DE4241635A1 - Übergang von einer Microstrip-Leitung auf einen Hohlleiter - Google Patents
Übergang von einer Microstrip-Leitung auf einen HohlleiterInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Übergang von einer
Microstrip-Leitung auf einen Hohlleiter. Solche Übergänge sind
erforderlich, wenn in Streifenleitertechnik ausgeführte
Schaltungen mit Hohlleiterbauteilen zu verbinden sind. Dabei
ist darauf zu achten, daß Wellentypen der Microstrip-Leitung
möglichst dämpfungsarm in Hohlleiterwellentypen überführt
werden.
Aus der DE 36 37 267 A1 ist ein Übergang von einer
unilateralen Suspended Substrate-Leitung auf einen Hohlleiter
bekannt. Die in einem Gehäuse angeordnete Suspended Substrate-
Leitung ragt mit ihrem Ende in den an das Gehäuse
angeschlossenen Hohlleiter hinein, welcher unter dieser
Leitung einen kurzgeschlossenen Abschnitt mit reduzierter Höhe
aufweist. Zur Anpassung zwischen den beiden Leitungstypen ist
in den Kurzschlußabschnitt ein zur Suspended Substrate Leitung
durchgehender getaperter Schlitz eingelassen. Um eine optimale
Impedanzanpassung zwischen beiden Leitungstypen zu erzielen,
kommt man bei einer Sondenankopplung, wie sie hier verwendet
wird, oft nicht ohne Abstimmittel aus, weil die engen
mechanischen Toleranzen bezüglich des Einkoppelortes und der
Einkoppeltiefe der Sonde nur sehr schwer einzuhalten sind.
Außerdem ist bei dieser bekannten Art der Kopplung zwischen
einer Suspended Substrate-Leitung und einem Hohlleiter eine
hermetische Abdichtung des Hohlleiters an der Koppelstelle nur
mit großem Aufwand realisierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übergang
zwischen einer Microstrip-Leitung und einem Hohlleiter
anzugeben, der sehr verlustarm ist, wobei dieses Ziel mit
möglichst geringem Aufwand erreicht werden soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Maßnahmen haben die
Vorteile, daß der Hohlleiter an der Übergangsstelle hermetisch
abgeschlossen ist, und daß keine Abstimmittel erforderlich
sind, um eine optimale Impedanzanpassung zwischen den
verschiedenen Leitungstypen zu erreichen.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Übergang von
einer Microstrip-Leitung auf einen Hohlleiter und
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Unterseite des Übergangs.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 in zwei verschiedenen Ansichten
(Längsschnitt, Draufsicht) dargestellten Übergang von einer
Microstrip-Leitung auf einen Hohlleiter, ist in einem Gehäuse
1 ein die Microstrip-Leitung tragendes Substrat 2 angeordnet.
Die Microstrip-Leitung besteht in bekannter Art aus einer auf
einer Substratseite verlaufenden Leiterbahn 3 und einer auf
der gegenüberliegenden Substratseite aufgebrachten
Masseleitung 4. Das Substrat 2 liegt auf einer Wand 5 des
Gehäuses 1 so auf, daß die Masseleitung 4 der Microstrip-
Leitung mit dieser Gehäusewand 5 kontaktiert ist.
In Richtung zu dem an einer Stirnseite des Gehäuses 1
angeflanschten Hohlleiter 6 geht die Microstrip-Leitung 3, 4
auf dem Substrat 2 in eine unilaterale Suspended Substrate-
Leitung über. Dies geschieht in der Weise, daß die Dicke der
Gehäusewand 5 abnimmt, wodurch über der der Leiterbahn 3
gegenüberliegenden Substratseite ein Raum 7 entsteht, und daß
die Massefläche 4 in diesem Raum 7 entfernt ist. Somit kann
sich das in der Microstrip-Leitung nur im Substrat 2 geführte
Feld in den Raum 7 hinein ausbreiten und wird im Bereich der
unilateralen Suspended Substrate-Leitung zwischen der
Leiterbahn 3 und der den Raum 7 begrenzenden Gehäusewand 5
geführt. Der Raum 7 weitet sich vom Ende der Microstrip-
Leitung 3, 4 aus bis zu der Stirnseite des Gehäuses 1 hin, wo
der Hohlleiter 6 angeordnet ist, auf einen Querschnitt auf,
der dem des Hohlleiters 6 entspricht. Eine in dem Raum 7
zwischen der Gehäusewand 5 und der Leiterbahn 3, welche mit
dem Gehäuse 1 und darüber mit dem angeflanschten Hohlleiter 6
elektrisch leitend kontaktiert ist, sich ausbreitende Welle
wird also direkt in einen in dem Hohlleiter 6
ausbreitungsfähigen Wellentyp (z. B. HO1) überführt.
