DE4430988A1 - HF-Streifenleitungsresonator - Google Patents
HF-StreifenleitungsresonatorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen HF-Streifenleitungsreso
nator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
HF-Streifenleitungsresonatoren sind in Streifenleitungstech
nik aufgebaute Schwingkreise, die für spezielle Anwendungen
benötigt werden. Ein wesentliches Anwendungsgebiet ist bei
spielsweise die Funknachrichtentechnik, bei der Funknachrich
ten im Radiowellenbereich übertragen werden. Die den Radio
wellenbereich abdeckenden Teilgebiete der Funknachrichten
technik sind z. B. die Radio-, Fernseh-, Mobilfunk- und Satel
litentechnik.
In der Mobilfunktechnik, die im weiteren vorrangig betrachtet
werden soll, gibt es etliche Mobilfunksysteme zur Nachrich
tenübertragung, die sich bezüglich
- (a) des Anwendungsbereiches (öffentlicher mobiler Funk bzw. nicht-öffentlicher mobiler Funk),
- (b) des Übertragungsverfahrens (FDMA = Frequency Division Multiple Access; TDMA = Time Division Multiple Access; CDMA = Code Division Multiple Access;),
- (c) der Übertragungsreichweite (von mehreren Metern bis zu einigen Kilometern),
- (d) des für die Übertragung verwendeten Frequenzbereiches (800-900 MHz; 1800-1900 MHz), unterscheiden.
Beispiele hierfür sind das öffentliche GSM-Mobilfunksystem
mit einer Übertragungsreichweite von einigen Kilometern und
einem Frequenzbereich für die Nachrichtenübertragung zwischen
800 und 900 MHz (Groupe Sp´ciale Mobile oder Global Systems
for Mobile Communication; vgl. Informatik Spektrum, Springer
Verlag Berlin, Jg. 14, 1991, No. 3, Seiten 137 bis 152, A.
Mann: "Der GSM-Standard - Grundlage für digitale europäische
Mobilfunknetze") und das nicht-öffentliche DECT-Schnurlossy
stem mit einer Übertragungsreichweite von einigen 100 Metern
und einem Frequenzbereich für die Nachrichtenübertragung
zwischen 1880 und 1900 MHz (Digital European Cordless Tele
communication; vgl. Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin,
Jg. 42, No. 1, 1-2/1992, Seiten 23 bis 29, U. Pilger:
"Struktur des DECT-Standards"); beide benutzen das leistungs
fähige TDMA-Übertragungsverfahren.
Die Einsatzmöglichkeit von HF-Streifenleitungsresonatoren in
Mobilfunksystemen wird im folgenden für das DECT-Schnurlossy
stem aufgezeigt. In dem DECT-Schnurlossystem, das im einfach
sten Fall aus einer Basisstation mit mindestens einem zuge
ordneten Mobilteil besteht, werden Hochfrequenzsignale in
Funkteilen mit einer Sender-Empfänger-Struktur benötigt und
verarbeitet.
Fig. 1 zeigt z. B. den bekannten (Druckschrift: ntz, Bd. 46,
Heft 10, 1993, Seiten 754 bis 757 - "Architekturen für ein
DECT-Sende- und Empfangsteil: Ein Vergleich") prinzipiellen
Aufbau eines DECT-Funkteils FKT nach dem Superheterodynprin
zip mit doppelter Frequenzumsetzung. Für diese Frequenzumset
zung werden Mischer MIS eingesetzt, die ein Nutzsignal
(Sende- oder Empfangssignal) durch Mischung mit einem Oszil
latorsignal herauf- oder heruntermischen (Frequenz des Nutz
signals herauf- oder heruntersetzen). Zur Erzeugung des
Oszillatorsignals werden in dem Funkteil FKT gewöhnlich
Oszillatoren OSZ1, OSZ2 verwendet, die hierfür entsprechend
ausgebildete Resonatoren aufweisen. Als Resonatoren werden
dabei vorzugsweise HF-Streifenleitungsresonatoren eingesetzt.
Fig. 2 zeigt den bekannten Aufbau eines HF-Streifenleitungs
resonators 1, der z. B. als verkürzter Viertelwellenresonator
ausgebildet ist. Der Viertelwellenresonator 1 ist z. B. auf
einer Leiterplatte 2 mit einer Substratdicke dS (Soll-Ab
stand) angeordnet. Der Viertelwellenresonator 1 weist eine
Streifenleitung 10 auf, die an einem Ende unmittelbar - durch
eine Durchkontaktierung DK - und am gegenüberliegenden Ende
über einen Kondensator 3 mit einem als Massepotential für die
Streifenleitung 10 dienenden metallischen Leiter 11 - im
vorliegenden Fall eine metallisierte Leiterfläche - verbunden
ist. Der Streifenleiter 10 und der metallische Leiter 11 sind
dabei auf einander gegenüberliegenden Flächen der Leiter
platte 2 angeordnet. Der Streifenleiter 10 weist eine Länge
lST und eine Breite bST auf, durch die zusammen mit der
Kapazität des Kondensators 3, der Art der Durchkontaktierung
DK, der Substratdicke dS und der Dielektrizitätszahl εr der
Leiterplatte 2 die Resonanzfrequenz des Viertelwellenresona
tors 1 bestimmt ist. Durch den Kondensator 3 wird der Strei
fenleitungsresonator 1 zum einen bezüglich der Resonanzfre
quenz abgeglichen und zum anderen bezüglich der Resonatorlän
ge lST verkürzt.
