DE2229668A1 - Planare ferritphasenschieber fuer mikrowellen in hybrid-bauweise - Google Patents
Planare ferritphasenschieber fuer mikrowellen in hybrid-bauweiseInfo
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- H01P1/19—Phase-shifters using a ferromagnetic device
- H01P1/195—Phase-shifters using a ferromagnetic device having a toroidal shape
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
PHILIPS PATEN!DVERWAL!DUNG GMBH, Hamburg 1, Steindamm 94
PLANARE J1ERRISiPHASEIiSCHIEBER FUR MIKROWELLEN IN HYBRID
BAUWEISE
Die Erfindung bezieht sich auf einen planaren Ferrit- :
phasenschieber mit mäanderförmigem Wellaieiter in Mikrostreifenleitertechnik.
Phasenschieber, die entweder stetig (analog) oder digital
steuerbar sind, finden in der Mikrowellentechnik häufig Anwendung. Insbesondere zum Aufbau der phasengesteuerten
Antennen (phased arrays), bei denen der gebündelte Mikrowellenstrahl elektrisch abgelenkt wird, wird eine Vielzahl
von Phasenschiebern benötigt. Wesentlich für die Verwendbarkeit der Phasenschieber in solchen Systemen sind u.a.
kleine Baugröße und niedrige Verluste.
Bekannt sind HäEbleiterphasenschieber, die mit PIN Dioden
oder Varaktoren arbeiten (SKOLNIE, Radar Handbook, McGraw-Hill 1970, Chap. 12). Sie lassen sich in planerer oder
Hohlleiterbauweise darstellen.„Nachteile dieser Phasen-
PHD 72-070 Sch/S. . 303883/0631 _ _
2 2 2 9 G 6 3
schieber sind insbesondere die hohen Verluste bei hohen Frequenzen und der hohe Preis der Halbleiter-Bauelemente.
Die aus dieser Literaturstelle weiterhin bekannten Hohlleiterferritphasenschieber
haben sehr niedrige Verluste, sind jedoch relativ groß und teuer in der Herstellung.
Der erfindungsgemäße Phasenschieber basiert auf dem planaren
Phasenschieber (G.T. ROOME et al., IEEE MTT-16, 411
(1968) und G.R. HARRISON et al., IEEE MTT-19, 577 (1971).
Diese Phasenschieber verwenden als Wellenleiter bevorzugt Mikrostreifenleitungen (Microstrip).
Besonders bewährt hat sich dabei die sog. Mäanderleitung auf einem Ferritsubstrat. Dabei wird das durch Verkopplung
der Felder auf benachbarten Leitungsstücken entstehende Zirkular polarisierte HF-Feld der Mikrowelle zur Veränderung
der Phasendrehung herangezogen. Durch dieses zirkuläre Feld ist nämlich die Mikrowelle an das als Substrat verwendete
Ferritmaterial gekoppelt, dessen wirksame Permeabilität u von der Stärke der Magnetisierung des Substrates
und der Richtung der Magnetisierung bezüglich der Ausbreitungsrichtung der Mikrowelle abhängt.
Durch stetige Veränderung der Magnetisierung z.B. eines weichmagnetischen Ferritmaterials läßt sich so eine stetige
PhasenSchiebung (Analog Phasenschieber)"oder durch Umschal-
- 3 309883/0831 original snspectep
- 3 - ^X L a υ b o
ten der remanenten Magnetisierung hartmagnetischer Ferrite eine unstetige Phasenschiebung (Latching Phasenschieber)
erreichen. Gebräuchliche Ausführungsformen haben entweder ein Joch über oder unter dem Substrat oder enthalten
durch Anbohren des Substrates einen geschlosBenen magnetischen Kreis.
Der erfindungsgemäße Phasenschieber benutzt das Prinzip des
planeren Ferritphasenschiebers, jedoch werden Wellenleiter und Ferritmaterial getrennt und er ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Wellenleiter auf einem nichtmagnetischen
Substrat aufgebracht ist und zur differentiellen Phasenein
Schiebung/oder mehrere aufgelegte Ferritblöcke aus weichmagnetischem oder hartmagnetischem Material vorgesehen sind.
Gegenüber den herkömmlichen Mäanderphasenschiebern bietet der erfindungsgemäße Phasenschieber folgende Vorteiles
Substratmaterial und magnetisches Material können unabhängig voneinander im Hinblick auf optimale elektrische (Verluste,
Dielektrizitätskonstante) und magnetische (Seheltverhalten) Eigenschaften ausgesucht werden*
Auf einer Mäander können hintereinander verschiedene Kerne oder Platten aufgelegt werden, die unabhängig voneinander geschaltet werden können. Auf diese Weise läßt sieh z.
B. ein Phasenschieber mit mehreren Bit, insbesondere ein
2 2 2 9 ·. 6 ä
4-Bit Phasenschieber, in "besonders kompakter Weise herstellen.
Außerdem werden hierbei die Verluste, die z.B. durch das Zusammenschalten einzelner Phasenschieber zu einem 4-Bit
Phasenschieber entstehen, stark reduziert.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht und
Fig. 2 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels.
Ein Mäander 1 (Mikrostrip) ist auf einem nichtmagnetischen Substrat 2 aufgebracht, auf daε Ferritkerne oder -Blöcke
3 legbar sind. Durch Einführen eines Abstandes zwischen der Mäanderleitung 1 und dem Ferritkern 3 von typisch
0,05 mm z.B. durch eine Teflonfolie 4, läßt sich die durch das magnetische Material hervorgerufene Dämpfung der Mikrowelle
beträchtlich erniedrigen, ohne daß dabei die Phasenschiebung pro Mäanderlänge wesentlich beeinträchtigt wird.
Durch geringfügiges Verändern der Lage der Ferritkerne 3 bezüglich der Mäanderleitung 1 und/oder des Andruckes läßt
sich eine Feinabstimmung der Phasenschiebung der einzelnen Kerne erzielen.
Als Substrat wird zweckmäßigerweise ein nichtmagnetischer Ferrit und für die Schaltkerne Mg-Mn-Ferrit verwendet.
Patentansprüche:
"309883/0631'
Claims (4)
- Patentansprüche:~ ~ 222966b1*) Planerer Ferritphasenschieber mit mäanderförmigem Wellenleiter in Mikrostreifenleitertechnik, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (1) auf einem nichtmagnetischen Substrat (2) aufgebracht ist und zur differenziellen Phasenschiebung ein oder mehrere aufgelegte Ferritblöcke (3) aus weichmagnetischem oder hartmagnetischem Material vorgesehen sind.
- 2.) Phasenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Substrat (2) ein Ferritsubstrat ist, dessen Curiepunkt unterhalb der Arbeitstemperatur liegt (nichtmagnetischer Ferrit).
- 3.) Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgelegten Ferritblöcke (3) Ringkerne aus weichmagnetischem oder hartmagnetischem Material sind.
- 4.) Phasenschieber nach Anspruch 1 - 3f dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufgelegtem Ferrit (3) und Mäanderleitung (1) ein Abstand, z.B. durch eine Isolierfolie (4), aufrecht erhalten ist.309883/0631Leerseite
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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US00364521A US3838363A (en) | 1972-06-19 | 1973-05-29 | Planar phase shifter for use in the microwave range |
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GB2854673A GB1382208A (en) | 1972-06-19 | 1973-06-15 | Phase shifter |
FR7322075A FR2189884B1 (de) | 1972-06-19 | 1973-06-18 | |
JP48069137A JPS4958728A (de) | 1972-06-19 | 1973-06-19 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19722229668 DE2229668C3 (de) | 1972-06-19 | Planarer Ferritphasenschieber mit mäanderförmigem Wellenleiter in Mikrostreifenleitertechnik |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2229668A1 true DE2229668A1 (de) | 1974-01-17 |
DE2229668B2 DE2229668B2 (de) | 1976-09-23 |
DE2229668C3 DE2229668C3 (de) | 1977-05-05 |
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ID=
Also Published As
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---|---|
GB1382208A (en) | 1975-01-29 |
DE2229668B2 (de) | 1976-09-23 |
NL7308320A (de) | 1973-12-21 |
JPS4958728A (de) | 1974-06-07 |
FR2189884A1 (de) | 1974-01-25 |
US3838363A (en) | 1974-09-24 |
FR2189884B1 (de) | 1978-02-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |