FI116601B - Liuskajohdintyyppinen suurtaajuuselementti - Google Patents

Description

116601

Liuskajohdintyyppinen suurtaajuuselementti Tämä keksintö liittyy useita liuskajohtoja käsittävään suurtaajuuselementtiin, tarkemmin sirutyyppiseen 5 suuntakytkimeen.

Kuviossa 4 on esitetty useita liuskajohtoja käsittävä suurtaajuuselementti suuntakytkimen muodossa. Tässä suuntakytkimessä pääjohto ja alijohto on sijoitettu samalle pohjalevylle yhden tason toteutuksena. Kaksi liuskajoh-10 toa 53 ja 54 sijaitsevat yhdensuuntaisina välietäisyydellä S eristelevyn 51 etupinnalla, maajohdinlevyn 52 sijaitessa eristelevyn takapinnalla. Kummankin liuskajohdon 53 ja 54 yhdensuuntaisen osuuden pituus vastaa eristelevyn 51 läpi etenevän sähkömagneettisen aallon aallonpituuden neljän-15 nestä.

Portista Px syötetty suurtaajuussignaali kulkee liuskajohdon 53 (pääjohdon) kautta ja lähtee portista P2. Tässä yhteydessä liuskajohdon 53 (pääjohdon) ja liuskajohdon 54 (alijohdon) välinen kytkentä aikaansaa suurtaajuus-20 signaalin sähköisen tehon osan virtaamisen liuskajohtoon 54 ja edelleen porttiin P3. Tuloksena tästä portti P4 jää ilman lähtösignaalia. Suurtaajuussignaalin seuraavaksi .···. kulkiessa liuska johdossa 53 (pääjohdossa) vastakkaiseen suuntaan, eli portista P2 porttiin P3, suurtaajuussignaa- • · ' ! 25 Iin sähköisen tehon osa siirtyy porttiin P4 eikä porttiin ” ; P3. Tämä rakenne sallii täten sen, että liuskajohdossa 53 * : (pääjohdossa) eteenpäin kulkevan sähköisen signaalin osa » * · ja vastakkaiseen suuntaan kulkevan sähköisen signaalin osa johdetaan liuskajohdon 54 (alijohdon) lähtöportteihin P3 ja \ 30 P4 mainitussa järjestyksessä. Tämä on suuntakytkimen perus- ; ; toiminta.

; _ Pääjohdon 53 ja alijohdon 54 väliseen kytkentään '!! / voidaan vaikuttaa muuttamalla liuskajohtojen yhdensuun- täisten osuuksien väliä S.

2 116601

Kuviossa 4, jossa on esitetty tavanomainen suunta-kytkin, pääjohtona on liuskajohto 53 ja alijohtona liuska-johto 54. Rakenteen symmetrian vuoksi pääjohdon ja alijohdon toiminnat voidaan vaihtaa keskenään vaikuttamatta 5 suuntakytkimen perustoimintaan.

Kuviossa 5 on esitetty toinen tavanomainen suunta-kytkin, jossa liuskajohto 65 (pääjohto) ja liuskajohto 66 (alijohto) sijaitsevat päällekkäisillä levyillä. Tässä esimerkissä liuskajohto 66 on muodostettu eristelevyn 61 10 etupinnalle, eristelevyn takapinnan ollessa päällystetty maajohdinlevyllä 64. Levyn 61 yläpuolella sijaitsee eris-televy 62, jolle on muodostettu liuskajohto 65 (pääjohto), siten että liuskajohdon 65 (pääjohdon) ja liuskajohdon 66 (alijohdon) välinen etäisyys on D. Levyn 62 päälle on si-15 joitettu suojaava eristelevy 63.

Nämä kolme levyä on laminoitu ja sintrattu ja niihin on liitetty ulkoiset elektrodit P1 - P4 kuviossa 6 ak-sonometrisesti esitetyn suuntakytkimen aikaansaamiseksi.

Kuvion 6 suuntakytkintä voidaan käyttää samalla ta-20 valla kuin kuvion 4 suuntakytkintä. Portista Ρ3 syötetty suurtaajuussignaali kulkee liuskajohdon 65 (pääjohdon) kautta ja lähtee portista P2. Tässä yhteydessä liuskajoh- I « .>·. don 65 (pääjohdon) ja liuskajohdon 66 (alijohdon) välinen • · !!! kytkentä aikaansaa liuskajohdossa 65 kulkevan signaalin ' ; 25 sähköisen tehon osan virtaamisen liuskajohtoon 66 ja edel- leen porttiin P3. Tuloksena tästä portti P4 jää ilman läh--> > tösignaalia. Sähköisen signaalin seuraavaksi kulkiessa . · liuskajohdossa 65 (pääjohdossa) vastakkaiseen suuntaan, eli portista P2 porttiin Px, signaalin sähköisen tehon osa : : 30 siirtyy porttiin P4 eikä porttiin P3. Tämä rakenne sallii täten sen, että liuskajohdossa 65 (pääjohdossa) eteenpäin kulkevan sähköisen signaalin osa ja vastakkaiseen suuntaan 'kulkevan sähköisen signaalin osa voidaan erottaa toisis-; ’ taan ja johtaa liuskajohdon 66 (alijohdon) lähtöportteihin : · ; 35 P3 ja P4 mainitussa järjestyksessä.

