DE2249179A1 - Zirkulator fuer den frequenzbereich von 10 bis 1000 mhz, insbesondere breitbandzirkulator - Google Patents

Description

PHILIPS PATENTVERViALTUNG GIoBH, 2 Hamburg 1, Steiridamm 94

Zirkulator für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MIz, insbesondere Breitbandzirkulator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zirkulator für den-Frequenzbereich von 10 bis 1000 MIIz, insbesondere Breitbandzirkulator, in konzentrierter Bauweise mit drei jeweils zweipoligen Anschlüssen, von denen die hochfrequenten elektromagnetischen Wellen über parallel geschaltete, an den gegenüberliegenden Enden zusammengefaßte, etwa in einer Ebene liegende Strompfade der den drei Anschlüssen zugeordneten Leiterbahnen in einen gemeinsamen ferriterfüllten Verkopplungcraum eintreten und die miteinander-verwobenen Strompfade an den Kreuzungsstellen, an denen nicht mehr als zv/ei Strompfade kreuzen, gegeneinander isoliert sind und die Verwebung derart ist, daß die Strompfade eines Anschlusses auch zwei oder mehr Strompfade der anderen Anschlüsse auf der gleichen Isolatorseite kreuzen können.

Derartige Zirkulatoren, wenn auch nicht unbedingt als Breit-

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Tu ' .

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baridzirkulator anzusehen, cincl z.B. aus der US-PS 3 522 bekannt. Die Fig. ?. dieser US-Patentschrift zeigt die Verwebung der jeweils zwei Strompfade der Leiterbahnen. Drei Leiterbahnen sind also mit sechs Strompfaden im Verkopplungsraura und auch im Verwebungsraurn vorhanden. Fig. 4A dieser US-Patentschrift zeigt die Ausführung von Strompfaden in gedruckter Leitertechnik und zeigt ferner, daß in diesem Ausführungsbeispiel mit jeweils zwei Strompfaden je Leiterbahn vierundzwanzig Kontaktierungsstellcn vorhanden sind. Wenn aber die Anordnung derartig erfolgt, daß ein Strompfad auf der gleichen Seite des Isolators, also hier der Trägerplatte, mehrere Strompfade der anderen Anschlüsse nacheinander überspringt, dann kann eine wesentliche Verringerung der Anzahl der Kontaktierungsstellen erfolgen, nämlich wie in dem gezeigten Beispiel auf zwölf (siehe Fig. 4B der genannten US-Patentschrift). Außerdem ist es, wie in Fig. 6b dieser US-Patentschrift gezeigt, möglich, am Rande des Verkopplungsraunes Kopplungskapazitäten dadurch zu bewirken, daß von den Anschlußleitungen bogenförmige Stege mit entsprechenden Verbreiterungen ausgehen und zum benachbarten Anschluß auf der Trägerplatte gegenüberliegend angeordnet werden. Fig. 7 und 1 dieser US-Patentschrift zeigen die Gehäuse eines Zirkulators.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus und "befaßt sich mit der Ausbildung der Stroinpfade, und zwar nicht nur im Verkopplungsraun, sondern in dem engeren Verwebungsrauin, d.h. in dem Raum, in dem sich die den einzelnen Leiterbahnen der verschiedenen Anschlüsse zugeordneten Strompfade kreuzen und die nicht reziproke Kopplung stattfindet. Es bestand die Aufgabe, die Kontaktierungsstellen gegenüber dem bekannten Stand der Technik noch weiter herabzusetzen. Es bestand weiterhin die Aufgabe, die für die Kontaktlerungastellen nötigen Kontaktaugen-Abmessungen auch bei der Notwendigkeit einer großen Zahl von Strompfaden pro Leiterbahn noch

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in ciinei- Größenordnung zu haiton, die für eine Massenfevtigmi^ geeignet ist. Die Lösung dieser Aufgabe "besteht darin, daß die Strompfade zwei oder mehr Strumpf aöe der anderen Anschlüsse auf der gleichen Isolator-Seite kreuzen müssen, wie an sich bekannt, doch nur in anderer YTeise. Die zweite Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Strompfade im Verwebungsraum nicht mehr in der gleichen Richtung fortgesetzte gerade Leiter auf den zum Teil gegenüberliegenden Seiten des Isolators bzw. der Trägerplatte sind, sondern daß die Strompfade bei einem Zirkulator der eingangs genannten Art nach der Erfindung eine von der Geraden abweichende Form aufweisen. Diese Form kann nach der Erfindung darin bestehen, daß die aufgeteilten Stroiiipfadteile, jeweils ein Strompfädteil liegt auf einer Seite des Isolators, aus zwei hintereinander liegenden und entgegengesetzt zueinander verlaufenden Bogen bestehen. Dabei können nach der Erfindung die Eogen auf beiden Isolatorseiten etwa gegen-S-förmig oder S-förmig verlaufen. Der Isolator mit den Strompfaden kann eine (Trägerplatte rait beidseitig aufgebrachter Kupferkaschierung, also eine sogenannte gedruckte Leiterplatte sein. Auch kann zur Verringerimg des v/iderstandes der einzelnen Strompfa.de im Anschlußbereich der Strompfad auf beiden Seiten des Isolators verlaufen.

