[0001] Die Erfindung betrifft einen breitbandigen Richtkoppler laut Oberbegriff des Patentanspruches.
[0002] Breitbandige Richtkoppler dieser Art sind bekannt (Meinke/Grundlach, Taschenbuch
der Hochfrequenztechnik, 5. Auflage, Seiten L 33 und L 34; E.M.T. JONES, MICROWAVE
FILTERS, IMPEDANCE-MATCHING NETWORKS, AND COUPLING STRUCTURES, ARTECH HOUSE BOOKS,
Seiten 776 und 790). Die in Kaskade geschalteten zwei, drei oder mehr Koppelabschnitte
unterschiedlicher Koppeldämpfung werden hierbei zwischen räumlich gekrümmten gegenüberliegenden
Leitern gebildet, wobei die Koppelabschnitte mit fester Kopplung einen relativ geringen
Abstand dieser Leiter und die Koppelabschnitte mit loser Kopplung einen entsprechend
größeren Abstand dieser Leiter aufweisen. Dazwischen sind die Leiter als geknickte
Übergangsabschnitte ausgebildet. Dieser bekannte Aufbau solcher breitbandiger Richtkoppler
ist sehr aufwendig und teuer.
[0003] Es ist auch schon bekannt, die Koppelabschnitte mit loser Kopplung aus stirnseitig
verkoppelten Streifenleitern und die Koppelabschnitte mit fester Kopplung aus breitseitig
verkoppelten Streifenleitern herzustellen (Offenlegungsschrift 1 964 412). Die breitseitig
gekoppelten Streifenleiter wurden auf der Vorderseite eines Substrats durch Zwischenlage
eines gesonderten sehr dünnen keramischen Isolators voneinander getrennt aufgebaut,
was schwerwiegende und grundsätzliche Herstellungsmängel mit sich brachte (OS 1 964
412, Seite 7, unten bis Seite 8, oben).
[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen breitbandigen Richtkoppler dieser Art zu
schaffen, der sehr preiswert in gedruckter Schaltungstechnik herstellbar ist.
[0005] Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Breitbandrichtkoppler laut Oberbegriff des
Patentanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
[0006] Gemäß der Erfindung werden sämtliche Koppelabschnitte von unterschiedlicher Koppeldämpfung
in planarer Leitungstechnik auf einem Substrat ausgebildet und zwar sind die Abschnitte
mit loser Kopplung stirnseitig koplanar verkoppelte Mikrostreifenleitungen und die
Abschnitte mit fester Kopplung breitseitig verkoppelte Mikrostreifenleitungen, wie
sie für sich jeweils bekannt sind (z.B. nach Meinke-Grundlach, Seite L 33, Tabelle
1). Die nur stirnseitig koplanar verkoppelten Mikrostreifenleitungen, durch welche
die Koppelabschnitte mit loser Kopplung gebildet werden, sind in üblicher Weise in
gedruckter Schaltungstechnik auf der Oberseite eines Substrats ausgebildet, die breitseitig
verkoppelten Mikrostreifenleitungen, durch welche die Koppelabschnitte mit fester
Kopplung gebildet werden, sind als gegenüberliegende Streifenleitungen auf der Vorder-
und Rückseite des Substrats ausgebildet. Für den Übergang zwischen diesen Koppelabschnitten
ist von dem einen Streifenleiter der Koplanar-Leitung eine Durchverbindung zur Rückseite
erforderlich, was ebenfalls in bekannter gedruckter Schaltungstechnik realisierbar
ist. Ein erfindungsgemäßer Breitbandrichtkoppler kann damit insgesamt sehr einfach
und billig auch in Massenproduktion in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt werden.
[0007] Das erfindungsgemäße Prinzip eignet sich für beliebig viele in Kaskade geschaltete
Koppelabschnitte, ebenso für beliebige lange Koppelabsehnitte. Die Dimensionierung
der Länge und der Anzahl der Koppelabschnitte erfolgt in bekannter Weise. Gemäß der
Erfindung kann beispielsweise ein breitbandiger Richtkoppler aufgebaut werden, der
in einem breiten Frequenzband von 470 bis 860 MHz zur exakten Aufteilung einer Hochfrequenzleistung
mit gegenseitiger 90°-Phasenlage geeignet ist.
[0008] Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Breitbandrichtkoppler, Fig.
