DE69628928T2 - Streifenleitungs-richtkoppler mit toleranz für substratvariationen - Google Patents

Streifenleitungs-richtkoppler mit toleranz für substratvariationen Download PDF

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
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    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Richtkoppler und insbesondere einen Streifenleitungs-Richtkoppler, der gegenüber Substratänderungen tolerant ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Streifenleitungskoppler bestehen allgemein aus einem Paar benachbarter Übertragungsleitungsleiter, die sich in einem oder mehreren zwischen einer oder mehreren Masseflächen angeordneten Substraten befinden. Die Übertragungsleitungsleiter können koplanar oder nicht-koplanar sein.
  • Ein Richtkoppler koppelt eine gewisse Menge an Energie, die einer ersten Übertragungsleitung zugeführt wird, zu einer zweiten Übertragungsleitung. Das Verhältnis der der ersten Übertragungsleitung zugeführten Energie zu der zu der zweiten Übertragungsleitung gekoppelten Energie wird als Koppelfaktor bezeichnet. Zum Beispiel koppelt ein Richtkoppler mit einem Koppelfaktor von 10 dB ein Zehntel der Eingangsenergie zu dem gekoppelten Tor der zweiten Übertragungsleitung (und überträgt daher die anderen neun Zehntel der Eingangsenergie an den Ausgang der ersten Übertragungsleitung). Richtkoppler sind als eine Energieteilungsschaltung und als ein Meßwerkzeug zum Abtasten von RF- oder Mikrowellenenergie nützlich.
  • Das Richtverhältnis eines Richtkopplers bezieht sich auf das Verhältnis der Energie, die an den Vorwärtswellen-Abtastanschlüssen gemessen wird, wobei nur eine Vorwärtswelle in der Übertragungsleitung vorhanden ist, zu der Energie, die an denselben Anschlüssen gemessen wird, wenn die Richtung der Vorwärtswelle in der Leitung umgekehrt wird. Das Richtverhältnis wird gewöhnlich in Dezibel (dB) ausgedrückt. Eine hohes Richtverhältnis wird in Richtkopplern gewöhnlich erreicht, indem die Übertragungsleitung so hergestellt wird, daß sie eine vorbestimmte charakteristische Impedanz aufweist (bestimmt durch die Abmessungen des Streifenleiters, die dielektrische Konstante des Substrats und die Dicke des Substrats), die zu der Quellenimpedanz und/oder der Lastimpedanz paßt. In dieser Weise verschlechtern jegliche Änderungen in dem Wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung in Bezug auf eine Quellen- und/oder Lastimpedanz das Richtverhältnis.
  • Um ein hohes Richtverhältnis zu erzielen (d. h. die Übertragungsleitung mit einer präzisen charakteristischen Impedanz – gewöhnlich fünfzig Ohm – herzustellen) werden Richtkoppler typischerweise unter Verwendung eines teuren Substratmaterials (dielektrisches Medium) hergestellt. Solche Mikrowellenlaminate, wie sie im allgemeinen bezeichnet werden, erfordern spezielle Herstellungsverfahren, um das Laminat auf eine konventionelle gedruckte Schaltung einzulegen. Darüber hinaus werden die dielektrische Konstante (Er) und die Dicke des Substrats streng kontrolliert, was eine Übertragungsleitung mit einer relativ präzisen charakteristischen Impedanz hervorbringt und auf diese Weise das Richtverhältnis des Richtkopplers verbessert. Eine strenge Kontrolle der Substratparameter (dielektrische Konstante, Dicke, usw.) erhöht die Kosten der Richtkoppler.
  • Demgemäß besteht ein Bedarf für einen Richtkoppler, der ein hohes Richtverhältnis aufweist und für eine Herstellung aufkonventionellen gedruckten Schaltungen unter Verwendung von Substraten geeignet ist, die gewöhnlich mit konventionellen gedruckten Schaltungen verwendet werden. Ferner besteht ein Bedarf für einen Richtkoppler, der die Verwendung eines weniger teuren Substratmaterials gestattet, das mit größeren Toleranzen hergestellt werden kann und auf diese Weise ermöglicht, daß der Richtkoppler auf grundlegenden gedruckten Schaltungen hergestellt wird.
  • WO 91/04588 A offenbart einen Radiofrequenz- (RF-) Koppler mit einer Vielzahl sekundärer Koppelelemente, die in Bezug aufeinander nicht-überlappend sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Streifenleitungs-Richtkoppler bereitgestellt, wie er in Anspruch 1 beansprucht ist.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
  • 1A einen einseitigen Richtkoppler des Standes der Technik zeigt,
  • 1B die elektrische Ersatzdarstellung zeigt,
  • 1C einen Richtkoppler zeigt, der ein Substrat umfaßt,
  • 2A eine konventionelle Ausgestaltung eines einseitigen Richtkopplers zum Abtasten oder Messen der gekoppelten Energie in Vorwärtsrichtung zeigt,
  • 2B eine konventionelle Ausgestaltung eines einseitigen Richtkopplers zum Abtasten oder Messen der reflektierten gekoppelten Energie zeigt,
  • 3A einen einseitigen Richtkoppler gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3B eine erste alternative Ausführungsform des einseitigen Richtkopplers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3C eine zweite alternative Ausführungsform des einseitigen Richtkopplers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4 einen Doppel-Richtkoppler des Standes der Technik zeigt,
  • 5A einen Doppel-Richtkoppler gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 5B eine erste alternative Ausführungsform des Doppel-Richtkopplers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 5C eine zweite alternative Ausführungsform des Doppel-Richtkopplers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 6 einen Zweirichtungs-Richtkoppler des Standes der Technik zeigt,
  • 7 eine teilweise schematische Darstellung eines Zweirichtungs-Richtkopplers ist, der in einem RF-System verwendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen durchweg gleiche oder ähnliche Teile.
