DE19928943A1 - Richtkoppler mit einstellbarer Koppeldämpfung - Google Patents

Abstract

Bei einem Richtkoppler mit einem Koppelleitungsstück, das auf einer Grundplatte angebracht ist, die auf einer flachen Auflagefläche des Außenleiters einer Koaxialleitung befestigt und so im Raum zwischen Innen- und Außenleiter der Koaxialleitung gehalten ist, wird die flache Auflagefläche durch den flachen Boden einer im Außenleiter ausgebildeten zylindrischen Ausfräsung gebildet und das Koppelleitungsstück ist als Streifenleitung auf einer kreisrunden Substratscheibe ausgebildet, die winkelverdrehbar auf dem kreisrunden Boden der Ausfräsung befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Richtkoppler laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Richtkoppler dieser Art ist bekannt (deutsche Patentschrift 23 50 156). Bei diesem bekannten Richtkoppler ist das Koppelleitungsstück als freitragender Blechstreifen ausgebildet, der über Isoliermaterialschrauben an einer Grundplatte befestigt ist, die ihrerseits auf einer flachen ebenen Auflagefläche am Außenleiter der Koaxialleitung so befestigt ist, daß das Koppelleitungsstück durch einen Längsschlitz im Außenleiter in den Raum zwischen Innen- und Außenleiter der Koaxialleitung hineinragt. Durch flache Beilagscheiben, die zwischen der Grundplatte und der flachen Auflagefläche des Außenleiters einlegbar sind, kann die kapazitive Kopplung eingestellt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Richtkoppler dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß auch die induktive Kopplung einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Richtkoppler laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Gemäß der Erfindung ist das Koppelleitungsstück nicht mehr in freitragender Technik zwischen zwei Innenleiterstützen gehalten, sondern in gedruckter Schaltungstechnik als kurzes Streifenleitungsstück auf einer runden Substratscheibe ausgebildet, die in einer Ausfräsung des Außenleiters der Koaxialleitung so befestigt wird, daß das Streifenleitungsstück in den Raum zwischen Innenleiter und Außenleiter zu liegen kommt und außerdem gegenüber der Längsachse des Innenleiters winkelverdrehbar ist. Damit kann sehr einfach und billig auch in Massenproduktion mit gleichbleibend guten Eigenschaften ein Richtkoppler hergestellt werden, dessen kapazitive Kopplung durch Beilagscheiben und dessen induktive Kopplung durch Winkelverdrehung des Koppelleitungsstückes gegenüber der Koaxialleitungslängsachse exakt einstellbar ist. Die Befestigung der Substratscheibe am Boden der Ausfräsung gewährleistet immer eine exakt vorbestimmte Lage des Streifenleitungsstückes gegenüber dem elektromagnetischen Feld im Inneren der Koaxialleitung und damit eine exakt reproduzierbare vorbestimmte Koppeldämpfung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Richtkopplers,

Fig. 2 zeigt den zugehörigen Längsschnitt,

Fig. 3 die Draufsicht.

Der Richtkoppler besteht aus einem durchgehenden Koaxialleitungsstück mit einem relativ massiven Außenleiter 1 und einem Innenleiter 2. Auf der Außenseite des Außenleiters 1 ist eine zylindrische Ausfräsung 3 vorgesehen, die in einem flachen Boden 4 endet. Diese Ausfräsung 3 setzt sich bis in den Raum zwischen Innenleiter 2 und Außenleiter 1 der Koaxialleitung in Form eines länglichen Durchbruches 5 fort. Auf dem flachen Boden 4 der Ausfräsung 3 ist eine Substratscheibe 6 aufgesetzt, die auf der dem Innenleiter 2 zugewandten Seite ein gegenüber der Wellenlänge kurzes Streifenleitungsstück 7 aufweist, das zusammen mit einer dieses Streifenleitungsstück 7 umgebenden Massekaschierung 8 bzw. 9 auf beiden Seiten des Substrats in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt ist. Die Enden des kürzer als λ/10 ausgebildeten Streifenleitungsstückes 7 stehen mit durch das Substrat hindurchführenden Leitungsstiften 10 und 11 in Verbindung, die in entsprechenden Bohrungen 12 und 13 eines zylindrischen Metallklotzes 14 angeordnet und als kurze Koaxialleitungs- Verbindungsstücke ausgebildet sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Bereich hinter dem Streifenleitungsstück 7 im zylindrischen Metallklotz 14 eine Ausnehmung 15 ausgebildet und die Massekaschierung 9 ist hinter dem Streifenleitungsstück 7 ausgespart, so daß eine "Suspended Substrate"-Leitung zwischen Streifenleitungsstück 7 und dem Boden der Ausnehmung 15 entsteht. Die Massekaschierung 9 auf der Rückseite des Substrates 6 könnte aber auch durchgehend sein, so daß das Streifenleitungsstück 7 mit der Massekaschierung 9 eine Mikrostreifenleitung bildet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Substrat unmittelbar flach auf der Stirnseite des Metallklotzes 14 aufzusetzen und auf der Rückseite überhaupt keine Massekaschierung vorzusehen, sondern nur auf der Vorderseite das kurze Streifenleitungsstück 7, das dann mit der Oberfläche des Metallklotzes 14 wieder eine Mikrostreifenleitung bildet. Die dargestellte Ausführungsform mit der rückseitigen Ausnehmung 15 besitzt den Vorteil, daß über das Dielektrikum Luft die Direktivität verbessert wird. Der zylindrische Metallklotz 14 ist über Schrauben 16 am massiven Außenleiter 1 der Koaxialleitung innerhalb der Ausfräsung 3 befestigt.