Aufgrund der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz des Streifen
leitungsresonators 1 von den vorstehend angegebenen Parame
tern wird die tatsächliche Resonanzfrequenz des Streifenlei
tungsresonators 1 auch dadurch bestimmt, wie genau der Strei
fenleitungsresonator 1 gefertigt werden kann, d. h. wie groß
die Herstellungstoleranzen sind. Als besonders problematisch
erweisen sich Toleranzen (ΔdS) in der Substratdicke dS oder
ganz allgemein in dem Abstand zwischen dem Streifenleiter 10
und dem metallischen Leiter 11 (Unterschied zwischen dem
Soll-Abstand dS und einem Ist-Abstand dS±ΔdS).
Darüber hinaus wird dieses Problem vergrößert, wenn der
vorstehend beschriebene Streifenleitungsresonator 1 von einem
metallischen Gehäuse oder Gehäusedeckel umgeben wird und
dieser metallische Leiter ebenfalls - herstellungsbedingt -
nicht in einem definierten Abstand zum Streifenleiter ange
ordnet werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe-besteht darin,
einen HF-Streifenleitungsresonator anzugeben, bei dem durch
fertigungsbedingte, den Abstand "Streifenleiter - metalli
scher Leiter" beeinflussende Toleranzen im Aufbau des HF-
Streifenleitungsresonators auftretende Änderungen in der
Resonanzfrequenz des Resonators kompensiert werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem in dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 angegebenen HF-Streifenleitungsresonator
durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1
angegebenen Merkmale gelöst.
Dadurch, daß ein Streifenleiter des HF-Streifenleitungsreso
nators nicht mehr gestreckt, wie beim Stand der Technik,
sondern gekrümmt aufgebaut wird, werden in einem parallel zum
Streifenleiter liegenden metallischen Leiter, der vorzugs
weise als metallische Fläche ausgebildet ist, Wirbelströme
induziert. Die Wirbelströme bewirken eine Verkleinerung der
Induktivität des HF-Streifenleitungsresonators. Je klei
ner/größer der Abstand zwischen dem Streifenleiter und dem
metallischen Leiter wird, desto kleiner/größer wird diese
Induktivität. Da bei Annäherung/Entfernung zweier Leiter aber
auch die Kapazität des HF-Streifenleitungsresonators vergrö
ßert/verkleinert wird, heben sich bei entsprechender Dimen
sionierung des gekrümmten Streifenleiters die beiden genann
ten Effekte auf und der HF-Streifenleitungsresonator ist
annähernd frequenzstabil gegenüber den angegebenen Abstands
schwankungen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 3
erläutert.
Fig. 3 zeigt ausgehend von dem HF-Streifenleitungsresonator
1 nach Fig. 2 einen modifizierten HF-Streifenleitungsresona
tor 1a, bei dem der Streifenleiter 10 einen gekrümmten Ver
lauf aufweist. Die Krümmung ist dabei so gewählt, daß bei
auftretenden Abstandsschwankungen (Soll-Abstand dS und Ist-
Abstand dS±ΔdS) zwischen dem Streifenleiter 10 und dem
metallischen Leiter 11 kapazitiv hervorgerufenen Resonanz
frequenzverschiebungen beim HF-Streifenleitungsresonator 1a
durch annähernd gleichgroße inverse induktiv hervorgerufene
Resonanzfrequenzverschiebungen kompensiert werden.
Claims (7)
1. HF-Streifenleitungsresonator, mit einem Streifenleiter
(10), der in einem Soll-Abstand (dS) zu einem Leiter (11)
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß
der Streifenleiter (10) gekrümmt ist und die Krümmung derart
bemessen ist, daß der durch eine Abstandsabweichung zwischen
einem Ist-Abstand (dS±ΔdS) und dem Soll-Abstand (dS) kapazi
tiv hervorgerufenen Resonananzfrequenzverschiebung eine
annähernd gleichgroße inverse induktiv hervorgerufene Reson
anzfrequenzverschiebung entgegenwirkt.
2. HF-Streifenleitungsresonator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Streifenleiter (10) und der Leiter (11) auf einander
gegenüberliegenden Seiten einer Leiterplatte (2) angeordnet
sind.
3. HF-Streifenleitungsresonator nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Leiterplatte (2) von einem elektrisch leitenden Gehäuse
deckel umgeben ist.
4. HF-Streifenleitungsresonator nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Leiter (11) als eine als Massepotential für den Streifen
leiter (10) dienende metallische Fläche ausgebildet ist.
5. Verwendung des HF-Streifenleitungsresonator nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 in einem drahtlosen Telekommunikationsge
rät.
6. Verwendung des HF-Streifenleitungsresonator nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 in einem DECT-Schnurlostelefon.
7. Verwendung des HF-Streifenleitungsresonator nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 in einem GSM-Mobilfunktelefon.
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