DE2317375A1

DE2317375A1 - IN STRIP LINE TECHNOLOGY, IN PARTICULAR THIN FILM TECHNOLOGY, BUILT-UP CIRCUIT WITH INDUCTIVITIES

Info

Publication number: DE2317375A1
Application number: DE19732317375
Authority: DE
Inventors: Herbert Knirsch
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE2317375B2

Description

BESCHREIBUNG zu dcr Patentanmeldung In Streifenleitertechnik, insbesondere Minnfilmtechnik, aufgebaute Schaltung mit Induktivitäten Die Erfindung betrifft eine in Strci rcnlcitcrtechnlk, inabesondere in Dünnfilmtechnik aufgebaute Schaltung mit Induktivitäten, bei welcher diese Induktivitäten durch gegenüber der. Wellenlänge kurz ausgebildete Leitungsabschnitte auf der einer~Massefläche gegenüberliegenden Oberfläche einer Trägerplatte gebildet sind und wie sie insbesondere als Filter im GHz-Bereich Anwendung finden kann.DESCRIPTION to the patent application In stripline technology, in particular Minnfilmtechnik, constructed circuit with inductors The invention relates a circuit built in Strci rcnlcitcrtechnlk, especially in thin-film technology with inductors, in which these inductances by opposite the. wavelength short line sections on the one opposite a ground plane Surface of a carrier plate are formed and how they are in particular as a filter can be used in the GHz range.

Der induktive Blindwiderstand einer in Streifenleitertechnik aufgebauten Induktivität dieser Art ist nach der Formel lt = ZO x tan QX bestimmt. Daraus ist ersichtlich, daß die Induktjivität L über die Tangens-Funktion frequenzabhängig ist.The inductive reactance of a built in stripline technology Inductance of this type is determined according to the formula lt = ZO x tan QX. From it is it can be seen that the inductivity L is frequency-dependent via the tangent function is.

Um diese für viele Anwendungsfälle, insbesondere für den Aufbau von Filtern, ungünstige Eigenschaft solcher Induktivitäten zu vermeiden, ist es bekannt, den die Induktivität bildenden Leitungsabschnitt in seiner Länge t kurz gegen die Wellenlänge X zu halten und die gewünschte Induktivität durch Wahl eines relativ hohen Wellenwiderstandes ZO zu realisieren.In order to use this for many applications, especially for building Filtering, to avoid unfavorable properties of such inductors, it is known the length t of the line section forming the inductance is short compared to the Keep wavelength X and the desired inductance by choosing a relative to realize high wave resistance ZO.

Mit den in der Dünnfilmtechnik üblichen Trägerplatten aus Glas, Keramik oder Saphir mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 9 bis 10 sind der Größe des Wellenwiderstandes Jedoch Grenzen gesetzt. Für einen Wellenwiderstand von beispielsweise 150SLwäre in der bekannten Dünnfilmtechnik beispielsweise eine Breite des Leitungsabschnittes von nur einigen Tausendstel mm nötig, was nicht nur Herstellungsprobleme, sondern auch erhebliche Dämpfungen mit sich bringt.With the carrier plates made of glass, ceramic, which are common in thin-film technology or sapphire with a dielectric constant of about 9 to 10 are the size of the wave resistance, however There are limits. For a wave resistance of, for example, 150SL would be, for example, one in the known thin-film technology Width of the line section of only a few thousandths of a mm necessary, which is not only Manufacturing problems, but also brings considerable attenuation with it.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfache MaQnahme aufzuzeigen, mit der solche in Streifenleiter-Schaltungen eingebaute Induktivitäten in einem breiten Frequenzbereich im wesentlichen frequenzunabhängig gemacht werden können, ohne dabei die Verluste unnötig zu erhöhen.It is therefore the object of the invention to show a simple measure with such built-in inductors in stripline circuits in one wide frequency range can be made essentially frequency-independent, without unnecessarily increasing the losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung nach dem Patentanspruch.This object is achieved according to the invention by a circuit according to the claim.

