, the expansion of the strips, which extends in the direction between the first and second ends, decreases in the direction from the first end to the second end.

Wie bereits oben diskutiert, weist die Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials, und als Folge das Wellenwiderstandsprofil des Impedanztransformators, eine Abhängigkeit von der angelegten Spannung auf. Je größer der Bereich des steuerbaren dielektrischen Materials bezogen auf ein Teilstück bzw. einen Sektor des Impedanztransformators ist, desto stärker ist die Abhängigkeit des Wellenwiderstands dieses Sektors von der Steuerspannung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Streifen des steuerbaren dielektrischen Materials kann zunächst eine stärkere und nachfolgend eine schwächere Abhängigkeit des Wellenwiderstands von der Steuerspannung in Richtung des zweiten Endes erreicht werden. Somit kann in Richtung von dem ersten Ende zu den zweiten Ende die Abhängigkeit des Wellenwiderstands von der angelegten Spannung verringert werden.As discussed above, points the dielectric constant of the controllable dielectric material, and as a result the characteristic impedance profile of the Impedance transformer, a dependency from the applied voltage. The larger the range of controllable dielectric material related to a section or a sector of the impedance transformer is the stronger is the dependency of the Wave resistance of this sector from the control voltage. Through the arrangement according to the invention the strip of controllable dielectric material can initially be a more followed by a weaker one dependence of the wave resistance from the control voltage towards the second Be achieved in the end. Thus, towards the first end to the second end the dependency of the wave resistance can be reduced by the applied voltage.

Bevorzugt erstreckt sich in dem ersten Bereich das steuerbare dielektrische Material im wesentlichen über die gesamte Länge des ersten Bereichs, d.h. innerhalb des ersten Bereichs ausgehend von dem ersten Ende in Richtung des zweiten Endes.Preferably extends in the first The range of controllable dielectric material essentially over the whole length of the first area, i.e. within the first range from the first end towards the second end.

Vorzugsweise sind drei Streifen des steuerbaren dielektrischen Materials vorgesehen.Preferably three strips of controllable dielectric material is provided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das steuerbare dielektrische Material derart angeordnet, daß es sich bis zu einem vorbestimmbaren Abstand von dem ersten Ende im wesentlichen über die gesamte Breite des Innenleiters erstreckt und die Spalte zwischen dem Innenleiter und den Außenleitern in Richtung von dem vorbestimmbaren Abstand zu dem ersten Ende kontinuierlich, bevorzugt im wesentlichen bzw. näherungsweise linear zunehmend, mit dem steuerbaren dielektrischen Material bedeckt sind.In a further preferred embodiment the controllable dielectric material is arranged such that it up to a predeterminable distance from the first end essentially over the extends the entire width of the inner conductor and the gap between the inner conductor and the outer conductors continuously in the direction from the predeterminable distance to the first end, preferably essentially or approximately increasing linearly, covered with the controllable dielectric material are.

Durch die abnehmende Überdeckung des Spalts mit dem steuerbaren dielektrischen Material in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende kann die Abhängigkeit des Wellenwiderstands von der angelegten Spannung bzw. Steuerspannung verringert werden.Due to the decreasing coverage of the gap with the controllable dielectric material in the direction from the first end to the second end the dependency the characteristic impedance of the applied voltage or control voltage be reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Impedanztransformator eine hochohmige Leitung, welche in vorbestimmbaren Abständen mit variablen Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität und/oder unterschiedlichem Variationsbereich der Kapazität belastet wird. Vorzugsweise wird die hochohmige Leitung in einem vorbestimmbaren Abstand periodisch mit variablen Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität belastet wird.According to another preferred embodiment comprises the impedance transformer has a high-resistance line, which can be predetermined intervals with variable capacitors of different capacities and / or different variation range of the capacity is loaded. Preferably the high-resistance line is periodically spaced at a predeterminable distance loaded with variable capacitors of different capacities becomes.

Diese Ausführungsform der Erfindung basiert auf dem Prinzip der periodisch belasteten Leitung.This embodiment of the invention is based on the principle of the periodically loaded line.

Bevorzugt umfaßt der Impedanztransformator
ein dielektrisches Substrat,
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie einen Innenbereich und zwei Außenbereiche bildet, wobei der Innenbereich und jeweils ein Außenbereich in einem vorbestimmbaren Abstand voneinander beanstandet ist,
wobei in vorbestimmbaren Abständen zumindest teilweise von dem Innenbereich und dem Außenbereich vorspringende Bereiche ausgebildet sind, welche variable Kondensatoren ausbilden,
an den variablen Kondensatoren Bereiche mit einem steuerbaren dielektrischen Material vorgesehen sind,
der Impedanztransformator ein mit dem Phasenschieber zu verbindendes erstes Ende mit einem veränderbaren Wellenwiderstandswert und ein zweites Ende mit einem vorbestimmbaren Wellenwiderstandswert aufweist, und
der Abstand der Kondensatorelektroden der jeweiligen Kondensatoren in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende des Impedanztransformators zunimmt und/oder
die Breite der Kondensatorelektroden der jeweiligen Kondensatoren in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende des Impedanztransformators abnimmt bzw. verringert wird.The impedance transformer preferably comprises
a dielectric substrate,
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate in such a way that it forms an inner region and two outer regions, the inner region and in each case an outer region being objected to at a predeterminable distance from one another,
areas which project at least partially from the inner region and the outer region and which form variable capacitors,
areas with a controllable dielectric material are provided on the variable capacitors,
the impedance transformer has a first end to be connected to the phase shifter with a variable wave resistance value and a second end with a predetermined wave resistance value, and
the distance between the capacitor electrodes of the respective capacitors increases in the direction from the first end to the second end of the impedance transformer and / or
the width of the capacitor electrodes of the respective capacitors decreases or decreases in the direction from the first end to the second end of the impedance transformer.

Wie bereits oben diskutiert, weist die Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials, und als Folge das Wellenwiderstandsprofil des Impedanztransformators, eine Abhängigkeit von der angelegten Spannung auf. Durch den zunehmenden Abstand der Kondensatorelektroden und/oder die Verringerung der Breite der Kondensatorelektroden sinkt die Kapazität der jeweiligen Kondensatoren in Richtung des zweiten Endes bzw. die Kapazität nimmt ab. Als Folge verändert sich der Wellenwiderstand. Somit kann in Richtung von dem ersten Ende zu den zweiten Ende die Abhängigkeit des Wellenwiderstands von der angelegten Spannung verringert werden.As already discussed above, the Dielek Tricity constant of the controllable dielectric material, and as a result the characteristic impedance profile of the impedance transformer, a dependence on the applied voltage. Due to the increasing spacing of the capacitor electrodes and / or the reduction in the width of the capacitor electrodes, the capacitance of the respective capacitors decreases in the direction of the second end or the capacitance decreases. As a result, the wave resistance changes. Thus, the dependency of the characteristic impedance on the applied voltage can be reduced in the direction from the first end to the second end.

Vorzugsweise weist der Innenbereich in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende des Impedanztransformators eine zunehmende Breite auf.The interior preferably has towards the first end to the second end of the impedance transformer an increasing width.

Bevorzugt sind die variablen Kondensatoren Varaktoren aus nichtlinearen Dielektrika bzw. ferroelektrische Varaktoren. Alternativ können ebenfalls Halbleiterbauteile wie z.B. Varaktordioden verwendet werden.The variable capacitors are preferably varactors made of nonlinear dielectrics or ferroelectric varactors. Alternatively, you can also semiconductor components such as Varactor diodes are used.

Ferner bevorzugt nimmt die Größe der Bereiche mit dem steuerbaren dielektrischen Material in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende des Impedanztransformators zu.The size of the regions also preferably increases with the controllable dielectric material in the direction of that first end to the second end of the impedance transformer.

Vorzugsweise sind vier variable Kondensatoren vorgesehen.Four variable capacitors are preferred intended.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Impedanztransformator in Schlitzleitungstechnik ausgebildet.In a further preferred embodiment the impedance transformer is designed in slot line technology.

Bevorzugt umfaßt der Impedanztransformator
ein dielektrisches Substrat,
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie zwei Leiter bildet zwischen welchen ein Schlitz bzw. Spalt vorgesehen ist, und
eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials, welche zumindest bereichsweise an einer Flächenseite der Schicht des leitenden Materials und/oder in bzw. an dem Schlitz angeordnet ist,
wobei der Impedanztransformator ein mit dem Phasenschieber zu verbindendes erstes Ende mit einem veränderbaren Wellenwiderstandswert und ein zweites Ende mit einem vorbestimmbaren Wellenwiderstandswert aufweist, und
der Schlitz zwischen den zwei Leitern in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende eine zunehmende oder abnehmende Breite aufweist.The impedance transformer preferably comprises
a dielectric substrate,
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate such that it forms two conductors between which a slot or gap is provided, and
a layer of a controllable dielectric material which is arranged at least in regions on a flat side of the layer of the conductive material and / or in or on the slot,
wherein the impedance transformer has a first end to be connected to the phase shifter with a variable wave resistance value and a second end with a predeterminable wave resistance value, and
the slot between the two conductors has an increasing or decreasing width in the direction from the first end to the second end.

Bevorzugt ist das steuerbare dielektrische Material zumindest bereichsweise zwischen dem dielektrischen Substrat und der Schicht des leitenden Materials angeordnet.The controllable dielectric material is preferred at least in regions between the dielectric substrate and the layer of conductive material.

Durch die Veränderung der Breite des Schlitzes bzw. Spalts zwischen den zwei Leitern kann eine Veränderung des Wellenwiderstands erreicht werden. Die Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials weist eine Abhängigkeit von der angelegten Spannung auf. Die Folge der Veränderung der Dielektrizitätskonstante des steuerbaren dielektrischen Materials ist eine Veränderung des Wellenwiderstands. Somit ermöglicht die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials eine Beeinflussung des Wellenwiderstands in Abhängigkeit von der angelegten Spannung.By changing the width of the slot or gap between the two conductors can change of the wave resistance can be achieved. The dielectric constant of controllable dielectric material has a dependency from the applied voltage. The consequence of the change the dielectric constant of controllable dielectric material is a change of the wave resistance. This enables the layer of controllable dielectric material has an influence of the wave resistance depending of the applied voltage.

Bevorzugt ist der Schlitz stufenförmig oder kontinuierlich aufgeweitet.The slot is preferably step-shaped or continuous widened.

Vorzugsweise weist der Schlitz in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende in einem ersten Bereich zunächst eine zunehmende Breite und nachfolgend in einem zweiten Bereich eine konstante Breite auf.Preferably, the slot in Direction from the first end to the second end in a first Area first an increasing width and subsequently in a second area a constant width.

Ferner kann das steuerbare dielektrische Material in Form von Streifen, welche im wesentlichen quer zu dem Spalt bzw. Schlitz angeordnet sind und sich über die zwei Leiter erstrecken, vorgesehen sein, wobei die Ausdehnung der Streifen, welche sich in der Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende abnimmt.Furthermore, the controllable dielectric material in the form of strips which are essentially transverse to the gap or Are arranged slot and extend over the two conductors, be provided, the extent of the strips, which are in the direction between the first and second ends, decreases in the direction from the first end to the second end.

