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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Mikrowellen-Technologie
und insbesondere eine Vorrichtung zum Übermitteln von Mikrowellen
zwischen einem mechanischen Wellenleiter und einer Mikrostreifenleitung,
wobei die Mikrostreifenleitung einen Leiter und eine Masseebene
aufweist, die an jeder Seite eines Dielektrikum-Substrats angeordnet sind.
Diese Art von Übergang
oder Übermitteln
von Wellenleitungen wird in diesem Dokument ebenso als Mikrostreifen-Übergang
bezeichnet.
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Stand der Technik
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Mikrowellen
werden u. a. in der Radartechnologie, in Radioverbindungen, bei
der Satellitenkommunikation und in Mikrowellenöfen, in der Mobil-Telefonie
und in der Mikrowellen-Messtechnologie verwendet. Bei den hohen
Frequenzen von Mikrowellen werden spezielle Komponenten in der Form von
mechanischen Ausnehmungs-Wellenleitern verwendet. Wenn Mikrowellenschaltkreise
miniaturisiert werden, wird eine Mikrostreifen-Technologie genannte
Technologie zur Herstellung von Übermittlungsleitungen
usw. auf Schaltkreiskarten und in integrierten Mikrowellenschaltkreisen
verwendet. Die Mikrostreifen-Technologie
bedeutet, dass Leiter auf einer Seite eines Dielektrikum-Substrats
aufgebracht werden, dessen andere Seite aus einer Masseebene besteht. Innerhalb
des Gebiets der Mikrowellen-Technologie müssen die Übergänge dementsprechend so zur Übermittlung
von Mikrowellen zwischen den mechanischen Wellenleitern und Schaltkreiskarten
oder Schaltkreisen, welche die Mikrostreifen-Technologie verwenden,
gestaltet werden.
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Wenn
beispielsweise Energie von einer Wellenleitung aufgenommen wird,
wird gewünscht,
dass die Energie, die in der Last erhalten wird, d. h. im Mikrostreifen-Leiter,
im Wesentlichen so groß wie
diejenige Energie ist, die zur Wellenleitung zugeführt wird.
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Eine
bekannte Art, den Übergang
zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einem Mikrostreifen-Leiter,
der auf einer Schaltleiterkarte aufgebracht wird, unter Verwendung
der Mikrostreifen-Technologie auszubilden, ist, einen Kontakt zwischen
der Oberseite der Wellenleitung und dem Mikrostreifen-Leiter am
Ende der Wellenleitung herzustellen. Der Kontakt erfolgt beispielsweise
mittels eines metallischen Blechs oder eines Lötpunkts zwischen der Wand der
Wellenleitung und dem Mikrostreifen-Leiter. Die Aufbringung dieses
metallischen Blechs oder die Bereitstellung dieses Lötpunkts
ist jedoch ein schwieriger und arbeitsintensiver Schritt und bewirkt
dementsprechend Probleme bei der automatisierten Herstellung des Übergangs.
Darüber hinaus
besteht ein bemerkenswertes Risiko, dass das metallische Blech oder
der Lötpunkt
den gewünschten
Kontakt nicht herstellen oder dass ein Bruch an dem Ort des früheren Kontakts
nach Ablauf einer gewissen Zeit oder aufgrund beispielsweise von
Temperaturvariationen auftritt. Ein weiterer Nachteil dieser Art
von Übergängen ist
der, dass die Mikrostreifenleitung im Hinblick auf einen Gleichstrom
geerdet wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Struktur zum Übermitteln
von Mikrowellen zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einem Mikrostreifen-Leiter
bereitzustellen. Ein anderes Ziel ist es, dass diese Struktur leicht
zu implementieren ist und für
die automatisierte Herstellung geeignet ist.
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Gemäß der Erfindung
werden diese Ziele mittels einer Vorrichtung zum Übermitteln
von Mikrowellen zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer
Mikrostreifenleitung erreicht, welche eine konstruktive Gestalt
in Übereinstimmung
mit den in den anhängenden
Ansprüchen
definierten Merkmalen aufweist.
