DE1945839B2

DE1945839B2 - Abschlusswiderstand in Streifenleitungstechnik

Info

Publication number: DE1945839B2
Application number: DE1945839A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Krems; Werner Schmidt; Hans-Norbert Dr.-Ing. Toussaint
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-10
Filing date: 1969-09-10
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE1945839A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen über einen weiten Frequenzbereich wirksamen Abschlußwiderstand in Streifenleitungstechnik für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem im Endbereich des Streifenleiters aufgebrachten schichtförmigen, wellenabsorbierenden Belag, dessen Dämpfungswert längs des Leitungsweges in Richtung auf das Leiterende zunimmt. In Mikrowellenschaltungen werden häufig Leitungsabschlußwiderstände benötigt, die in einem größeren Frequenzbereich den reflexionsfreien Abschluß einer t>o Leitung ermöglichen. Speziell in integrierten Mikrowellenschaltungen, die beispielsweise in Dünnschicht-Technologie hergestellt werden, ist die Herstellung breitbandiger Abschlußwiderstände schwierig, da die Widerstandsschichten nicht mit sehr engen Toleranzen "^r> herstellbar sind.

Ein im NF-Bereich üblicher Abgleich des Widerstandes durch mäanderförmiges Auftrennen der Widerstandsschicht ist bei hohen Frequenzen nicht brauchbar, da ein mäanderförmiger Widerstand bei hohen Frequenzen eine zu große induktive Komponente besitzt.

Für den Bereich hoher Frequenzen ist die Verwendung von Dämpfungskeilen bekannt, beispielsweise durch die GB-PS 8 39 208. Hierbei ist auf einem mit Leitungsbahnen versehenen Substrat ein Dämpfungskeil auf einem Teil einer Leitungsbahn aufgebracht, insbesondere aufgedampft. Bei geeigneter Bemessung stellt der Dämpfungskeil einen Wellensumpf dar, in dem sich die ankommenden elektrischen Wellen totlaufen. Diese Wirkung tritt jedoch nur dann ein, wenn die elektrische Länge des Dämpfungskeiles mindestens das Dreifache einer halben Wellenlänge beträgt, was bei relativ tiefen Frequenzen kaum erfüllbar ist. Ist die elektrische Länge des Dämpfungskeiles zu kurz, so treten störende Reflexionen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten in einfacher Weise zu begegnen und einen AbschluOwidersland zu schaffen, der bei geringen geometrischen Abmessungen in einem größeren Frequenzbereich den reflexionsfreien Abschluß einer Leitung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß im Anschluß an das mit dem wellenabsorbierenden Belag versehene Leiterende ein konzentrierter Widerstand angeschaltet ist, dessen anderer Anschluß zum hochfrequenzmäßig auf Massepotential liegenden Gegenleiter geführt ist und dessen Widerstandswert den für den Bereich niedriger Frequenzen geforderten Wert hat. Der wellenabsorbierende Belag ist hierbei vorteilhafterweise in der Form zumindest ähnlich einer dreieckförmig (keilförmig) zunehmenden Widerstandsschicht ausgebildet.

Der wellenabsorbierende Belag bildet dabei den Abschlußwiderstand für hohe Frequenzen und der konzentrierte Widerstand den Abschlußwiderstand für tiefe Frequenzen. Zur Einstellung eines bestimmten gewünschten Widerstandswertes bei tiefen Frequenzen kann die den konzentrierten Widerstand darstellende Schicht vorteilhafterweise mäanderförmig aufgetrennt sein.

Wellenabsorbierender Belag und konzentrierter Widerstand bestehen vorteilhafterweise aus dem gleichen Material, beispielsweise aus NiCr und können somit in einem Arbeitsgang auf den Träger (Substrat) aufgebracht, vorzugsweise aufgedampft werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Leitungsbahnen über dem wellenabsorbierenden Belag aufzubringen, so daß diese Schicht gleichzeitig auch als Haftschicht für die Leitungsbahnen dient.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind der wellenabsorbierende Belag und der konzentrierte Widerstand zu einem Bauelement vereint, in der Weise, daß der wellenabsorbierende Belag über das Leiterende fortgeführt und dort als konzentrierter Widerstand ausgebildet ist, insbesondere durch Querschiitzungen und/oder Längsschlitzungen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der keilförmig ausgebildete, wellenabsorbierende Belag 2 (Dämpfungskeil) und die den konzentrierten Widerstand darstellende Schicht 3 in Serienschaltung auf einem Substrat 1 aufgebracht sind, und zwar in der Weise, daß sich die Widerstandsschicht 3 unmittelbar an die Stirnseite des im Endbereich eines Streifenleiters angeordneten Dämpfungskeiles 2 anschließt. Der

