DE2016801C3 - Richtkoppler aus einem Doppel leitungsabschmtt - Google Patents

Description

stolTstreifen angeordneten streifenförmigen Leiter io ~

einschließt, bei dem der den streifenförmigen
Leiter trauende IsolierstofTstreifen mit seine-

leiterfreien" Seite auf der Bodenfläche des ein Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-U-Profil aufweisenden Leiters aufliegt und bei bauteil mit wenigstens einem Doppelleitungsabschnitt, dem für den Wellenwiderstand von 60 Ohm die 15 von dem der eine Leiter streifenförmig ausgebi.del Breite des streifenförmiacn Leiters etwa dem ist und sich auf einem Isolierstreifen nach Art einer 2.5ten TViI des Abstandes der Seitenwände des gedruckten Schaltung befindet und der andere Leiter U-förmiüc.i Leiters entspricht und ferner die Ü-Profil hat und mit seinen Seitenwänden den auf dem Höhe der Seitenwände des U-förmi»en Leiters [solierstoffstreifen ungeordneten streifenförmigen Leiweniüstens deich der Breite der "durch das 20 ter einschließt, bei dem der den streifenförmigen U-Profil iiebildeten Kammer ist, derart, daß die Leiter tragende IsolierstofTstreifen mit seiner leiter der Bodenflächc des U-Profils absewandte End- freien Seite auf der Bodenfläche des ein U-Profil auf fläche desselben praktisch frei vom Feld der in weisen Leiters aufliegt und bei dem für den Wellender Doppelleitung cefühitcn Wellen ist, nach widerstand von 60 Ohm die Breite des streifen-Hauptpatent 1 291 807. dadurch ackcnn- 25 förmigen Leiters etwa dem 2.5ten Teil des Abständezeichnet, daß zur Ausbildung als Richtkopp- der Seitenwändc des U-förmigen Leiters entsprich' ler eine gerade, streifenförmige Leitung vorgesehen und ferner die Höhe der Seitenwände des U-förm ist. die ir einer entsprechenden Kammer eines sien Leiters wenigstens gleich der Breite der durch blockförmigen Gehäuses verläuft, und daß das U-Profil gebildeten Kammer ist, derart, daß die danebenliegend eine zweite, gegen die erst- 30 der Bodenfläche des U-Profils abgewandte Endfläeh. genannte Leitung abgeknickte," streifenförmige desselben praktisch frei vom Feld der in der Doppel Leitung in einer entsprechend abgeknickten leitung geführten Wellen ist, nach Hauptpaten: Kammer des blockförmigen Gehäuses angeordnet 1 291 807.

ist, und zwar derart, daß die Leiterbahnen über Im Hauptpatent 1291 807 sind Mikrowellenbau-

einem dem geforderten Kopplungsfaktor ent- 35 teile beschrieben, deren Grundaufbau aus eine:

sprechenden Bereich, in dem die Kammern für Leitung der genannten Art besteht. Es ist im Haupt -

die beiden Leiterbahnen miteinander in Ver- patent auch ein Richtkoppler beschrieben, der mit

bindung stehen, einander genähert sind, und daß diesem Leitungsstück aufgebaut ist. dessen Grund-

im Bereich der aneinanderliegenden Leitungen aufbau ebenfalls oben schon genannt ist. Im Koppel-

die Außenseite der durchgehenden Leitung zwei 40 bereich der beiden Lc;ierbahnen dieses Kopplers

Einschnürungen hat, die etwa in der Höhe der sind die Innenleiterstreifenleitungen mit warzen-

Enden des Koppelabschnittes liegen und ferner förmigen Ausbuchtungen versehen, die im Bereich

der Koppelabschnitt ebenfalls außenseitig etwa der Warzen eine Art Zusatzkapazität zu der normalcr-

in seiner Mitte eine derartige Einschnürung hat. weise zwischen beiden Innenleitcrstreifen vorhande-

2. Mikrowellenbauteil nach Anspruch 1, da- 45 nen Kopplung bilden. Von Richtkopplern wird im durch gekennzeichnet, daß die Einschnürungen allgemeinen gefordert, daß sie eine möglichst groß*, sich bis etwa zur Mitte der Streifenleiter er- Richtwirkung in einem möglichst breiten Arbnitsstrecken. frequenzbereich haben und ferner, daß ihre Ein- um

3. Mikrowellenbauteil nach einem der vorher- Ausgänge in diesem breiten Frequenzbereich aucl gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 50 weitgehend reflexionsfrei bleiben.

daß die elektrisch wirksame Länge der Vorzugs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, tinte

weise rechteckigen Einschnürungen etwa ein Verwendung des eingangs genannten Grundkonzepte:

Zehntel bis ein Zwanzigstel der Betriebswellen- des Richtkopplers einen Typ anzugeben, der dieser

länge im elektrischen Sinne beträgt. Forderungen in hohem Maße nachkommt.