3 116601 Pääjohdon 65 ja alijohdon 66 väliseen kytkentään voidaan vaikuttaa muuttamalla kahden liuskajohdon yhdensuuntaisten osuuksien välimatkaa laminointisuunnassa, eli eristelevyn 62 paksuutta D.

5 Tällaista suuntakytkintä, jonka tehtävänä on erot taa suurtaajuussignaaleja toisistaan niiden suunnan perusteella, voidaan käyttää mikroaaltosignaalien lähtötehon ohjaamiseen, esimerkiksi matkapuhelimien lähettimissä. Kuviossa 7 on lohkokaavio, joka esittää tällaisia suuntakyt-10 kimiä sisältävien piirien esimerkin. Suuntakytkin 71 sisältää pääjohdon 72, jossa on lähetyssignaalin vahvistus-välineiden (yksinkertaisesti vahvistimen) 101 ja antennin 74 välissä sijaitsevat portit P1 ja P2; ja alijohdon 73, jonka portti P3 on kytketty automaattiseen vahvistuksen 15 säätöpiiriin 102 ja jonka toinen portti P4 on kytketty maadoitettuun vastuselektrodiin 75 sähkötehon absorboimista varten. Tällaisessa piirissä osa modulaattoriin 103 kytketyn vahvistimen 101 lähtösignaalista kulkee ainoastaan porttiin P3 ja palaa automaattiseen vahvistuksen säätöpii-20 riin 102. Osa antennista 74 palaavasta suurtaajuussignaa-lista kulkee porttiin P4 ja absorboituu maadoitetun vastus-elektrodin 75 kautta. Automaattisen vahvistuksen säätöpii- » · rin 102 lähtösignaali syötetään vahvistimeen 101, jonka • · li! vahvistus on säädettävissä suurtaajuuslähdön ohjaamiseksi 25 lähetyksen sopivana pitämistä varten eri olosuhteisiin.

Matkapuhelimien pienentäminen on kuitenkin tärkeää, .··: ja tällaisissa matkapuhelimissa yllä mainittuihin tarkoi- v * tuksiin käytettäviltä suuntakytkimiltä vaaditaan myös pie ni koko. Kuviossa 4 esitetyn tyyppisissä tavanomaisissa : : : 30 neljäsosa-aallonpituuden suuntakytkimissä liuskajohto- elektrodin pituuden tulee olla jopa 2,5 cm pituinen (vas-. , täten 1/4 aallonpituutta suhteellisen dielektrisyysvakion er ollessa noin 9) taajuudella 1 GHz, jolloin suuntakytki-'··* mien riittävä pienentäminen on vaikeaa. Lisäksi voidaan 35 olettaa, että käytetään suuremman suhteellisen dielektri- 4 116601 syysvakion materiaalia 1/4 aallonpituuden lyhentämiseksi, mutta tällöin liuskajohdon leveyden tulee olla erittäin pieni 50 Ω:n impedanssin aikaansaamiseksi, ja liuskajohdot tulee järjestää erittäin lähelle toisiaan pääjohdon ja 5 alijohdon välisen halutun kytkennän aikaansaamista varten.

Tällaisten komponenttien toteuttaminen vaatii suuren työs-tötarkkuuden, jolloin suuntakytkimien massatuotanto vaikeutuu ja niiden tehonsieto lisäksi heikkenee.

Rakenteessa, jossa useita liuskajohtoja on laminoi-10 tu pystysuunnassa kuten on esitetty kuviossa 5, voidaan lisäksi laajentaa säätöaluetta, koska kahden liuskajohdon välinen kytkentä toimii samassa tasossa. Mitä tulee pienentämiseen tämä rakenne ei kuitenkaan toimi. Rakenteen pienentämistä varten voi olla mahdollista lyhentää lius-15 kajohtoa 1/4 aallonpituutta lyhyemmäksi. Tällaisen kokei-lunomaisesti tämän periaatteen mukaan (esitetty kuviossa 5) valmistetun suuntakytkimen ominaiskäyrä on esitetty katkoviivalla kuvioissa 3A ja 3B. Tässä etenemisvaimennus-ta portista Px porttiin P2 sanotaan väliinkytkemisvaimen-20 nukseksi ("insertion loss"), etenemisvaimennusta portista Px porttiin P3 sanotaan kytkentävaimennukseksi ("coupling loss") ja etenemisvaimennusta portista P3 porttiin P4 sano-*..! taan eristykseksi ("isolation"). Suuntakytkimessä väliin- ;;; kytkemisvaimennuksen tulee olla mahdollisimman pieni, kun 25 taas eristyksen tulee olla mahdollisimman suuri. Matkaviestimissä ja muissa vastaavissa laitteissa piirien koko-naisrakenne määrää kytkentävaimennuksen.

