DE3426565C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verbindung zwischen zwei planaren Leitungen für den Mikrowellenbereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Verbindung ist aus der DE 15 91 586 B2 bereits bekannt.

Die dort beschriebene Verbindung ist in einem Hohlleiter angeordnet und verbindet zwei planare Leitungen, die auf zwei aneinanderstoßenden dielektrischen Substraten angeordnet sind. Als Verbindungselement ist eine metallische Kontaktfeder vorgesehen, die mittels einer Schraube im Hohlleiter befestigt ist und auf den sich gegenüberstehenden Enden der beiden Leitungen aufliegt und diese dadurch galvanisch miteinander verbindet.

Gelegentlich ist es jedoch erforderlich, planare Leitungen galvanisch aufzutrennen und die Auftrennung kontaktfrei zu überbrücken. Außerdem ist es sinnvoll, Einzelkomponenten getrennt zu testen und anschließend zu einer komplexeren Schaltung zusammenzusetzen.

Eine kontaktfreie Mikrowellen-Verbindung ist aus der US 37 71 075 bekannt. Bei dieser Verbindung sind zwei dielektrische Substrate vorgesehen mit jeweils einer Grundmetallisierung auf der Unterseite und einer Mikrostreifenleitung auf der Oberseite. Zur Herstellung der kontaktfreien Verbindung sind die beiden Substrate so aufeinandergelegt, daß die beiden Grundmetallisie­ rungsflächen direkt aufeinanderliegen ("back-to-back") und die beiden Mikrostreifenleitungen an einem ihrer Enden auf einer bestimmten Länge überlappen. Im Überlappungsbereich ist quer zur Verlaufsrichtung der beiden Mikrostreifenleitungen ein Kopplungsschlitz in beiden Grundmetallisierungs­ flächen angebracht, in dessen Bereich die Metallisierung fehlt.

Aus der DE 31 33 362 C2 schließlich ist eine kontaktfreie Hohlleiterverbindung bekannt, bei der zwei Hohlleiterenden berührungsfrei sich gegenüberstehen und die kontaktfreie Verbindung über besonders geformte Flansche hergestellt wird, zwischen denen sich ebenfalls ein Luftspalt befindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung der eingangs genannten Art anzugeben, die kontaktfrei, verlustarm und breitbandig ist und auch als lösbare, steckbare Verbindung ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst. Die weiteren Ansprüche beinhalten vor­ teilhafte Ausbildungen bzw. Weiterbildungen der Verbindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Verbindung nach Patentanspruch 1 für zwei Mikrostreifenleitungen, und zwar in A) in Draufsicht, in B) im Querschnitt. Zwei aneinander­ stoßende dielektrische Substrate S1 und S2 tragen auf ihren Oberseiten Leitungen L1 bzw. L2 und auf ihren Unter­ seiten eine Grundmetallisierung Met. Eine metallische Zunge Z ist galvanisch mit den Ende der ersten Leitung L1 verbunden, z. B. angelötet. Sie ragt über das Ende der zweiten Leitung L2, vorzugsweise um eine Länge von etwa λ/4. Dabei ist λ die Wellenlänge bei der Mittenfrequenz f_o der planaren Leitung. Zwischen die überragende Zunge Z und das Ende der zweiten Leitung L2 ist eine dünne Isolier­ schicht F eingefügt. Diese ist vorzugsweise eine dünne dielektrische Folie von z. B. 10 µ Dicke. Es kann aber auch eine Eloxalschicht verwendet werden, z. B. kann die Zunge Z als teilweise eloxierte Aluminiumzunge ausgeführt werden. Die Grundmetallisierungen Met. sind in gleicher Weise durch eine Zunge Z kontaktfrei verbunden.

Die beschriebene kontaktfreie Verbindung kann natürlich ebenfalls angewendet werden bei der galvanischen Auf­ trennung einer planaren Leitung, die sich auf einem ein­ zigen durchgehenden Substrat befindet. Bei komplexeren Leitungsanordnungen werden in gleicher Weise alle zu verbindenden Leitungen jeweils mit Zungen Z überbrückt.

Die Zunge Z bildet mit dem zu verbindenden Leiter bedingt durch das dünne Dielektrikum der Isolierschicht F eine sehr niederohmige Leitung, verglichen mit der Leitungsim­ pedanz der zu verbindenden HF-Leitungen. Die Impedanz der Verbindung ist typisch kleiner als 1/10 der Leitungsimpe­ danz der HF-Leitung.

Die elektrische Verbindung zwischen den HF-Leitungen entsteht durch eine Leitungstransformation der am Ende leerlaufenden Leitung mit der Zunge Z in eine sehr niedrige Reaktanz an der Verbindungsstelle der HF-Lei­ tungen.

Aufgrund des großen Impedanzverhältnisses zwischen HF- Leitung und der mit der Zunge gebildeten Leitung ist eine breitbandige Übertragung von 0,1 f_o bis 1,9 f_o möglich.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Verbindung für unila­ terale Finleitungen. Die Substrate mit den Finleitungen Fin1, Fin2 sind in bekannter Weise in einem Hohlleiter angeordnet und seitlich in dessen Gehäuse G eingeklemmt. Beide Flossen sind jeweils mit einer Zunge Z kontaktiert. Eine Folie F dient als dünne Isolierschicht für beide Zungen.

Fig. 3 zeigt eine Verbindung für eine antipodale Fin­ leitung. Die Verbindung auf der Unterseite des Substrats mit der zugehörigen Zunge und Folie ist gestrichelt ge­ zeichnet.