Die Kontaktierung der Leiterbahn 3 der Suspended Substrate-
Leitung mit dem Gehäuse 1 erfolgt mittels mehrerer
Durchkontaktierungen 13 des Substrats 2 zu einer im Gehäuse 1
mindestens entlang der hohlleiterseitigen Stirnwand
angeordneten Auflage 8 für das Substrat 2. Um den Kontakt noch
zu verbessern, kann sich die Auflage 8 zusätzlich auch entlang
der senkrecht zur Stirnseite verlaufenden Seitenwände des
Gehäuses 1 erstrecken und mit Durchkontaktierungen 13 versehen
sein (vgl. Fig. 2).
Den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß auf der Leiterbahn 3
im Bereich der Auflage 8 eine leitende Platte 9 aufliegt,
welche durch die Leiterbahn 3 und das Substrat 2 bis zur
Auflage 8 durchkontaktiert ist. Diese Maßnahme ist zweckmäßig,
wenn ein weiches Substrat 2 verwendet wird, weil es durch die
Metallplatte 9 eine größere Stabilität erhält. Für die
Durchkontaktierung können z. B. Schrauben verwendet werden.
Um eine breitbandige Impedanzanpassung zwischen der
Microstreifenleitung 3, 4 und dem Hohlleiter 6 zu erzielen, ist
die Leiterbahn 3 der Suspended Substrate-Leitung in Richtung
zum Hohlleiter 6 hin in Form eines Tapers 10 aufgeweitet.
Dieser Taper 10 wie auch die taperförmige Aufweitung des
Raumes 7 über der Suspended Substrate-Leitung können linear,
parabolisch oder auch cos2-förmig sein.
Bei dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zu
beiden Seiten der Leiterbahn 3 der Suspended Substrate-Leitung
leitende Flächen 11 und 12 angeordnet, welche zu der
Masseleitung 4 der Microstrip-Leitung durchkontaktiert sind.
Hiermit wird eine Streuung von Mikrowellenenergie in das
Gehäuse 1 stark reduziert.
Die Fig. 1 verdeutlicht, daß bei der zuvor beschriebenen
Anordnung des Hohlleiters 6 relativ zu dem Substrat 2 auf sehr
einfache Weise eine hermetische Abdichtung des Hohlleiters 6
gegenüber dem Gehäuse 1 verwirklicht werden kann.
Claims (5)
1. Übergang von einer Microstrip-Leitung auf einen Hohlleiter,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Microstrip-Leitung (3, 4), deren Substrat (2)
masseseitig auf einer Wand (5) eines Gehäuses (1) aufliegt,
auf eine unilaterale Suspended Substrate-Leitung übergeht, daß
sich ein über der dieser Leitung gegenüberliegenden
Substratseite befindlicher Raum (7) im Gehäuse (1) auf einen
Querschnitt aufweitet, der dem Querschnitt des daran
anschließenden Hohlleiters (6) entspricht, und daß die
Suspended Substrate-Leitung mit der Hohlleiterwand kontaktiert
ist.
2. Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufweitung des Raumes (7) im Gehäuse (1) auf den
Querschnitt des Hohlleiters (6) in Form eines Tapers erfolgt.
3. Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Suspended Substrate-Leitung (10) in Richtung zum
Hohlleiter (6) hin aufweitet.
4. Übergang nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß seitlich der Suspended Substrate-Leitung leitende Flächen
(11, 12) angeordnet sind, welche mit der Masseleitung (4) der
Microstrip-Leitung kontaktiert sind.
5. Übergang nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Suspended Substrate-Leitung eine Metallplatte (9)
aufliegt, welche durch das Substrat (2) hindurch mit einer am
Gehäuse (1) befindlichen Auflage (8) für das Substrat (2)
verschraubt ist.
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