·.· · Kuten kuvioiden 3A ja 3B katkoviivalla esitetyistä käyristä ilmenee, liuskajohtojen yksinkertainen pidentämi-: 30 nen tavanomaisessa suuntakytkimessä johtaa siihen ettei voida aikaansaada riittävää eristystä laajalla taajuus-. alueella.

'W/ Täten tämän keksinnön tarkoituksena on tarjota pie- nikokoinen liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti, ku-: : 35 ten esimerkiksi sirutyyppinen suuntakytkin.

5 116601 Tämän keksinnön erään tarkastelun mukaan tarjotaan liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti, joka käsittää useita leveitä maajohtimia sekä maajohtimien peittämällä alueella sijaitsevat ensimmäisen ja toisen liuskajohdon, 5 ensimmäisen ja toisen liuskajohdon ollessa kytkettyjä muodostamaan yhden tai useamman kierroksen käämit ja liuska-johtojen sijaitessa vastapäätä toisiaan siten, että ne näyttävät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa kohtisuorassa käämityssuuntaan nähden.

10 Suositeltavassa suoritusmuodossa ensimmäisen ja toisen liuskajohdon muodostavat kahdelle tai useammalle eristelevylle tai magneettiselle levylle aikaansaadut joh-timet.

Toisessa suositeltavassa suoritusmuodossa sekä en-15 simmäinen että toinen liuskajohto ovat 1/8 tai 1/5 aallonpituuden pituiset, jolloin liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti toimii suuntakytkimenä.

Täten tietyssä suoritusmuodossa tämän keksinnön mukainen liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti muodostuu 20 laminoidusta rakenteesta, joka alhaalta lukien käsittää seuraavat peräkkäiset kerrokset: # levyn, jolle on muodostettu ensimmäinen maajohdin, jonka johdinosia ulottuu levyn sivureunoille; ;;; levyn, jolle on muodostettu ensimmäinen vähemmän » * '·*;* 25 kuin yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muo-dostaa onton pyöreän elektrodin; v : levyn, jolle on muodostettu toinen vähemmän kuin yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää : 30 ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa onton pyöreän elektrodin; levyn, jolle on muodostettu kolmas vähemmän kuin ; · yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa ; 35 onton pyöreän elektrodin; 6 116601 levyn, jolle on muodostettu neljäs vähemmän kuin yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa onton pyöreän elektrodin; 5 levyn, jolle on muodostettu toinen maajohdin, jonka johdinosia ulottuu levyn sivureunoille; ja suojalevyn, ensimmäisen liuskajohdon onton pyöreän elektrodin ollessa kytketty toisen liuskajohdon onttoon pyöreään elektrodiin 10 ensimmäisen johdon muodostamista varten, ja kolmannen liuskajohdon onton pyöreän elektrodin ollessa kytketty neljännen liuskajohdon onttoon pyöreään elektrodiin toisen johdon muodostamista varten, toisen johdon ensimmäisen ja toisen johdon joukosta muodostaessa pääjohdon ja toisen 15 johdon muodostaessa alijohdon, jolloin liuskajohtotyyppi-nen suurtaajuuselementti toimii suuntakytkimenä.

Lisäksi eräässä toisessa suoritusmuodossa tämän keksinnön mukainen liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti muodostuu laminoidusta rakenteesta, joka alhaalta 20 lukien käsittää seuraavat peräkkäiset kerrokset: levyn, jolle on muodostettu ensimmäinen maajohdin, jonka johdinosia ulottuu levyn sivureunoille; • * levyn, jolle on muodostettu ensimmäinen vähemmän • *

* I

;;; kuin yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen '···' 25 pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muo dostaa onton pyöreän elektrodin; levyn, jolle on muodostettu toinen yhden tai useam-v ' man kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa i 30 onton pyöreän elektrodin; levyn, jolle on muodostettu kolmas yhden tai useamman kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää · * ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa onton pyöreän elektrodin; 7 116601 levyn, jolle on muodostettu neljäs vähemmän kuin yhden kierroksen liuskajohtoelektrodi, jonka toinen pää ulottuu levyn yhdelle sivureunalle ja toinen pää muodostaa onton pyöreän elektrodin; 5 levyn, jolle on muodostettu toinen maajohdin, jonka johdinosia ulottuu levyn sivureunoille; ja suojalevyn, ensimmäisen liuskajohdon onton pyöreän elektrodin ollessa kytketty toisen liuskajohdon onttoon pyöreään elektrodiin 10 ensimmäisen johdon muodostamista varten, ja kolmannen liuskajohdon onton pyöreän elektrodin ollessa kytketty neljännen liuskajohdon onttoon pyöreään elektrodiin toisen johdon muodostamista varten, toisen johdon ensimmäisen ja toisen johdon joukosta muodostaessa pääjohdon ja toisen 15 johdon muodostaessa alijohdon, jolloin liuskajohtotyyppi-nen suurtaajuuselementti toimii suuntakytkimenä-

