DE2543461C3

DE2543461C3 - Line separator in microstrip design

Info

Publication number: DE2543461C3
Application number: DE19752543461
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(Grad.) 8000 Muenchen Otremba
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1978-10-26
Also published as: DE2543461A1; DE2543461B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitungstrennstück in Microstrip-Bauweise mit einer hochfrequenzmäßig überbrückten, eine galvanische Trennung bewirkenden so Unterbrechungsstelle im Zuge des Streifenleiters. Auftrennungen d^:eser Art werden als wesentlicher Teil der Stromzuführung für Mikr^wellenkomponenten benötigt, z. B. bei Transistor- und Diodenverstärkern oder Transistoroszillatoren, oder in ^requenzumsetzem zur Zu- bzw. Abführung der zwischenfrequenten Signale.The invention relates to a pipe separator in microstrip construction with a high-frequency-bridged, galvanic isolation so effecting the point of interruption in the course of the strip conductor. Separations ^d: eser kind are wave components as an integral part of the power supply for Mikr ^ needed for. B. with transistor and diode amplifiers or transistor oscillators, or in ^ requenzumsetzem for supplying or removing the intermediate-frequency signals.

Durch die DE-OS 15 91559 ist eine kontaktlose Hochfrequenzleitungsverbindung bekannt, bei der die beiden Leitungsteile nur über eine an dem der Leitungsverbindung abgewandten Ende offene und wenigstens etwa A/4 lange Stichleitung, die sich in axialer Richtung der zu verbindenden Leitungen erstreckt, im Betriebsfrequenzbereich hochfrequenzmäßig miteinander verbunden sind. Diese, insbesondere für die Verbindung der Innenleiter von Koaxialleitungen vorgesehene Stichleitung enthält ein festes Dielektrikum, durch das die beiden Leitungsenden ohne galvanischen Kontakt steckbar miteinander verbunden sind.DE-OS 15 91559 is a contactless High-frequency line connection known in which the two line parts only have one at which the Line connection facing away from the open end and at least about A / 4 long stub line, which is in extends in the axial direction of the lines to be connected, in terms of high frequency in the operating frequency range are connected to each other. This, in particular, for connecting the inner conductors of coaxial lines provided stub contains a solid dielectric through which the two ends of the line without galvanic contact are plugged together.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitungstrennstück in Microstrip-Bauweise auf Kunststoff- oder Keramiksubstrat zu schaffen, mit dem bei der galvanischen Auftrennung der Microstripleitung die über die Leitung geleiteten höchstfrequenten Ströme möglichst wenig beeinflußt werden, die Auftrennung also wenig Verluste und einen kleinen Reflexionsfaktor hat.The invention is based on the object of providing a line separator in microstrip design on plastic or to create ceramic substrate with which the galvanic separation of the microstrip line The highest-frequency currents conducted via the line are influenced as little as possible, the separation so has little loss and a small reflection factor.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß zur hochfrequenzmäßigen Überbrükkung der Leitertrennstelle ein an einem Ende offenes Leitungsstück einer Koaxialleitung dient, dessen elektrisch wirksame Länge einer Viertelwellenlänge der Betriebsfrequenz entspricht und dessen Außenleiter bündig abschließend mit dem einen Ende an der 6^r> Trcnnstelle des Streifenleiters auf diesem kontakticrcnd iiufliegt und dessen auf der Seite der Trennstcllc herausgeführter Innenleiter mit dem anderen Ende des Streifenleiters wf der gegenüberliegenden Seite der Trennstelle leitend verbunden ist.This object is achieved according to the invention in such a way that for high-frequency bridging of the conductor separation point, a line section of a coaxial line which is open at one end is used, the electrically effective length of which corresponds to a quarter wavelength of the operating frequency and whose outer conductor is flush with one end at the 6 ^r > The interface of the strip conductor rests on this contact and its inner conductor, which is led out on the side of the separation point, is conductively connected to the other end of the strip conductor on the opposite side of the separation point.