Vorzugsweise erstreckt sich in dem ersten Bereich das steuerbare dielektrische Material im wesentlichen über die gesamte Länge des ersten Bereichs und ist in dem zweiten Bereich streifenförmig vorgesehen.Preferably extends in the first area the controllable dielectric material essentially over the whole length of the first area and is provided in the second area in strip form.

Bevorzugt sind drei Streifen des steuerbaren dielektrischen Materials vorgesehen.Three strips of the are preferred controllable dielectric material is provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Leiter in Richtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende eine zunehmende oder abnehmende Breite auf. Die Leiter sind somit in Form von Streifen vorgesehen. Hierbei kann die Veränderung der Breite der Leiter kontinuierlich und/oder stufenförmig erfolgen.In a preferred embodiment point the conductors from the first end to the second End an increasing or decreasing width. The leaders are thus provided in the form of strips. This can change the Width of the conductors are continuous and / or step-like.

Alternativ bevorzugt erstrecken sich die Leiter in der Breitenrichtung im wesentlichen jeweils bis zum Rand des dielektrischen Substrats. Hierbei bedecken die Leiter im wesentlichen das dielektrische Substrat und/oder das steuerbare dielektrische Material mit Ausnahme des Bereichs des Schlitzes.Alternatively, preferably extend the conductors in the width direction essentially up to Edge of the dielectric substrate. Here, the conductors in the essentially the dielectric substrate and / or the controllable dielectric material except for the area of the slot.

Vorzugsweise ist das leitende Material Gold, das dielektrische Substrat ein keramisches Al₂O₃-Substrat und das steuerbare dielektrische Material ein nichtlineares Dielektrikum bzw. ein ferroelektrisches Material, vorzugsweise Ba_0,6Sr_0,4TiO₃.Preferably the conductive material is gold, the dielectric substrate is a ceramic Al ₂ O ₃ substrate and the controllable dielectric material is a nonlinear dielectric or a ferroelectric material, preferably Ba _0.6 Sr _0.4 TiO ₃ .

Gemäß der Erfindung wird ferner ein Phasenschieber bereitgestellt, umfassend einen Impedanztransformator gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon.According to the invention is further a phase shifter is provided comprising an impedance transformer according to the present Invention or a preferred embodiment thereof.

Vorzugsweise umfaßt der Phasenschieber eine aktive Zone mit zwei Anschlüssen, welche ausgelegt ist, um eine Phasenverschiebung durchzuführen, wobei an beiden Anschlüssen der aktiven Zone jeweils ein Impedanztransformator vorgesehen ist.Preferably, the phase shifter comprises one active zone with two connections, which is designed to perform a phase shift, wherein on both connections an impedance transformer is provided for each active zone.

Bevorzugt umfaßt die aktive Zone des Phasenschiebers
ein dielektrisches Substrat,
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie einen Innenleiter und zwei Außenleiter bildet und jeweils zwischen dem Innenleiter und einem, Außenleiter ein Spalt vorgesehen ist, und
eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials, welche an einer Flächenseite der Schicht des leitenden Materials und/oder in bzw. an dem Spalt angeordnet ist.Preferably, the active zone comprises the phase shifter
a dielectric substrate,
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate in such a way that it forms an inner conductor and two outer conductors and a gap is provided in each case between the inner conductor and an outer conductor, and
a layer of a controllable dielectric material which is arranged on a surface side of the layer of the conductive material and / or in or on the gap.

Bevorzugt ist die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials zwischen dem dielektrischen Substrat und der Schicht des leitenden Materials angeordnet.The controllable layer is preferred dielectric material between the dielectric substrate and the layer of conductive material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die aktive Zone des Phasenschiebers
ein dielektrisches Substrat, und
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie einen Innenbereich und zwei Außenbereiche bildet, wobei der Innenbereich und jeweils ein Außenbereich in einem vorbestimmten Abstand voneinander beanstandet ist, und in vorbestimmbaren Abständen zumindest teilweise von dem Innenbereich und dem Außenbereich vorspringende Bereiche ausgebildet sind, welche variable Kondensatoren ausbilden, wobei an den variablen Kondensatoren Bereiche mit einem steuerbaren dielektrischen Material vorgesehen sind.According to a further preferred embodiment, the active zone comprises the phase shifter
a dielectric substrate, and
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate such that it forms an inner region and two outer regions, the inner region and an outer region in each case being spaced apart from one another at a predetermined distance, and at predeterminable distances from the inner region and the at least partially Protruding areas are formed which form variable capacitors, areas with a controllable dielectric material being provided on the variable capacitors.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die aktive Zone des Phasenschiebers
ein dielektrisches Substrat,
eine Schicht eines leitenden Materials, welche derart an dem dielektrischen Substrat aufgebracht ist, daß sie zwei Leiter bildet zwischen welchen ein Schlitz bzw. Spalt vorgesehen ist, und
eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials, welche an einer Flächenseite der ersten Schicht des leitenden Materials und/oder in bzw. an dem Schlitz angeordnet ist.According to a further preferred embodiment, the active zone comprises the phase shifter
a dielectric substrate,
a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate such that it forms two conductors between which a slot or gap is provided, and
a layer of a controllable dielectric material, which is arranged on a surface side of the first layer of the conductive material and / or in or on the slot.

Vorzugsweise ist die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials zwischen dem dielektrischen Substrat und der ersten Schicht des leitenden Materials angeordnet.Preferably, the layer of controllable dielectric material between the dielectric Substrate and the first layer of the conductive material arranged.

Bevorzugt ist die Gestaltung der aktiven Zone jeweils an die Ausgestaltung des Impendanztransformators angepaßt.The design of the active zone to the design of the impedance transformer customized.

Vorzugsweise ist an dem zweiten Ende des Impedanztransformators ein Gleichspannungsentkoppler vorgesehen. Dadurch kann verhindert werden, daß die Steuerspannung kurzgeschlossen wird oder nachfolgende elektronische Bauteile wie z.B. Verstärker beschädigt werden.Preferably at the second end of the impedance transformer, a DC decoupler is provided. This can prevent the control voltage from being short-circuited or subsequent electronic components such as Amplifier will be damaged.

Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Phasenschiebers, insbesondere eines Phasenschiebers gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon, bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
Anlegen einer Spannung bzw. Steuerspannung an die aktive Zone des Phasenschiebers;
Anlegen derselben bzw. gleichen Spannung bzw. Steuerspannung an der Impedanztransformator;
Transformieren bzw. Umwandeln eines veränderbaren Wellenwiderstandswerts der aktiven Zone des Phasenschiebers in einen vorbestimmbaren Wellenwiderstandswert in Abhängigkeit von der angelegten Spannung.According to the invention, a method for operating a phase shifter, in particular a phase shifter according to the present invention or a preferred embodiment thereof, is further provided, comprising the following steps:
Applying a voltage or control voltage to the active zone of the phase shifter;
Applying the same or the same voltage or control voltage to the impedance transformer;
Transforming or converting a variable wave resistance value of the active zone of the phase shifter into a predetermined wave resistance value depending on the applied voltage.

Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen in welchen zeigt:Other characteristics, tasks and advantages of present invention will be apparent from the following detailed description of the preferred embodiments with reference to FIG the drawings in which shows:

1 eine schematische Ansicht eines Phasenschiebers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 is a schematic view of a phase shifter according to a preferred embodiment of the present invention;

2 eine schematische Gesamtansicht eines Phasenschiebers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic overall view of a phase shifter according to a first preferred embodiment of the present invention;

3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A des Phasenschiebers von 2; 3 a sectional view taken along line AA of the phase shifter of 2 ;

4 eine Teilansicht des Bereichs E des Phasenschiebers von 2 gemäß einer ersten Variante der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 a partial view of area E of the phase shifter of 2 according to a first variant of the first embodiment of the present invention;

5 eine Teilansicht des Bereichs E des Phasenschiebers von 2 gemäß einer zweiten Variante der ersten bevorzugten Ausführungsform, 5 a partial view of area E of the phase shifter of 2 according to a second variant of the first preferred embodiment,

6 eine Teilansicht des Bereichs E des Phasenschiebers von 2 gemäß einer dritten Variante der ersten bevorzugten Ausführungsform; 6 a partial view of area E of the phase shifter of 2 according to a third variant of the first preferred embodiment;

7 eine schematische Gesamtansicht eines Phasenschiebers gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7 a schematic overall view of a phase shifter according to a second preferred embodiment of the present invention;

8 eine Teilansicht des Bereichs F des Phasenschiebers von 7; 8th a partial view of the area F of the phase shifter of 7 ;

9 den schematischen Aufbau eines Ausschnitts des Phasenschiebers gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Erfindung; 9 the schematic structure of a section of the phase shifter according to the second preferred embodiment of the present invention;

10 den schematischen Aufbau des Impedanztransformators gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Erfindung mit diskreten Leitungsgrößen; 10 the schematic structure of the impedance transformer according to the second preferred th embodiment of the present invention with discrete line sizes;

11 den schematischen Aufbau des Impedanztransformators gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Erfindung mit diskreten Leitungsgrößen; 11 the schematic structure of the impedance transformer according to the first preferred embodiment of the present invention with discrete line sizes;

12 eine Aufsicht auf einen Phasenschieber gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 12 a plan view of a phase shifter according to a third preferred embodiment of the present invention;

13 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C des Phasenschiebers von 12; 13 a sectional view taken along line CC of the phase shifter of 12 ;

14 eine zweite Variante des Phasenschiebers gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 14 a second variant of the phase shifter according to the third preferred embodiment of the present invention;

15 eine schematische Gesamtansicht eines Phasenschiebers gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 15 a schematic overall view of a phase shifter according to a fourth preferred embodiment of the present invention;

16 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D des Phasenschiebers von 15; 16 a sectional view taken along line DD of the phase shifter of 15 ;

17 eine Teilansicht des Bereichs G des Phasenschiebers von 16 gemäß einer ersten Variante der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 17 a partial view of the area G of the phase shifter of 16 according to a first variant of the fourth embodiment of the present invention; and

18 eine Teilansicht des Bereichs G des Phasenschiebers von 15 gemäß einer zweiten Variante der vierten bevorzugten Ausführungsform. 18 a partial view of the area G of the phase shifter of 15 according to a second variant of the fourth preferred embodiment.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.Below are preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings in detail described.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Phasenschiebers 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic view of a phase shifter 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

Der Phasenschieber 10 umfaßt eine aktive Zone 12, einen Impedanztransformator 14 an jeder Eingangs- bzw. Ausgangsseite der aktiven Zone 12 und jeweils einen DC-Entkoppler bzw. Gleichspannungsentkoppler 16, welcher sich jeweils an den Impedanztransformator anschließt.The phase shifter 10 includes an active zone 12 , an impedance transformer 14 on each input or output side of the active zone 12 and each a DC decoupler or DC decoupler 16 , which connects to the impedance transformer.