2 zeigt die Rückseite und Fig. 3 zeigt den Schnitt längs der Linie I-I.
[0009] Fig. 1 zeigt einen Breitband-Richtkoppler, bestehend aus insgesamt drei in Kaskade
geschalteten Koppelabschnitten 1, 2 und 3 unterschiedlicher Koppeldämpfung, die beiden
äußeren Koppelabschnitte 1 und 3 besitzen beispielsweise eine Koppeldämpfung von -
19dB, der dazwischenliegende mittlere Abschnitt eine Koppeldämpfung von - 2,2dB. Jeder
der Koppelabschnitte 1, 2 und 3 besitzt eine elektrische Länge von λ/4. Die beiden
äußeren Koppelabschnitte 1 und 3 von relativ loser Kopplung werden durch zwei nebeneinander
geführte und nur stirnseitig miteinander verkoppelte Koplanarleitungen 4 und 5 gebildet,
die zur Platzersparnis S-förmig gekrümmt sind. Der mittlere Koppelabschnitt 2 von
relativ fester Kopplung wird durch zwei breitseitig verkoppelte Mikrostreifenleitungen
6 und 7 gebildet, die auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats 8 ausgebildet sind
und sich breitseitig gegenüberstehen. Zur Ausbildung des rückseitigen Streifenleiters
7 ist die auf der Rückseite des Substrats 8 vorgesehene durchgehende Metallkaschierung
9 mit einer Ausnehmung 10 versehen. Der eine Streifenleiter 5 der beiden äußeren Koppelabschnitte
1 und 3 geht jeweils unmittelbar in den auf der Vorderseite des Substrats 8 ausgebildeten
Streifenleiter 6 des mittleren Koppelabschnittes 2 über, der andere Streifenleiter
4 der beiden Koppelabschnitte 1 und 3 endet stirnseitig im Abstand vor dem auf der
Oberseite ausgebildeten Streifenleiter 6 und ist mittels Durchverbindungen 11 mit
dem rückseitigen Streifenleiter 7 des mittleren Koppelabschnittes 2 galvanisch verbunden.
[0010] Um für den mittleren Koppelabschnitt 2 ähnlich wie bei sogenannten breitseitig verkoppelten
Triplate-Leitungen (Meinke-Grundlach, Tabelle 1, Ausführung b) eine definierte Umgebung
auf der Oberseite des Substrats zu schaffen, kann es von Vorteil sein, auf den mittleren
Koppelabschnitt 2 eine zusätzliche Abschirmhaube 12 aufzusetzen, die mit ihren Rändern
auf entsprechenden Masseleiterstreifen 13 auf der Oberseite des Substrats aufliegt.
1. Breitbandrichtkoppler mit mindestens zwei in Kaskade geschalteten Koppelabschnitten
(1, 2, 3) unterschiedlicher Koppeldämpfung, bei dem die Koppelabschnitte (1, 3) mit
loser Kopplung aus stirnseitig verkoppelten Streifenleitern (4, 5) und die Koppelabschnitte
(2) mit fester Kopplung aus breitseitig verkoppelten Streifenleitern (6, 7) bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die breitseitig verkoppelten Streifenleiter (6, 7) auf gegenüberliegenden Seiten
eines Substrats (8) ausgebildet sind und dazu die rückseitige durchgehende Metallkaschierung
(9) des Substrats (8) eine Ausnehmung (10) für den rückseitigen Streifenleiter (7)
aufweist und die stirnseitig verkoppelten Streifenleiter daran anschließend auf der
Vorderseite des gleichen Substrats (8) als Mikrostreifenleitungen ausgebildet sind.
2. Breitbandrichtkoppler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der eine Streifenleiter (5) der stirnseitig verkoppelten Streifenleiter (4, 5)
auf der Vorderseite des Substrats (8) unmittelbar in den vorderseitigen Streifenleiter
(6) der breitseitig verkoppelten Streifenleiter (6, 7) übergeht und der andere Streifenleiter
(4) der stirnseitig verkoppelten Streifenleiter (4, 5) im Abstand vor dem auf der
Vorderseite des Substrats ausgebildeten Streifenleiter (6) der breitseitig verkoppelten
Streifenleiter (6, 7) endet und durch eine Durchverbindung (11) mit dem rückseitigen
Streifenleiter (7) der breitseitig verkoppelten Streifenleiter (6, 7) galvanisch verbunden
ist.