DE68912043T2 - Dielektrischer Wellenleiter. - Google Patents
Dielektrischer Wellenleiter.Info
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf einen Übertragungskreis für die Übertragung von elektromagnetischen Wellen von extrem kurzer Wellenlänge, wie z.B. Mikrowellen, Millimeterwellen und Submillimeterwellen, und insbesondere bezieht sie sich auf einen ebenen Übertragungs-Kreis.
- Koaxialkabel, Wellenleiter, Mikrostreifenleiter, dielektrische Leiter und andere derrrtige Vorrichtungen werden laufend benutzt, um diese Arten von elektromagnetischen Wellen zu übertragen. In allen von diesen Vorrichtungen wird ein Kern von einem runden oder rechteckförmigen Querschnitt durch ein Dielektiikum mit einem geringen dielektrischen Verlust und mit einer verhältnismäßig hohen Dielektrizitätskonstanten zur Übertragung der fortschreitenden Wellenenergie der elektromagnetischen Welle gebildet, und der Kern wird von einem Dielektrikum mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten umgeben. Oberflächen-Wellenleiter, die aus einem inhomogenen dielektrischen Film gebildet sind, sind aus ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN, Vol. 51- B, No. 3, 1968, Seiten 50 bis 54; N. KUMAGAI et al: "Surface waveguide consisting of inhomogeneous dielectric thin film" bekannt. Andere Formen von Hochfrequenz-Übertragungsvorrichtungen sind nicht berücksichtigt worden und es besteht daher eine Aufgabe darin, wie Schaltkreis-Netzwerke auszubilden sind und die Schaltungs-Dichte zu vergrößern ist.
- Gemäß der Erfindung ist ein Hochfrequenz-Übertragungs-Kreis vorgesehen, der eine ebene dielektrische Schicht mit einer kontinuierlichen Porosität aufweist, wodurch ein dielektrlsches Material mit einer größeren Dielektrizitätskonstanten als die dielektrische Schicht in Abschnitten der genannten dielektrischen Schicht in deren Dicken-Richtung imprägniert wird, um in der genannten ebenen dielektrischen Schicht einen Fortpflanzungs-Kreis für elektromagnetische Wellen zu bilden.
- Mit anderen Worten, es wird ein Hochfrequenz-Übertragungs-Kreis vorgesehen, der eine kontinuierliche, poröse, ebene, dielektrische Schicht mit einem darin befindlichen Schaltkreis zur Fortpflanzung von elektromagnetischen Wellen aufweist, welcher durch ein dielektrisches Material von einer höheren Dielektrizitätskonstanten gebildet ist, welches in die dielektrische Schicht in deren Dicken-Richtung imprägniert ist. Das den Fortpflanzungs-Kreis für elektromagnetische Wellen bildende dielektrische Material kann ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen- Copolymer, ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyl-Ether-Copolymer, ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer oder eine Tetrafluorethylen- Dispersion sein.
- Die ebene dielektrische Schicht ist vorzugsweise ein poröses, expandiertes Polytetrafluorethylen.
- Es ist für die kontinuierlichen Poren der porösen, ebenen dielektrischen Schicht wünschenwert, hauptsächlich in der Dicken-Richtung der Schicht ausgerichtet zu sein, obwohl selbst für eine ebene dielektrische Schicht, deren Porosität nicht ausgerichtet ist, ein ähnliches Imprägnierungs- Ergebnis unter Verwendung eines maskierten Imprägnierungs-Verfahrens erreicht werden kann.
- Die Erfindung ergibt einen Hochfrequenz-Übertragungs-Kreis, der gute Übertragungseigenschaften aufweist und der dazu befähigt ist, dazu verwendet zu werden, um den Kreis in der ebenen Richtung auszudehnen. Irgendein gewünschter Hochfrequenzkreis kann mit einer dünnen, kontinuierlichen, porösen, ebenen, dielektrischen Schicht durch Laminieren oder andere Verfahren ausgebildet werden. Die Bildung von Hochfrequenz-Übertragungs-Kreisen von hoher Dichte kann ebenfalls bewerkstelligt werden.
- Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden nunmehr im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahine auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
- Fig. 1 eine schematische, perspektivische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Hochfrequenz-Übertragungs- Kreises gemäß der Erfindung; und
- Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht, welche ein Verfahren zur Bildung eines Hochfrequenz-Übertragungs-Kreises in Übereinstimmung mit der Erfindung veranschaulicht.
- Fig. 1 zeigt einen Hochfrequenz-Übertragungs-Kreis 1, der durch die Bildung von zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen dienenden Abschnitten 3 und 4 in Teilen einer porösen, ebenen dielektrischen Schicht 2 geschaffen ist, wobei die letztere aus einem kontinuierlichen, porösen, expandierten Polytetrafluorethylen-Filin besteht, sowie durch wahlweises Laminieren einer Schutzfolie 5 auf die oberen und unteren Oberflächen der Schicht 2. Die Schutzfolien 5 können jeweils eine vorimprägnierte Schicht aus porösem, expandierten Polytetrafluorethylen sein.
- Wenn ein Film aus expandiertem Polytetrafluorethylen mit einer Dielektrizitätskonstanten von 1,4 als die ebene dielektrische Schicht 2 benutzt wird, kann ein Pulver aus Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer-Harz, Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyl-Ether-Copolymer-Harz, Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer-Harz oder dergleichen mit einer Dielektrizitätskonstanten von ungefähr 2 sowie ein Bindemittel, oder alternativ, eine Tetrafluorethyien-Harz-Dispersion und ein Bindemittel, in Abschnitten der Schicht 2 imprägniert und fixiert werden, um Abschnitte 3 und 4 zur Übertragung elektromagnetischer Wellen zu bilden. Das Bindemittel kann ein Teflon (eingetragenes Warenzeichen)-Kleber sein.
- Diese Abschnitte 3 und 4 zur Übertragung elektromagnetischer Wellen können beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Aufbringen einer Invers-Muster-Schaltkreis-Maske 6 auf die ebene dielektrische Schicht 2, sodann durch Aufbringen der aus Harz-Pulver und Bindemittel bestehenden Masse auf diesen Schaltkreis-Musterabschnitt und durch Ermöglichen einer natürlichen, aufgrund der Schwerkraft stattfindenden Imprägnierung, oder durch Aufbringen in einer ähnlichen Maske 6 auf die untere Oberfläche der ebenen dielektrischen Schicht 2 und durch Erleichterung der Imprägnierung mit Hilfe einer Vakuumpumpe 8 ausgebildet werden.
- Wenn die Zusammensetzung oder Masse 7, nachdem sie auf diese Art und Weise imprägniert worden ist, getrocknet ist, sind Abschnitte 3 und 4 zur Übertragung elektromagnetischer Wellen gebildet worden, welche eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die höher ist als diejenige der ebenen dielektrischen Schicht 2.
- Um für die Übertragung elektromagnetischer Wellen Abschnitte 3 und 4 mit sehr scharfen Begrenzungen zu bilden, ist es wünschenswert, daß die kontinuierliche Porosität der ebenen dielektrischen Schicht 2 von dem feinstmöglichen Grad sein sollte, und daß die kontinuierlichen Poren so viel wie möglich in der Richtung der Stärke der ebenen dielektrischen Schicht 2 ausgerichtet sein sollten, d.h. senkrecht zu der Ebene der Schicht, oder daß die Porositit in der Dicken-Richtung hoch sein sollte.
- Weil die vorliegende Erfindung es ermöglicht, daß ein Hochfrequenz- Übertragungs-Kreis in Form einer dünnen Schicht ausgebildet wird, und die rechteckförmige Gestalt der zur Übertragung elektromagnetischer Wellen dienenden Abschnitte die Polarisations-Ebene aufrecht erhalten, können Verbindungen hergestellt werden, ohne daß ein bedeutender Fehler in der Richtung der elektromagnetischen Wellen eingeführt wird, und es können Mehrfach-Schicht-Vorrichtungen leicht hergestellt werden.
- Darüber hinaus können, weil die Erfindung auf der Imprägnierung in eine kontinuierliche, poröse, ebene dielektrische Schicht zur Bildung von Schaltkreisabschnitten zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen aufbaut, dünne Vorrichtungen hergestellt werden und es können Übertragungs-Schaltkreise mit einer sehr hohen Dichte ausgebildet werden.
Claims (8)
1. Hochfrequenz-Übertragungs-Kreis mit einer ebenen
di-elektrischen Schicht (2), dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schicht
eine kontinuierliche Porosität aufweist, wodurch ein dielektrisches
Material mit einer größeren Dielektrizitätskonstanten als die dielektrische
Schicht in Abschnitten der genannten dielektrischen Schicht in deren
Dicken-Richtung imprägniert wird, um in der genannten ebenen
dielektrischen Schicht (2) einen Fortpflanzungs-Kreis (3, 4) für
elektromagnetische Wellen zu bilden.
2. Übertragungs-Kreis nach Anspruch 1, bei welchem das
dielektrische Material des Fortpflanzungs-Kreises (3, 4) für
elektromagnetische Wellen ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer ist.
3. Übertragungs-Kreis nach Anspruch 1, bei welchem das
dielektrische Material des Fortpflanzungs-Kreises (3, 4) für
elektromagnetische Wellen ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyl-Ether-
Copolymer ist.
4. Übertragungs-Kreis nach Anspruch 1, bei welchem das
dielektrische Material des Fortpflanzungs-Kreises (3,4) für
elektromagnetische Wellen ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer ist.
5. Übertragungs-Kreis nach Anspruch 1, bei welchem das
dielektrische Material des Fortpflanzungs-Kreises (3, 4) für
elektromagnetische Wellen eine Tetrafluorethylen-Dispersion ist.
6. Übertragungs-Kreis nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei welchem die genannte ebene dielektrische Schicht (2) ein
poröses expandiertes Polytetrafluorethylen ist.
7. Übertragungs-Kreis nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei welchem die kontinuierlichen Poren der ebenen
dielektrischen Schicht (2) hauptsächlich in der Dicken-Richtung der Schicht
ausgerichtet sind.
8. Übertragungs-Kreis nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, welcher eine Schutz-Folie (5) aufweist, die auf mindestens eine
Seite der ebenen dielektrischen Schicht (2) laminiert ist.
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