DE3534980A1 - Hohlleiterschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlleiterschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Halbleiterschalter in Form eines Hohlleiterfensters sind an sich schon bekannt, jedoch für Kleinleistungs-Radarge­ räte insbesondere als schnellarbeitende Schalter mit möglichst geringer Steuerstromaufnahme sind sie unge­ eignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohllei­ terschalter zu realisieren, der eine möglichst verlust­ und trägheitsfreie Steuerung der innerhalb eines Hohllei­ ters stattfindenden Fortleitung elektromagnetischer Wellen gewährleistet.

Insbesondere soll der Hohlleiterschalter technologisch mit einfachen gängigen Mitteln herstellbar und im Hohlleiter leicht ohne zusätzlichen Aufbau weiterer hohlleiterkompa­ tiblen Anschlußstücke platzsparend intergrierbar sein. Weiterhin soll der durch den Hohlleiter vorgegebene Be­ triebsfrequenzbereich durch den Hohlleiterschalter nicht wesentlich eingeschränkt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichne­ ten Merkmale in vorteilhafter Weise gelöst. Weitere vor­ teilhafte Anordnungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und in der Beschreibung anhand von Abbildungen näher beschrieben.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert werden. In der zu den Ausführungs­ beispielen gehörenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Prinzipielle Arbeitsweise des steuerbaren Hohlleiterschalters;

Fig. 2A, 2B: Zwei Schaltzustände des Phasendrehgliedes;

Fig. 2C: Zeitlicher Verlauf von Steuersignal S, Eingangssignal W _E und Ausgangssignal W _A ;

Fig. 3: Anordnung des Halbleiterschalters auf einem Substrat (schematisch);

Fig. 4: Schematische Darstellung des auf einem Substrat aufgebauten Halbleiterschalters senkrecht zur Signalausbreitungsrichtung;

Fig. 5: Seitenansicht eines in Planartechnik aufge­ bauten Halbleiterschalters;

Fig. 6A: Vorderansicht eines PIN-Dioden-Schalters in Mikrostrip-Technik;

Fig. 6B: Substratrückseite;

Fig. 7A: PIN-Dioden-Schalter mit Tiefpaßstruktur in Längsrichtung;

Fig. 7B: in Mikrostrip-Technik;

Fig. 7C: in Suspended-Stripline-Technik;

Fig. 8: PIN-Dioden-Schalter mit "querliegender" Tiefpaßstruktur.

Um Signale in Hohlleitern steuern bzw. schalten zu können, im Besonderen im mm-Wellenbereich, wie es in Kommunika­ tions-, Radarsystemen oder beispielsweise in der Satelli­ tentechnik erforderlich ist, sind schnelle im nsec-Bereich arbeitende Schalter notwendig. Weiterhin sind Schalter notwendig, die im Signaldurchlaßfall eine möglichst ge­ ringe Einfügungsdämpfung verursachen.

Um dieses zu erreichen, wird vorzugsweise ein steuerbares Phasendrehglied 1 in den Hohlleiter 2 eingefügt. Dies ist schematisch in Fig. 1 dargestellt.

Damit eine möglichst wirkverlustleistungslose Steuerung möglich ist, wird vorzugsweise das Prinzip der konstrukti­ ven und destruktiven Interferenz ausgenutzt.

Ein Leistungsanteil der Hohlleiterwelle W _E, die in Fig. 1 und 2 von "links" in Signalausbreitungsrichtung Z sich fortpflanzt, wird bevorzugt im Phasendrehglied 1 verzögert bzw. phasengedreht, wenn die Steuerung aktiv ist; der andere Leistungsteil, der mit dem Phasendrehglied nicht wechselwirkt, überlagert sich dann mit dem phasengedrehten Anteil der Welle im rechts vom Phasendrehglied 1 liegenden Bereich (siehe Fig. 2A, 2B).

Entsprechend der Wirkungsfläche des Phasendrehgliedes 1 und der steuerbaren gewünschten Phasendrehung (die Phasen­ drehung kann durch auftretende Blindwerte bzw. durch Verzögerungsglieder erzielt werden) ergibt sich eine mehr oder weniger starke destruktive Interferenz der phasenge­ drehten und nichtphasengedrehten Leistungsanteile der Welle W _E .

