DE2326331B2

DE2326331B2 - Mikrowellenschaltung

Info

Publication number: DE2326331B2
Application number: DE2326331A
Authority: DE
Inventors: Norio Tokio Hoshino; Yoshihiro Sagamihara Konishi; Kenichi Machida Konno; Norihiko Kawasaki Yazawa
Original assignee: NIPPON HOSO KYOKAI TOKIO
Current assignee: NIPPON HOSO KYOKAI TOKIO
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1978-06-01
Also published as: NL173222C; NL7307150A; JPS583401B2; FR2185866B1; NL173222B; US3914713A; BR7303774D0; GB1438149A; CA977049A; FR2185866A1; DE2326331A1; AU5597073A; JPS4910648A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellenschaltung mit einem Wellenleiter, in dem ein leitendes flaches Teil parallel zur Längsachse des Wellenleiters und parallel zu den Ε-Feldlinien des Weilentyps angeordnet ist, das eine leitende Verbindung zwischen Hohlleiterober- und -Unterseite herstellt und den Hohlleiter so unterteilt, daß die ursprüngliche Welle nicht mehr existenzfähig ist, wobei auf dem leitenden flachen Teil Schaltungselemente einschließlich Streifenleitungen aufgebaut sind, die die Kopplung zwischen den Schaltungselementen und der elektromagnetischen Welle im nicht unterteilten Wellenleiter ergeben.
Eine derartige Schaltung ist durch die US-PS 35 18 579 bekanntgeworden. Die dort gezeigte Schaltung umfaßt eine auf einen Mikrostreifen gedruckte Schaltung mit einer Dipolantenne, deren Arme auf gegenüberliegenden Seiten der gedruckten Schaltung angeordnet sind.

jo Durch die US-PS 29 23 901 ist ein Hohlleiter bekanntgeworden, bei welchem zur Bildung von Bandfiltern und Bandsperren ein Paar dünner koplanarer leitender Flügelelemente, welche mit Schlitzschaltungen versehen sind, parallel zum elektrischen Feld

J5 vorgesehen ist. Die Verwendung eines einzigen leitenden flachen Teils, welches mit einer ununterbrochenen Kante endet, ist hierdurch nicht nahegelegt.

In jüngster Zeit hat die Entwicklung auf dem Gebiet der Miniaturisierung von Mikrowellenschaltungen Fortschritte gemacht, und es wurde hierfür eine Technik integrierter Schaltungen entwickelt Entsprechend dieser Technik werden Mikrowellenschaltungen kleiner Abmessungen durch Metallaufdampfen von Schaltungselementen, bestehend aus Streifenleitungen oder ge- schlitzten 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 Leitungsübergängen miteinander verbunden sind. Daher ist für die Gesamteinrichtung zusätzlicher Raum für den Leitungsübergang 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.

Aufgabe der Erfindung ist es, Mikrowellenschaltungen zu schaffen, welche besonders für die Massenproduktion geeignet sind, eine geringere Anzahl von Teilen aufweisen und kleiner in den Abmessungen sind.
Diese Aufgabe wird mit einer Mikrowellenschaltung

der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein einziges, mit einer ununterbrochenen Kante endendes, leitendes flaches Teil vorgesehen ist, auf dem als Schaltungselemente mindestens an den Endteilen Schlitzschaltungen angeordnet sind, wobei die gewünschten Funktionen durch Kopplung zwischen mehreren der Schaltungselemente und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen an Endteilen des einzigen leitenden flachen Teils und dem elektromagnetischen Feld in dem Wellenleiter erzielt werden.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn das einzige leitende flache Teil in der Mitte eines Rechteckwellenleiters eingefügt wird, erhält man für die H_no-Welle eine Grenzfrequenz des Wellenleiters, weiche doppelt so groß wie diejenige vor dem Einfügen der Platte ist. Folglich sind die elektromagnetischen Wellen des vor dem Einführen des Teils verfügbaren Frequenzbandes nicht mehr existenzfähig und werden daher nicht zum Ausgangsende übertragen werden.

Mit der Erfindung können verschiedene Mikrowellenschaltungen unterschiedlicher Funktionen mit einem einfachen Aufbau und ohne die Notwendigkeit von Wellenleiterumsetzerteilen oder besonderen Leitungsübergängen verwirklicht werden.

