DE4447662C2 - Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit geschirmten dielektrischen Wellenleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit geschirmten dielektrischen Wellenleitern.

Die japa­ nische Patentoffenlegungsschrift Tokkohei Nr. 1-51202 offen­ bart den Aufbau eines herkömmlichen, geschirmten dielektrischen Wellenleiters. Wenn ein Material mit großer Dielektrizitätskon­ stante als dielektrische Streifenleitung verwendet wird, wird die Leitungswellenlänge λg klein und daher kann die Länge der dielektrischen Streifenleitung verringert wer­ den, so daß der geschirmte dielektrische Wellenleiter oder die integrierte Schaltung kompakte Abmessungen aufweisen können, aber im Gegensatz dazu wird der Einzelbetriebsbereich aufgrund der Erzeugung neuer Modi höherer Ordnung klein. Dar­ überhinaus treten abweichende Eigenschaften durch die Seiten lücken d zwischen den Leitungselektroden und der dielektrischen Streifenleitung deutlich sichtbar auf. Da­ her wird in dem geschirmten dielektrischen Wellenleiter ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante als dielektrische Streifenleitung verwendet und die mit ebener plattenartiger Form aus einem dielektrischen Material mit einer kleineren Dielektrizitätskonstante als der der Streifenleitung gebildeten dielektrischen Schichten werden zwischen die dielektrische Streifenleitung und die Leitungsschichten eingesetzt, wodurch der Einzel­ betriebsbereich vergrößert wird, während die Abweichung in den Eigenschaften durch die Seitenlücke verringert wird. Fer­ ner kann in dem bisher beschriebenen geschirmten di­ elektrischen Wellenleiter eine große Bindungsfläche zwischen den Leitungselektroden und den dielek­ trischen Schichten aufgrund der großen Fläche der dielek­ trischen Schichten gewonnen werden, so daß diese leicht miteinander verbunden werden können, und nicht leicht vonein­ ander getrennt werden. Dementsprechend können die Probleme in Bezug auf die Positionsabweichung oder die Seitenlücken zwi­ schen den Leitungselektroden und den dielektri­ schen Schichten vorteilhaft gelöst werden.

Jedoch ist es bei diesem bekannten geschirmten dielektri­ schen Wellenleiter nicht leicht, die dielektrische Streifenleitung mit den dielektrischen Schichten zu verbinden, da die dielektrische Streifenleitung und die dielektrischen Schichten getrennt voneinander aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet werden, und daher ist es unvermeidlich, die dielektrische Streifenleitung zwischen den dielektrischen Schichten festzuhalten. Dementsprechend entstehen bei diesem geschirmten dielektrischen Wellenleiter Probleme bei der Produktivität, Zuverlässigkeit und den Übertragungseigenschaften.

Der Wellenleiter gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Tokohei Nr. 1-51 202 wird gemäß einem Verfahren hergestellt, bei dem ein erstes dielektri­ sches Teil mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, die sich gegenüber­ liegen, gefertigt wird, ein zweites dielektrisches Teil getrennt von dem ersten dielektrischen Teil mit einer dritten Fläche und einer vierten Fläche, die sich ge­ genüberliegen, gefertigt wird, die dritte Fläche so angeordnet ist, daß sie der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt und eine erste Elektrode im festen Kontakt mit der ersten Fläche des ersten dielektrischen Teiles, eine zweite Elektrode im festen Kontakt mit der vierten Fläche des zweiten dielektrischen Teiles ausgebildet ist. Jedoch werden gemäß dem Herstellungsverfahren dieser Druckschrift die dielektrischen Teile nicht einstückig mit vorstehenden Teilen, die zur Bildung einer dielektrischen Streifenleiter zwischen dem ersten dielektrischen Teil und dem zweiten dielektri­ schen Teil dienen.

Die japani­ sche Patentoffenlegungsschrift Tokkaihei Nr. 3-270401 offen­ bart den Aufbau eines weiteren bekannten, geschirmten dielektrischen Wellenleiters. Der geschirmte dielektrische Wellenleiter ist mit einer dielektrischen Einheit und Lei­ tungselektroden versehen, um die Zuverlässig­ keitsprobleme zu lösen, die sich aus der Positionsabweichung und der Verschlechterung der Übertragungseigenschaften, die der Moduskopplung zugeschrieben wird, ergeben. Die dielektri­ sche Einheit enthält eine dielektrische Streifenleitung, die an einer vorbestimmten Position angeordnet ist und eine vertikale Höhe H besitzt, die sich mit der Längsrichtung im rechten Winkel schneidet und so eingestellt ist, daß sie kleiner als die halbe Wellenlänge ist, und ebene Bereiche sind mit der Streifenleitung einstückig ausgebildet und erstrecken sich links und rechts längs den oberen und unteren Kanten der Streifenleitung, so daß ein H-förmiger Quer­ schnitt ausgebildet wird. Die Leitungselektroden und sind mit engem Kontakt zu den Außenflächen der oberen und un­ teren gegenüberliegenden Kanten des dielektrischen Teils mit den gezeigten ebenen Bereichen ausgebildet.

