DE3127693C2 - Übergang von einem Hohlleiter auf eine Mikrostreifenleitung - Google Patents

Abstract

Ein Übergangselement zwischen einem Hohlleiter und einer Mikrostreifenleitung zeichnet sich dadurch aus, daß es in zwei Übergänge unterteilt ist, nämlich in einen Hohlleiter-Koaxial-Übergang und einen daran anschließenden Koaxial-Mikrostreifenleitungs-Übergang. Dies hat den Vorteil, daß beide Übergänge getrennt voneinander optimiert werden können und die Mikrostreifenleitung in zwei unterschiedlichen räumlichen Lagen (4a, 4b) gegenüber dem Hohlleiter (9) angeordnet werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Übergang von einem Hohlleiter auf eine Mikrostreifenleitung, wobei der Hohlleiter an einem Ende mit einer Kurzschlußwand abgeschlossen ist und eine Hohlleiterwand eine koaxiale Durchführung mit einem in einer dielektrischen Buchse geführten Innenleiter besiui, der einerseits mit der Mikrostreifenleitung, dessen Massefläche mit der Hohlleiterwand kontaktiert ist, in Verbindung steht und andererseits in das Hohlleiterinnere hineinragt.

Ein derartiger Übergang ist aus der FR 11 49 127 und der JP 52-75 249 bekannt. In beiden Fällen ragt der mit der Mikrostreifenleitung kontaktierte Innenleiter einer koaxialen Durchführung durch eine Seitenwand in den Hohlleiter hinein.

Ebenso ist bei einem aus der DE-OS 20 21 055 hervorgehenden Übergang der Innenleiter eines zwischen einem Hohlleiter und einer Mikrostreifenleitung zwischengeschalteten Koaxialleiters seitlich durch eine Hohlleiterwand geführt.

Aus der US 37 58 886 ist ein Übergang von einem Hohlleiter auf eine Koaxialleitung bekannt. Hierbei befindet sich die koaxiale Durchführung in der Kurzschlußwand eines Hohlleiters, und der in den Hohlleiter hineinragende Innenleiter der Koaxialleitung ist zu einer Breitseite des Hohlleiters hin abgebogen und mit dieser kontaktiert.

Gegenstand der DE-AS 19 03 869 ist ein Übergang von einer Mikrostreifenleitung auf einen Hohlleiter. Bei diesem Übergang endet der Hohlleiter an einer Kurzschlußwand. Diese Kurzschlußwand wird durchbrochen von einer Parallelleiterübertragungsleiüing in Gestalt einer Bandleitung, die ebenfalls in Richtung der Längserstreckung des Hohlleiters verläuft In einem in den Hohlleiter hineinragenden Übergangsbereich zwischen der Bandleitung und dem Hohlleiter befindet sich eine leitende Verbindung zwischen dem Mittelleiter der Bandleitung und einer Breitseite des Hohlleiters. Zusätzlich ist hier eine Abstimmschraube vorgesehen und die Höhenabmessung des Übergangsbereiches unterscheidet sich von derjenigen des Hohlleiters und der erdsymmetrisch ausgebildeten Dreileiter-Bandleilung.

to Der Aufbau dieses Übergangselementes ist recht kompliziert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Übergang der eingangs genannten Art anzugeben, der gegenüber dem Stand der Technik für einen großen Frequenzbereich eine geringere Durchgangs- und eine höhere Reflexionsdämpfung aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Gezeigt ist ein Mittellängsschnitt durch ein Übergangselement nach der Erfindung, wobei die nicht weggeschnittene, also verbliebene Hälfte perspektivisch dargestellt ist. Ein Rechteckhohlleiter ι mit Flansch 2 und Kurzschlußwand 3 soll verbunden werden mit einer erdunsymmetrischen Mikrostreifenleitung, die relativ zum Hohlleiter in zwei verschiedenen Ausrichtungen angeordnet werden kann, wobei bei einer der möglichen Ausrichtungen a die Bezugszeichen der Mikrostreifenleitung den Zusatz »a« haben und in deren anderen Ausrichtung den Zusatz »b«. Die Mikrostreifenleitung 4a bzw. 4b, von der jeweils wiederum lediglich die nicht weggeschnittene Hälfte mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, besteht aus einem Mikrostripsubstrat 5a bzw. 5b, das auf einer Seite 6a bzw. 6b auf der ganzen Breite metallisiert ist. Diese Seite ist elektrisch leitend mit dem Hohlleiter I verbunden und dient als Masseleitung. Der jeweils andere Leiter der Mikrostreifenleitungen 4a bzw. 4b ist schmal und mit la bzw. Tb bezeichnet. Er ist elektrisch mit dem gestuft zylindrisch ausgebildeten Innenleiter 8 eines Ko?.xial-Leitungsstückes verbunden, dessen Außenleiter durch die Wand einer Bohrung 16 in der Kurzschlußwand 3 des Hohlleiters 1 gebildet ist.