Die erfindungsgemäße Mikrowellenschaltung hat den Vorteil, daß die Schwierigkeit bei der Herstellung von Schaltungselementen aus einem Wellenleiter durch Verwendung einer sehr einfachen, für die Massenproduktion geeigenten Bearbeitung des Wellenleiters vermieden wird. Hierzu wird in den Wellenleiter mindestens eine flache Basisplatte parallel zur Längsachse des Wellenleiters und parallel zu den E-Feldlinien des Wellentyps eingebracht, welche ihrerseits in grr Bc · Stückzahlen und auf eine solche Weise hergestellt werden kann, daß die Schaltungselemente, wie im folgenden näher erläutert, auf der jeweiligen Basisplatte angeordnet sind, so daß keine besonderen Leitungsübergänge erforderlich sind.

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

Fig. la einen schematischen Grundaufbau einer Mikrowellenschaltung gemäß der Erfindung im Längsschnitt parallel zu den Ε-Feldlinien und zur Längsachse des Wellenleiters,

Fig. Ib einen Querschnitt der Mikrowellenschaltung nach F i g. la senkrecht zur Achse des Weüenleiters,

F i g. 2a und 2b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels eines Bandpaßfilters vom Schlitzleitungstyp mit Teilen mit konzentrierten Konstanten gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine perspektivische Teilansicht des in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels,

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

Fig.5a eine schematische Ansicht zur Erklärung einer Schlitzleitung,

Fig.5b eine ähnliche schematische Ansicht zur Erklärung einer Schlitzleitung vom Bildtyp,

F i g. 5c eine schematische Quersfchnittsansicht, welche eine modifizierte Schaltung einer Schlitzleitung zeigt,

F i g. 6 einen Längsschnitt eines weiteren Bandpaßfil ters vom Schlitzleitungstyp,

F i g. 7a und 7b Längs- und Querschnitte eines Schmalbandsperrfilters gemäfl der Erfindung,

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

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

Fig. 10 und 11 zwei Ausführungsbeispiele von Sperrfiltern mit vergleichsweise breitem Band gemäß der Erfindung im Längsschnitt, wobei F i g. 11 einen bekannten Sperrfilter zeigt,

ίο Fig. 12a und 12b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels eines Richtkopplers gemäß der Erfindung,

Fig. 13a und 13b Schnittansichten zweier Teile zur Verwendung in einem Oszillator oder Mischer gemäß der Erfindung,

F i g. 13c und 13d Längs- und Querschnitte des durch Zusammenfügen der beiden Teile aufgebauten Oszillators oder Mischers,

Fig. 14a und 14b Längs- und Querschnitte eines Ausführungsbeispiels eines Aufwärtsumsetzers gemäß der Erfindung,

Fig. 15a eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Frequenzverdopplerschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 15b eine Draufsicht auf eine planare Schaltung zum Einfügen entlang der Linie A"-B"-C"\n Fig. 16a und

F i g. 16a bis 16d eine schematische Darstellung eines Diodenschaltkreises vom Wanderwellentyp und eines jo digitalen Phasenschiebers unter Verwendung des Diodenschaltkreises.

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

Die grundlesciicie Konstruktion eines Mikrowellenj5 schaltungsaufbaus 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 Eingangs- und Ausgangsteile müssen nicht notwendigerweise durch die Wellenleiter ausgebildet sein, so daß ein Teil von ihnen von einer geschlitzten Leitung gebildet werden kann. Auf einem leitenden Teil 1, bestehend aus einer Leiterplatte oder einer Kombination einer Leiterplatte mit einer dielektrischen oder magnetsichen Basisplatte sind verschiedene Schaltungselemente 2, 3 und 4 vorgesehen, welche in einen Wellenleiter 5 parallel zur Längsachse des so Wellenleiters und parallel zu den Ε-Feldlinien des Wellentyps eingeführt sind, wodurch eine leitende Verbindung zwischen Hohlleiterober- und -Unterseite hergestellt wird.

