DE3873564T2

DE3873564T2 - Rauscharme mikrowellen-verstaerkerschaltung.

Info

Publication number: DE3873564T2
Application number: DE8888101981T
Authority: DE
Inventors: Makio Nakamura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1988-02-11
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-02-12
Also published as: US4837524A; JPS63199508A; DE3873564D1; KR880010562A; EP0281781A1; EP0281781B1; KR910001629B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine rauscharme Mikrowellenverstärkerschaltung zur Verwendung in einem rauscharmen Wandler zum Empfang von Satellitensendungen, und insbesondere eine rauscharme Mikrowellenverstärkerschaltung, bei der das Grundverhalten des Eingangs-VSWR (Spannungs-Stehwellenverhältnis) oder dergleichen leicht einstellbar ist, und der von einfachem Aufbau ist.
Eine herkömmliche Mikrowellenverstärkerschaltung zur Verwendung in einem solchen Wandler ist im wesentlichen so aufgebaut, wie in Figur 5 dargestellt. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die wesentlichen Teile des herkömmlichen Ausführungsbeispiels.
Gemäß der Darstellung in Figur 5 sind zur Einstellung des Grundverhaltens der Eingangs-VSWR oder dergleichen, Inselstrukturen 3, 3, ... in der Nähe des Verbindungsbereichs des koaxialen Eingangsstabs des Wellenleiter-Koaxial-Wandelbereichs und des Mikrostreifenleiters 2 angeordnet, um diese für den Einstellvorgang durch Löten oder dergleichen auf geeignete Weise mit der Mikrostreifenschaltung zu verbinden. Ein Halbleiterschaltungselement 4 besteht aus GaAs-Feldeffekttransistoren (FET) oder dergleichen.
Die wie zuvor beschrieben vorgesehenen Inselstrukturen 3,3, ... haben die folgenden Nachteile:
(1) Die Einstellung ist zeit- und arbeitsaufwendig, da die jeweiligen Inselstrukturen 3,3, ... zur Einstellung gelötet werden müssen,
(2) das Entfernen des Lotmaterials ist sehr schwierig,
(3) es besteht die Gefahr, die Halbleiterschaltungselemente 4, zum Beispiel GaAs-FET etc., beim Einstellen elektrostatisch zu beschädigen,
(4) Feineinstellungen sind aufgrund der begrenzten Größe der Inselstrukturen 3,3, ... schwierig durchzuführen, und
(5) die Einstellung des Eingangs-VSWR wird beeinflußt und auch der Rauschwert und die Verstärkungscharakteristik, welche die jeweiligen Charakteristiken bestimmen, werden beeinflußt.
In US-A-3 638 148 ist ein Wandler zum Koppeln eines Wellenleiters und einer Mikrostreifenschaltung offenbart. Ein sich in einem Koaxial-Mikrostreifen-Wandelbereich erstreckender koaxialer Stab erstreckt sich durch eine die Mikrostreifenschaltung tragende Grundplatte 7. Der koaxiale Stab erstreckt sich ferner durch eine Kapazitätsangleichungsscheibe mit einem Mikrostreifenschaltungsleiterüberlappungsvorsprung und steht über die Kapazitätsanpassungsscheibe hinaus vor. Der Mikrostreifenschaltungsleiterüberlappungsvorsprung ist genau derart bemessen, daß er eine geeignete Kapazitätsimpedanzangleichung im Koaxial-Mikrostreifenschaltungsübergangsbereich bewirkt. Bei diesem Aufbau ist ein Abgleichen nicht möglich, da die Kapazitätsangleichungsscheibe vorgefertigt ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rauscharme Mikrowellenverstärkerschaltung zu schaffen, die leicht einstellbar und von einfachem Aufbau ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst.
Der zum Einstellen verwendbare flexible metallische Leiter kann ein lineares Stabteil aus einer zinnbeschichteter Leitung oder dergleichen sein, die ungefähr 0,5 mm Durchmesser aufweist und ein Viertel oder weniger der Länge der Arbeitsfrequenzwellenlänge aufweist.
Der metallische Leiter ragt nahe dem Verbindungsbereich aus dem Mikrostreifenleiter heraus, ist in geeigneter Weise formstabil gebogen, und nahe dem Verbindungsbereich des koaxialen Stabs des Wellenleiter- Koaxial-Wandelbereichs und eines Mikrostreifenleiters, der ein Bereich der Verstärkerschaltung ist, derart vorgesehen, daß die Admittanz des Verbindungsbereichs durch Veränderung der Höhe (oder des Abstands) zum Mikrostreifenleiter einstellbar ist. Die Feineinstellung kann auf einfache Weise durch den Biegewinkel erfolgen.
Das Grundverhalten des Eingangs-VSWR oder dergleichen ist auf einfache Weise durch die Einstellung der Admittanz einstellbar, indem der metallische Leiter wie zuvor beschrieben gebogen wird.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel bezogenen Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen, welche zeigen:
Fig. 1 - eine Seitenansicht eines Wellenleiter-Koaxial- Wandelbereichs einer Mikrowellenverstärkerschaltung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 - eine Draufsicht auf den Bereich von Fig. 1;
Fig. 3 - eine vergrößerte Seitenansicht eines Bereichs von Fig. 1;
Fign. 4(A), B) - Charakteristik-Kurven, die jeweils die Meßdatenbeispiele der Eingangs-VSWR für die Einstellungen A, B von Fig. 3 darstellen; und
Fig. 5 - eine Draufsicht, ähnlich derjenigen von Fig. 1, die jedoch das bereits zuvor erwähnte herkömmliche Ausführungsbeispiel darstellt.