  • Auf die 1A Bezug nehmend wird ein einseitiger Richtkoppler 10 des Standes der Technik gezeigt, und 1B zeigt die elektrische Ersatzdarstellung. Der Koppler 10 weist zwei benachbarte Übertragungsleitungen 12 und 14 für die transversalelektromagnetischen Mode (TEM) auf, die jeweils zwei Tore haben. Die Ausbreitung eines Eingangssignals entlang einer der Übertragungsleitungen induziert die Ausbreitung eines gekoppelten Signals in der anderen Übertragungsleitung. Die Übertragungsleitung 12 hat ein Eingangstor 16 zum Empfangen eines Eingangssignals von einer externen Quelle (nicht gezeigt) und ein Durchgangstor 18. Die Übertragungsleitung 14 hat ein gekoppeltes Tor 20 und ein Isolationstor 22. Ein gekoppeltes Signal, das durch die Ausbreitung eines Signals in der Übertragungsleitung 12 entlang der Übertragungsleitung 14 induziert wird, erscheint an dem gekoppelten Tor 20. Das gekoppelte Signal wird in einem Kopplungsbereich 26 des Richtkopplers 10 induziert.
  • Im allgemeinen weist das von dem Durchgangstor 18 abgegebene Signal unter der Annahme eines idealen verlustfreien Kopplers 10 eine Energiemenge auf, die gleich der an dem Eingangstor 16 empfangenen Energiemenge minus der zu dem gekoppelten Tor 20 gekoppelten Energiemenge ist. Während das Isolationstor 22 der Übertragungsleitung 14 kein Signal abgibt, erscheint reflektierte Energie, die durch eine Impedanzfehlanpassung der Übertragungsleitungen mit einer Lastimpedanz (nicht gezeigt) an dem Durchgangstor 18 bedingt ist, an dem Isolationstor 22. Gewöhnlich wird das Isolationstor durch eine Abschlußimpedanz 24 abgeschlossen, die normalerweise gleich der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung 14 ist. Typischerweise hat diese Impedanz einen ohmschen Wert von 50 Ohm.
  • Nun auf die 1C Bezug nehmend wird eine von mehreren möglichen Ausgestaltungen gekoppelter Übertragungsleitungen eines Kopplers 11 gezeigt, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Koppler 11 umfaßt ein Substrat 13, das zwischen Bezugsflächen 19 angeordnet ist, und einen ersten Streifenleiter 15 und einen zweiten Streifenleiter 17. Eine Übertragungsleitung 21 umfaßt den ersten Leiter 15, das Substrat 13 und die Bezugsflächen 19, während eine andere Übertragungsleitung 23 den zweiten Leiter 17, das Substrat 13 und die Bezugsflächen 19 umfaßt.
  • Nun auf die 2A Bezug nehmend wird eine konventionelle Ausgestaltung eines einseitigen Richtkopplers zum Abtasten oder Messen der gekoppelten Energie in Vorwärtsrichtung gezeigt.
  • Idealerweise ist die charakteristische Impedanz der gekoppelten Übertragungsleitungen gleich der Last-, Quellen- und Abschlußimpedanz (50 Ohm). Unter diesen Umständen sind die Übertragungsleitungen an die Lastimpedanz angepaßt, und in dem System treten keine Reflexionen auf. Jedoch existiert unter normalen Bedingungen eine Impedanzfehlanpassung, die hauptsächlich durch die Ungenauigkeiten in der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen, der Quellenimpedanz, der Lastimpedanz und/oder der Abschlußimpedanz bedingt ist. Wie unten diskutiert wird, ergeben sich unerwünschte Reflexionen, wenn die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitungen nicht an die Quellen- und Lastimpedanzen angepaßt ist.
  • Unter der Annahme, daß die Quellen- und Lastimpedanzen einen ohmschen Wert von fünfzig Ohm haben und der Wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen nicht gleich fünfzig Ohm ist, wird Energie an unterschiedlichen Punkten in dem System reflektiert. Der Grundbetrieb des Kopplers liefert ein Vorwärts-Energiesignal ("Vorwärtsenergie"), das von dem Eingangstor zu dem Durchgangstor wandert. Die Vorwärtsenergie induziert ein Signal in der gekoppelten Übertragungsleitung, das in der Richtung von dem Isolationstor zu dem gekoppelten Tor wandert. Demgemäß wird die Vorwärtsenergie zu dem gekoppelten Tor gekoppelt. Der Betrag der gekoppelten Vorwärtsenergie hängt von dem Koppelfaktor der Richtkopplers ab.
  • wenn die Vorwärtsenergie von dem Eingangstor zu dem Durchgangstor und zu der Lastimpedanz wandert, wird eine gewisse Menge an Energie von der Lastimpedanz zurück in Richtung auf das Eingangstor reflektiert ("Reflexion 1A"). Der Betrag der Reflexion 1A hängt von dem Reflexionskoeffizienten ab, der mit der Impedanzfehlanpassung der Übertragungsleitung mit der Lastimpedanz in Zusammenhang steht.
  • Wenn die Reflexion 1A von dem Durchgangstor zu dem Eingangstor wandert, wird eine gewisse Menge an Energie von der Quellenimpedanz zurück in Richtung auf das Durchgangstor reflek tiert ("Reflexion 2A"). Der Betrag der Reflexion 2A hängt von dem Reflexionskoeffizienten ab, der mit der Impedanzfehlanpassung der Übertragungsleitung mit der Quellenimpedanz in Zusammenhang steht. Die Reflexion 2A induziert wiederum ein Signal in der gekoppelten Übertragungsleitung, das in der Richtung von dem Isolationstor zu dem gekoppelten Tor wandert. Demgemäß wird die Reflexion 2A zu dem gekoppelten Tor gekoppelt, wobei der Betrag der gekoppelten Reflexion 2A ebenfalls von dem Koppelfaktor abhängig ist. Demgemäß enthält zu dieser Zeit das Signal an dem gekoppelten Tor sowohl die gekoppelte Vorwärtsenergie als auch die gekoppelte Energie der Reflexion 2A.