In der aktiven Zone 12 wird eine Phasenverschiebung eines HF-Wellensignals durchgeführt. Dies geschieht durch die Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der hochfrequenten Welle auf der Übertragungsleitung. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. Ausbreitungskonstante in der aktiven Zone 12 ist mittels der angelegten Spannung einstellbar.In the active zone 12 a phase shift of an RF wave signal is carried out. This is done by changing the speed of propagation of the high-frequency wave on the transmission line. The propagation speed or propagation constant in the active zone 12 is adjustable by means of the applied voltage.

Um den Phasenschieber 10 in ein bestehendes Leitungssystem mit einem Wellenwiderstand Z_L von beispielsweise 50 Ω möglichst verlustfrei bzw. reflexionsarm integrieren zu können, ist eine Transformation des veränderbaren Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 10 nötig. Hierzu wird der Impedanztransformator 14 verwendet. Im Impedanztransformator 14 erfolgt eine kontinuierliche oder stufenweise Transformation des Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 an den Wellenwiderstand Z_L des Leitungssystems. Der erfindungsgemäße Impedanztransformator 14 ist ebenfalls einstellbar, so daß eine variable Anpassung des veränderbaren Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 an einen vorgegebenen Wellenwiderstandswert Z_L des Leitungssystems ermöglicht wird.Around the phase shifter 10 To be able to integrate into an existing line system with a wave resistance Z _L of, for example, 50 Ω with as little loss or as little reflection as possible is a transformation of the variable wave resistance Z _{P of} the active zone 12 of the phase shifter 10 necessary. For this, the impedance transformer 14 used. In the impedance transformer 14 there is a continuous or step-wise transformation of the wave resistance Z _{P of} the active zone 12 to the characteristic impedance Z _{L of} the pipe system. The impedance transformer according to the invention 14 is also adjustable so that a variable adaptation of the variable wave resistance Z _{P of} the active zone 12 to a predetermined wave resistance value Z _{L of} the line system.

Die aktive Zone 12 umfaßt vorzugsweise zumindest zwei Anschlüsse 18. Bevorzugt ist an jedem Anschluß 18 ein Impedanztransformator 14 vorgesehen.The active zone 12 preferably comprises at least two connections 18 , It is preferred at each connection 18 an impedance transformer 14 intended.

Des weiteren kann zwischen dem Impedanztransformator 14 und dem Leitungssystem ein DC-Entkoppler 16 vorgesehen sein. Dadurch kann verhindert werden, daß die Steuerspannung kurzgeschlossen wird oder nachfolgende elektronische Bauteile wie z.B. Verstärker beschädigt werdenFurthermore, there can be between the impedance transformer 14 and the line system a DC decoupler 16 be provided. This can prevent the control voltage from being short-circuited or subsequent electronic components such as amplifiers being damaged

2 zeigt eine schematische Gesamtansicht eines Phasenschiebers 20 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic overall view of a phase shifter 20 according to a first preferred embodiment of the present invention.

Hierbei kennzeichnet das Bezugszeichen 12 die aktive Zone, die Bezugszeichen 14 jeweils die Impendanztransformatoren und die Bezugszeichen 16 jeweils den DC-Entkoppler.Here, the reference number denotes 12 the active zone, the reference numerals 14 each the impedance transformers and the reference numerals 16 each the DC decoupler.

3 zeigt eine Schnittansicht des Phasenschiebers von 2 entlang der Linie A-A. 3 shows a sectional view of the phase shifter of FIG 2 along the line AA.

Der Phasenschieber 20 ist in koplanarer Technologie aufgebaut. Auf einem dielektrischen Substrat 22 wird eine Schicht eines leitenden Materials 24 aufgebracht. Das leitende Material bildet hierbei einen Innenleiter 26 und zwei Außenleiter 28. Zwischen dem Innenleiter 26 und jeweils einem Außenleiter 28 ist ein Spalt 30 vorgesehen.The phase shifter 20 is built in coplanar technology. On a dielectric substrate 22 becomes a layer of a conductive material 24 applied. The conductive material forms an inner conductor 26 and two outer conductors 28 , Between the inner conductor 26 and one outer conductor each 28 is a crack 30 intended.

Des weiteren ist zwischen der Schicht des leitenden Materials 24 und dem dielektrischen Substrat 22 eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials 32 vorgesehen. In der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 20 ist die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials 32 vorzugsweise im wesentlichen als durchgängige bzw. kontinuierliche Schicht zwischen dem dielektrischen Substrat 22 und dem leitenden Material 24 ausgebildet. Dies bedeutet, daß das steuerbare dielektrische Material 32 im wesentlichen das dielektrische Substrat 22 in seiner Gesamtheit bedeckt. Das steuerbare dielektrische Material 32 kann jedoch auch auf der Schicht des leitenden Materials 24 vorgesehen sein. Hierbei erstreckt sich das steuerbare dielektrische Material 32 auch über die Spalte 30. Alternativ oder zusätzlich kann das steuerbare dielektrische Material 32 auch in bzw. an den Spalten 30 vorgesehen sein.There is also between the layer of conductive material 24 and the dielectric substrate 22 a layer of controllable dielectric material 32 intended. In the active zone 12 of the phase shifter 20 is the layer of controllable dielectric material 32 preferably essentially as a continuous or continuous layer between the dielectric substrate 22 and the conductive material 24 educated. This means that the controllable dielectric material 32 is essentially the dielectric substrate 22 covered in its entirety. The controllable dielectric material 32 however, can also be on the layer of conductive material 24 be provided. The controllable dielectric material extends here 32 also about the column 30 , Alternatively or additionally, the controllable dielectric material 32 also in or at the columns 30 be provided.

Ferner ist eine variable elektrische Spannungsquelle 34, bevorzugt eine Gleichspannungsquelle, vorgesehen, deren erster Pol 36 mit dem Innenleiter 26 kontaktiert ist und deren zweiter Pol 38 jeweils mit dem Außenleiter 28 in Kontakt steht. Mittels der variablen elektrischen Spannungsquelle 34 kann eine Steuerspannung an den Phasenschieber angelegt werden.There is also a variable electrical voltage source 34 , preferably a DC voltage source, the first pole of which is provided 36 with the inner conductor 26 is contacted and its second pole 38 each with the outer conductor 28 is in contact. By means of the variable electrical voltage source 34 a control voltage can be applied to the phase shifter.

Abhängig von der angelegten Steuerspannung verändert sich die Dielektrizitätskonstante ε_fM des steuerbaren dielektrischen Materials 32. Als Folge verändert sich der Wellenwiderstand Z_P der aktiven Zone des Phasenschiebers und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der hochfrequenten Welle. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. Ausbreitungskonstante und als Folge die Phasenverschiebung in der aktiven Zone 12 ist somit mittels der angelegten Spannung einstellbar.Depending on the applied control voltage, the dielectric constant ε _{fM of} the controllable dielectric material changes 32 , As a result, the wave resistance Z _{P of} the active zone of the phase shifter and the spread change speed of the high-frequency wave. The propagation velocity or propagation constant and as a result the phase shift in the active zone 12 is therefore adjustable by means of the applied voltage.

Der Impedanztransformator 14 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen ähnlichen Aufbau wie die aktive Zone 12 auf. Insbesondere ist ebenfalls ein dielektrisches Substrat 22, ein Innenleiter 26 und zwei Außenleiter 28 aus einem leitenden Material 24 und Bereiche eines steuerbaren dielektrischen Materials 32 vorgesehen.The impedance transformer 14 according to the first embodiment of the present invention has a structure similar to that of the active zone 12 on. In particular is also a dielectric substrate 22 , an inner conductor 26 and two outer conductors 28 made of a conductive material 24 and areas of controllable dielectric material 32 intended.

Vorzugsweise wird der Impedanztransformator 14 mit derselben Spannungsquelle bzw. Steuerspannungsquelle betrieben wie die aktive Zone 12. Denkbar ist es jedoch ebenfalls, daß eine gesonderte Spannungsquelle bzw. Steuerspannungsquelle für den Impedanztransformator 14 vorgesehen ist.The impedance transformer is preferred 14 operated with the same voltage source or control voltage source as the active zone 12 , However, it is also conceivable that a separate voltage source or control voltage source for the impedance transformer 14 is provided.

Nachfolgend wird der Aufbau einer ersten Variante des Impedanztransformators 14 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 4 beschrieben.The following is the construction of a first variant of the impedance transformer 14 according to the first embodiment of the present invention with reference to FIG 4 described.

4 zeigt eine Teilansicht des Bereichs E des Phasenschiebers 20 von 2. Hierbei ist nur eine Symmetriehälfte des Phasenschiebers 20 gezeigt. 4 shows a partial view of area E of the phase shifter 20 of 2 , Here is only one half of the phase shifter symmetry 20 shown.

Ausgehend von einem ersten Ende 40, welches sich an die aktive Zone 12 anschließt, nimmt die Breite des Innenleiters 26 in Richtung eines zweiten Endes 42, welches von der aktiven Zone 12 entfernt ist, zu. Die Aufweitung des Innenleiters 26 erfolgt bevorzugt stufenförmig bzw. diskontinuierlich. Hierbei bildet jede Stufe einen sogenannten Sektor S1, S2, S3. Jedoch ist es ebenfalls denkbar, daß die Aufweitung kontinuierlich erfolgt.Starting from a first end 40 which is attached to the active zone 12 connects, takes the width of the inner conductor 26 towards a second end 42 which of the active zone 12 is removed, too. The expansion of the inner conductor 26 is preferably carried out stepwise or discontinuously. Each stage forms a so-called sector S1, S2, S3. However, it is also conceivable that the expansion takes place continuously.

Der Spalt 30 weist im wesentlichen eine konstante Breite auf. Alternativ kann vorgesehen werden, daß die Breite des Spalts 30 in Richtung des zweiten Endes 42 zunimmt oder abnimmt.The gap 30 has a substantially constant width. Alternatively, it can be provided that the width of the gap 30 towards the second end 42 increases or decreases.

Das steuerbare dielektrische Material 32 ist in Streifen 44, 46, 48 vorgesehen, welche sich im wesentlichen senkrecht zu dem Innenleiter über im wesentlichen die gesamte Breite des Phasenschiebers 20 erstrecken. In der gezeigten Ausführungsform sind drei Streifen mit den Breiten B1, B2 und B3 vorgesehen. Hierbei ist B1 die größte Breite und B3 die geringste Breite. Die Breite der Streifen 44, 46, 48 des steuerbaren dielektrischen Materials 32 nimmt somit ausgehend von dem ersten En de 40 des Impedanztransformators 14 in Richtung des zweiten Endes 42 ab. Die Anzahl der Streifen 44, 46, 48 kann jedoch je nach Anwendung variieren. Vorzugsweise ist jeweils ein Streifen 44, 46, 48 in einem Sektor S1, S2, S3 vorgesehen.The controllable dielectric material 32 is in strips 44 . 46 . 48 provided which is substantially perpendicular to the inner conductor over substantially the entire width of the phase shifter 20 extend. In the embodiment shown, three strips with the widths B1, B2 and B3 are provided. B1 is the largest width and B3 the smallest width. The width of the stripes 44 . 46 . 48 of controllable dielectric material 32 starts from the first En de 40 of the impedance transformer 14 towards the second end 42 from. The number of strips 44 . 46 . 48 may vary depending on the application. There is preferably one strip each 44 . 46 . 48 provided in a sector S1, S2, S3.

