DE2160806C3

DE2160806C3 - Adjustable HF matching transformer

Info

Publication number: DE2160806C3
Application number: DE2160806A
Authority: DE
Inventors: Jost Dipl.-Ing. 7160 Gaildorf Spielvogel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2160806A1; DE2160806B2

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem einstellbaren HF-Anpassungstransformator, der bei der Messung der Parameter eines Mikrowcllenleistungstransistors zur Anpassung der Transistorimpedanz an den Normwert der weiterführenden Leitungen am Ein- und Ausgang des Transistors angeschlossen ist und der aus einer Rechteckleitung mit einem Innenleiter besteht, die den Innenleiter belastende Stempel aufweist. Meßschültungen zur Bestimmung der Parameter von Transistoren sind meist so aufgebaut, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Die einstellbare Meßfrequcn/. wird von einem Oszillator O über einen Richtkoppler K, einem ersten Netzwerk TrI zugeführt, welches die Eingangsimpedanz des nachgeschalteten Transistors Tr in geeigneter Weise auf den genormten Wert der meist koaxial ausgebildeten Anschl'jßleitung der Meßanordnung transformiert. An dem erwähnten Richtkoppler K ist gleichzeitig ein Spektrumanalysator Os angeschlossen sowie ein Leitungsmesser L1. Sie dienen zur Anzeige von Eingangs-Anpassung und -Leistung. Auf der Ausgangsseite des zu messenden Transistors Trist ein weiteres Netzwerk Tr2 vorgesehen, das die Ausgangsimpedanz des Transistors wieder auf den Normwert der üblichen Anschlußelemcnte transformiert, vorzugsweise an eine koaxiale 50-Ohm-Leitung. Mit B ist die Gleichstromversorgung für den Transistor Tr bezeichnet. Zur Messung der Ausgangsleistung dient ein am Ausgang angeordneter Leistungsmesser L 2. Die Ausführung der Netzwerke Tr 1 und Tr2 ist von entscheidender Bedeutung für die Meßgenauigkeit und die Stabilität des Transistors. Die oft angewandte Stichleitungstechnik erfüllt diese Bedingungen nur unvollständig.The invention is concerned with an adjustable RF matching transformer, which is connected to the measurement of the parameters of a microwave power transistor to match the transistor impedance to the standard value of the continuing lines at the input and output of the transistor and which consists of a rectangular line with an inner conductor, which the Has inner conductor onerous stamp. Measurement systems for determining the parameters of transistors are usually constructed as shown in FIG. The adjustable measuring frequency /. is fed from an oscillator O via a directional coupler K to a first network TrI, which transforms the input impedance of the downstream transistor Tr in a suitable manner to the standardized value of the mostly coaxial connection line of the measuring arrangement. A spectrum analyzer Os and a line meter L 1 are connected to the aforementioned directional coupler K at the same time. They are used to display input adjustment and output. On the output side of the transistor Tr to be measured, a further network Tr2 is provided which transforms the output impedance of the transistor back to the standard value of the usual connection elements, preferably to a coaxial 50 ohm line. With B the direct current supply for the transistor Tr is designated. A power meter L 2 arranged at the output is used to measure the output power. The design of the networks Tr 1 and Tr2 is of decisive importance for the measurement accuracy and the stability of the transistor. The branch line technology that is often used does not fully meet these requirements.

