EP0337191A1 - Leitungstransformator - Google Patents

Abstract

Der Leitungstransformator ist gemäß der Erfindung in Streifenleitungstechnik ausgeführt und enthält auf den gegenüberliegenden Flachseiten eines als Dielektrikum vorgesehenen Substrats (2) zwei deckungsgleiche Leiterbahnstrukturen (4, 5). Dieser Leitungstransformator ist einfach herstellbar und ermöglicht eine gute Reproduktion der Parameter, beispielsweise der Teilinduktivitäten und der Gesamtinduktivität.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungstransformator, der in der Hochfrequenztechnik beispielsweise zur Anpassung von Impedanzen verwendet werden kann.
• Für den Bereich niederfrequenter Wechselströme geeignete Trans­formatoren enthalten im allgemeinen einen Kern aus magnetischem Material sowie eine Primär- und Sekundärwicklung mit jeweils wenigstens einigen Windungen. Der dadurch gebildete Vierpol soll Strom und Spannung in gewünschter Weise ändern, d.h. eine Impedanztransformation vornehmen. Solche Übertrager sind zur Impedanztransformation geeignet, solange die Länge des eine Wicklung bildenden Leiters klein ist gegen die Wellenlänge. Funkantennen sollen bekanntlich auch für sehr große Frequenzen elektromagnetische Energie, d.h. beliebige Signale, unverzerrt übertragen. Bei Breitbandübertragern werden deshalb beide Wicklungen so eng gekoppelt, daß sie Leitungen mit definiertem Wellenwiderstand und vernachlässigbarem Strahlungsverlust bil­den. Mit Leitungsübertragern kann praktisch jedes rationale Übersetzungsverhältnis realisiert werden (NZT 1966, Heft 9, Seiten 527 bis 538).
• Es ist ferner bekannt, daß Induktivitäten auch in Flachbauweise als sogenannte gedruckte Spulen ausgeführt sein können. Sie be­stehen dann aus einem Leiter, beispielsweise in der Form einer Spirale, der auf der Oberfläche eines flachen Körpers aus elek­trisch isolierendem Material angeordnet ist. Die gegenüberlie­gende Flachseite des Isolierstoffkörpers kann mit einer groß­flächigen Metallisierung versehen sein (1987 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp.Dig., Vol. 1, Seiten 123 bis 126).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Lei­tungsübertrager zu vereinfachen und zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnen­den Merkmalen des Anspruchs 1. In dieser Ausführungsform in Streifenleitungstechnik ist der Leitungstransformator einfach herstellbar. Ferner ist eine gute Reproduktion der Parameter, beispielsweise der Teilinduktivitäten und der Gesamtinduktivi­tät, möglich. Auch der Kopplungsgrad zwischen den Teilinduk­tivitäten ist genau reproduzierbar, was besonders bei der Rea­lisierung von Allpaßfiltern wichtig ist.
• Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Leitungs­transformators gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.
• Figur 1 zeigt eine Draufsicht eines Leitungstransformators und
• in Figur 2 ist diese Ausführungsform in einem Schnitt dar­gestellt.
• In Figur 3 ist ein Ersatzschaltbild einer besonderen Ausführungsform des Leitungstransformators veranschaulicht.
• In der Ausführungsform eines Leitungstransformators in Strei­fenleitungstechnik gemäß Figur 1 ist ein Substrat 2 auf seinen beiden Flachseiten mit deckungsgleichen, beispielsweise spiral­förmig ausgebildeten, Leiterbahnstrukturen versehen, von denen in der Figur nur die obere sichtbar und mit 4 bezeichnet ist. Diese Leiterbahnstruktur 4 bildet zwischen ihrem Leiterbahnan­fang 7 und ihrem Leitderbahnende 9 mindestens eine, vorzugs­weise mehrere Windungen.
• Im Schnitt gemäß Figur 2 sind sowohl die obere Leiterbahnstruk­tur als auch die untere Leiterbahnstruktur 5 erkennbar. An der unteren Leiterbahnstruktur 5 ist der Leitderbahnanfang mit 8 und das Leiterbahnende mit 10 bezeichnet. Der Leiterbahnanfang 8 an der unteren Flachseite des Substrats 2 und das Leiterbahn­ende 9 an der oberen Flachseite des Substrats 2 sind durch eine Leitungsbrücke 6 miteinander verbunden.
• Mit dieser Leitungsbrücke 6 zwischen dem Leiterbahnende 9 der oberen Leiterbahnstruktur 4 und dem Leiterbahnanfang 8 der unteren Leiterbahnstruktur 5 erhält man gemäß dem Ersatzschalt­bild der Figur 3 einen Leitungstransformator mit einem Überset­zungsverhältnis von 1:-1. Durch die elektrische Verbindung zwischen dem Leiterbahnanfang 8 auf der Primärseite und dem Leiterbahnende 9 auf der Sekundärseite erhält man eine gemein­same Mittenanzapfung, die beispielsweise an Masse liegen kann. Liegt an der Primärseite P eine Spannung U₁ in der durch einen Pfeil in Figur 3 definierten Phasenlage, so zeigt die Spitze des Spannungspfeils zur Mittenanzapfung. Mit der Brücke 6 erhält man auf der Sekundärseite S eine Spannung U₂ gleicher Größe, deren Richtung ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist. Von diesem Spannungspfeil liegt der Anfang an der Mitten­anzapfung. Die Spannung U₂ auf der Sekundärseite ist somit der Spannung U₁ auf der Primärseite entgegengerichtet.

Claims (2)

1. Leitungstransformator, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Auf den gegenüberliegenden Flachseiten eines als Dielektri­kum vorgesehenen Substrats (2) sind zwei deckungsgleiche Leiterbahnstrukturen (4, 5) angeordnet,

b) diese Leiterbahnstrukturen (4, 5) bilden gemeinsam einen Wellenleiter mit definiertem Wellenwiderstand,

c) die Primärseite besteht aus Leiterbahnanfängen (7, 8) und die Sekundärseite besteht aus Leiterbahnenden (9, 10),

d) die Leiterbahnanfänge (7, 8) und die Leiterbahnenden (9, 10) liegen jeweils an den Flachseiten des Substrats (2) einander gegenüber (Figuren 1 und 2).

2. Leitungstransformator nach Anspruch 1 mit einem Überset­zungsverhältnis 1:-1, dadurch gekennzeich­net, daß der Leiterbahnanfang (8) der einen Leiterbahn­struktur (5) durch eine Leitungsbrücke (6) mit dem Leiterbahn­ende (9) der anderen Leiterbahnstruktur verbunden ist.

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