Gegenüber Auftrennungsmöglichkeiten mit Chip- und Beamleadkondensatoren stellt die erfindungsgemäße Ausführung eine verlust- und reflexionsarme, kostengünstige galvanische Auftrennung dar, die sowohl auf Kunststoff- als auch auf Keramiksubstrat realisierbar ist. Besonders vorteilhaft ist diese Auftrennung für eine Anwendung in Frequenzumsetzer, weil sie für die RF-Frequenzen wie eine sehr große Serienkapazität wirkt und somit die RF-Ströme nicht beeinflußt, während bei tieferen Frequenzen, nämlich beispielsweise der Zwischen frequenz, nur eine sehr kleine Kapazität wirksam ist. Dadurch ist es möglich eine größere Bandbreite der ZF-Kreise zu erreichen.Compared to separation possibilities with chip and beam lead capacitors, the inventive Execution is a low-loss and low-reflection, inexpensive galvanic separation, which both can be realized on plastic as well as on ceramic substrate. This separation is particularly advantageous for an application in frequency converters because they are like a very large one for the RF frequencies Series capacitance acts and thus does not affect the RF currents, while at lower frequencies, namely for example the intermediate frequency, only a very small capacity is effective. This makes it possible to achieve a wider range of ZF circles.

Der Außendurchmesser des Koaxialleitungsabschnitts ist in vorteilhafter Weise kleiner oder höchstens gleich der Leiterbahnbreite.The outer diameter of the coaxial line section is advantageously smaller or at most equal to the track width.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing demonstrate

Fig. 1 und 2 einen Ausschnitt aus einer Mikroweiien-Streifenleitung mit Gleichstromauftrennung in einem Querschnitt und einer Draufsicht,1 and 2 show a detail from a micro-white stripline with direct current separation in a cross section and a top view,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung nach Fig. 1 und2undF i g. 3 shows a schematic representation of the arrangement according to FIGS. 1 and 2 and

Fig.4 das elektrische Ersatzschaltbild der Auftrennung. 4 shows the electrical equivalent circuit diagram of the separation.

In der Darstellung nach den Fig. 1 und 2 ist ein Ausschnitt einer Mikrowellen-Streifenleitung gezeigt, bestehend aus einer, beidseitig metallisierten Substrat 1, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik, wobei auf der Unterseite eine leitende Ebene 6 und auf der Oberseite bandförmige Leiter 2 aufgebracht sind. Der bandförmige Leiter 2 ist galvanisch aufgetrennt, d. h. durch einen Spalt der Breite s unterbrochen und auf der anderen Seite des Spaltes als Bandleiter 2a weitergeführt. Im Bereich der Unterbrechung ist ein Koaxialleitungsabschnitt angeordnet, an dessen einem Ende der Innenleiter bündig mit dem Außenleiter 3 abschließt, während an seinem anderen Ende der Innenleiter 4 frei herausragt. Dieser Koaxialleitungsabschnitt ist mit seinem Außenleiter 3 auf dem Bandleiter 2 der einen Seite der Unterbrechung und mit seinem frei herausragenden Innenleiter 4 auf dem Bandleiter 2a der anderen Seite der Unterbrechung kontaktiert, wobei diese Kontaktierung vorzugsweise durch Löten erfolgt. Die Lötstelle zur Verbindung des Innenleiters 4 mit dem Bandleiter 2a ist mit 5 bezeichnet.The representation according to FIGS. 1 and 2 shows a section of a microwave stripline, consisting of a substrate 1 metallized on both sides, for example made of plastic or ceramic, with a conductive plane 6 applied on the underside and band-shaped conductor 2 on the upper side are. The strip-shaped conductor 2 is galvanically separated, ie interrupted by a gap of width s and continued on the other side of the gap as strip conductor 2a. In the area of the interruption, a coaxial line section is arranged, at one end of which the inner conductor terminates flush with the outer conductor 3, while the inner conductor 4 protrudes freely at its other end. This coaxial line section is contacted with its outer conductor 3 on the strip conductor 2 on one side of the interruption and with its freely protruding inner conductor 4 on the strip conductor 2a on the other side of the interruption, this contact being preferably made by soldering. The soldering point for connecting the inner conductor 4 to the strip conductor 2a is denoted by 5.