  • Unterdessen induziert die Reflexion 1A ein Signal in der gekoppelten Übertragungsleitung, das in der Richtung von dem gekoppelten Tor zu dem Isolationstor wandert. Die Reflexion 1A wird zu dem Isolationstor gekoppelt, und der Betrag der gekoppelten Reflexion 1A hängt von dem Koppelfaktor ab. Wenn die gekoppelte Reflexion 1A von dem gekoppelten Tor zu dem Isolationstor und zu der Abschlußimpedanz wandert, wird eine gewisse Menge an Energie von der Abschlußimpedanz zurück in Richtung auf das gekoppelte Tor reflektiert ("Reflexion 3A"). Der Betrag der Reflexion 3A hängt von einem Reflexionskoeffizienten ab, der mit der Impedanzfehlanpassung der gekoppelten Übertragungsleitung mit der Abschlußimpedanz in Zusammenhang steht.
  • Auch wenn sich theoretisch eine unendliche Anzahl von Reflexionen ereignen, ist der Betrag dieser anderen Reflexionen sehr klein und sie haben im allgemeinen keine Auswirkung. Demgemäß besteht das an dem gekoppelten Tor abgetastete oder gemessene Signal, das als die gekoppelte Vorwärtsenergie bezeichnet wird, hauptsächlich aus der gekoppelten Vorwärtsenergie, der gekoppelten Reflexion 2A und der Reflexion 3A. Es ist ersichtlich, daß unter der Annahme, daß die charakteristische Impedanz von jeder der Übertragungsleitungen ungefähr gleich ist und daß die Quellen-, Last- und Abschlußimpedanzen einander im wesentlichen gleich sind, die Beträge der gekoppelten Reflexion 2A und der Reflexion 3A ebenfalls ungefähr gleich sind.
  • Nun auf die 2B Bezug nehmend wird eine konventionelle Ausgestaltung eines einseitigen Richtkopplers zum Abtasten oder Messen der reflektierten gekoppelten Energie gezeigt. Vorwärtsenergie wird zu dem Isolationstor gekoppelt. Die gekoppelte Vorwärtsenergie erzeugt an der Abschlußlast eine Reflexion ("Reflexion 1B"), wenn eine Impedanzfehlanpassung vorhanden ist. Die Reflexion 1B breitet sich in Richtung auf das gekoppelt Tor aus und erscheint dort. Unterdessen wird eine gewisse Menge an Vorwärtsenergie von der Lastimpedanz zurück in Richtung auf das Eingangstor reflektiert ("Reflexion 2B"). Die Reflexion 2B induziert ein Signal in der gekoppelten Übertragungsleitung, das in die Richtung von dem Isolationstor zu dem gekoppelten Tor wandert. Die Reflexion 2B wird zu dem gekoppelten Tor gekoppelt. Demgemäß erscheinen die Reflexion 1B und die gekoppelte Reflexion 2B an dem gekoppelten Tor. Es ist ersichtlich, daß unter der Annahme, daß die Last- und Abschlußimpedanzen ungefähr gleich sind, die Beträge der Reflexion 1B und der gekoppelten Reflexion 2B ungefähr gleich sind.
  • Es ist jedoch einzusehen, daß unerwünschte Reflexionen, die an dem reflektierten gekoppelten Tor (Ausgestaltung von 2B) vorhanden sind, im Vergleich zu dem Einfluß unerwünschter Reflexionen auf die Messung der gekoppelten Vorwärtsenergie (Ausgestaltung von 2A) eine größere Auswirkung auf die Messung der reflektierten gekoppelten Energie haben. Dies ist hauptsächlich auf den im allgemeinen kleineren Betrag jeglicher an dem reflektierten gekoppelten Tor gemessener reflektierter gekoppelter Energie zurückzuführen. Die Genauigkeit der Messung der "wirklichen" reflektierten Energie wird durch die durch die Impedanzfehlanpassung der Übertragungsleitungen mit der Lastimpedanz (an dem Durchgangstor) und der Abschlußimpedanz (an dem Isolationstor) verursachten unerwünschten Reflexionen beträchtlich verringert. Als solche repräsentiert die "wirkliche" gekoppelte reflektierte Energie die Messung der Reflexion, die durch eine Differenz in der Impedanz zwischen der Lastimpedanz und der Abschlußimpedanz verursacht wird. Idealerweise würden Änderungen in der Lastimpedanz ungeachtet des Wertes der charak teristischen Impedanz der Übertragungsleitungen festgestellt werden. Demgemäß ist in bestimmten Anwendungen das Kontrollieren oder Negieren der Messung unerwünschter Reflexionen an dem gekoppelten reflektierten Tor wichtiger als an dem gekoppelten Vorwärtstor.
  • Erfindungsgemäß verringert die Hinzufügung von mindestens einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung zu dem Richtkoppler den Einfluß "sekundärer Reflexionen" (Reflexionen 2A und 3A in der in 2A gezeigten Ausgestaltung; Reflexionen 1B und 2B in der in 2B gezeigten Ausgestaltung), die an dem abgetasteten oder gemessenen Tor (d. h. gekoppelten Tor) vorhanden sind. Diese sekundären Reflexionen werden durch die Impedanzfehlanpassung der Koppler-Übertragungsleitungen mit den Quellen-, Last-, und/oder Abschlußimpedanzen verursacht. Die hinzugefügte Lambda-Viertel-Übertragungsleitung ist auf demselben Substrat wie die zwei Übertragungsleitungen des Kopplers und mit demselben Verfahren gebildet. Dies hat ungefähr gleiche charakteristische Impedanzen zur Folge. Obwohl etwaige Schwankungen in den Substratmaterial- oder Verfahrenstoleranzen, die während der Herstellung auftreten, die charakteristische Impedanz erhöhen oder verringern können, haben alle Übertragungsleitungen ungefähr dieselbe charakteristische Impedanz. Dadurch, daß man ungefähr gleiche charakteristische Impedanzen unter den Übertragungsleitungen (Lambda-Viertel und Koppler) hat, wird die durch die Fehlanpassung der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen mit den Quellen-, Last- oder Abschlußimpedanzen verursachte Verschlechterung des Richtverhältnisses verringert.