Für steckbare Verbindungen ist es vorteilhaft, die Zungen Z an der Spitze leicht nach oben gebogen und federnd auszuführen.

Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung für unilaterale Finleitungen, bei der die Zungen ätz­ technisch hergestellt werden können. Dazu sind die beiden Substrate S1 und S2 im Hohlleiter versetzt angeordnet. Sie zeigen mit den Metallisierungen der Finleitungen Fin1, Fin2 zueinander und überlappen sich. Im Überlappungsbereich sind auf dem ersten Substrat S1 als Fortsetzung der ersten Finleitung Fin1, die beiden Zungen Z ätztechnisch ange­ bracht. Die zweite Finleitung Fin2 reicht bis zum Ende des zweiten Substrats S2. Die Folie F ist im Überlappungs­ bereich zwischen die beiden metallisierten Substrate geklemmt. Fig. 4A) zeigt die Anordnung in Draufsicht, wobei Teile, die sich unter dem zweiten Substrat befinden, gestrichelt gezeichnet sind, Fig. 4B) zeigt einen Quer­ schnitt. Diese Ausführung ist vorteilhaft bei allen weite­ ren Leitungstypen einsetzbar, bei denen die Substrate nur einseitig metallisiert sind, wie Suspended Stripline, Koplanarleitung usw.

Fig. 5 zeigt eine Verbindung nach dem Patentanspruch 2, und zwar am Beispiel einer unitateralen Finleitung. Fig. 5A) zeigt einen Schnitt, Fig. 5B) eine Draufsicht (bzw. Durchsicht) der Anordnung. Die Finlei­ tungen Fin3 und Fin4 sind kontaktfrei zu verbinden. Auf einem dritten Substrat S3 ist eine metallische Zunge Z aufgebracht, vorzugsweise ätztechnisch. Das Substrat S3 ist mit der Zunge Z auf die Enden der Leitungen Fin3, Fin4 gelegt, dazwischen ist im gesamten Überlappungsbereich eine dünne dielektrische Folie F eingefügt. Die dünne Isolierschicht kann natürlich, wie bei den zuvor beschriebenen Verbindungen auch in anderer Form hergestellt werden. Die Zunge Z überragt die Leitungsenden vorzugsweise jeweils auf einer Länge von etwa λ/4. Es gilt dabei für die Übergänge an beiden Leitungsenden das gleiche, was oben ausgeführt wurde. Die Anordnung wird in bekannter Weise in einen Hohlleiter eingeklemmt, wobei für das dritte Substrat S3 zusätzliche Aussparungen in die Hohl­ leiterwände gefräst werden.

Auch die Ausführung gemäß Fig. 5 ist nicht auf unilaterale Finleitungen beschränkt, sondern bei allen planaren Leitungstypen einsetzbar. So kann z. B. ein viertes Substrat mit Zunge(n) auf die Unterseite des ersten und zweiten Substrats gelegt werden.

Claims (6)

1. Verbindung zwischen zwei planaren Leitungen (L1, L2; Fin1, Fin2) für den Mikro­ wellenbereich, welche Leitungen auf einem oder auf zwei anein­ anderstoßenden oder sich überlappenden dielektrischen Substraten (S1, S2) angeordnet sind, bei der eine metallische Zunge (Z) galvanisch mit dem Ende der ersten Leitung (L1, Fin1) verbunden ist und über das Ende der zweiten Leitung (L2, Fin2) ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung kontaktfrei realisiert ist, indem die Zunge (Z) um etwa λ/4 über das Ende der zweiten Leitung (L2, Fin2) ragt, wobei λ die Wellenlänge bei der Mittenfrequenz der Leitung ist, und indem zwischen die überragende Zunge (Z) und das Ende der zweiten Leitung (L2, Fin2) eine dünne Isolierschicht (F) eingefügt ist, deren Schichtdicke so bemessen ist, daß die Impedanz der Verbindung kleiner ist als die Leitungsimpedanz der zu verbindenden Leitungen (L2, Fin2).

2. Verbindung zwischen zwei planaren Leitungen (Fin3, Fin4) für den Mikro­ wellenbereich, welche Leitungen auf einem oder auf zwei anein­ anderstoßenden dielektrischen Substraten (S1, S2) angeordnet sind, bei der eine metallische Zunge (Z) auf die beiden Substrate (S1, S2) gelegt ist, so daß die Zunge (Z) die Enden der beiden Leitungen (Fin3, Fin4) überlappt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung kontaktfrei realisiert ist, indem die metallische Zunge (Z) auf einem dritten Substrat (S3) aufgebracht ist, das dritte Substrat (S3) mit der Zunge (Z) auf die beiden ersten Substrate (S1, S2) gelegt ist, die Zunge (Z) um etwa λ/4 über die Enden der Leitungen (Fin3, Fin4) ragt, wobei λ die Wellenlänge bei der Mittenfrequenz der Leitung ist, und zwischen Zunge und Leitungsenden eine dünne Isolierschicht (F) eingefügt ist, deren Schichtdicke so bemessen ist, daß die Impedanz der Verbindung kleiner ist als die Leitungsimpedanz der zu verbindenden Leitungen (Fin3, Fin4).

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolierschicht eine dünne dielektrische Folie (F) ist.

4. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Isolierschicht eine Eloxalschicht ist.

5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Substrate (S1, S2) mit den Leitungen (Fin1, Fin2) zueinander zeigend und überlappend angeordnet sind, und daß im Bereich der Über­ lappung die Zunge (Z) ätztechnisch auf dem ersten Sub­ strat (S1) angebracht ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (Z) an der Spitze leicht nach oben gebogen und federnd ausgeführt ist.