FI78580C

FI78580C - Mikrobandkrets och foerfarandet att reglera dess egenskaper.

Info

Publication number: FI78580C
Application number: FI875160A
Authority: FI
Inventors: Lauri Kuokkanen
Original assignee: Solitra Oy
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1989-08-10
Also published as: GB2212671B; SE8804216D0; GB2212671A; SE8804216L; US4912437A; FI875160A0; GB8827313D0; FI78580B

Description

! 78580

Liuskajohtopiiri ja menetelmä sen ominaisuuksien säätämiseksi

Keksinnön kohteena on liuskajohtopiiri, joka käsit-5 tää eristeaineesta valmistetun levyn pinnalle sähköä hyvin johtavasta materiaalista valmistetun liuskajohdinraken-teen, sekä menetelmä tällaisen liuskajohtopiirin ominaisuuksien, kuten kapasitanssilla lyhennetyn liuskajohtore-sonaattorin resonanssitaajuuden, säätämiseksi.

10 Suurtaajuuspiirien toteutuksessa saavutetaan kus tannus- ja tilasäästöjä käyttämällä liuskajohtotekniikkaa. Paitsi varsinaisissa mikroaaltolaitteissa voidaan merkittävää hyötyä saavuttaa myös metri- ja desimetri- (VHF, UHF) aaltopiirien toteutuksessa. Pintaliitostekniikan myö-15 tä laitteiden koko on pienentynyt ja pienenee edelleen.

Suurtaajuuspiirien toteutuksessa induktansseja tarvitaan monissa tapauksissa. Usein induktanssi on pieni, mutta arvon tulee varsinkin viritetyissä piireissä ja suo-dattimissa olla tarkka. Piireihin tarvittavien kondensaat-20 torien hinta nousee ja saatavuus huononee toleranssien tiukentumisen myötä. Lisäksi puolijohteiden parametrit vaihtelevat valmistushajonnan seurauksena ja saattavat vaikuttaa resonanssipiirien taajuuteen. Asia korjataan käyttämällä piirissä joko asetuskondensaattoria tai induk-25 tanssiltaan säädettävää kelaa. Asetuskondensaattorit ovat kiinteisiin kondensaattoreihin verrattuna suurikokoisia ja joko vanhetessaan epäluotettavia tai kalliita. Myös säädettävät induktanssit ovat suurikokoisia ja kalliita.

Induktiivinen reaktanssi voidaan toteuttaa suoraan 30 piirilevylle muun johdotuksen yhteydessä liuskajohtokela-na. Kun liuskan pituus on aallonpituuteen verrattuna merkittävä, sitä voidaan tarkastella siirtojohtona, jonka induktiivinen reaktanssi on XL - Z0 * tan Θ (1) 35 missä Z0 on siirtojohdon ominaisimpedanssi ja Θ on 2 78580 resonaattorin sähköinen pituus = 360° · -γ- , kun L = resonaattorin pituus ja λ on aallonpituus. Kun Θ < 90°, saadaan resonanssitilanne aikaan lisäämällä siirtojohdon avoimien päiden (epäsymmetrisessä tapauksessa avoimen pään 5 ja "maan” ) väliin kapasitanssi CL. Katsottaessa siirtojohdon vastakkaisesta päästä -j—i- + jz0 tan Θ “ 0 (sarjareso-

L

nanssi), kun häviöitä ei oteta huomioon. Kapasitanssin puoleisesta (avoimesta) päästä katsottuna ja siirtojohdon ollessa toisesta päästään oikosuljettuna (rinnakkaisreso-10 nanssi) jZ tan Θ (-7-^— ) O OJLrT 1 -— = - , kun Z0 tan β = ^ ’<zo tan 8-ScT1

Li 15 kun toisaalta Θ = 360°· -γ = 360 · = 360° · ~£~ missä f on taajuus megahertseinä, L on siirtojohdon pituus metreinä, ja CL on kapasitanssi pikofaradeina, jolloin 20 * 10b „ ^ ,360° r T, 2irf CL Zo tan 300 * f *L) ' mistä seuraa, että 25 f.

10 Z --- (2) o 2 TTfCL tan {360° _ f»L) 300

Yhtälön (2) mukaisesti resonanssitaajuutta voidaan 30 siis säätää muuttamalla siirtojohdon ominaisimpedanssia Z0, mutta tietenkin myös muuttamalla lisäkapasitanssia CL tai johdon pituutta L. Keksinnön mukaisesti liuskajohto-piirin ominaisuuksien säätö suoritetaankin liuskajohdon ominaisimpedanssia säätämällä siten, että liuskajohdinra-35 kenteen lähelle asetetaan sähköä ei-johtavasti metallinen 11 3 78580 tai metallilla päällystetty kansi, jonka etäisyyttä lius-kajohdosta säädetään. Keksinnön mukaiselle liuskajohtopii-rille ovat puolestaan tunnusomaisia patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa kuvatut piirteet.