4. Mikrowellenbauteil nach einem c!.. orher- 55 Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genanntei gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Mikrowellenrichtkoppler gemäß der Erfindung da daß die Enden der beiden Einschnürungen, in durch gelöst, daß zur Ausbildung als Richtkopple Längsrichtung der Hauptleitung betrachtet, etwa eine gerade, streifenförmige Leitung vorgesehen vJ ein Viertel der elektrischen Betriebswellenlänge · die in einer entsprechenden Kammer eines blockför auseinander liegen. 60 migen Gehäuses verläuft, und daß danebenliegeni

5. Mikrowellenbauteil nach einem der vorher- eine zweite, gegen die erstgenannte Leitung abge gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, knickte, streifenförmige Leitung in einer entsprechen daß der Koppler über ein Dämpfungsglied am abgeknickten Kammer des blockförmigen Gehäuse Ausgang eines Mikrowellenoszillators liegt, für angeordnet ist und zwar derart, daß die Leiterbahne dessen Leistungsüberwaclning an einem abzwei- 65 über einen dem geforderten Kopplungsfaktor cntspre genden Ausgang ein Meßgerät angeschaltet ist, chcnden Bereich, in dem die Kammern für die beide und daß das Dämpfungsglied in einer unmittel- Leiterbahnen miteinander in Verbindung stehen, eil baren Fortsetzung seiner Durchgangsleitung liegt. ander genähert sind, und daß im Bereich der aneir

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ζ. B. im Bereczwse _lnncnlcitcrstrcifcn im

vorteilhaft £S Sesen ^{Ein Bcis}P^{id 1}^ Kopplungsbere el er ,™_{R tk lcr in} Streifen-

zeigt die F ι g- 1. " ^fll _ktivischcr Darstellung gelcitungsbauwcise in perspekm.scn

zeigt^ist· _{des eesamt}en Richtkopplcrs be-

Metailbfock 1, in dem sich entspre-Aufnahme der Leiterbefinden. Diese Leiterplatte rstoff trägermaterial, au dem _{[cm c]n}, die im Haupt-

^ ~ Mctallfolien als Innen-

η ^ ^ _{t d}

"Μ°™ ' _d Streifenleiter 3, der auf _ fcSstXrrifen Z festliegt. Dieser Streifen- - _h „_ _c\_ncm ifnde in einer Koax.aleicr set ztsich an c ^^_{ündcn jst der lnn}cn-

| «"go " ' " , j ^ , amYnde 9 eingezogen. Die " C-nierunesreneln gelten auch

Streifenleiters und die Aussind im Hauptpatent Mr

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,nderliegenden Leitungen die Außenseite der durch- -chenden Leitung zwei Einschnürungen hat, d,e etwa η der Höhe der Enden des Koppelabschnittes liegen, jnd ferner der Koppelabschnitt ebenfalls außenseitig _:twa in seiner Mitte eine derartige Einschnürung hat. Bei diesem Koppler haben sich dabei folgende Dimensionierungen als besonders vorteilhaft envie-₅en: Die Einschnürungen sollten sich bis etwa zur Mitte der Streifenleiter erstrecken. Die elektrisch wirksame Länge der vorzugswc.se rechteckigen Einschnürungen soll etwa zwischen einem Zehntel bis einem Zwanzigstel der Betriebswcllcnlänge betragen. Die Enden der beiden Einschnürungen, in Langsnchtung der Hauptleitung betrachtet, sollten etwa em Viertel der elektrischen Betriebswellenlänge auseinander liegen. .

F.ine vorteilhafte Anwendung des Kopplers be.

einem Mikrowellenempfänger besieht darin, daß der Koppler über ein Dämpfungsglied am Ausgang c.nes

Mikmwcllenoszillators Hegt, für dessen Le.stungs- «.

Überwachung an seinem abzweigenden Ausgang ein

Meßgerät angeschaltet ist. und daß das Dämpfungs-

Ulicd in einer unmittelbaren Fortsetzung semer Durch^ga^r DäSfungsglied bildende Fortsetzung der Hauptleitung des Kopplers besteht vorteilhaft aus einen über der Leiterbahn der durchgehenden Stmfcnlcitung vorzugsweise mittels eines Spindeltnebes innerhalb der Außcnleiterkammer auf und ab bewegbaren Streifen aus Dämpfungsmaterial.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von l-iguren näher erläutert. .

