DE3304860C2 - Mikrowellendetektor in Flossenleitungstechnik - Google Patents

Abstract

Bei einem Mikrowellendetektor, der zwei metallische Gehäusehälften aufweist, die eine eingefräste Hohlleiterstruktur bilden und die ein dielektrisches Substrat mit einer in Finleitungstechnik aufgebrachten Metallisierung einschließen, sollen die Gehäusehälften aus Aluminium mit galvanisch oxidierter Oberfläche bestehen. Die Masseverbindung des einen Teils der Finleitung mit dem Gehäuse ist über eine gesonderte Masseleitung hergestellt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Mikrowellendetektor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem solchen Detektor ist in der Mitte eines Hohlleiters (Ε-Ebene) ein dielektrisches Substrat angeordnet, auf welches durch Metallisierung eine Flossenleitungsstruktur aufgebracht ist. Die Flossenleitung bildet zusammen mit dem Hohlleiter eine geschirmte Schlitzleitung. Der Schlitz ist durch eine Detektordiode überbrückt, welche die über den Hohlleiterzug ankommende Mikrowellenleistung in eine Gleichspannung umwandelt. Die Gleichspannung wird als Detektorsignal über eine isoliert durch das Hohlleitergehäuse geführte Anschlußleitung abgeführt. Ein Teil der Flossenleitung ist dabei mit der Anschlußleitung, der andere Teil mit der Gehäusemasse verbunden. Die Verbindung zur Masse wird bei einer bekannten Anordnung dieser Art (Wissenschaftliche Berichte AEG-TELEFUN-KEN 54,1981,4-5, Seiten 233/234) dadurch hergestellt, daß das dielektrische Substrat beim Zusammenfügen der Anordnung durch die aus Messing bestehenden Gehäuseteile eingeklemmt wird, und über die Klemmflächen eine Verbindung zwischen Gehäuse und der mit Masse zu verbindenden Flossenleitungshälfte entsteht. Die andere Hälfte der Flossenleitung wird durch eine Isolierfolie gegen das Gehäuse isoliert. Nachteilig an einem derartigen Aufbau ist, daß durch die mechanische Beanspruchung, welche für die Masseverbindung erforderlich ist, das dielektrische Substrat einer erhöhten Bruchgefahr ausgesetzt ist, und daß die durch Klemmung verursachte Masseverbindung bei äußeren mechanischen Beanspruchungen störanfällig und die Isolation durch die Isolierfolie nicht zuverlässig gewährleistet ist. Für die Klemmverbindung ist zudem die strenge Einhaltung geringer Fertigungstoleranzen unerläßlich.

Aus derselben oben genannten Zeitschrift (dort Seiten 251—253) ist es bekannt, einen Millimeterwellen-Empfänger mit Mischer in Flossenleitungstechnik in einem Aluminiumgehäuse aufzubauen.

Aus der DE-AS 10 30 452 ist eine Mikrowellen-Leistungsmeßanordnung für Hohlleiter bekannt, bei der ein Bolometer-Element zwischen zwei, zwei Teile eines Hohlleiterzuges bildende Gehäuseteile eingefügt ist, wobei ein Anschluß des Bolometer-Elements elektrisch mit der Masse des ersten Gehäuseteils verbunden ist.

Der andere Anschluß ist über eine gesonderte Masseleitung mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Die beiden Teile des Hohlleiterzuges sind elektrisch voneinander isoliert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mikrowellendetektor der eingangs genannten Art anzugeben, welcher mechanisch und elektrisch zuverlässiger und einfacher herzustellen ist

Diese Aufgabe wird bei einem Mikrowellendetektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst durch die in dessen kennzeichnendem Teil aufgeführten Merkmale. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigt

F i g. 1 einen aus zwei Teilen bestehenden Gehäuseblock,

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse mit Front- und RüJcenplatte,

Fig.3 eine Ausschnittsvergrößerung, welche die Hohlleiterstruktur mit dem Substrat zeigt,

Fig.4 eine Aufsicht auf die Flossenleitungsstruktur des Substrats.
Der in Fig. 1 dargestellte Gehäuseblock besteht aus zwei Gehäusehälften 1 und 2, in welche die Hohlleiterstruktur 10 eingefräst ist. Zwischen den Gehäusehälften ist das dielektrische Substrat 3 eingefügt, welches die Flossenleitungsstruktur trägt. Das Anschluß des Detektors erfolgt über die Anschlußleitung 12, welche isoliert durch das Gehäuse zum Substrat geführt ist.

