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Integrierte Schaltung für Mikrowellen Die Erfindung bezieht sich auf
eine integrierte Schaltung für MiVroerellen.
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Beim Aufbau eines Funkgerätes im Mikrowellenbereich, das mit integrierten
Schaltungen bestückt ist, wird meistens so verfahren, daß, wie in Fig. t und 3 gezeigt
ist, die gesamte Schaltung auf einer aus einem Dielekrikum bestehenden Grundplatte
gebildet wird, oder daß, wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist, die Schaltungseinheiten
oder die in Einzelbausteinen aufgeteilte integrierte Schaltung über eine als integrierte
Schaltung ausgebildete Leitung, wie z.B. eine "Microstrip" oder dergleichen miteinander
verbunden werden.
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Die Figuren 1, 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau eines POj'Funkgerätes.
In diesen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen ein und dieselben Bauteile.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführung, bei der der Ein- und Ausgang der integrierten
Schaltung durch je einen Koaxialleitungsanschluß gebildet wird. In dieser Figur
bedeuten: 1 Gehäuse der integrierten-Schaltung, 2 aus einem Dielektrikum wie z.3.
Alumina, Ferrit, Quar;zglas usw. bestehende Grundplatte für die integrierte Schaltung,
3 koaxialer Zapfensits,
4 Zirkulator, 5 reflexionsfreie Abschlußvorrichtung,
6 Phasenmodulatorteil, 7 Verstärkerteil.
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Es handelt sich hierbei um eine Ausführung, bei der ein Teil eines
Senders als integrierte Schaltung ausgebildet ist, die auf einer aus Dielektrikum
bestehenden Grundplatte angeordnet ist.
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Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel, bei der die gleiche Grundkonstruktion
wie in Fig. 1 vorliegt und die aus Dielektrikum bestehende Grundplatte fUr die integrierte
Schaltung in drei Teile geteilt ist. In dieser Figur sind 8 Metallbilder, durch
die die Schaltungsteile miteinander verbunden sind.
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In den Fig. 3 und 4 werden die Ein- und Ausgänge durch Hohlleiter
gebildet. In diesen Figuren sind mit 9 der hohlleiter und mit 10 ein Stufentransformationsglied
eines Streifenleitung-Hohlleiter-Wandlere bezeichnet. Fig. 3 zeigt die Konstruktion
auf einer einzigen Grundplatte (entsprechend der Fig. 1) und die Fig. 4 die Konstruktion
auf einer geteilten Grundplatte (entsprechend der Fig. 2).
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Bei den derartigen herkömmlichen integrierten Schaltun sind bei der
in den Fig. 1 und 3 gezeigten Konstruktlan die Prüfung jeder Schaltuligseinheit
und die Messung der Eigenschaften im sllgemeinen schwierig und der teilweise Austausch
der Schaltung unmöglich. Bel der Konctruktion den den Fig. 2 und 4 können die obengenannten
NachteiLt' in einem gewissen Grad vermieden werden. Da für die Vei
bindung
jeder Schaltungseinheit ein Metallband 8 oder dergleichen verwendet wird, ist eine
Verkittung, wie s.B.
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Anlötung, thermisches Andrücken 0. dgl., erforderlich; da ferner dieses
Metallband 8 beim teilweisen Austausch der Schaltung entfernt werden muß, besteht
die Gefahr, daß weitere Schaltungseinheiten zerstört werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, solche Nachteile der bisher verwendeten
Einrichtungen zu vermeiden.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß auf einer Trägerplatte
für die integrierte Schaltung mit einem Schlitz, über den eine Schlitz-Hohlleiterwelle
übertragen wird, eine Grundplatte für die integrierte Schaltung mit einer Streifenleitung,
die mit dem Schlitz der Trägerplatte für die integrierte Schaltung elektrisch gekoppelt
wird, angeordnet ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Figuren 5 bis 8 näher erläutert.
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Fig. 5 zeigt ein Beispiel für einen Streifenleitung-Hohlleiter-Wandler,
bei welchem die Umwandlung zwischen dem über die Streifenleitung auszubreitenden
Mode und dem Hohlleitermode über einen zwischengeschalteten Schlitzkoppler erfolgt.
