DE19726384A1 - Absorber für Hochfrequenzsignale - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Absorber für Hochfrequenzsignale, der mehrere Leitungsabschnitte aufweist, die über mindestens einen ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind.

Ein derartiger Absorber ist aus der DE 41 06 655 A1 bekannt. Dieser Absorber besteht aus mehreren aneinander gereihten planaren Leitungsstücken, welche durch ohmsche Widerstände miteinander verbunden sind. Die Widerstände können z. B. Chip-Widerstände oder gedruckte Widerstände sein, die durch Löten oder Kleben mit den Leitungsstücken kontaktiert sind. Je höher die zu absorbierende Hochfrequenzleistung ist, desto mehr Widerstände sind erforderlich. Dadurch daß im Wechsel Widerstände und Leitungsstücke aneinander gereiht sind, die Abstände zwischen den Widerständen daher groß sind, ergibt sich bei einer größeren Zahl von Widerständen eine sehr lang gestreckte Anordnung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Absorber der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Platzbedarf möglichst gering ist.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß an eine Leitungsverzweigung zwei parallele Leitungsabschnitte angeschlossen sind, die über mindestens einen ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind, so daß ausschließlich solche sich über die beiden Leitungsabschnitte ausbreitende Wellen, die zueinander gegenphasig sind, von dem ohmschen Widerstand absorbiert werden. Sind wegen einer höheren Leistungsaufnahme viele solcher Widerstände erforderlich, so ergibt sich trotzdem eine relativ kurze Leitungsanordnung, da die Widerstände parallel sehr eng nebeneinander liegend mit den beiden Leitungsabschnitten verbunden werden können. Da die Widerstände mit ihren beiden Anschlüssen auf den symmetrischen Leitungsabschnitten aufliegen, entstehen nur geringe störende kapazitive Einflüsse gegen Masse, die durch eine Verringerung der Leiterbreite leicht kompensiert werden können. Bei einer unsymmetrischen Leitung mit gegen Masse kontaktierten Widerständen wären diese Einflüsse größer und nicht auf einfache Weise kompensierbar. Durch den elektrisch symmetrischen Aufbau wird auch die störende Wirkung serieller Induktivitäten der Widerstände reduziert. Die Leistungsabsorption läßt sich sehr einfach dadurch erhöhen, daß die Zahl der mit den beiden symmetrischen Leitungsabschnitten kontaktierten Widerstände vergrößert wird. Auch technisch ist der erfindungsgemäße Absorber einfach realisierbar, weil keine Durchkontaktierungen nach Masse für die Widerstände erforderlich sind. Es können auch bei sehr hohen Betriebsfrequenzen noch relativ große Widerstandsbauformen für eine möglichst große Leistungsaufnahme eingesetzt werden.

Gemäß den Unteransprüchen kann die Verzweigung so ausgebildet sein, daß sie zueinander gleichphasige Wellen in die beiden parallelen Leitungsabschnitte einkoppelt und einer der beiden Leitungsabschnitte um λ/4 länger ist als der andere, so daß an den Enden der Leitungsabschnitte reflektierte Wellen gegenphasig sind, die dann von dem bzw. den Widerständen auf den beiden Leitungen absorbiert werden. Die Leitungsverzweigung kann z. B. eine Hybrid-Verzweigung oder Symmetrie-Verzweigung sein. Die Enden der Leitungsabschnitte können entweder leerlaufend sein, oder es können Schaltungen an beiden Enden angeschlossen sein. Zweckmäßigerweise sind die an die beiden Leitungsabschnitte angeschlossenen Widerstände SMD (Surface Mounted Device)-Wider­ stände.

Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Absorber mit einer Leitungsverzweigung, die gleichphasige Wellen in zwei parallele Leitungsabschnitte einkoppelt,

Fig. 2 denselben Absorber wie in Fig. 1 mit daran angeschlossenen Schaltungen,

Fig. 3 einen Absorber mit einer Hybrid-Verzweigung und

Fig. 4 einen Absorber mit einer Symmetrierverzweigung.