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Gemäß der Erfindung
weist die Wellenleitung an einem Ende eine Ausnehmung auf, die sich senkrecht
zur Längsrichtung
der Wellenleitung erstreckt. Die Mikrostreifenleitung ist planparallel
zur Längsrichtung
der Wellenleitung angeordnet und in das Wellenleitungsende, welches
dies Ausnehmung aufweist, eingesetzt.
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In
diesem Zusammenhang bildet die Ausnehmung einen Mikrowellen-Resonator
aus und wird beispielsweise durch eine abgegrenzte Wellenleitungs-Sektion
bereitgestellt. Die Ausnehmung kann vorzugsweise dadurch ausgebildet
werden, dass ein Teil der Wellenleitung nahe dessen Ende, in das
die Mikrostreifenleitung eingesetzt ist, senkrecht zur Längsrichtung
des Rests der Wellenleitung abgelenkt ist.
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Da
die Wellenleitung mit einer Ausnehmung an deren Ende ausgebildet
ist, wird das elektromagnetische Feld in dem Teil der Wellenleitung,
der der Ausnehmung voranläuft,
mit den elektromagnetischen Feldern in der Ausnehmung interagieren.
Somit wird das elektromagnetische Feld an dem Ort am stärksten sein,
an dem die Mikrostreifenleitung in die Wellenleitung eingesetzt
ist. Wenn die Wellenleitung mit einer senkrechten Biegung abgeschlossen
ist, wird die Interaktion zwischen den elektromagnetischen Feldern
entsprechend auftreten und das elektromagnetische Feld wird direkt
vor der senkrechten Biegung, d. h. an dem Ort, wo die Mikrostreifenleitung
eingesetzt ist, am stärksten
sein.
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Die
Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung
erfüllt
somit die Notwendigkeit für
einen Mikrowellenübergang zwischen
einer Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung, wo die Mikrostreifenleitung
in der gleichen Ebene wie die Wellenleitung positioniert ist. Es
ist vorteilhaft, einen Mikrowellenübergang in einer Ebene zu konstruieren,
was u. a. die Positionierung einer gemeinsamen Abdeckung auf der
Wellenleitung zur Ausbildung von deren oberer Abdeckung und auf
der Leiterplattenkarte, auf der die Mikrostreifenleitung befestigt
ist, ermöglicht.
Durch Ausbilden der Unterseite und der Wände der Wellenleitung als Bodenplatte
und der Oberseite der Wellenleitung als Abdeckung kann durch Ausbilden
der Bodenplatte und der Abdeckung in Blöcken beispielsweise durch Gießen oder
durch andere mechanische Prozesse die Abdeckung leicht auf der Bodenplatte
und an der aufgebrachten Mikrostreifenleitung sowie auf einem Teil
oder der gesamten damit verbundenen Leiterplattenkarte während eines
automatisierten Herstellungsprozesses leicht platziert werden. Infolgedessen
kann der Zusammenbau, der die Leiterplattenkarte, die Wellenleitung
und den Übergang
zwischen diesen beinhaltet, auf deutlich einfachere Weise hergestellt
werden. Die Konstruktion ermöglicht
ebenso eine planparallele Anordnung der Mikrostreifenleitung zur
Wellenleitung, wobei gleichzeitig die Wellenleitung eine Ausnehmung
in dem Ende aufweist, welches mit der Mikrostreifenleitung in Wirkverbindung
steht. Die Konstruktion ist somit vorteilhaft bei der Herstellung
bezüglich
u. a. der Komplexität
und dem Preis und stellt gleichzeitig einen hohen Grad an Effizienz
bereit.
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Die
vorliegende Konstruktion weist keine direkte Verdrahtung zwischen
der Oberseite der Wellenleitung und dem Leiter der Mikrostreifenleitung auf.