Kuvio 1 on aksonometrinen räjähdyskuva, joka esittää tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen liuska-j ohtotyyppisen suurtaaj uuselementin; 20 Kuvio 2 on aksonometrinen kuva, joka esittää tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen liuskajohtotyyppi-.. , sen suurtaaj uuselement in;

Kuviossa 3A on käyrästö, joka esittää tämän keksin-* * ·; * nön mukaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselementin ja ' 25 tavanomaisen liuska j ohtotyyppisen suurtaajuuselementin vä- .. liinkytkemisvaimennukset ("insertion loss"); ,Kuviossa 3B on käyrästö, joka esittää tämän keksin-: : nön mukaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselementin ja tavanomaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselementin I /; 30 eristykset ("isolation") ja kytkentävaimennukset ("coup- .··, ling loss" );

Kuvio 4 on aksonometrinen kuva, joka esittää tavan-M : omaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselementin;

% I

8 116601

Kuvio 5 on aksonometrinen räjähdyskuva, joka esittää tavanomaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselemen-tin;

Kuvio 6 on aksonometrinen räjähdyskuva, joka esit-5 tää toisen tavanomaisen liuskajohtotyyppisen suurtaajuus-elementin;

Kuvio 7 on lohkokaavio, joka esittää suuntakytkimen käsittävän piirin; ja

Kuvio 8 on aksonometrinen räjähdyskuva, joka esit-10 tää tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen liuskaj ohtotyyppisen suurtaaj uuselementin.

Kuvio 1 esittää räjähdyskuvana liuskajohtotyyppisen suurtaajuuselementin, kuten esimerkiksi tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sirutyyppisen suuntakytkimen 15 1, ja kuvio 2 esittää tämän keksinnön mukaisen saman siru- tyyppisen suuntakytkimen 1 koottuna.

Tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukainen siru-tyyppinen suuntakytkin 1 muodostetaan laminoimalla ensimmäisellä maajohdinlevyllä 2a varustettu levy 2, pääjohtoa 20 varten liuskajohdoilla 3a ja 4a mainitussa järjestyksessä varustetut levyt 3 ja 4, alijohtoa varten liuskajohdoilla ... 5a ja 6a mainitussa järjestyksessä varustetut levyt 5 ja ; 6, toisella maajohdinlevyllä 7a varustettu levy 7 sekä • · ·’ suojalevy 8. Kaikki levyt voivat olla alhaisessa lämpöti- '...· 25 lassa sintrautuvaa vihreää keramiikkalevyä.

. Levyn 2 ensimmäinen maajohdinelektrodi 2a on varus- I* tettu kahdella levyn sivureunojen keskikohdissa sijaitse- , : valla ulokkeella, jotka on kytketty kahteen ulkoiseen elektrodiin 2b ja 2b. Levy 2 on varustettu sivureunoissa : 30 sijaitsevilla erillisillä ulkoisilla elektrodeilla 2c ja , 2d, jotka on kytketty pääliuskajohtoon ja aliliuskajoh- toon.

: Pääjohtoa varten oleva levy 3 aikaansaadaan muodos- tamalla vihreän keraamisen levyn toiselle pinnalle liuska-, : 35 johtoelektrodi 3a ja ontto pyöreä elektrodi 3e. Liuskajoh- 9 116601 toelektrodin 3a toinen pää on kytketty ulkoiseen elektrodiin 3c. Levy 3 on varustettu sivureunoissa sijaitsevilla ulkoisilla elektrodeilla 3b, 3c ja 3d.

Pääliuskajohtoa varten oleva toinen levy on merkit-5 ty viitenumerolla 4 kuviossa 1. Tämä levy 4 aikaansaadaan muodostamalla keraamisen vihreän levyn toiselle pinnalle liuskajohtoelektrodi 4a ja ontto elektrodi 4f. Liuskajoh-toelektrodin 4a toinen pää on kytketty ulkoiseen elektrodiin 4c ja liuskajohtoelektrodin 4a toinen pää 4f, joka on 10 ontto, on kytketty liuskajohtolevyn 3 onttoon pyöreään elektrodiin 3e. Toisiinsa kytketyt liuskajohtoelektrodit 3a ja 4a muodostavat kahden kierroksen käämin. Levy 4 on varustettu sivureunoissa sijaitsevilla ulkoisilla elektrodeilla 4b, 4c ja 4d.