Wenn das Phasendrehglied 1 passiv ist - es erfolgt keine Phasendrehung - so wird die Fortleitung der elektromagne­ tischen Wellen in vorteilhafter Weise möglichst ohne Beeinflussung durch das Phasendrehglied 1 selbst im Hohl­ leiter geschehen.

Für den Einsatz in Radargeräten, in denen beispielweise eine Folge von kurzen Radarimpulsen zur Ermittlung der Zielentfernung erzeugt werden, ist ein schnelles Umschal­ ten des Phasendrehgliedes 1 vom aktiven in den passiven Zustand und umgekehrt notwendig. Schematisch zeigt Fig. 2C für diesen Beispielsfall den zeitlichen Verlauf des Steu­ ersignals S für das Phasendrehglied 1, das kontinuierliche Eingangssignal W _E sowie das getastete Ausgangssignal W _A im Hohlleiter 2.

Vorzugsweise arbeitet das Phasendrehglied 1 so, daß bei geschlossenem Schalter (Stellung S ₂) das Phasendrehglied 1 nicht aktiv ist und deshalb keine Phasendrehung stattfin­ det. Im offenen Zustand (Stellung S ₁) jedoch wird der durch das Phasendrehglied 1 erfaßte Leistungsanteil - im Beispielsfall vorzugsweise 50% - des Eingangssignals W _E um 180° phasengedreht, so daß das am Ausgang des Phasendreh­ gliedes 1 durch Interferenz gebildete Ausgangssignal W _A (Summe des phasengedrehten und nichtphasengedrehten Sig­ nals W ₁ und W ₂) gleich Null ist (siehe Fig. 2).

Die Schaltzustände S ₁, S ₂ des Schalters werden bevorzugt mittels elektrischer Schaltsignale erzeugt, die den Schal­ ter kurzschließen (S ₁) bzw. öffnen (S ₂).

Im Gegensatz zu dieser Amplitudenmodulation (Tastung) muß für die Phasenmodulation die Steuerung kontinuierlich zwischen den Schaltzuständen S ₁ und S ₂ erfolgen. Das Modulationssignal wird hierbei bevorzugt direkt dem Pha­ sendrehglied 1 über den wie in Fig. 1 schematisch gezeig­ ten Schalter zugeführt. Entsprechend der Modulationsspan­ nung- oder dem eingeprägten Modulationsstrom ergibt sich eine Phasendrehung Φ für den vom Phasendrehglied 1 er­ faßten Anteil der Welle. Ein spezielles Ausführungsbei­ spiel ist aus der Beschreibung weiter unten zu entnehmen.

Vorzugsweise ist das Phasendrehglied 1 in Signalausbrei­ tungsrichtung Z mit sehr geringen Abmessungen gegenüber der Signalwellenlänge versehen, damit Dispersionseffekte und Verluste für die sich ausbreitenden Hohlleiterwellen möglichst gering bleiben. Wesentlich ist weiterhin eine parallel zur Querschnittsebene des Hohlleiters 2 liegende Lage des Phasendrehgliedes 1 anzustreben, damit eine überschaubare möglichst in einem schmalen Querschnittsele­ ment stattfindende Phasendrehung des Signals im Hohlleiter 2 gewährleistet ist.

Deshalb sollte die Ausdehnung des Phasendrehgliedes 1 in Signalausbreitungsrichtung Z kleiner als die halbe Wellen­ länge der Signalfrequenz sein.

Für eine möglichst einfache Herstellung des Phasendreh­ gliedes 1 ist bevorzugt der Aufbau auf einem dielektri­ schen Substrat, z.B. glasfaserverstärktem Teflon, Keramik oder auch kristallinem Quarzmaterial vorzunehmen (siehe Fig. 3), wobei zur Steuerung des Phasendrehgliedes 1 ein Halbleiterschalter 5, beispielsweise ein Transistor, FET oder ähnlicher Schalter einsetzbar ist (siehe Fig. 4). In vorteilhafter Weise ist, insbesondere für Anwendungen im mm-Wellenbereich, eine PIN-Diode 12 einzusetzen (siehe Fig. 5).