andere Anschluß der Widerstandsschicht ist zum Gegenleiter, einem auf das Substrat aufgebrachten Massebelag 4 geführt. Die Massekontaktierung kann dabei jedoch auch so erfolgen, daß in dem Substrat an der gegebenen Stelle eine Durchkontaküerung von der Widerstandsschicht auf die gegenüberliegende, mit einer Massekaschierung versehene Seite des Substrats, erfolgt. Die Widerstandsschicht kann gegebenenfalls mäandriert werden zur Einstellung des gewünschten Widerstandsv/ertes bei tiefen Frequenzen. Die Einschnitte in die Widerstandsschicht können dabei durch Sandstrahlen, Funken-Erosion, Abtragen mittels Elektronenstrahlen od. dgl., erzeugt werden. Auf die Schicht des Dämpfungskeiles, die vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht wie der konzentrierte Widerstand, z. B. aus NiCr, und die gemeinsam mit dem konzentrierten Widerstand auf das Substrat aufgebracht wird, wird die Leitungsbahn 5 aufgebracht, so daß diese Schicht gleichzeitig auch als Haftschicht für die Leitungsbahn 5 dient. Das optimale Verhältnis von Länge zu Breite des Keiles beträgt dabei etwa 5:1.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung, bei dem der keilförmig ausgebildete, wellenabsorbierende Belag (Dämpfungskeil) und der konzentrierte Widerstand zu einem Bauelement vereint sind, und zwar in der Weise, daß der Dämpfungskeil 12 über das Leiterende der Leitungsbahn 15 fortgeführt und dort als konzentrierter Widerstand 13 ausgebildet ist durch Querschiitzungen. Der Dänipfungskeil ist mit der Stirnseite an den Massebelag 14 geführt. Durch die Schlitze des Keilendes läßt sich bei relativ tiefen Frequenzen ein Widerstandsabgleich durchführen. Der Keil übernimmt also in der dargestellten Form gleichzeitig die Funktion des Dämpfungskeiles und des Mäanderwiderstandes. Bezüglich des Materials sowie der Art der Aufbringung der Schichten und Leitungsbahnen auf das Substrat sowie der Massekontaktierung, gilt für dieses Ausführungsbeispiel das gleiche, wie es für das Ausführungsbeispiei nach F i g. 1 vorstehend erläutert wurde.

Als Substrat für derartige Anordnungen wird ein Material verwendet, dessen spezifischer elektrischer Widerstand möglichst groß ist, um eine gute Entkopplung zwischen den Elementen zu erhalten und um die Leitungsdämpfung klein zu halten, dessen Wärmeleitfähigkeit möglichst hoch ist, damit die durch aktive und passive Elemente erzeugte Verlustwärme gut abgeführt werden kann, dessen Dielektrizitätskonstante t_r > 1 ist und dessen Permeabilitätskonstante μ_Γ > 1 ist. Für Anordnungen der erfindungsgemäßen Art werden als Substrat beispielsweise Keramiken, Halbleitermateriale, Glas, Ferrite, Saphire u. dgl. verwendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Über einen weiten Frequenzbereich wirksamer Abschlußwiderstand in Streifenleitungstechnik für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einem im Endbereich des Streifenieiters aufgebrachten schichtförmigen, wellenabsorbierenden Belag, dessen Dämpfungswert längs des Leitungsweges in Richtung auf das Leiterende zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das mit dem wellenabsorbierenden Belag (2, 12) versehene Leiterende ein konzentrierter Widerstand (3) angeschaltet ist, dessen anderer Anschluß zum hochfrequenzmäßig auf Massepotential liegenden Gegenleiter (4, 14) geführt ist und dessen Widerstandswert den für den Bereich niedriger Frequenzen geforderten Wert hat.

2. Abschlußwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wellenabsorbierende Belag (2, 12) in der Form zumindest ähnlich einer dreieckförmig (keilförmig) zunehmenden Widerstandsschicht ausgebildet ist.

3. Abschlußwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den konzentrierten Widerstand darstellende Schicht (13) mäanderförmig aufgetrennt ist.

4. Abschlußwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wellenabsorbierender Belag (2, 12) und konzentrierter Widerstand (3, 13) aus dem gleichen Material, beispielsweise aus NiCr, bestehen.

5. Abschlußwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsbahnen (5, 15) über dem wellenabsorbierenden -¹⁵ Belag (2,12) aufgebracht sind.

6. Abschlußwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wellenabsorbierende Belag (12) über das Leiterende fortgeführt und dort als konzentrierter Widerstand (13) ausgebildet ist, insbesondere durch Querschlitzungen und/oder Längsschlitzungen.

7. Abschlußwiderstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge zu Breite des dreieckförmigen (keilförmigen), wellenabsorbierenden Belages (2,12) etwa 5 :1 beträgt.