DE2326331A1

DE2326331A1 - Mikrowellenschaltung

Info

Publication number: DE2326331A1
Application number: DE2326331A
Authority: DE
Inventors: Norio Hoshino; Yoshihiro Konishi; Kenichi Konno; Norihiko Yazawa
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1973-11-29
Also published as: CA977049A; BR7303774D0; AU5597073A; NL173222B; NL173222C; JPS4910648A; FR2185866B1; DE2326331B2; FR2185866A1; GB1438149A; JPS583401B2; NL7307150A; US3914713A

Description

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DR. ING. E. HOFFMANBJ · DIPL·. ING. W« EtTLK · Ο«.'ΚΕ3.·ΚΑΤ. Κ. HOFFMANN

PATKHTAHWllTB D-8000 MÜNCHEN 81 · ARABELLASTKASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Nippon Hösö Kyokai^ Tokyo / Japan

Mikrowellenschaltung

Die Erfindung bezieht sich.auf eine Mikrowellenschaltung mit einem Wellenleiter. Sie betrifft insbesondere grundlegende Mikrowellenschaltungen, mit welchen verschiedene Mikrowellenschaltungen unterschiedlicher Funktionen mit einem einfachen Aufbau und ohne die Notwendigkeit von Wellenleiterumsetzerteilen verwirklicht werden können.

In jüngster Zeit hat die Entwicklung auf dem Gebiet der Miniaturisierung von Mikrowellenschaltungen Portschritte gemacht,

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und es wurde hierfür eine Technik integrierter Schaltungen entwickelt. Entsprechend dieser Technik werden Mikrowellenschaltungen kleiner Abmessungen durch Metallaufdampfen von Schaltungselementen bestehend aus Streifenleitungen oder geschlitzten Leitungen auf die elektrischen oder magnetischen Basisplatten ausgebildet. In bezug auf die Dämpfung sind diese jedoch Wellenleitern als Übertragungsleitung unterlegen, so daß unter Verwendung von gedruckten Schaltungen aufgebaute Mikrowelleneinrichtungen im allgemeinen durch Kombination von Wellenleitern als Übertragungsleitung und von gedruckten Schaltungen aufgebaut sind, welche mit Hilfe von Wellenleiterumsetzern miteinander verbunden sind. Daher ist für die Gesamteinrichtung zusätzlicher Raum für den Wellenleiterumsetzerteil erforderlich, und dieser Teil führt zu zusätzlicher Dämpfung. Wenn andererseits nur aus Wellenleitern gebildete Schaltungselemente verwendet werden, macht die hierfür erforderliche mechanische Bearbeitung ein wesentlich höheres Maß an Bearbeitungsvorgängen erforderlich, so daß ein solcher Weg für eine Massenproduktion nicht geeignet ist und Schwierigkeiten bei der Verringerung der Abmessungen bietet.

Ziel der Erfindung ist es daher, Mikrowellenschaltungen zu schaffen, welche besonders für die Massenproduktion geeignet sind, eine geringere Anzahl von Teilen aufweisen und kleiner in den Abmessungen sind, wobei die Schwierigkeit bei der Herstellung von Schaltungselementen aus einem Wellenleiter durch Verwendung einer sehr einfachen, für die Massenproduktion geeigneten Bearbeitung des Wellenleiters vermieden werden und in den Wellenleiter eine oder mehrere flache Basisplatten parallel zu seiner E-Ebere eingefügt werden, welche ihrerseits in großem Maßstab auf eine solche Weise hergestellt werden können, daß die Schaltungselemente in der Form von Streifenleitungen oder Schlitzleitungen oder modifizierten Schlitzleitungen, wie im folgenden näher erläutert, auf den Basisplatten angeordnet sind, so daß die Mikrowelleneinrichtungen so aufgebaut sind, daß keine Wellenleiterumsetzerteile erforderlich sind.

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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht* daß ein leitendes flaches Teil innerhalb des Wellenleiters parallel zu seiner Ε-Ebene zum Bilden eines Grenzbereichs angeordnet ist und mehrere Schaltungselemente einschließlich Sehlitzschaltungen und Streifenleitungen auf dem leitenden flachen Teil aufgebaut sind, wobei die gewünschten Funktionen durch Kopplung zwischen mehreren der Schaltungselemente und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen und dem Übertragungsbereich des Wellenleiters erzielt werden.

