DE2734397C2 - Baugruppe für elektrische Schaltkreise mit einem Mikrowellenoszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baugruppe aus einem metallischen Gehäuse für elektrische Schaltkreise mit einem Mikrowellenoszillator, insbesondere eine Trägerversorgung.

Mikrowellenträgerversorgungen werden meist mit Oszillatoren aufgebaut, die in der RF-Frequenzlage schwingen. Für einen solchen Oszillator soll gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe eine Lösung angegeben werden, die eine kostengünstige Integrierbarkeit des Oszillators in den Gesamtaufbau der Trägerversorgung ermöglicht sowie einen möglichst identischen mechanischen und elektrischen Aufbau für Oszillatoren für weit unterschiedliche Frequenzen schafft.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß eine tragende Wand (Bodenplatte oder Seitenwand) des Gehäuses die aktiven Elemente des Mikrowellenoszillators, beispielsweise Transistoren oder Halbleiterdioden, einschließlich der Spannungszuführungen enthält und daß an der Außenseite der betreffenden Wand, im Bereich über den aktiven Elementen des MikrowellenosziHators, der topfförmig ausgebildete Resonator des MikrowellenosziHators HF-dicht aufgesetzt ist und daß die elektrischen Anschlüsse einer die elektrischen Schaltkreise tragenden Leiterplatte unmittelbar über bzw. neben für die Stromzuführung vorgesehenen Durchführungen angeordnet sind.

Durch die DE-AS18 06 114 ist eine temperaturstabilisierte Schwingquarz-Oszillatorschaltung mit einem ein Schwingquarzgehäuse dicht umschließenden topfartigen Thermostat-Heizmantel bekannt, der von einem Deckel verschlossen und in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordnet ist Hierbei ist der Deckel des Heizmantels an seiner vom Heizmanteünnenraum abgewandten Seite mit einer kammerartigen Ausformung versehen. Diese Ausformung ist mit einer die Bauelemente der Oszillatorschaltung tragenden Schaltungsplatine derart abgedeckt, daß die Halbleiterbauelemen- te und die Zuleitungen für den Schwingquarz im Innenraum der Ausformung und die restlichen Bauelemente der Oszillatorschaltung neben der Ausformung angeordnet sind.

Ferner ist durch die DE-AS 19 03 518 ein Hochfrequenzoszillator bekannt, der einen Körperblock aus Kupfer, Aluminium oder Invar aufweist, der einen rechteckigen Hohlraum oder eine zylindrische Bohrung aufweist, so daß ein Hohlraumresonator gebildet wird. Der Hohlraum ist mit einem Flansch oder einer Endwand mit einer auf dieser aufmontierten Diode abgeschlossen. In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Stromzuführung zu den aktiven Elementen über Durchführungskondensatoren oder -filter erfolgt und die Verbindung von den Durchführungen zu den aktiven Elementen über dünne lackisolierte Drähte.

Der topfförmig ausgebildete Resonator ist in vorteilhafter Weise auf der Außenseite der tragenden Wand (Bodenplatte, Seitenwand) fest aufgebracht, beispielsweise aufgelötet oder auswechselbar befestigt, insbesondere aufgeschraubt. Zur HF-Abdichtung ist zwischen Resonatorstirnseite und tragender Wand in vorteilhafter Weise ein Dichtblech angeordnet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 in einer Unteransicht und einem Querschnitt den schematischen Aufbau eines mit der gesamten Trägerversorgung integrierten Gunn-Oszillators, bei der der Resonator auf der Bodenplatte des Gehäuses befestigt ist und

