EP1054467A1 - Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors eines Streifenleitungsrichtkopplers und Streifenleitungsrichtkoppler - Google Patents

Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors eines Streifenleitungsrichtkopplers und Streifenleitungsrichtkoppler Download PDF

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EP1054467A1
EP1054467A1 EP00106481A EP00106481A EP1054467A1 EP 1054467 A1 EP1054467 A1 EP 1054467A1 EP 00106481 A EP00106481 A EP 00106481A EP 00106481 A EP00106481 A EP 00106481A EP 1054467 A1 EP1054467 A1 EP 1054467A1
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EP
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coupling factor
stripline
potting
potting compound
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Markus Laudin
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips

Definitions

  • the invention relates to a method for setting the coupling factor a stripline coupler with at least two strip conductors arranged on a printed circuit board, one Device for carrying out the method and a stripline coupler with at least two on a circuit board arranged striplines.
  • Stripline couplers are made up of several striplines, the z. B. opposite each other on a circuit board are arranged.
  • the stripline can, for. B. attached in printed circuit technology on the circuit board Be conductor tracks.
  • Stripline couplers are used to transmit RF signals from one Strips to transfer to the other by coupling and are therefore used in multiple taps for RF signals, for example in community antenna systems, used to control those of a common antenna received signals on several Distribute to consumers.
  • For a perfect signal line and ensuring coupling is a precisely defined coupling factor within specified tolerances, the is difficult to achieve, however, because the PCB thickness, the thickness, the width and the spacing of the copper conductor tracks fluctuate greatly. The coupling factors therefore vary widely, so that a relatively large number of stripline couplers as a committee must be removed from production.
  • the procedure for setting the coupling factor solves this Task in that the stripline of the stripline coupler be potted with a potting compound.
  • a given coupling factor is used for a stripline coupler achieved by the stripline for Cast the coupling factor with a potting compound are.
  • the invention is based on the knowledge that through the Potting the stripline with a potting compound the electrical Properties of the stripline coupler changed and uses this to improve the electrical properties of the stripline coupler.
  • a stripline coupler to be potted with a potting compound VM K lead measuring lines ML to a network analyzer A, which is connected to a Control unit S is connected.
  • the control unit S controls A device V for potting via a control line SL of the stripline coupler K.
  • the network analyzer A sends test signals via the measuring lines ML to the stripline coupler to be potted with the potting compound VM K, which sits in a housing G, around which Measure coupling factor.
  • the control unit S controls the Potting device V, for example a potting machine, so that so much potting compound VM in the housing G, where the stripline coupler K is seated until the Network analyzer A measures the specified coupling factor.
  • the stripline coupler K is, so to speak, above the height H of the potting matched.
  • the process can preferably be used in the production of Insert stripline couplers.
  • the with the potting compound VM stripline couplers K to be cast become automatic connected to the network analyzer A via the measuring lines ML; controlled by the control unit S, the casting machine pours V so much potting compound VM in the housing G that the required Coupling factor is achieved.
  • the encapsulated stripline coupler is now separated from the measuring line ML, so that the next one can be connected.
  • control unit S By programming the control unit S to different Coupling factors can be used automatically for every stripline coupler be adjusted to another coupling factor.
  • the production is very quickly switchable to other coupling factors and adaptable at any time to the specific requirements of the customers.
  • a first advantage of the method according to the invention lies in that the stripline coupler on the assembly line with the Potting compound to be shed, and that the coupling factor by means of of the network analyzer is checked.
  • a second advantage can be seen in the fact that a preliminary test of the circuit boards with the strip lines arranged on it are omitted because the Stripline couplers can be adjusted automatically.
  • a third advantage is that the required Coupling factor is observed very precisely. The committee on unusable stripline couplers is therefore on reduced to a minimum.
  • Figure 1 is a strip line coupler K without potting compound shown.
  • the circuit board P on which the stripline is arranged are, sits in a housing G, which is for potting with the Potting compound is open at the top.
  • FIG. 2 shows a potted with the potting compound VM Stripline coupler K shown.
  • the housing G is with the potting compound VM up to a potting height H filled.
  • the potting compound VM can only above the circuit board P or provided below the circuit board P. his. After potting with the potting compound VM, the housing G completely closed.
  • the stripline coupler according to the invention has a number advantages.
  • stripline couplers are without additional during transport Measures are sufficient before shocks protected. They can therefore also be used in vehicles where they are subjected to strong mechanical stresses caused by vibrations or are exposed to vibrations, for example in one Helicopter.
  • the potting compound advantageously causes the Heat generated in the components on the circuit board better is dissipated. There are therefore much smaller components use, which leads to a reduction in costs and HF technology is also cheaper.
  • the potting compound can be made of transparent or opaque Material.
  • Damaged components can be found with a transparent potting compound well recognizable on the circuit board.
  • one opaque potting compound a certain copy protection because the structure of the circuit board is not visible.
  • Copy protection because the circuit arrangement only in connection works optimally with the sealing compound. Will the circuit arrangement reproduced without the sealing compound, this is how it works not because of the coupling factor because of the missing Potting compound is not adjusted to the specified value.
  • Casting resin is particularly suitable as a potting compound Heat conduction z.

