DE2907472C2

DE2907472C2 - Mikrowellen-Abstimmvorrichtung

Info

Publication number: DE2907472C2
Application number: DE2907472A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Makimoto; Mitsuo Saito; Sadahiko Kawasaki Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1987-03-26
Also published as: JPS54115045A; CA1130483A; DE2907472A1; GB2017440B; US4254390A; GB2017440A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrowellen-Abstimmvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei herkömmlichen MJIsroweUrn-Abstimmvorrichtungen dieser Art wird die Mikrowellen-Energie in einen der beiden Resonanzkreise ein, «speist, während über den zweiten Resonanzkreis abgestimmte Signale ausgekoppelt werden. Aufgrund dieser Zwischenstufenkopplung weist der Frequenzgang der Mikrowellen-Abstimmvorrichtung eine ausgeprägte Spitze bei der Mittenfrequenz des Durchlaßbands mit einer Bandbreite von 20 MHz oder weniger an den —3 dB-Punkten im Vergleich zum Spitzenwert auf. Da die Bandbreite umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den beiden Übertragungsleitungen ist, läßt sich das Erfordernis einer kleinen Bandbreite herkömmlicherweise lediglich mit einer Mikrowellen-Abstimmvorrichtung mit beträchtlichen Abmessungen realisieren.

Beispielsweise läßt sich eine gewünschte Bandbreite von 20 MHz oder weniger nur mit einem Abstand zwischen den Übertragungsleitungen von 22 bis 27 mm bei 470 bzw. 770 MHz erreichen.

Aus der DD-PS 62 092 ist eine in Streifenleitungstechnik ausgeführte Abstimmvorrichtung für Hochfrequenzsignale bekannt, bei der durch die Gestaltung der Emitterkoppelschleife und die Anordnung der Sekundär-Streifenleitung die für das Schwingen des in der Mischstufe vorhandenen Oszillators wichtigen Betragsund Phasenbedingungen über den gesamten Abstimmbereich erfüllt sind, ohne daß ein zusätzliches Phasenkorrekturnetzwerk erforderlich ist. Die bei der Realisierung einer geringen Bandbreite der Abstimmvorrichtung auftretenden Probleme sind hier nicht angesprochen.

Darüber hinaus sind aus der DE-OS 26 37 051 und der GB-PS 12 09 609 Verfahren zur vereinfachten und kostengünstigen Herstellung von UHF-Abstimmvorrichtungen bekannt, wobei bei dem Verfahren gemäß der DE-OS 26 37 051 die Resonanzleitungen und

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60 Koppelleitungen unter Verzicht auf ein dielektrisches Material direkt aus einer Metallplatte herausgestaiizt und anschließend mit den übrigen Schaltungselementen verbunden werden. Demgegenüber werden bei dem Verfahren gemäß der GB-PS 12 09 609 sämtliche als Streifenleitungen ausgeführten Resonanzleitungen auf einer gesonderten, aus hochwertigem dielektrischem Material hergestellten Platte zusammengefaßt, die anschließend in eine mit den übrigen Schaltungselementen bestückte größere und einfachere Schaltplatine eingesetzt und mit dieser entsprechend verbunden wird. Auch bei diesen Verfahren sind Bandbreitenprobleme nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikrowellen-Abstimmvorrichtung gemäß dem Oberbegi iff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie sich bei geringen Abmessungen durch kleine Bandbreite auszeichnet

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I genannten Merkmalen gelöst

Es ist somit zwischen den Übertragungsleitungen ein mit den· Gehäuse verbundener langgestreckter Leiter eingefügt, der die wirksame Zwischenstufenkopplung zwischen den beiden Resonanzkreisen unter entsprechender Verringerung der Bandbreite der Mikrowellen-Abstimmvorrichtung verringert, ohne daß die Abmessungen der Abstimmvorrichtung größer gewählt werden müssen. Der langgestreckte Leiter läßt sich dabei z. B. in einfacher Weise in Schaltungsdrucktechnik ausbilden, so daß auch die Herstellungskosten für die AbstimmvorrichtuDg gering sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Abstimmvorrichtung,

F i g. 2 eine entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 aufgenommene Schnittansicht,

F i g. 3 eine grafische Darstellung der Bandbreite der Mikrowellen-Abstimmvorrichtung als Funktion der Breite des in Fig. 1 dargestellten langgestreckten Leiters,

Fig.4 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Breite des mit Masse verbundenen langgestreckten Leiters und dem Abstand zwischen den beiden in F i g. 1 dargestellten Übertragungsleitungen und

Fig.5 eine teilweise Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Mikrowellen-Abstimmvorrichtung mit einem Spiegelfrequenz-Sperrkreis.