Mit der sehr einfach realisierbaren erfindungsgemäßen Maßnahme, unterhalb des die Induktivität in einer solchen Schaltung bildenden Leitungsabschnittes eine entsprechende Aussparung der Massefläche und gegebenenfalls der darunterliegenden Bodenfläche eine Aussparung vorzusehen, kann in einer sonst unverändert bleibenden Streifenleiter-Schaltung die zu bildende Induktivität in einem breiten Frequenzband nahezu frequenzunabhängig gemacht werden, da der die Induktivität bildende Leitungsabschnitt der Schaltung einerseits in an sich bekannter Weise gegenüber der Wellenlänge sehr kurz ausgebildet werden kann und damit die Tangens-Funktion in ihrem linearen Bereich bleibt und andererseits durch die Aussparung des rückwärtigen Massebelages ein relativ hoher Wellenwiderstand realisiert werden kann, ohne daß- der Leitungsabschnitt hierzu extrem schmal ausgebildet zu werden braucht. Damit wird nicht nur der Aufbau einer solchen Induktivität sehr vereinfacht, sondern es werden.vor allem auch- die Verluste extrem klein gehalten. Durch die erfindungsgemäße Aussparung unterhalb des die Induktivität bildenden Leitungsabschnittes in der Massefläche wird nämlich die Phasengeschwindigkeit auf diesem Leitungsabschnitt herabgesetzt und damit der Wellenwiderstand erhöht. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme auch noch der überraschende Vorteil erzielt, daß die eRek -trische Länge dieses Leitungsabschnittes gegenüber den gegebenen mechanischen Abmessungen noch weiter verkürzt wird und somit die Frequenzunabhängigkeit noch weiter verbessert wird. Durch das funktionelle Zusammenwirken dieser beiden vorteilhaften Effekte wird eine Induktivität geschaffen, mit der insbesondere im Höchstfrequenzbereich von 1 bis 12 GIIz nahezu frequenzunabhängige, im Durchlaßbereich extrem geringe Dämpfung aufweisende Filter in Streifenleitungstechnik aufgebaut werden können.With the measure according to the invention, which can be implemented very easily, below of the line section forming the inductance in such a circuit corresponding recess of the ground plane and, if necessary, the one below it Providing a recess in the floor area can result in an otherwise unchanged Strip line circuit the inductance to be formed in a wide frequency band can be made almost independent of frequency, since the line section forming the inductance the circuit on the one hand in a manner known per se compared to the wavelength very much can be made short and thus the tangent function in its linear range remains and on the other hand a relative due to the recess in the rear mass covering high wave impedance can be realized without the line section for this purpose needs to be made extremely narrow. This not only helps build a Such an inductance is very simplified, but there will also be, above all, the losses kept extremely small. Due to the recess according to the invention below the inductance forming line section in the ground plane is namely the phase velocity on this line section is reduced and thus the wave resistance elevated. In addition, this measure also has the surprising advantage achieved that the eRek -tric length of this line section compared to the given mechanical dimensions are further shortened and thus the frequency independence will be further improved. Through the functional interaction of these two advantageous effects, an inductance is created with which in particular in the Maximum frequency range from 1 to 12 GIIz almost frequency-independent, in the pass band Extremely low attenuation filters constructed using stripline technology can be.

Die Erfindung sowie Einzelheiten derselben werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention and details thereof are set out below Hand schematic drawings explained in more detail on an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine in Dünnfilmtechnik aufgebaute Filteranordnung mit erfindungsgemäß realisierten Induktivitäten, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt dieser Filteranordnung längs der Schnittlinie A-A nach Fig. 1.Fig. 1 shows the plan view of a built in thin-film technology Filter arrangement with inductances implemented according to the invention, FIG. 2 shows one Cross section of this filter arrangement along section line A-A of FIG. 1.

Die Figuren zeigen eine in Dünnfilmtechnik aufgebaute Filteranordnung beispielsweise für den Frequenzbereich von 1 bis 12 GHz. Sie besteht aus mehreren in bestimmter Weise miteinander verknüpften Induktivitäten und Kapazitäten, gegebenenfalls zusätzlichen ebenfalls in Dünnfilmtechnik realisierten Widerständen und anderen passiven oder aktiven Bauelementen. Zur Verdeutlichung der Realisierungsmöglichkeiten für diese verschiedenen Bauelemente in der Streifenleiter-bzw. Dünnfilmtechnik ist die Filteranordnung des Ausführungsbeispiels aus folgenden in Dünnfilmtechnik auf der der Masseflache 1 op;cntiborl io<'ndcn ObcrflZchc cincr Trägerplatte 2 aus Glas, Keramik oder Saphir ausgebildeten Einzelelementen aufgebaut: Der Anschlußstecker 3 steht mit einem kurzen Fingangsleitungsabschnitt 4 in Verbindung, der in eine durch eine Vergabelung gebildete Serienkapazität 5 übergeht. Nach einem weiteren kurzen Verbindungsleitungsstück 6 folgt eine Serieninduktivität 7, die aus einem gegenüber der Breite der Leitungsabschnitte 4 und 6 schmäleren Leitungsstück gebildet ist. Am Ende dieses eine Induktivität.bildenden schmalen Leitungsabschnittes 7 verbreitert sich der Leiterbelag wieder zu einer Kapazität 8. Parallel zur Kapazität 5 ist zur Verdeutlichung der Realisierungsmöglichkeit für eine Parallelinduktivität ein weiterer schmaler Leitungsabschnitt 9 zwischen dem Eingangsleitungsabschnitt 4 und dem Verbindungsabschnitt 6 vorgesehen. The figures show a filter arrangement constructed using thin-film technology for example for the frequency range from 1 to 12 GHz. It consists of several Inductivities and capacitances linked to one another in a certain way, if necessary additional resistors, also implemented using thin-film technology, and others passive or active components. To illustrate the implementation options for these different components in the stripline or. Thin film technology is the filter arrangement of the exemplary embodiment from the following in thin-film technology that of the ground plane 1 op; cntiborl io <'ndcn ObcrflZchc a carrier plate 2 the end Glass, ceramic or sapphire formed individual elements: the connector 3 is with a short Fingangsleitungsabschnitt 4 in connection, which in a Series capacity 5 formed by forking passes. After another short connecting line piece 6 follows a series inductance 7, which consists of a formed compared to the width of the line sections 4 and 6 narrower line piece is. At the end of this narrow line section 7 which forms an inductance, it is widened the conductor surface again to a capacity 8. Parallel to the capacity 5 is to Clarification of the implementation option for a parallel inductance is another narrow line section 9 between the input line section 4 and the connecting section 6 provided.