Bei dem bisher beschriebenen, geschirmten dielektri­ schen Wellenleiter gemäß JP-3-270 401 A besteht keine Möglichkeit, daß die dielektrische Streifenleitung und die ebenen Bereiche von den Leitungselektroden getrennt werden, da die Kontaktfläche zwischen der dielektrischen Streifenlei­ tung, den ebenen Bereichen und den Leitungselektroden ausreichend groß sind, um mit den Leitungselek­ troden eng kontaktiert zu werden. Ferner ist es nicht nötig, der Positionierung der Streifenleitung oder deren Positi­ onsabweichung aufgrund mechanischer Schwingungen und Stöße besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da die dielektrische Streifenleitung an einer vorbestimmten Position angeord­ net ist, und so wird die Verbesserung der Produktivität und Zuverlässigkeit möglich.

Darüberhinaus besteht keine Möglichkeit, daß eine Seitenlücke zwischen den Leitungselektroden und der dielektri­ schen Streifenleitung erzeugt wird.

Insgesamt gibt es bei herkömmlichen, Wellenleitern Probleme in Bezug auf die Produktivität, Zuverlässigkeit und Übertragungseigenschaften.

Die Druckschrift "Infrared and Millimeter Waves", Vol. 11, Academic Press Inch, 1984 ISBN 0-12-147711-8 Kapitel 2; YONEYAlLA, Tsukasa: Nonradiative Dielectric Waveguide, S. 61-98 stellt in ihrer Fig. 24 einen zweipoligen Band­ passfilter dar, der durch Unterbrechung gebildet ist. Dabei wird der Filter in ei­ ner Metallplatte angeordnet und darauf eine weitere Metallplatte angebracht Aus dieser Entgegenhaltung geht jedoch z. B. nicht hervor, daß ein dialektisches Teil einstückig mit einem hervorstehenden Teil vorhanden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit geschirmten dielektrischen Wellenleiter anzugeben, wobei der Wellenleiter hohe Zu­ verlässigkeit und überlegene Übertragungseigenschaften, auf­ weist und mit dem eine integrierte Schaltung mit verbesserter Produktivität leicht gebildet werden kann, wobei Nachteile des herkömmlichen Aufbaus dieser Art ver­ mieden werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 oder 2 angegeben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Patentanspruch 3 beschrieben.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines geschirmten dielektri­ schen Wellenleiters bereitgestellt, das die Merkmale gemäß dem Patent­ anspruch aufweist.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung des er­ findungsgemäßen geschirmten dielektrischen Wellenleiters erleichtert die Anordnung der Schaltungskomponenten, da es so aufgebaut ist, daß in dem Verfahren, in dem das Paar der Auf­ lageflächen sich nicht in engem Kontakt miteinander befindet, die Auflageflächen nach Bereitstellung der Schaltungskompo­ nenten zwischen der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils und der dritten Fläche des zweiten dielektrischen Teils geeigneterweise fest miteinander kontaktiert werden, so daß der in der integrierten Schaltung gebildete geschirmte dielektrische Wellenleiter leicht hergestellt werden kann.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Merkmale unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1A bis 1C perspektivische Teilansichten, die den Aufbau eines geschirmten dielektrischen Wellenleiters gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung zeigen;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab des geschirmten dielektrischen Wellenleiters der Fig. 1A, wobei elektromagnetische Kraftlinien des LSE₀₁-Modus gezeigt sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab des geschirmten dielektrischen Wellenleiters der Fig. 1A bis 1C, wobei die elek­ tromagnetischen Kraftlinien des LSM₀₁-Modus ge­ zeigt sind,

Fig. 4 ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven des geschirmten dielektrischen Wellenleiters in Bezug auf die Ausführungsform der Fig. 1A bis 1C zeigt,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei­ nes geschirmten dielektrischen Wellenleiters für den Fall zeigt, in dem das Vorderende eines Empfängers als integrierte Schaltung ausgebildet ist,

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das eine gleichwertige Schaltung des Vorderendes des Empfängers für den geschirmten dielektrischen Wellenleiter der Fig. 5 zeigt,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei­ ner dielektrischen Einheit zur Verwendung für einen geschirmten dielektrischen Wellenleiter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung zeigt,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei­ nes geschirmten dielektrischen Wellenleiters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung zeigt, und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau ei­ nes geschirmten dielektrischen Wellenleiters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung zeigt.

Vor Beschreibung der Erfindung ist festzustellen, daß in den begleitenden Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen angegeben sind.