  • Die Hinzufügung der Lambda-Viertel-Leitung erhöht das Richtverhältnis des Kopplers, indem die Phase von einer der sekundären Reflexionen um 180 Grad geändert wird. Wie in der obigen Diskussion in Bezug auf die in 2A gezeigte Ausgestaltung ausgeführt, sind die sekundären Reflexionen Reflexion 2A und Reflexion 3A in ihrem Betrag ungefähr gleich. Demgemäß löscht das Ändern der Phase um 180 Grad von entweder Reflexion 2A oder Reflexion 3A die andere Reflexion aus. Daher liefert das an dem gekoppelten Tor abgetastete oder gemessene Signal eine genauere Messung der "wirklichen" gekoppelten Vorwärtsenergie ohne den Einfluß von Reflexionen, die durch die Fehlanpassung der Übertragungsleitung mit den Quellen-, Last- und/oder Abschlußimpedanzen verursacht werden.
  • Nur wenn die Quellen-, Last- und/oder Abschlußimpedanzen nicht angepaßt sind, wird die gemessene gekoppelte Vorwärtsenergie variieren. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein Mittel zum Feststellen einer Impedanzfehlanpassung zwischen den Quellen-, Last- und/oder Abschlußimpedanzen unabhängig von dem wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen bereit. In dieser Weise kann die Impedanz einer Last und die reflektierte Energie effektiv überwacht werden. Die vorliegende Erfindung stellt einen Richtkoppler bereit, dessen Richtverhältnis gegenüber dem Wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen unempfindlich ist. Demgemäß ist die Herstellung von Koppler-Übertragungsleitungen mit einigermaßen präzisen charakteristischen Impedanzen nicht erforderlich. Dieses selbe Prinzip funktioniert auch für die in 2B gezeigte Kopplerausgestaltung, wenn die "wirkliche" gekoppelte reflektierte Energie gemessen wird.
  • Nun auf die 3A Bezug nehmend wird ein erfindungsgemäßer einseitiger Richtkoppler 40 gezeigt. Der Koppler 40 weist eine Übertragungsleitung 42 und eine Übertragungsleitung 44 auf, wobei jede Übertragungsleitung zwei Tore hat und dasselbe Substratmaterial oder dielektrische Material umfaßt. Die Übertragungsleitung 42 hat ein Eingangstor 46 und ein Durchgangstor 48, während die Übertragungsleitung 44 ein gekoppeltes Tor 50 und ein Isolationstor 52 hat. Mit dem Isolationstor 52 ist ein Ende einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 54 gekoppelt, die dasselbe Substratmaterial oder dielektrische Material wie die Übertragungsleitungen 42, 44 aufweist. Die Übertragungsleitung 54 ist eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung mit einer Länge, die gleich einer Viertel Wellenlänge der Mittenfrequenz f0 ist. Gekoppelt mit dem anderen Ende der Übertragungsleitung 54 ist eine Abschlußimpedanz 56, die typischerweise einen ohmschen Wert von fünfzig Ohm hat.
  • Es ist einzusehen, daß der Wert der Abschlußimpedanz 56 abhängig von dem gewünschten Betriebsverhalten und den gewünschten Eigenschaften des Kopplers und den gewünschten Quellen- und Lastimpedanzen jeder Wert sein kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist der gewünschte Wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen 42, 44 und 54 fünfzig Ohm. Als solcher hat ein richtig angepaßter Koppler Übertragungsleitungen mit charakteristischen Impedanzen, die zu der Quellenimpedanz (gekoppelt mit dem Eingangstor 46, nicht gezeigt), der Lastimpedanz (gekoppelt mit dem Durchgangstor 48, nicht gezeigt) und der Abschlußimpedanz (gekoppelt mit dem Isolationstor 52) passen. Jedoch variiert die charakteristische Impedanz aufgrund von Substratänderungen und Herstellungsverfahrenstoleranzen, die die vorliegende Erfindung gestattet, höchstwahrscheinlich zwischen 40 und 60 Ohm. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 3A gezeigt ist, wird die Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 54 zwischen dem Isolationstor 52 und der Lastimpedanz 56 hinzugefügt.
  • Die Hinzufügung der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 54 verringert die Verschlechterung des Koppler-Richtverhältnisses, die durch Änderungen in der gewünschten charakteristischen Impedanz der zwei Übertragungsleitungen 42 und 44 aufgrund von Substratänderungen (z. B. dielektrische Konstante, Dicke, usw.) und Herstellungstoleranzen (z. B. Streifenleiterabmessungen) verursacht wird. Dies gestattet die Herstellung von Richtkopplern mit weniger teuren Substratmaterialien und weniger genauen Herstellungsverfahren. Aufgrund von unerwünschten Toleranzen in der dielektrischen Konstante des Substrates, Änderungen in der Dicke während der Herstellung und Änderungen in den Streifenleitungsleitern während der Herstellung sind die charakteristischen Impedanzen der Übertragungsleitungen nicht exakt fünfzig Ohm, wenn nicht teure Materialien und Herstellungsverfahren mit hohen Kosten verwendet werden.