Des weiteren kann mit Hilfe der Streifen 44, 46, 48 aus steuerbarem dielektrischen Material 32 der Wellenwiderstand des Impedanztransformators 14 in Abhängigkeit von der angelegten Steuerspannung über die Länge des Impedanztransformators 14 bzw. die Ausbreitungsrichtung der Welle variiert werden. Somit kann eine Anpassung des variablen Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 20 an den konstanten Wellenwiderstand Z_L eines konventionellen Leitungssystems erreicht werden. Insbesondere wird die Abhängigkeit des Wellenwiderstands des Impedanztransformators 14 von der angelegten Spannung bzw. Steuerspannung von dem ersten Ende 40 in Richtung des zweiten Endes 42 vermindert.Furthermore, with the help of the strips 44 . 46 . 48 made of controllable dielectric material 32 the impedance of the impedance transformer 14 depending on the control voltage applied over the length of the impedance transformer 14 or the direction of propagation of the wave can be varied. Thus, an adaptation of the variable wave resistance Z _{P of} the active zone 12 of the phase shifter 20 at the constant characteristic impedance Z _{L of} a conventional line system. In particular, the dependence of the impedance of the impedance transformer 14 from the applied voltage or control voltage from the first end 40 towards the second end 42 reduced.

Nachfolgend wird der Aufbau eines Impedanztransformators 14 gemäß einer zweiten Variante der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 5 beschrieben.The following is the construction of an impedance transformer 14 according to a second variant of the first preferred embodiment of the present invention with reference to 5 described.

Gemäß der zweiten Variante der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt die Breite des Innenleiters 26 ausgehend von dem ersten Ende 40 in Richtung des zweiten Endes 42 ebenfalls kontinuierlich zu. Jedoch ist es auch hier denkbar, daß die Breite stufenförmig zunimmt.According to the second variant of the first preferred embodiment of the present invention, the width of the inner conductor increases 26 starting from the first end 40 towards the second end 42 also continuously. However, it is also conceivable here that the width increases in steps.

Der Spalt 30 weist hierbei vorzugsweise eine im wesentlichen konstante Breite auf. Jedoch ist es ebenfalls denkbar, daß sich die Breite des Spalts 30 von dem ersten Ende 40 in Richtung des zweiten Endes 42 verbreitert oder verringert.The gap 30 preferably has a substantially constant width. However, it is also conceivable that the width of the gap 30 from the first end 40 towards the second end 42 broadened or reduced.

In dem Bereich des Spalts 30 nimmt die Fläche des steuerbaren dielektrischen Materials 32 von dem ersten Ende 40 in Richtung des zweiten Endes 42 kontinuierlich ab. Dadurch wird die Abhängigkeit des Wellenwiderstands des Impedanztransformators 14 von der angelegten Spannung verringert. Somit kann ein variabler Wellenwiderstandswert in einen konstanten Wellenwiderstandswert transformiert werden.In the area of the gap 30 takes up the area of controllable dielectric material 32 from the first end 40 towards the second end 42 continuously. This makes the dependence of the impedance transformer's wave resistance 14 reduced by the applied voltage. Thus, a variable wave resistance value can be transformed into a constant wave resistance value.

Weiterhin wird eine dritte Variante der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 6 beschrieben.Furthermore, a third variant of the first embodiment of the present invention with reference to FIG 6 described.

Wie in 6 gezeigt, verbreitert sich auch in dieser Variante der Innenleiter 26 kontinuierlich von dem ersten Ende 40 in Richtung des zweiten Endes 42.As in 6 shown, the inner conductor also widens in this variant 26 continuously from the first end 40 towards the second end 42 ,

Die Breite des Spalts 30 nimmt ausgehend von dem ersten Ende 40 innerhalb des Bereichs I, d.h. bis zu einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende 40, zu. Nachfolgend bleibt die Breite des Spalts 30 bevorzugt konstant.The width of the gap 30 takes starting from the first end 40 within range I, ie up to a predetermined distance from the first end 40 , too. The width of the gap remains as follows 30 preferably constant.

Das steuerbare dielektrische Material 32 ist ausgehend von dem ersten Ende 40 in dem Bereich I, ähnlich wie in der aktiven Zone, zunächst in einer durchgehenden Schicht und bevorzugt als eine Fortsetzung der Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials 32 in der aktiven Zone des Phasenschiebers 20, vorgesehen.The controllable dielectric material 32 is starting from the first end 40 in area I, similar to the active zone, initially in a continuous layer and preferably as a continuation of the layer of the controllable dielectric material 32 in the active zone of the phase shifter 20 , intended.

In dem Bereich II ist das steuerbare dielektrische Material 32, ähnlich wie in der ersten Variante, in Streifen 44, 46, 48 vorgesehen, welche sich im wesentlichen senkrecht zu dem Innenleiter 26 über im wesentlichen die gesamte Breite des Phasenschiebers 20 erstrecken. In der gezeigten Ausführungsform sind drei Streifen 44, 46, 48 mit den breiten B1, B2 und B3 vorgesehen. Hierbei ist B1 die größte Breite und B3 die geringste Breite. Die Breite der Streifen 44, 46, 48 des steuerbaren dielektrischen Materials 32 nimmt somit ausgehend von dem ersten Ende 40 des Impedanztransformators 14 in Richtung des zweiten Endes 42 ab.The controllable dielectric material is in area II 32 , similar to the first variant, in strips 44 . 46 . 48 provided which is substantially perpendicular to the inner conductor 26 over essentially the entire width of the phase shifter 20 extend. In the execution shown form are three stripes 44 . 46 . 48 provided with the wide B1, B2 and B3. B1 is the largest width and B3 the smallest width. The width of the stripes 44 . 46 . 48 of controllable dielectric material 32 thus starts from the first end 40 of the impedance transformer 14 towards the second end 42 from.

Innerhalb des Bereichs I kann eine starke Variation des Wellenwiderstands mit der Steuerspannung erreicht werden. Im Bereich I wird daher im wesentlichen die Transformation auf den variablen Anteil des Wellenwiderstands der aktiven Zone durchgeführt. In dem Bereich II erfolgt hingegen eine im wesentlichen feste Transformation des Wellenwiderstands auf den vorbestimmbaren Wert Z_L hin.A large variation in the wave resistance with the control voltage can be achieved within the range I. In area I, the transformation to the variable component of the wave resistance of the active zone is therefore carried out essentially. In area II, however, there is an essentially fixed transformation of the wave resistance to the predeterminable value Z _L.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 7 bis 9 ein Phasenschieber 60 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.The following is referring to 7 to 9 a phase shifter 60 according to the second preferred embodiment of the present invention.

Der Phasenschieber 60 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert auf dem Prinzip der periodisch belasteten Leitung. Diese besteht aus einer hochohmigen Leitung, die in einem vorbestimmten Abstand periodisch mit diskreten Varaktoren belastet wird. Diskrete Varaktoren sind variable Kondensatoren. Die periodisch belastete Leitung wird später mit Bezug auf 9 und 10 im Detail beschrieben.The phase shifter 60 according to the second preferred embodiment of the present invention is based on the principle of the periodically loaded line. This consists of a high-resistance line that is periodically loaded with discrete varactors at a predetermined distance. Discrete varactors are variable capacitors. The periodically charged line will be referenced later 9 and 10 described in detail.

7 zeigt eine schematische Gesamtansicht des Phasenschiebers gemäß der zweiten Ausführungsform und 8 zeigt eine Teilansicht des Bereichs F des Phasenschiebers 60 von 7. 7 shows a schematic overall view of the phase shifter according to the second embodiment and 8th shows a partial view of area F of the phase shifter 60 of 7 ,

Der Phasenschieber 60 umfaßt ein dielektrisches Substrat 62 auf welchem eine Schicht eines leitenden Materials 64 aufgebracht ist. Das leitende Material 64 ist derart an dem dielektrischen Substrat 62 angeordnet, daß ein Innenbereich 66 und zwei Außenbereiche 68 gebildet werden. Zwischen dem Innenbereich 66 und den Außenbereichen 68 ist jeweils ein Spalt 70 vorgesehen. In den Spalt 70 springen von dem Innenbereich 66 und dem Außenbereich 68 Bereiche 72 und 74, sogenannte "Finger", vor. Die vorspringenden Bereiche 72, 74 bilden jeweils die Elektroden eines variablen Kondensators bzw. Varaktors 76. Ein einen Varaktor 76 umfassender Abschnitt wird vorzugsweise Sektor S genannt. Alternative Ausführungsformen der planaren Varaktoren wie z.B. Interdigitalstrukturen sind ebenfalls denkbar.The phase shifter 60 comprises a dielectric substrate 62 on which a layer of conductive material 64 is applied. The conductive material 64 is such on the dielectric substrate 62 arranged that an interior 66 and two outdoor areas 68 be formed. Between the interior 66 and the outside areas 68 is always a gap 70 intended. In the gap 70 jump from the interior 66 and the outside area 68 areas 72 and 74 , so-called "fingers". The projecting areas 72 . 74 each form the electrodes of a variable capacitor or varactor 76 , A varactor 76 comprehensive section is preferably called sector S. Alternative embodiments of the planar varactors such as interdigital structures are also conceivable.

Jeder Varaktor 76 ist ferner mit einem Bereich eines steuerbaren dielektrischen Materials 78, vorzugsweise einem nichtlinearen Dielektrikum bzw. ferroelektrischen Material, versehen und bildet einen Varaktor aus nichtlinearen Dielektrika bzw. einen ferroelektrischen Varaktor. Das steuerbare dielektrische Material 78 verbindet vorzugsweise streifenförmig die jeweiligen Varaktorelektroden 72, 74.Every varactor 76 is also with a range of controllable dielectric material 78 , preferably a nonlinear dielectric or ferroelectric material, and forms a varactor made of nonlinear dielectrics or a ferroelectric varactor. The controllable dielectric material 78 preferably connects the respective varactor electrodes in strips 72 . 74 ,

Die Beschattung des Phasenschiebers 60 erfolgt wie in der ersten Ausführungsform, d.h. wie in 3 gezeigt. Mittels der angelegten Steuerspannung wird die Dielektrizitätskonstante ε_fM des steuerbaren dielektrischen Materials 78 verändert. Als Folge verändert sich die Kapazität des jeweiligen Varaktors 76 in Abhängigkeit von der angelegten Spannung. Dadurch kann der Wellenwiderstand verändert werden.The shading of the phase shifter 60 takes place as in the first embodiment, ie as in 3 shown. By means of the applied control voltage, the dielectric constant ε _{fM of} the controllable dielectric material 78 changed. As a result, the capacity of the respective varactor changes 76 depending on the voltage applied. This allows the wave resistance to be changed.

Die aktive Zone 12 des Phasenschiebers 60 umfaßt eine Vielzahl solcher Varaktoren 76, welche in vorbestimmten Abständen entlang der Längsrichtung des Phasenschiebers 60 zueinander beabstandet sind.The active zone 12 of the phase shifter 60 includes a variety of such varactors 76 , which at predetermined intervals along the longitudinal direction of the phase shifter 60 are spaced from each other.

