DE3248641A1 - Mikrowellenringhybrid - Google Patents
MikrowellenringhybridInfo
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- DE3248641A1 DE3248641A1 DE19823248641 DE3248641A DE3248641A1 DE 3248641 A1 DE3248641 A1 DE 3248641A1 DE 19823248641 DE19823248641 DE 19823248641 DE 3248641 A DE3248641 A DE 3248641A DE 3248641 A1 DE3248641 A1 DE 3248641A1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/19—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
- H01P5/22—Hybrid ring junctions
- H01P5/222—180° rat race hybrid rings
Landscapes
- Waveguides (AREA)
Description
AEG-TELEFUNKEN k1
Nachrichtentechnik GmbH «„ so/cn
Gerberstraße 33 ■ ■ ük. ö*/^
D-7150 Backnang
Mikrowellenringhybrid
Die Erfindung betrifft ein Mikrowellenringhybrid gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Ringhybrid
ist beispielsweise bekannt aus Siemens-Zeitschrift US ( 1971+)
Beiheft "Nachrichten-Übertragungstechnik", Seite 162, Bild
Dieses Ringhybrid ist komplett in Microstrip-Technik auf einer Seite eines Keramiksubstrates ausgeführt. Die Anschlußarme
sind galvanisch gekoppelt, sodaß beispielsweise bei , Verwendung des Ringhybrids zur Parallelschaltung zweier Ver-Stärkermodule
zusätzliche Netzwerke zur galvanischen Entkopplung der Anschlußarme, wie etwa Chip-Kondensatoren oder
Fingerkoppler, zusätzlich vorgesehen sein müssen. Diese zusätzlichen
Bauelemente können die Symmetrie und Anpassung des Ringhybrids stören und damit Reflexionen und Verluste
hervorrufen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Mikrowellenringhybrid gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden,
daß alle Anschlußarme galvanisch voneinander ent-
BK 82/54
koppelt sind ohne Verwendung zusätzlicher Bauelemente. Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Kopplungen zwischen Schlitzleitungen und Microstrip-Leitungen
sind an sich bekannt, beispielsweise aus DE - 05 26 07634. Dieser Veröffentlichung ist aber keine
Anregung zu entnehmen, wie ein Mikrowellenringhybrid bei galvanischer Entkopplung aller Anschlußarme ohne Zusatzmaßnahmen
realisiert werden könnte.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung aufgezeigt.
Erhebliche Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß sich trotz der galvanischen Entkopplung aller
Anschlußarme sämtliche Ein- und Ausgänge des Ringhybrids auf einer Seite des Trägersubstrates befinden. Dadurch
können die mit dem Ringhybrid zu verbindenden Baugruppen alle auf einer Seite des·Trägersubstrates angeordnet werden.
Die Schlitzleitung, die wegen ihres ungünstigen Abstrahlverhaltens nicht mit einstrahlungsempfindlichen Baugruppen
gekoppelt sein darf, befindet sich auf der diesen Baugruppen abgewandten Trägersubstratseite und stört somit
kaum. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Trägersubstratseite auf der sich die Schlitzleitung
befindet, bis auf die "Störstelle - Schlitzleitung" eine geschlossene leitfähige Schicht trägt und so Abstrahlungen
der mit dem Ringhybrid verbundenen Baugruppen in Richtung Trägersubstrat abschirmt. Benachbarte Mikrowellenbauteile
können daher, ohne wesentlichen Störstrahlungen ausgesetzt zu sein, in die Nähe dieser leitfähigen Schicht gebracht
werden. Die Packungsdichte von Mikrowellenschaltungen kann somit wesentlich erhöht werden.
BAD ORIGINAL
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
Es zeigen
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein 18O° - Ringhybrid nach der
Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittzeichnung hierzu und Fig. 3 ein 90° - Ringhybrid.
In Fig. 1 sind die Anschlußarme des Ringhybrids mit den Bezugszeichen
1,2, 3 und 4 bezeichnet. Sie befinden sich auf der Oberseite des dielektrischen Trägersubstrates 5 und sind
als Microstrip-Leitungen ausgeführt. Der Ring 6 des Ring-■*"**■
hybrids besteht aus einer geschlossenen Schlitzle.itung auf
der Unterseite des Trägersubstrates 5. Die Anschlußarme 1, 2, 3 und 4 kreuzen den Ring 6 im Koppelbereich senkrecht.
Die Anschlußarme 1, 2, 3 und 4 sind auf dem Umfang des Ringes
6, der insgesamt einen Umfang von 3/2 λ aufweist, wie bei einem herkömmlichen 180° - Ringhybrid verteilt; d.h.