Die Wirkungsweise eines solchen Mikrowellenschaltungsaufbaus ist im folgenden näher erläutert. Ein elektromagnetisches Feld 6 wird an einem Eingangsteil la leitenden flachen Teils 1 mit einem Schaltungselement 2 auf dem Teil gekoppelt und führt zur Erregung des Schaltungselementes 2. In einem Mittelteil \b des to Teiles I₁ wo der Hohlleiter so unterteilt ist, daß die ursprüngliche Welle infolge des Einführens des metallischen Teiles nicht mehr existenzfähig ist, wird das elektromagnetische Feld 6 im Eingang des Wellenleiters 5 genügend gedämpft und so von der Ausgangsseite 7 des Wellenleiters 5 entkoppelt. Die elektromagnetische Energie, welche das Schaltungselement 2 auf dem leitenden Teil 1 erregt hat, tritt über ein Schaltungselement 3 in ein Schaltungselement 4 ein, und wird dann

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mit der Ausgangsseite 7 des Wellenleiters 5 gekoppelt. Infolge eines solchen Aufbaus kann man Mikrowelleneinrichtungen durch einfache Bearbeitung erhalten, d. h. durch Vorbereiten des leitenden Teiles 1 mit Mikrowcllenschaltungselementen außerhalb des Wellenleiters 5, ^r> z. B. durch Stanzen für metallische Platten und durch Aufdampfen (Dünnfilmtechnik) oder Drucken (Dickfilmtechnik) einer leitenden Schicht auf dielektrische oder magnetische Basisplatten und durch hierauf folgendes Einführen des leitenden Teiles 1 in den ι ο Wellenleiter 5, wodurch die Abmessungen verringert werden und eine Massenproduktion ermöglicht wird. Solche Mikrowelleneinrichtungen können für Filterschaltungen, Richtkoppler, Schwingkreise, Frequenzumsetzschaltungen, Schaltkreise, Vervielfacherschal- i> tungen, nicht reversible Ferritschaltungen und Phasenschieber verwendet werden. Verschiedene Ausführungsformen solcher Mikrowellenschaltungsaufbauten werden im folgenden erläutert werden.

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(1) Bandpaßfilter

(1-1) Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem

Schlitzresonatoren mit Teilen mit konzentrierten

Konstanten auf einem leitenden flachen Teil

ausgebildet sind

F i g. 2a zeigt einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels, bei welchem der Wellenleiter 5 parallel zu den Ε-Feldlinien geschnitten ist, und Fig.2b ist ein Querschnitt durch den Wellenleiter 5. Wie in Fig. 2b jo gezeigt, ist das leitende Teil 1 in die Mitte des Wellenleiters 5 eingefügt, und das leitende Teil 1 ist mit Resonatoren 8 in der Form von Schlitzen, wie in F i g. 2a dargestellt, versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Resonatoren 8 als in Form von H-förmig eingestanzten Schlitzen ausgebildet dargestellt. Die Resonatoren sind jedoch nicht auf die H-Form beschränkt und können durch öffnungen beliebiger Form, z. B. rechteckig oder kreisförmig, erhalten werden, welche aus dem leitenden Teil 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 erleichtert. Entsprechend dem Aufbau in den Fig.2a und 2b kann ein Bandpaßfilter, wie in Fig.3 gezeigt, dadurch aufgebaut werden, daß das leitende Teil 1 zwischen zwei Wellenleiterteile 5' und 5" eingefügt 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. Das heißt, für das leitende Teil 1 ist lediglich das Stanzen einer dünnen metallischen Platte erforderlich, und für den Wellenleiter 5 ist es ausreichend, Kunststoffmaterial 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 das leitende Teil 1 on in axialer Richtung des Wellenleiters 5 vor- und zurückbewegt wird. Schließlich läßt sich ein variables Bandpaßfilter dadurch erreichen, daß ein zweites leitendes Teil Γ parallel zu dem ersten leitenden Teil 1, wie in Fig. Ib gezeigt, so in den Wellenleiter 5 eingefügt h^r> wird, daß der Abstand zwischen dem zweiten leitenden Teil Γ und dem leitenden Teil I, welche die Resonaioranordnung bilden, geändert werden kann.