Der Vorteil bei Einsatz der Erfindung liegt zunächst darin, daß weniger Koirtaktierungsstellen erforderlich werden, wenn eine gleiche Anzahl von Strompfaden pro Leiterbahn mit dem bekannten Stand, der Technik verglichen werden. Der wesentlich größere Vorteil besteht darin, daß durch die von der Geraden abweichende Form der einzelnen Strompfade ein größerer Durchmesser der Kontaktierungsstellen uöglich irrird, d.h. auch bei einer großen Anzahl von i.'.troiapfaden pro Leiterbahn ist noch eine Massenfertigung iMÖnlich. Außerdem kann durch die Ausbildung der Strompfade nach der Erfindung auch ein kleinerer Widerstand durch die

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Möglichkeit der breiteren Ausbildung der Strompfadteile erreicht werden. Näheres wird anhand der Figurenbeschreibung erläutert.

Eine größere Anzahl von Strompfaden ist erforderlich, wenn .

eine größere Bandbreite des Zirkulators erreicht werden

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden,näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung mit zwei Strompfaden pro Leiterbahn mit verringerten Kontaktierungs-

stellen,
Fig. 2 eine der Fig. 1 äquivalente AusfUhrungsform nach der

Erfindung für zwei Strompfade pro Leiterbahn, Fig. 3 eine Anordnung nach der Erfindung entsprechend

Fig. 2 für vier Strompfade pro Leiterbahn, Fig. 4 eine Ausführungsform nach der Erfindung entsprechend Fig. 2 für acht Strompfade pro Leiterbahn*

Ausgehendvon dem oben eingangs genannten Stand der Technik zeigt die Fig. 1 zwei Strompfade pro Leiterbahn, Die Strompfade, die auf der Oberseite des Isolators liegen, sind mit 1 bezeichnet unedle auf der Unterseite sind gestrichelt dargestellt und mit 2 bezeichnet. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung. Die Kontaktierungsstellen sind mit 3 bezeichnet. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist . also die Kontaktierungsstellenanzahl bereits von zwölf auf sechs herabgesetzt worden. Da aber andererseits diese Anordnungen sehr geringe Abmessungen aufweisen, die an den K'ontaktierungsstellen 3 vorhandenen Bohrungen dagegen aber Durchmesser von 0,2 bis 0,3 nun aufweisen sollen, ist eine Verkleinerung der Anordnung nur möglich, wenn die Erfindung angewendet wird, d.h. wenn im Verwebungsraum_die Strompfade

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1 und 2 eine von der Geraden abweichende Form auf v/eisen, z.B. wie in Fig. 2 gezeigt, in der die Strompfade irn Verwebungsraum um die Kontaktierungsstellen 3 herum laufen und als Bogen 4 und 5 bezeichnet sind. Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die auf der gegenüberliegenden Seite des Isolators angeordneten Strompfade gestrichelt eingezeichnet und die geraden Stücke wieder mit 2, die Bogen aber nunmehr mit 5 bezeichnet.

Es ist im Vorhergehenden immer von dem Isolator gesprochen, denn grundsätzlich muß nicht dieser Isolator zwischen den Strompfaden immer eine Trägerplatte sein bzw. eine sogenannte Printplatte. Es kann bei derartigen Bauteilen auch durchaus eine dünne aus entsprechendem Kunststoff hergestellte Folie verwendet werden, und die Strompfade können aus massiven Drähten bestehen, die durch diese Folie hindurchgewebt werden. Für die Massenfertigung eignet sich jedoch eine derartige 'Bauart kaum, v/eil die Drähte formstabil sein müssen und auch an der Kontaktierungsstelle 3» die dann nicht vorhanden ist, auf die gegenüberliegende Seite der Folie hindurchgezogen werden müssen. Es kann aber sein, daß derartige Bauformen für Leistungszirkulatoren-verwendet werden. Dann sind die Drähte auch nicht massiv, sondernbestehen aus flachen Rechteckrohren, die entsprechende Formen aufweisen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie wichtig bei einer größeren Anzahl von Strompfaden die Kontaktierungsstelle-3 wird, denn insbesondere im Beispiel)-, würde der Abstand bei gerader Ausbildung der Strompfade zwischen diesen und den Kontaktierungsstellen 3 zu gering werden und an diesen Stellen würden Überschläge auftreten. Aus Gründen der Zirkulatorfunktion ist es nämlich, nicht möglich, den· Verwebungsraum beliebig zu vergrößern. Die elektrische Länge