Vorzugsweise liegt ein Luftspalt zwischen der Oberseite der Wellenleitung
und dem Leiter der Mikrostreifenleitung vor. Dies führt dazu,
dass die oben bereits erwähnte
Abdeckung sehr leicht befestigt werden kann. Somit unterstützt die
Abwesenheit von Metallblechen, Lötpunkten
und dergleichen zwischen der Wellenleitungoberseite und dem Leiter
der Mikrostreifenleitung weiterhin einen vereinfachten automatisierten
Herstellungsprozess des Aufbaus, welcher den Mikrostreifen-Übergang
beinhaltet. Die Konstruktion erfordert lediglich die genaue Positionierung der
Mikrostreifenleitung, jedoch nicht notwendigerweise der Oberseite
der Wellenleitung, jeglicher Art von Metallblech oder anderer Lötpunkte.
Darüber
hinaus verhindert die Konstruktion dann mögliche Brüche, die andernfalls beim Kontakt
auftreten können, der
durch derartige Metallbleche und Lötpunkte bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise
sind die inneren Dimensionen der mechanischen Wellenleitung derart,
dass die mechanische Wellenleitung so begrenzt ist, dass sie an ihrem
Ende eine schmale Sektion ausbildet, in die die Mikrostreifenleitung
eingesetzt ist. Diese Sektion ist schmaler als die Hälfte der
Wellenlänge
im freien Raum, um zu verhindern, dass der Wellenleitungs-Modus
aus der Wellenleitung austritt.
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Zusätzlich wird
bevorzugt, dass die Oberseite dieses Teils der Wellenleiter, der
die Wand der Ausnehmung am nächsten
zu dem Ende der Wellenleitung, in die die Mikrostreifenleitung eingesetzt
ist, eine Schräge
der Kante aufweist, die der Ausnehmung gegenübersteht. Überraschend genug wurde herausgefunden,
dass diese Schräge
zu einer Verstärkung
des Effizienzgrads des Übergangs
der Mikrowellen zwischen der Wellenleitung und der Mikrostreifenleitung
führt.
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Der
Frequenzbereich, für
den die Ausnehmung eine Resonanz ergibt, kann vorzugsweise nach
der Herstellung der Ausnehmung abgeglichen werden. Ein Weg hierzu
ist, zumindest eine der Wände
der Ausnehmung beweglich zu gestalten, wodurch die Verschiebung
dieser Wand beispielsweise mittels Schrauben die Resonanzfrequenz
der Ausnehmung beeinflusst. Alternativ hierzu ist es möglich, eine
Schraube direkt in die Ausnehmung einzuschrauben, deren Länge, die
in die Ausnehmung eingeschraubt ist, die Resonanzfrequenz der Ausnehmung
beeinflusst. Der Fachmann realisiert auch, dass andere Formen der
Ausnehmung möglich
sind.
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Die
Mikrostreifenleitung, die in das Wellenleitungsende eingesetzt ist,
weist keine Erdungsebene in dem Abschnitt der Mikrostreifenleitung
auf, der in der Ausnehmung positioniert ist, während die Leitung an jeder
Seite der Ausnehmung eine Masseebene umfasst. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird der Leiter der Mikrostreifenleitung mit der Masseebene
der Mikrostreifenleitung nahe demjenigen Ende der Leitung verbunden,
das in die mechanische Wellenleitung eingesetzt ist und welches
direkt außerhalb
der Ausnehmung positioniert ist. Die Ausnehmung wird dann die Kupplung
zwischen dem Magnetfeld der Wellenleitung und der Stromschleife verstärken, die
so am Ende der Mikrostreifenleitung ausgebildet ist, wobei die Stromschleife
aus dem Leiter, der Masseebene und demjenigen Teil der Wellenleitung,
der die Ausnehmung definiert, besteht. Gemäß dieser einen Ausführungsform
ist der Leiter der Mikrostreifenleitung mit der Masseebene über das Ende
des Substrats verbunden und gemäß einer
anderen Ausführungsform über eine
Durchführleitung
in das Substrat. Beide Ausführungsformen
erleichtern die Herstellung eines Mikrostreifen-Übergangs in derjenigen Ebene,
wo der Leiter einer Schaltkreiskarte induktiv mit dem Magnetfeld
der Wellenleitung verkuppelt ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist der Leiter der Mikrostreifenleitung an der mechanischen Wellenleitung
ungeerdet und weist somit die Funktion einer kapazitiv betreibbaren
Antenne auf. Infolgedessen weist der Leiter der Mikrostreifenleitung
keine Verbindung mit der Masseebene der Mikrostreifenleitung auf
und die Ausnehmung wird dann die Kupplung zwischen dem elektrischen
Feld der Wellenleitung und dem Mikrostreifen-Leiter verstärken. Mittels dieser
Ausführungsform
ist es leicht, einen Mikrostreifen-Übergang in einer Ebene herzustellen,
in der eine Leiterplattenkarte einen Leiter aufweist, der kapazitiv
mit dem elektrischen Feld der Wellenleitung auf die gleiche Weise
wie eine Antenne verkuppelt ist.