Der Innenleiter 8 ist aber über die Länge dieser Bohrung 16 hinaus in den Hohlleiterhohlraum 9 hinein verlängert und dort mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, das zugleich Bezugszeichen für denjenigen Teil 10 des Innenleiters 8, 10 ist, dessen Kopplung mit einer Hohlleiterbreitseite 12 sich mit Hilfe einer Abstimmschraube 13 einstellen läßt. Der über das eigentliche Koaxial-Leitungsstück, das in der Kurzschlußwand 3 liegt, hinaus verlängerte Innenleiterteil 10 geht über in den Mittellciter 11 einer Stichleitung, die am Ende offen ist. Der Mittelleiter 11 kann hakenförmig gekrümmt sein, wobei er aber in derjenigen Hohlleitermittelebene verläuft, die parallel liegt zu den Breitseiten 12 und 14 des Hohlleiterhohlraumes 9.

Ein Charakteristikum des erfindungsgemäßen Übergangselementes besteht darin, daß die Übergangsstelle zwischen dem Hohlleiter und der Mikrostrcifcnlcitung bzw. umgekehrt bewerkstelligt ist durch die Hintereinanderschaltung zweier getrennt optimal dimensionierbarer Übergänge, nämlich eines mit Hilfe des gekrümmten Innenleiterteiles 11 kompensierten Hohlleiter-Koaxialüberganges mit magnetischer Kopplung und eines Überganges von dem Koaxial-Leitungsstück in der

Kurzschlußwand 3 auf die Mikrostreifenleitung 4 (a bzw. b). Dabei ist das Mittelstück des gesamten Oberganges, also das Koaxial-Leitungsstück in Kurzschlußwand 3 sehr kurz gehalten und hat einen Wellenwiderstand von bevorzugt 50 Ω, der weitgehend frequenzunabhängig ist Zur Halterung des Innenleiters 8 und zur Abstandshalterung gegenüber dem Außenleiter dient ein Dielektrikum, insbesondere Teflon, in Gestalt einer Buchse 15 mit einem Kragen 15Λ, der ein Teilstück des Innenleiters 8,10 umgibt und zwischen der Kurzschlußwand 3 und der Abstimmschraube 13 angeordnet ist Dieser Kragen 15Λ wirkt bei geeigneter Abstimmung der anderen Parameter (Abstände zwischen Abstimmschraube 13 und Kurzschlußwand 3 und zwischen Abstimmschraube 13 und verlängertem Innenleiter 10 sowie Durchmesser des verlängerten Innenleiters 10, Höhe h des Hohlleiterraumes 9 und Breite und Höhe des nicht notwendigerweise rechteckig auszubildenden Kragens Ii4^wie ein zusätzliches Blindelement im Ersatzschaltbild des Koaxial-Hohlleiter-Überganges, welches das Verhältnis von Induktivität zur Kapazität so beeinflußt, daß durch Ausbildung einer Schleife in der Ortskurve des Reflexionsfaktors die Bandbreite deutlich vergrößert wird.

Durch die Verlängerung des Koaxial-Innenleiters 8, 10 über die magnetische Koppelzone (Teil 10) hinaus ist eine Dreileitei-Parallelstichieitung geeigneter Länge (ungefähr die Hälfte einer Hohlleiterwellenlänge bei der Mittenfrequenz) und Impedanz entstanden mit einem Wellenwiderstand, der etwa dem Triplateleitungs-TEM-Wellenwiderstand entspricht. Die TEM-Triplate-Welle, die sich zwischen dem Mittelleiter 11 und den Breiueiten 12, 14 ausbildet, ist mit der Hohlleiterwelle nicht oder durch Störstellen nur schwach verkoppelt Auf diese Weise läßt sich der Koaxial-Hohlleiter-Übergang beispielsweise in einem Frequenzbereich von 14 bis 16GHz so optimieren, daß sich relativ frequenzunabhängig eine geringe Durchgangs- und eine hohe Reflexionsdämpfung erzielen läßt. Die hakenförmige Krümmung des Mittelleiters 11 hat dabei den Zweck, die Baulänge des gesamten Übergangselementes so kurz wie möglich zu halten.

