DE19507358C2 - Hochfrequenz-Streifenleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Streifenleitung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Streifenleitungen dieser Art werden in zunehmendem Umfang in der Mikrowellentechnik eingesetzt. Um hierbei auch für höhere Frequenzen im GHz-Bereich die Verluste und Phasenfehler gering zu halten ist es bekannt, zur mechanischen Abstützung des Streifenleiters einen Schaumstoff zu verwenden oder den Streifenleiter nur über im Abstand angeordnete dielektrische Einzelstützen an der Gegenfläche abzustützen. Der Aufbau auf Schaumstoff hat aus Kostengründen Nachteile, die Verwendung von dielektrischen Einzelstützen erfordert einen hohen Montageaufwand, da die Stützen maschinell oder von Hand einzeln eingesetzt werden müssen, eine solche Einzel­ stützen-Befestigung ist auch sehr kritisch gegenüber Fertigungsfehlern, da fehlende Stützen nicht nur mechanische Schäden verursachen können, sondern zu einer Veränderung der Hochfrequenzeigenschaften der Leitung führen. Diese bekannten Einzelstützen-Befestigungen sind daher bei sorgfältiger Ausführung sehr kostenintensiv. Sie sind auch anfällig gegen Fertigungstoleranzen und gegen Verlust von Stützen nach der Montage durch Vibration oder mechanische Schockbeanspruchung beim Transport.

Zum Stand der Technik ist beispielsweise aus dem Dokument DE 17 27 253 U ein Aufbau einer unsymmetrischen Mikrowellen-Flachleitung bekannt, welche zur Isolation der beiden Streifenleiter eine zu diesen parallel verlaufende bandförmige Isolierschicht mit gleichmäßig verteilten Lufträumen verwendet. Aus der Druckschrift JP 05267913 A, ist eine Vorrichtung bekannt die es erlaubt den Wellenwiderstand einer Hochfrequenzleitung, welche gegenüber einer gitterartigen Erdungsnetzschicht mit einer dielektrischen Schicht angeordnet ist, beispielsweise auf 50 Ohm einzustellen, wobei der Wellenwiderstand über den gesamten Hochfrequenzleitungsverlauf fortgesetzt ist. Hierbei verläuft über der Oberfläche der dielelektrischen. Schicht mit der gitterartigen Erdungsnetzschicht eine Signalleitung. Zwischen Erdungsnetzschicht und Signalleitung liegt die mit der Erdungsnetzschicht verbundene Masseleitung, wobei nur der Teil der Masseleitung mit der Erdungsnetzschicht verbunden ist, welcher sich in ihrem Verlauf mit der Erdungsnetzschicht überlagert. Die Leitungsverläufe von Masseleitung und Signalleitung in ihrem Verlauf über der Erdungsnetzschicht überlagern sich dabei. Schließlich ist in der Druckschrift US 5 072 201 ein Halter für symmetrische Mikrowellenleiter offenbart, welcher einen gefalteten Streifen aus dielektrischem Material aufweist, wobei jede Seite einer Falte einen zentral angeordneten Längsschlitz hat. Der Innenleiterstreifen wird durch erwähnte Längsschlitze geführt, wobei die Halterseiten mit den Erdungsflächen in Kontakt stehen. Die Halterseiten haben Vorsprünge, die in die dafür vorgesehenen Öffnungen in den Erdungsflächen einschnappen, um den Halter zu zentrieren und festzuhalten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hochfre­ quenz-Streifenleitung zu schaffen, bei der die Nachteile der bisher bekannten Streifenleiter-Befestigung vermieden sind und die trotz geringer Hochfrequenzverluste und Phasenstreuungen sehr einfach herstell­ bar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Hochfre­ quenz-Streifenleitung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine erfindungsgemäße Steifenleitung besitzt hochfre­ quenztechnisch gleich gute Eigenschaften bezüglich Ver­ luste und Phasenstreuungen wie eine bekannte Einzel­ stützen-Befestigung, sie ist jedoch wesentlich kosten­ günstiger herstellbar und auch wesentlich einfacher unter Einhaltung vorgegebener Fertigungstoleranzen montierbar. Ein erfindungsgemäßes Gitterbauteil kann auf einfache Weise an dem vorgesehenen Platz zwischen Streifenleiter und Gegenfläche auch noch später innerhalb eines Gerätes oder einer Anlage eingebaut werden, die Möglichkeit von Montagefehlern ist dabei sehr gering, da die einzelnen als Stützen wirkenden Stege zu einer Baueinheit zusammen­ gehalten sind. Wegen der Größe eines erfindungsgemäßen Gitterbauteils kann sein Fehlen oder ein fehlerhafter Einsatz sofort und leicht erkannt werden, Fertigungsfehler sind daher weitgehendst vermieden. Ein erfindungsgemäßes Gitterbauteil kann auch sehr preisgünstig und reprodu­ zierbar als Kunststoff-Spritzgußteil hergestellt werden, durch Kombination von mehreren gleichartigen Gitterbau­ teilen können beliebige Streifenleitungen in nahezu beliebiger Längs- und Querausdehnung aufgebaut werden.