!n Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der bei ultrahohen Frequenzen arbeitenden elektronischen Mikrowellen-Abstimmvorrichtung gezeigt, die ein leitendes Gehäuse 10 aufweist, das über einen Masseanschluß 11 mit Massepotential verbunden ist und an einer Stirnwand 13 einen Eingangsanschluß 12 sowie an einer Seitenwand 15 einen Ausgangsanschluß 14 aufweist. In dem Gehäuse 10 ist ein beispielsweise aus Glasepoxid gebildetes dielektrisches Substrat 17 gemäß der Darstellung in F i g. 2 aufgehängt, auf dem eine durch einen Streifenleiter 16 gebildete Kopplungsschaltung angebracht ist. Der Streifenleiter 16 ist elektrisch an einem Ende mit dem Eingangsanschluß 12 und am anderen Ende mit einer mit Massepotential verbundenen Seitenwand 18 verbunden und erstreckt sich parallel zur Stirnwand 13. Parallel zu dem Streifenleiter

16 ist auf dem Substrat 17 ein Eingangs-Vfertelwellen-Resonanzkreis angebracht, der aus einem filmartigen leitenden Sireifen 19, der an einem Ende mit der Seitenwand 18 verbunden ist, so daß er als induktives Element dient, und einem kapazitiven Element zwischen dem anderen Ende des Streifens 19 und der Seitenwand 15 besteht, welches einen Kondensator 20 und einen Varaktor 21 aufweist Dieser Resonanzkreis erlaubt die Einführung der MikroweSIen-Energie vom Eingangsanschluß 12 Ober den Streifenleiter 16_und den Streifen 19 _!0 in das Gehäuse 10. Der als Übertragungsleitung dienende Streifen 19 ist mit der Steuerelektrode eines Transistors 22 verbunden, der die zugeführte Mikrowellen-Energie verstärkt und die verstärkte Energie an ein Koppelelement 23a sowie weiter von diesem an eine erste Viertelwellen-Resonanzschaltung aus einem als Übertragungsleitung dienenden fiünartigen langgestreckten Leiter 23, einem Kondensator 24 und einem Varaktor 25 abgibt, die auf die gleiche Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Eingangs-Resonanzkreis geschaltet sind.

Parallel zu der Übertragungsleitung 23 ist ein zweiter Viertelwellen-Resonanzkreis aus einer Übertragungsleitung 26, einem Kondensator 27 und einem Varaktor 28 in Reihenschaltung zwischen den Seitenwänden 18 und 15 angeordnet Neben der Übertragungsleitung 26 ist ein Koppelelement 26a angebracht, das über eine Mischdiode 29 mit einem Koppelelement 30 eines Überlagerungsoszillators verbunden ist, der durch einen Halbwellen-Resonanzkreis mit Elementen 33, 34, 35, einen Transistor 36, eine Spule 32 und einen Kondensator 31 gebildet ist Das Mischausgangssignal wird über die Spule 32 an den Ausgangsanschluß 14 angelegt. Die Gleichstrom-Steueranschlüsse der Varaktoren 21, 25, 28 und 35 sind alle gemeinsam mit einem _s=, Steueranschluß 41 verbunden.