Bei der Realisierung von Richtkopplern zeigt es sich, daß die eingangs geforderten idealen Eigenschäften, wie möglichst große Richtwirkung. Frequenzabhängigkeit der Kopplungen und Reflexionsfrc'heit der Ein- und Ausgänge, zumindest teilweise widersprechende Forderungen sind. Dazu waren nämlich völlig homogene, vcrlustfrc.c Kopphmgsabschnitte und störungsfreie Übergänge der Zulcitunaen auf den Kopplunusbereich erforderlich. Lm z. B. ieniestens noch" praktisch ausreichende Richtwirkungen oder noch zulässige Reflexionsfaktoren zu erzielen, sind im allgemeinen Kompcnsat.onselcmcntc üblich, die bei Richtkopplern in koaxialer Bauart oder in Strcifcnlcitungsbauwcisc mit Luftdiclcktrikum variabel ausgeführt werden können. Komplizierter

•wird jedoch der Abgleich bei solchen Kopplern bei ^^^ J_nB die mittlere Koppepg

uenen der Streifenlcitcr an ein festes Dielektrikum Iu so aus cket.^ , j ersichtlich, in

.z.B. Polytetranuoräthylen gebunden ist, z.B. nach ₅o l^db^ beiug S. _eq^_rcich'_vcrhultnismäßig ,e-Art der Druckschaltungstechn.k. π „Nach der Theorie hätte sich nur die mit theor.

Um den wirtschaftlichen und fertigungstechnischen mg. ^ch dor^l he

Vorteil der Druckschaltungstechn.k (Atztechnik) be/e chnc ^e J⁰PP'¹¹^,.-_{ßlich dne gcnauc} Dimcns.onicht zu mindern, können dann Kompcnsationsele- ^r g_ _q t j Wellenwiderstand

mente meist nicht mehr variabel angebracht werden, 5, m ru, g '« Koppk s _lsolicrstofr, _auf den die

andern sie müssen mit ein und derselben Druckvor- m. ^;"« ^^aU ^ " _h l

lage auf die Leiterplatte geätzt werden, Der Aufbau dieser Kompensationselemcnte und damit ihre exakte

Dimensionierung ist jedoch auf Grund von rein thco-

retischen Überlegungen derzeit noch nicht erfaßbar sondern die Abmessungen werden meist empirisch

ermittelt. Eine derartige Dimensioning hegt auch ^ j ^^^f _der Seite p

dem im Hauptpatent beschriebenen Koppler «1 Kam- r Dwse B uemne _ncnoszi,_{lator gcS}p_cisl

merleitungstechnik zugrunde, dessen Richtw rkung ungsg ^eücs^⁰ _{f der Scite dcs Kopp}i_crs führ

sich durch Ausbuchtungen der Inncnlc.tcrstrcjfer,, im 6₅ und .Iu Au^ng _{Mikrowellcnernpfänger}s. De

Kopplüngsb.vcich vor allem fur größere Kopplung^ auf den M scnc _{dazu benutzt> um ai}

S; Ä ^SÄSiuÄnSBSn ffi'aU^nücn Ausgang mitte.s eines Meß

_ciUini, 4 des Richtkopplers führt an ^'¹ = _7cichnun„ dem unteren, aiii iiJ _n; _{h| ß-} J₀₁. _{in dcr} Figur nichi ^L''^u"5_d' "_{cll d}.,_n Außenleiterblock h.n- ;,, herauseeführt ist. Das andere Hr.de ebcnleilun» ist wie üblich mit einem Absortur ^ * _{jp dicscm Fa}„_{c aus cinc}m aul

_jf aufgepreßten Keil 5 und einen, j ^^k., _(nic ^P _{ht sichtbar}) aus Dämp- _{{ h Für dic} Verwirklichung de, _n Koppluneseffektes sind die beiden

^ ^ _Einzichungcn 7 und

&" vor/ui-sweise Dimensionierung bc-

gff g^ ^r^_o)c, _{dcn der er}f_lndungs-U ·- 1 ·=■·-- - _Rich,_ko>plers in einem sehr gemäße A hau dc Kien μ Diagramms

^ch oeW die am Eingang des _c Reflexion im Bereich zwischen p m κ _oppclbcrcich war ihi-

^^^ J_nB die mittlere KoppeldUmpfung Iu so aus cket^ j ihtlih in

lie. UtSl ]:iuii\.Kiiw.., - -

,uebracht waren, besteht aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylon von 1,587 mm Dicke.