Fig. 3 zeigt schematisch die Integration des Substrats 3 mit der Schaltung 4 im Hohlleiter 2 in einer Frontansicht. Die Schalterwirkung auf die Fortleitung der elektromagne­ tischen Wellen im Hohlleiter wird durch die Leiterbahn- Substrat-Halbleiterschalter-Anordnung im Hohlleiter 2 sowie durch die Schalterstellung des Halbleiterschalters 5 erreicht.

Vorzugsweise wird der Halbleiterschalter 5 zwischen zwei Leiterbahnen (siehe Fig. 4, Seitenansicht) angeordnet. Wenn es eine PIN-Diode 12 ist, werden die Anschlüsse der PIN-Diode 12 direkt mit den jeweiligen Enden der Leiter­ bahnen 6, 7 galvanisch verbunden. Gleichzeitig dient eine Leiterbahn 6 als Spannungs- bzw. Stromzuführung für die PIN-Diode 12, beispielsweise zum elektrischen Kurz­ schließen (Vorwärtspolung) der PIN-Diode oder zum Sperren (Rückwärtspolung). Die andere Leiterbahn 7 wird zur Ver­ einfachung direkt mit dem Gehäuse des Hohlleiters 2 gal­ vanisch verbunden.

In Fig. 4 ist die signalführende Leitung des Signalgenera­ tors 8 mit der Leiterbahn 6 verbunden.

Wird ein FET- oder insbesondere ein bipolarer MOS-Tran­ sistorschalter verwendet, ist eine zusätzliche Steuerlei­ tung notwendig, die mit dem Gate des FET oder der Basis des Transistors verbunden ist.

Die nicht mit dem Halbleiterschalter 5 galvanisch verbun­ denen Enden der Leiterbahnen 6, 7 sind dann direkt an die Hohlleitergehäuse-Masse galvanisch anzuschließen.

Vorzugsweise ist die Substratrückseite mit einem Metall­ belag 9 beispielsweise aus Gold oder Kupfer zu versehen, die zur Einkopplung der von links in Z-Richtung laufenden Welle bevorzugt eine Unterbrechung 11 besitzt (siehe Fig. 5).

Die beiden Bereiche des Metallbelags 9 sind vorzugsweise galvanisch mit der Innenwandung 10 des Hohlleiters 2 verbunden.

Um eine definierte Einkopplung der elektromagnetischen Welle in das Substrat 3 zu erhalten, ist die Unterbrechung 11 vorzugsweise durch einen parallel zur Breite B des Hohlleiters liegenden Spalt ausgebildet, insbesondere dann, wenn von den H-Wellen die spezielle H₁₀-Welle zur Signalfortleitung verwendet wird. Ebenso sind die Leiter­ bahnen 6, 7 und der dazwischen liegende Halbleiterschalter 5 bzw.die PIN-Diode 12 bevorzugt in einer gemeinsamen Linie parallel zur Substratlängskante in der Symmetrie­ achse des Substrats 3 und zur Höhe H in einer Hohlleiter­ querschnittsebene angeordnet (siehe Fig. 5 und 6).

Die Aufteilung der Signalleistungsanteile W ₁ und W ₂ hängt davon ab, in welchem Maße die planare Schaltung Leistung der Hohlleiterwelle W _E aufnimmt und wieder abgibt, wenn die PIN-Diode 12 gesperrt ist (Rückwärtspolung).

Die Größe der Kopplung hängt, im speziellen Fall bei einer H₁₀-Welle, im wesentlichen von der Höhenlage des von der PIN-Diode 12 überbrückten Spaltes relativ zur Hohlleiter­ höhe H, von der Substratdicke d, von der Größe und Lage des Spaltes 13 auf der Substratrückseite sowie von der vom Substrat 3 eingenommenen Querschnittsfläche des Hohl­ leiters 2 ab.

Ist der Halbleiterschalter 5 durchgeschaltet, d.h. kurz­ geschlossen, so ändert sich die Phasenlage der in Signal­ ausbreitungsrichtung Z sich fortpflanzenden Welle beim Durchgang durch das Phasendrehglied 1 nicht, d.h. der elektrische Feldwellenvektor ξ der H₁₀-Welle vor dem Phasendrehglied 1 und der nach dem Phasendrehglied 1 sind unverändert. Ist jedoch der Halbleiterschalter gesperrt, so dreht sich der elektrische Feldwellenvektor ξ um 180° um. Dies ist in Fig. 5 schematisch durch die in Form von Pfeilen gekennzeichneten elektrischen Feldwellenvektoren ξ dargestellt. Der Signalanteil, der nicht das Phasendreh­ glied durchdringt, erfährt auch in diesem Fall keine Phasendrehung.

