DE19837025A1 - Richtkoppler - Google Patents

Abstract

Bei einem Richtkoppler mit zwei im Abstand parallel nebeneinander auf der einen Seite eines Substrats angeordneten koplanar verkoppelten Streifenleitern, das über eine Massefläche nach Art einer suspended-substrat-Leitung angeordnet ist, ist auf der den Streifenleitern gegenüberliegenden Seite des Substrats gegenüber dem Koppelschlitz ein Koppelstreifenleiter angeordnet, dessen Breite und Länge entsprechend der gewünschten festen Kopplung gewählt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Richtkoppler laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Richtkoppler, bestehend aus gekoppelten planaren Leitungen, sind in den verschiedenartigsten Ausführungsformen bekannt (z. B. Meinke/Grundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 5. Auflage, Seite L 33, Tabelle 1). Für feste Kopplung geeignet sind davon nur die sogen. breitseitig verkoppelten Triplate- Leitungen bzw. sogen. Vierleiter/Interdigital-Koppler (Bauformen b und f nach Tabelle 1 nach Meinke-Grundlach sowie Beschreibung Seite L 33, rechte Spalte, Zeilen 6 bis 4 von unten). Bei den breitseitig verkoppelten Triplate-Leitungen sind die Streifenleiter auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats angebracht, das Dielektrikum für die beiden Streifenleiter ist also unterschiedlich. Iriterdigitalkoppler lassen sich nicht vollständig in gedruckter Schaltungstechnik herstellen.

Es sind auch schon sogen. koplanar verkoppelte Streifenleiter als Richtkoppler bekannt (Bauformen a und c nach Tabelle 1 von Meinke/Grundlach), die jedoch nur für relativ schwache Kopplungen geeignet sind und sich nicht für die Parallelschaltung von Hochfrequenzverstärkern eignen. Hierfür ist eine sehr feste Kopplung erforderlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen in planarer Leitungstechnik aufgebauten Richtkoppler zu schaffen, der vollständig in gedruckter Schaltungstechnik herstellbar ist und der eine vorbestimmte feste Kopplung besitzt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Richtkoppler laut Oberbegriff des Patentanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht aus von einem an sich bekannten Richtkoppler mit koplanar verkoppelten Streifenleitern, wobei die Streifenleiter wie bei einer geschirmten Dreischichtenstreifenleitung (Suspended substrate-line) auf einem Substrat angebracht sind, das im Abstand über einer Massefläche angeordnet ist. Für die gewünschte feste Kopplung zwischen den Streifenleitern ist auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats im Luftraum zwischen Substrat und Massefläche ein zusätzlicher Kopplungsstreifenleiter angeordnet. Durch Wahl der Breite und Länge dieses Koppelstreifenleiters kann die Kopplung zwischen den koplanaren Streifenleitern beliebig eingestellt werden. Infolge des an sich bekannten Suspended-substrate-Aufbaus ist ein solcher Richtkoppler auch für hohe RF-Leistungen geeignet, beispielsweise zum Parallelschalten von RF-Verstärkern. Trotzdem kann der Richtkoppler sehr einfach und preiswert in gedruckter Schaltungstechnik realisiert werden. Da die verkoppelten Streifenleiter sich in der gleichen Ebene auf der einen Seite des Substrats befinden, werden Stoßstellen des elektromagnetischen Feldes vermieden und das Dielektrikum ist für die beiden Streifenleiter jeweils gleich. Der erfindungsgemäße Richtkoppler besitzt damit auch sehr vorteilhafte elektrische Eigenschaften.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen Richtkoppler gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt die Rückansicht des Substrats,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Richtkoppler gemäß der Schnittlinie I-I nach Fig. 1.

Der dargestellte Richtkoppler besteht aus einem Substrat 1, das oberhalb einer Massefläche 2 mit einer Ausnehmung 3 nach Art einer Suspended-Substrat-Line angeordnet ist. Die massive Massefläche 2 steht mit einer auf der Rückseite des Substrats 1 ausgebildeten umlaufenden Massekaschierung 7 in Verbindung. Die Ausnehmung 3 ist stirnseitig verschlossen.

Auf der Vorderseite des Substrats 1 sind in einem geringen Abstand parallel nebeneinander zwei Streifenleiter 8 und 9 in gedruckter Schaltungstechnik aufgebracht, der Schlitz s zwischen den Streifenleitern 8 und 9 ist so gewählt, daß die beiden Streifenleiter koplanar miteinander verkoppelt sind. Die Breite und Länge der Streifenleiter 8 und 9 ist nach den bekannten Bemessungsvorschriften einer koplanar verkoppelten Triplate-Leitung in einem Suspended-substrate-Aufbau dimensioniert. Die beiden Streifenleiter 8 und 9 sind an ihren Enden entweder mit Koaxialleitungen, Mikrostreifenleitungen oder entsprechenden Koplanarleitungen verbunden, wie dies durch die Anschlüsse 11 schematisch angedeutet ist.

Auf der Rückseite des Substrats 1 gegenüber dem Koppelschlitz s ist im Luftraum der Ausnehmung 3 ein Koppelstreifenleiter 10 der Breite B und der Länge L ebenfalls in gedruckter Schaltungstechnik angeordnet, durch den die beiden Streifenleiter 8 und 9 sehr fest miteinander verkoppelt werden. Der Koppelstreifenleiter 10 ist entweder leerlaufend und endet an beiden Enden frei, oder er ist mit Masse verbunden (kurzgeschlossen).

In manchen Anwendungsfällen kann die Länge L des Koppelstreifenleiters 10 auch etwas kürzer als die Länge der Streifenleiter 8 und 9 gewählt sein, es ist auch denkbar, daß der Streifenleiter 10 nicht zusammenhängend und durchgehend ist, sondern in einzelne voneinander getrennte Abschnitte unterteilt ist, wie dies Fig. 2 zeigt. In dem dargestellten Beispiel besitzt der Koppelstreifenleiter 10 auf seiner Länge L1 eine Breite B1, geht dann auf der Länge L2 über auf eine Breite B2, ist dann unterbrochen und setzt sich schließlich auf einer Länge Ln mit eine Breite Bn fort. Auf diese Weise können spezielle Koppeleigenschaften eingestellt werden.

Claims (1)

1. Richtkoppler mit zwei im Abstand parallel nebeneinander auf der einen Seite eines Substrats (1) angeordneten koplanar verkoppelten Streifenleitern (8, 9), das über einer Massefläche (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Streifenleitern (8, 9) gegenüberliegenden Seite des Substrats (1) gegenüber dem Koppelschlitz (s) ein Koppelstreifenleiter (10) angeordnet ist, dessen Breite (B) und Länge (L) entsprechend der gewünschten festen Kopplung gewählt ist.