(1-2) Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine

geschlitzte Leitung vom Bildtyp am Endteil mit

einem elektromagnetischen Feld in dem

Wellenleiter gekoppelt ist

Die Fig.4a und 4b zeigen ein Ausführungsbeispiel bei welchem eine modifizierte geschlitzte Leitung vom Bildtyp in dem leitenden Teil 1 zwischen dem Wellenleiter 5 und einem Paar Resonatoren 9 auf dem Teil 1 verwendet wird. Diese geschlitzte Leitung 10 hat einen solchen Aufbau, daß die Mitte eines Schlitzteiles 12 der geschlitzten Leitung, welche durch zwei leitende Platten 11 und 11', wie in F i g. 5a gezeigt, gebildet wird, in ein Teil 13 mit metallischer Oberfläche eingefügt wird, welches der Bodenfläche des Wellenleiters entspricht, wie es in Fi g. 5b gezeigt ist. Dabei sind die beiden Hälften des Schlitzteiles 12 der geschlitzten Leitung, welche durch Einführen des Teiles 13 mit metallischer Oberfläche voneinander getrennt worden sind, zum Teil 13 mit metallischer Oberfläche spiegelbildlich angeordnet, wodurch sich Schlitzleitungen vom Bildtyp ergeben. Diese können als eine Art dünne Stegleitung betrachtet werden, welche innerhalb des Wellenleiters vorgesehen ist. Es ist zu erkennen, daß die Umsetzung zwischen einer Schlitzleitung vom Bildtyp und einer konventionellen Schlitzleitung leicht durch die in F i g. 5c gezeigte Schaltung erfolgen kann.

(1 -3) Ein Ausführungsbeispiel, aufgebaut mit einem
Filter vom Schlitzleitungstyp

Wie in F i g. 6 gezeigt, wird dieses Ausführungsbeispiel dadurch ausgebildet, daß in den Wellenleiter 5 das leitende Teil 1 eingeführt wird, welches mit einem Filter,

bestehend aus Resonatoren 14, in Form von -y Schlitzresonatoren versehen ist, welches bereits als ein Filterelement entwickelt wurde, wobei Schlitzleitungen vom Bildtyp an den Endteilen der leitenden Platte 1 vorgesehen sind.

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

(2) Bandsperrfilter
(2-1) Schmalbandsperrfilter

Die F i g. 7a und 7b .'eigen ein Ausführungsbeispiel eines Bandsperrfilters für ein sehr schmales Band, welches dadurch aufgebaut ist, daß die leitende Platte

mit einem Schlitz 15 mit der Länge -γ versehen und dann mit einer Schlitzleitung 16 vom Bildtyp 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 Ausfuhrungsbeispiel, bei welchem eine dielektrische Basisplatte 17 in engen Kontakt mit dem leitenden Teil 1 gebracht ist, um das Filter kompakter auszubilden.

(2-2) Bandsperrfilter mit vergleichsweise
breitem Band.

Die F i g. 10 und 11 stellen zwei Ausführungsbeispielc für ein Bandsperrfilter mit vergleichsweise breitem Band dar. Bei dem Filter nach Fig. 10 ist eine

Schlitzleitung 16 vom Bildtyp verwendet, und bei dem Filter nach F i g. 11 ist eine Schlitzleitung verwendet. Bei beiden Filtern wird eine dielektrische Basisplatte 17 verwendet.

(3) Richtkoppler

Die Fig. 12a und 12b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Richtkopplers mit einem Paar Schlitzleitungen vom Bildtyp, welche zusammengefügt sind mit der Kombination einer konventionellen Schlitzleitung und einem leitenden Teil mit einer Mehrzahl von Koppelöffnungen, welche ihrerseits vertikal zwischen den Stegen der konventionellen Schlitzleitung eingefügt ist. In Fig. 12a haben die beiden Koppelöffnungen einen

Abstand von -j- voneinander, so daß zwei Teile von

elektromagnetischen Wellen, welche von jeweils einem von zwei Eingängen 18 und 23 in jeweils eine Seite der zwei Schlitzleitungen vom Bildtyp eintreten und dann durch jede von zwei Koppelöffnungen 21 zur anderen Seite übertragen werden, in Richtung von Ausgängen 19

und 22 eine Phasendifferenz von -j- zueinander haben und in Richtung des anderen Eingangs eine Phasendifferenz von -γ, d. h. Phasenopposition, zueinander haben,

und daher ein Signal am Eingang 18 am Ausgang 19 und weiter am Ausgang 22 durch die Koppelöffnungen 21 einer eingefügten Platte 20 erscheint. Bezüglich des Eingangs 23 werden jedoch elektromagnetische Wellen entgegengesetzter Phasen über die zwei Koppelöffnungen 21 hinzugefügt, so daß das Signal vom Eingang 18 nicht erscheint. Ein 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 19, 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) Oszillator oder Mischer