Unter Bezugnahme die Zeichnungen ist in den Fig. 1A bis 1C ein geschirmter dielektrischer Wellenleiter gemäß ei­ ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, der im allgemeinen eine erste Baueinheit 2 und eine zweite Baueinheit 4 aufweist (Fig. 1A). Die erste Baueinheit 2 enthält ferner eine erste dielektrische Einheit 10 und eine Leitungselektrode 16 (Fig. 1B). Die erste dielektrische Einheit 10 besitzt einen ersten ebenen Bereich 14 und einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12, der mit dem ebenen Bereich 14 einstückig ausgebildet ist (Fig. 1C). Diese erste dielektri­ sche Einheit 10 wird durch Einspritzguß eines dielektrischen Harzmaterials, das plattiert werden kann (z. B. Vectora (Handelsbezeichnung), Teflon (eingetragenes Warenzeichen)) etc., unter Verwendung einer Metallform mit vorbestimmter Gestalt hergestellt. Der vorstehende erste ebene Bereich 14 wirkt als erstes ebenes dielektrisches Teil und ist im allge­ meinen mit konstanter Dicke e (z. B. 0,2 mm) ausgebildet. Der erste dielektrische Streifenleitungsbereich 12 besitzt an einer vorbestimmten Position eine vorbestimmte Breite b (z. B. 1,7 mm) und erstreckt sich von einer zweiten Fläche 14b des ebenen Bereichs 14 nach außen mit einer spezifischen Höhe h (z. B. 0,8 mm), wobei eine ebene Auflagefläche 18 an dessen oberen Bereich vorgesehen ist. Daher entsteht eine Dicke d des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 von h + e (z. B. 1 mm). Auf der der Auflagefläche 16 gegenüberliegen­ den Fläche der ersten dielektrischen Einheit 10, d. h. auf ei­ ner ersten Fläche 14a von dieser, wird die Leitungselektrode 16 durch Plattieren von Kupfer, Silber, etc., gebildet, wo­ durch die Leitungselektrode 16 durch feste Kontaktierung mit der ersten dielektrischen Einheit bereitgestellt wird (Fig. 1B).

Ähnlich wie die erste Baueinheit 2 enthält die zweite Baueinheit 4 eine zweite dielektrische Einheit 20 und eine Leitungselek­ trode 26 (Fig. 1B). Die zweite dielektrische Einheit 20 be­ sitzt einen zweiten ebenen Bereich 24 und eine zweiten di­ elektrischen Streifenleitungsbereich 22, der mit dem ebenen Bereich 24 auf ähnliche Weise wie die erste dielektrische Einheit 10 einstückig ausgebildet ist (Fig. 1C). Diese zweite dielektrische Einheit 20 wird durch Einspritzguß eines ähnli­ chen Materials wie dem der ersten dielektrischen Einheit 10 unter Verwendung einer Metallform in einer Ebene symmetrisch zu der ersten dielektrischen Einheit 10 hergestellt. Der vor­ stehende zweite ebene Bereich 24 wirkt als zweites ebenes dielektrisches Teil und ist vom ersten ebenen Bereich 14 ge­ trennt mit plattenartiger Form und im allgemeinen einer kon­ stanten Dicke e (z. B. 0,2 mm) ausgebildet. Der zweite dielek­ trische Streifenleitungsbereich 22 besitzt an einer vorbe­ stimmten Position eine vorbestimmte Breite b (z. B. 1,7 mm) und erstreckt sich mit einer spezifischen Höhe h (z. B. 0,8 mm) von einer dritten Fläche 24b des zweiten ebenen Bereichs 24 nach außen, wobei eine ebene Auflagefläche 28 an deren oberen Bereich vorgesehen ist. Daher entsteht auch eine Dicke c des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 von h + e (z. B. 1 mm). Auf der der Auflagefläche 23 gegenüberlie­ genden Fläche der zweiten dielektrischen Einheit 20, d. h. auf einer vierten Fläche 24b von dieser, wird die Leitungselek­ troden 26 durch Plattierung von Kupfer, Silber etc. gebildet, wodurch die Leitungselektrode 26 durch feste Kontaktierung mit der zweiten dielektrischen Einheit 20 bereitgestellt wird (Fig. 1B). So besteht eine dielektrische Streifenleitung aus dem ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und dem zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22.

Die erste Baueinheit 2 und die zweite Baueinheit 4 werden überein­ ander gelegt, so daß sie sich überlappen, wodurch die Aufla­ gefläche 18 des ersten Streifenleitungsbereichs 12 der Aufla­ gefläche 23 des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbe­ reichs 23 zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 gegen­ überliegt, so daß sich die Auflageflächen 18 und 28 gegensei­ tig kontaktieren. Da die Dicke jeweils des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 gleich c ist, befinden sich die entsprechenden Auflageflächen 18 und 28 im mittleren Bereich zwischen den Leitungselektroden 16 und 26. Hier ist festzustellen, daß der Abstand a zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 mit einer Beziehung von a ≦ λ/2 ausgewählt wird, wobei die Wellenlänge der elektromagne­ tischen Welle durch λ dargestellt wird. Mit der vorstehenden Anordnung wird die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen an dem Bereich abgeschnitten, an dem die dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12 und 22 nicht vorhanden sind. Dagegen wird das Abschneiden bzw. Aussperren in dem Bereich, in dem die dielektrischen Streifenleitungen 12 und 22 vorhan­ den sind, verhindert und der erste dielektrische Streifenlei­ tungsbereich 12 und der zweite dielektrische Streifenlei­ tungsbereich 22 wirken zur Ausbreitung der elektromagneti­ schen Wellen zusammen. Hier ist festzustellen, daß normaler­ weise der LSM₀₁-Modus hinsichtlich der geringen Verlusteigen­ schaften verwendet wird, obwohl der LSE₀₁-Modus und der LSM₀₁-Modus etc., als Modus der elektromagnetischen Wellen verfügbar sind. Es sollte auch festgehalten werden, daß in einigen Fällen eine Kopplung aufgrund der assymmetrischen Beschaffenheit durch Bearbeitungsfehler auftritt, obwohl sich der LSE₀₁-Modus und LSM₀₁-Modus im rechten Winkel schneiden. In diesem Fall wird problemlos fast keine Energie übertragen, wenn der Unterschied der Phasenkonstanten der zwei Modi groß ist, aber wenn der Unterschied der Phasenkonstanten klein ist, kann sich leicht eine Kopplung bilden.