Erfindungsgemäß sind unterhalb der gegenüber den normalen Leitungsabschnitten 4 und 6 verschmälerten, die Induktivitäten bildenden Leitungsabschnitten 7 und 9 Aussparungen 10 und 11 im rückwärtigen Massebelag 1 ausgebildet.According to the invention are below the compared to the normal line sections 4 and 6 narrowed line sections 7 and 9 which form the inductances Recesses 10 and 11 are formed in the rear mass covering 1.

Solche in Dünnfilmtechnik aufgebaute Schaltungen werden meist aus Stabilitätsgründen mit ihrem Massebelag 1 auf einer geeigneten Metallplatte befestigt, in dem gezeigten Ausfurungsbeispiel auf dem Boden 12 eines Gehäuses 1). In diesen Fällen wird erfindungsgemäß auch dieser Boden 12 im Bereich unterhalb der die Induktivitäten bildenden schmalen Leitungsabschnitte 7 und 9 ausgespart, wie dies-durch die Löcher 14 und 15 dargestellt ist.Such circuits built using thin-film technology are mostly made of Stability reasons attached with their ground covering 1 on a suitable metal plate, in the exemplary embodiment shown on the bottom 12 of a housing 1). In these According to the invention, this base 12 is also used in the area below which the inductances forming narrow line sections 7 and 9 recessed, as this-through the holes 14 and 15 is shown.

An Stelle der dargestellten und sich über die gesamte l.inrre des die Induktivität bildenden schmalen Leitungsabschnittes 7 bzw. 9 erstreckenden Aussparungen 10, 15 bzw. 11, 14 können selbstverständlich bei Bedarf auch mehrere einzelne nebeneinanderliegende Aussparungen vorgesehen sein, wenn dies aus Stabilitätsgründcn beispielsweise für den Boden nötig scln sollte. Die Größe dieser Ausnehmungen richtet sich nach dem gewünschten Wert des Wellenwiderstandes der Induktivität und dar zusätzlich gegebenenfalls noch gewünschten weitern eiektrischen Verkürzung dieses die Induktivität bildenden und gegenüber der Wellenlänge kurz gewählten schmalen Leitungsabschnittes. Auch die Breite dieser schmalen Leitungsabschnitte 7 und 9 richtet sich nach dem gewünschten Wellenwiderstandswert, kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme aber immer wesentlich breiter ausgebildet werden als bei den bekannten Anordnungen.Instead of the one shown and extending over the entire l.inrre des the inductance forming narrow line section 7 and 9 extending recesses 10, 15 or 11, 14 can of course, if necessary, also several individual juxtaposed Recesses can be provided if this is for reasons of stability, for example for cut the floor necessary should. The size of these recesses is determined according to the desired value of the characteristic impedance of the inductance and additionally possibly further electrical shortening of this desired inductance forming narrow line section selected to be short compared to the wavelength. The width of these narrow line sections 7 and 9 also depends on the desired wave resistance value, but can by the measure according to the invention are always made much wider than in the known arrangements.

Patentanspruch Claim

Claims

Claim in stripline technology, in particular thin-film technology, built circuit with inductors that are short compared to the wavelength formed line sections on the surface opposite a ground plane a carrier plate are formed, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the ground plane (1, 12) in the area below the line section forming the inductance (7, 9) is recessed (recesses 10, 11, 14, 15),