Gemäß der Erfindung werden eine oder mehrere leitende Platten oder derartige mit dielektrischen oder magnetischen Platten kombinierten Platten mit Schaltungselementen in der Form von Schlitzleitungen, Streifenleitungen oder modifizierten Schlitzleitungen versehen, und hierauf werden diese Platten in den Wellenleiter parallel zu dessen Ε-Ebene eingefügt.

Wenn die leitende Platte in der Mitte des Wellenleiters eingefügt wird, erhält man eine Grenzfrequenz des Wellenleiters, welche doppelt so groß wie diejenige vor dem Einfügen der Platte ist. Folglich werden die elektromagnetischen Wellen des Wellenleitermodus über das vor dem Einführen der Platten verfügbare Frequenzband in den Grenzzustand gebracht und daher nicht zum Ausgangsende übertragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. la einen schematischen Grundaufbau einer Mikrowellenschaltung gemäß der Erfindung im Längsschnitt parallel zur Ε-Ebene des Wellenleiters,

Fig. Ib einen Querschnitt der Mikrowellenschaltung nach

Fig. la senkrecht zur Achse des Wellenleiters,

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Fig. 2a und 2b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels

eines Bandpaßfilters gemäß der Erfindung mit konzentrierten Konstanten,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht des in Fig. 2

gezeigten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4a und 4b Längs- und Querschnitte eines weiteren Bandpaßfilters vom modifizierten Schlitztyp gemäß der Erfindung,

Fig. 5a eine schematische Ansicht zur Erklärung einer

Schlitzleitung,

Fig. 5b eine ähnliche schematische Ansicht zur Erklärung

einer Schlitzleitung vom Bildtyp,

Fig. 5c eine schematische Querschnittsansicht, welche eine

modifizierte Schaltung einer Schlitzleitung zeigt,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines weiteren Bandpaßfilters

vom Schlitzleitungstyp,

Fig. 7a und 7b Längs- und Querschnitte eines Schmalbandsperrfilters gemäß der Erfindung,

Fig. 8 einen Längsschnitt eines weiteren Schmalbandsperrfilters gemäß der Erfindung,

Fig. 9a und 9£> Längs- und Querschnitte eines weiteren Schmalbandsperrfilters gemäß der Erfindung,

Fig. IO und 11 zwei Ausführungsbeispiele von Sperrfiltern mit

vergleichsweise breitem Band gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

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Fig.12a und 12b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels

eines Richtkopplers gemäß der Erfindung,

Pig. IJa und Ij5b Schnittansichten zweier Teile zur Verwendung in

einem Schwing- oder Mischkreis gemäß der Erfindung,

Fig.13c und 1^d Längs- und Querschnitte des durch Zusammenfügen

der beiden Teile aufgebauten Schwing- oder Mischkreises,

Fig.14a und 14b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels

eines Aufwärtsumsetzers gemäß der Erfindung,

Fig. 15a eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines E-ebenen-Zirkulators gemäß der
Erfindung,

Fig. 15b eine Querschnittsansicht längs*der Linie A-A in

Fig. 15a,

Fig. 16a eine schematische perspektivische Ansicht eines

Ausführungsbeispiels einer Frequenzdopplerschaltung gemäß der' Erfindung,

Fig. l6b eine Draufsicht auf eine Flächenschaltung zum

Einfügen entlang der Linie A"-B"-C" in Fig. 16a, und

Fig.17a bis 17d eine schematische Darstellung eines Diodenschaltkreises vom V/anderwellen typ und eines digitalen Phasenschiebers unter Verwendung des Diodenschaltkreises.