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht, die die elektro­ magnetischen Kraftlinien des LSE₀₁-Modus für den geschirmten dielektrischen Wellenleiter der Fig. 1A bis 1C zeigt. Der LSE₀₁-Modus bezieht sich auf die elektromagnetische Wel­ le, wobei das elektrische Feld E parallel zu einer Grenz­ fläche zwischen den dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12 und 22 und Luft ist. Beim ersten dielektrischen Streifen­ leitungsbereich 12 besitzt das elektrische Feld E eine Kompo­ nente senkrecht zu der Leitungselektrode 16 und eine Kompo­ nente parallel zu der Leitungselektrode 16, die in der Nähe der Auflagefläche 18 vorbeiläuft und in Längsrichtung des ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 weiter ver­ läuft. Beim zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22 besitzt das elektrische Feld E eine Komponente senkrecht zu der Leitungselektrode 26 und eine Komponente parallel zu der Leitungselektrode 26, die in der Nähe der Auflagefläche 28 vorbeiläuft und in Längsrichtung des zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 weiter verläuft. Das magnetische Feld H wird um das elektrische Feld E des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 herum erzeugt, wodurch der erste dielektrische Streifenleitungsbe­ reich 12 und der zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 22 zur Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen des LSE₀₁- Modus zusammenwirken.

Fig. 3 ist eine perspektivische Teilansicht, die die elektro­ magnetischen Kraftlinien des LSM₀₁-Modus für den geschirmten dielektrischen Wellenleiter der Fig. 1A bis 1C zeigt Der LSM₀₁-Modus bezieht sich auf die elektromagnetische Welle, wobei das magnetische Feld H parallel zu einer Grenz­ fläche zwischen den dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12 und 22 und Luft ist. Beim ersten und zweiten dielektri­ schen Streifenleitungsbereich 12 und 22 besitzt das magneti­ sche Feld H eine Komponente senkrecht zu den Leitungselektro­ den 16 und 26 und eine Komponente parallel zu den Leitungs­ elektroden 16 und 26, die in Längsrichtung des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs 12 und 22 weiter verläuft. Das elektrische Feld E wird um das magneti­ sche Feld H des ersten und zweiten dielektrischen Streifen­ leitungsbereichs 12 und 22 herum erzeugt, wodurch der erste dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und der zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 22 zur Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen des LSM₀₁-Modus zusammenwirken.

Bei der vorstehenden Ausführungsform kann auf eine Einstell­ arbeit vollständig verzichtet werden, da der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und 22 an vorbe­ stimmten Positionen auf der ersten und zweiten dielektrischen Einheit 10 und 20 vorgesehen sind. Darüberhinaus wird auch der Einsatz des ersten und zweiten dielektrischen Streifen­ leitungsbereichs 12 und 22 vollständig überflüssig, da die Leitungselektroden 16 und 26 mit engem Kontakt zu der ersten und zweiten dielektrischen Einheit 10 und 20 gebildet werden, wodurch folglich die Produktivität verbessert wird. Aufgrund der Anordnung, bei der eine große Kontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und 22 und dem ersten und zweiten ebenen Bereich 14 und 24 und den beiden Leitungselektroden 16 und 26 eingenommen werden kann, besteht desweiteren keine Möglichkeit, daß der erste und zweite dielektrische Streifenleitungsbereich 12 und 22 durch mechanische Schwingungen, Stöße etc., in seiner Po­ sition abweicht, und so können die ursprünglichen Eigenschaf­ ten in vorteilhafter Weise aufrechterhalten werden, so daß die Zuverlässigkeit verbessert wird. Ferner werden keine Sei­ tenlücken zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12 und 22 und den Leitungselektroden 16 und 26 gebildet und so kann auch die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften verhindert werden, die durch die Seitenlücken entsteht. Zusätzlich kann aufgrund der Untertei­ lung in die erste und zweite Baueinheit 2 und 4 der Aufbau von Schaltungskomponenten zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 erleichtert werden, so da eine integrierte Schaltung ge­ bildet wird.

Im vorstehenden Aufbau ist es wünschenswert, daß der Abstand a zwischen den Leitungselektroden 16 und 26 gleich der Summe 2c der Dicke c jeweils der dielektrischen Streifenleitungsbe­ reiche 12 und 22 ist und daß keine Mittellücke (Fig. 4) zwi­ schen der Auflagefläche 18 des dielektrischen Streifenlei­ tungsbereichs 12 und der Auflagefläche 23 des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 22 gebildet wird. Wenn die Schal­ tungskomponente größer als eine Standardkomponente ist, kann jedoch die Mittellücke d unerwünscht auftreten. Nachstehend werden die Übertragungseigenschaften eines derartigen geschirmten dielektrischen Wellenleiters beschrieben.

Fig. 4 ist ein graphisches Diagramm, das die ω-β/k0-Kurven des geschirmten dielektrischen Wellenleiters der Ausfüh­ rungsform der Fig. 1A bis 1C zeigt.