In einem Verbindungsbereich zwischen einem teflonummantelten koaxialen Stab 1 in einem Wellenleiter-Koaxial-Wandelbereich 5 und einem Mikrostreifenleiter 2 der Verstärkerschaltung ist ein flexibler metallischer Leiter 6 vorgesehen. Der metallische Leiter 6 ist auf dem Mikrostreifenleiter 2 gleichzeitig mit dem Anlöten des koaxialen Stabs 1 durch Löten vorgesehen.
Der metallische Leiter 6 besteht aus einem linearen Material wie zinnbeschichtete Leitung oder dergleichen, das bessere Löteigenschaften aufweist und leichter sicher biegbar ist. Das lineare Material weist vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 0,5 mm auf und hat eine Länge, die einem Viertel oder weniger (ungefähr 4mm oder weniger im Falle einer Arbeitsfrequenz von ungefähr 12 GHz auf einer Teflon-Grundplatte 7 mit einer dieelektrischen Konstante von 2,6) der Arbeitsfrequenzwellenlänge des Mikrostreifenleiters entspricht, um so Resonanz in der Arbeitsfrequenz und deren Umgebung zu verhindern.
Bei der Einstellung wird der an dem Verbindungsbereich angebrachte metallische Leiter 6 auf dem Mikrostreifenleiter 2 in der Nähe des Verbindungsbereich abwärts gebogen oder aufgerichtet.
Es sei angenommen, daß der metallische Leiter 6 wie durch die Bezugszeichen A, B in Fig. 3 dargestellt gebogen wurde. Fig. 4(A) zeigt das Meßdatenbeispiel für das Eingangs-VSWR bei entsprechend dem Bezugszeichen A gebogenem metallischem Leiter, während Fig. 4(B) das Meßdatenbeispiel für das Eingangs-VSWR bei entsprechend dem Bezugszeichen B gebogenem metallischem Leiter darstellt. In Fig. 4(A) beträgt das Eingangs-VSWR 1,9 bei einer Eingangsfrequenz von 11,7 GHz, das Eingangs-VSWR beträgt 3,8 bei einer Eingangsfrequenz von 3,8 GHz. In Fig. 4(B) beträgt das Eingangs-VSWR 1,6 bei einer Eingangsfreguenz von 11,7 GHz, das Eingangs-VSWR beträgt 2,2 bei einer Eingangsfrequenz von 12,2 GHz.
Aus einem Vergleich der Figuren 4(A), (B) ergibt sich. daß die Fig. 4(B) bezüglich des Eingangs-VSWR bei der Arbeitsfrequenz von 12 GHz und deren Umgebung vorteilhafter ist. Es hat sich gezeigt, daß es erforderlich ist, den metallischen Leiter 6 in die Einstellung gemäß dem Bezugszeichen B in Fig. 3 zu biegen.
Gegebenenfalls kann der metallische Leiter 6 mit einer Schneidzange oder dergleichen zur Veränderung seiner Länge geschnitten werden. Dies ist insbesondere bei einer erheblichen Einstellung zweckmäßig.
Die Einstellung ist leichter ausführbar, da der metallische Leiter 6 bei der Einstellung des Eingangs-VSWR durch leichtes Drücken mit einer isolierenden Pinzette, einem Einstellstab oder dergleichen gebogen oder aufgerichtet werden kann. Da die Feineinstellung leichter durchzuführen ist, kann die Einstellung auf einen Eingangs-VSWR-Wert erfolgen, der im Verhältnis zu einem anderen Grundverhalten (zum Beispiel Rauschen) als optimal angesehen wird.
Der metallische Leiter 6 befindet sich auf dem Mikrostreifenleiter 2 in der Nähe des Verbindungsbereichs und die Höhe (oder der Abstand) vom Mikrostreifenleiter 2 aus wird zum Bewirken der Einstellung geändert, so daß nur eine Auswirkung auf die Admittanz des Verbindungsbereichs von koaxialem Eingangs-Teflonstab im Koaxial-Wellenleiter-Bereich 5 und Mikrostreifenleiter 2 erzeugt wird, wodurch eine geringere Beeinflussung des Musters auf dem Mikrostreifenleiter 2 und eine geringere nachteilige Beeinflussung der anderen Grundeigenschaften (zum Beispiel Rauschwert oder Verstärkung) erreicht werden.
Da keine Gefahr einer elektrostatischen Beschädigung des Halbleiterschaltungselements 4, zum Beispiel eines GaAs-FETs oder dergleichen, oder einer Beschädigung desselben durch Kurzschluß aufgrund der Verwendung eines isolierenden Einstellstabs oder -pinzette besteht, kann die Einstellung im eingeschalteten Zustand erfolgen.
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine zinnbeschichtete Leitung als metallischer Leiter 6 verwendet, was jedoch nicht die einzige Möglichkeit ist. Ferner muß der Stab nicht linear ausgebildet sein, sondern er kann auch quadratisch oder flach ausgebildet sein.
Es ist zum Beispiel möglich, eine Kupferplatte zu verwenden, obwohl diese kostspielig ist. Neben dem Löten können verschiedene Verfahren zur Anbringung des metallischen Leiters 6 verwendet werden. Als metallischer Leiter 6 kann das Kernmaterial des Eingangs-Teflonstabs 1 von dem Mikrostreifenleiter 2 aufragen. Dieser kann in geeigneter Weise gebogen werden, um bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als metallischer Leiter 6 zu dienen.
Wie sich aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt, ist mit dem erfindungsgemäßen Aufbau eine rauscharme Mikrowellenverstärkerschaltung geschaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist, bei der das Grundverhalten des Eingangs-VSWR oder dergleichen einfacher einstellbar ist, und die von größerem praktischem Wert ist.