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) nach Fig. 4,

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jeder Leiterbahn muß nämlich bei Zirkulatoren dieser Bauart kleiner als ein Viertel der Betriebsv/ellenlänge bleiben. Die Fig. 3 und 4 zeigen auch hier· das Überspringen mehrerer Strompfade der anderen Anschlüsse, wodurch die Strompfade in diesem Ausführungsbeispiel, v/ie aus Fig. 3 ersichtlich, auf der unteren Seite in der Durchsicht gesehen eine S-förmige Form und auf der Ancichtsseite eine gegen-S-förmige Form aufweisen. Diese Gegen-S-Formen, von der Ansichtsseite gesehen sind die Formen auf beiden Seiten gleich, sind hier mit 6 und 7 bezeichnet. In Fig. 4 sind die Strompfade 7 auf der Unterseite nicht raitgezeichnet, um die Darstellung noch übersichtlich zu gestalten.

Die S-Form der Strorapfadteile ergibt zv/ar, ausgehend von einem geraden Leiter mit bestimmter Leiterbreite, bei gleicher Leiterbreite einen höheren Widerstand wegen der größeren Länge des gesamten Strompfades. Durch die bogenförmige Ausbildung der StrompfadteiIe ist es jedoch nunmehr auch möglich, die einzelnen Strompfadteile breiter zu gestalten und damit wieder den gleichen oder sogar einen geringeren Widerstand pro Strorapfad v/ie bei gerader Ausbildung zu erhalten. Z.B. sind Widerstände mit Y/erten von 60 % der geraden Ausführung bei Ausbildung der Strompfade nach der Erfindung möglich.

Es sind weiterhin Ausführungsformen geschaffen worden, bei denen die geometrische Gesamtlänge einer Leiterbahn mit vier Strompfaden, entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 von der Linie 8 zur Linie 9 gemessen, nur 12 nun betrug.

Fig. 3 und 4 zeigen außerdem im Anschlußbereich bis zu den Kontakt!erungsstellen 3' hin einen beidseitig des Isolators verlaufenden Strompfad.

PATEIITANSraüCHE:

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Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: ' ' ' ■ ·

   [1..] Zirkulator für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MHz,. insbesondere Breitbandzirkulator, in konzentrierter Bauweise rait.drei jeweils zweipoligen Anschlüssen, von denen die hochfrequenten elektromagnetischen Wellen über parallel geschaltete, an den gegenüberliegenden Enden zusammengefaßte, etwa in einer Ebene liegende Strompfade der den drei Anschlüssen zugeordneten Leiterbahnen in einen gemeinsamen ferriterfüllten Verkopplungsraum eintreten und die miteinander verwobenen Strompfade an den Kreuzungsstellen, an denen nicht mehr als zwei Strompfade kreuzen, gegeneinander isoliert sind und die Verwebung derart ist, daß die Strompfade eines Anschlusses auch zwei oder mehr Strompfeide der anderen Anschlüsse auf der gleichen Isolatorseite kreuzen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade im Verwebungsraum eine von der Geraden abweichende Form aufweisen. ■
2. 2. Zirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der aufgeteilten Strompfadteile aus zwei hintereinander liegenden und entgegengesetzt zueinander verlaufenden Bogen besteht. '
3. 3. Zirkulator nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Bogen auf beiden Isolatorseiten etwa gegen-S-förmig oder S-förmig' verlaufen.
4. 4. Zirkulator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch -gekennzeichnet, daß der Isolator mit den Strompfaden"eine Trägerplatte mit beidseitig aufgebrachter Kupfer-Kaschierung, eine sogenannte gedruckte Leiterplatte, ist. .
5. 5. Zirkulator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschlußbereich der Strornpfad auf beiden Seiten des Isolators verläuft.

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