DE3322559A1

DE3322559A1 - Gleichspannungszufuehrung fuer hf-bauelemente

Info

Publication number: DE3322559A1
Application number: DE19833322559
Authority: DE
Inventors: Karl 7900 Ulm Leger; Stefan Dipl.-Ing. 7913 Senden Rust
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3322559C2; FR2549299A1; FR2549299B1

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-ÜL/Bl/hä

Theodor-Stern-Kai 1 UL 83/34

D-6000 Frankfurt 70

Gleichspannungszuführung für HF-Bauelemente

Die Erfindung betrifft eine Gleichspannungszuführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anwendung innerhalb der Vielfalt der elektrischen Schaltungen betrifft den Bereich, in dem eine Trennung von Gleichspannung oder niederfrequenten Signalen von HF-Signalen erforderlich ist und eine Leitungsführung durch eine zur Schaltung gehörende Wand notwendig ist.

Es sind Gleichspannungszuführungen mit Filterstrukturen bekannt, bei denen der Kraftschluß zum Gehäuse axial meist

tO über eine Feder erfolgt. Die radiale Lagerung geschieht über isolierende, elastische Teile. Diese Lösungen sind nicht vibrationsfest bzw. erfordern zur Erreichung einer ausreichenden Vibrationsfestigkeit eine engtolerierte feinmechanische Fertigung mit hohen Kosten. Die Paßgenauigkeit der Teile und demzufolge auch die Vibrationsfestigkeit ist temperatur- und alterungsabhängig.

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Werden HF-Komponenten hohen mechanischen Störkräften (Schock, Vibration) ausgesetzt, so werden die in der HF-Komponente erzeugten, verstärkten oder zu bearbeitenden HF-Signale aufgrund der von den Störkräften verursachten Ortsveränderungen von mechanischen Teilen in ihrer Amplitude oder Frequenz beeinflußt, woraus eine Verschlechterung der Kennwerte dieser Komponenten resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleichspannungszuführung der eingangs genannten Art anzugeben, welche mechanisch stabil und für den Einsatz bei extremen Umweltbedingungen geeignet ist und einfach zu fertigen ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausbildungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. FIG. 1 zeigt ein vorteilhaftes Aueführungsbeispiel der Erfindung in der Anwendung bei einem Gunn-Oszillator. Das HF-Bauelement 1 ist in einen Hohlleiter 12 eingebaut. Die Gleichspannungszuführung tritt durch eine Bohrung in einer Wand 6 des Hohlleiters hindurch. Die Gleichspannung wird über einen Stift 3 und über einen Federbalg 2 dem Gunn-Element 1 zugeführt. Eine Andrückschraube 7 drückt eine Verdickung 9 (den mit größerem Durchmesser versehenen Teil) des Stiftes 3 über eine Absorberscheibe 8 aus HF-abeorbierendem Material und eine aus demselben Material bestehende Zentrierscheibe 4 gegen eine in der abgestuften Bohrung befindliche Auflagekante 11. Der Stift 3 ist somit an der Kante 11 kraftschlüssig in der Wand 6 fixiert. Durch eine Hilfsbohrung 10 wird elektrisch nichtleitender Kleber 5 in den Raum zwischen

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Stift 3 und Gehäusewand 6 im Bereich der Auflagekante 11 bis zur Durchtrittsstelle 13 des Stiftes in den Hohlleiter 12 gefüllt. Während der axiale Kraftschluß an der Kante erzwungen wird, ist der radiale Kraftschluß von der Kante 11 bis zur Durchtrittsstelle 13 durch den Kleber 5 gegeben. Der Stift 3 kann somit nur noch innerhalb des Hohlleiters 12 aufgrund seiner Masse bei hohen Beschleunigungskräften Pendelbewegungen ausführen. Diese sind so gering, daß ein Durchgriff auf den HF-Leistung führenden Hohlleiter vernachlässigbar ist. Der Federbalg 2 stellt das Verbindungsstück zwischen Stift 3 und HF-Bauelement dar. Aufgrund seines geringen Eigengewichtee und der hohen Federkraft ist eine zuverlässige Kontaktgabe auch bei hohen Beschleunigungskräften gegeben. Die Aufgabe des Federbalgs besteht vor allem darin, Längentoleranzen der Gleichspannungezuführung sowie des HF-Bauteiles auszugleichen.

Ein Oszillator mit einer erfindungsgemäßen Gleichspannungszuführung weist geringe Beeinflussung der Amplituden- und Frequenzkonstanz bei Beaufschlagung mit Beschleunigungskräften (Schütteln) auf (geringe Mikrophonie).

