DE1075690B

DE1075690B - LeVme New York N Y und Robert J Merkel Clifton N J (V St A) I Wellenformwandler zur Kopp lung von Hohlleitern mit unsymmetrischen Bandleitungen

Info

Publication number: DE1075690B
Application number: DENDAT1075690D
Authority: DE
Inventors: nald Do
Original assignee: International Standard Electric Corporation New York N Y (V St A)
Priority date: 1954-01-14
Publication date: 1960-02-18
Also published as: BE534739A; US2825876A; GB763894A; CH329220A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kopplung von Hohlleitern mit unsymmetrischen Bandleitungen nach Art der gedruckten Schaltungen, die aus einem schmalen Leitungsleiter, einem breiteren Erdleiter und einer zwischen ihnen liegenden dielekirischen Schicht bestehen, bei der der Erdleiter mit einer Wand des Hohlleiters und der Leitungsleiter mit einem längs der inneren Oberfläche des Hohlleiters sich abstützenden und in seiner Breite abgestuften Stegleiter leitend verbunden sind.

. In Dezimeterwellengeräten werden häufig verschiedene Arten von Wellenleitern verwendet. So ist es. bekannt, neben Koaxialleitungen auch Hohlleiter in derartigen Geräten einzubauen. Übergänge zwischen „ Koaxialleitungen und Hohlleitern sind ebenfalls bekannt.

. Ferner ist es bekannt, derartige Wellenformwandler zur Umformung von Lecherwellen in Koaxialleitern in H₁₀-Wellen im rechteckigen Hohlleiter durch eine besondere Formgebung des in den Hohlleiter übergehenden Dielektrikums breitbandig auszuführen.

Neuerdings werden in Geräten der Mikrowellentechnik auch sogenannte Microstrips verwendet. Das sind Bandleitungen, die nach Art der gedruckten as Schaltungen hergestellt werden. Sie bestehen aus einem schmalen, bandförmigen Leitungsleifer, einem breiteren, bandförmigen, parallel verlaufenden Erdleiter und einem streifenförmigen, dazwischenliegenden, hochwertigen Dielektrikum.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, einen stoßstellenfreien und breitbandigen Übergang vom rechteckigen Hohlleiter auf eine derartige Bandleitung zu schaffen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht zwischen Leitungsleiter und Erdleiter der Bandleitung sich in das Innere des Hohlleiters erstreckt und dem Querschnitt nach in einer Flucht mit den Stufen des Stegleiters abgestuft ist.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wellenformwandler;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 im Schnitt längs der Linie 9-9;

Fig. 3 ist eine Ansicht der gleichen Anordnung im Schnitt längs der Linie 8-8 gemäß Fig. 2;

Fig. 4 zeigt die Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht gemäß der Anordnung der Fig. 4 im Schnitt längs der Linie 11-11.

Die wesentliche Schwierigkeit, Lecherwellen einer unsymmetrischen Bandleitung nach Art der gedruck-

zur Kopplung von Hohlleitern

mit unsymmetrischen Bandleitungen

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y.^: (v. St. A;)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, ... ...

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hixth-Str. 42,
Patentanwalt

Beanspruchte Priorität:
V. St v. Amerika vom ίο. Januar1954

Donald J. LeVine, New York,.,RY.,.

und Robert J. Merkel, Clifton, KJ-(V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

ten Schaltungen in H₁₀-Wellen eines- rechteckigen Hohlleiters bzw. umgekehrt umzuwandeln, besteht darin, den Wellenformwandler so zu gestalten, daß an ihm ein Minimum an Strahlungs- und Reflexionsverlusten entsteht. ' · " ; - .'

Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Wellenformwandler weist außerordentlich niedrige Verluste auf. Der Hohlleiter 1 ist als Rechteckhohlleiter ausgebildet. Die Bandleitung 2 hat zwei Streifenleiter 3 und 4, die durch eine Schicht 5 dielektrischen Materials voneinander getrennt sind. Der erste Streifenleiter 3 ist der Erdleiter und beträchtlich breiter als der zweite Streifenleiter 4, der sogenannte Leitungsleiter. Die dielektrische Schicht kann aus Polyäthylen, PoIystyren, Fiberglas oder Schichtungen von Fiberglas und anderem Material aus hochwertigem Dielektrikum bestehen und dient als Trägermedium für die Leiter 3 und 4, die nach einer bekannten Art der gedruckten Schaltungen flach auf dieselbe aufgedruckt werden.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist der Wellenleiter 1 als Reckteckhohlleiter mit den oberen Wänden 6 und 7 und den Seitenwänden 8 und 9 ausgeführt. Der Leiter 3 ist unmittelbar mit der unteren Wand 7 verbunden, wobei die obere Oberfläche des Leiters 3 mit der oberen oder inneren Oberfläche der Wand 7 in der

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gleichen Ebene liegt. Der -Abstand der Leiter 3 und 4 '^v ist klein im Verhältnis zu dem Abstand zwischen der unteren und oberen Wand 6 und 7. Die Bandleitung liegt daher meistens in der Ebene der unteren Wand 7 des Hohlleiters. Der Wellenwiderstand der Bandleitung ist durch die Breite des Leiters 4 und durch Seinen ,Abstand vom'Leiter 3 sowie von der Dielektrizitätskonstante des zwischen den beiden Leitern angeordneten Dielektrikums festgelegt.