F i g. 3 und 4 in einer Seitenansicht und einem Schnitt in der Ebene einer in das Gehäuse eingesetzten Leiterplatte eine Ausführungsform, bei der der Resonator an einer Seitenwand des Gehäuses befestigt ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 besteht das Gehäuse aus einer metallischen Grundplatte (Trägerplatte) 1 sowie einem auf der Oberseite aufgesetzten kammerartigen Deckel 2 und einem weiteren, auf der Unterseite aufgesetzten kammerartigen Deckel 3. Auf der Oberseite der Trägerplatte 1 ist eine Leiterplatte 4 aus Isolierstoff angeordnet, auf der die Regelschaltkreise der Trägerversorgung und die Anschlußpunkte zur Spannungsversorgung der Oszillatorhalbleiter angebracht sind. Die aktiven Elemente des MikrowellenosziHators, eine Gunn-Diode 5 und eine Abstimmdiode 6, sind an der Unterseite der Trägerplatte 1, d. h. an der der Leiterplatte gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte befestigt. Sie können beispielsweise über Gewindebohrungen an der Unterseite angeschraubt werden oder auch, dies ist bei der beschriebenen Ausführungsform nicht vorgesehen, in einen Durchbruch der Trägerplatte eingesetzt werden. Die elektri-

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sehe Versorgung der aktiven Elemente des Oszillators geschieht also über die gleiche Trägerplatte der Gesamiträgerversorgüng, auf bzw. in welcher diese aktiven Elemente selbst angeordnet sind. Die Stromzuführung zu den aktiven Elementen 5,6 des Mikrowellenoszillators erfolgt über Durchführungskondensatoren 7,8. Die Verbindung von der jeweiligen Durchführung 7, 8 zu dem betreffenden aktiven Element 5, 6 wird über dünne lackisolierte Drähte 9, 10 hergestellt, die im Bereich der Oüillatorfrequenz als Drossel wirken.

Im Bereich der aktiven Elemente 5, 6 des Mikrowellenoszillators ist an der Außenseite der Trägerplatte 1 ein topfförmig ausgebildeter Resonator 11 HF-dicht aufgesetzt Der Resonator 11 des Mikrowellenoszillators kann dabei auf der Trägerplatte fest aufgebracht, beispielsweise aufgelötet oder auswechselbar befestigt, insbesondere aufgeschraubt sein, wobei zur HF-Abdichtung zwischen Resonatorstirnseite und Trägerplatte 1 vorteilhafterweise ein Dichtblech 12 angeordnet ist. Die flexible Ankopplung der aktiven Elemente 5, 6 an den Hohlraumresonator 11 erfolgt direkt, d.h. ohne Zwischenlängen, und damit verlustarm über auf die aktiven Elemente aufgelötete Bänder 13 und/oder in den Resonator 11 eintauchende Stifte 14. Sie kann auch über Koppelschleifen erfolgen. Durch die Wahl der Bandchenfläche und das mehr oder weniger starke Hineinragen der Stifte in den Resonator kann die Ankopplung in weiten Grenzen gewählt werden. Der Toleranzausgleich für die aktiven Elemente erfolgt z. B. durch geringfügiges Verbiegen der Bänder.

Der auf der Trägerplatte befestigte Resonator 11 enthält ausschließlich mechanische Teile, wie die Frequenzabstimmschraube 15, die durch eine seitliche Bohrung in den Resonator 11 eintaucht, und die RF-Leistungsauskopplung in Form einer koaxialen Anschlußleitung 16. Die Höhe der Lastankopplung kann durch mehr oder weniger starkes Einschrauben der koaxialen Anschlußleitung in den Resonator 11 erfolgen. Die Kopplung ist induktiv oder kapazitiv ausführbar. Die Auskopplungen können auch in die Trägerplatte 1 eingebaut werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 und 4 wird die Trägerplatte von einer Stirnseite 21 des Gehäuses gebildet, dessen beide Längsseiten mit 19 und 20 bezeichnet sind. In die Trägerplatte 21 ist an der Außenseite ein aktives Element 5, beispielsweise eine Gunn-Diode eingeschraubt, deren Stromzuführung über einen Durchführungskondensator 7 erfolgt. Die Verbindung von der Durchführung 7 zum aktiven Element 5 erfolgt in entsprechender Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2, ebenso die flexible Ankopplung des aktiven Elementes 5 an den Hohlraumresonator 11 sowie die RF-Leistungsauskopplung über die koaxiale Anschlußleitung 16. Die Abstimmschraube 15 für die mechanische Frequenzabstimmung des Resonators ist in einer bodenseitigen Bohrung des Resonators 11 eingesetzt. Der Resonator 11 ist in entsprechender Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 an der Außenwand der Trägerplatte 21 im Bereich des aktiven Elementes 5 aufgesetzt und durch Löten oder Verschrauben befestigt, wobei zur H F-Abdichtung zwischen Stirnseite des Resonators 11 und der Trägerplatte in vorteilhafter Weise ein Dicht- bzw. Abschirmblech 12 in Form eines gefiederten bzw. lameliierten Bleches angeordnet ist. Die Verbindung vom Durchführungskondensator 7 zu der im Gehäuse eingesetzten Leiterplatte 17 für Regelschaltkreise und dgl. erfolgt über die Anschlußleitung 18, welche sich vorteilhafterweise auf gleicher Höhe wie die Oberseite der Leiterplatte 17 befin-