  • Da die Übertragungsleitungen 42, 44 und 54 auf demselben Substrat und gemäß demselben Verfahren hergestellt sind, sind die charakteristischen Impedanzen von jeder ungefähr gleich. Dieses erzeugt wiederum Reflexionskoeffizienten (verursacht durch die Fehlanpassung der Übertragungsleitungen mit etwaigen gekoppelten Impedanzen), die ungefähr gleich sind. Die Hinzufügung der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 54 wandelt die normalerweise an der Lastimpedanz 56 (ohne die Übertragungsleitung 54) auftretende Reflexion in eine Reflexion um, die 180 Grad außer Phase ist. Im Endergebnis erzeugt die Hinzufügung einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung einen Richtkoppler, dessen Richtverhältnis gegenüber dem Wert der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen unempfindlich ist.
  • Nun auf die 3B Bezug nehmend ist eine erste alternative Ausführungsform eines einseitigen Richtkopplers 60 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Statt die Lambda-Viertel-Übertragungsleitung zwischen das Isolationstor 52 und die Lastimpedanz 56 zu koppeln, ist eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 62 zwischen dem Signaleingang und den Eingangstor 46 des Kopplers 60 hinzugefügt. Wie einzusehen ist, arbeitet diese alternative Ausgestaltung unter denselben Grundprinzipien wie der in 3A gezeigte Koppler 40 und bringt die gewünschten Ergebnisse hervor.
  • Nun auf die 3C Bezug nehmend ist eine zweite alternative Ausführungsform eines einseitigen Richtkopplers 70 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Aufgrund möglicher Layoutbedenken ist eine Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 74 beliebiger Länge zwischen den Signaleingang und das Eingangstor 46 gekoppelt. Diese Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 74 kann für ein bestimmtes Layout erforderlich oder erwünscht sein. Demgemäß ist eine weitere Verlängerungsübertragungsleitung 76, die dieselbe Länge hat wie die Eingangstor-Verlängerungs- übertragungsleitung 74, zu einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 72 hinzugefügt, die zwischen das Isolationstor 52 und die Abschlußimpedanz 56 gekoppelt ist.
  • Wie ersichtlich ist, koppelt die hinzugefügte Übertragungsleitung 76 an die Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 72 und erzeugt eine integrierte Übertragungsleitung (72 plus 76), die eine Länge hat, die eine Viertel Wellenlänge länger ist als die Länge der Eingangstor-Verlängerungsleitung 74. Mit anderen Worten ist die Differenz in der Länge zwischen der Länge der Eingangstor-Verlängerungsleitung 74 und der Länge der zwischen das Isolationstor 52 und die Abschlußimpedanz 56 gekoppelten Übertragungsleitung eine Viertel Wellenlänge (oder ein ungerades Vielfaches davon, z. B. (5/4) Lambda, (9/4) Lambda, usw.). Wie ersichtlich ist, arbeitet diese alternative Ausführungsform unter denselben Grundprinzipien wie der in 3A gezeigte Koppler 40 und bringt die gewünschten Ergebnisse hervor. Demgemäß verringert der Koppler 70 eine Verschlechterung des Koppler-Richtverhältnisses aufgrund von Änderungen in der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, während er eine Flexibilität beim Entwurf der Layoutmuster erlaubt, die mit dem Koppler verbunden sind.
  • Nun auf die 4 Bezug nehmend ist ein Doppel-Richtkoppler 100 des Standes der Technik gezeigt. Der Koppler 100 weist drei benachbarte Übertragungsleitungen 102, 104 und 106 für die transversal-elektromagnetische Mode (TEM) auf, von denen jede zwei Tore hat. Eine Ausbreitung eines Eingangssignals entlang einer der Übertragungsleitungen induziert die Ausbreitung eines gekoppelten Signals in einer anderen benachbarten Übertragungsleitung. Die Übertragungsleitung 102 weist ein Eingangstor 108 zum Empfangen eines Eingangssignals von einer externen Quelle (nicht gezeigt) und ein Durchgangstor 110 auf. Die Übertragungsleitung 106 weist ein gekoppeltes Tor 116 und ein Isolationstor 118 auf. Die Übertragungsleitung 104 weist ein gekoppeltes Tor 114 und ein Isolationstor 112 auf. Allgemein wird gekoppelte Energie in Vorwärtsrichtung an dem gekoppelten Tor 116 abgetastet oder gemessen, während reflektierte gekoppelte Energie an dem gekoppelten Tor 114 abgetastet oder gemessen wird.
  • Überlicherweise ist das Isolationstor 118 mit einer Abschlußimpedanz 122 abgeschlossen, während das Isolationstor 114 mit einer Abschlußimpedanz 120 abgeschlossen ist. Typischerweise sind die Abschlußimpedanzen 120 und 122 gleich 50 Ohm, wobei die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitungen 102, 104 und 106 ebenfalls gleich 50 Ohm ist.
  • Nun auf die 5A Bezug nehmend ist ein Doppel-Richtkoppler 130 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Koppler 130 weist eine Übertragungsleitung 132, eine Übertragungsleitung 134 und eine Übertragungsleitung 136 auf, wobei jede Übertragungsleitung zwei Tore hat und dasselbe Substratmaterial oder dielektrische Material aufweist. Die Übertragungsleitung 132 weist ein Eingangstor 138 und ein Durchgangstor 140 auf. Die Übertragungsleitung 134 weist ein Isolationstor 142 und ein gekoppeltes Tor 144 auf, während die Übertragungsleitung 134 ein gekoppeltes Tor 146 und ein Isolationstor 148 aufweist.
  • Gekoppelt mit dem Isolationstor 148 ist ein Ende einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 156, die dasselbe Substratmaterial oder dielektrische Material wie die Übertragungsleitungen 132, 134 und 136 aufweist. Die Übertragungsleitung 156 ist eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung mit einer Länge, die gleich einer Viertel Wellenlänge bei der Mittenfrequenz f0 ist. Gekoppelt mit dem anderen Ende der Übertragungsleitung 156 ist eine Abschlußimpedanz 152, die typischerweise einen ohmschen Wert von fünfzig Ohm hat.