Es wird angenommen, daß eine kleine Mittellücke d (d = 0, 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm) zwischen dem dielektrischen Streifenlei­ tungsbereich 12 und dem dielektrischen Streifenleitungsbe­ reich 22 gebildet wird. In diesem Fall werden im LSM₀₁-Modus die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Feldes E pa­ rallel zu den Auflageflächen 18 und 28 erzeugt (Fig. 2). Dementsprechend ist das Ausmaß der Energiekonzentration zwi­ schen den Mittellücken nicht groß und so wird die wirksame Dielektrizitätskonstante, so wie sie ist, aufrechterhalten, wobei die Phasenkonstante β auch, so wie sie ist, aufrechter­ halten wird. Währenddessen wird die Grenzfrequenz größer, wo­ durch im LSM₀₁-Modus die ω-β/k0-Eigenschaften nach verschoben werden, ohne daß sie nach unten geneigt sind, wenn der Abstand der Mittellücken vergrößert wird. Andererseits werden im LSE₀₁-Modus auch die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Feldes E parallel zu den Auflageflächen 18 und 28 erzeugt (Fig. 3). Daher tritt der Einfluß der Lücke auf ähnliche Weise sowohl im LSM₀₁-Modus als im LSE₀₁-Modus auf und die ω-β/k0-Eigenschaften werden nach rechts verschoben, ohne daß sie nach unten geneigt sind. Dementsprechend besteht keine Möglichkeit, daß der LSM₀₁-Modus und der LSE₀₁-Modus sich gegenseitig überlappen, und so können günstige Übertra­ gungseigenschaften unabhängig von der Erzeugung der Mittel­ lücke d aufrechterhalten werden.

Fig. 5 ist perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines geschirmten dielektrischen Wellenleiters für den Fall zeigt, in dem das Vorderende eines Empfängers als integrierte Schaltung ausgebildet ist, und Fig. 6 ist ein Schaltungsdia­ gramm, das eine äquivalente Schaltung des Vorderendes des Empfängers des geschirmten dielektrischen Wellenleiters in Fig. 5 zeigt.

In Fig. 6 wird das von einer (nicht gezeigten) Antenne emp­ fangene RF-Signal des Millimeter-Wellenbandes in den Mischer 32 eingegeben. Währenddessen wird das von einem lokalen Oszillator 34 ausgegebene Signal dem Mischer 32 durch einen als Isolator wirkenden Zirkulator 36 zugeführt. Der Mischer 32 unterwirft das RE-Signal einer Frequenzumwandlung in eine mittlere Frequenz im Mikrowellenband.

In Fig. 5 enthält die erste dielektrische Einheit 10 das er­ sten Gehäuses 2 den ersten ebenen Bereich 14, einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12a zur Weiterleitung der RF-Signale des Millimeterbandes, einen ersten dielek­ trischen Streifenleitungsbereich 12b zur Weiterleitung des Signals vom Oszillator 34 zu einem Zirkulator 36, einen ersten dielektrischen Streifenleitungsbereich 12c zur Weiter­ leitung der Signale vom Zirkulator 36, einen ersten dielek­ trischen Streifenleitungsbereich 12d, wodurch der Zirkulator 36 als Isolator wirkt, und einen Rahmen 19. In den ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12a, 12b und 12c sind jeweils Lücken 13a, 13b und 13c zur Anbringung eines Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34 und eines Telflon-Sub­ strats 44 vorgesehen. Zwischen den ersten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 12b, 12c und 12d ist eine Lücke 13d zur Anbringung des Zirkulators 36 vorgesehen. Die Leitungs­ elektrode 16 ist so ausgebildet, da sie fest an der rückwär­ tigen Fläche der ersten dielektrischen Einheit 10 befestigt ist.

Die zweite dielektrische Einheit 20 der zweiten Baueinheit 4 ist in einer Ebene symmetrisch zu der ersten dielektrischen Einheit 10 ausgebildet und enthält den zweiten ebenen Bereich 24, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22a zur Weiterleitung der RF-Signale des Millimeterbandes, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22b zur Wei­ terleitung des Signals vom Oszillator 34 zum Zirkulator 36, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22c zur Weiterleitung der Signale vom Zirkulator 36, einen zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich 22d, wodurch der Zir­ kulator 36 als Isolator wirkt, und einen Rahmen 29. In den zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 22a, 22b und 22c sind jeweils Lücken 23a, 23b und 23c zur Anbringung des Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34 und des Teflon-Sub­ strats 44 vorgesehen. Zwischen den zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichen 22b, 22c und 22d ist eine Lücke 23d zur Anbringung des Zirkulators 36 vorgesehen. Die Leitungs­ elektrode 26 ist so ausgebildet, daß sie fest an der rückwär­ tigen Fläche der zweiten dielektrischen Einheit 20 befestigt ist.

Zur Kopplung des elektromagnetischen Feldes, das durch die entsprechenden ersten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12a, 12b, 12c und 12d weitergeleitet wird, mit dem elektro­ magnetischen Feld des Oszillators 34, das Zirkulators 36 und der Teflon-Substrate 42 und 44 werden die unteren Bereiche des Teflon-Substrats 42, des Oszillators 34, des Teflon-Sub­ strates 44 und des Zirkulators 36 jeweils an den entsprechen­ den Lücken 13a, 13b, 13c und 13d befestigt. An der den Teflon-Substraten 42 und 44 entsprechenden Seite der Leitungselektrode 19 ist ein Mixer 32 zur Frequenzumwandlung von Millimeterwellen in Mikrowellen vorgesehen (nicht ge­ zeigt).