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65 det. Wegen der günstigen räumlichen Anordnung der Leiterplatte und deren Anschlüsse und der sich dadurch ergebenden kurzen Verbindungswege kann in vorteilhafter Weise der Anschlußdrahi des Durchführungskondensators als Anschlußleitung verwendet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist eine kostengünstige Integration des Mikrowellenoszillators in die Trägerversorgung sowie eine einfache Umstellung oder Anpassung an andere aktive Elemente möglich. Bei der Umstellung oder Anpassung an andere aktive Elemente ist allein das Koppelband des betreffenden Elementes in seiner Fläche und räumlichen Ausrichtung neu festzulegen. Da das aktive Element praktisch ohne zwischengeschaltete Leitungslänge an den Resonator angekoppelt wird, ist bei diesem Oszillator eine besondere Stabilisierung für das Oszillatorelement nicht erforderlich. Ferner ist eine hohe Frequenz-Temperaturkonstanz gegeben. Sie hängt wegen der einfachen Konstruktion bei der Güte Q = 200 bereits fast ausschließlich vom Ausdehnungskoeffizienten des Resonators ab, den man in diesem Fall aus Materialien wie Invar herstellen kann. Für die Trägerplatte kann man beispielsweise Messing verwenden. Von besonderem Vorteil bei den erfindungsgemäßen Ausfüiirungsformen ist ferner, daß für weit unterschiedliche Frequenzen fast identische Konstruktionen verwendet werden können. Lediglich die Kopplungsbänder und der Resonatordurchmesser sind abzuwandeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Baugruppe aus einem metallischen Gehäuse für elektrische Schaltkreise mit einem Mikrowellenoszillator, insbesondere eine Trägerversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß eine tragende Wand (Bodenplatte 1 oder Seitenwand 21) des Gehäuses die aktiven Elemente (5,6) des Mikrowellenoszillators, beispielsweise Transistoren oder Halbleiterdioden, einschließlich der Spannungszuführungen enthält und daß an der Außenseite der betreffenden Wand (1, 21), im Bereich über den aktiven Elementen (5,6) des Mikrowellenoszillators, der topfförmig ausgebildete, gegebenenfalls kapazitiv belastete Resonator (11) des Mikrowellenoszillators HF-dicht aufgesetzt ist und daß die elektrischen Anschlüsse einer die elektrischen Schaltkreise tragenden Leiterplatte (4, 17) unmittelbar über bzw. neben für die Stromzuführung vorgesehenen Durchführungen angeordnet sind.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den aktiven Elementen (5,6) über Durchführungskondensatoren oder -filter (7,8) und die Verbindung von den Durchführungen zu den aktiven Elementen (5,6) über dünne lackisolierte Drähte erfolgt.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (11) auf der Außenseite der tragenden Wand (1, 21) (Bodenplatte, Seitenwand) fest aufgebracht, beispielsweise aufgelötet ist.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (11) auf der Außenseite der tragenden Wand (1, 21) (Bodenplatte, Seitenwand) auswechselbar befestigt, insbesondere aufgeschraubt ist.

5. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Resonatorstirnseite und tragender Wand (1, 21) ein Dichtblech (12) angeordnet ist.