  • Gekoppelt mit dem Isolationstor 142 ist ein Ende einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 154, die dasselbe Substratmaterial oder dielektrische Material wie die Übertragungsleitungen 132, 134 und 136 aufweist. Die Übertragungsleitung 154 ist eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung mit einer Länge, die gleich einer Viertel Wellenlänge bei der Mittenfrequenz f0 ist. Gekoppelt mit dem anderen Ende der Übertragungsleitung 154 ist eine Abschlußimpedanz 150, die typischerweise einen ohmschen Wert von fünfzig Ohm hat.
  • In den meisten grundlegenden Anwendungen stellen die Übertragungsleitungen 132 und 136 ein Werkzeug zum Messen der Vorwärtsenergie (geliefert durch einen mit dem Eingangstor 138 verbundenen Generator, nicht gezeigt) an dem gekoppelten Tor 146 bereit. In gleicher Weise stellen die Übertragungsleitungen 134 und 136 ein Werkzeug zum Messen der reflektierten Energie (reflektiert von einer mit dem Durchgangstor 140 gekoppelten Last, nicht gezeigt) an dem gekoppelten Tor 144 bereit. Die Hinzufügung der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 156 verringert eine Verschlechterung des Koppler-Richtverhältnisses in Bezug auf die Messung gekoppelter Energie in Vorwärtsrichtung, die durch Änderungen in der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen bedingt ist, die durch Substratänderungen und Herstellungstoleranzen verursacht werden. In gleicher Weise verringert die Hinzufügung der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 154 auch die Verschlechterung des Koppler-Richtverhältnisses in Bezug auf die Messung reflektierter gekoppelter Energie. Wie ersichtlich ist, kann der Doppel-Richtkoppler 130 nur eine hinzugefügte Lambda-Viertel-Übertragungsleitung enthalten oder er kann beide enthalten.
  • Nun auf die 5B Bezug nehmend ist eine erste alternative Ausführungsform eines Doppel-Richtkopplers 160 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Statt eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung zwischen das Isolationstor 142 und die Abschlußimpedanz 150 zu koppeln, ist eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 162 zwischen dem Signaleingang und dem Eingangstor 138 des Kopplers 160 hinzugefügt. Auch ist, statt eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung zwischen das Isolationstor 148 und die Abschlußimpedanz 152 zu koppeln, eine Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 164 zwischen dem Signalausgang und dem Durchgangstor 140 des Kopplers 160 hinzugefügt. wie ersichtlich ist, arbeitet diese alternative Ausgestaltung unter denselben Grundprinzipien wie der in 5A gezeigte Koppler 130 und bringt die gewünschten Ergebnisse hervor.
  • Nun auf die 5C Bezug nehmend ist eine zweite alternative Ausführungsform eines Doppel-Richtkopplers 170 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ähnlich wie der in 3C gezeigte Koppler ist eine Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 174 beliebiger Länge zwischen den Signaleingang und das Eingangstor 138 gekoppelt. Diese Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 174 kann für ein bestimmtes Layout erforderlich oder erwünscht sein. Demgemäß ist eine weitere Verlängerungsübertragungsleitung 176, die dieselbe Länge hat wie die Eingangstor-Verlängerungsleitung 174, zu einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 172 hinzugefügt, die zwischen das Isolationstor 148 und die Abschlußimpedanz 152 gekoppelt ist.
  • Wie ersichtlich ist, erzeugt die hinzugefügte Übertragungsleitung 176, die an die Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 172 gekoppelt ist, eine integrierte Übertragungsleitung (172 plus 176), die eine Länge hat, die eine Viertel Wellenlänge länger ist als die Länge der Eingangstor-Verlängerungsleitung 174. Mit anderen Worten ist die Differenz in der Länge zwischen der Länge der Eingangstor-Verlängerungsleitung 174 und der Länge der zwischen das Isolationstor 148 und die Abschlußimpedanz 152 gekoppelten Übertragungsleitung eine Viertel Wellenlänge (oder ein ungerades Vielfaches davon, z. B. (5/4) Lambda, (9/4) Lambda, usw.).
  • In gleicher Weise ist eine Durchgangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 180 beliebiger Länge zwischen den Signalausgang und das Durchgangstor 140 gekoppelt. Diese Durchgangstor-Verlängerungsübertragungsleitung 180 kann für ein bestimmtes Layout erforderlich oder erwünscht sein. Demgemäß ist eine weitere Verlängerungsübertragungsleitung 182, die dieselbe Länge hat wie die Durchgangstor-Verlängerungsleitung 180, zu einer Lambda-Viertel-Übertragungsleitung 178 hinzugefügt, die zwischen das Isolationstor 142 und die Abschlußimpedanz 150 gekoppelt ist. Wie ersichtlich ist, arbeitet diese alternative Ausführungsform unter denselben Grundprinzipien wie der in 5A gezeigte Koppler 130 und bringt die gewünschten Ergebnisse hervor.
  • Nun auf die 6 Bezug nehmend ist ein Zweirichtungs-Richtkoppler 200 des Standes der Technik gezeigt. Der Koppler 200 weist zwei benachbarte Übertragungsleitungen 202 und 204 für die transversal-elektromagnetische Mode (TEM) auf, von denen jede zwei Tore hat. Eine Ausbreitung eines Eingangssignals entlang einer der Übertragungsleitungen induziert die Ausbreitung eines gekoppelten Signals in einer anderen benachbarten Übertragungsleitung. Die Übertragungsleitung 202 weist ein erstes Tor 206 und ein zweites Tor 208 auf. Die Übertragungsleitung 202 weist ein erstes Tor 210 und ein zweites Tor 212 auf.