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Neben
der Tatsache, dass die vorliegende Erfindung einen leichteren Weg
zur Bereitstellung einer Leiterplattenkarte mit einer Abdeckung
vorgibt, führt
die Erfindung ebenso zur Vereinfachung in Bezug auf die Konstruktion
der tatsächlichen
Leiterplattenkarte unabhängig
davon, ob der Mikrostreifen-Leiter induktiv oder kapazitiv mit dem
elektromagnetischen Feld der Mikrowellenführung verkuppelt ist.
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Die
oben beschriebene Ausnehmung erlaubt eine höhere Energieableitung in dem
Mikrostreifen-Leiter, obwohl dieser planparallel zur Längsrichtung
der Wellenleitung steht. Da es wünschenswert ist,
dass die Energie, die zum Mikrostreifen-Leiter zugeführt wird,
im Wesentlichen genauso groß ist
wie die Energie, die zu der Wellenleitung zugeführt ist, besteht jedoch keine
Notwendigkeit zum Versuch, diese Effizienz weiter zu erhöhen, d.
h. die Feldstärke in
der Wellenleitung weiter zu erhöhen. Üblicherweise
ist die Breite der Wellenleitung doppelt so groß wie deren Höhe. Eine
optimale Energieableitung wird nicht mit diesen Dimensionen in einem
gemäß der Erfindung
planparallel angeordneten Mikrostreifen-Leiter erreicht. Ein Weg
der weiteren Erhöhung der
Feldstärke
ist, die Höhe
der Wellenleitung zu reduzieren. Da die Energie in der Wellenleitung
in der Form elektrischer und magnetischer Felder übermittelt
wird, wird der Strömungsbereich
dann absinken, wodurch die Feldstärken sich erhöhen werden,
um das Energieniveau beizubehalten.
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Es
wird somit bevorzugt, dass die senkrechte Distanz zwischen der inneren
Unterseite der Wellenleitung und der inneren Oberseite der Wellenleitung schrittweise
in Bezug auf einen Abschnitt der Wellenleitung in Richtung oder
in Verbindung mit demjenigen Teil des Endes der Wellenleitung, der
mit der Mikrostreifenleitung in Wirkverbindung steht, abnimmt. In
zwei alternativen Ausführungsformen
kann dies durch diskrete Stufen oder kontinuierlich erreicht werden.
Unabhängig
von der Tatsache, dass durch Verringerung der Distanz zwischen der
Unterseite und der Oberseite eine höhere Energieableitung in einem
planparallelen Mikrostreifen-Leiter ermöglicht wird, führt dies
ebenso zu einer Anpassung der Impedanz der Wellenleitung an die
Impedanz der Mikrostreifenleitung dadurch, dass die Impedanz der
Wellenleitung in Richtung der Mikrostreifenleitung absinkt. Wenn
die Größe durch
diskrete Stufen verändert wird,
werden die Stufen auf eine solche Weise angepasst, dass die gewünschte Impedanz
in Bezug auf das Ende der Wellenleitung erhalten wird. Wenn die Größe kontinuierlich
verändert
wird, wird die Veränderung
der Größe über einen
längeren
Abschnitt in der Wellenleitung als in dem Fall diskreter Stufen
mit dem Zweck der Erreichung der wünschenswerten Impedanz ausgeführt.