Die Länge L des Koaxialleitungsabschnitts wird vorzugsweise so gewählt, daß die elektrisch wirksame LängeThe length L of the coaxial line section is preferably chosen so that the electrically effective length

^l«-t ^l «-t

wird, wobei λε die der Betriebsfrequenz entsprechende Wellenlänge im Dielektrikum ei des Koaxialleitungsabschnitts ist. Der Außendurchmesser D des Koaxialleitungsabschnitts wird in vorteilhafter Weise so gewählt, daß er kleiner oder höchstens gleich der Leiterbahnbreite w ist, wodurch die Reflexion der Auftrennung besonders klein bleibt. Gegebenenfalls kann die unter dem Außenleiter 3 des Koaxialleitungsabschnitts liegende Bandleitung 2 auch verschmälert werden. Als Koaxialleitung wird in vorteilhafter Weise ein Stück eines Koaxialkabels verwendet, das einen dünnwandigen, noch biegbaren rohrförmigen Außenleiter aufweist.where λε is the wavelength corresponding to the operating frequency in the dielectric ei of the coaxial line section. The outer diameter D of the coaxial line section is advantageously selected so that it is less than or at most equal to the conductor track width w , as a result of which the reflection of the separation remains particularly small. If necessary, the ribbon line 2 lying under the outer conductor 3 of the coaxial line section can also be narrowed. A piece of a coaxial cable which has a thin-walled, still bendable tubular outer conductor is advantageously used as the coaxial line.

ie Wirkungsweise der eriindungsgeiiiälien Anordr soll an Hand der Fig. 3 und 4 erläutert werden. .3 zeigt dabei sehematisch die Anordnung der ;r und deren Verbindung. Hieraus ist deutlieh :htlich, daß der Außenleiter 3 des Koaxiallcitungshnitis lediglich einseitig mit dem Leiter 2 der ifenleitung verbunden ist, während der Innenleiter 4 zn Leiter 2a geführt ist.The mode of operation of the inventive arrangements is to be explained with reference to FIGS. 3 and 4. .3 shows the arrangement of the ; r and their connection. From this it is clear that the outer conductor 3 of the Koaxialallcitungshnitis is only connected on one side to the conductor 2 of the ifenleitung, while the inner conductor 4 zn conductor 2a is performed.

ig.4 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild der rennung. In Serie mit den Leitern 2 und 2a ist eine jng 3—4 mit der elektrischen Länge L^geschaltet, e Leitung ist am Ende offen und λε/4 lang. Für einen begrenzten Frequenzbereich wird durch diese Stichleitung ein seiir niederohmiger Widerstand an den Ort der Bandleiter transformiert und somit Bandleiter 2 und 2«/ für die betreffenden Frequenzen durchgeschaltet. Für ) niedrige Frequenzen ist die Leitung elektrisch sehr kurz, es wirkt praktisch nur die Kapazität des jetzt als Zylinderkondensator zu betrachtenden, koaxialen Leitungsstückes. Fig. 4 shows the electrical equivalent circuit diagram for the separation. In series with the conductors 2 and 2a a jng 3—4 with the electrical length L ^ is connected, e line is open at the end and λε / 4 long. For a limited frequency range, this stub line transforms a low-ohmic resistance to the location of the strip conductor and thus connects strip conductors 2 and 2 for the relevant frequencies. For) low frequencies, the electrical line is very short; in practice, only the capacitance of the coaxial line section, which is now to be regarded as a cylinder capacitor, has an effect.

Die erfindungsgemäße Gleichstromauftrennung kann in selbstverständlich auch bei anderen als der im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausführungsform von Streifenleitungen angewendet werden.The direct current separation according to the invention can of course also be used with others than the im Embodiment shown embodiment of striplines are used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1, line separator in microstrip design with a high-frequency bridged, galvanic separation effecting interruption point in the course of the stripline, characterized in that a line piece open at one end of a coaxial line is used for high-frequency bridging of the conductor separation point, to the electrically effective length of a quarter wavelength of the operating frequency and the outer conductor (3) of which rests flush with one end at the separation point of the stripline (2) in a contacting manner and its inner conductor (4), which is led out on the side of the separation point, with the other end of the stripline (2a) on the opposite side the separation point is conductively connected

2. line separator according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the Koaxiaiteitungsabschnitis is less than or at most equal to the conductor track width