Die Fig. 13a, 13b, 13c und 13d zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Oszillators oder Mischers. In dem in Fig. 13a gezeigten Ausführungsbeispiel ist das leitende

Teil 1 mit einem Schlitz 24 einer Länge -j- versehen, mit

welchem ein induktiv wirkender Teil 25 zum Koppeln einer Diodenschaltung ausgebildet ist. Wie in Fig. 13b dargestellt, sind auf einer dielektrischen Basisplatte 26 eine als Oszillator- oder Mischelement wirkende Diode 27, ein Streifenförmiges Abstimmelement 28 mit einer

Länge-j-, ein nur das Mischerausgangssignal durchlassendes Filter 29, ein Mischerausgangsanschluß 25 und Masseleitungsbänder 31, welche die oberen und unteren Kanten der Basisplatte 26 überdecken, vorgesehen. Die so aufgebaute Basisplatte 26 wird auf das leitende Teil 1 in einer Konfiguration, wie in Fig. 13c gezeigt, aufgesetzt, während ihr Querschnitt in Fig. 13d dargestellt ist. Ein Anschluß 6' dient im Falle eines Oszillators als Ausgangsanschluß und im Falle eines Mischers als Eingangsanschluß für ein ankommendes Signal und ein örtlich schwingendes Signal. Im Falle des Mischers wird ein Zwischenfrcquenzausgang von dem Ausgiingsiinschluß 30 abgenommen.

(4-2) Aufwärtsumsetzer

Die Fig. 14a und 14b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Aufwärtsumsetzers. Ein elektromagnetisches Feld -) 6 wird über ein Filter 32 einer Diode 33 zugeführt. Als Filter 32 kann eines der in den F i g. 2,4, 7 usw. gezeigten Filter verwendet werden. Die Diode 33 wird zusammen mit einem Abstimmelement 34 zuerst auf einer dielektrischen Basisplatte 35 angebracht. Das Bezugs-

Ki zeichen 36 bezeichnet ein Zwischenfrequenzfilter vom Streifenleitungstyp, welches Mikrowellen sperrt. Von einem Anschluß 37 wird ein Zwischenfrequcnzsignal zugeführt, so daß die Diode 33 erregt wird und eine Frequenzumsetzung erfolgt. Das frequenzumgesetzte

ι j Signal erscheint über ein dem Zwischenfrequenzfilter 36 im Eingang ähnliches Ausgangsfilter 38 an einem Ausgangsanschluß 39.

(5) Frequenzverdopplerschaltung

Wie in Fig. 15a gezeigt, ist ein zusammengesetzter rechteckiger Wellenleiter 50 so aufgebaut, daß ein Wellenleiterteil ΗΊ, welcher eine Grundwelle durchläßt, mit einem Wellenleiterteil W₂ verbunden ist, welcher die zweite Harmonische durchläßt. In der Mitte des Wellenleiters 50 parallel zu dessen Ε-Feldlinien, welche die Linie A"-B"-C" enthalten, ist eine durch eine gestrichelte Linie dargestellte sogenannte planare Schaltung 52 eingefügt, welche aufeinanderfolgend, wie in Fig. 15b gezeigt, ein Durchlaßfilter Fi für die

«ι Grundwelle, ein Sperrfilter Fi für zweite Harmonische, ein Schaltungsteil FD und ein Durchlaßfilter F₂ für zweite Harmonische aufweist, wobei jedes Schaltungselement wie oben beschrieben aufgebaut ist.
Wenn eine Grundwelle von der linken Seite in

J-) Fig. 15b zugeführt wird, so wird diese nach dem Durchgang durch das Bandpaß- oder Sperrfilter Fi über die Schlitzleitung vom Bildtyp einer Diode D(z. B. einer Varaktordiode) zugeführt, weiche höhere Harmonische erzeugt. Die in der Diode D erzeugten zweiten

ίο Harmonischen werden dann über das Bandpaß- oder Durchlaßfilter F₂ zum rechten Ende des Wellenleiters weitergeführt.