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In der Zeichnung sind gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die grundlegende Konstruktion eines Mikrowellenschaltungsaufbaus entsprechend der Erfindung soll im Zusammenhang mit den Fig. la und Ib erläutert werden. In diesen Figuren sind die Anschlüsse von Wellenleitern mit zwei öffnungen gezeigt. Entsprechend dem jeweiligen Schaltungsaufbau können jedoch eine oder mehr öffnungen vorgesehen sein, und die gesamten Eingangsund Ausgangsteile müssen nicht notwendigerweise durch die Wellenleiter ausgebildet sein, so daß ein Teil von ihnen von einer geschlitztenEeitung gebildet werden kann. Auf einer leitenden Platte 1 bestehend aus einer Leiterplatte oder einer Kombination einer Leiterplatte mit einer dielektrischen oder magnetischen Basisplatte sind verschiedene Mikrowe1lenschaltungselemente oder Schaltungselemente 2, 3 und 4 vorgesehen, welche in einem Wellenleiter 5 parallel zu dessen Ε-Ebene eingeführt sind.

Die Wirkungsweise eines solchen Mikrowellenschaltungsaufbaus ist im einzelnen wie im folgenden erläutert. Ein elektromagnetisches Eingangsfeld oder Feld 6 wird an einem Eingangsteil la einer Einfügungsplatte oder leitenden Platte 1 mit einem Schaltungselement 2 auf der Platte gekoppelt und führt zur Erregung des Schaltungselementes 2. In einem Mittelteil Ib der Platte 1, wo der Modus des Wellenleiters für das verwendete Frequenzband infolge der metallischen Platte abgeschnitten ist, wird das elektromagnetische Feld 6 im Eingang des Wellenleiters 5 genügend gedämpft und so nie direkt mit der Ausgangsseite J des Wellenleiters 5 gekoppelt. Die elektromagnetische Energie, welche d.as Schaltungselement 2 auf der Platte 1 erregt hat, tritt über ein Schaltungselement 3 in ein Schaltungselement 4 ein, und wird dann mit der Ausgangsseite 7 des Wellenleiters 5 gekoppelt. Mit einem solchen Aufbau kann man Mikrowelleneinrichtungen durch einfache Bearbeitung erhalten, d.h. durch Ein-

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führen der leitenden Platte 1 in den Wellenleiter 5 und durch Versehen der eingeführten Platte 1 mit Mikrowellenschaltungselementen auf der Außenseite des Wellenleiters 5, z.B. durch Stanzen für metallische Platten und durch eine Aufdampftechnik oder Dickfilmtechnik mit Hilfe von Drucken für die-elektrische oder magnetische Basisplatten, wodurch die Abmessungen verringert werden und eine Massenproduktion ermöglicht wird. Solche Mikrowelleneinrichtungen können für Filterschaltungen, Richtkoppler, Schwingkreise, Prequenzumsetzschaltungen, Schaltkreise, Vervielfacherschaltungen, nicht reversible Ferritschaltungen ~usw. verwendet werden. Verschiedene Ausführungsformen solcher Mikrowellenschaltungsaufbauten werden im folgenden erläutert werden.

(1) Bandpaßfilter

(1-1) Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem Resonatoren mit konzentrierten Konstanten auf einer leitenden Platte ausgebildet sind.

Fig. 2a zeigt einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels, bei welchem der Wellenleiter 5 parallel zur Ε-Ebene geschnitten ist, und Fig. 2b ist ein Querschnitt durch den Wellenleiter 5. Wie in Fig. 2b gezeigt, ist die leitende Platte 1 in die Mitte des Wellenleiters 5 eingefügt, und die leitende Platte 1 ist mit Resonatoren 8 in der Form von Schlitzen,wie in Fig. 2a dargestellt, versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Res onatoren 8 als in Form von H-förmig eingestanzten Schlitzen gebildet dargestellt. Die Resonatoren sind jedoch nicht auf die Η-Form beschränkt und können durch öffnungen beliebiger Form, z. B. rechteckig oder kreisförmig, erhaItei werden, welche aus der leitenden Platte ausgestanzt werden. In dem H-förmigen Resonator 8 dient der horizontale Schlitzteil 8a als Kondensator mit konzentrierten Konstanten, was den Resonator 8 klein in den Abmessungen werden läßt und seine Frequenzeinstellung