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Weil bei auf einer Leiterplatte angeordneten Streifenleitern die Koppelfaktoren infolge großer Toleranzen der Leiterplattenstärke, der Dicke und der Abstände der Streifenleiter stark streuen, ist der Ausschuß an StreifenleitungsKopplern mit einem außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegenden Koppelfaktor verhältnismäßig hoch. Von der Erkenntnis ausgehend, dass eine Vergußmasse (VM) die elektrischen Eigenschaften eines StreifenleitungsKopplers (K) verändert, sind die Streifenleiter mit einer Vergußmasse (VM) vergossen, um gezielt einen vorgebbaren Koppelfaktor einzustellen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors eines StreifenleitungsKopplers mit mindestens zwei auf einer Leiterplatte angeordneten Streifenleitern, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein StreifenleitungsKoppler mit mindestens zwei auf einer Leiterplatte angeordneten Streifenleitern.
StreifenleiterKoppler sind aus mehreren Streifenleitern aufgebaut, die z. B. auf einer Leiterplatte einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Streifenleiter können z. B. in gedruckter Schaltungstechnik auf der Leiterplatte angebrachte Leiterbahnen sein.
StreifenleitungsKoppler dienen dazu, HF-Signale von einem Streifen auf den anderen durch Kopplung zu übertragen und werden daher in Mehrfachabzweigern für HF-Signale, beispielsweise in Gemeinschaftsantennenanlagen, eingesetzt, um die von einer Gemeinschaftsantenne empfangenen Signale auf mehrere Verbraucher zu verteilen. Um eine einwandfreie Signalleitung und Kopplung zu gewährleisten, ist ein genau definierter Koppelfaktor innerhalb vorgegebener Toleranzen einzuhalten, der jedoch nur schwer erzielbar ist, weil die Leiterplattenstärke, die Dicke, die Breite und die Abstände der Kupferleiterbahnen stark schwanken. Die Koppelfaktoren streuen deshalb stark, so dass verhältnismäßig viele StreifenleitungsKoppler als Ausschuß aus der Produktion auszusondern sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur genauen Einstellung des Koppelfaktors bei StreifenleitungsKopplern anzugeben.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, einen StreifenleitungsKoppler so zu gestalten, dass ein definierter Kopplungsfaktor möglichst genau mit einfachen Mitteln erzielt wird.
Das Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors löst diese Aufgabe dadurch, dass die Streifenleiter des StreifenleitungsKopplers mit einer Vergußmasse vergossen werden.
Ein vorgegebener Koppelfaktor wird bei einem StreifenleitungsKoppler dadurch erzielt, dass die Streifenleiter zur Einstellung des Koppelfaktors mit einer Vergußmasse vergossen sind.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch den Verguß der Streifenleiter mit einer Vergußmasse die elektrischen Eigenschaften des StreifenleitungsKopplers verändert werden und nutzt dies aus, um die elektrischen Eigenschaften des StreifenleitungsKopplers gezielt zu verändern.
Anhand der Figuren wird die Erfindung nun beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2
einen StreifenleitungsKoppler vor dem Verguß und
Figur 3
einen erfindungsgemäßen StreifenleitungsKoppler nach dem Verguß.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der in Figur 1 abgebildeten Vorrichtung beschrieben und erläutert.
Von einem mit einer Vergußmasse VM zu vergießenden StreifenleitungsKoppler K führen Meßleitungen ML zu einem Netzwerkanalysator A, der über eine Datenleitung DL mit einer Steuereinheit S verbunden ist. Die Steuereinheit S steuert über eine Steuerleitung SL eine Vorrichtung V zum Vergießen des StreifenleitungsKopplers K.
Der Netzwerkanalysator A sendet über die Meßleitungen ML Testsignale zu dem mit der Vergußmasse VM zu vergießenden StreifenleitungsKoppler K, der in einem Gehäuse G sitzt, um den Kopplungsfaktor zu messen. Die Steuereinheit S steuert die Vorrichtung V zum Vergießen, beispielsweise eine Vergußmaschine, so, dass soviel Vergußmasse VM in das Gehäuse G, wo die StreifenleitungsKoppler K sitzen, gegossen wird, bis der Netzwerkanalysator A den vorgegebenen Kopplungsfaktor mißt. Der StreifenleitungsKoppler K wird gewissermaßen über die Höhe H des Vergusses abgeglichen.