In dem vorstehenden Zustand, in dem das zweite Gehäuse 4 über die erste Baueinheit 2 gesetzt wird, wird der obere Bereich des Oszillators 34 in der Lücke 23b und der obere Bereich des Zirkulators 36 in der Lücke 23d angebracht. Die oberen Berei­ che der Teflon-Substrate 42 und 44 werden jeweils in den Lüc­ ken 23a und 23c befestigt. Währenddessen liegen die entsprechenden Auflageflächen 18 der ersten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 12a1, 12a2, 12b1, 12b2, 12c1, 12c2 und 12d den entsprechenden Auflageflächen 28 der zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereiche 22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2 und 22d gegenüber, so daß sie miteinander in Kontakt stehen. Wenn Verbindungsstücke in die entsprechenden Löcher 46 und 48 eingepaßt werden, die in dem ersten Gehäuse 2 und der zweiten Baueinheit 4 vorgesehen sind, werden die ent­ sprechenden Auflageflächen 18 und 28 fester miteinander kon­ taktiert, wodurch verhindert, wird, daß der Oszillator 34, der Zirkulator 36, die Teflon-Substrate 42 und 44 von ihrer Posi­ tion abweichen. Dementsprechend kann die Produktivität und Zuverlässigkeit durch Aufrechterhaltung der Übertragungsei­ genschaften verbessert werden und darüberhinaus die Bildung einer integrierten Schaltung mit dem Hohlleiter erleichtert werden.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer dielektrischen Einheit zur Verwendung für einen geschirmten dielektri­ schen Wellenleiter einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführungsform besitzt die dielektrische Einheit 50 eine wa­ benartige Struktur 54a in ihrem ebenen Bereich 54. Es ist ersichtlich, daß die ω-β/k0-Kur­ ven für den LSM-Modus etwas weiter von den ω-β/k0-Kurven für den LSE-Modus entfernt liegen, so daß die Moduskopplung nicht leicht erzeugt wird, wenn die Dicke d des ebenen Bereichs 54 verringert wird. Mit anderen Worten ist die ω-β/k0-Kurve für den LSM-Modus etwas weiter von der ω-β/k0-Kurve des LSE-Modus entfernt, wenn die Dielektrizitätskonstante im ebenen Bereich kleiner wird, wodurch die Erzeugung der Moduskopplung er­ schwert wird. Wenn die dielektrische Einheit 50 durch Ausbil­ dung des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 52 und des ebenen Bereichs 54 in einer Einheit durch Einspritzguß eines dielektrischen Harzmaterials aufgebaut wird, ist es anderer­ seits schwierig, die Dielektrizitätskonstante des ebenen Be­ reichs 54 auf einen Wert zu verringern, der geringer ist als der des dielektrischen Streifenleitungsbereichs 52, da das dielektrische Material für den dielektrischen Streifenlei­ tungsbereich 52 und das für den ebenen Bereich 54 nicht leicht verändert werden kann. Daher erwägt man, die wirksame Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs 54 durch Verrin­ gerung der Dicke des ebenen Bereichs 54 zu verkleinern. Jedoch besteht beim Einspritzguß eine Grenze für das Ausdün­ nen (z. B. 0,1 mm) und ein derartiger ebener Bereich 54 kann aufgrund der Notwendigkeit zur festen Kontaktierung der Lei­ tungselektrode mit diesem auch nicht entfernt werden. Wenn der ebene Bereich 54 zu dünn gemacht wird, können die Schal­ tungskomponenten in einigen Fällen nicht befestigt werden, da die mechanische Festigkeit des ebenen Bereichs 54 nicht auf­ rechterhalten wird oder Mittellücken unerwünscht gebildet werden.

Die vorstehende Ausführungsform der Fig. 7 ist so angeordnet, daß die wabenartige Struktur 54a mit 0,2 mm Dicke mit dem ebenen Bereich des Hauptkörpers 54b mit 0,1 mm Dicke einstüc­ kig ausgebildet ist. Ein derartiger Guß kann leicht durch Einspritzguß ausgeführt werden. Wenn die wabenartige Struktur 54a auf den ebenen Bereich 54 aufgebracht wird, kann dement­ sprechend die Dicke des ebenen Bereichs 54 unter Beibehaltung dessen mechanischer Festigkeit verringert werden. Durch die tiefer liegenden Strukturen oder Aussparungen 54c, die durch die wabenartige Struktur 54a gebildet werden, kann ferner die wirksame Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs 54 ver­ ringert werden.