  • Nun auf die 7 Bezug nehmend ist ein erfindungsgemäßer Koppler als Teil einer Sende-/Empfangsschalter-Schaltungsplatte gezeigt. Ohne die Lambda-Viertel-Übertragungsleitung in der Schaltung maß das Richtverhältnis des gekoppelten Tores in Vorwärtsrichtung des Kopplers ungefähr zwischen 25 und 26 dB mit einer Frequenz im Bereich von 225 MHz bis 400 MHz bei einer Mittenfrequenz von 300 MHz. Mit der hinzugefügten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung, wie sie in 7 gezeigt ist, maß das Richtverhältnis des reflektierten gekoppelten Tores des Kopplers ungefähr zwischen 31 und 38 dB mit einer Frequenz im Bereich von 225 MHz bis 400 MHz bei einer Mittenfrequenz von 300-MHz.
  • In dieser speziellen Ausführungsform beträgt die Mittenfrequenz 300 MHz und die Länge der gekoppelten Übertragungsleitungen beträgt ungefähr 2,3 cm (0,9 Inch), wobei die Länge der Lambda-Viertel-Leitung zwischen 10,16 und 12,7 cm (4 und 5 Inch) liegt.
  • Auch wenn sich die Verbesserung im Richtverhältnis vermindert, wenn der Koppler über weitere Bandbreiten verwendet wird, ist die Verringerung in der Verschlechterung des Koppler-Richtverhältnisses aufgrund von Änderungen der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen, die von Substratänderungen und Herstellungsverfahrenstoleranzen herrühren, über ziemlich weite Bandbreiten immer noch beträchtlich.

Claims (15)

  1. Streifenleitungs-Richtkoppler (130), der gegenüber Substratmaterial- und Verfahrensänderungen tolerant ist, wobei der Koppler umfaßt: eine erste Übertragungsleitung (132), die ein Substratmaterial aufweist und ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) bildet; eine zweite Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung gekoppelt ist und ein gekoppeltes Tor (144) und ein Isolationstor (142) bildet, wobei die zweite Übertragungsleitung dasselbe Substratmaterial wie die erste Übertragungsleitung (132) aufweist; eine dritte Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein gekoppeltes Tor (146) und ein Isolationstor (148) bildet, wobei die dritte Übertragungsleitung dasselbe Substratmaterial wie die erste Übertragungsleitung aufweist; gekennzeichnet durch: eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (154), die dasselbe Substratmaterial wie die erste Übertragungsleitung (132) aufweist und zwischen das Isolationstor (142) der zweiten Übertragungsleitung (134) und eine erste Impedanz (150) gekoppelt ist.
  2. Streifenleitungs-Richtkoppler nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch: eine zweite Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (156), die dasselbe Substratmaterial wie die erste Übertragungsleitung (132) aufweist und zwischen das Isolationstor (148) der dritten Übertragungsleitung (136) und eine zweite Impedanz (152) gekoppelt ist.
  3. Streifenleitungs-Richtkoppler mit: einer ersten Übertragungsleitung (42), die ein Substratmaterial aufweist und ein Eingangstor (46) und ein Durchgangstor (48) bildet; einer zweiten Übertragungsleitung (44), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung gekoppelt ist und ein gekoppeltes Tor (50) und ein Isolationstor (52) bildet, wobei die zweite Übertragungsleitung dasselbe Substratmaterial wie die erste Übertragungsleitung aufweist; gekennzeichnet durch: eine dritte Übertragungsleitung (74), die eine vorbestimmte Länge aufweist und zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (46) der ersten Übertragungsleitung (42) gekoppelt ist; und eine vierte Übertragungsleitung (72, 76), die zwischen das Isolationstor (52) der zweiten Übertragungsleitung (44) und eine Last (56) gekoppelt ist, wobei die Länge der dritten Übertragungsleitung (74) und die Länge der vierten Übertragungsleitung (72, 76) sich um eine Viertelwellenlänge unterscheiden.
  4. Streifenleitungs-Richtkoppler mit: einem Substrat (13); einer ersten Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) aufweist und das Substrat umfaßt; einer zweiten Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist, wobei die zweite Übertragungsleitung (136) ein gekoppeltes Tor (146) und ein Isolationstor (148) aufweist und wobei die zweite Übertragungsleitung das Substrat umfaßt; gekennzeichnet durch: eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172), die das Substrat umfaßt und ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende der ersten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) mit dem Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) gekoppelt ist, wobei das zweite Ende der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) mit einer ersten Abschlußimpedanz (152) gekoppelt ist; eine Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (174), die das Substrat umfaßt und zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und eine vorbestimmte Länge aufweist; und eine Abschluß-Verlängerungsübertragungsleitung (176), die eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge der Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist, und das Substrat umfaßt und zwischen das Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) und die Abschlußimpedanz (152) gekoppelt und in Reihe mit der ersten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) geschaltet ist.
  5. Richtkoppler nach Anspruch 4 mit: einer dritten Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (42) gekoppelt ist und ein gekoppeltes Tor (142) und ein Isolationstor (144) aufweist und wobei die dritte Übertragungsleitung (134) das Substrat umfaßt; ferner gekennzeichnet durch eine zweite Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178), die das Substrat umfaßt und ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende der zweiten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178) mit dem Isolationstor (142) der dritten Übertragungsleitung (134) gekoppelt ist und das zweite Ende der zweiten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178) mit einer zweiten Abschlußimpedanz (150) gekoppelt ist.