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Es
wird weiterhin realisiert, dass der Leiter der Mikrostreifenleitung
nicht nur an der zur Mikrostreifen-Technologie zugehörigen Masseebene geerdet werden
kann, sondern auch in Bezug auf diese Masseebene ungeerdet sein
kann, jedoch ebenso mit einem passenden Netzwerk, das durch Mikrostreifen-Technologie
hergestellt ist, verbunden sein kann. Der Leiter kann ebenso in
einer Form gestaltet sein, die gerade, zickzack-förmig oder über eine
längere
Leiterlänge
mit einer Einschub-Tiefe beibehalten oder in jeder anderen Form
gestaltet sein kann.
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In
den oben erwähnten
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung liegen unterschiedliche Formen der mechanischen Wellenleitung und
deren Ausnehmung vor sowie Varianten der Ausgestaltung des Leiters
oder der Mikrostreifenleitung, um eine kapazitive/induktive Kupplung
zwischen dem Leiter und den elektrischen/magnetischen Feldern der
Ausnehmung bereitzustellen. Die Kombination dieser Formen, Alternativen
und Varianten zur Bereitstellung einer Ausführungsform, die mit der in Rede
stehenden Anwendung zusammenpasst, wird als innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung befindlich angesehen. Beispielsweise kann der Übergang
durch eine Leiterplatte ausgebildet sein, in der der Leiter der
Mikrostreifenleitung nicht zur Masseebene der Mikrostreifenleitung
heruntergezogen wurde, sondern in das Ende der Wellenleitung eingesetzt ist,
wobei dieses Ende aus einer Ausnehmung besteht, deren Resonanzfrequenz
mittels einer Schraube eingestellt werden kann, und deren Wand eine
abgeschrägte
Kante aufweist, und bei der die Wellenleitung für einen Abschnitt über die
Ausnehmung hinaus eine Innengröße aufweist,
die kontinuierlich entlang der Wellenleitung in einer Richtung weg
von der Mikrostreifenleitung der Leiterplatte ansteigt.
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Die
nachfolgend angegebenen Ausführungsformen,
die beispielhaft angegeben sind, stellen nur eine Auswahl sämtlicher
Kombinationen der Merkmale dar, die innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung mit dem Zweck des Erreichens einer Ausführungsform
der Erfindung, geeignet sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1a eine
Ansicht von oben auf einen Übergang
zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist,
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1b einen
Querschnitt entlang der Linie I-I aus 1a ist,
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2a eine
Ansicht von oben auf einen Übergang
zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist,
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2b einen
Querschnitt entlang der Linie II-II aus 2a ist,
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3a eine
Ansicht von oben auf einen Übergang
zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist, und
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3b ein
Querschnitt entlang der Linie III-III aus 3a ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 1a und 1b beschrieben,
die einen Übergang,
der ebenso als Mikrostreifen-Übergang
bezeichnet wird, zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
zeigt. 1a ist eine Ansicht von oben
auf den Mikrostreifen-Übergang,
und 1b ist ein Querschnitt durch den Mikrostreifen-Übergang
entlang der Linie I-I in 1a. Zum Zwecke
der Vereinfachung der Beschreibung wird die in 1a gezeigte
Ebene im Folgenden als horizontale Ebene bezeichnet.
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Die
leitfähigen
Wände der
mechanischen Wellenleitung 115 sind aus einer Bodenplatte 120 und
einer Abdeckung 110 ausgebildet. Derjenige Teil der Abdeckung,
der über
den Wellenleitungsteil platziert ist, ist in der gezeigten Ausführungsform
vollständig
eben. Die Bodenplatte bildet den Boden und die Wände der Wellenleitung aus,
während
die Abdeckung nur die Oberseite der Wellenleitung ausbildet. Die
Bodenplatte und die Abdeckung können
in Blöcken
beispielsweise durch Gießen
oder durch andere mechanische Bearbeitung ausgebildet sein. Es sollte hier
angemerkt werden, dass die Abdeckung nicht mit der in der Bodenplatte
ausgebildeten Nuten eben sein muss, sondern dass die Nuten vollständig oder teilweise
auch in der Abdeckung ausgebildet sein können, die dementsprechend nicht
eben wäre.