Es ist hier festzustellen, daß in der vorstehenden Ausfüh­ rungsform ein derartiges dielektrisches Material durch eines aus Keramik ersetzt werden kann, obwohl die dielektrische Einheit so angeordnet ist, daß sie unter Verwendung des dielektrischen Harzmaterials gebildet wird. Wenn Keramik ver­ wendet wird, kann darüberhinaus die Dielektrizitätskonstante des ebenen Bereichs durch Zugabe einer Mischung verringert werden, da die Dielektrizitätskonstanten für den dielektri­ schen Streifenleitungsbereich und den ebenen Bereich durch Zugabe dieser Mischung leicht geändert werden können. Obwohl die Leitungselektrode durch Plattierung mit festem Kontakt zu der dielektrischen Einheit ausgebildet ist, kann in der vor­ stehenden Ausführungsform eine derartige Leitungselektrode ferner durch Abscheidung, Flammsprühbeschichtung und Sin­ tern, etc., mit festem Kontakt zu der dielektrischen Einheit gebildet werden. Zusätzlich kann in der vorstehenden Ausfüh­ rungsform die Höhe des ersten dielektrischen Streifenlei­ tungsbereichs 12, der sich von dem ersten ebenen Bereich 14 nach außen erstreckt, gleich der Höhe des zweiten dielektri­ schen Streifenleitungsbereichs 22 sein, der sich von dem zweiten ebenen Bereich 24 nach außen erstreckt, aber die Höhen können auch unterschiedlich voneinander sein, obwohl gleiche Höhen bevorzugt sind, wenn die Ausbildung einer Mit­ tellücke berücksichtigt wird.

Obwohl die vorstehende Ausführungsform so angeordnet ist, daß ein Teil jeweils des ersten ebenen Bereichs 14 und des zwei­ ten ebenen Bereichs 24 unter Ausbildung des ersten dielektri­ schen Streifenleitungsbereichs 12 und des zweiten dielektri­ schen Streifenleitungsbereichs 22 vorsteht, wobei die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise zwischen der zweiten Fläche 14b und der dritten Fläche 24a befinden, kann diese beispielsweise so abgeändert werden, daß ein Teil ent­ weder des ersten ebenen Bereichs 14 oder des zweiten ebenen Bereichs 24 unter Ausbildung der dielektrischen Streifenlei­ tung vorsteht, wobei sich die Auflageflächen geeigneterweise zwischen der ersten Fläche 14a und der zweiten Fläche 14b oder zwischen der zweiten Fläche 14b und der dritten Fläche 24a oder zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Flä­ che 24b befinden. Wenn sich die Auflageflächen zwischen der ersten Fläche 14a und der zweiten Fläche 14b oder zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Fläche 24b befinden sollen, kann entweder im ersten ebenen Bereich 14 oder im zweiten ebenen Bereich 24 eine U-förmige Vertiefung zur Ein­ passung in den dielektrischen Streifenleitungsbereich mit einer vorbestimmten Tiefe ausgebildet sein.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der ein dielek­ trischer Streifenleitungsbereich durch ein nach außen vorste­ hendes Teil des zweiten ebenen Bereichs 24 ausgebildet ist und die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise auf der zweiten Fläche 14b befinden, während Fig. 9 eine weitere Ausführungsform zeigt, bei der ein dielektrischer Streifen­ leitungsbereich durch ein vorstehendes Teil des ersten ebenen Bereichs 14 ausgebildet ist und die Auflageflächen 18 und 28 sich geeigneterweise zwischen der dritten Fläche 24a und der vierten Fläche 24b befinden, wobei eine U-förmige Vertiefung 24c in dem zweiten ebenen Bereich 24 zur Aufnahme des elek­ trischen Streifenleitungsbereichs ausgebildet ist.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung auf die Ein­ stellarbeit verzichtet werden, da der erste und zweite di­ elektrische Streifenleitungsbereich an vorbestimmten Positio­ nen der ersten und zweiten dielektrischen Einheit vorgesehen sind, und da die Leitungselektroden mit festem Kontakt zu der ersten und zweiten dielektrischen Einheit ausgebildet sind, wird der Einsatz des ersten und zweiten dielektrischen Strei­ fenleitungsbereichs überflüssig, wodurch die Produktivität verbessert wird. Da eine größere Kontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten Streifenleitungsbereich, dem ersten und zweiten ebenen Bereich und beiden Leitungselektroden verfüg­ bar ist, weichen der erste und zweite dielektrische Streifenbereich durch mechanische Schwingungen und Stöße, etc., nicht von ihrer Position ab und so können die ursprüng­ lichen Eigenschaften aufrechterhalten werden, wodurch die Zu­ verlässigkeit verbessert wird. Ferner wird die Bildung von Seitenlücken zwischen dem ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereich und den Leitungselektroden in vor­ teilhafter Weise vermieden, wodurch die Verschlechterung der Übertragungseigenschaften, die sich durch derartige Seiten­ lücken ergeben, verhindert wird. Aufgrund der Struktur, die in das erste und zweite Gehäuse unterteilt ist, kann die An­ ordnung von Schaltungskomponenten zwischen den Leitungselek­ troden zur Ausbildung einer integrierten Schaltung zusätzlich erleichtert werden.