15 Aliliuskajohtoelektrodeja varten olevien levyjen 5 ja 6 rakenteet ovat samanlaiset kuin pääliuskajohtoja varten olevien levyjen 3 ja 4 rakenteet. Liuskajohtoelektrodit 5a ja 5a on kytketty onttoon päähän 6f ja pyöreään elektrodiin 5e mainitussa järjestyksessä kaksikierroksisen 20 käämin muodostamista varten. Liuskajohtoelektrodien 5a ja 6a päät on kytketty sivureunoissa sijaitseviin ulkoisiin elektrodeihin 5d ja 6d. Levyt 5 ja 6 on varustettu sivu- » » ·' reunoissa sijaitsevilla erillisillä ulkoisilla elektro- '··* deilla 5b, 5c, 5d, 6b, 6c ja 6d.

. 25 Toisen maajohdinelektrodilevyn 7 rakenne on sama kuin ensimmäisen maajohdinelektrodi levyn 2 rakenne ja se i* on aikaansaatavissa muodostamalla keraamisen vihreän levyn , : toiselle pinnalle maajohdinelektrodi 7a, levyn reunaosien ollessa paljaina.

30 Ensimmäinen maajohdinelektrodi 2a on kytketty toi seen maajohdinelektrodiin 7a ulkoisten elektrodien 2b, 3b, 4b, 5b, 6b ja 7b kautta, liuskajohtoelektrodien 3a, 4a, 5a : ja 6a jäädessä näiden kahden maajohdinlevyn väliin. Tällä rakenteella aikaansaadaan suojavaikutus, joka estää suur-35 taajuussignaalin vuotamisen rakenteen ulkopuolelle.

10 116601

Suojalevy 8 on varustettu yläpuolen sivureunoissa sijaitsevilla erillisillä ulkoisilla elektrodeilla 8b, 8c ja 8e.

Vihreille levyille 2 - 8 on painettu elektrodiker-5 rokset, levyt on laminoitu ja sen jälkeen sintrattu 900 °C tai korkeammassa lämpötilassa kuvion 2 mukaisen integroidun sirutyyppisen suuntakytkimen 1 muodostamiseksi. Jokaisen vihreän levyn sivureunoissa sijaitsevat ulkoiset elektrodit b, c ja d integroidaan sintraamalla kuvion 2 10 mukaisten ulkoisten elektrodien B, C ja D muodostamista varten. Tässä suoritusmuodossa muodostettiin ulkoiset elektrodit b, c ja d vihreiden levyjen sivureunoihin, mutta saman rakenteen omaava suurtaajuuselementti on aikaansaatavissa muodostamalla ulkoiset elektrodit B, C ja D 15 vihreiden levyjen laminaattirakenteen sintraamisen jälkeen.

Tämän suoritusmuodon vihreän keraamisen levyn paksuus on 0,15 mm ja se on eristeainetta, jonka suhteellinen dielektrisyysvakio €r on noin 8, ja joka sintrautuu lämpö-20 tilassa 900 °C. Kaikki liuskajohtoelektrodit ovat kupari-elektrodeja, joiden paksuus on 15 pm ja leveys 0,16 mm. Laminoinnilla ja integroivalla sintrauksella tuotetun sirutyyppisen suuntakytkimen 1 ulkoiset mitat ovat tyypilli-.* sesti: pituus 3,2 mm, leveys 1,6 mm ja korkeus 1,2 mm.

,·’ 25 Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä suoritusmuodossa ul- koinen elektrodi B on kytketty maajohtimeen, ulkoinen ;* elektrodi C pääjohtoon ja ulkoinen elektrodi D alijohtoon.

; . Tämän suoritusmuodon suuntakytkimen ominaisarvot (väliinkytkemisvaimennus, eristys ja kytkentävaimennus) 30 mitattiin laajalla taajuusalueella 0,5-2 GHz. Tulokset on esitetty kuvioiden 3A ja 3B ehjillä viivoilla piirret-*; tyinä käyrinä. Verrattaessa näitä käyriä katkoviivoilla ’ i ; piirrettyihin tavanomaisen suuntakytkimen käyriin, ilmenee : ; että tämän keksinnön mukainen suuntakytkin on huomattavan ; 35 ylivoimainen tavanomaiseen ratkaisuun nähden mitä tulee 116601 n väliinkytkemisvaimennukseen ja eristykseen. Esimerkiksi verrattaessa tämän keksinnön mukaista suuntakytkintä tavanomaiseen suuntakytkimeen taajuudella 1,5 GHz, niiden erot ovat väliinkytkemisvaimennuksen suhteen 0,3 dB ver-5 rattuna 0,5 dB:iin ja eristyksen suhteen 48 dB verrattuna 23 dB:iin. Erityisesti taajuudella 1,9 GHz väliinkytkemis-vaimennusten ero on jopa 0,4 dB verrattuna 1,0 dB:iin. Kytkentävaimennusten ero sattuu olemaan noin 2 dB, mutta tällainen kytkentävaimennusten ero johtuu ainoastaan ra-10 kenne-eroista eikä ollenkaan liity suuntakytkimen suorituskykyyn .

Tämän keksinnön ominaispiirteenä ei ole se, että se perustuu U:n muotoisiin liuskajohtoihin kuvioiden 4 ja 5 mukaisen tavanomaisen jakautuneen vakiojohtopiirin perus-15 periaatteen mukaan, vaan yhden tai useamman kierroksen käämin muotoisiin liuskajohtoihin, jotka sisältyvät kuvion 1 mukaiseen yhtenäiseen rakenteeseen. Yhdistämällä useita tällaisia käämin muodostavia liuskajohtoja (tässä suoritusmuodossa kaksi kappaletta), jotka olennaisesti ovat 20 jaettuja elementtijohtoja, käämin muodostamista varten, voidaan saavuttaa hyvä suorituskyky laajalla taajuusalueella. Täten on tärkeää, että liuskajohdot näyttävät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa ylhäältä kohtisuorassa käämityssuuntaan nähden. Tässä suoritusmuo-,.· 25 dossa liuskajohtoelektrodit 3a, 4a, 5a ja 6a on olennai- sesti asetettu suoraan riviin lukuunottamatta ulkoisiin ' · elektrodeihin kytkettäviä liitäntäosia. Täten kaikki lius- : : kajohdot näyttävät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa kohtisuorassa käämityssuuntaan nähden. Vaikka on . 30 toivottavinta, että tässä keksinnössä liuskajohdot näyttä vät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa ylhääl-tä kohtisuorassa käämityssuuntaan nähden, liuskajohtojen ; joidenkin osien ei tarvitse olla samassa rivissä kunhan • ( ·’ tällä ei ole varteenotettavaa vaikutusta tämän keksinnön 35 mukaisen suuntakytkimen suorituskykyyn.

12 116601 Tämän keksinnön suoritusmuodossa liuskajohdon poikkileikkaus on litteä ja pitempi sivu on yhdensuuntainen maajohdinlevyn kanssa. Tämä muoto mahdollistaa suuren asennustiheyden pystysuunnassa, ja pääjohtojen ja alijoh-5 tojen välinen kytkentä on vahva.

Tässä keksinnössä käytetyn yhden liuskajohdon molemmat päät on kytketty kahden portin elektrodeihin. Tämän keksinnön perusrakenteessa useita liuskajohtoja sijaitsee useiden maajohdinlevyjen peittämällä alueella. Tässä suo-10 ritusmuodossa kaksi liuskajohtoa on erikseen kytketty ulkoisiin elektrodeihin, mutta joissakin tapauksissa useita liuskajohtoja voidaan kytkeä yhteen ulkoiseen elektrodiin muuttamatta tämän keksinnön toimintoj a.

Vaikka tämän keksinnön suoritusmuodossa käytetään 15 ei-magneettista eristelevymateriaalia, ammattimies ymmär tää helposti, että myös magneettista ainetta voidaan käyttää tämän keksinnön samojen toimintojen aikaansaamiseksi. Tämän keksinnön tärkeänä piirteenä on se, että useita liuskajohtoja on yhdistetty muodostamaan käämin maajohdin-20 levyjen peittämällä alueella, ja että magneettisen aineen käyttö vahvistaa tällaisen rakenteen vaikutuksia. Valmis-j‘.‘j tamalla taajuudella 200 MHz toimivaa sovitusmuuntajaa var- .*·. ten Ni-Zn-Cu-ferriitistä muodostuva levy, jonka suhteelli- .*·. nen permeabiliteetti μ on noin 20, saavutettiin täten hy- ‘I 25 viä tuloksia pienin impedanssimuutoksin laajalla taajuus- alueella.

·;;; Lisäksi yllä mainitussa suoritusmuodossa liuskajoh- *·' toelektrodeista 3a ja 4a muodostuvan pääjohdon ja liuska- johtoelektrodeista 5a ja 6a muodostuvan alijohdon koko-: 30 naispituudet määrättiin vastaamaan 1/12 aallonpituutta.

: #/ Toisaalta liuskajohdon pituus on 1/4 aallonpituutta tavan- : . , omaisessa suuntakytkimessä. Täten tämän keksinnön suori- tusmuoto tarjoaa voimakkaasti pienennetyn suuntakytkimen, jossa liuskajohdon pituus on pienennetty vastaamaan jopa :,‘ i 35 vain 1/12 aallonpituutta. Lisäksi on todettu, että jokai- 13 116601 sen liuskajohtoelektrodin kokonaispituutta voidaan lyhentää vastaamaan 1/8 - 1/15 aallonpituutta tämän keksinnön suuntakytkimessä, koska tämän keksinnön suuntakytkimessä liuskajohdot muodostavat yhden tai useamman kierroksen 5 käämin kuten yllä mainitussa yhtenäisen rakenteen vakio-piirielementissä.