Zur Verbindung des; Leitungsleiters 4 mit der oberen Wand 6 des Hohlleiters wird nun ein Stegleiter verwendet, der vorzugsweise die gleiche Breite wie tfear Streifenleiter 4 aufweist. Das vordere Ende dieses Stegleiters 10. weist eine zungenförmige Verlängerung 10 α auf, die über das Ende des Hohlleiters 1 hinausragt und auf dem Streifenleiter 4 aufliegt. Der zungenförmige Teil 10 a dient zur Erleichterung des Lötens. Die Zunge ist deshalb relativ dünn ausgeführt, so daß geringe Hitze genügt, um die Lötverbindung zwischen der Zunge und dem Streifen 4 zu erwirken.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Dielektrikum 5 in den Hohlleiter 1 hineinragen zu lassen, da dadurch eine erhöhte Spannungsfestigkeit für den Wellenformwandler gewährleistet ist. Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist der Stegleiter 10 drei Abschnitte "■' 18, 19, 20 verschiedener Dicke auf, deren Breite gleich der Breite des Leitungsleiters 4 ist.. Die Dicke des ersten Abschnittes 18 ist so gewählt, daß das Wellenwidertäridsverhältnis in bezug auf die untere Wand 7 des Wellenleiters im wesentlichen dem der Bandleitung 2 entspricht. Die Länge der Abschnitte beträgt vorzugsweise ein Viertel der Wellenlänge des Hohlraumwellenieitejcs. Je größer die Anzahl der längs des Stegleiters vorgesehenen Abschnitte ist, um so größer ist die Bandbreite des Wellenformwandlers. Der in den -Hohlleiter hineinragende Teil 22 des Dielektrikums 5 ist gleichfalls ,in der Dicke einmal abgestuft. Die Stufenlänge ist gleich der beim Stegleiter, gewählten Stufehlänge. Das-Dielektrikum nimmt dabei vorzugsweise die gesamte Breite des Hohlleiters ein. Die ^; Zahl der Stufen im Dielektrikum ist vorzugsweise urii Eins" niedriger als die Zahl der Stufen im Stegleiter.

Die Umwandlung der Wellen kann aber auch in der Weise-erfolgen; daß sowohl die Breite als auch die ■ Dicke des' Stegleiters abgestuft wird. Eine derartige Ausführuagsform wird in den- Fig. 4 und S gezeigt. Dabei weist der'Steglejter 21 vier Abschnitte auf, von denen jeder sowohl in der Breite als auch inder Dicke 'progressiv kleiner wird. Das Dielektrikum 23 wird in diesem Ausführungsbeispiel in der Breite abgestuft, und zwar wiederum in den gleichen Intervallen wie der Stegleiter. Es tritt also in der vollen Breite des Hohlleiters in denselben ein und verjüngt sich dann in zwei Stufen. Im Bedarfsfall kann auch gleichzeitig wie beim Stegleiter eine Abstufung sowohl in der Breite als auch in der Dicke des Dielektrikums vorgenommen werden.

Da die Stegübergänge innerhalb der Hohlleiter liegen, treten nur sehr geringe StrahlungsVerluste auf. Das mittlere Wellenverhältnis derartiger Wellenformwandler beträgt für einen Frequenzbereich von 8400 bis 10 400 MHz etwa 1,4. Messungen ergaben" ferner eine sehr hohe Spannungsfestigkeit. Die vorliegenden Wellenformwandler sind demnach.besonders zur Leistungsübertragung etwa bis 2OkW geeignet..

Claims

Patentansprüche:

1. Wellenformwandler zur Kopplung von Hohlleitern mit unsymmetrischen Bändleitungen nach Art der gedruckten Schaltungen, die aus einem

; schmälen Leitungsleiter, einem breiteren Erdleiter und einer zwischen ihnen liegenden dielektrischen' ' Schicht bestehen, bei dem der Erdleiter mit einer Wand des Hohlleiters und der Leitungsleiter mit einem längs der inneren Oberfläche des Hohlleiters sieh abstützenden und in seinem Querschnitt abgestuften Stegleiter leitend verbunden ist, dadurch ' gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht zwi-

• sehen Leitungsleitei' und Erdleiter sich in das: Innere des Hohlleiters erstreckt und dem Quer^ schnitt nach in einer Fluchfm'it den Stufen des, Stegleiters· abgestuft ist.

2. Wellenformwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung,'

• eines in der Dicke abgestuften Stegleitefs das Dielektrikum ebenfalls nur in der Dicke abgestuft ist.

'

3. Wellenformwandler nach Anspruch \, da- ^: durch gekennzeichnet, daß bei 'der Verwendung ■ ν eines in der Dicke und Breite abgestuften Steg-" ·- leiters das Dielektrikum vorzugsweise nur in der : Breite abgestuft ist. '-"."'- . '

-V- In Betracht gezogene Druckschriften:;

Deutsche Patentanmeldung T 5622 VIII af21.a *.
(bekarintgemaeht am 25.'6. 1953); ' "'.' "-

»Proceedings IRE«, 1952, S'., 1644, 1645,' 1648; ^:

Buch von Ragan·', »-Microwave Transmission
Circuits«, New York, 1948, S. 359 bis 361.. .. . ^r:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen