DE2229668B2 - Planarer ferritphasenschieber mit maeanderfoermigem wellenleiter in mikrostreifenleitertechnik - Google Patents

Planarer ferritphasenschieber mit maeanderfoermigem wellenleiter in mikrostreifenleitertechnik

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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H01P1/19—Phase-shifters using a ferromagnetic device
    • H01P1/195—Phase-shifters using a ferromagnetic device having a toroidal shape

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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen planaren Ferritphasenschieber mit mäanderförmigem Wellenleiter in Mikrostreifenleitertechnik.
Phasenschieber, die entweder stetig (analog) oder digital steuerbar sind, finden in der Mikrowellentechnik häufig Anwendung. Insbesondere zum Aufbau der phasengesteuerten Antennen, bei denen der gebündelte Mikrowellenstrahl elektrisch abgelenkt wird, wird eine Vielzahl von Phasenschiebern benötigt. Wesentlich für die Verwendbarkeit der Phasenschieber in solchen Systemen sind unter anderem kleine Baugröße und niedrige Verluste.
Bekannt sind Halbleiterphasenschieber, die mit PIN Dioden oder Varaktoren arbeiten (S k ο 1 η i k, Radar Handbook,McGraw-Hill 1970,Chap. 12).Sielassen sich in planarer oder Hohlleiterbauweise darstellen. Nachteile dieser Phasenschieber 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 Transactions, Vol. MTT-16, S. 411 bis 420,1968 und G. R. Harrison et al., IEEE Transactions, Vol. MTT-19, S. 577 bis 587, 1971). Diese Phasenschieber verwenden als Wellenleiter bevorzugt Mikrostreifenleitungen.
Besonders bewährt hat sich dabei die sogenannte Mäanderleitung auf einem Ferritsubstrat. Dabei wird das durch Verkopplung der Felder auf benachbarten Leitungsstücken entstehende zirkulär 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 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 Umschalten 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 geschlossenen magnetischen Kreis.
Der erfindungsgemäße Phasenschieber benutzt das Prinzip des planaren Ferritphasenschiebers, jedoch werden Weilenleiter und Ferritmateria! getrennt und er ist dadurch gekennzeichnet, daß der mäanderförmige Wellenleiter auf ein nichtmagnetisches Substrat aufgebracht ist und zur differentiellen Phasenschiebung ein oder mehrere aufgelegte Ferritblöcke aus weichmagnetischem oder hartmagnetischen Ma'erial vorgesehen sind.
Gegenüber den herkömmlichen Phasenschiebern mit mäanderförmigen Wellenleitern bietet der erfindungsgemäße Phasenschieber folgende Vorteile:
Substratmaterial und magnetisches Material können unabhängig voneinander im Hinblick auf optimale elektrische (Verluste, Dielektrizitätskonstante) und magnetische Eigenschaften (Schaltverhahen) ausgesucht werden.
Auf einen mäanderförmigen Wellenleiter können hintereinander verschiedene Kerne oder Platten aufgelegt werden, die unabhängig voneinander geschaltet werden können. Auf diese Weise läßt sich z. B. ein Phasenschieber mit mehreren Bit. insbesondere ein 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
F i g. 1 eine Draufsicht und
F i g. 2 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels.
Ein mäanderförmiger Leiter 1 ist auf ein nichtmagnetisches Substrat 2 aufgebracht, auf das Ferritkerne oder -Blöcke 3 gelegt sind. Durch Einführen eines Abstandes zwischen der Mäanderleitung t und dem Ferritkern 3 von typisch 0,05 mm, z. B. durch Zwischenlage einer 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Planarer Ferritphasenschieber mit mäanderförmigem Wellenleiter in Mikrostreifenleitertechnik, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (1) auf ein nichtmagnetisches Substrat (2) aufgebracht ist und zur diffsrenziellen Phasenschiebung ein oder mehrere aufgelegte Ferritblöcke (3) aus weichmagnetischem oder harimagnetischem to Material vorgesehen sind.
2. Phasenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Substrat (2) ein Ferritsubstrat ist, dessen Curiepunkt unterhalb der Arbeitstemperatur liegt
3. Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgelegten Ferritblöcke (3) Ringkerne aus weichmagnetischem oder harir.jagnetischem Material sind.
4. Phasenschieber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgelegten Ferritblöcke (3) und die Mäanderleitung (1) einen Abstand zueinander aufweisen.
5. Phasenschieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandshaltung eine Isolierfolie (4) zwischengelegt ist.
DE19722229668 1972-06-19 1972-06-19 Planarer Ferritphasenschieber mit mäanderförmigem Wellenleiter in Mikrostreifenleitertechnik Expired DE2229668C3 (de)

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US00364521A US3838363A (en) 1972-06-19 1973-05-29 Planar phase shifter for use in the microwave range
NL7308320A NL7308320A (de) 1972-06-19 1973-06-15
GB2854673A GB1382208A (en) 1972-06-19 1973-06-15 Phase shifter
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DE2229668A1 DE2229668A1 (de) 1974-01-17
DE2229668B2 true DE2229668B2 (de) 1976-09-23
DE2229668C3 DE2229668C3 (de) 1977-05-05

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US3838363A (en) 1974-09-24
JPS4958728A (de) 1974-06-07
DE2229668A1 (de) 1974-01-17
NL7308320A (de) 1973-12-21
FR2189884A1 (de) 1974-01-25
GB1382208A (en) 1975-01-29

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