DE19611841A1

DE19611841A1 - Arrangement for coupling a probe to a waveguide

Info

Publication number: DE19611841A1
Application number: DE19611841A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dipl Ing Beis; Uwe Dipl Ing Rosenberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-09
Also published as: EP0798804A2; EP0798804B1; DE59610594D1; EP0798804A3; KR970067999A

Description

State of the art

Aus dem Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, H. Meinke und F.W. Gundlach, dritte verbesserte Auflage 1968, Springer-Verlag, S. 426 bis 430 sind mehrere Übergänge von Koaxialleitungen auf Hohlleiter bekannt. Bei diesen Übergängen ragt der Innenleiter der Koaxialleitung durch eine Öffnung in den Hohlleiter hinein, und der Außenleiter der Koaxialleitung ist mit der Hohlleiterwand galvanisch verbunden. In den in dieser Veröffentlichung dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Außenleiter der Koaxialleitung einstückig mit dem Hohlleiter verbunden. Soll dagegen eine lösbare Verbindung zwischen einer Koaxialleitung und einem Hohlleiter hergestellt werden, so sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, die für einen guten galvanischen Kontakt zwischen dem Außenleiter der Koaxialleitung und einer Hohlleiterwand sorgen. Üblicherweise wird dafür die Flanschverbindungstechnik eingesetzt. Die Qualität der elektrischen Verbindung hängt dabei davon ab, wie dicht die beiden Flansche miteinander verschraubt, verlötet oder verklebt sind. All diese Verbindungstechniken sollen also einerseits eine mechanische Verbindung zwischen der Koaxialleitung und dem Hohlleiter und andererseits einen guten elektrischen Kontakt zwischen beiden herstellen. Eine hohe Anforderung an die Qualität der elektrischen Verbindung einer solchen galvanischen Kontaktierung läßt sich auch nur mit einem relativ hohen Aufwand an Verbindungstechnik realisieren.From the pocketbook of radio frequency technology, H. Meinke and F.W. Gundlach, third improved edition 1968, Springer-Verlag, Pp. 426 to 430 are several transitions from Coaxial lines on waveguides are known. With these The inner conductor of the coaxial line protrudes through transitions an opening into the waveguide, and the outer conductor the coaxial line is galvanic with the waveguide wall connected. In the presented in this publication Embodiments is the outer conductor of the coaxial line integrally connected to the waveguide. In contrast, should Detachable connection between a coaxial line and a Waveguides are manufactured, so are appropriate measures to take that for good galvanic contact between the outer conductor of the coaxial line and one Provide waveguide wall. Usually the Flange connection technology used. The quality of the electrical connection depends on how tight the two flanges screwed together, soldered or are glued. So all of these connection techniques are supposed to on the one hand a mechanical connection between the Coaxial line and the waveguide and the other one Establish good electrical contact between the two. A high demands on the quality of the electrical connection such a galvanic contact can only with a relatively high amount of connection technology realize.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Ankoppeln einer Sonde an einen Hohlleiter anzugeben, welche für die elektrische Verbindung der zu der Sonde gehörenden Anschlußleitung mit dem Hohlleiter einen möglichst geringen Aufwand erfordert.The invention is therefore based on the object Arrangement for coupling a probe to a waveguide specify which for the electrical connection of the to the Connection cable belonging to the probe with the waveguide requires as little effort as possible.

Advantages of the invention

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Hohlleiter aus zwei miteinander verbindbaren Gehäuseteilen besteht, von denen eines die Sonde trägt, und daß in der Trennebene zwischen beiden Gehäuseteilen in der Umgebung der Sonde eine Filterstruktur vorhanden ist, welche die angekoppelten Wellen reflektiert.According to the invention, the object is according to the Features of claim 1 solved in that the waveguide consists of two interconnectable housing parts, by one of whom carries the probe, and that in the parting plane between the two housing parts in the vicinity of the probe Filter structure is present, which the coupled Waves reflected.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Danach kann die Filterstruktur eine Waffeleisenstruktur sein, welche in mindestens eines der beiden Gehäuseteile eingelassen ist. Die Sonde kann beispielsweise der Innenleiter einer Koaxialleitung sein, deren Außenleiter mit dem die Sonde tragenden Gehäuseteil galvanisch verbunden ist. Auch kann die Sonde von einer auf einem Substrat verlaufenden Streifenleitung ausgehen, wobei das Substrat ein Gehäuseteil bildet, und eine zur Streifenleitung gehörende Massefläche des Substrats in der Trennebene zwischen beiden Gehäuseteilen liegt. Advantageous embodiments of the invention are shown in the Sub-claims emerge. Then the filter structure can be a Be waffle iron structure, which in at least one of the both housing parts is embedded. The probe can for example the inner conductor of a coaxial line, whose outer conductor with the housing part carrying the probe is galvanically connected. The probe can also be moved from one to the other a strip line extending from a substrate, wherein the substrate forms a housing part, and one for Stripline belonging to the ground plane of the substrate in the Separation level between the two housing parts.

Das die Sonde, sei sie der Innenleiter einer Koaxialleitung oder der Fortsatz einer Streifenleitung, tragende Gehäuseteil braucht lediglich mechanisch mit dem anderen Gehäuseteil des Hohlleiters verbunden zu werden. Die mechanische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen braucht nicht zusätzlich noch hohe Anforderungen an eine elektrische Verbindung zu erfüllen. Eine rein mechanische Verbindung erfordert weniger aufwendige Verbindungstechniken. Die erfindungsgemäß zwischen den beiden Gehäuseteilen realisierte Filterstruktur bewirkt nämlich, daß die von der Sonde angekoppelten Wellen in der Trennebene der beiden Gehäuseteile so reflektiert werden, daß sich keine Beeinträchtigung der Ankopplung durch nicht ideale galvanische Kontakte an den Befestigungsstellen zwischen den beiden Gehäuseteilen ergibt.That is the probe, be it the inner conductor of a coaxial line or the extension of a stripline, carrying Housing part needs only mechanically with the other Housing part of the waveguide to be connected. The mechanical connection between the two housing parts does not need high demands on you electrical connection. A purely mechanical Connection requires less effort Joining techniques. The invention between the filter structure realized in both housing parts namely that the waves coupled by the probe in the Separating plane of the two housing parts are reflected so that there is no impairment of the coupling by not ideal galvanic contacts at the fastening points between the two housing parts.

Description of exemplary embodiments

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Using two shown in the drawing The invention is described in more detail below explained. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hohlleiter-Koaxialleitungs-Verbindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a coaxial waveguide connection,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Filterstruktur und Fig. 2 is a plan view of a filter structure and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Hohlleiter- Streifenleitungs-Verbindung. Fig. 3 shows a longitudinal section through a waveguide strip line connection.

In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Hohlleiter 1 dargestellt, der aus einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3 besteht. Dabei ist das erste Gehäuseteil 2 ein Basiskörper, in dem der Hohlleiter 1 eingelassen ist, und das zweite Gehäuseteil 3 hat die Funktion eines Deckels für den Hohlleiter 1. Dieser Deckel 3 schließt eine Öffnung des Hohlleiters 1 ab, durch die eine Sonde 4 in den Hohlleiter hineinragt. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sonde 4 der Innenleiter einer Koaxialleitung, dessen Außenleiter 5 mit dem als Deckel ausgebildeten Gehäuseteil 3 galvanisch verbunden ist.In FIG. 1, a cross section through a hollow conductor 1, which consists of a first housing part 2 and a second housing part 3. The first housing part 2 is a base body in which the waveguide 1 is embedded, and the second housing part 3 has the function of a cover for the waveguide 1 . This cover 3 closes an opening of the waveguide 1 through which a probe 4 projects into the waveguide. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the probe 4 is the inner conductor of a coaxial line, the outer conductor 5 of which is galvanically connected to the housing part 3 designed as a cover.

In der Trennebene zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 des Hohlleiters 1 ist um die Öffnung für die Sonde 4 herum eine Filterstruktur vorgesehen. Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt A-A durch den Hohlleiter parallel zur Trennebene zeigt diese die Koppelöffnung 7 im Hohlleiter 1 umgebende Filterstruktur 6, welche hier beispielsweise als Waffeleisenstruktur ausgeführt ist. Diese Filterstruktur 6 bewirkt, daß Hohlleiterwellen in der Trennebene reflektiert werden, so daß weiter entfernt liegende Verbindungsstellen zwischen dem Gehäuseteil 3 und dem Gehäuseteil 2 die Wellen nicht beeinflussen. Die Filterstruktur 6 ist so zu dimensionieren, daß diese besagte Wirkung über dem gesamten Nutzfrequenzbereich der angekoppelten Wellen eintritt. Man kann die Filterstruktur entweder im Basiskörper 2 (wie in der Zeichnung dargestellt) oder im Deckel 3 oder in beiden Gehäuseteilen 2 und 3 vorsehen.In the parting plane between the two housing parts 2 and 3 of the waveguide 1 , a filter structure is provided around the opening for the probe 4 . The section AA shown in FIG. 2 through the waveguide parallel to the parting plane shows this filter structure 6 which surrounds the coupling opening 7 in the waveguide 1 and which is designed here, for example, as a waffle iron structure. This filter structure 6 has the effect that waveguide waves are reflected in the parting plane, so that connection points located further away between the housing part 3 and the housing part 2 do not influence the waves. The filter structure 6 is to be dimensioned such that this effect occurs over the entire useful frequency range of the coupled waves. The filter structure can be provided either in the base body 2 (as shown in the drawing) or in the cover 3 or in both housing parts 2 and 3 .