In dieser Figur bedeuten: 11 Hohlleiter, 12 Metallblock, 13 Platte, die den Steghohlleiter
und die schlitzzeitung bildet, 14 Schlitz, der den Umwandlungsteil bildet, 15 aus
iielektrikum bestehende Grundplattefür die "microstrip line",
16
Microstrip, 17 Microstrip, die den Umwandlungsteil bildet.
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Bei diesem Streifenleitung-Hohlleiter-Wandler wird die Streifenleitung
16, bei der ein Leiter suf der aus einem Dielektrikum, wie z.B. Alumina, Ferrit,
Quarzglas usw., bestehenden Grundplatte 15 vorgesehen wird, so in den Hohlleiter
11 eingeführt, daß ihre Feidrichtung der aus dem Dielelitrikum bestehenden Grundplatte
15 parallel liegt und die Platte 13, die den Steghohlleiter und den Schlitz bildet,
am innerhalb des Hohlleiters 11 angeordneten Metallblock 12 dicht angelegt und befestigt
ist. Der den Umwandlungsteil bildende Schlitz 14 und die den Umwandlungsteil bildende
Microstrip 17 sind etwa rechtwinkelig gekreuzt angeordnet und so elektrisch miteinander
verbunden. Fig. 6a zeigt ein Ausführungsbeispiel zu einer erfindungsgemäßen integrierten
Schaltung für Mikrowellen und Fig. 6b einen Teil dieser Schaltung. In diesen Figuren
bedeuten: 18, 18' Gehäuse für die integrierte Schaltung, 19 Trägerplatte für die
integrierte Schaltung, 20 Grundplatte für die integrierte Schaltung, die aus einem
Dielektrikum, wie z.B, Alumina, Ferrit, Quarzglas usw. besteht, 21 Hohlleiter, 22
Schlitz, der an einem Teil der Trägerplatte 19 vorgesehen wird und eine Ubertragungsleitung
für den sich im Schlitz ausbreitenden Mode bildet, 25 Zirkulator, 26 reflexionsfreie
Abschlußvorrichtung.
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Gemäß der Erfindung wird dae Gehäuse für die integrierte
Schaltung
in zwei Gehäuseteile 18, 18' g3teilt, zwischen denen die Trägerplatte, auf die die
aus dem Dielektrikum bestehende Grundplatte 20 für die integrierte Schaltung dicht
aufgebracht ist, "sandwitch"-artig eingeklemmt wird.
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Durch den Hohlleiter 21, der an einem Teil der Gehäuseteile 18, 18t
für die integrierte Schaltung vorgesehen wird, den Schlitz 22, der durch einen Teil
der Trägers platte 19 gebildet wird, und die "mierostrip-line", die auf der Grundplatte
20 für die integrierte Schaltung angeordnet ist, wird der Streifenleitung-Hohlleiter-Wandler
gebildet.
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Bei der in Fig. 6b dargestellten integrierten Schaltung wird ein zweistufiger
Isolator unter Verwendung von zwei Zirkulatoren 25 und zwei reflexionsfreien Abschlußvorrichtungen
26 gebildet. Die integrierte Schaltung kann irgendeine Schaltungseinheit wie z.3.
einen Oszillator, Verstärker, Modulator, Frequenzumwandler usw., oder irgendeine
Einheit bilden und in Streifenleitungstechnik ausgeführt sein.
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Gemäß der Erfindung wird die Verbindung mehrerer integrierter Schaltungen
durch den Hohlleiter bewirkt, so daß die mechanischen und elektrischen Unstabilitäten
bei der Anlötungusw vermieden und die Zuverlässigkeit der Einrichtung verbessert
werden können.
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In den Fig. 7a, b ist als Ausführungsbeispiel zur Erfindung ein Teil
eines PCM-Funkgerätes dargestellt. In diesen Biguren bedeuten ferner 23, 23', 24
Führungsstift, 27 Phasenmodulator,
28 Verstärker, 29 EmpfaIlgsmischer,
30 Filter.
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Die weitere Ronstruktion in Fig. 7 ist gleich wie in Fig. 6, wobei
die gleichen Bezugszeichen ein ud dieselben Bauteile bedeuten.