Die in Fig.3 ausführlich gezeigte Hohlleiterstruktur besteht aus dem eigentlich wellenführenden Hohlleiter 10 und den seitlichen Hohlräumen 11, welche durch Abstimmung ihrer Dimension auf die Betriebswellenlänge als Abschirmung des Hohlleiters dienen. In den Gehäuseteil 1 sind Aussparungen 8 eingefräst, in welchen das Substrat zu liegen kommt. Der Hohlleiterzug ist durch die Gehäuseblöcke 1 und 2 mit den Stegen 9 abgegrenzt. Das dielektrische Substrat ist weitgehend frei von mechanischen Spannungen zwischen die beiden Gehäusehälften 1 und 2 eingefügt. Da das Gehäuse aus oberflächlich oxidiertem Aluminium besteht, ist gewährleistet, daß die Metallschichten 5 und 6 auf dem Substrat elektrisch gegen das Gehäuse isoliert sind. Die Zwischenfügung einer Isolierfolie wird damit überflüssig. Gleichzeitig stellt die Oxidschicht des Aluminiums eine gute Oberflächenpassivierung dar. Ein Teil 5 der Substratmetallisierung ist mit der Anschlußleitung 12, der andere Teil 6 über eine Masseleitung 13 mit dem Gehäuse verbunden (Fig. 4). Die Anschlußleitungen sind aus Übersichtsgründen in der Fig.3 nicht eingezeichnet. Dadurch, daß die Massekontaktierung nicht durch Anpressen zustande kommt, wird zum einen das Substrat mechanisch nicht belastet und sind zum anderen größere mechanische Toleranzen bei der Gehäuseherstellung erlaubt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist auf die Stirnseite 16 der zusammengefügten Gehäusehälften 1

und 2 eine Platte 17 mit einer Hohlleiteröffnung 18 und einem entsprechenden Flanschanschluß aufgeschraubt. Diese Platte entkoppelt die Detektoranordnung mechanisch von der Flanschverbindung. Auf der Rückseite wird der Detektor mit einer Kurzschlußplatte 19 elekirisch abgeschlossen, mechanisch stabilisiert und gegen Verschmutzung geschützt.

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität des i. a. aus Quarz bestehenden Substrats ist vorgesehen, die Metallisierung des Substrats, außerhalb des Hohlleiterbereichs entlang der Berandung des Substrats sowie u. LJ. auf der Rückseite des Substrats fortzuführen. Hierdurch wird die Bruchfestigkeit des Substrats besonders gegen Sprünge vom Rand her erheblich gesteigert (F i g. 4).

Die Detektordiode 4 in Fi g. 3 ist durch Bonden oder Löten mit den Metallisierungen der Flossenleitungsstruktur verbunden. Am Eingang des Detektors ist ein Übergang vom Halbleiter auf die Flossenleitung angeordnet, hinter der Diode kann zur Absorption von noch durchgehender Mikrowellenleistung ein absorbierender Lack aufgebracht sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mikrowellendetektor in Flossenleitungstechnik, insbesondere für den mm-Wellenbereich, bei welchem ein zumindest einseitig mit einer Flossenleitungsstruktur metallisiertes Substrat zwischen zwei, zwei Hälften eines Hohlleiterzugs bildenden Gehäuseteilen (1, 2) eingefügt, wobei ein Teil der Flossenleitungsstruktur elektrisch mit der Masse des Gehäuses, ein weiterer Teil der Flossenleitungsstruktur mit der Detektoranschlußleitung (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (1,2) aus Aluminiurh bestehen und ihre Oberfläche galvanisch oxidiert ist, daß das dielektrische Substrat mechanisch spannungsfrei zwischen die beiden Gehäuseteile eingefügt ist und daß die Verbindung des einen Teils der Flossenleitung mit der Masse über eine gesonderte Maeseleitung hergestellt ist.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stirnseite (16) des Detektorgehäuses eine Platte (17) mit einer Hohlleiterverbindung (18) aufgeschraubt ist.

3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Substrat zusätzlich zu der die Flossenleitung bildenden Metallisierung auch entlang des Substratrandes metallisiert ist.