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erleichtert. Entsprechend dem Aufbau in den Fig. 2a und 2b kann ein Bandpaßfilter wie in Fig. 3 gezeigt, dadurch aufgebaut werden, daß die leitende Platte 1 zwischen zwei Wellenleiterteile 5' und 5" eingeschichtet wird, welche man durch Teilen des Wellenleiters 5 in zwei Teile erhält. In einem solchen Aufbau lassen sich die entsprechenden Teile leicht herstellen und sind somit für Massenproduktion geeignet. D.h., für die leitende Platte i ist lediglich das Stanzen einer dünnen metallischen Platte erforderlich, und für den Wellenleiter 5 ist es ausreichend, Kunststoffmaterial usw. in einer Form herzustellen und dann mit einer Metallfolie oder einer Metallschicht zu überziehen. Weiter kann, wenn die Position des Filters bei der Einstellung der Schaltung verschoben werden soll, dies leicht dadurch realisiert werden, daß"die leitende Platte 1 in axialer Richtung des Wellenleiters5 vor- und zurückbewegt wird. Schließlich läßt sich ein variables Bandpaßfilter dadurch erreichen, daß eine zweite leitende Platte 1' parallel zu der ersten leitenden Platte 1 wie in Fig. Ib gezeigt so in den Wellenleiter 5 eingefügt wird, daß der Abstand zwischen der leitenden Platte I¹ und der Leiterplatte 1, welche die Resonatoranordnung bilden, geändert werden kann.

(1-2) Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine geschlitzte Leitung gemittelter Form im Koppelteil des Wellenleiters verwendet wird.

Die Fig. 4a und 4b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine geschlitzte Leitung modifizierter Art in der leitenden Platte 1 zwischen dem Wellenleiter 5 und einem Paar Resonatoren 9 auf der Platte 1 verwendet wird. Diese geschlitzte Leitung modifizierter Art hat einen solchen Aufbau, daß die Mitte eines Schlitzteiles 12 der geschlitzten Leitung, welche durch zwei leitende Platten 11 und ll',wie in Fig. 5a gezeigt, gebildet wird, in ein Teil 13 mit metallischer Oberfläche eingefügt wird,

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welches der Bodenfläche des Wellenleiters wie in Pig. 5b gezeigt entspricht, wodurch sich eine geschlitzte Leitung vom Bildtyp ergibt. Diese kann innerhalb des Wellenleiters als eine Stegleitung der dünnen Art betrachtet werden. Es ist zu erkennen, daß die Umsetzung zwischen einer Schlitzleitung und einer Schlitzleitung vom BiM typ leicht durch die in Pjg . 5c gezeigte Schaltung erfolgen kann.

(1-3) Ein Ausführungsbeispiel aufgebaut von einem Filter vom Schlitzleitungstyp.

Wie in Fig. 6 gezeigt wird dieses Ausführungsbeispiel dadurch ausgebildet, daß in den Wellenleiter 5 die leitende Platte 1 eingeführt wird, welche mit einem Filter bestehend aus einem Resonator 14 in Form eines ^- Sehlitzre^sonators versehen ist, welcher bereits als ein Filterelement entwickelt wurde.

Im Falle von Fig. 6 wie auch von Fig. 4 muß die Ausgangsseite 7 nicht notwendigerweise ein Wellenleiter seiti, die aus einem Schlitz bestehende Ausgangsseite kann Jedoch auch ohne Modifizierung mit der folgenden Schaltung gekoppelt werden. Das gleiche gilt für die folgenden Ausführungsbeispiele.

(2) Bandsperrfilter

(2-2) Schmalbandsperrfilter.

Die Fig. 7a und 7b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Bandsperrfilters für ein sehr schmales Band, welches dadurch aufgebaut ist, daß die leitende Platte mit einem Schlitz 15 mit der Länge 4· versehen und dann mit einer Schlitzleitung 16 modifizierter Art gekoppelt wird. Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines solchen Filters, bei welchem zwei Schlitze 15 vorgesehen sind, und die Fig. 9a und 9b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem eine dielektrische

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Basisplatte 17 in enge η Kontakt mit der leitenden Platte 1 'gebracht ist, um das Filter kompakter auszubilden.

(2-2) Bandsperrfilter mit vergleichsweise breitem Band.