Fig. 6 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines Hohl­ leiterschalters mit einer auf einem Substrat 3 B aufge­ brachten PIN-Diode 12 für den 90 GHz-Bereich, das in einem Rechteck-Hohlleiter 2 B eingefügt ist.

In vorteilhafter Weise sind Substrat 3 B, PIN-Diode 12 sowie Zuleitungen 6, 7 und die Spalten auf der Substrat­ rück- und Vorderseite symmetrisch zu den entsprechenden parallel liegenden Hohlleiterachsen XX′, YY′ angeordnet (siehe Fig. 6A, 6B).

Die Substratgröße im Hohlleiterbereich sollte ca. 1/3 der Hohlleiterquerschnittsfläche betragen.

Die Spaltbreite b des Spaltes 13 ist vorzugsweise ca. 1/3 der Hohlleiterhöhe H.

Das Phasendrehglied, bestehend aus Substrat 3 B, Leiter­ bahnen 6, 7, Spalt 13 mit Metallisierung auf der Rückseite und PIN-Diode 12, nimmt beispielsweise die Hälfte der im Hohlleiter 2 B von der H₁₀-Welle transportierten Leistung auf und gibt wieder diese Leistung um 180° phasengedreht in die ursprüngliche Signalausbreitungsrichtung ab, wenn der PIN-Diodenschalter 12 gesperrt ist (Rückwärtspolung der PIN-Diode). Das Phasendrehglied übt jedoch einen vernachlässigbar geringen Einfluß auf die Signalausbrei­ tung im Hohlleiter 2 B aus, wenn der PIN-Diodenschalter 12 kurzgeschlossen ist.

Mit einem solchen Schalter sind Schalterisolationswerte von über 20 dB leicht erreichbar.

Damit keine zusätzlichen Laufzeiteffekte im Phasendreh­ glied auftreten, ist die Substratdicke d vorzugsweise we­ sentlich kleiner als die Betriebswellenlänge λ zu wählen, mindestens aber kleiner als die halbe im Substrat auftre­ tende Betriebswellenlänge.

Ebenfalls sollen die Abmessungen der Leitungsstrukturen möglichst klein sein gegenüber der Betriebswellenlänge λ im Substrat 3 B. Aufgrund der elektrischen Feldverteilung ξ der H₁₀-Welle ist die PIN-Diode 12 und die Unterbrechung 11, 13 der Metallisierung auf der Substratrückseite in die Mitte des Hohlleiterquerschnitts zu legen (siehe Fig. 6A und 6B).

Für eine leichte Integrierbarkeit der PIN-Diode 12 ist bevorzugt eine Beam-Lead-PIN-Diode zu verwenden.

Die Stromzuführung für die PIN-Diode 12 erfolgt vorzugs­ weise über ein außerhalb des Hohlleiters 2 B liegendes Tiefpaßfilter 14, das ebenfalls auf dem nach außen verlän­ gerten Substrat 3 B des Phaendrehgliedes aufgebaut ist, um eventuell elektromagnetische Abstrahlverluste des im Hohlleiter 2 B sich ausbreitenden Signals über das Substrat 3 B nach außen zu vermeiden (siehe Fig. 7A, 7B und 8).

Die obere Grenzfrequenz des Filters 14 (beispielsweise ein Tiefpaß) sollte deshalb unterhalb der niedrigsten Frequenz des Hohlleitersignals liegen.

Vorzugsweise sind die von der Kontaktierungsstelle ausge­ henden und außerhalb des Hohlleiters 2 B liegenden Struktu­ ren in Mikrostrip- oder Suspended-Stripline-Technik aufzu­ bauen.

Den Fall, daß die Tiefpaßstruktur 14 und Schalter 12 des Phasendrehgliedes auf der Längsachse des Substrats 3 B angeordnet ist, zeigen Fig. 7A und 7B.