Kuviossa 8 on esitetty tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukainen sirutyyppinen suuntakytkin. Tämä sirutyyppinen suuntakytkin muodostuu laminoiduista ensim-10 mäisestä maajohdinelektrodilevystä 22, pääliuskajohto-elektrodilevyistä 23 ja 24, aliliuskajohtoelektrodilevyis-tä 25 ja 26, toisesta maajohdinelektrodilevystä 27 sekä suojalevystä 28. Kaikki levyt on valmistettu vihreästä keraamisesta levystä.

15 Ensimmäinen maajohdinelektrodilevy muodostetaan päällystämällä vihreä keraaminen levy maajohdinelektro-dilla 22a jättäen vihreän levyn pienet reunaosat paljaiksi. Maajohdinelektrodi 22a on varustettu kahdella levyn sivureunojen keskellä sijaitsevalla ulokkeella, ja molem-20 mat ulokkeet on kytketty kahteen ulkoiseen elektrodiin 22b. Levy 22 on varustettu sivureunoissa sijaitsevilla • ·. erillisillä ulkoisilla elektrodeilla 22c ja 22d, jotka on ,· ·. kytketty pääjohtoon ja alijohtoon.

* · ‘ Pääjohtoa varten oleva levy 23 valmistetaan muodos- '; 25 tamalla vihreän keraamisen levyn toiselle pinnalle lius- ’··; kajohtoelektrodi 23a ja ontto pyöreä elektrodi 23e. Lius- ·· kajohtoelektrodin 23a toinen pää on kytketty ulkoiseen ' elektrodiin 23c. Levy 23 on varustettu sivureunoissa si jaitsevilla ulkoisilla elektrodeilla 23b, 23c ja 23d. Toi-· 30 nen pääliuskajohtolevy on merkitty viitenumerolla 24 ku- : ' : viossa 8. Tämä levy 24 valmistetaan muodostamalla vihreän .’ keraamisen levyn toiselle pinnalle liuskajohtoelektrodi 24a ja ontto pyöreä elektrodi 24f. Liuska johtoelektrodin ;· 24a toinen pää on kytketty ulkoiseen elektrodiin 24c ja 35 liuska johtoelektrodin 24a toinen pää 24f, joka on ontto, 14 116601 on kytketty liuskajohtolevyn 23 onttoon pyöreään elektrodiin 23e. Toisiinsa kytketyt liuskajohtoelektrodit 23a ja 24a muodostavat kahden kierroksen käämin. Levy 24 on varustettu sivureunoissa sijaitsevilla ulkoisilla elektro-5 deilla 24b, 24c ja 24d.

Aliliuskajohtoelektrodeja varten olevien levyjen 25 ja 26 rakenteet ovat samanlaiset kuin pääliuskajohtoja varten olevien levyjen 23 ja 24 rakenteet. Liuskajohto-elektrodit 25a ja 26a on yhdistetty onton pään 26f ja pyö-10 reän elektrodin 25e kautta mainitussa järjestyksessä kaksikerroksisen käämin muodostamista varten. Liuskajohto-elektrodien 25a ja 26a päät on kytketty sivureunoissa sijaitseviin ulkoisiin elektrodeihin 25d ja 26d. Levyt 25 ja 26 on varustettu sivureunoissa sijaitsevilla erillisillä 15 ulkoisilla elektrodeilla 25b, 25c, 25d, 26b, 26c ja 26d.

Toisen maajohdinelektrodilevyn 27 rakenne on sama kuin ensimmäisen maajohdinelektrodilevyn 22 rakenne ja se on aikaansaatavissa muodostamalla keraamisen vihreän levyn toiselle pinnalle maajohdinelektrodi 27a, levyn reunaosien 20 jäädessä paljaiksi.

Ensimmäinen maajohdinelektrodi 22a on kytketty toi-seen maajohdinelektrodiin 27a ulkoisten elektrodien 22b, ,···. 23b, 24b, 25b, 26b ja 27b kautta, liuskajohtoelektrodien 23a, 24a, 25a ja 26a jäädessä näiden kahden maajohdinlevyn 25 väliin. Tällä rakenteella aikaansaadaan suojavaikutus, jo- ka estää suurtaajuussignaalin vuotamisen rakenteen uiko- • < < puolelle.

V ' Suojalevy 28 on varustettu yläpuolen sivureunoissa sijaitsevilla erillisillä ulkoisilla elektrodeilla 28b, ·,· · 30 28c ja 28e.

: : Vihreille levyille 22 - 28 on painettu elektrodi- : kerrokset, levyt on laminoitu ja sen jälkeen sintrattu 900 °C tai korkeammassa lämpötilassa kuvion 2 mukaisen in- • t tegroidun sirutyyppisen suuntakytkimen 1 muodostamiseksi.