Der Impedanztransformator 14 des Phasenschiebers 60 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.The impedance transformer 14 of the phase shifter 60 according to the second embodiment of the present invention will be described below.

Der Innenbereich 66 wird in Richtung von einem ersten Ende 80 des Impedanztransformators 14, welches an die aktive Zone 12 angrenzt zu einem zweiten entfernten Ende 82 hin breiter. Die Verbreiterung des Innenbereichs 66 erfolgt vorzugsweise stufenförmig. Jedoch ist es ebenfalls denkbar, daß sich der Innenbereich 66 kontinuierlich verbreitert. Die Breite des Spalts 62 wird ausgehend von dem ersten Ende 80 in Richtung des zweiten Endes 82 geringer. Jede Stufe bildet einen sog. Sektor S1–S4. An jeder Stufe ist vorzugsweise ein Varaktor 76 vorgesehen. Hierbei nimmt der Abstand der Varaktorelektroden von dem ersten Ende 80 in Richtung des zweiten Endes 82 jeweils zu, so daß die Kapazität der Varaktoren abnimmt. Gleichzeitig sind größere bzw. längere Bereiche des steuerbaren dielektrischen Materials 78 vorgesehen.The interior 66 is going towards a first end 80 of the impedance transformer 14 which is attached to the active zone 12 adjacent to a second distal end 82 wider. The broadening of the interior 66 preferably takes place in steps. However, it is also conceivable that the interior 66 continuously broadened. The width of the gap 62 will start from the first 80 towards the second end 82 lower. Each level forms a so-called sector S1-S4. There is preferably a varactor at each stage 76 intended. The distance between the varactor electrodes and the first end increases 80 towards the second end 82 in each case so that the capacity of the varactors decreases. At the same time there are larger or longer areas of the controllable dielectric material 78 intended.

Dadurch kann eine Anpassung bzw. Umwandlung des variablen Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 60 in einen fest vorgegebenen Wellenwiderstandwert Z_L erreicht werden. Insbesondere wird ein Wellenwiderstandswert, welcher stark von der angelegten Spannung abhängig ist, in einen Wellenwiderstandwert transformiert, welcher im wesentlichen unabhängig von der angelegten Spannung ist.This allows an adaptation or conversion of the variable wave resistance Z _{P of} the active zone 12 of the phase shifter 60 can be achieved in a predetermined wave resistance value Z _L. In particular, a wave resistance value, which is strongly dependent on the applied voltage, is transformed into a wave resistance value, which is essentially independent of the applied voltage.

9 zeigt den schematischen Aufbau der periodisch belasteten Leitung der aktiven Zone 12 mit diskreten Leitungsgrößen. Hierbei ist nur ein Ausschnitt gezeigt. Die Leitung wird aufgeteilt in mehrere Sektoren der Länge I_S. Der Wellenwiderstand der Sektoren setzt sich zusammen aus den Leitungsbelägen L' und C' der hochohmigen Leitung ohne Varaktoren, die mit der Länge I_S des Sektors multipliziert werden, und aus dem zusätzlich in jedem Sektor eingebauten Varaktor C_v. Die Formel für den Wellenwiderstand eines Sektors lautet:

9 shows the schematic structure of the periodically loaded line of the active zone 12 with discrete line sizes. Only a section is shown here. The line is divided into several sectors of length I _S. The wave impedance of the sectors is composed of the line coverings L 'and C' of the high-resistance line without varactors, which are multiplied by the length I _{S of} the sector, and the varactor C _v additionally installed in each sector. The formula for the wave resistance of a sector is:

Hierbei bleibt der Wellenwiderstand über die gesamte Länge der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 60 gleich. Die Belastung der Leitung mit Varaktoren führt zu einer Leitung mit niedrigerem Wellenwiderstand, der nun jedoch spannungsabhängig ist. Voraussetzung ist ein Abstand zwischen den Varaktoren, der deutlich kleiner ist als die Wellenlänge λ der Welle.The wave resistance remains over the entire length of the active zone 12 of the phase shifter 60 equal. Loading the line with varactors leads to a line with a lower one Wave resistance, which is now voltage-dependent. The prerequisite is a distance between the varactors that is significantly smaller than the wavelength λ of the wave.

10 zeigt den schematischen Aufbau der periodisch belasteten Leitung des Impedanztransformators 14 des Phasenschiebers 60 mit diskreten Leitungsgrößen. Die Leitung wird aufgeteilt in mehrere Sektoren der Länge I_Si. Der Wellenwiderstand der Sektoren setzt sich zusammen aus den Leitungsbelägen L'_i und C'_i ohne Varaktoren, die mit der Länge I_Si des Sektors multipliziert werden, und aus dem zusätzlich in jedem Sektor eingebauten Varaktor C_v. Die Formel für den Wellenwiderstand eines Sektors lautet:

10 shows the schematic structure of the periodically loaded line of the impedance transformer 14 of the phase shifter 60 with discrete line sizes. The line is divided into several sectors of length I _Si . The wave impedance of the sectors is composed of the line coverings L ' _i and C' _i without varactors, which are multiplied by the length I _{Si of} the sector, and the varactor C _v additionally installed in each sector. The formula for the wave resistance of a sector is:

Der Wellenwiderstand kann somit längs des Impedanztransformators 14 variiert werden. Der Wellenwiderstand jedes Sektors wird je nach erwünschtem Wellenwiderstandsprofil eingestellt. Die Beeinflussung eines Wellenwiderstands eines Sektors S_i kann durch Variation des C_vi und/oder durch Variation der Länge I_Si und/oder durch Veränderung der Innenleiterbreite und/oder Spaltbreite erfolgen.The characteristic impedance can thus be along the impedance transformer 14 can be varied. The wave resistance of each sector is set according to the desired wave resistance profile. A wave resistance of a sector S _i can be influenced by varying the C _vi and / or by varying the length I _Si and / or by changing the inner conductor width and / or gap width.

11 zeigt den schematischen Aufbau des Impedanztransformators 14 des Phasenschiebers 20 gemäß der ersten alternative der ersten bevorzugten Ausführungsform mit diskreten Leitungsgrößen. Hierbei wird der Impendanztransformator 14 als eine Leitung betrachtet. Die Leitung wird aufgeteilt in mehrere Sektoren S1–S3 der Länge I_Si. Der Wellenwiderstand der Sektoren setzt sich zusammen aus den Leitungsbelägen L'_i und C'_i ohne Varaktoren, die mit der Länge I_Si des Sektors multipliziert werden, und aus dem zusätzlich in jedem Sektor eingebauten Varaktor C_v. Die Kapazität des Varaktors C_v ist insbesondere abhängig bzw. beeinflußt durch die Breite des Streifens 44, 46, 48 des steuerbaren dielektrischen Materials und/oder die angelegte Spannung. Die Formel für den Wellenwiderstand eines Sektors S_i lautet:

11 shows the schematic structure of the impedance transformer 14 of the phase shifter 20 according to the first alternative of the first preferred embodiment with discrete line sizes. Here the impedance transformer 14 considered as a lead. The line is divided into several sectors S1-S3 of length I _Si . The wave impedance of the sectors is composed of the line coverings L ' _i and C' _i without varactors, which are multiplied by the length I _{Si of} the sector, and the varactor C _v additionally installed in each sector. The capacitance of the varactor C _v is in particular dependent or influenced by the width of the strip 44 . 46 . 48 of the controllable dielectric material and / or the applied voltage. The formula for the wave resistance of a sector S _i is:

Die Stufen des Impedanztransformators 14 von 4 können als Sektoren S1–S3 betrachtet werden. Die Ausführungsformen des Impedanztransformators aus 5 und 6 können ebenfalls mit dem Schema aus 11 erklärt werden, wenn in einer verallgemeinerten Betrachtung die I_Si als inkrementell klein und damit die Anzahl der Sektoren als sehr groß angesehen werden.The stages of the impedance transformer 14 of 4 can be considered as sectors S1 – S3. The embodiments of the impedance transformer 5 and 6 can also use the scheme 11 can be explained if, in a generalized view, the I _{Si are} considered to be incrementally small and the number of sectors to be very large.

Somit kann die Ausgestaltung des Impedanztransformators 14 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ebenfalls als eine inhomogen periodisch belastete Leitung betrachtet werden.Thus, the design of the impedance transformer 14 according to the first preferred embodiment, can also be regarded as an inhomogeneously periodically loaded line.

Nachfolgend wird die dritte bevorzugte Ausführungsform eines Phasenschiebers 130 gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 12 bis 14 beschrieben.Below is the third preferred embodiment of a phase shifter 130 according to the present invention with reference to 12 to 14 described.

Der Phasenschieber 130 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Schlitzleitungstechnologie ausgebildet. Der Phasenschieber 130 umfaßt ein dielektrisches Substrat 132 auf welchem eine Schicht eines leitenden Materials 134 aufgebracht ist. Das leitende Material 134 ist derart aufgebracht, daß es zwei Leiter 136, 138 bildet. Hierbei erstreckt sich das leitende Material 134 im wesentlichen über die gesamte Fläche des dielektrischen Substrats 132. Zwischen den Leitern 136, 138 ist ein Schlitz 140 ausgebildet. Zwischen dem dielektrischen Substrat 132 und der Schicht des leitenden Materials 134 ist ein steuerbares dielektrisches Material 142 vorgesehen. In der aktiven Zone 12 erstreckt sich das steuerbare dielektrische Material 142 im wesentlichen über die gesamte Fläche des dielektrischen Substrats 132. Das steuerbare dielektrische Material 142 kann jedoch auch auf der Schicht des leitenden Materials 134 vorgesehen sein. Hierbei erstreckt sich das steuerbare dielektrische Material 142 auch über den Schlitz 140. Alternativ oder zusätzlich kann das steuerbare dielektrische Material 142 auch in bzw. an dem Schlitz 140 vorgesehen sein.The phase shifter 130 according to the third preferred embodiment of the invention is formed in slot line technology. The phase shifter 130 comprises a dielectric substrate 132 on which a layer of conductive material 134 is applied. The conductive material 134 is applied such that there are two conductors 136 . 138 forms. Here, the conductive material 134 extends substantially over the entire area of the dielectric substrate 132 , Between the ladders 136 . 138 is a slit 140 educated. Between the dielectric substrate 132 and the layer of conductive material 134 is a controllable dielectric material 142 intended. In the active zone 12 extends the controllable dielectric material 142 essentially over the entire area of the dielectric substrate 132 , The controllable dielectric material 142 however, can also be on the layer of conductive material 134 be provided. The controllable dielectric material extends here 142 also over the slot 140 , Alternatively or additionally, the controllable dielectric material 142 also in or on the slot 140 be provided.

Die beiden Leiter 136, 138 sind mit einer variablen elektrischen Spannungsquelle 144, bevorzugt eine Gleichspannungsquelle, verbunden, so daß zwischen ihnen eine Steuerspannung anlegt. Abhängig von der angelegten Steuerspannung verändert sich die Dielektrizitätskonstante ε_fM des steuerbaren dielektrischen Materials 142. Als Folge verändert sich der Wellenwiderstand des Phasenschiebers und auch der Wert der Phasenverschiebung.The two leaders 136 . 138 are with a variable electrical voltage source 144 , preferably a DC voltage source, connected so that a control voltage is applied between them. Depending on the applied control voltage, the dielectric constant ε _{fM of} the controllable dielectric material changes 142 , As a result, the wave resistance of the phase shifter changes and also the value of the phase shift.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf 12 der Aufbau eines Impedanztransformators 14 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.The following is referring to 12 the construction of an impedance transformer 14 according to the third preferred embodiment of the present invention.