Wie in 1b angedeutet, bildet die Abdeckung
nicht nur die Oberseite der Wellenleitung aus, sondern ebenso eine
Abdeckung für
die Schaltkreiskarte, auf der die Mikrostreifenleitung positioniert
ist.
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Die
Mikrostreifenleitung umfasst einen Leiter 140, der auch
als Mikrostreifen bezeichnet wird und an einer Seite eines Dielektrikum-Substrats 130 angeordnet
ist, sowie eine leitfähige
Erdungsebene 150, 151, die an der anderen Seite
des Substrats angeordnet ist. Die Mikrostreifenleitung ist über deren Masseebene
direkt an der Bodenebene 120 mittels adhäsiver Schichten 160, 161,
die elektrisch leitfähige
Eigenschaften aufweisen, angebracht. Alternativ hierzu wird der
direkte Kontakt durch Löten
bereitgestellt. Die Mikrostreifenleitung ist auf eine solche Weise
angeordnet, dass das Dielektrikum-Substrat planparallel zur mechanischen
Wellenleitung 150 steht, d. h. so, dass die Erstreckung
der Mikrostreifenleitung zumindest nahe der Wellenleitung horizontal
ist.
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Wie
in 1B gezeigt, liegt ein Zwischenraum oder ein Luftspalt 145 zwischen
der Oberseite 110 der Wellenleitung und dem Leiter 140 der
Mikrostreifenleitung vor. Infolgedessen besteht kein Kontakt des
Leiters 140 mit der Abdeckung 110. Der Leiter
wird die Funktion einer Antenne aufweisen, die eine kapazitive Kupplung
mit dem elektrischen Feld der Wellenleitung bereitstellt.
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Am
Boden weisen die Wände
der Nut ein Paar hervorstehender Abschnitte 128 auf, welche sich
senkrecht zur Längsrichtung
der Wellenleitung am Ende der mechanischen Wellenleitung, in die
die Mikrostreifenleitung eingesetzt ist, erstrecken. Die Mikrostreifenleitung
ist in die Sektion eingesetzt, die zwischen diesen hervorstehenden
Abschnitten ausgebildet ist. An diesem Ende bildet ein Abschnitt
der Wellenleitung eine Ausnehmung 124 aus, die mit dem
verbleibenden Teil der Wellenleitung in Wirkverbindung steht.
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Die
Ausnehmung 124 wurde in dem Boden der Wellenleitung mittels
einer senkrechten Biegung der Wellenleitung in Bezug auf die Gesamtlängsrichtung
der Wellenleitung ausgebildet. Die Ausnehmung bildet einen Mikrowellen-Resonator
aus, der das elektromagnetische Feld der Mikrowellen innerhalb eines
Frequenzbereichs zeigt, der für
die Anwendung wünschenswert
ist. Der Boden der Ausnehmung 124 ist unter einer Distanz
D2 vom Leiter 140 der Mikrostreifenleitung positioniert,
welche vorzugsweise 1/4 der Wellenleitung-Wellenleitung entspricht. Der
Boden der Ausnehmung bildet eine Kurzschlussebene aus, wobei ein
Maximum des elektrischen Felds der Mikrowellen bei 1/4 der Wellenlänge vom Boden
auftritt, d. h. an dem Ort des Leiters 140.