Da die Auflageflächen des ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitungsbereichs so gebildet werden, daß sie sich im allgemeinen im mittleren Bereich zwischen beiden Leitungs­ elektroden befinden, tritt im nicht strahlenden dielektri­ schen Hohlleiter gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung keine Moduskopplung, kein Übertragungsverlust und keine Verschlechterung der Übertragungseigenschaften auf, selbst wenn Lücken zwischen den Auflageflächen der ersten und zweiten dielektrischen Streifenleitung gebildet werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann die Dicke der ebenen Bereiche unter Beibehaltung deren mechani­ scher Festigkeit verringert werden, da die wabenartige Struk­ tur auf dem ersten und zweiten ebenen Bereich aufgebracht wird, und darüberhinaus können die wirksamen Dielekrizitäts­ konstanten der ebenen Bereiche verringert werden, so daß die Moduskopplung verhindert wird und die Übertragungseigenschaf­ ten verbessert werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung können bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen geschirmten dielektrischen Wellenleiters in dem Verfahrens­ schritt, bei dem das Paar der Auflageflächen sich in nicht- festem Kontakt miteinander befindet, die Auflageflächen sich gegenseitig fest kontaktieren, nachdem die Schaltungskompo­ nenten zwischen der zweiten Fläche des ersten dielektrischen Teils und der dritten Fläche des zweiten dielektrischen Teils vorgesehen sind, und daher wird die Anordnung der Schaltungskomponenten erleichtert und der geschirmte dielektrische Wellenleiter, mit dem die integrierte Schaltung gebildet wird, kann leicht hergestellt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit geschirmten dielektrischen Wellenleitern,

• 1. - wobei ein erstes dielektrisches Teil (10) mit einer ersten Fläche (14a) und einer zweiten Fläche (14b), die sich gegenüberliegen, gefertigt wird,
• 2. - wobei ein zweites dielektrisches Teil (20) getrennt von dem ersten dielektri­ schen Teil mit einer dritten Fläche (24a) und einer vierten Fläche (24b), die sich gegenüberliegen, gefertigt wird,
• 3. - wobei die dritte Fläche (24a) so angeordnet ist, daß sie der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt,
• 4. - wobei ein dielektrischer Streifenleiter (12, 22) zwischen dem ersten dielek­ trischen Teil (10) und dem zweiten dielektrischen Teil (20) durch ein vor­ stehendes Teil (12, 22) sowohl des ersten als auch des zweiten dielektri­ schen Teils gebildet wird,
• 5. - wobei das dielektrische Teil (10, 20) einstückig mit dem vorstehenden Teil (12, 22) gefertigt wird,
• 6. - wobei das erste dielektrische Teil (10) und das zweite dielektrische Teil (20) ein Paar Auflageflächen (18, 28) besitzen, die sich entlang dem dielektri­ schen Streifenleiter (12, 22) erstrecken,
• 7. - wobei eine erste Elektrode (16) in festem Kontakt mit der ersten Fläche (14a) des ersten dielektrischen Teils (10) und eine zweite Elektrode (26) in festem Kontakt mit der vierten Fläche (24b) des zweiten dielektrischen Teils (20) ausgebildet wird,
• 8. - wobei das erste dielektrische Teil (10) oder das zweite dielektrische Teil (20) mit wenigstens einer Schaltungskomponente (z. B. 36) bestückt wird, und
• 9. - wobei das erste und das zweite dielektrische Teil (10, 20) derart zusam­ mengefügt werden, daß die Auflageflächen (18, 28) in festen Kontakt mit­ einander gebracht werden, so daß die wenigstens eine Schaltungskompo­ nente zwischen der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) und der dritten Fläche (24a) des zweiten dielektrischen Teils (20) angeord­ net ist.

2. Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit geschirmten dielektrischen Wellenleitern,

• 1. - wobei ein erstes dielektrisches Teil (10) mit einer ersten Fläche (14a) und einer zweiten Fläche (14b), die sich gegenüberliegen, gefertigt wird,
• 2. - wobei ein zweites dielektrisches Teil (20) getrennt von dem ersten dielektrischen Teil mit einer dritten Fläche (24a) und einer vierten Fläche (24b), die sich gegenüberliegen, gefertigt wird,
• 3. - wobei die dritte Fläche (24a) so angeordnet ist, daß sie der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt,
• 4. - wobei ein dielektrischer Streifenleiter (12, 22) zwischen dem ersten dielektrischen Teil (10) und dem zweiten dielektrischen Teil (20) durch ein Teil (14 oder 24) entweder des ersten oder zweiten dielektrischen Teils (10, 20) gebildet wird,
• 5. - wobei das dielektrische Teil (10, 20) einstückig mit dem Teil (14 oder 24) gefertigt wird,
• 6. - wobei das erste dielektrische Teil (10) und das zweite dielektrische Teil (20) ein Paar Auflageflächen (18, 28) besitzen, die sich entlang dem dielektri­ schen Streifenleiter (12, 22) erstrecken,
• 7. - wobei eine erste Elektrode (16) in festem Kontakt mit der ersten Fläche (14a) des ersten dielektrischen Teils (10) eine zweite Elektrode (26) in festen Kontakt mit der vierten Fläche (24b) des zweiten dielektrischen Teils (20) ausgebildet wird,
• 8. - wobei das erste dielektrische Teil (10) oder das zweite dielektrische Teil (20) mit wenigstens einer Schaltungskomponente (z. B. 36) bestückt wird, und
• 9. - wobei das erste und das zweite dielektrische Teil (10, 20) derart zusam­ mengefügt werden, daß die Auflageflächen (18, 28) in festen Kontakt mit­ einander gebracht werden, so daß die wenigstens eine Schaltungskompo­ nente zwischen der zweiten Fläche (14b) des ersten dielektrischen Teils (10) und der dritten Fläche (24a) des zweiten dielektrischen Teils (20) angeord­ net ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste Fläche (14a) des ersten dielektrische Teils (10) und/oder die dritte Fläche (24a) des zweiten dielek­ trischen Teils (20) eine wabenförmige Struktur (54a) beinhaltet.