15 116601 Tässä suoritusmuodossa spiraalimainen tai kierukka-mainen kahden kierroksen käämi muodostetaan vihreälle levylle, ja kaksi tällaisen kierukkamaisen käämin sisältävää levyä voidaan laminoida käämin päiden järjestämiseksi lii-5 tettäviksi. Tämän toisen suoritusmuodon suuntakytkin tarjoaa hyvät ominaisuudet vastaavalla tavalla kuin ensimmäinen suoritusmuoto- Täten tämän keksinnön toiminta aikaansaadaan muodostamalla spiraalimaisia tai kierukkamaisia liuskajohtoelektrodeja. Tässäkin tapauksessa kaikki lius-10 kajohdot näyttävät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa ylhäältä kohtisuorassa kuvion 8 käämityssuuntaan nähden.

Tämä keksintö tarjoaa erittäin voimakkaasti pienennetyn sirutyyppisen suuntakytkimen, jonka suurtaajuusomi-15 naisuudet ovat erinomaiset laajalla taajuusalueella. Vaikka suuntakytkimet on selostettu suoritusmuotojen yhteydessä, tämän keksinnön yleistetympi periaate merkitsee useamman liuskajohdon yhdistämisen käämin tai kierukkamaisen muodon aikaansaamiseksi maajohtimien peittämälle alueelle, 20 ja että käämi tai liuskajohtojen kierukkamaiset osuudet sijaitsevat suorassa rivissä. On ilmeistä että keksintö on sovellettavissa muihin liuskajohtotyyppisiin suurtaajuus-elementteihin kuten virranjakolaitteisiin, sovitusmuunta-jiin jne.

• ’ 25 Kuten edellä seikkaperäisesti on selostettu tämä keksintö tarjoaa erittäin voimakkaasti pienennetyn liuska-johto tyyppi sen suurtaajuuselementin kuten sirutyyppisen : suuntakytkimen ja vastaavat suurtaajuuselementit, jotka ovat hyödyllisiä pienennettäessä matkaviestimien mikroaal-: ; : 30 tolaitteita jne.

> · < ^

Claims (3)

16 116601

1. Liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti, joka käsittää useita leveitä maajohtimia (2a, 7a) sekä maajoh-5 timien peittämällä alueella sijaitsevat ensimmäisen ja toisen liuskajohdon (3a, 4a; 5a, 6a), tunnettu siitä, että ensimmäinen liuskajohto (3a, 4a) on muodostettu johtumista, jotka on sijoitettu kahdelle tai useammalle dielektriselle levylle (3, 4) yhdistettäväksi muodostamaan 10 yhden tai useamman kierroksen käämin ja toinen liuskajohto (5a, 6a) on muodostettu johtimista, jotka on sijoitettu kahdelle tai useammalle dielektriselle levylle (5, 6) , jotka ovat erilaisia kuin levyt, joille ensimmäinen liuskajohto on sijoitettu, muodostamaan yhden tai useamman 15 kierroksen käämin, jolloin liuskajohdot (3a, 4a; 5a, 6a) sijaitsevat vastapäätä toisiaan siten, että ne näyttävät olevan samassa kohdassa katselusuunnan ollessa kohtisuorassa käämityssuuntaan nähden, jolloin kukin ensimmäinen ja toinen liuskajohto (3a, 4a; 5a, 6a) on yhtä pitkä kuin 20 1/8 - 1/15 aallonpituus, jolloin liuskajohtotyyppinen suurtaajuuselementti toimii suuntakytkimenä, jolloin kukin dielektrinen levy (3 - 6) käsittää vihreän levyn, joka on • ·' tehty alhaisessa lämpötilassa sintrautuvasta dielektrises- **...· tä materiaalista vihreistä levyistä koostuvan laminaatin 25 sintraamiseksi johtimien kanssa, jotka muodostavat ensim-·;· mäisen ja toisen liuskajohdon (3a, 4a; 5a, 6a) . ··· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liuskajohtotyyp- pinen suurtaajuuselementti, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen liuskajohto (3a, 4a; 5a, 6a) muodos- • ^ 30 tavat liuskajohtoelektrodeja, joissa on käämi, jossa on yksi tai useampi kierros aikaansaatuna laminoimalla aina-·;*' kin useampi kuin kaksi dielektristä levyä (3 - 6), joista ; j : kukin on muodostettu liuskajohtoelektrodin kanssa, jossa on vähemmän kuin yksi kierros, ja jotka yhdistävät liuska-,* . 35 johtoelektrodit, joissa on vähemmän kuin yksi kierros, 17 116601 reikäelektrodin (3e, 4f; 5e, 6f) välityksellä, joka on muodostettu kuhunkin sarjassa olevaan dielektriseen levyyn .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liuskajohtotyyp-5 pinen suurtaajuuselektrodi, tunnettu siitä, että ensimmäisessä ja toisessa liuskajohdossa (3a, 4a; 5a, 6a) on liuskajohtoelektrodit, joissa on yhden tai useamman kierroksen käämit ja jotka on käämitty vastakkaisiin suuntiin, ja että kukin liuskajohtoelektrodi, joissa on yhden 10 tai useamman kierroksen käämit, on sijoitettu toisiaan vastapäätä vastaavien dielektristen levyjen (3 - 6) välityksellä. 116601 18