Aus der DE-AS 11 25 018 ist ein HF-Anpassungstransformator bekannt, der aus einer koaxialen Leiteranordnung besteht, deren Wellenwiderstand durch zwei in die Leiteranordnung hineinragende, in ihrer Höhe verstellbare Stempel verändert werden kann.From DE-AS 11 25 018 an HF matching transformer is known, which consists of a coaxial conductor arrangement, the characteristic impedance of two in the ladder arrangement protruding, adjustable in height stamp can be changed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Messung der Parameter eines Transistors an Ein- und Ausgang desselben vorhandenen Netzwerke so auszubilden, daß damit ein Stehwellenverhältnis größer 15 erreicht wird und durch gedrängten mechanischen Aufbau geringe elektrische Verluste erreicht werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß drei Stempel im Abstand von ca. λ/8 in der Rechteckleitung angeordnet sind, daß der Innenleiter Aussparungen aufweist, durch welche die Stempel hindurchführbar sind, und daß die Stempel sowohl gegenüber der Rechteckleitung als auch gegenüber der Innenleiter kontaktfrei geführt sind. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die aus Metal: bestehenden Stempel auf Gegenüberliegenden Breitseiten der Rechteckleitung verteilt angeordnet.The invention is based on the task of measuring the parameters of a transistor at inputs and Form the output of the same existing network in such a way that a standing wave ratio greater than 15 is achieved and low electrical losses are achieved through the compact mechanical structure. According to the invention, this is achieved in that three stamps at a distance of approximately λ / 8 in the rectangular line are arranged so that the inner conductor has recesses through which the stamp can be passed are, and that the stamp both with respect to the rectangular line and with respect to the inner conductor are made contact-free. In an advantageous embodiment, those made of metal are: Stamp arranged distributed on opposite broad sides of the rectangular line.

Anhand der F i g. 2,3 und 4 sollen die Erfindungen und die mit ihr erreichten Vorteile näher erläutert werden.Based on the F i g. 2,3 and 4 are supposed to be the inventions and the advantages achieved with it are explained in more detail.

In der F i g. 2 ist eine gemäß der Erfindung aufgebaute Anordnung dargestellt. Rechteckleitung H weist dabei einen Innenleiter / aus, der zu den mit E bzw. A bezeichneten koaxialen Anschlußbuchsen am Ein- bzw. Ausgang der Anordnung führt. Auf der einen Breitseite der Rechteckleitung H sind zwei einstellbare Stempel S1 und S2 vorgesehen, während auf der gegenüberliegenden Breitseite der Rechteckleitung Wein einstellbarer Stempel S3 vorgesehen ist. Die gegenseitige axiale Versetzung der Stempel beträgt ungefähr A/8. Die Stempel wirken je nach Einstellung als mehr oder minder große Belastung des Innenleiter /.In FIG. 2 shows an arrangement constructed in accordance with the invention. Rectangular line H has an inner conductor / which leads to the coaxial connection sockets designated by E and A at the input and output of the arrangement. Two adjustable punches S1 and S2 are provided on one broad side of the rectangular line H , while adjustable punches S3 are provided on the opposite broad side of the rectangular line Wein. The mutual axial displacement of the punches is approximately A / 8. Depending on the setting, the stamps act as a greater or lesser load on the inner conductor /.

In der Fig. 3 ist im Schnitt dargestellt, wie ein derartiger Stempel mechanisch aufgebaut ist. Die Rechteckleitung 1 weist einen Innenleiter 2 auf. Dieser ist in einem vorbestimmten Abstand a vorzugsweise symmetrisch zu den beiden Breitseiten der Rechteckleitung angeordnet. Auf der einen mit 9 bezeichneten Breitseite des Rechteckleilungsabschnittes 1 ist ein einstellbarer Stempel 3 angebracht. Dieser Metallstempel kann mit Hilfe der Einstellschraube 6 über den Stempelhals 4 mehr oder weniger in den Rechtecklciter eingedreht werden. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß der Stcmpelhals 4 aus isolierendem Material (Calit) besteht, so daß kein elektrischer Kontakt zwischen ihm und der Führung 5 besteht. Je nach Eintauchtiefe des Stempels wird der Innenleiter /unterschiedlich belastet. Die Belastung ist abhängig von den beiden wirksamen in Serie liegenden Kapazitäten Cl und C2 zwischen dem Stempel 3 einerseits und dem Inncnleiter 2 bzw. der Metallhülse 7 andererseits. Die Belastung C in Abhängigkeit der Eintauchtiefe χ ist sehr stark nichtlinear, wie dies in der Fig. 4 durch die gestrichelt eingezeichnete Kurve dargestellt wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist der Stempel 3 innerhalb der Metallhülse 7 isoliert geführt und zudem der Innenleiter / mit einer Aussparung 8 versehen, durch welche der Stempel 3 kontaktfrei hindurchgeführt werden kann. Damit wird die kapazitive Belastung stark linearisiert, wie dies in der Fig. 4 durch die ausgezogene Kurve dargestellt wird.In Fig. 3 is shown in section how such a stamp is mechanically constructed. The rectangular line 1 has an inner conductor 2. This is arranged at a predetermined distance a, preferably symmetrically to the two broad sides of the rectangular line. On one of the broad sides of the rectangular line section 1, denoted by 9, an adjustable punch 3 is attached. This metal stamp can be screwed more or less into the rectangular liter with the aid of the adjusting screw 6 via the stamp neck 4. The arrangement is designed in such a way that the collar neck 4 consists of an insulating material (calite) so that there is no electrical contact between it and the guide 5. The inner conductor / is loaded differently depending on the depth of immersion of the stamp. The load depends on the two effective capacitances C1 and C2 in series between the punch 3 on the one hand and the inner conductor 2 or the metal sleeve 7 on the other hand. The load C as a function of the immersion depth χ is very strongly non-linear, as is shown in FIG. 4 by the curve drawn in dashed lines. In order to avoid this disadvantage, the punch 3 is insulated inside the metal sleeve 7 and the inner conductor / is also provided with a recess 8 through which the punch 3 can be guided without contact. The capacitive load is thus strongly linearized, as is shown in FIG. 4 by the solid curve.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht einen gedrängten mechanischen Aufbau. Die Transformationswege sind kleiner als A/4, so daß man geringe elektrische Verluste erhält. Außerdem wird ein Impedanzverlauf vermieden, der bei weitab liegenden, meist tiefe Frequenzen Instabilitäten hervorruft. Bei ganz herausgedrehten Stempeln ist der HF-Anpassungslansformator an 50Ohm±3% angepaßt. Damit vermeidet man bei Beginn der Messung im Gegensatz zu zunächst willkürlich eingestellten Stichlcitungsanordnungen eine Spannungserhöhung am Ausgang des Transistors und damit die evtl. Zerstörung desThe arrangement according to the invention enables a compact mechanical structure. The transformation paths are smaller than A / 4, so that low electrical losses are obtained. In addition, there is an impedance curve avoided, which causes instabilities at far, mostly low frequencies. With quite If the stamps are unscrewed, the HF matching transformer is adapted to 50Ohm ± 3%. In order to one avoids at the beginning of the measurement in contrast to initially arbitrarily set stitch line arrangements an increase in voltage at the output of the transistor and thus the possible destruction of the

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Transistors. Der HF-Anpassungstransformator 6 ist erfolgt, werden außerdem unerwünschte Transforma-Transistor. The HF matching transformer 6 has taken place, unwanted transformers are also

gleichspannungsdurchlässig, so daß die Zuführung der tionssprünge bei der Einstellung der Stempel vermie-permeable to direct voltage, so that the feeding of the jumps when adjusting the punch is avoided.

Versorgungsspannung nach der Transformation zwi- den. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht inBetween the supply voltage after the transformation. The arrangement according to the invention enables in

sehen 50-Ohm-Leitungen erfolgen kann. Dadurch allen Phasenlagen eine Stehwellenverhältnis größer 15,see 50 ohm lines can be done. As a result, all phase positions have a standing wave ratio greater than 15,

werden Verluste vermieden. Da keine Kontaktgabe 5 was zur Anpassung der üblichen Transistoren ausreicht.losses are avoided. Since there is no contact 5, which is sufficient to adapt the usual transistors.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. adjustable HF matching transformer, which is connected to the input and output of the transistor when measuring the parameters of a microwave line transistor to match the transistor impedance to the standard value of the continuing lines and which consists of a rectangular line with an inner conductor, the adjustable stamp that loads the inner conductor has, as characterized in that three stamps (Sl, 52, S3) are arranged at a distance of approximately A / 8 in the rectangular line (H) , that the inner conductor (J) has recesses through which the stamps can be passed and that the stamps are out of contact with both the rectangular line (H) and its internal conductor (J).

2. Adjustable RF matching transformer according to claim 1, characterized in that the made of metal stamps (Sl, S2, S3) on opposite broad sides of the rectangular line are arranged distributed.