Die Pig. 10 und 11 stellen zwei Ausführungsbeispiele für ein Bandsperrfilter mit vergleichsweise breitem Band dar. Bei dem Filter nach Fig. 10 ist eine modifizierte Schlitzleitung 16 "verwendet, und bei dem Filter nach Fig. 11 ist ebenfalls eine Schlitzleitung verwendet, während bei beiden Filtern eine dielektrische Basisplatte 17 verwendet wird.

(3) Riohtkoppler

Die Fig. 12a und 12b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Riehtkopplers unter Verwendung einer modifizierten Schlitzleitung. In Fig. 12a erscheint ein Eingang 18 an einem Ausgang I9 und weiter an einem Ausgang 22 durch Koppelöffnungen 21 einer eingefügten Platte 20. Bezüglich eines Eingangs 23 werden jedoch elektromagnetische Wellen entgegengesetzter Phasen über zwei Koppelöffnungen 21 hinzugefügt, so daß der Eingang 18 nicht erscheint. Eine ähnliche umgekehrte Charakteristik erhält man für den Eingang 23. Es ist möglich, die Bandbreite durch Vergrößern der Zahl von Koppelöffnungen 21 zu erweitern. In Fig. 12a sind die Eingänge 18, 23 und die Ausgänge I9, 22 als öffnungen des Wellenleiters gezeigt. Es ergeben sich jedoch ähnliche Eigenschaften, selbst wenn einige oder alle dieser öffnungen von Schlitzleitungen gebildet sind.

(4) Kombination mit Halbleiterelementen (4-1) Schwingkreis oder Mischkreis

Die Fig. 13a, 13b, 13c und 13d zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Schwingkreises oder Mischkreises. In dem in Fig. 13a ge-

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zeigten Ausführungsbeispiel ist die leitende Platte 1 mit einem Schlitz 24 einer Länge ^- versehen, mit welchem ein L-förmiger Teil 25 zum Koppeln von Dioden ausgebildet ist. Wie in Pig. 13b dargestellt, sind auf einer dielektrischen Basisplatte 26 eine Diode 27, eine Abstimmschaltung 28 mit einer Länge 4, ein Filter 29, ein Ausgangsanschluß 25 und Erdleiterbänder Jl zum Abdecken der oberen und unteren Kanten der Basisplatte 26 vorgesehen. Die so aufgebaute Basisplatte 26 wird auf die leitende Platte 1 in einer Konfiguration wie in Fig. 13c gezeigt aufgesetzt, während ihr Querschnitt in Pig. IJd dargestellt ist. Ein Anschluß 6' dient im Falle eines Schwingkreises als Ausgangsanschluß und im Falle eines Mischkreises als Eingang für ein Signal und als örtlicher Schwingausgang. Im Falle des Mischkreises wird ein Zwischenfrequenzausgang von dem Ausgangsanschluß 30 abgenommen .

(4-2) Aufwärtsumsetzer

Die Fig. I4a und 14b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Aufwärtskonverters. Ein Mikrowelleneingang oder ein elektromagnetisches Feld 6 wird über ein Filter J52 einer Diode 33 zugeführt. Als Filter 32 kann eines der in den Fig. 2, 4, usw. gezeigten Filter verwendet werden. Die.Diode 33 wird zusammen mit einem Abstimmelement 34 zuerst auf einer dielektrischen Basisplatte 35 angebracht. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet ein Zwischenfrequenzfilter vom Streifenleitungstyp, welches Mikrowellen sperrt. Von einem Anschluß 37 wird ein Zwischenfrequenzsignal zugeführt, so daß die Diode 33 erregt wird und eine Frequenzumsetzung erfolgt. Das frequenzumgesetzte Signal erscheint über ein Ausgangsfilter 38 an einem Ausgangsanschluß 39.

(5) E-Ebenenzirkulator

Die Fig. 15a und I5 b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei_

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welchem ein bekannter Zirkulator vom Schlitztyp in einen Wellenleiter 40 eingefügt ist. Wie in Fig. 15a gezeigt, ist die Ε-Ebene des Wellenleiters 40 in Form eines Y verzweigt. Der Zirkulator vom Schlitztyp enthält eine Y-verzweigte dielektrische Basisplatte 41, auf welcher eine Y-verzweigte Schlitzleitung durch eine metallische Deckschicht ausgebildet ist, und eine Ferritscheibe 44 ist an einem Zweigteil 4^ der Schlitz leitung angebracht. Senkrecht zu der Ε-Ebene des Wellenleiters 40 wird an die Ferritscheibe 44 ein magnetisches Gleichfeld angelegt. Ein solches magnetisches Gleichfeld wird an die Ferritscheibe 44 beispielsweise mit Hilfe von in Fig. 15b gezeigten Magneten 45 angelegt.