Die Breite des Schlitzes 140 vergrößert sich von einem ersten Ende 148 des Phasenschiebers 130, welches an die aktive Zone angrenzt zu einem entfernten zweiten Ende 150 hin. Das steuerbare dielektrische Material 142 ist ähnlich wie in der ersten Ausführungsform streifenförmig vorgesehen, wobei die Breite der Streifen 152, 154, 156 von dem ersten Ende 148 zu dem zweiten Ende 150 hin abnimmt.The width of the slot 140 increases from a first end 148 of the phase shifter 130 which is adjacent to the active zone at a distant second end 150 out. The controllable dielectric material 142 is provided in a strip shape similar to the first embodiment, the width of the strips 152 . 154 . 156 from the first end 148 to the second end 150 decreases.

14 zeigt eine zweite Variante des Phasenschiebers gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Variante wird im Gegensatz zu der ersten Variante die Breite des Schlitzes verringert. 14 shows a second variant of the phase shifter according to the third preferred embodiment of the present invention. With this Va In contrast to the first variant, the width of the slot is reduced.

Durch die abnehmende Breite der Streifen 152, 154, 156 des steuerbaren dielektrischen Materials 142 wird die Abhängigkeit des Wellenwiderstands des Impedanztransformators 14 von der angelegten Spannung bzw. Steuerspannung verringert. Der Impedanztransformator 14 hat somit ein variables Wellenwiderstandsprofil, wobei der Wellenwiderstandswert an dem ersten Ende 148 stark von der angelegten Spannung abhängig ist und an dem zweiten Enden 150 im wesentlichen von dieser unabhängig ist.Due to the decreasing width of the stripes 152 . 154 . 156 of controllable dielectric material 142 becomes the dependence of the impedance of the impedance transformer 14 reduced by the applied voltage or control voltage. The impedance transformer 14 thus has a variable characteristic impedance profile with the characteristic impedance value at the first end 148 is strongly dependent on the applied voltage and on the second end 150 is essentially independent of this.

15 zeigt eine schematische Gesamtansicht eines Phasenschiebers 160 gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 shows a schematic overall view of a phase shifter 160 according to a fourth preferred embodiment of the present invention.

Hierbei kennzeichnet wieder das Bezugszeichen 12 die aktive Zone, die Bezugszeichen 14 jeweils die Impendanztransformatoren und die Bezugszeichen 16 jeweils den DC-Entkoppler.Here again the reference symbol denotes 12 the active zone, the reference numerals 14 each the impedance transformers and the reference numerals 16 each the DC decoupler.

16 zeigt eine Schnittansicht des Phasenschiebers von 2 entlang der Linie D-D. 16 shows a sectional view of the phase shifter of FIG 2 along the line DD.

Der Phasenschieber 160 ist in koplanarer Technologie, insbesondere koplanarer Zweibandleitungstechnik aufgebaut. Auf einem dielektrischen Substrat 162 wird eine Schicht eines leitenden Materials 164 aufgebracht. Das leitende Material bildet hierbei einen ersten Leiter 166 und einen zweiten Leiter 168. Zwischen den Leitern 166 und 168 ist ein Spalt bzw. Schlitz 170 vorgesehen. Der Phasenschieber 160 ist im wesentlichen komplementär zu dem Phasenschieber 20 gemäß der ersten Ausführungsform aufgebaut. Im Gegensatz zu dem Phasenschieber 130 gemäß der dritten Ausführungsform, weisen bei dem Phasenschieber 160 gemäß der vierten Ausführungsform die Leiter 166 und 168 eine vorbestimmbare, bevorzugt schmälere Breite auf, so daß sie nicht das dielektrische Substrat 162 in seiner Gesamtheit bedecken.The phase shifter 160 is built in coplanar technology, especially coplanar two-band line technology. On a dielectric substrate 162 becomes a layer of a conductive material 164 applied. The conductive material forms a first conductor 166 and a second leader 168 , Between the ladders 166 and 168 is a gap 170 intended. The phase shifter 160 is essentially complementary to the phase shifter 20 constructed according to the first embodiment. In contrast to the phase shifter 130 according to the third embodiment, have in the phase shifter 160 according to the fourth embodiment, the ladder 166 and 168 a predeterminable, preferably narrower width so that it does not have the dielectric substrate 162 cover in its entirety.

Des weiteren ist zwischen der Schicht des leitenden Materials 164 und dem dielektrischen Substrat 162 eine Schicht eines steuerbaren dielektrischen Materials 172 vorgesehen. In der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 160 ist die Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials 172 vorzugsweise im wesentlichen als durchgängige bzw. kontinuierliche Schicht zwischen dem dielektrischen Substrat 162 und dem leitenden Material 164 ausgebildet. Dies bedeutet, daß das steuerbare dielektrische Material 172 im wesentlichen das dielektrische Substrat 162 in seiner Gesamtheit bedeckt. Das steuerbare dielektrische Material 172 kann jedoch auch auf der Schicht des leitenden Materials 164 vorgesehen sein. Hierbei erstreckt sich das steuerbare dielektrische Material 172 auch über den Spalt bzw. Schlitz 170. Alternativ oder zusätzlich kann das steuerbare dielektrische Material 172 auch in bzw. an dem Spalt 170 vorgesehen sein.There is also between the layer of conductive material 164 and the dielectric substrate 162 a layer of controllable dielectric material 172 intended. In the active zone 12 of the phase shifter 160 is the layer of controllable dielectric material 172 preferably essentially as a continuous or continuous layer between the dielectric substrate 162 and the conductive material 164 educated. This means that the controllable dielectric material 172 essentially the dielectric substrate 162 covered in its entirety. The controllable dielectric material 172 however, can also be on the layer of conductive material 164 be provided. The controllable dielectric material extends here 172 also over the gap or slot 170 , Alternatively or additionally, the controllable dielectric material 172 also in or at the gap 170 be provided.

Ferner ist eine variable elektrische Spannungsquelle 174, bevorzugt eine Gleichspannungsquelle, vorgesehen, deren Pole 176, 178 jeweils mit den Leitern 166, 168 in Kontakt steht. Mittels der variablen elektrischen Spannungsquelle 174 kann eine Steuerspannung an den Phasenschieber angelegt werden.There is also a variable electrical voltage source 174 , preferably a DC voltage source, the poles of which are provided 176 . 178 each with the leaders 166 . 168 is in contact. By means of the variable electrical voltage source 174 a control voltage can be applied to the phase shifter.

Abhängig von der angelegten Steuerspannung verändert sich die Dielektrizitätskonstante ε_fM des steuerbaren dielektrischen Materials 172. Als Folge verändert sich der Wellenwiderstand Z_P der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der hochfrequenten Welle. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. Ausbreitungskonstante und als Folge die Phasenverschiebung in der aktiven Zone 12 ist somit mittels der angelegten Spannung einstellbar.Depending on the applied control voltage, the dielectric constant ε _{fM of} the controllable dielectric material changes 172 , As a result, the wave resistance Z _{P of} the active zone changes 12 of the phase shifter and the propagation speed of the high-frequency wave. The propagation velocity or propagation constant and as a result the phase shift in the active zone 12 is therefore adjustable by means of the applied voltage.

Der Impedanztransformator 14 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen ähnlichen Aufbau wie die aktive Zone 12 auf. Insbesondere ist ebenfalls ein dielektrisches Substrat 162, zwei Leiter 166, 168 aus einem leitenden Material 164 und Bereiche eines steuerbaren dielektrischen Materials 172 vorgesehen.The impedance transformer 14 according to the fourth embodiment of the present invention has a structure similar to that of the active zone 12 on. In particular is also a dielectric substrate 162 , two conductors 166 . 168 made of a conductive material 164 and areas of controllable dielectric material 172 intended.

Nachfolgend wird der Aufbau einer ersten Variante des Impedanztransformators 14 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 17 beschrieben.The following is the construction of a first variant of the impedance transformer 14 according to the fourth embodiment of the present invention with reference to FIG 17 described.

17 zeigt eine Teilansicht des Bereichs G des Phasenschiebers 160 von 15. Hierbei ist nur eine Symmetriehälfte des Phasenschiebers 160 gezeigt. 17 shows a partial view of area G of the phase shifter 160 of 15 , Here is only one half of the phase shifter symmetry 160 shown.

Ausgehend von einem ersten Ende 180, welches sich an die aktive Zone 12 anschließt, nimmt die Breite des Spalts 170 in Richtung eines zweiten Endes 182, welches von der aktiven Zone 12 entfernt ist, zu. Die Aufweitung des Spalts 170 erfolgt bevorzugt stufenförmig bzw. diskontinuierlich. Hierbei bildet jede Stufe einen sogenannten Sektor S1, S2, S3. Jedoch ist es ebenfalls denkbar, daß die Aufweitung kontinuierlich erfolgt.Starting from a first end 180 which is attached to the active zone 12 adjusts, the width of the gap increases 170 towards a second end 182 which of the active zone 12 is removed, too. The widening of the gap 170 is preferably carried out stepwise or discontinuously. Each stage forms a so-called sector S1, S2, S3. However, it is also conceivable that the expansion takes place continuously.

Die Breite der Leiter 166, 168 nimmt vorzugsweise von dem ersten Ende 180 in Richtung des zweiten Endes 182 ebenfalls stufenweise zu, wobei die Stufen den Stufen der Spalts 170 entsprechen. Alternativ kann die Verbreiterung der Leiter 166, 168 kontinuierlich erfolgen. Ferner kann es auch vorgesehen sein, daß die Breite der Leiter 166, 168 kontinuierlich oder stufenförmig abnimmt oder gleichbleibt.The width of the ladder 166 . 168 preferably takes from the first end 180 towards the second end 182 also gradually, with the stages being the stages of the gap 170 correspond. Alternatively, the ladder can be widened 166 . 168 done continuously. Furthermore, it can also be provided that the width of the conductor 166 . 168 decreases continuously or in stages or remains the same.

Das steuerbare dielektrische Material 172 ist in Streifen 184, 186, 188 vorgesehen, welche sich im wesentlichen senkrecht zu den Leitern 166, 168 über im wesentlichen die gesamte Breite des Phasenschiebers 160 erstrecken. In der gezeigten Ausführungsform sind drei Streifen mit den Breiten B1, B2 und B3 vorgesehen. Hierbei ist B1 die größte Breite und B3 die geringste Breite. Die Breite der Streifen 184, 186, 188 des steuerbaren dielektrischen Materials 172 nimmt somit ausgehend von dem ersten Ende 180 des Impedanztransformators 14 in Richtung des zweiten Endes 182 ab. Die Anzahl der Streifen 184, 186, 188 kann jedoch je nach Anwendung variieren. Vorzugsweise ist jeweils ein Streifen 184, 186, 188 in einem Sektor S1, S2, S3 vorgesehen.The controllable dielectric material 172 is in strips 184 . 186 . 188 provided which is substantially perpendicular to the conductors 166 . 168 over essentially the entire width of the phase shifter 160 extend. In the embodiment shown, three strips with the widths B1, B2 and B3 are provided. B1 is the largest width and B3 the smallest width. The width of the stripes 184 . 186 . 188 of controllable dielectric material 172 thus starts from the first end 180 of the impedance transformer 14 towards the second end 182 from. The number of strips 184 . 186 . 188 may vary depending on the application. There is preferably one strip each 184 . 186 . 188 provided in a sector S1, S2, S3.