Was die HF-Eigenschaften der Gleichspannungszuführung betrifft, so muß sie außer einer hohen Sperrdämpfung geringe Verluste aufweisen. Bei einem Oszillator würde sonst die Leerlaufgüte in unzulässiger Weise verschlechtert. Eine verlustlose Gleichspannungezuführung erreicht ihre hohe Sperrdämpfung durch einen hohen Reflexionsfaktor, d. h. die am Stift 3 gekoppelte HF-Leistung wird an der Stelle 13, an welcher der Stift vom Hohlleiter 12 ins Gehäuse führt, vollständig in den

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Hohlleiter reflektiert. Da der Kleber 5 ein verlustbehaftetes Material ist, muß angestrebt werden, den Bereich des in der Wand 6 liegenden Teiles der Gleichstromzuführung möglichst frei von HF-Leistung zu halten.

FIG. 2 zeigt in A) das Prinzip der Gleichspannungszuführung und in B) das Ersatzschaltbild von Resonator und Gleichspannungszuführung. Mit L ist die geklebte Länge des Stiftes 3 in der Wand 6 zwischen Durchtrittsstelle 13 und HF-Sperre, die hier von den absorbierenden Scheiben 4 bzw. 8 gebildet wird, bezeichnet. Die Gleichspannungszuführung besitzt für L *** λ/4 bei der Frequenz f eine Sperresonanz. Bei dieser Frequenz wird wesentlich weniger Leistung in den Hohlleiter 12 zurückreflektiert als außerhalb dieser Resonanz, was sich in einer Verschlechterung der Oszilla toreigenschaften auswirkt. Der bei der Resonanzfrequenz f wirksam werdende Verlustwiderstand resultiert aus den Verlusten der Absorberscheibe 4 und der Klebschicht 5. Um den Reflexionsfaktor außerhalb der Resonanz möglichst groß und damit geringe HF-Verluete in der Gleichspannungszu führung zu haben, muß der Wellenwiderstand Z_ über die

L Länge L möglichst klein sein.

Für diesen Fall gilt für das Gesamtersatzschaltbild,

FIG. 2B), R₁ $> R ,so daß der Einfluß der Gleichepan-ο ι. ices

nungszuführung auf die Güte des Resonators und damit auf die Stabilität des Oszillators vernachläeeigbar ist. Die Länge L des geklebten Stiftes kann so gewählt werden, daß die Betriebsfrequenz oberhalb oder auch unterhalb der Resonanz f der Gleichspannungezuführung liegt und richtet sich auch danach, inwieweit die Hohlleiterschaltung eine negative oder positive Restreaktanz verkraftet.

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Der restliche, nichtreflektierte HF-Anteil wird in der Absorberscheibe 4 bzw. 8 in Wirkleistung umgesetzt. So wird vermieden, daß HF-Leistung bis an die Klemmen des Gleichspannungsanschlusses gelangt und von dort undefiniert in den Resonator zurückreflektiert wird.

Steht genügend Platz für die Gleichspannungszuführung zur Verfugung, kann statt der Absorberscheibe 8 eine radiale λ/4-Kurzschlußleitung 14 vorgesehen werden. Eine vorteilhafte Ausführung dieser Weiterbildung der Erfindung zeigt FIG. 3. Mit dieser Lösung wird die hinter die geklebte Länge in Richtung Gleichspannungsklemmen gelangte HF-Leistung definiert in den Hohlleiter zurückreflektiert. Wegen der fehlenden Absorberscheibe ist diese Gleichspannungszuführung noch verlustärmer und damit die Güte-Verschlechterung noch geringer. Der Wellenwiderstand der Kurzschlußleitung 14 muß zur Erzielung eines großen Reflexionsfaktors möglichst groß sein.

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Bl/hä

Theodor-Stern-Kai 1 UL 83/34

D-6000 Frankfurt 70

Patentansprüche

Gleichepannungszuführung für HF-Baueleraente, welche durch eine Wand geführt und gegen das Austreten von HF-Leistung gesichert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

_ 05 Ein leitender Stift (3) tritt durch eine abgestufte, mit einer inneren Auflagekante (11) versehene Bohrung in der Wand (6) hindurch;

- Auf der Auflagekante (11) liegt eine Zentrierscheibe (4);

Eine Andrückschraube (7) drückt eine Verdickung (9) des Stiftes (3) auf die Zentrierscheibe (4) und somit gegen die Auflagekante (11);

Der Raum zwischen Stift (3) und Bohrung in der Wand (6) ist im Bereich zwischen Auflagekante (11) und Durchtrittestelle (13) mit einem nichtleitenden Kleber (5) ausgefüllt (FIG. 1).

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2. Gleichspannungezuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Andrückschraube (7) und
Verdickung (9) eine Absorberscheibe (8) aus HF-absorbierendem Material eingefügt ist.
3. Gleichspannungszuführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierscheibe (4) aus dem
gleichen Material besteht wie die Absorberscheibe (8),
4. Gleichepannungezuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Ende des Stiftes (3) und das HF-Bauelement (1) ein elektrisch leitender Federbalg (2) eingefügt ist.
5. Gleichepannungezuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (9) des Stiftes (3) als radiale λ/4-Kurzschlußleitung (14) ausgeführt ist

(FIG. 3).