  6. Streifenleitungs-Richtkoppler mit: einem Substrat (13); einer ersten Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) aufweist und das Substrat umfaßt; einer zweiten Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist, wobei die zweite Übertragungsleitung ein gekoppeltes Tor (146) und ein Isolationstor (148) aufweist, und wobei die zweite Übertragungsleitung (136) das Substrat umfaßt; einer dritten Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein gekoppeltes Tor (144) und ein Isolationstor (142) aufweist, wobei die dritte Übertragungsleitung (134) das Substrat umfaßt; gekennzeichnet durch eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172), die das Substrat umfaßt und ein erste Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) mit dem Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) gekoppelt ist, wobei das zweite Ende der Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) mit einer ersten Impedanz (152) gekoppelt ist; eine zweite Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178), die das Substrat umfaßt und ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende mit dem Isolationstor (142) der dritten Übertragungsleitung (134) gekoppelt ist und das zweite Ende mit einer zweiten Impedanz (150) gekoppelt ist.
  7. Richtkoppler nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch: eine Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (174), die das Substrat umfaßt und zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und eine vorbestimmte Länge aufweist; eine Durchgangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (180), die das Substrat umfaßt und zwischen das Durchgangstor (140) der ersten Übertragungsleitung (132) und einen Signalausgang gekoppelt ist und eine vorbestimmte Länge aufweist; eine erste Abschluß-Verlängerungsübertragungsleitung (176), die eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge der Eingangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist, und das Substrat umfaßt und zwischen das Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) und die erste Impedanz (152) gekoppelt und in Reihe mit der ersten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) geschaltet ist; und eine zweite Abschluß-Verlängerungsübertragungsleitung (182), die eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge der Durchgangstor-Verlängerungsübertragungsleitung (180) ist, und das Substrat umfaßt und zwischen das Isolationstor (142) der dritten Übertragungsleitung (134) und die zweite Impedanz (150) gekoppelt und in Reihe mit der zweiten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178) geschaltet ist.
  8. Richtkoppler nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch: eine Eingangs-Verlängerungsübertragungsleitung (174), die das Substrat umfaßt und zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und eine vorbestimmte Länge aufweist; und eine zweite Verlängerungsübertragungsleitung (176), die eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge der Eingangs-Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist, und das Substrat umfaßt und zwischen das Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) und die erste Impedanz (152) gekoppelt und in Reihe mit der ersten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) geschaltet ist.
  9. Richtkoppler, der gegenüber Substratmaterial- und Verfahrensänderungen tolerant ist, wobei der Koppler umfaßt: eine erste Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) bildet; eine zweite Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein erstes gekoppeltes Tor (146) und ein erstes Isolationstor (48) bildet; eine dritte Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein zweites gekoppeltes Tor (144) und ein zweites Isolationstor (142) bildet; gekennzeichnet durch: eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172), die zwischen das Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) und eine erste Impedanz (152) gekoppelt ist.
  10. Richtkoppler nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch: eine zweite Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178), die zwischen das Isolationstor (142) der dritten Übertragungsleitung (134) und eine zweite Impedanz (150) gekoppelt ist.
  11. Richtkoppler nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch: eine erste Verlängerungsübertragungsleitung (174), die zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und eine vorbestimmte Länge aufweist; und eine zwischen einen Signalausgang und das Durchgangstor (140) gekoppelte zweite Verlängerungsübertragungsleitung (180), die eine vorbestimmte Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Länge der ersten Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist.
  12. Richtkoppler nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch: eine erste Verlängerungsübertragungsleitung (176), die mit der ersten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) gekoppelt und in Reihe mit der ersten Impedanz (152) geschaltet ist; und eine zweite Verlängerungsübertragungsleitung (182), die mit der zweiten Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178) gekoppelt und in Reihe mit der zweiten Impedanz (150) geschaltet ist.
  13. Richtkoppler mit: einer ersten Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und eine Durchgangstor (140) aufweist; einer zweiten Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein erstes gekoppeltes Tor (146) und ein erstes Isolationstor (148) bildet; einer dritten Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein zweites gekoppeltes Tor (144) und ein zweites Isolationstor (142) bildet; gekennzeichnet durch: eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (162), die zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist; eine zweite Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (164), die zwischen einen Signalausgang und das Durchgangstor (140) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist.
  14. Richtkoppler mit: einer ersten Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) aufweist; einer zweiten Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein erstes gekoppeltes Tor (146) und ein erstes Isolationstor (148) bildet; einer dritten Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein zweites gekoppeltes Tor (144) und ein zweites Isolationstor (142) bildet; gekennzeichnet durch: eine erste Verlängerungsübertragungsleitung (174), die zwischen einen Signaleingang und das Eingangstor (138) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist; eine Abschlußimpedanz (150); eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178), die mit dem Isolationstor (142) der dritten Übertragungsleitung (134) gekoppelt ist; und eine zweite Verlängerungsübertragungsleitung (182), die in der Länge im wesentlichen gleich der ersten Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist, wobei die zweite Verlängerungsübertragungsleitung (182) zwischen die erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (178) und die Abschlußimpedanz (150) gekoppelt ist.
  15. Richtkoppler mit: einer ersten Übertragungsleitung (132), die ein Eingangstor (138) und ein Durchgangstor (140) aufweist; einer zweiten Übertragungsleitung (136), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein erstes gekoppeltes Tor (146) und ein erstes Isolationstor (148) bildet; einer dritten Übertragungsleitung (134), die elektromagnetisch mit der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist und ein zweites gekoppeltes Tor (144) und ein zweites Isolationstor (142) bildet; gekennzeichnet durch: eine erste Verlängerungsübertragungsleitung (174), die zwischen einen Signalausgang und das Durchgangstor (140) der ersten Übertragungsleitung (132) gekoppelt ist; eine Abschlußimpedanz (152); eine erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172), die mit dem Isolationstor (148) der zweiten Übertragungsleitung (136) gekoppelt ist; und eine zweite Verlängerungsübertragungsleitung (176), die in der Länge im wesentlichen gleich der ersten Verlängerungsübertragungsleitung (174) ist, wobei die zweite Verlängerungsübertragungsleitung (176) zwischen die erste Lambda-Viertel-Übertragungsleitung (172) und die Abschlußimpedanz (152) gekoppelt ist.
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