Das erfindungsgemäße Gitterbauteil eignet sich für alle üblichen planaren Hochfrequenz-Wellenleitungen, wie sie beispielsweise beschrieben sind in Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 5. Auflage Seiten K7 bis K18, unter leitender Gegenfläche im Sinne der Ansprüche wird dabei bei einer üblichen Streifen­ leitung die leitende Grundplatte verstanden, bei einer Triplate-Anordnung sind dies die beiden gegenüberliegenden leitenden Grundplatten, in manchen Anwendungsfällen kann die leitende Gegenfläche aber auch ein zweiter gegenüber­ liegender Streifenleiter sein. Als dielektrisches Material für das Gitterbauteil sind alle hierfür geeigneten Materialien verwendbar, wie sie beispielsweise bei der oben angegebenen Literaturstelle auf den Seiten E3/E4 beschrieben sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in teilweiser perspektivischer Draufsicht eine Hochfrequenz-Streifenleitung bestehend aus einer leitenden Grundplatte 1 und einem in einem durch den gewünschten Wellenwiderstand vorgegebenen Abstand darüber angeordneten Streifenleiter 2. Der Streifenleiter 2 ist über ein Gitterbauteil 3 aus dielektrischem Material auf der Grundplatte 1 befestigt. Dieses Gitterbauteil 3 besteht in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus zu einem rechteckigen Rahmen zuammengefaßten Stegen 4 sowie frei nach innen abstehenden Stegen 5. Die rahmenartig zusammenhängenden Stege 4, 5 aus dielektrischem Material sind so zueinander angeordnet, daß sie nicht in Längs­ richtung unterhalb des Streifenleiters 2 verlaufen, sondern diesen höchstens kreuzen, wie dies der Stegab­ schnitt 6 zeigt, hier kreuzt der Steg 4 den Streifenleiter 2 auf kürzestem Wege rechtwinklig. Die nur einseitig am Rahmen 4 befestigten Stege 5 reichen nur bis etwa zur Mitte des Streifenleiters, kreuzen diesen also nicht vollständig, sondern nur etwa zur Hälfte. Der Streifen­ leiter 2 ist über Klemmstifte 7, die an den Stegen nach oben abstehend einstückig mit diesen ausgebildet sind bzw. in entsprechenden Löchern der Stege als gesonderte dielektrische Klemmstifte eingesetzt sind, am Gitter­ bauteil befestigt, am Streifenleiter 2 sind dazu ent­ sprechende Durchstecklöcher ausgebildet, wie dies das Schnittbild nach Fig. 2 zeigt. Die Höhe der Stege 4, 5 ist in den Kreuzungsbereichen entsprechend dem ge­ wünschten Abstand zwischen Grundplatte 1 und Streifen­ leiter 2 gewählt, dazwischen kann die Höhe der Stege zur Herabsetzung der Verluste geringer gewählt sein, wie dies ebenfalls das Schnittbild nach Fig. 2 zeigt.

Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Möglichkeiten für die geometrische Gestaltung des erfindungsgemäßen Gitterbau­ teils. Neben der in Fig. 1 gezeigten rechteckigen oder quadratischen Außenform sind auch die in diesen Figur dargestellten Steganordnungen möglich, wichtig ist dabei nur, daß je nach Form der zu befestigenden Streifenleiter diese von den Stegen des Gitterbauteils auf kürzestem Wege gekreuzt werden, vorzugsweise rechtwinklig oder unter einem spitzen Kreuzungswinkel, und daß dabei vermieden wird, daß Teile der Stege parallel in Längs­ richtung unterhalb des abzustützenden Streifenleiter-Ab­ schnittes verlaufen.

Fig. 6 zeigt noch die Möglichkeit des Aufbaus einer Triplate-Leitung durch Verwendung von zwei beidseitig der Steifenleitung 2 angeordneten Gitterbauteilen 3, dieses Schnittbild einer Triplate-Leitung zeigt wiederum, wie in den nicht stützenden Abschnitten die Höhe der Stege verringert ist, um die Verluste so gering wie möglich zu halten.

Claims (9)

1. Hochfrequenz-Streifenleitung mit mindestens einem im Abstand von einer leitenden Gegenfläche isoliert befestigten Streifenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenleiter über mindestens ein aus zusammenhängenden Stegen bestehendes gitterartiges Bauteil aus dielektrischem Material mit der Gegenfläche verbunden ist, wobei der Verlauf der zusammenhängenden Stege des gitterartigen Bauteils so gewählt ist, daß diese nicht in Längsrichtung unterhalb eines Streifenleiterabschnittes verlaufen, sondern diesen höchstens kreuzen.

2. Streifenleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stege mindestens in einem Teil des Kreuzungsbereiches mit dem Streifenleiter entsprechend dem gewünschten Abstand zwischen Streifenleiter und Gegenfläche gewählt ist.

3. Streifenleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stege den Streifenleiter nicht vollständig unterlaufen.

4. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Form des Gitterbauteils so gewählt ist, daß mehrere solche Gitterbauteile in mindestens einer Richtung nebeneinander anschließend zu einem Großgitter kombinierbar sind.

5. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterbauteil als Spritzgußteil aus einem spritzgußfähigen dielektrischen Material hergestellt ist.

6. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterbauteil über an den Stegen ausgebildete Klemmteile aus dielektrischem Material mit dem Streifenleiter bzw. dessen Gegenfläche verbunden ist.

7. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche eine durchgehende Grundplatte ist.

8. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche ein weiterer Streifenleiter ist.

9. Streifenleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Triplate-Leitung der Streifenleiter beidseitig über entsprechende Gitterbauteile zwischen den gegenüberliegenden Grundplatten befestigt ist.