Das Verfahren läßt sich bevorzugt in der Produktion von StreifenleitungsKopplern einsetzen. Die mit der Vergußmasse VM zu vergießenden StreifenleitungsKoppler K werden automatisch über die Meßleitungen ML mit dem Netzwerkanalysator A verbunden; von der Steuereinheit S gesteuert gießt die Vergußmaschine V so viel Vergußmasse VM in das Gehäuse G, dass der geforderte Kopplungsfaktor erzielt wird. Der vergossene Streifenleitungskoppler wird nun von der Meßleitung ML getrennt, damit der nächste angeschlossen werden kann.
Durch Programmierung der Steuereinheit S auf unterschiedliche Koppelfaktoren kann jeder StreifenleitungsKoppler automatisch auf einen anderen Koppelfaktor abgeglichen werden. Die Produktion ist sehr schnell auf andere Koppelfaktoren umstellbar und jederzeit an die spezifischen Forderungen der Kunden anpassbar.
Ein erster Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die StreifenleitungsKoppler am Fließband mit der Vergußmasse vergossen werden, und dass der Koppelfaktor mittels des Netzwerkanalysators geprüft wird. Ein zweiter Vorteil ist darin zu sehen, dass eine Vorprüfung der Leiterplatten mit den darauf angeordneten Streifenleitungen entfällt, weil die StreifenleitungsKoppler automatisch abgeglichen werden. Schließlich besteht ein dritter Vorteil darin, dass der geforderte Koppelfaktor sehr genau eingehalten wird. Der Ausschuß an unbrauchbaren StreifenleitungsKopplern ist daher auf ein Mindestmaß reduziert.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird nun der erfindungsgemäße StreifenleitungsKoppler beschrieben und erläutert.
In der Figur 1 ist ein StreifenleitungsKoppler K ohne Vergußmasse gezeigt.
Die Leiterplatte P, auf der die Streifenleiter angeordnet sind, sitzt in einem Gehäuse G, das zum Vergießen mit der Vergußmasse oben offen ist.
In der Figur 2 ist ein mit der Vergußmasse VM vergossener StreifenleitungsKoppler K abgebildet.
Das Gehäuse G ist mit der Vergußmasse VM bis zu einer Vergußhöhe H gefüllt. Die Vergußmasse VM kann nur oberhalb der Leiterplatte P oder auch unterhalb der Leiterplatte P vorgesehen sein. Nach dem Vergießen mit der Vergußmasse VM wird das Gehäuse G vollständig geschlossen.
Der erfindungsgemäße StreifenleitungsKoppler weist eine Reihe an Vorteilen auf.
Durch die Vergußmasse sind die Bauteile auf der Leiterplatte vor Korrosion durch aggresive Gase oder Flüssigkeiten geschützt. Die elektrischen Eigenschaften des StreifenleitungsKopplers bleiben daher selbst bei widrigen Umweltbedingungen, wie sie z. B. auf Antennenmasten im Freien gegeben sind, lange erhalten. Außerdem schützt die Vergußmasse die Bauteile vor mechanischen Erschütterungen, z. B. mechanische Stöße oder Vibrationen. Dieser erhöhte Schutz vor Erschütterungen ist besonders vorteilhaft für SMD-Bauteile, weil diese Bauteile sehr empfindlich gegen Erschütterungen sind. Die erfindungsgemäßen StreifenleitungsKoppler sind beim Transport ohne zusätzliche Maßnahmen bereits ausreichend vor Erschütterungen geschützt. Sie sind daher auch in Fahrzeugen einsetzbar, wo sie starken mechanischen Beanspruchungen durch Erschütterungen oder Vibrationen ausgesetzt sind, beispielsweise in einem Hubschrauber.
Zudem bewirkt die Vergußmasse in vorteilhafter Weise, dass die in den Bauteilen auf der Leiterplatte erzeugte Wärme besser abgeführt wird. Es lassen sich daher wesentlich kleinere Bauteile einsetzen, was zu einer Reduktion der Kosten führt und außerdem HF-technisch gesehen günstiger ist.
Die Vergußmasse kann aus durchsichtigem oder undurchsichtigem Material sein.
Bei durchsichtiger Vergußmasse lassen sich beschädigte Bauteile auf der Leiterplatte gut erkennen. Dagegen bietet eine undurchsichtige Vergußmasse einen gewissen Kopierschutz, weil der Aufbau der Leiterplatte nicht zu sehen ist. Unabhängig von der Lichtdurchlässigkeit der Vergußmasse besteht stets ein Kopierschutz, weil die Schaltungsanordnung nur in Verbindung mit der Vergußmasse optimal funktioniert. Wird die Schaltungsanordnung ohne die Vergußmasse nachgebaut, so funktioniert sie nicht, weil der Koppelfaktor wegen der fehlenden Vergußmasse nicht auf den vorgegebenen Wert abgeglichen ist.
Besonders geeignet als Vergußmasse ist Gießharz, dem zur besseren Wärmeleitung z. B. noch eine wärmeleitende Komponente beigemischt sein kann.
Bezugszeichenliste
A
Netzwerkanalysator
DL
Datenleitung
G
Gehäuse
H
Füllhöhe
K
StreifenleitungsKoppler
P
Leiterplatte
S
Steuergerät
SL
Steuerleitung
V
Vorrichtung zum Vergießen
VM
Vergußmasse