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Die
Verstärkung
des elektromagnetischen Felds hängt
vom Q-Wert der Last ab und ist proportional zur √Q. Der Q-Wert der Last kennzeichnet das Verhältnis der
reaktiven Energie, die in der Ausnehmung umläuft, oder des Mikrowellen-Resonators zur Energie,
die entnommen wird. Ein hoher Q-Wert ergibt hohe Felder, zur gleichen
Zeit jedoch dient der Resonator als Bandpassfilter, der eine relative
Bandbreite von 1/Q aufweist. Es ist wünschenswert, dass ein Q-Wert
für den
Resonanz gewählt
wird, der so niedrig wie möglich
ist. Es sollte jedoch in Betracht gezogen werden, dass hohe Q-Werte
ebenso größere Anforderungen
für die
Herstellungstoleranzen ergeben. Die Resonanzfrequenz sollte so genau
sein, dass die übermittelte
Frequenz nicht außerhalb
des gewünschten
Frequenzbands liegt.
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In
der in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsform
tritt der Übergang
der Energie zwischen der Wellenleitung und dem Leiter der Mikrostreifenleitung
mittels einer kapazitiven Kupplung ein. In den Ausführungsformen,
die in den 2a und 2b bzw. 3a und 3b gezeigt
sind, bildet der Leiter der Mikrostreifenleitung eine Stromschleife und
einen Übergang
der Energie zwischen der Wellenleitung und dem Leiter der Mikrostreifenleitung durch
eine induktive Kupplung aus.
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In 1b weist
die mechanische Wellenleitung 115 an der anderen Seite
der Ausnehmung gesehen von der Mikrostreifenleitung aus eine Innengröße auf,
die vertikal, d. h. senkrecht in Bezug auf die horizontale Ebene,
schrittweise und kontinuierlich entlang der Wellenleitung in einer
Richtung weg von der Mikrostreifenleitung in Bezug auf einen Abschnitt der
Wellenleitung zunimmt. Dies wird durch die Nut in der Oberseite
der Bodenplatte erbracht, die schrittweise und kontinuierlich in
einer Richtung weg von der Mikrostreifenleitung vertieft ist, wobei
eine geneigte Bodenfläche 126 in
Bezug auf einen Abschnitt der Wellenleitung ausgebildet ist. Der
geneigte Boden wird einer Anpassung der Impedanz der Wellenleitung
an die Impedanz der Mikrostreifenleitung durch die Reduzierung der
Impedanz der Wellenleitung in Richtung der Mikrostreifenleitung
bewirken.
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Eine
zweite Ausführungsform
wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 2a und 2b beschrieben,
die einen Mikrostreifen-Übergang
zwischen einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
zeigen. 2a ist eine Ansicht von oben
auf den Mikrostreifen-Übergang
und 2b ist ein Querschnitt des Mikrostreifen-Übergangs
entlang der Linie II-II aus 2a. Als
Analogie zur ersten Ausführungsform
wird die in 2a gezeigte Ebene im Anschluss
als horizontale Ebene bezeichnet. Die Bezeichnung der Bezugszeichen
in den 2a und 2b wurde
in Analogie mit den Bezeichnungen aus den 1a und 1b vorgenommen.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass in den 1a und 1b die
Bezugszeichen mit der Nummer 1 beginnen und in den 2a und 2b mit der
Nummer 2. In der Beschreibung der zweiten Ausführungsform werden nur diejenigen
Merkmale, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, vermerkt.
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Die
mechanische Wellenleitung 215 weist auf der anderen Seite
der Ausnehmung 224 gesehen von der Mikrostreifenleitung
aus eine Innengröße auf,
die vertikal, d. h. senkrecht in Bezug auf die horizontale Ebene
schrittweise durch diskrete Stufen entlang der Wellenleitung in
einer Richtung weg von der Mikrostreifenleitung in Bezug auf einen
Abschnitt der Wellenleitung ansteigt. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Nuten der Oberseite des Bodens schrittweise und durch diskrete
Stufen, die in einer Richtung weg von der Mikrostreifenleitung tiefer
werden, erreicht, und somit durch Ausbilden eines stufenförmigen Bodens 226 in
Bezug auf einen Abschnitt der Wellenleitung. Dieser stufenförmige Boden
bewirkt eine Anpassung der Impedanz der Wellenleitung an die Impedanz
der Mikrostreifenleitung.
