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Breitbandiger LeistungsverstMrker für Mikrowellen Die vorliegende
Erfindung befasst sich mit einem breit bandigen Leistungsverstärker fur Mikrowellen
mit mindestens eine Transistor, der in einem Gehause angeordnet ist und dessen Schaltkreise
aus g@ätzten Leitungszügen bestehen.
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Der Bau von transistorisierten Leistungsverstärkern großer Bandbreite
bei Frequenzen im Mikrowellenbereich erfordert hierfür geeignete Gehzuseformen,
zumal uch die Trsnsiatoren für diesen Frequenzbereich in ihren Anschlitssen so ausgebildet
sind, daß schädliche Leitungslängen vermieden werden.
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Als Schaltkreise haben sich die Verwendung von Leitungen bewährt,
die in bekannter Weise auf Keramikplatten g@ätzt sind, Der Transistor wird bei dieser
Bauform nahezu in der Mitte einer solchen Platte und die Leitungszüge werden nach
beiden
leiten hin, den Elektrodenanschlüssen des Transistors entsprechend,
angeordnet. Bei den Leitungszügen handelt es sich vorwiegend um mehrere Transformationsleitungen
am Eingang und Ausgang des Transistors, die jeweils ein Anpassung@netzwerk darstellen
und in ihren Abmessungen nach der Frequenzlage Bandbreite und Ausgangsleistung des
Verstärkers ausgelegt sind, was durch die Breite und Länge des Jeweiligen Leitungszuges
unter Einbeziehung der elektrischen Werte des Trägermaterials bewirkt wird. Der
transistor ist mit seiner oder seinen für den Anschluß an das Bezugspotential versehenen
Elektrodenanschlüssen über durch die Keramikplatte hindurchragende Stifte gegen
Bezugspotential gelegt. Diese Stifte sind in einer unter der Keramikplatte angeordneten
Metallplatte oder einem Metallgehäuse verankert.
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Bei dieser Anordnung haben sich erhebliche Nachteile herausgestellt,
die auf die Lage des Trancistors zurückzuführen sind und darin bestehen, daß diese
Stifte, bei diesen hohen Fre@uenzen eine nicht zu vernachlässigende Induktivität
darstellen, die außerdem nicht bei jedem Exemplar genau reproduzierbar tat.
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Ferner ist durch die breitverlaufende Anordnung der Leitung züge ein
erheblicher Raum für die Schaltung als solche erforderlich, die bei der modernen
und gedrängten Bauweise nicht mehr vertretbar ist.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise für eine solche
Verstärkeranordnung zu finden, die so kurze, induktionsarae Zuleitungen garantiert,
daß eine breitbandige Anpassung überhaupt möglich ist, zugleich rausparend,elektrisch
reproduzierbar ist und eine maximale Kühlung garantiert. Erfindungsgeiäß wird deshalb
vorgeschlagen. daß der (die) gegen Bezugspotential geschaltete (n) Elektroden-Anschluß
(-anschlüße) des Transistors zwischen einer Druckplatte, die vorzugsweise als Kühlkörper
ausgebildet ist, und dem Gehäuse gepreßt ist (sind) und die beiden senkrecht dazu
und sich gegenüberliegenden anderen Elektroden-Anschlüße mit je einem Anpassungsnetzwerk
verbunden sind und daß diese beiden Anpassungsnetzwerke übereinander angeordnet
und durch eine Gehäuseinnenwand mechansich und elektrisch vollkommen getrennt sind,
wobei einem Eingangsanpassungsnetzwerk die Signalspannung zugeführt und der anderen
Ausgangsanpassungsnetzwerk die verstärkte Signal spannung abgenommen wird.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung in einem Ausführungsbei spiel
näher beschrieben.
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In der Figur 1 ist der Schnitt durch das Gehäuse eines Leistungsverstärkers
so gelegt, daß die beiden übereinander angeordneten Schaltkreise von der Seite her
sichtbar sind, in der Figur 2 ist die Ansicht des Verstärkergehäuses von oben wiedergegeben,
wobei in geschnittener Darstellung die Anordnung des Transistors zwischen einer
als Kühlkörper ausgebildeten Frontplatte und dem Gehäuse abgebildet ist, in der
Figur
3 ist in perspektivischer Darstellungsweise das Gehäuse abgebildet, das in einer
Ansicht von vorn die Ausfräsungen für den Transistor zeigt und in der Figur 4 ist
die als Kühlkörper ausgebildete Druckplatte von hinten gezeichnet die mit ihrer
Ansichtsseite gegen die Gehäusevorderseite der Figur 3 gepresst wird.