(6) Frequenzdopplerschaltung

Wie in Fig. l6a gezeigt, ist ein zusammengesetzter rechteckiger Wellenleiter 50 so aufgebaut, daß ein Wellenleiterteil W₁, welcher eine Grundwelle durchläßt, mit einem WeDetileLtertEil W₂ verbunden ist, welcher höhere Harmonische durchläßt. In der Mitte des Wellenleiters 50 parallel zu dessen Ε-Ebene, welche die Linie A"-B"-C" enthält, ist eine durch eine gestrichelte Linie dargestellte sog. Flächenschaltung 52 eingefügt, welche aufeinanderfolgend wie in Fig. 16 bgezeigt ein Durchlaßfilter F. für die Grundwelle, ein Sperrfilter F, für höhere Harmonische, ein Schaltungsteil FD und ein Durchlaßfilter F₂ für höhere Harmonische aufweist, wobei Jedes Schaltungselement wie oben beschrieben aufgebaut ist.

Wenn eins Grundwelle von der linken Seite in Fig. 16b zugeführt wird, so wird diese nach dem Durchgang durch das Bandpaß- oder Sperrfilter F₁ über die Schlitzleitung der modifizierten Art einer Diode D (z.B. einer Varaktordiode) zugeführt, welche höhere Harmonische erzeugt. Die in der Diode D erzeugten höheren Harmonischen dann über das Bandpaß- oder Durchlaßfilter F₂ zum rechten Ende des Wellenleiters weitergeführt.

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Wenn in Fig. l6b der Abstand zwischen der Diode D und einem Punkt B" auf λ j^ /4 gehalten wird (^₁ ist dieWellenlänge der Grundwelle innerhalb des Wellenleiterteils W₁), stellt die Impedanz gesehen von der Diode'D zur rechten Seite einen höheren Wert dar, so daß die Grundwelle der Diode D mit sehr hohem Wirkungsgrad zugeführt wird. Andererseits läßt sich, wenn der Abstand d des Teils der Schlitzleitung in dem Wellenleiterteil W₁ so gewählt wird, daß die Impedanz gesehen von der Diode D nach links auf ähnlicheVfeise einen hohen Wert hat, ein maximaler Ausgang der höheren Harmonischen erreichen. Das Sperrfilter F^ für diese Harmonischen dient dazu, einen Übergang der höheren Harmonischen zur linken Seite des Wellenleiter te ils W₁ zu verhindern.

(7) Schaltkreis

Um eine Flächenschaltung 52 im zentralen Bereich eines rechteckigen Wellenleiters 54 parallel zu dessen Ε,-Ebene wie in Fig. 17a gezeigt zu bilden und deren Betrieb als Schaltkreis des Wanderwellentyps zu ermöglichen, ist eine schaltende Diode D an einer Stelle angeordnet, wo ihre beiden Seiten derart mit Schlitzleitungen der modifizierten Art verbunden sind, daß eine Gleichspannung der in Fig. 17b gezeigten Diode zugeführt werden kann. Wenn die Schlitzte itung an der Stelle der Diode durch Anlegen oder Entfernen der Gleichspannung kurzgeschlossen oder geöffnet wird, so wird die Übertragung elektromagnetischerWellen ebenfalls ein- oder ausgeschaltet. Durch Verwendung eines solchen Diodenschalters vom Wanderwellentyp kann eine Flächenschaltung wie in Fig. 17c gezeigt aufgebaut werden, welche wie eine in Fig. 17d gezeigte Ersatzschaltung arbeitet, d.h. eine Flächenschaltung ist mit einer Vielzahl von kurzschließenden Leiterstreifen auf solche Weise aufgebaut, daß Teile der entsprechenden Leiterstreifen durch zugehörige Dioden D-, Dg ... kurzgeschlossen oder geöffnet werden können. Wenn die in Fig.