Claims (12)

  1. Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors eines StreifenleitungsKopplers (K) mit mindestens zwei auf einer Leiterplatte (P) angeordneten Streifenleitern,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenleiter mit einer Vergußmasse (VM) vergossen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Vergußmasse (VM) so gewählt ist, dass ein vorggebbarer Koppelfaktor erzielt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiterplatte (P), auf der die Streifenleiter angeordnet sind, in einem Gehäuse (G) angeordnet ist, und dass das Gehäuse (G) mit so viel vergußmasse (VM) gefüllt wird, bis der vorggebbare Koppelfaktor erreicht ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der StreifenleitungsKoppler (K) über Meßleitungen (ML) mit den Eingängen eines Netzwerkanalysators (A) zum Messen des Koppelfaktors verbunden ist, dass der Netzwerkanalysator (A) über eine Datenleitung (DL) mit einem Steuergerät (S) verbunden ist, dass eine Vorrichtung (V) zum Vergießen über eine Steuerleitung (SL) so steuert, dass die Vorrichtung (V) zum Vergießen so viel Vergußmasse (M) in das Gehäuse (G) füllt, bis ein vorgebbarer Koppelfaktor vom Netzwerkanalysator (A) gemessen wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der StreifenleitungsKoppler (K) über Meßleitungen (ML) mit den Eingängen eines Netzwerkanalysators (A) zum Messen des Koppelfaktors verbunden ist, dass der Netzwerkanalysator (A) über eine Datenleitung (DL) mit einem Steuergerät (S) verbunden ist, das über eine Steuerleitung (SL) mit einer Vorrichtung (V) zum Vergießen verbunden ist.
  6. Verfahren bzw. Vorrichtung nach Anspruch 4 bzw. 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelfaktor an der Steuereinheit (S) einstellbar ist.
  7. StreifenleitungsKoppler (K) mit mindestens zwei auf einer Leiterplatte (P) angeordneten Streifenleitern,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenleiter zur Einstellung des Koppelfaktors mit einer Vergußmasse (VM) vergossen sind.
  8. StreifenleitungsKoppler nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (P) in einem Gehäuse (G) sitzt und dass das Gehäuse (G) mit so viel Vergußmasse (VM) gefüllt ist, dass ein vorgebbarer Koppelfaktor erzielt wird.
  9. StreifenleitungsKoppler nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass über und unter der Leiterplatte (P) Vergußmasse (VM) vorgesehen ist.
  10. Verfahren, Vorrichtung oder StreifenleitungsKoppler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vergußmasse (VW) eine wärmeleitende Komponente enthält.
  11. Verfahren, Vorrichtung oder StreifenleitungsKoppler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vergußmasse (VM) durchsichtig ist.
  12. Verfahren, Vorrichtung oder StreifenleitungsKoppler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vergußmasse (VM) undurchsichtig ist.
EP00106481A 1999-05-19 2000-03-25 Verfahren zur Einstellung des Koppelfaktors eines Streifenleitungsrichtkopplers und Streifenleitungsrichtkoppler Expired - Lifetime EP1054467B1 (de)

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