Des weiteren kann mit Hilfe der Streifen 184, 186, 188 aus steuerbarem dielektrischen Material 172 der Wellenwiderstand des Impedanztransformators 14 in Abhängigkeit von der angelegten Steuerspannung über die Länge des Impedanztransformators 14 bzw. die Ausbreitungsrichtung der Welle variiert werden. Somit kann eine Transformation des variablen Wellenwiderstands Z_P der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 160 an den konstanten Wellenwiderstand Z_L eines konventionellen Leitungssystems erreicht werden. Insbesondere wird die Abhängigkeit des Wellenwiderstands des Impedanztransformators 14 von der angelegten Spannung bzw. Steuerspannung von dem ersten Ende 180 in Richtung des zweiten Endes 182 vermindert.Furthermore, with the help of the strips 184 . 186 . 188 made of controllable dielectric material 172 the impedance of the impedance transformer 14 depending on the control voltage applied over the length of the impedance transformer 14 or the direction of propagation of the wave can be varied. Thus, a transformation of the variable wave resistance Z _{P of} the active zone 12 of the phase shifter 160 at the constant characteristic impedance Z _{L of} a conventional line system. In particular, the dependence of the impedance of the impedance transformer 14 from the applied voltage or control voltage from the first end 180 towards the second end 182 reduced.

Nachfolgend wird eine zweite Variante der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 18 beschrieben.The following is a second variant of the fourth embodiment of the present invention with reference to 18 described.

Bevorzugt, wie in 18 gezeigt, verbreitern sich in dieser Variante die Leiter 166, 168 kontinuierlich von dem ersten Ende 180 in Richtung des zweiten Endes 182.Preferred as in 18 shown, the ladder widens in this variant 166 . 168 continuously from the first end 180 towards the second end 182 ,

Die Breite des Spalts 170 nimmt ausgehend von dem ersten Ende 180 innerhalb des Bereichs i, d.h. bis zu einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Ende 180, zu. Nachfolgend bleibt die Breite des Spalts 170 bevorzugt konstant.The width of the gap 170 takes starting from the first end 180 within the range i, ie up to a predetermined distance from the first end 180 , too. The width of the gap remains as follows 170 preferably constant.

Das steuerbare dielektrische Material 172 ist ausgehend von dem ersten Ende 180 in dem Bereich i, ähnlich wie in der aktiven Zone 12, zunächst in einer durchgehenden Schicht und bevorzugt als eine Fortsetzung der Schicht des steuerbaren dielektrischen Materials 172 in der aktiven Zone 12 des Phasenschiebers 160, vorgesehen.The controllable dielectric material 172 is starting from the first end 180 in area i, similar to the active zone 12 , initially in a continuous layer and preferably as a continuation of the layer of the controllable dielectric material 172 in the active zone 12 of the phase shifter 160 , intended.

In dem Bereich ii ist das steuerbare dielektrische Material 172, ähnlich wie in der ersten Variante, in Streifen 184, 186, 188 vorgesehen, welche sich im wesentlichen senkrecht zu den Leitern 166, 168 über im wesentlichen die gesamte Breite des Phasenschiebers 160 erstrecken. In der gezeigten Ausführungsform sind drei Streifen 184, 186, 188 mit den breiten B1, B2 und B3 vorgesehen. Hierbei ist B1 die größte Breite und B3 die geringste Breite. Die Breite der Streifen 184, 186, 188 des steuerbaren dielektrischen Materials 172 nimmt somit ausgehend von dem ersten Ende 180 des Impedanztransformators 14 in Richtung des zweiten Endes 182 ab.In the area ii is the controllable dielectric material 172 , similar to the first variant, in strips 184 . 186 . 188 provided which is substantially perpendicular to the conductors 166 . 168 over essentially the entire width of the phase shifter 160 extend. In the embodiment shown there are three stripes 184 . 186 . 188 provided with the wide B1, B2 and B3. B1 is the largest width and B3 the smallest width. The width of the stripes 184 . 186 . 188 of controllable dielectric material 172 thus starts from the first end 180 of the impedance transformer 14 towards the second end 182 from.

Innerhalb des Bereichs i kann eine starke Variation des Wellenwiderstands mit der Steuerspannung erreicht werden. Im Bereich i wird daher im wesentlichen die Transformation auf den variablen Anteil des Wellenwiderstands der aktiven Zone durchgeführt. In dem Bereich ii erfolgt hingegen eine im wesentlichen feste Transformation des Wellenwiderstands auf den vorbestimmbaren Wert Z_L hin.A large variation in the wave resistance with the control voltage can be achieved within the range i. In area i, therefore, the transformation to the variable component of the wave resistance of the active zone is essentially carried out. In contrast, in region ii there is an essentially fixed transformation of the wave resistance to the predeterminable value Z _L.

Das steuerbare dielektrische Material ist vorzugsweise ein nichtlineares Dielektrikum bzw. ferroelektrisches Material bzw. eine ferroelektrische Keramik. bzw. ein Mikrowellendielektrikum mit steuerbarer Permittivität. Als Materialien werden für das leitende Material bevorzugt Metalle wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Platin, leitfähige Kunststoffe oder Supraleiter (z.B. YBCO) verwendet. Für das dielektrische Substrat wird bevorzugt ein keramisches Al₂O₃-Substrat, Saphir, MgO, LaAlO₃, Si, GaAs, SrTiO₃-Einkristalle, Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) oder Kunststoffe verwendet. Für das steuerbare dielektrische Material wird bevorzugt (Ba, Sr)TiO₃ oder Ba(Zr, Ti)O₃, am meisten bevorzugt Ba_0,6Sr_0,4TiO₃, ferner auch Pyrochlore, Flüssigkristalle oder andere nichtlineare Dielektrika verwendet. Jedoch können auch andere geeignete Materialien verwendet werden.The controllable dielectric material is preferably a nonlinear dielectric or ferroelectric material or a ferroelectric ceramic. or a microwave dielectric with controllable permittivity. Metals such as gold, silver, copper, aluminum, platinum, conductive plastics or superconductors (eg YBCO) are preferably used as materials for the conductive material. A ceramic Al ₂ O ₃ substrate, sapphire, MgO, LaAlO ₃ , Si, GaAs, SrTiO ₃ single crystals, low temperature cofired ceramics (LTCC) or plastics are preferably used for the dielectric substrate. The controllable dielectric material is preferably (Ba, Sr) TiO ₃ or Ba (Zr, Ti) O ₃ , most preferably Ba _0.6 Sr _0.4 TiO ₃ , and also pyrochlores, liquid crystals or other nonlinear dielectrics. However, other suitable materials can also be used.

Es wird ein Phasenschieber vorgeschlagen, bei welchem der Wellenwiderstand und die Ausbreitungskonstante der aktive Zone mit Hilfe einer angelegten Spannung bzw. Steuerspannung verändert werden kann. Mittels derselben bzw. der gleichen Spannung wird ein Impedanztransformator gesteuert, der eine möglichst verlustfreie und reflexionsarme Anpassung bzw. Einbettung des Phasenschiebers in ein bestehendes Leitungssystem mit einem vorgegebenen Wellenwiderstand ermöglicht. Somit ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Steuereinrichtung für den Impedanztransformator vorzusehen.A phase shifter is suggested at which is the wave resistance and the propagation constant the active Zone can be changed using an applied voltage or control voltage can. An impedance transformer is used by means of the same or the same voltage controlled the one if possible loss-free and low-reflection adjustment or embedding of the phase shifter into an existing piping system with a given characteristic impedance allows. It is therefore not necessary to have an additional control device for the impedance transformer provided.

Der Impedanztransformator weist ein variables Wellenwiderstandsprofil über die Ausbreitungsrichtung der HF-Welle bzw. zwischen den Anschlüssen des Impedanztransformators auf. Ausgehend von dem sich an die aktive Zone anschließenden Endes des Impedanztransformators nimmt die Abhängigkeit des Wellenwiderstandswerts des Impedanztransformators von der angelegten Spannung in Richtung des entfernten Endes ab. Somit kann eine variable Transformation des Wellenwiderstands erreicht werden.The impedance transformer has one variable wave resistance profile over the direction of propagation the HF wave or between the connections of the impedance transformer on. Starting from the end adjacent to the active zone of the impedance transformer decreases the dependence of the characteristic impedance of the impedance transformer from the applied voltage towards of the far end. Thus, a variable transformation of the wave resistance can be achieved.

1010: Phasenschieberphase shifter
1212: aktive Zoneactive Zone
1414: Impedanztransformatorimpedance transformer
1616: DC-EntkopplerDC decoupler
1818: AnschlußConnection
2020: Phasenschieberphase shifter
2222: dielektrisches Substratdielectric substratum
2424: leitendes Materialconducting material
2626: Innenleiterinner conductor
2828: Außenleiterouter conductor
3030: Spaltgap
3232: steuerbares dielektrisches Materialcontrollable dielectric material
3434: variable elektrische Spannungsquellevariable electrical voltage source
3636: erster Polfirst pole
3838: zweiter Polsecond pole
4040: erstes Endefirst The End
4242: zweites Endesecond The End
4444: Streifenstrip
4646: Streifenstrip
4848: Streifenstrip
6060: Phasenschieberphase shifter
6262: dielektrisches Substratdielectric substratum
6464: leitendes Materialconducting material
6666: Innenbereichinterior
6868: Außenbereichoutdoors
7070: Spaltgap
7272: BereichArea
7474: BereichArea
7676: Varaktorvaractor
7878: steuerbares dielektrisches Materialcontrollable dielectric material
8080: erstes Endefirst The End
8282: zweites Endesecond The End
130130: Phasenschieberphase shifter
132132: dielektrisches Substratdielectric substratum
134134: leitendes Materialconducting material
136136: Leiterladder
138138: Leiterladder
140140: Schlitzslot
142142: steuerbares dielektrisches Materialcontrollable dielectric material
144144: variable elektrische Spannungsquellevariable electrical voltage source
148148: erstes Endefirst The End
150150: zweites Endesecond The End
152152: Streifenstrip
154154: Streifenstrip
156156: Streifenstrip
160160: Phasenschieberphase shifter
162162: dielektrisches Substratdielectric substratum
164164: leitendes Materialconducting material
166166: Leiterladder
168168: Leiterladder
170170: Spaltgap
172172: steuerbares dielektrisches Materialcontrollable dielectric material
174174: variable elektrische Spannungsquellevariable electrical voltage source
176176: Polpole
178178: Polpole
180180: erstes Endefirst The End
182182: zweites Endesecond The End
184184: Streifenstrip
186186: Streifenstrip
188188: Streifenstrip