In Fig. 7B sind das Phasendrehglied sowie die Tiefpaß­ struktur in Mikrostrip-Technik ausgeführt.

Zwischen der Leiterbahn 6 bzw. der Tiefpaßstruktur 14 und der benachbarten Hohlleiterwand 15 befindet sich ein Luftspalt 16.

Fig. 7C zeigt in der Seitenansicht eine vorteilhafte Ausführungsform des PIN-Diodenschalters 12 mit in Suspen­ ded-Stripline-Technik ausgebildeten Leitungsstrukturen 6 B, 7 B, 14 B, 9 B.

Die Gefahr der Modenanregung im Substrat 3 B und damit das Auftreten zusätzlicher Verluste läßt sich größtenteils beseitigen durch eine 90°-Lage der parallel zur Substrat­ längsachse liegenden Tiefpaßstruktur 14 (Breite B des Hohlleiters) relativ zum elektrischen Feldwellenvektor ξ der H₁₀-Hohlleiterwelle (siehe schematische Darstellung in Fig. 8).

Dort liegt die Längsachse des Substrats 3 B im wesentlichen parallel zur Breite B des Hohlleiters. Der Spalt 13 auf der Rückseite sowie der durch die PIN-Diode 12 überbrückte Spalt zwischen den Leiterbahnen 6 und 7 liegen vorzugswei­ se parallel zur Breitseite des Hohlleiters 2 B und damit im wesentlichen senkrecht zum elektrischen Feldwellenvektor ξ der H₁₀-Wellen. Um H-Wellen anzuregen, sind entsprechend nach den bekannten Dimensionierungsvorschriften von recht­ eckigen oder auch kreisförmigen Hohlleitern die Breite, Höhe bzw. der Radius des Hohlleiters auszuwählen. Vorzugsweise ist ein zumindest innerhalb der vorgegebenen Hohlleiterbandbreite, möglichst dispersionsfreies Sub­ stratmaterial, zu wählen.

Denkbar sind Materialien wie glasfaserverstärktes Teflon, Keramik oder Quarz. Eine weitere Entkopplung zwischen Steuergeneratorkreis und Hohlleitersignal ist möglich durch den Einsatz der Suspended-Stripline-Technik. Um den dielektrischen Einfluß des Substrats auf die Fort­ leitung der elektromagnetischen Wellen im Hohlleiter möglichst gering zu halten, sollte das Substrat für diesen Fall möglichst die gesamte Querschnittsfläche des Hohl­ leiters erfassen (siehe Fig. 8, gestrichelte Ergänzung des Substrats); jedoch der gestrichelte Teil des Substrats (in Fig. 8 der rechts von der PIN-Diode liegende Teil) besitzt keine Leitungen oder Metallisierungsbeläge.

Für den Einsatz als Modulatordiode wird vorzugsweise die PIN-Diode zum einen mit einem vorgegebenen hochfrequenten Schaltsignal betrieben, was dann zur Folge hat, daß der Gleichrichter-Wirkungsgrad stark abnimmt. Betreibt man die PIN-Diode mit einem hochfrequenten Signal, beispielsweise 1 GHz, wirkt die PIN-Diode wie ein vom Diodenstrom abhän­ giger Widerstand.

Wenn man zum anderen der Diode zusätzlich ein niederfre­ quenten Strom mittels eines Stromgenerators beispielsweise einprägt, ergibt sich ein vom NF-Strom abhängiger Wirk­ widerstand.

Somit läßt sich das Hohlleitersignal W _E mittels des NF- modulierten Signals amplituden- und phasenmodulieren.

Zweckmäßigerweise wird der Hohlleiterschalter einfach zwischen zwei Hohlleiterflanschen montiert.

Dadurch ist auch eine Kaskaden-Anordnung mehrerer Hohllei­ terschalter hintereinander im Zuge des Signaltransport­ weges des Hohlleiters zur weiteren Verbesserung des Sperr-Durchlaßverhältnisses kostengünstig herstellbar.

Mit dem erfindungsgemäßen Schalter ist der breitbandige Betriebsfrequenzbereich eines Hohlleiters in vorteilhafter Weise nicht wesentlich eingeschränkt.