Durch die zylindrische Ausfräsung 3, die sich in einem länglichen Durchbruch 5 fortsetzt, wird ein flacher ebener kreisrunder Boden 4 gebildet, auf dem die entsprechend kreisrunde Substratscheibe 6 aufliegt. Auch der Metallklotz 14 ist zylindrisch ausgebildet und paßt in die zylindrische Ausfräsung 3. Auf der ebenen Stirnfläche des Metallklotzes 14 ist die Substratscheibe 6 aufgesetzt. Der Metallklotz 14 ist in einem begrenzten Winkelbereich von beispielsweise plus oder minus 15° gegenüber der Längsachse des Innenleiters 2 winkelverdrehbar, dazu sind die Befestigungslöcher für die Schrauben 16 gemäß der Draufsicht nach Fig. 3 als gebogene Schlitze 17 ausgebildet, so daß nach Lösen der Schrauben 16 der Metallklotz 14 zusammen mit der Substratscheibe 6 winkelverdreht werden kann.

Zur Erhöhung der Kopplung kann es von Vorteil sein, nicht nur ein einziges Streifenleitungsstück 7 vorzusehen, sondern beispielsweise zwei oder mehr parallel nebeneinander angeordnete Streifenleitungsstücke, die jeweils auf der Rückseite des Substrats durch ein entsprechend diagonal ausgebildetes Streifenleitungsstück zu einer mehrschleifigen Koppelleitung miteinander verbunden sind.

Die Koppeldämpfung kann auf einfache Weise dadurch eingestellt werden, daß zwischen dem Substrat 6 und dem flachen Boden 4 der Ausfräsung 3 eine oder mehrere Beilagscheiben vorbestimmter Dicke zwischengelegt werden. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Streifenleitungsstück 7 und dem Innenleiter 2 beliebig eingestellt werden. Neben dieser Einstellung der kapazitiven Kopplung kann auch die induktive Kopplung durch entsprechendes Verdrehen der Substratscheibe 6 auf einfache Weise eingestellt werden.

Die Breite des Streifenleitungsstückes 7 bestimmt den Wellenwiderstand der Koppelschleife, sie kann beliebig gewählt werden. Auf der Vorder- bzw. Rückseite der Substratscheibe 6 können neben dem Streifenleitungsstück 7 auch noch zusätzliche Schaltungselemente des Richtkopplers angebracht sein. Nachdem ein solcher Richtkoppler eine mit der Frequenz abnehmende Koppeldämpfung aufweist und für eine konstante frequenzunabhängige Koppeldämpfung daher zweckmäßigerweise dem Koppelsystem ein Tiefpaß zugeordnet wird, kann dieser Tiefpaß beispielsweise in gedruckter Schaltungstechnik oder in Form von konzentrierten Bauelementen unmittelbar auf der Substratscheibe 6 ausgebildet werden.

Claims (6)

1. Richtkoppler mit einem Koppelleitungsstück, das auf einer Grundplatte angebracht ist, die auf einer flachen Auflagefläche des Außenleiters einer Koaxialleitung befestigt und so im Raum zwischen Innen- und Außenleiter der Koaxialleitung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Auflagefläche (4) durch den flachen Boden einer im Außenleiter ausgebildeten zylindrischen Ausfräsung gebildet ist und das Koppelleitungsstück als Streifenleitung (7) auf einer kreisrunden Substratscheibe (6) ausgebildet ist, die winkelverdrehbar auf dem kreisrunden Boden (4) der Ausfräsung (3) befestigt ist.

2. Richtkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratscheibe (6) an einem zylindrischen Metallklotz (14) befestigt ist, der lösbar und winkelverdrehbar in der zylindrischen Ausfräsung (3) des Außenleiters (1) befestigt ist.

3. Richtkoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallklotz (14) im Bereich hinter dem Streifenleiter (7) eine Ausnehmung (15) aufweist.

4. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelleitungsstück aus zwei oder mehr elektrisch parallel geschalteten Streifenleitungsstücken besteht.

5. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Substratscheibe (6) zusätzliche Schaltungselemente insbesondere eines Tiefpasses ausgebildet sind.

6. Richtkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeldämpfung durch Beilagscheiben einstellbar ist, die zwischen Substratscheibe (6) und dem flachen Boden der Ausfräsung (3) einsetzbar sind.