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Fig. 7a zeigt einen Teil eines Sendera.Dus an den Eingangshohlleiter
21 gelangende und von einem Oszillator wegfrende Ausgangssignal wird über einen
zweistufigen isolator, für den zwei Zirkulatoren 25 verwendet werden, im aus einer
Varaktordiode usw. bestehenden Phasenmodulator 27 einer PSE-Modulation ("phase shift
keyed") unterworfen und im aus einer Gunn- oder Impattdiode usw. bestehenden Verstärker
28 verstärkt, um eine erforderliche Sendeleistung zu gewinnen.
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Bei der Konstruktion in Fig. 7b handelt es sich um einen Teil eines
Empfängers, bei dem ein Mikrowellenempfangssignal und die vom Oszillator gelieferte
örtliche Schwingung im Empfangsmischer 29 gemlscht und ein Zwischenfrequenzsignal
erzeugt wird.
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Gemäß der Erfindung kann dadurch, daß die Schaltungseinheiten oder
die in eine Einheit geteilten IC-Einheiten miteinander verbunden werden ein System
von integrierten Schaltungen hergestellt werden. Die Grundplatte für die integrierte
Schaltung, die mit der Trägerplatte 19 ein Stück bildet, wird nämlich auf dem in
zwei Teile geteilten Gehäuse 23, 23' für die integrierte Schaltung, bei dem der
Verbindungsteil der integrierten Schaltungen den Übertragungsweg für den Hohlleitermode
oder Schlitz-Mode darstellt, über die FUhrungestifte 24 aufgelegt. Auf diese Weise
kann
L.B, ein Teil des PCM-Punkgerätes in Fig. 7 bohne Lötarbeit
zusammengestellt werden. Dadurh, daß die- Tragerplatte 19 und die Grundplatte 20
für die integrierte Schaltung in gleichen Abmessungen oder in genormten Abmessungen
hergestellt werden, kann nicht nur ein System von integrierten Schaltungen, das
durch die Kombination verschiedenartiger Einheits-IC-Kreise gebildet wird, konstruiert-
werden, sondern auch die Prüfung jeder IC-Einheit und die Messung-deren Eigenschaften
sind leicht durchführbar. Da ferner der Hohlleiter oder der Schlitz verwendet wird,
um die integrierten Schaltungen miteinander zu verbinden, kann der Übertragungsverlust
im Vergleich zu-den bisher verwendeten 1rltegrierten~Anæchlußleitungen verkleinert
werden.
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Fig. 7a zeigt den Pall, wenn jede Trägerplatte 19 dicht miteinander
verbunden -ist. In dieserFalle sind die integrierten Schaltungen durch den Schlitz
miteinander verbunden.
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In Fig. 7b ist der Fall dargestellt, wo die Trägerplatten voneinander
getrennt sind und dazwischen enn Zwischenraum 31 vorgesehen ist, so daß die integrierten
Schaltungen durch den Hohlleiter miteinander verbunden sind Da die mechanische Genauigkeit
an der Stirnseite der Trägerplatte 19 in einem gewissen Grad vernachlässigbar ist,
wird gegenüber dem Fall in Fig. 7a-eine stabilere Verbindung erreicht.
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Gemäß der Erfindung kann eine elektrisch und mechanisch stabile und
leicht herstellbare integrierte Schaltung für Mikrowellen realisiert werden, so
daß daa Funkgerät eine hohe Zuverlässigkeit und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen
kann.
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Kurze Erklärung der Zeichnung: Fig. 1, 2, 3, 4 integrierte Schaltung
für Mikrowellen In bisher verwendeter Ausfuhrung, Fig. 5 Beispiel für einen Streifenleitungs-Hohlleiter-Wandler,
bei dem die umwandlung zwischen dem über die Streifenleitung auszubreitenden Mode
und dem Hohlleitermode über den sich im Schlitz ausbreitenden Node erfolgt, Fig.
6a, b Beispiel für eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung für Mikrowellen,
Fig. 7,a,b Funkgerät, bei dem erfindungsgemEß ausgebildete integrierte Schaltungen
für Mikrowellen verwendet werden.
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1 Patentanspruch 7 Figuren