Claims (28)

1. Hohlleiterschalter zur Steuerung der innerhalb eines Hohlleiters stattfindenden Fortleitung elektromagnetischer Wellen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlleiterschalter in Form eines zwischen min­ destens zwei vorgegebenen Phasenwerten steuerbaren Phasen­ drehgliedes (1) ausgebildet ist,
daß das Phasendrehglied (1) im Zuge des Signaltransport­ weges in den Hohlleiter (2) eingefügt ist,
daß das Phasendrehglied (1) einen vorgegebenen von der Welle (W _E ) transportierten Leistungsanteil erfaßt und
daß das Phasendrehglied (1) diesen Leistungsanteil oder mindestens einen vorgegebenen Teil davon mit einer vom Steuerzustand des Phasendrehgliedes (1) abhängigen Pha­ sendrehung (Φ) wieder dem Hohlleiter (2) in der ursprüng­ lichen Signalausbreitungsrichtung (Z) zuführt.

2. Hohlleiterschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Phasendrehglied (1) zwei definierte Schaltzustände (S₁, S ₂) besitzt,
daß der eine Schaltzustand (S ₁) eine Phasendrehung (Φ) von 180° zwischen dem in das Phasendrehglied (1) eintretenden und wieder austretenden Anteil der Welle (W ₁) verursacht, und
daß der andere Schaltzustand (S ₂) keine Phasendrehung (Φ) des vom Phasendrehglied (1) erfaßten Anteil der Welle (W₁) gegenüber dem vom Phasendrehglied (1) nicht erfaßten Anteil der Welle (W ₂) verursacht.

3. Hohlleiterschalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zwei definierten Schaltzustände (S ₁, S ₂) des Phasendrehgliedes (1) mittels elektrischer Schaltsig­ nale einstellbar sind.

4. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) min­ destens einen von der Welle (W _E ) transportierten Lei­ stungsanteil im Hohlleiter (2) in Abhängigkeit vom Steuer­ zustand des Phasendrehgliedes (1) erfaßt.

5. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) in Signalausbreitungsrichtung (Z) eine gegenüber der auftre­ tenden minimalen Signalwellenlänge geringe Ausdehnung besitzt.

6. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) im wesentlichen parallel zu einer Querschnittsebene des Hohlleiters (2) angeordnet ist.

7. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) in Signalausbreitungsrichtung (Z) eine Ausdehnung besitzt, die kleiner als die halbe Wellenlänge der niedrigsten auftretenden Signalfrequenz ist.

8. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) in Form einer auf einem Substrat (3) aufgebauten Schaltung (4) mit einem Halbleiterschalter (5) realisiert ist.

9. Hohlleiterschalter nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltung (4) auf einem dielektrischen Substrat in Planartechnik aufgebaut ist,
daß der Halbleiterschalter (5) zwischen zwei auf der Substratvorderseite verlaufenden Leiterbahnen (6, 7) einer elektrischen Leitung angeordnet ist,
daß die zwei elektrischen Anschlüsse des Halbleiterschal­ ters jeweils mit dem einen Ende einer Leiterbahn (6, 7) elektrisch leitend verbunden sind, und
daß das andere Ende der Leiterbahnen mit den Ausgängen eines Signalgenerators (8) verbunden sind.

10. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratrückseite mit einem Metallbelag (9) versehen ist und mit der Innenwand (10) des Hohlleiters (2) elektrisch leitend verbunden ist, und daß der Metallbelag (9) auf der Rückseite eine elek­ trische Unterbrechung (11) im Hohlleiterinnenbereich aufweist.

11. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (5) eine PIN-Diode (12) ist.

12. Hohlleiterschalter nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leiterbahnen (6, 7) und die PIN-Diode (12) in einer Linie parallel zu einer Substratlängskante und zur Höhe (H) des Hohlleiterquerschnitts angeordnet sind, und daß die Unterbrechung (11) des Metallbelags (9) auf der Substratrückseite in Form eines parallel zur Breite (B) des Hohlleiters (2) liegenden Spaltes (13) ausgebildet ist.