Es hat sich gezeigt, daß die einfach herzustellenden Drehteile 8,10,15 (abgesehen vom Kragen 15,4/ 13, der einfach aus Draht zu biegende Mittelleiter 11 und die als Koaxial-Außenleiter dienende Bohrung 16 in der Kurzschlußwand 3 bezüglich mechanischer Toleranzen unkritisch sind, weil Toleranzen im Bereich von 'Λο mm durchaus zugelassen werden können. Bei der Gestaltung des Überganges von dem Koaxial-Leitungsstück auf die Mikrostreifenleitung konnte der Vorteil erzielt werden, daß letztere in zweierlei Ausrichtungen angeordnet werden kann (entweder parallel zur Kurzschlußwand 3 oder parallel zu einer der Breitseiten 12, 14), ohne daß an den restlichen Teilen des Übergangselementes etwas geändert werden muß.

Durch die Aufteilung des Übergangselementes u. a. in den Übergang vom Koaxial-Leitungsstück auf die Mikrostreifenleitung konnte dieser Übergang getrennt optimiert werden von dem Hohlleiter-Koaxial-Übergang. Dabei ist der Koaxial-Innenleiter zweifach gestuft worden, so daß der Durchmesser also beim Übergang von der Mikrostreifenleitung auf das Koaxial-Leitungsstück etwas zunimmt, ähnlich wie es beim Übergang von dem Teil 8 zum Teil 10 des Innenleiters der Fall ist.

Wird die Mikrostreifenleitung gemäß der Darstellung 46 angeordnet, so durchdringt der verjüngte Teil des Innenleiters 8 das Substrat 5b senkrecht zur Mikrostreifenleiterebene von der Masseseite her. Bei der Anordnung 4a dagegen wird das Substrat 5a mit dem Leiter Ta von unten gegen den Innenleiter 8 gedrückt. Beide Arten des Überganges sind reflexions- und verlustarm und nahezu völlig frequenzunabhängig.

Mit der Erfindung ist also ein Gbergangselemeni geschaffen worden, das sehr gute elektrische Eigenschaften zeigt, einfach herstellbar und montierbar und auch einfach abgleichbar ist und das bezüglich mechanischer Toleranzen und damit auch bezüglich Temperatur-Schwankungen unkritisch ist. Dabei ist die Baulänge gering, und ohne Mehraufwand sind zwei unterschiedliche räumliche Anordnungen der Mikrostreifenleitung gegenüber dem Hohlleiter möglich, so daß beide entweder in der gleichen Richtung zueinander verlaufen oder einen Winkel von bevorzugt 90° einschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Obergang von einem Hohlleiter auf eine Mikrostreifenleitung, wobei der Hohlleiter an einem Ende mit einer Kurzschlußwand abgeschlossen ist und eine Hohlleiterwand eine koaxiale Durchführung mit einem in einer dielektrischen Buchse geführten Innenleiter besitzt, der einerseits mit der Mikrostreifenleitung, dessen Massefläche mit der Hohlleiterwand kontaktiert ist, in Verbindung steht und andererseits in das Hohlleiterinnere hineinragt, d a durch gekennzeichnet, daß die koaxiale Durchführung in der Kurzschlußwand (3) angeordnet ist, daß der Innenleiter (8, 10,11) der koaxialen Durchführung in einer Ebene verläuft, die in der Mitte des Hohlleiters (9) parallel zu dessen Breitseiten (12, 14) liegt, daß der Innenleiter (il) über eine Lenge, die etwa der halben Kohlleiterbetriebswellenlänge entspricht, in den Hohlleiter (9) hineinragt, daß die Buchse (15) eine vor der Kurzschlußwand (3) im Hohlleiter (9) eingefügte kragenförmige Querschnittserweiterung (ISA) besitzt und daß in den Hohlleiter (9) eine auf den Innenleiter (10) gerichtete A bstirnmschraube (13) hineinragt.

2. Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlleiter (9) hineinragende Ende (11) des Innenleiters gekrümmt ist.

3. Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (8, 10, 11) mit Querschnittsstufungen versehen ist.