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Das in Figur 1 der Zeichnung im Schnitt dargestellte Gehäuse 1 ist
an der dem Transistor zugewandten Seite abgeschnitten. Die Gehäuseinnenwand 2 trennt
die beiden in je einer Ausfräsung des Gehäuses 1 angeordneten Streifenleiterplatten
mit Zubehör, so daß sie übereinander zu liegen kommen. Das Gehäuse 1 ist von beiden
Seiten mit Je einem Deckel 3 und 4 abgeschlossen. Die in der oberen Ausfräsung des
Gehäuses angeordneten Leiterplatten sind als Streifenleitungen ausgebildet und in
einer LeitungJform die als Triplate11 bekannt geworden ist, ausgeführt. Im einzelnen
ist der Aufbau der übereinander geschichteten Platten folgendermassen: die der Innenwand
zugekehrte Leiterplatte 5 besteht aus einem Träger aus Isolierstoff mit einem elektrisch
geeigneten Dieiektrikum und ist beidseitig mit einer Metallauflage versehen. Die
der Gehäuseinnenwand 2 abgekehrte Seite dieser Leiterplatte 5 ist mit den vorbestimmten
Leitungszügen 6 versehen, deren eine Anschlußklemme für die Signalspannung, Eingang
oder Ausgang, mit einem Ubergang verbunden ist. Die der Gehäuseinnenwand 2 zugekehrte
Seite dieser Leiterplatte 5 ist unverändert und stellt den einen
Belag
8 der Triplate dar Der andere, symmetrisch zu den Leitungszügen angeordnete Belag
9 des Triplates ist qinem einseitig beaufschlagten Träger 10 aus einem Isolierstoff
bestimmter elektrischer Eigenschaften zugeordnet. Dieses Dreileiter-Plattensystem
bestehend aus den Leitungszügen 6 und d@e beiden Belägen 8 und 9 stellen mit beiden
Isolierschichten die gleichzeitig als Träger der Beläge 6,8,9 dienen, die Triplate
dar.
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Um nun exakte und elektrisch reproudzierbare Verhältnisse zu schaffen
wird die Triplate durch eine gefiederte Federplatte 11 vom Deckel 3 her zusammengepresst
und gleichzeitig allseitig mit Masse verbunden. Das nun unter dem eben beschriebenen,
darunter angeordnete Anpassungsnetzwerk ist mit gleichen aber eingestrichenen Positionszahlen
versehen. Der Anschluß für die Signalspannung disses Schaltkreises befindet sich
seitlich und ist deschalb nicht sichtbar.
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Die jeweilige Spannungszuführung der Stromversorgung wird über Leitungszüge
von einer Durchführung her der zugeordneten Elektrode des Transistors zugefübrt,
wobei diese Leitungszüge so ausgebildet sind, daß sie hochfrequenzmässig als Drossel
wirken.
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Bei einer anderen Ausführungsform werden die Teile 1Q bzw. 10t und
11 bzw. 11' bei gleicher Gehäuseform wegelassen. Die
geätzten Leitungen
6 unterscheiden sich für den gleichen Anpassungsfall in Länge und Breite von denen
der Triplate. Der Außenleiter der Lettungen wird hierbei sur durch den Belag 8 gebildet.
Die dielektrische Platte 5 ist bei dierer Leitung fo@m, die als"Microstrip" bekannt
ist, dünner als bei der Triplate. Diese Leitungsform ermöglicht ein besseres Einfügen
von diskreten Bauelementen wie s.B. Kondensatoren zur Gleichstromitrennung usw.
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Die Anordnung eines Transistors 12 in einem geöffneten Gehäuse t mit
einer gleichzeitig als Kühlkörper dienenden Druckpiatte 13 wird in der Figur 2 gezeigt,
wobei der Kühlkörper zu einer wirksamen Wärmeableitung mit Kühlrippen 14 versehen
ist.
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Die gegen Bezugspotential geschalteten Elektrodenanschlüße 15 sind
bei diesem Transitortyp als breite, sich geenüberliegende Fahnen ausgebildet und
werden durch einen vorstehenden Ansatz 16 der Druckplatte 13. gegen eine ebene Ausfräsung
des Gehäuses 1 gepresst. Der Pressdruck wird durch Schrauben 17 bewirkt. Der Transistor
12 ist bei diesem Typ mit einem Schraubenbolzen 12' ausgerüstet und mittels einer
Mutter 12'' mit der Druckplatte 13 verschraubt, Zwei weitere, senkrecht zu den Elektrodenanschlüssen
15 stehende und sich gegenüberliegende Elektrodenanschlüsse 13' und 15'', von denen
bei dieser Darstellung lediglich der Anschluss 13' sichtbar ist, sind mit Je eine.
Schaltkreis 6 bzw. 6' verbunden.
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Der. in Figur 3 dargestellte Ausschnitt eines Gehäuses 1 stellt die
Ansicht von vorn dar. Hier befindet sich die Ausfräsung, in die der Transistor 12
hineinragt und mit seinen für Bezugpotential bestimmten Elektrodenanschlüssen 15
gegen die Flächen 2' wd2'' anliegt. Der Ausschnitt, in die das geschichtete Plattensystem
mit. den Platten 5 und 10 eingelegt ist, tritt in dieser Darstellungsweise besonders
hervor. Die Gewindebohrungen 17' für die Schrauben 17 zur Befestigung der Druckplatte
13 sind ebenfalls sichtbar.
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Die Druckplatte 13 ist in der Figur 4 als Ausschnitt in perspektivischer
Darstellungsw-ise wiedergegeben. Mit ihren vorstehenden Ansätzen 16 presst die Druckplatte
13 mittels der Schraube 17, die durch die Bohrungen 17'' hindurchragen, die an Masse
anzuschliessenden Elektrodenanschlüsse des Transistors 12. gegen die Flächen 2'
und 2'' des Gehäuses 1.
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Der Transistor 12 ragt mit seinem Schraubenbolzen 12' durch die.Bohrüng
18 der Druckplatte 13 hindurch und wird von dem Kühlkörper 14 aus der in Rippenform
ausgeführt ist, mittels der Mutter 12'' (nicht dargestellt) in seiner Lage festgehalten
Die Druckplatte 13 mit ihren Kühlrippen 14 wird nach erfolgter Montage des Transistors
12 mit der in Zeichenebene dargestellten Seite gegen die Vorderseite des Gehäuses
1 der Figur 3 gelegt und mit Hilfe der Schrauben 17 gegen das Gehäuse l gepreßt