Während in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Trennebene zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 am äußersten Rand des Hohlleiters 1 liegt, können auch andere Lagen für die Trennebene gewählt werden.While in the illustrated embodiment the parting plane between the two housing parts 2 and 3 lies at the outermost edge of the waveguide 1 , other positions can also be chosen for the parting plane.

Der in Fig. 1 dargestellte Hohlleiter weist einen Querschnittssprung 8 auf, der die Funktion einer Impedanztransformation hat, für die Erfindung aber keine Rolle spielt.The waveguide shown in FIG. 1 has a cross-sectional jump 8 , which has the function of an impedance transformation, but does not play a role in the invention.

In der Fig. 3 ist derselbe Hohlleiter 1 wie in Fig. 1 dargestellt, der dasselbe Gehäuseteil 2 als Basiskörper für den Hohlleiter 1 und die ebenfalls mit einer Filterstruktur 6 versehene Trennebene zu einem als Deckel ausgebildeten zweiten Gehäuseteil 9 aufweist. Die Sonde 4 gehört in diesem Ausführungsbeispiel zu einer Streifenleitung 10, welche auf einem das Gehäuseteil 9 bildenden Substrat verläuft. Die Sonde 4 ist mit der Streifenleitung 10 kontaktiert, ist durch das Substrat 9 auf die gegenüberliegende Seite hindurchgeführt und ragt in den Hohlleiter 1 hinein. Auf der dem Hohlleiter 1 zugewandten Seite des Substrats 9 befindet sich die zu der Streifenleitung 10 gehörende Massefläche 11. Die Massefläche besitzt um die Sonde 4 herum eine Aussparung 12. Zusammen mit der Filterstruktur 6 sorgt die Massefläche 11 für die bereits oben beschriebene Reflexion der in die Trennebene eindringenden Wellen.In Fig. 3 the same waveguide 1 as shown in Fig. 1 is shown, having the same housing part 2 as a base body for the waveguide 1 and provided also with a filter structure 6 separating plane to a formed as a lid second housing part 9. In this exemplary embodiment, the probe 4 belongs to a strip line 10 , which runs on a substrate forming the housing part 9 . The probe 4 is contacted with the strip line 10 , is passed through the substrate 9 to the opposite side and protrudes into the waveguide 1 . The ground surface 11 belonging to the strip line 10 is located on the side of the substrate 9 facing the waveguide 1 . The ground surface has a recess 12 around the probe 4 . Together with the filter structure 6 , the ground surface 11 ensures the reflection of the waves penetrating into the parting plane already described above.

Das als Deckel für den Hohlleiter 1 ausgebildete Gehäuseteil, sei es die mit der Koaxialleitung verbundene leitende Platte 3 oder das Streifenleitungs-Substrat 9, wird entweder mit wenigen Schrauben oder durch einfaches Kleben (kein Kontaktkleber erforderlich) mit dem anderen Gehäuseteil 2 verbunden.The housing part designed as a cover for the waveguide 1 , be it the conductive plate 3 connected to the coaxial line or the stripline substrate 9 , is connected to the other housing part 2 either with a few screws or by simple gluing (no contact adhesive required).

Die in den Hohlleiter hineinragende Sonde kann mit Diskontinuitäten versehen werden, um damit über einen möglichst weiten Frequenzbereich eine optimale Anpassung zwischen der zu der Sonde gehörenden Leitung und dem Hohlleiter zu erzielen. Zur Optimierung der Anpassung zwischen der Streifenleitung und dem Hohlleiter können auch auf dem Streifenleiter-Substrat in der Nähe der Sonde Anpassungsmittel vorgesehen werden.The probe protruding into the waveguide can also be used Discontinuities are provided to deal with a optimal adaptation to the broadest possible frequency range between the line belonging to the probe and the Achieve waveguide. To optimize the customization between the stripline and the waveguide can also on the stripline substrate near the probe Adaptation means are provided.

Claims

1. Arrangement for coupling a probe to a waveguide, characterized in that the waveguide ( 1 ) consists of two interconnectable housing parts ( 2 , 3 , 9 ), one of which ( 3 , 9 ) carries the probe ( 4 ), and that in the parting plane between the two housing parts ( 2 , 3 , 9 ) in the vicinity of the probe ( 4 ) there is a filter structure ( 6 ) which reflects the coupled waves.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the filter structure ( 6 ) is a waffle iron structure which is embedded in at least one of the two housing parts ( 2 , 3 , 9 ).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the probe ( 4 ) is the inner conductor of a coaxial line, the outer conductor ( 5 ) with the probe ( 4 ) carrying the housing part ( 3 ) is electrically connected.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the probe ( 4 ) from a on a substrate ( 9 ) extending strip line ( 10 ) and that the substrate ( 9 ) forms a housing part, one to the strip line ( 10 ) Ground surface ( 11 ) belonging to the substrate ( 9 ) lies in the parting plane between the two housing parts ( 2 , 9 ).