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Der
Leiter 240 der Mikrostreifenleitung aus den 2a und 2b ist
mit der leitfähigen
Masseebene 251 der Mikrostreifenleitung über eine
Metallisierung 242 verbunden, die sich von dem Leiter zur
Erdungsebene über
das Ende des Dielektrikum-Substrats 230 erstreckt, welches über die
Ausnehmung in der Wellenleitung 215 hinweg positioniert
ist. Somit wird eine elektrische Schleife durch den Leiter 240,
die Erdungsebene 250, 251 und demjenigen Teil
des Wellenführungsbodens,
der die Ausnehmung definiert, ausgebildet. Diese Schleife hält eine
induktive Kupplung mit magnetischem Feld in der Ausnehmung bereit.
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3a zeigt
einen Mikrostreifen-Übergang zwischen
einer mechanischen Wellenleitung und einer Mikrostreifenleitung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. 3a ist eine Ansicht von oben
auf den Mikrostreifen-Übergang
und 3b ist ein Querschnitt des Mikrostreifen-Übergangs
entlang der Linie III-III aus 3a. Analog
zu den vorhergehenden Ausführungsform
wird die Ebene, die in 3a gezeigt ist, im Folgenden
als horizontale Ebene bezeichnet. Die Bezeichnung der Bezugszeichen aus
den 3a und 3b wurde
analog zu den Bezeichnungen aus den 1a und 1b sowie 2a und 2b gemacht.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die Bezugszeichen in den 3a und 3b mit
der Nummer 3 beginnen. In der Beschreibung dieser dritten Ausführungsform werden
nur diejenigen Merkmale, die sich von der ersten und zweiten Ausführungsform
unterscheiden, gekennzeichnet.
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In
dieser Ausführungsform
bildet die Ausnehmung 324 eine Schräge 325 an der Kante,
die dem Wellenführungsende,
in das die Mikrostreifenleitung eingesetzt ist, am nächsten ist,
aus. Überraschend
genug wurde herausgefunden, dass diese Schräge zu einer Verstärkung des
Effizienzgrads des Übergangs
der Mikrowellen zwischen den Wellenführung und der Mikrostreifenleitung
führt.
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Der
Leiter 340 der Mikrostreifenleitung erstreckt sich hier
in die leitfähige
Erdungsebene 351 der Mikrostreifenleitung über eine
Durchgangsleitung 342 in demjenigen Teil des Dielektrikum-Substrats 330 aus,
welcher über
die Ausnehmung in der Wellenführung 315 hinweg
platziert ist.
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In
den oben erwähnten
beispielhaften Ausführungsformen
wurden unterschiedliche Formen der mechanischen Wellenführung jenseits
der Ausnehmung gesehen von der Mikrostreifenleitung aus beschrieben;
unterschiedliche Varianten der Gestalt des Leiters der Mikrostreifenleitung
zur Bereitstellung einer kapazitiven/induktiven Kupplung zwischen
dem Leiter und dem elektrischen/magnetischen Feld der Ausnehmung
wurden ebenso beschrieben. In einer Ausführungsform wurde auch eine
Schräge
der Kante der Ausnehmung, die an dem Ende der Welleführung platziert
ist, in das die Mikrostreifenleitung eingesetzt wurde, beschrieben.
Um die Anzahl von Ausführungsformen
auf eine handhabbare Anzahl zu beschränken, wurden sämtliche
Kombinationen dieser Form, Alternativen und Varianten nicht beschrieben. Es
ist jedoch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich, diese
Formen, Alternativen und Varianten zu kombinieren, um eine Ausführungsform
bereitzustellen, die für
eine Anwendung von besonderem Interesse geeignet ist. Somit kann
beispielsweise der Übergang
mit einer Schräge
der Kante der Ausnehmung konstruiert sein, bei der keine Erstreckung
des Leiters der Mikrostreifenleitung zu dessen Erdungsebene erfolgte.
Dies kann dann mit einer Wellenführung
kombiniert werden, die eine geneigte Bodenfläche oder eine stufenförmige Bodenfläche an der
anderen Seite der Ausnehmung, gesehen von der Mikrostreifenleitung
aus, aufweist.