Der in Fig. 1 dargestellte Absorber weist eine Leitungsverzweigung auf mit einer Eingangsleitung E und zwei sich daran anschließenden gleich langen Verzweigungsarmen V1 und V2. Es handelt sich hierbei um eine planare Leitungsstruktur, vorzugsweise eine Mikrostreifenleitung. Eine über die Eingangsleitung E zugeführte Welle wird also in zwei Teilwellen über die beiden Verzweigungsarme V1 und V2 aufgeteilt. An den Enden der beiden Verzweigungsarme V1 und V2 liegen dann zwei gleichphasige Wellen an. An dem Ende eines jeden Verzweigungsarmes V1, V2 ist ein Leitungsabschnitt L1, L2 angeschlossen. Beide Leitungsabschnitte L1 und L2 verlaufen parallel zueinander und sind an ihren Enden leerlaufend. Die zwei Leitungsabschnitte L1 und L2 sind über mehrere ohmsche Widerstände R1, R2 bis Rn miteinander elektrisch verbunden. Jeder von diesen Widerständen ist in der Lage, einen gewissen Teil der Leistung der sich über die beiden Leitungsabschnitte L1 und L2 ausbreitenden Wellen zu absorbieren. Die Zahl der Widerstände hängt davon ab wie groß die zu absorbierende Gesamtleistung ist. Die ohmschen Widerstände R1, R2 bis Rn können sehr dicht parallel nebeneinander angeordnet werden. Vorteilhafterweise werden SMD (Surface Mounted Device)-Widerstände mit den Leitungsabschnitten L1, L2 durch Löten oder Kleben kontaktiert.

Wie bereits gesagt, sind die Wellen an den Enden der Verzweigungsarme V1 und V2 gleichphasig, d. h. für diese sich über die beiden Leitungsabschnitte L1 und L2 zu deren Enden hin ausbreitenden Wellen liegen die Leitungsabschnitte L1 und L2 auf gleichem Potential. An den Widerständen R1, R2 bis Rn existiert für diese hinlaufenden Wellen keine Potentialdifferenz, weshalb sie die gleichphasigen Wellen auch nicht absorbieren können. Dadurch, daß der Leitungsabschnitt L2 um λ/4 (λ ist die mittlere Wellenlänge der zu absorbierenden Signale) länger ist als der Leitungsabschnitt L1, sind die an den Enden der beiden Leitungsabschnitte L1, L2 reflektierten Wellen gegenphasig zueinander. Für diese rücklaufenden, gegenphasigen Wellen herrscht an den Widerständen R1, R2 bis Rn ein Potentialunterschied, so daß die Widerstände die rücklaufenden Wellen absorbieren können.

Während der in Fig. 1 dargestellte Absorber leerlaufende Leitungsabschnitte L1 und L2 besitzt, können, wie Fig. 2 zeigt, an die Enden der Leitungsabschnitte L1 und L2 auch Schaltungen S1 und S2 - beispielsweise Verstärker - angeschlossen werden. Auch hier ist der zu der Schaltung S2 führende Leitungsabschnitt L2 um λ/4 länger als der zu der Schaltung S1 führende Leitungsabschnitt L1. In diesem Fall wird ein über die Eingangsleitung E ankommendes Signal leistungsmäßig in zwei gleich große Anteile aufgeteilt und den Schaltungen S1 und S2 zugeführt. Die an den Schaltungen S1 und S2 reflektierten Signalanteile werden in der oben beschriebenen Art und Weise von den Widerständen R1, R2 bis Rn absorbiert.