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17c angedeuteten Phasen c<. und oC die Beziehungen

₁ + 0C₂)/2 = 90° und

« 90

erfüllen, ergibt die so aufgebaute Flächenschaltung die gewünschte Phäsenänderung φ für die elektromagnetischen Wellen, welche dem Eingang des Wellenleiters (z.B. der linken Seite) zugeführt werden, durch geeignetem Ein- oder Ausschalten der den entsprechenden Dioden D₁, D₂* ... zugeführten Gleichspannung, um so die Dioden an den richtigen Phasenstellen kurzzuschließen. Folglich können in der Phase geänderte elektromagnetische Wellen von dem Ausgang des Wellenleiters ( z.B. der rechten Seite) abgenommen werden. Dementsprechend kann diese Flächenschaltung als digitaler Phasenschieber dienen. Die oben erwähnte Phasenänderung φ kann abhängig davon, welche der Dioden oder welche Kombination der Dioden kurzgeschlossen wird, auf digitale Weise geändert werden.

Wie aus dem oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zu erkennen ist, sind die Mikrowellenschaltungen gemäß der Erfindung einfach im Aufbau, so daß ihre Herstellung erleichtert und die Herstellung in großem Maßstab ermöglicht wird. Das heißt, daß es bei der Bearbeitung des Wellenleiters wie in Fig. j5 gezeigt, ausreichend ist, diesen in zwei Teile (oder in vier Teile in der Ausführungsform nach Fig. 12) parallel zu seiner Ε-Ebene zu tefl.en_;und eine solche Konfiguration läßt sich leicht durch Pressen von Kunststoffmaterial erreichen. Derart gepreßte Kunststoffteile für ■ - die zwei Hälften eines Wellenleiters werden hierauf mit Metall beschichtet oder mit einer Metallfolie überzogen, um die Leitfähigkeit zu erreichen, so daß sich ein vollständiger Wellenleiter ergibt. Die in den Wellenleiter einzuführende metallische Platte macht nur einen Stanzvorgang

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erforderlich, und weiter können die Elektroden auf der dielektrischen Basisplatte in Dickfilmtechnik unter Verwendung von Dampfablagerungen oder Druckverfahren erstellt werden, so daß sie für Massenproduktion geeignet sind. Weiter werden die Eigenschaften der Mikrowellenschaltungen gemäß der Erfindung durch Schaltungen auf der in dem Wellenleiter einzufügenden Basisplatte bestimmt, so daß die Erstellung des Wellenleiters aus Kunststoffmaterial usw., welches sich abhängig von der Temperatur etwas ausdehnt oder zusammenzieht, einen geringeren Einfluß auf die Eigenschaften hat. Weiter wird der Wellenleiter beim Teilen in zwei Teile so aufgespalten, daß die Trennebenenparallel zur Ε-Ebene und im Mittelpunkt der H-Ebene angeordnet sind, was den Vorteil hat, daß ein Leckstrom innerhalb des Wellenleiters in den Trennebenen klein ist.

Falls gewünscht kann die leitende Platte, welche parallel zu der Ε-Ebene in den Wellenleiter eingefügt wird, in einem anderen als dem zentralen Teil- dieser Ebene angeordnet sein. In diesem Fall wird jedoch die kritische Frequenz des Wellenleiters nicht doppelt so groß wie vor dem Einfügen einer solchen leitenden Platte. Weiter ist die Zahl der einzufügenden Leiterplatten nicht auf eine beschränkt, sondern es können zwei oder mehr leitende Platten wie in Fig. Ib gezeigt eingefügt werden.

Während die Erfindung im einzelnen in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten erfolgen können, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Mi kr owe 11 en schaltung mit einem Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet , daß ein leitendes flaches Teil (1) innerhalb des Wellenleiters (5) parallel zu seiner Ε-Ebene zum Bilden eines Grenzbereichs angeordnet ist und mehrere Schaltungselemente (2, 3* ^) einschließlich Schlitzschaltungen und Streifenleitungen auf dem leitenden flachen Teil (1) aufgebaut sind, wobei die gewünschten Punktionen durch Kopplung zwischen mehreren der Schaltungselemente (2, 5, 4) und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen und dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) erzielt werden.

2. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß mehrere der auf dem leitenden flachen Teil (l) aufgebauten Schaltungselemente durch Kopplung zwischen den einzelnen Schaltungselementen und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen und dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) ein Bandpaßfilter bilden.

J5. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß die auf dem leitenden flachen Teil (1) aufgebauten Schaltungselemente Schlitzschaltungen umfassen, welche Resonatoren (8) mit konzentrierten Konstanten und Halbwellenlängenresonatoren (14) bilden.

4. ■ Mikrowellenschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die auf dem leitenden flachen Teil (l) aufgebauten Schaltungselemente, welche mit dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) gekoppelt sind, Schlitzleitungen (10) der modifizierten Art umfassen.

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5. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß mehrere der auf dem leitenden flachen. Teil (1) aufgebauten Schaltungselemente durch Kopplung zwischen den einzelnen Schaltungselementen und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen und dem Übertragungsbereieh des Wellenleiters (5) ein Bandsperrfilter bilden,

6« Mdkrowellensehältung nach Anspruch 5* dadurch

gekennzeichnet , daß mehrere der auf dem feit enden flachen Teil (1) aufgebauten Schaltungselemente Haiblängenresonatoren und Schlitzschaltungen der modifizierten Art umfassen.

7» Mikrowellenschaltung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß die auf dem leitenden flachen Teil (1). aufgebauten Schaltungselemente, welche mit dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) gekoppelt sind, Schlitzleitungen der modifizierten Art umfassen.

8. * Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltungselemente mehrere Schlitzleitungen der modifizierten Art umfassen, zwischen welche ein zweites leitendes flaches Teil (20) mit mehreren Koppelöffnungen (21) eingeführt und vertikal mit Abstand zu den Schlitzleitungen gehalten ist, so daß durch Kopplung zwischen den einzelnen Schlitzleitungen über die Koppelöffnungen (21) und durch Kopplung zwischen den Schlitz leitungen und dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) ein Richtkoppler gebildet wird.

9· ■ Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere der auf dem leitenden flachen Teil (1) aufgebauten Schaltungselemente wenigstens ein auf dem leitenden flachen Teil (1) vorgesehenes Halbleiterelement (27), einen Viertelwellenlängenresonator (28) und mit dem Übertragungsbereich des Wellenleiters (5) gekoppelte

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, 18 -

Sehlitzleitungen der modifizierten Art zxm Bilden eines Oszillators* eines Frectuenzmischers oder eines Frecpenzumsetgers ,umfassen»

10. Mikrowellen schaltung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß der Wellenleiter (4o) I-förmig verzweigt ist und die Schaltungselemente a,uf dem leitenden flachen Teil eine Y-f&ratig verzweigte Sehlitzleitung; umfassen* deren Zweigteil (4^) mit einem Ferrifeteil (44) versehen ist, welchem ein magnetisches Gleichfeld zugeführt wird, so; daß ein Zirkulator vom Y-Typ gebildet wird.

11. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η η z. e i c h η e t , daß mehrere der auf dem leitenden flachen Teil aufgebauten Schaltungselemente ein Durehlaßfilter (F₁) für die Grundwelle und ein Durchlaßfilter (F^) für die höheren Harmonischen umfassen, welche mit einem Übertragungsfrereich (Wj). für die Orundwelle bzw. einem Übertragungsbereich (Wo) für die höheren Harmonischen verbunden sind, und daß sie weiter eine Schlitzleitung der modifizierten Art, welche mit den beiden Durchlaßfiltern verbunden ist, und eine in der Schlitzleitung vorgesehene Diode (D) zum Erzeugen höherer Harmonischer umfassen, so daß eine Frequenzdopplerschaltung gebildet wird,

12. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere der auf dem leitenden flachen Teil aufgebauten Schaltungselemente mehrere leitende Streifen zum Kurzschließen des Wellenleiters (50) und mehrere Dioden (D) zum Kurzschließen der entsprechenden Teile der leitenden Streifen umfassen, so daß ein digitaler Phasenschieber gebildet wird.

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