Wenn in F i g. 15b der Abstand zwischen der Diode D und einem Punkt S" auf λ^ι/4 gehalten wird (λ,-ι ist die

•π Wellenlänge der Grundwelle innerhalb des Wellenleiterteils Wi), 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,

V) wenn der Abstand ddes Teils der Schlitzleitung in dem Wellenleiterteil Wi so gewählt wird, daß die Impedanz, gesehen von der Diode D nach links, auf ähnliche Weise einen hohen Wert hat, ein maximaler Ausgang der zweiten Harmonischen erreichen. Das Sperrfilter Fj für

v> diese Harmonischen dient dazu, einen Übergang der zweiten Harmonischen zur linken Seite des Wcllenleiterteils VVi zu verhindern.

(6) Schalter und Phasenschieber

w) Um eine Flächenschaltung 52 im zentralen Bereich eines rechteckigen Wellenleiters 54 parallel zu dessen Ε-Feldlinien, wie in Fig. 16a gezeigt, zu bilden und deren Betrieb als Schalter zum Schalten von durch den Wellenleiter laufenden Wanderwellentyps zu crmögli-

h^ri chen, ist eine als Schalter wirkende Diode D an einer Stelle angeordnet, wo ihre beiden Seiten derart mit Schlitzleitungen vom Bildtyp verbunden sind, d. h. die zwei Schlitzlcitiingcn vom Bildtyp miteinander vcrbun-

den und die Schaltdiode mit einem Verbindungsteil der Schlitzleitungen derart verbunden sind, daß eine Gleichspannung der in Fig. 16b gezeigten Diode zugeführt werden kann. Wenn die Schlitzleitung an der Stelle der Diode durch Anlegen oder Entfernen der ϊ Gleichspannung kurzgeschlossen oder geöffnet wird, so wird die Übertragung elektromagnetischer Wellen ebenfalls ein- oder ausgeschaltet. Durch Verwendung eines solchen Diodenschalters kann eine planare Schaltung, wie in Fig. 16c gezeigt, aufgebaut werden, welche wie ein digitaler Phasenschieber gemäß der in Fig. 16d gezeigten Ersatzschaltung arbeitet, d.h., eine planare Schaltung ist mit einer Vielzahl von kurzschließenden Leiterstreifen auf solche Weise aufgebaut, daß Teile der entsprechenden Leiterstreifen durch zugehörige Dioden D\, D₂, ... kurzgeschlossen oder geöffnet werden können. Wenn die in Fig. 16c angedeuteten Phasen <x\ und oci die Beziehungen

(tx ι + «₂)/2 = 90°

Oi₂ - Oi₂ < 90°

erfüllen, ergibt die so aufgebaute planare Schaltung die gewünschte Phasenänderung Φ für die elektromagnetischen Wellen, welche dem Eingang des Wellenleiters (z. B. der linken Seite) zugeführt werden, durch geeignetes Ein- oder Ausschalten der den entsprechenden Dioden D], 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 planare Schaltung als digitaler Phasenschieber dienen. Die obenerwähnte Phasenänderung Φ kann abhängig davon, weiche der Dioden oder welche Kombination der Dioden kurzgeschlossen wird, auf digitale Weise geändert werden.

Wie aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zu erkennen ist, sind die Mikrowellenschaltungen

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S'i gemäß der Erfindung einfach im Aufbau, so daß ihre Herstellung und ihr Zusammenbau erleichtert sind und die Massenherstellung ermöglicht wird. Das heißt, daß es bei der Bearbeitung des Wellenleiters, wie in F i g. 3 gezeigt, ausreichend ist, diesen in zwei Teile (oder in vier Teile in der Ausführungsform nach Fig. 12) parallel zu seinen Ε-Feldlinien zu teilen, 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 erforderlich, und weiter können die Schaltungselemente auf der dielektrischen Basisplatte unter Verwendung von Metalldampfablagerungen (Dünnfilmtechnik) oder Metalldruckverfahren (Dickfilmtechnik) erstellt werden, so daß sie für Massenproduktion geeignet sind. Weiter werden die Eigenschaften der Mikrowellenschaltungen durch die Schaltungselemente auf der in dem Wellenleiter einzufügenden Basisplatte bestimmt, so daß die Erstellung des Wellenleiters aus Kunststoffmaterial, 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 Trennebenen parallel zur Ε-Ebene und im Mittelpunkt der Η-Ebene angeordnet sind, was den Vorteil hat, daß ein Leckstrom innerhalb des Wellenleiters in den Trennebenen klein ist.