Die Leitungsverzweigung kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Hybrid-Verzweigung mit den Leitungsstücken 1, 2, 3, 5 und 7 und fünf Toren T1, T2, T3, T4 und T5 sein. Die Leitungsstücke 1, 2, 3, 5 sind jeweils λ/4 lang und das Leitungsstück 7 hat eine Länge von 2 λ/4. An den Toren Tor T4 und T5 sind die zuvor schon beschriebenen Leitungsabschnitte L1 und L2 über je eine Transformationsleitung 4, 6 (λ/4 lang) angeschlossen. Diese beiden parallelen Leitungsabschnitte L1 und L2 sind in der bereits dargelegten Weise von mehreren parallel nebeneinander angeordneten Widerständen R1, R2 bis Rn überbrückt. Die Transformationsleitungen 4 und 6 transformieren den Leitungswellenwiderstand Zo der Leitungsabschnitte L1 und L2 auf 2Zo an den Toren T4 und T5. Werden die Leitungsabschnitte L1 und L2 auf 2Zo dimensioniert, entfällt die transformierende Wirkung der Leitungsstücke 4 und 6. Eine am Tor T1 eingespeiste Leistung wird gleichmäßig und gleichphasig auf die Tore T2 und T3 aufgeteilt. An den Tore T4 und T5 kommen keine Leistungsanteile an. Die an den Tore T2 und T3 befindlichen Leitungen 8 und 9 haben eine Längendifferenz von λ/4, so daß die daran reflektierten Leistungsanteile bei den Leitungsabschnitten L1 und L2 gegenphasig erscheinen und somit von den Widerständen R1, R2, . . ., Rn absorbiert werden.

Wie die Fig. 4 zeigt, können die beiden parallelen von Widerständen R1, R2 bis Rn überbrückten Leitungsabschnitte L1 und L2 auch an einer an sich bekannten Symmetrierverzweigung SV angeschlossen werden. Auf die Symmetrierverzweigung wird hier nicht näher eingegangen, da es gemäß dem Stand der Technik die verschiedensten Ausführungen hierfür gibt. Die an den Ausgängen AI und A2 einer Symmetrierverzweigung anliegenden Signale sind immer um 180° gegeneinander phasenversetzt. Werden nun die an den Ausgängen A1 und A2 anliegenden gegenphasigen Wellen über die anschließenden Leitungsabschnitte L1 und L2 geführt, so werden die Wellen von den Widerständen R1, R2 bis Rn absorbiert. Hier werden also die hinlaufenden Wellen absorbiert und auch die an den Enden der Leitungsabschnitte L1 und L2 zu einem geringen Anteil noch reflektierten rücklaufenden Wellenanteile ebenfalls.

Claims (8)

1. Absorber für Hochfrequenzsignale, der mehrere Leitungsabschnitte aufweist, die über mindestens einen ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Leitungsverzweigung (E, V1, V2, SV, T1, . . ., T5, 1, . . ., 9) zwei parallele Leitungsabschnitte (L1, L2) angeschlossen sind, die über den mindestens einen ohmschen Widerstand (R1, R2, . . ., Rn) miteinander verbunden sind, so daß ausschließlich solche sich über die beiden Leitungsabschnitte (L1, L2) ausbreitende Wellen, die zueinander gegenphasig sind, von dem ohmschen Widerstand (R1, R2, . . ., Rn) absorbiert werden.

2. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverzweigung (E, V1, V2) in die beiden parallelen Leitungsabschnitte (L1, L2) zueinander gleichphasige Wellen gleicher Leistung einkoppelt und daß einer der beiden Leitungsabschnitte (L1, L2) um λ/4 länger ist als der andere, wobei λ die mittlere Wellenlänge der zu absorbierenden Signale ist.

3. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverzweigung eine Hybrid-Verzweigung (T1, T2, T3, T4, T5, 1 . . ., 9) ist, bei der an zwei Verzweigungstoren (T4, T5) die zwei parallelen Leitungsabschnitte (L1, L2) angeschlossen sind.

4. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverzweigung eine Symmetrierverzweigung (SV) ist, an deren zwei Ausgängen (A1, A2) zueinander gegenphasige Wellen anliegen, und daß an den zwei Ausgängen (A1, A2) die beiden parallelen Leitungsabschnitte (L1, L2) gleicher Länge angeschlossen sind.

5. Absorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der beiden Leitungsabschnitte (L1, L2) leerlaufend sind.

6. Absorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der beiden Leitungsabschnitte (L1, L2) Schaltungen (S1, S2) angeschlossen sind.

7. Absorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel nebeneinander liegende ohmsche Widerstände (R1, R2, . . ., Rn) die beiden Leitungsabschnitte (L1, L2) miteinander verbinden.

8. Absorber nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1, R2, . . ., Rn) SMD-Widerstände sind.