13. Hohlleiterschalter nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach Maßgabe des gewünschten Leistungsver­ hältnisses von vom Phasendrehglied (1) aufgenommener bzw. abgegebener Leistung zur gesamten Eingangsleistung die Substratdicke (d), die Spaltbreite (b) der Unterbrechung (11) der Metallisierung, die Höhenlage und Breitenlage der Unterbrechung (11) sowie der zwischen den Leiterbahnen (6, 7) liegende Halbleiterschalter (5; 12) relativ zu den Symmetrieachsen des Hohlleiters (2) in Abhängigkeit des vorgegebenen Wellentyps im Hohlleiter (2) gewählt sind.

14. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (3; 3 B) mit Hilfe der Schaltung (4) die Hälfte der im Hohlleiter (2; 2 B) von der Welle (W _E ) transportierten Leistung aufnimmt und vollständig in der ursprünglichen Signalausbreitungsrich­ tung um 180° phasengedreht wieder abgibt, wenn der Halb­ leiterschalter (5; 12) gesperrt ist, und daß die Schaltung (4) keinen wesentlichen Einfluß auf die Wellenausbreitung im Hohlleiter ausübt, wenn der Halblei­ terschalter (5; 12) kurzgeschlossen ist.

15. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratdicke (d) in Signalausbreitungsrichtung (Z) wesentlich kleiner ist als die Betriebswellenlänge λ.

16. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratdicke (d) kleiner ist als die halbe Betriebswellenlänge.

17. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der einzelnen Strukturen auf dem Substrat (3; 3 B) klein sind gegenüber der Betriebswellenlänge λ im Substrat.

18. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (6, 7) im wesentlichen im Bereich der Längsachse des Substrats (3; 3 B) liegen und die PIN-Diode (12) im wesentlichen mittig zum Hohlleiterquerschnitt liegt.

19. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (11; 13) der Metallisierung auf der Substratrückseite gegenüber der auf der Substratvorderseite aufgebauten PIN-Diode (12) liegt.

20. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die PIN-Diode (12) in Form einer Beam-Lead-PIN-Diode ausgebildet ist.

21. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (3; 3 B) außerhalb des Hohlleiterbereiches (2 B) eine Tiefpaßstruktur besitzt, die in Form einer Mikrostrip- oder Suspended-Stripline- Schaltung aufgebaut ist und daß die Tiefpaßstruktur (14) am einen Ende mit dem anderen Ende der einen Leiterbahn (6) sowie am anderen Ende mit dem signalführenden Ausgang des Signalgenerators (8) elektrisch leitend verbunden ist.

22. Hohleiterschalter nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefpaßstruktur (14) auf der Längsachse des Substrats (3; 3 B) angeordnet ist.

23. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Substrats (3; 3 B) im Betriebsfrequenzbereich im wesentlichen disper­ sionsfrei ist.

24. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterabmessungen (B, H) so gewählt sind, daß der Signaltransport im Hohlleiter (2; 2 B) im wesentlichen über die Anregung von H-Wellen stattfindet.

25. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat des Phasendreh­ gliedes (1) in Längsausdehnung parallel zur Breite (B) des Hohlleiters (2; 2 B) in den Hohlleiter nach Maßgabe des gewünschten Leistungsverhältnisses von vom Phasendrehglied (1) aufgenommener bzw. abgegebener Leistung zur gesamten Eingangsleistung entsprechend weit eintaucht,
daß die PIN-Diode (12) mit ihren Zuleitungen (6, 7) pa­ rallel zur Höhe (H) des Hohlleiters (2; 2 B) angeordnet ist, und
daß die Substratbreite mindestens so groß wie die Höhe (H) des Hohlleiters (2; 2 B) gewählt ist.

26. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die PIN-Diode (12) Schalt­ signale in einem Frequenzbereich empfängt, in dem die Periodendauer kurz gegenüber der Speicherzeit der Minori­ tätsladungsträger ist,
daß der in diesem Frequenzbereich auftretende lineare Wirkwiderstand der PIN-Diode (12) durch einen zusätzlichen niederfrequenten Strom mit einem Stromgenerator steuerbar ist und
daß damit das nach dem Phasendrehglied (1) auftretende sich ausbreitende Hochfrequenzsignal phasen- und amplitu­ denmoduliert ist.

27. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasendrehglied (1) zwi­ schen zwei Hohlleitern montiert ist.

28. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Phasendreh­ glieder in Kaskade im Zuge des Signaltransportweges in den Hohlleiter (2; 2 B) eingefügt sind.