Als Anwendungsbeispiel für den Richtkopplcr zeigt die Fig. 4a mit den Schnitten 4i> und 4c den mil einem variablen Dämpfungsglied vereinigten Koppler. Diese Baueinheit wird auf der Seite des Dämp

5 6

gcrätes die Oszillatorausgangsleistung zu überwachen. Herstellung einem Fräser entsprechend runde Kanten Die Durchgangslcitung 3 des Kopplcrs ist unmittelbar haben kann. Der Dämpfungskeil liegt also auf dem mit dem variablen Dämpfungsglied verbunden. Die- Außenleitcr-Kammerboden leitend auf; zwischen ses besteht aus einem an beiden Enden schwertförmig dem Stufenleiter und seiner dem Kammerboden abauslaufcndcn Streifen 10 aus Dämpfungsmaterial, der 5 gewandten Seite verbleibt dagegen ein Isolierstofisich oberhalb des Strcifcnlcitcrs 3 in der durch den rest. Das hier dargestellte Dämpfungsglied hat so Außenleiter 1 gebildeten Kammer auf und ab bewe- eine Grunddämpfung von etwa 12 bis 16 db und eine gen läßt. Die Vcrtikalbewegung wird in diesem Bei- weitere im Bereich von 10 db veränderbare Dämpspicl durch einen Spindeltricb, bestehend aus der fung. Auch dieses Dämpfungsglied hat, wie sich Spindel 13 und einem Führungsstück 15, ermöglicht. io zeigte, eine große Bandbreite. Durch den in Fig. 4a Die Spindclachse ist hierzu durch den Außenleiter 1 und 4 b erkennbaren Versatz zwischen der Keilhindurch auf einen Antriebsknopf 16 geführt. An der spitze des Fcstdämpfungsglicdcs und der bei Spindelführung 15 befindet sich ein Arm 11, der / = 7,5 GHz um etwa A/4 zurückgesetzten Spitze des durch eine schlitzförmige Ausnehmung im Außen- variablen Dämpfungsglicdcs bleibt der Reflcxionsfaklcitcr in die Kammerlcitung eingreift und dort mit »5 tor im Bereich zwischen 7 und 8 GHz unter 5 %.
dem Schwert 10 verbunden ist. Der gesamte Spindel- Aus der F i g. 4 b ist ferner der in den vorhergehentrieb ist abgeschirmt von der Leitung in einer weite- den Darstellungen des Richtkopplers nicht crscheiren Ausnehmung 14 im Außenlciterblock angeordnet. nendc KoaxiallcitungsanschlußlS für den abzweigcn-Falls eine größere Durchgangsdämpfung gewünscht den Arm des Richtkopplers ersichtlich,
wird, die als feste Grunddämpfung vorgesehen ist, 20 Bei der Fig. 4c, die einen Querschnitt durch die kann mit Vorteil unter den Leiterstreifen 3 der Kam- Leitung am Ort des Spindeltricbs für den Dämpmcrlcitung, wie bei der Fig. 4 b ersichtlich, ein wei- fungseinsteller zeigt, sind dessen einzelne Elemente tercr, an beiden Enden keilförmiger Streifen 12 aus gut erkennbar. Der mit α in Fig. 4c bezeichnete Dämpfungsmaterial eingelegt werden. Dieser Streifen Mindestabstand des in der Höhe veränderbarer liegt in einer entsprechend geformten Ausnehmung 25 Schwertes 10 vom Leiterstreifen wird durch einer des Isolicrstoflstrcifens, die auch zur einfacheren mechanischen Anschlag eingehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

I 2 6. Mikrowellenbauteil nach Anspruch 5. da- Patentansprüche: durch gekennzeichnet, daß das variable Dämp- funesslied aus einem über der Leiterbahn (3) der

1. Mikrowellenbauteil mit wenigstens einem durchgehenden Streifenleitung, vorzugsweise mit-Doppelleitungsabschnitt. von dem der eine Leiter 5 tels eines Spindeltriebs, innerhalb der Außenstreifenförmig ausgebildet ist und sich auf einem leiterkammer auf und ab bewegbaren Streiten aus Isolierstreifen nach Art einer gedruckten Schal- Dämpfungsmaterial besteht.

tung befindet und der andere Leiter U-Profil hat
und mit seinen Seitenwänden den auf dem Isolier-