5 Keksinnön mukaisena perusajatuksena on siten si joittaa liuskajohdon päälle metallinen tai metallilla päällystetty kansi, jolloin kantta liikuttamalla saadaan aikaan liuskajohdon ominaisimpedanssin muutos, joka puolestaan yhdessä liuskajohdon avoimessa päässä olevan hajalo tai muun kapasitanssin kanssa muuttaa rakennelman sähköistä resonanssitaajuutta esimerkiksi säätöä varten.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja rakenteen avulla voidaan helposti ja halvalla kompensoida paitsi siirtojohdon valmistustoleranssien vaihtelu myös kondensaattorien 15 toleranssien ja muiden piirivakioiden vaihtelut. Lisäksi kansi antaa kohtuullisen suojan, joten pakkaustiheyttä voidaan lisätä sijoittamalla useita piirejä vierekkäin. Kelojen häviöt ovat myös kohtuullisia.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin viitaten 20 oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, jossa kuvio 1 esittää perspektiivikuvantona keksinnön mukaista resonaattorirakennetta, kun kansi on yläasennos-saan, kuvio 2 esittää kuvion 1 rakennetta päältä päin 25 nähtynä, kuvio 3 esittää kuvion 1 rakennetta sivulta päin nähtynä, ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaista rakennetta, kun kantta on taivutettu alaspäin kuvion 3 mukaisesta asennos-30 ta.

Kuvioissa 1-3 esitetyssä rakenteessa on eristelevyn 1 pinnalle muodostettu liuskajohdinrakenne 2, joka muodostaa resonaattorin, jonka vapaassa päässä on kuormituskapa-sitanssin CL levy 3. Eristelevy voi olla esimerkiksi tef-35 loneristeistä lasikuitulaminaattia, materiaalilla ei kui- , 78580 tenkaan ole oleellista merkitystä varsinaisen keksinnöllisen ajatuksen kannalta. Liuskajohdinrakenteen 2 ympärille on sovitettu omilla jaloillaan seisova, oleellisesti suorakulmion muotoinen, metallinen tai metallilla päällystet-5 ty kansi 4 siten, ettei se ole galvaanisessa kosketuksessa liuskajohtorakenteeseen 2. Kansi on sovitettu omille metalliliuskoilleen 5, joihin se on juotettu kiinni. Kansi 4 käsittää kussakin nurkassaan tukijalat 6, joita yhdistävät kahdella vastakkaisella sivulla tukiosat 7. Kannen 10 yläosan muodostaa oleellisesti eristelevyn 1 suuntainen ylätaso 8, jonka keskellä on aukko 9. Ylätason 8 kahdella vastakkaisella sivureunalla on ylöspäin käännetyt ulokkeet 10.

Ohuiden tukijalkojen 6 ansiosta voidaan ylätasoa 8 15 nostaa ja laskea suhteessa eristelevyn 1 pintaan. Kuviossa 4 on esitetty kansi 4 asennossa, jossa ylätasoa 8 on painettu alaspäin kuvion 3 asentoon verrattuna. Ohuet tukijalat 6 taipuvat kuvion esittämällä tavalla, jolloin kannen ylätason etäisyyttä eristelevystä 1 on helppo säätää. Kan-20 nen ja eristelevyn välisen etäisyyden muutos saa aikaan liuskajohdon ominaisimpedanssin muutoksen, joka puolestaan yhdessä liuskajohdon avoimessa päässä olevan kapasitanssin kanssa muuttaa rakenteen sähköistä resonanssitaajuutta.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten 25 oheisen piirustuksen mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei se ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin. Itse asiassa voidaan liuskajohdon ominaisim-pedanssia säätää keksinnön mukaisella tavalla myös muita tarkoituksia kuin resonanssitaajuuden säätöä varten. Myös 30 kannen rakenne voi vaihdella monin tavoin, samoin se tapa, jolla kantta liikutetaan lähemmäksi ja kauemmaksi liuska-johdosta.

Claims

78580

1. Menetelmä liuskajohtopiirin ominaisuuksien, kuten kapasitanssilla lyhennetyn liuskajohtoresonaattorin 5 resonanssitaajuuden säätämiseksi, joka liuskajohtopiiri käsittää eristeaineesta valmistetun levyn (1) pinnalle sähköä hyvin johtavasta materiaalista valmistetun liuska-johdinrakenteen (2), tunnet tu siitä, että säätö suoritetaan liuskajohdon ominaisimpedanssia säätämällä 10 siten, että liuskajohdinrakenteen (2) lähelle asetetaan sähköä ei-johtavasti metallinen tai metallilla päällystetty kansi (4) ja kannen (4) etäisyyttä liuskajohdosta säädetään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että kannen (4) etäisyyttä liuska johdosta säädetään taivuttamalla kantta (4).

3. Liuskajohtopiiri, joka käsittää eristeaineesta valmistetun levyn (1) pinnalle sähköä hyvin johtavasta materiaalista valmistetun liuskajohdinrakenteen (2), 20 tunnettu siitä, että liuskajohdinrakenteen (2) läheisyydessä siihen nähden sähköä ei-johtavasti on metallinen tai metallilla päällystetty kansi (4), jonka etäisyys liuska johdosta on säädettävä liuskajohdon ominais-impedanssin säätämiseksi.