Falls gewünscht, kann das leitende Teil, welche parallel zu den Ε-Feldlinien in den Wellenleiter eingefügt wird, in einem anderen als dem zentralen Teil der so definierten 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 leitenden Teile nicht auf eines beschränkt, sondern es können zwei oder mehr leitende Teile, wie in F i g. Ib gezeigt, eingefügt werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellenschaltung mit einem Wellenleiter, in dem ein leitendes flaches Teil parallel zur Längsachse des Wellenleiters und parallel zu den Ε-Feldlinien des Wellentyps angeordnet ist, das eine leitende Verbindung zwischen Hohlleiterober- und -Unterseite herstellt und den Hohlleiter so unterteilt, daß die ursprüngliche Welle nicht mehr existenzfähig ist, wobei auf dem leitenden flachen Teil Schaltungselemente einschließlich Streifenleitungen aufgebaut sind, die die Kopplung zwischen den Schaltungselementen und der elektromagnetischen Welle im nicht unterteilten Wellenleiter ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges, mit einer ununterbrochenen Kante endendes, leitendes flaches Teil (1) vorgesehen ist, auf dem als Schaltungselemente (2, 4) mindestens an den Endteilen Schlitzschaltungen angeordnet sind, wobei die gewünschten Funktionen durch Kipplung zwischen mehreren der Schaltungselemente (2,3,4) und durch Kopplung zwischen den Schaltungselementen (2, 4) an Endteilen des einzigen leitenden flachen Teils (1) und dem elektromagnetischen Feld in dem Wellenleiter (5) erzielt werden.

2. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzschaltungen Teile (8) mit konzentrierten Konstanten und Halbwellenlängenresonatoren (14) sind und ein Bandpaßfilter bilden.

3. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzschaltungen Schlitzleitungen (10,16) vom Bildtyp sind.

4. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem leitenden flachen Teil (1) Halbwellenlängenresonatoren und Schlitzschaltungen vom Bildtyp als Bandsperrfilter angeordnet sind.

5. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Hohlleiter (5) symmetrisch teilende leitende Platte (20) senkrecht zu den Ε-Feldlinien vorgesehen ist, daß auf beiden Seiten der Platte (20) leitende flache Teile (1) mit Schlitzleitungen vom Bildtyp vorgesehen sind und daß die Platte (20) Koppelöffnungen (21) aufweist, so daß durch gegenseitige Kopplung zwischen den einzelnen Schlitzleitungen über die Koppelöffnungen (21) und durch Kopplung des elektromagnetischen Feldes in dem Wellenleiter (5) mit den Schlitzleitungen ein Richtkoppler gebildet wird.

6. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einzigen leitenden flachen Teil (1) ein Halbleiterelement (27) und ein Viertelwellenlängenresonator (28) vorgesehen sind und daß die Schlitzschaltungen Schlitzleitungen vom Bildtyp sind, so daß ein Oszillator, ein Frequenzmischer oder ein Frequenzumsetzer gebildet wird.

7. Mikrowellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einzigen leitenden flachen Teil (1) ein Durchlaßfilter (Fi) für die Grundwelle und ein Durchlaßfilter (Fi) für die zweite Harmonische vorgesehen sind, welche mit dem elektromagnetischen Feld für die Grundwelle bzw. dem elektromagnetischen Feld für die zweite Harmonische gekoppelt sind, daß eine mit den beiden Durchlaßfiltern verbundene Schlitzleitung vom Bildtyp vorgesehen ist und daß in der Schlitzleitung eine Diode (D) zum Erzeugen der zweiten Harmonischen vorgesehen ist, so daß eine Frequenzverdopplerschaltung gebildet wird.