Claims

Impedance transformer ( 14 ) for a phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) to transform a variable wave resistance value (Z _P ) of the phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) into a predeterminable wave resistance value (Z _L ), the wave resistance (Z _P ) of an active zone ( 12 ) of the phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) can be changed by means of a voltage to be applied and the impedance transformer ( 14 ) can be controlled by means of a voltage to be applied.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 1, wherein the impedance transformer ( 14 ) with the same voltage as the active zone ( 12 ) of the phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) is controllable.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 1 or 2, wherein the impedance transformer ( 14 ) is trained in coplanar line technology.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of the preceding claims, comprising a dielectric substrate ( 22 ), a layer of conductive material ( 24 ), which are thus on the dielectric substrate ( 22 ) is applied that it has an inner conductor ( 26 ) and two outer conductors ( 28 ) and between the inner conductor ( 26 ) and an outer conductor ( 28 ) A gap ( 30 ) is provided, and a layer of a controllable dielectric material ( 32 ) which, at least in regions, on a surface side of the layer of conductive material ( 24 ) and / or in the gap ( 30 ) is arranged, the impedance transformer ( 14 ) one with the phase shifter ( 10 ; 20 ) first end to be connected ( 40 ) with a variable wave resistance value and a second end ( 42 ) with a predeterminable wave resistance value, and the inner conductor ( 26 ) towards the first end ( 40 ) to the second end ( 42 ) has an increasing width.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 4, wherein the inner conductor ( 26 ) is expanded in stages.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 4, wherein the inner conductor ( 26 ) has expanded continuously.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the column ( 30 ) between the inner conductor ( 26 ) and the outer conductors ( 28 ) each towards the first end ( 40 ) to the second end ( 42 ) initially have an increasing width in a first region (I) and subsequently a constant width in a second region (II).

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the column ( 30 ) between the inner conductor ( 26 ) and the outer conductors ( 28 ) each have a constant or increasing width.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 8, wherein the controllable dielectric material ( 32 ) in the form of strips ( 44 . 46 . 48 ), which are essentially transverse to the columns ( 30 ) are arranged and over the inner conductor ( 26 ) and the outer conductors ( 28 ) extend, is provided where with the expansion of the stripes ( 44 . 46 . 48 ), which is in the direction between the first and the second end ( 42 ) extends towards the first end ( 40 ) to the second end ( 42 ) decreases.

Impedance transformer ( 14 ) according to claims 7 and 9, wherein in the first region (I) the controllable dielectric material ( 32 ) extends essentially over the entire length of the first region (I) and is provided in the second region (II) in the form of a strip.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 9 or 10, wherein three strips ( 44 . 46 . 48 ) of the controllable dielectric material ( 32 ) are provided.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 8, wherein the controllable dielectric material ( 32 ) is arranged such that it is up to a predetermined distance from the first end ( 40 ) essentially over the entire width of the inner conductor ( 26 ) extends and the column ( 30 ) between the inner conductor ( 26 ) and the outer conductors ( 28 ) in the direction from the predeterminable distance to the first end ( 40 ) continuously, preferably approximately linearly increasing, with the controllable dielectric material ( 32 ) are covered.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 1 to 3, comprising a high-resistance line, which is loaded at predetermined intervals with variable capacitors of different capacitance and / or different range of capacitance.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 13, wherein the impedance transformer ( 14 ) comprises a dielectric substrate ( 62 ), a layer of conductive material ( 64 ), which are thus on the dielectric substrate ( 62 ) is applied that it has an interior area ( 66 ) and two outdoor areas ( 68 ) forms, with the interior ( 66 ) and one outdoor area ( 68 ) is objected to at a predeterminable distance from one another, at least partially from the inner region at predeterminable distances ( 66 ) and the outside area ( 68 projecting areas ( 72 . 74 ) which variable capacitors ( 76 ) on the variable capacitors ( 76 ) Areas with a controllable dielectric material ( 78 ) are provided, the impedance transformer ( 14 ) one with the phase shifter ( 10 ; 60 ) first end to be connected ( 80 ) with a variable wave resistance value and a second end ( 82 ) with a predeterminable wave resistance value, and the distance between the capacitor electrodes of the respective capacitors ( 76 ) towards the first end ( 80 ) to the second end ( 82 ) of the impedance transformer ( 14 ) increases and / or the width of the capacitor electrodes of the respective capacitors ( 76 ) towards the first end ( 80 ) to the second end ( 82 ) of the impedance transformer ( 14 ) decreases.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 14, wherein the inner region ( 66 ) towards the first end ( 80 ) to the second end ( 82 ) of the impedance transformer ( 14 ) has an increasing width.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 14 or 15, wherein the variable capacitors varactors ( 76 ) are made of nonlinear dielectrics.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 14 to 16, wherein the size of the regions with the controllable dielectric material ( 78 ) towards the first end ( 80 ) to the second end ( 82 ) of the impedance transformer ( 14 ) increases.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 14 to 17, wherein four variable capacitors ( 76 ) are provided.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 1 or 2, wherein the impedance transformer ( 14 ) is trained in slot line technology.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 3 or 19, comprising a dielectric substrate ( 132 ; 162 ), a layer of conductive material ( 134 ; 164 ), which are thus on the dielectric substrate ( 132 ; 162 ) that two conductors ( 136 . 138 ; 166 . 168 ) forms a slot between them ( 140 ; 170 ) is provided, and a layer of a controllable dielectric material ( 142 ; 172 ) which, at least in regions, on a surface side of the layer of conductive material ( 134 ; 164 ) and / or in the slot ( 140 ; 170 ) is arranged, the impedance transformer ( 14 ) one with the phase shifter ( 10 ; 130 ; 160 ) first end to be connected ( 148 ; 180 ) with a variable wave resistance value and a second end ( 150 ; 182 ) with a predeterminable wave resistance value, and the slot ( 140 ; 170 ) between the two conductors ( 136 . 138 ; 166 . 168 ) towards the first end ( 148 ; 180 ) to the second end ( 150 ; 182 ) has an increasing or decreasing width.

Impedance transformer ( 14 ) according to An saying 20, the slot ( 140 ; 170 ) is expanded in stages.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 20, wherein the slot ( 140 ; 170 ) has expanded continuously.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 20 to 22, wherein the slot ( 140 ; 170 ) towards the first end ( 148 ; 180 ) to the second end ( 150 ; 182 ) first has an increasing width in a first area (i) and subsequently has a constant width in a second area (ii).

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 20 to 23, wherein the controllable dielectric material ( 142 ; 172 ) in the form of strips ( 152 . 154 . 156 ; 184 . 186 . 188 ) which are essentially transverse to the slot ( 140 ; 170 ) are arranged and over the two conductors ( 136 . 138 ; 166 . 168 ) is provided, the expansion of the strips ( 152 . 154 . 156 ; 184 . 186 . 188 ), which is in the direction between the first and the second end ( 150 ; 182 ) extends towards the first end ( 148 ; 180 ) to the second end ( 150 ; 182 ) decreases.

Impedance transformer ( 14 ) according to claims 23 and 24, wherein in the first region (i) the controllable dielectric material ( 142 ; 172 ) extends essentially over the entire length of the first region (i) and is provided in the second region (ii) in the form of a strip.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 24 or 25, wherein three strips ( 152 . 154 . 156 ; 184 . 186 . 188 ) of the controllable dielectric material ( 142 ; 172 ) are provided.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 20 to 26, wherein the conductors ( 166 . 168 ) towards the first end ( 148 ; 180 ) to the second end ( 150 ; 182 ) have an increasing or decreasing width.

Impedance transformer ( 14 ) according to claim 27, wherein the change in the width of the conductors ( 166 . 168 ) takes place continuously and / or stepwise.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 20 to 26, wherein the conductors ( 166 . 168 ) in the width direction essentially up to the edge of the dielectric substrate ( 132 ; 162 ) extend.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 29, wherein the controllable dielectric material ( 32 ; 78 ; 142 ) is a nonlinear dielectric.

Impedance transformer ( 14 ) according to one of claims 4 to 30, wherein the conductive material ( 24 ; 64 ; 134 ) a metal such as gold, silver, copper, aluminum, platinum, a conductive plastic or superconductor, the dielectric substrate ( 22 ; 62 ; 132 ) a ceramic Al ₂ O ₃ substrate, sapphire, MgO, LaAlO ₃ , Si, GaAs, SrTiO ₃ single crystals, Low Temperature Cofired Ceramics or plastic and the controllable dielectric material ( 32 ; 78 ; 142 ) (Ba, Sr) TiO ₃ or Ba (Zr, Ti) O ₃ , preferably Ba _0.6 Sr _0.4 TiO ₃ , a pyrochlore or a liquid crystal material.

Phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ), comprising an impedance transformer ( 14 ) according to one of the preceding claims.

Phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) according to claim 32, which an active zone ( 12 ) with two connections, which is designed to carry out a phase shift, wherein an impedance transformer ( 14 ) is provided.

Phase shifter ( 10 ; 20 ) according to claim 32 or 33, wherein the active zone comprises a dielectric substrate ( 22 ), a layer of conductive material ( 24 ), which is applied to the dielectric substrate in such a way that it has an inner conductor ( 26 ) and two outer conductors ( 28 ) and between the inner conductor ( 26 ) and an outer conductor ( 28 ) A gap ( 30 ) is provided, and a layer of a controllable dielectric material ( 32 ), which on a surface side of the layer of conductive material and / or in the gap ( 30 ) is arranged.

Phase shifter ( 10 ; 60 ) according to claim 32 or 33, wherein the active zone comprises a dielectric substrate, a layer of conductive material which is applied to the dielectric substrate in such a way that it has an inner region ( 66 ) and two outdoor areas ( 68 ) forms, with the interior ( 66 ) and one outdoor area ( 68 ) at a predetermined distance from one another, and at predeterminable distances at least partially from the inner region ( 66 ) and the outside area ( 68 projecting areas ( 72 . 74 ) which variable capacitors ( 76 ) form, the variable capacitors ( 76 ) Areas with a controllable dielectric material ( 78 ) are provided

Phase shifter ( 10 ; 130 ; 160 ) according to claim 32 or 33, wherein the active zone comprises a dielectric substrate ( 132 ), a layer of conductive material ( 134 ), Which on the dielectric substrate ( 132 ) that two conductors ( 136 . 138 ) forms a slot between them ( 140 ) is provided, and a layer of a controllable dielectric material ( 142 ), which on one surface side of the layer of conductive material ( 134 ) and / or in the slot ( 140 ) is arranged.

Phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) according to one of claims 32 to 34, wherein at the second end of the impedance transformer ( 14 ) a DC decoupler is provided.

Method for operating a phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ), especially a phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) according to one of claims 32 to 37, comprising the following steps: applying a voltage to the active zone ( 12 ); Applying the same voltage to the impedance transformer ( 14 ); Transforming a variable wave resistance value of the active zone ( 12 ) of the phase shifter ( 10 ; 20 ; 60 ; 130 ; 160 ) into a predeterminable wave resistance value as a function of the applied voltage.