Claims

1. Rauscharmer Verstärker mit einem Wellenleitereingangsabschnitt (5), einem Wellenleiter-Koaxial-Wandelbereich (5, 1), einem Koaxial-Mikrostreifen-Wandelbereich (1, 2) und einer Mikrostreifenschaltung;

wobei der Wellenleiter-Koaxial-Wandelbereich (5, 1) ein erstes Ende eines koaxialen Stabs (1) aufweist, das in den Wellenleitereingangsabschnitt (5) ragt;

wobei der Koaxial-Mikrostreifen-Wandelbereich (1, 2) das zweite Ende des koaxialen Stabs (1) aufweist, das sich durch die Grundebene der Mikrostreifenschaltung erstreckt und am Eingang der Mikrostreifenschaltung an den Mikrostreifen (2) angelötet ist; dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter metallischer Leiter (6) nahe der Verbindung mit dem koaxialen Stab (1) an den Mikrostreifen (2) gelötet ist und aus der Ebene des Mikrostreifens (2) hervorsteht; und

die Form des metallischen Leiters (6) durch Biegen oder Verkürzen angepaßt wird, um das Verhalten des Koaxial-Mikrostreifen-Wandelbereichs (1, 2) einzustellen.

2. Rauscharmer Verstärker nach Anspruch 1, bei dem der metallische Leiter (6) aus einer zinnbeschichteten linearen Leitung besteht.