der Abstand zweier Anschlußarme - 1 und 3 - auf dem Umfang
des Ringes 6 beträgt 3/4 λ und die weiteren Anschlußarme - 2 und 4 - haben jeweils einen Abstand von λ/4 auf dem
Umfang des Ringes 6 zu benachbarten Anschlußarmen..Die einen Leitungsenden der Anschlußarme 1, 2 und 3 ragen um ein
λ/4 - Stück in den Ringbereich hinein und sorgen damit für eine geeignete Transformation im Koppelbereich von Schlitzleitung
und Microstrip-Leitung. Die Leitungslängen λ/4, 3/4 λ, 3/2 λ können jeweils mit einem Faktor η (n = 1, 2, 3,-·«
multipliziert sein. Die Ausgestaltung des vorzugsweise mit einem Absorber beschalteten Anschlußarmes 4 kann auf verschiedene
Weise geschehen. Entweder können beide Leitungsenden diesseits und jenseits der Ringüberkreuzung um jeweils
ein λ/4 - Leitungsstück in den Ringbereich hinein-
bzw. von diesem nach außen wegragen oder es kann, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Leitungsende um ein λ/4 -Stück
vom Ringbereich nach außen ragen, wohingegen das andere Leitungsende durch einen Niet 9 mit der leitfähigen
Schicht 7, vgl. Fig. 2, auf der Unterseite des Träger-
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substrates 5 verbunden Ist und somit einen Absorber bildet. Zur Kompensation von Serieninduktivitäten des Absorbers ist
der Anschlußarm 4 auf der in den Ringbereich ragenden Seite mit einer Parallelkapazität 10 in Microstrip-Technik beschaltet.
In Fig. 2 ist das Ringhybrid im Schnitt dargestellt. Die
Schlitzleitung 6 ist in die leitfähige Schicht 7 eingebettet. Die Breite b des ringfömrigen Schlitzes weist zur Breite a
der Microstrip-Leitung das bei 180° - Ringhybriden bekannte Verhältnis von: a:b = V 2: 1' auf.
Ein Ringhybrid nach Fig. 1, das für eine Mittenfrequenz von 6 GHz konzipiert wurde, erreichte eine relative Bandbreite
von 15%. Den Wellenwiderstand der Microstrip-Leitung wählt man vorzugsweise zu 50 Ü. Für die Schlitzleitung
resultiert daraus ein Wellenwiderstand von 71 "Q.
Im bisherigen Ausführungsbeispiel wurde nur ein 180° Ringhybrid
dargestellt. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein 90° - Ringhybrid. Die Anschlußarme 1, 2, 3
und 4 sind auf dem Umfang des in Schlitzleitungstechnik ausgeführten Ringes 6 jeweils im Abstand von λ/4 verteilt.
Die Anschlußarme kreuzen den Ring 6 wieder senkrecht. Auch ragen die Anschlußarme 1, 2 und 3 um jeweils ein λ/4-Stück
in den Ringbereich hinein. Der Wellenwiderstand der Streifenleitungen 1, 2, 3 und 4 sei ZQ, beispielsweise 50 Q.
Der Ring 6 in Schlitzleitungstechnik auf der Unterseite des Trägersubstrates 5 weist Schlitzleitungen mit verschiedenen
Breiten auf. Zwischen den Überkreuzungen der Anschlußarme 1 und 2 sowie 3 und 4 ist die Breite b1 der Schlitzleitung
so gewählt, daß sie einen Wellenwiderstand von —^
aufweist, beispielsweise 35 2 . Zwischen den Anschlußarmen
und 4 sowie 1 und 3 ist die Breite b2 so gewählt, daß sie einen Wellenwiderstand von Z , also beispielsweise 50 Q
aufweist. Im Bereich der Kreuzungen können wie zuvor Abstimmelemente angebracht sein.
BAD ORIGINAL
Claims (6)
- AEG-TELEFUNKEN K1 E7/Spe/htNachrichtentechnik GmbH BK 82/54Gerberstraße 33D-715O BacknangPatentansprücheMikrowellenringhybrid, dessen Anschlußarme (1, 2, 3, 4) in Microstrip-Technik auf einer Seite eines dielektrischen Trägersubstrates (5) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) des Mikrowellenringhybrids aus einer in sich geschlossenen Schlitzleitung, gebildet von einem Schlitz in einer leitfähigen Schicht (7) auf der anderen Seite des Trägersubstrates (5), besteht, welche hochfrequenzmäßig mit den Microstrip-Leitungen gekoppelt ist.
- 2. Mikrowellenringhybrid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hochfrequenzmäßig koppelnden Teile der als Microstrip-Leitungen ausgebildeten Anschlußarme (1, 2, 3, 4) und dem als Schlitzleitung ausgebildeten Ring (6) senkrecht kreuzen.BK 82/54
- 3. Mikrowellenringhybrid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Microstrip-Leitungen zumindest zweier Anschlußarme (1, 2, 3) um ein λ/4-Stück in den Ringbereich hineinragen.
- 4. Mikrowellenringhybrid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Microstrip-Leitung eines Anschlußarmes (4) am einen Leitungsende um ein λ/4-Stück in den Ringbereich hineinragt und am anderen Leitungsende um ein λ/4-Stück vom Ringbereich nach außen ragt.
- 5. Mikrowellenringhybrid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Microstrip-Leitung eines Anschlußarmes (4) am einen Leitungsende mit der leitfähigen Schicht (7) auf der anderen Seite des Trägersubstrates (5) verbunden ist und daß die Microstrip-Leitung am anderen Leitungsende um ein λ/4-Stück vom Ringbereich nach außen ragt.
- 6. Mikrowellenringhybrid nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kreuzungen des als Schlitzleitung ausgebildeten Ringes (6) mit den Microstrip-Leitungen der Anschlußarme (1, 2, 3, 4) Abstimmelemente (8) vorhanden sind.BAD ORIGINAL
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