Zwischen den Übertragungsleitungen 23 und 26 ist ein filmartiger langgestreckter Leiter 40 angebracht, der mit seinen einander gegenüberliegenden Enden mit den Seitenwänden 15 und 18 elektrisch verbunden ist. Die Übertragunpsleitungen 23 und 26 sowie der Leiter 40 sind alle parallel zueinander und in Abstand voneinander gemäß der Darstellung in F i g. 2 auf dem Substrat

17 angebracht. Die Wirkung des zwischenliegenden Leiterfilms 40 liegt darin, unter Sicherstellen der 4; gewünschten Bandbreite von weniger als 20 MHz an den —3dB-Punkten der DurchlaU-band-Kennlinie die Zwischenkopplung zwischen den Übertragungsleitungen 23 und 26 zu verringern. Gemäß der Darstellung in F i g. 3 kann der Abstand ^zwischen den Obertragwngsleitunger. 23 und 26 bei einer Breite des Leiters 40 von 2,0 bis 8,0 mm oder darüber und einer Abstimmungsfrequenz von 470 MHz bis auf 16 mm verringert werden. Bei einer Abstimmungsfrequenz von 770 MHz liegt die Breite des Leiters 40 im Bereich von 6 bis 8 mm oder darüber. Das Verhältnis der Breite Wdes Leiters 40 zum Abstand 5 zwischen den Übertragungsleitungen 23 und 26, das das Erfordernis der Bandbreite von 20 MHz erfüllt, liegt gemäß der Darstellung in F i g. 4 im Bereich von 0 bis 1. Bei einer Breite des Leiters 40 von 0,5 mm entspricht der Abstand 5 als Funktion des Verhältnisses W/S einer Kurve A, während bei einem Abstandswert von 9,5 mm die Breite Wals Funktion des Verhältnisses W/S einer Kurve B entspricht Es ist ersichtlich, daß das Verhältnis W/S in einem Bereich von 0,2 bis 0,8 liegen und vorzugsweise auf einen Wert von annähernd 0,8 gewählt sein sollte.

Der Grundgedanke der Mikrovellen-Abstimmvorrichtung kann auch bei einem klein bemessenen Bandpaßfilter für Mikrowellen-Frequenzen angewandt werden. In diesem Fall bilden der erste und der zweite Viertelwellen-Resonanzkreis das Bandpaßfilter.

Fig.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Mikrcvellen-Abstimmvorrichtung, bei welcher ein Spiegelfrequenz-Sperrkreis vorgesehen ist. Der Spiegelfrequenz-Sperrkreis hat einen ersten und einen zweiten langgestreckten Abschnitt 51 bzw. 52. Ein Teil des ersten Abschnitts 51 ist an der oberen Seite des Substrats 17 angebracht, während der übrige Teilabschnitt an dessen unterer Seite angebracht ist. Der erste Abschnitt 51 ist mit einem Ende an der Seitenwand 15 angeschlossen und erstreckt sich parallel zu den Übertragungsleitungen 23 und 26. Der zweite Abschnitt 52 des Spiegelfrequenz-Sperrkreises ist unterhalb des Substrats 17 angebracht und erstreckt sich im rechten Winkel zu der Übertragungsleitung 26, wobei er unter Überkreuzen der Übertragungsleitung 26 mit dem Koppelelement 26a elektrisch verbunden ist. Der zwischenliegende Leiter 40 ist mit einem Ausschnitt 40a für die Aufnahme des ersten Abschnitts 51 des Spiegelfrequenz-Sperrkreises und einem dazu symmetrisch an der gegenüberliegenden Seite ausgebildeten zweiten Ausschnitt 406 versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 35

1. Mikroweflen-Absümmvorrichtiing mit einem leitenden Gehäuse, einem im Gehäuse untergebrachten dielektrischen Substrat, einem ersten und einem zweiten Resonanzkreis, die jeweils zwischen zwei einander gegenüberstehenden Wänden des Gehäuses einen langgestreckten Leiter als induktive Übertragungsleitung und ein mit der Obertragungskitung in Reihe geschaltetes kapazitives Element _t0 aufweisen, wobei die Übertragungsleitungen der Resonanzkreise auf dem Substrat und parallel zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Leiter (40), der auf dem Substrat (17) zwischen den Übertragungsleitun- , gen (23, 26) parallel und in Abstand zu diesen angeordnet ist und der mit seinen Enden jeweils mit einer der Wände (15, 18) des Gehäuses (10) efektrisch verbunden ist.

2. Mikrowellen-Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, dajiych gekennzeichnet, daß der langgestreckte Leiter (40) bei Vorhandensein eines Spiegelfrequenz-Sperrkreises (51, 52) zwei bezüglich seiner Längsachse symmetrische Aussparungen (40a, 406) aufweist