[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale,
der eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen bestehende Leitungsverzweigung aufweist,
wobei der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme ein erstes Tor and die beiden
freien Enden der beiden Verzweigungsarme ein zweites and ein drittes Tor des Leistungsteilers
bilden and zwischen das zweite and das dritte Tor ein ohmscher Widerstand geschaltet
ist.
[0002] Ein solcher nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler ist aus der US
4 875 024 bekannt. Die beiden miteinander gekoppelten Verzweigungsarme der Leitungsverzweigung
haben jeweils eine Länge von einem Viertel der Betriebswellenlänge des Leistungsteilers.
Die charakteristische Impedanz der beiden Verzweigungsarme beträgt √2Z
0. Ein nach diesem bekannten Wilkinson-Prinzip aufgebauter Leistungsteiler, der fur
einen Frequenzbereich von oberhalb 10 GHz ausgelegt ist, weist eine relativ schmale
Bandbreite auf.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsteiler der eingangs
genannten Art anzugeben, der ein möglichst breites Betriebsfrequenzband aufweist.
[0004] Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass
von jedem der beiden Verzweigungsarme des nach dem Wilkinson-Prinzip aufgebauten Leistungsteilers
ein oder mehrere offene Stichleitungen abzweigen. Diese einfach herzustellenden and
wenig Platz beanspruchenden Stichleitungen bewirken eine erhebliche Steigerung des
Betriebsfrequenzbandes des Leistungsteilers. In einem Frequenzbereich oberhalb von
10 GHz kann bei einem Leistungsteiler mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine Bandbreite
von 65% erzielt werden.
[0005] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
[0006] Danach kann die Betriebsbandbreite des Leistungsteilers dadurch noch weiter vergrößert
werden, dass jedes der drei Tore des Leistungsteilers mit einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung
verbunden ist and dass mindestens von einer der Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen ein
oder mehrere Stichleitungen abzweigen.
[0007] Wenn alle Leitungen in planarer Leitungstechnik ausgebildet werden, läßt sich der
Leistungsteiler als MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) realisieren.
[0008] Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend
die Erfindung näher erläutert.
[0009] Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen in Streifenleitungstechnik realisierten
Leistungsteiler, der auf dem Wilkinson-Prinzip basiert. Dieser Leistungsteiler besteht
im wesentlichen aus einer Leitungsverzweigung mit zwei gekoppelten Verzweigungsarmen
L1 and L2. Der Verzweigungspunkt der beiden Verzweigungsarme L1 and L2 bildet ein
erstes Tor T1 des Leistungsteilers. Das freie Ende des Verzweigungsarmes Ll bildet
ein zweites Tor T2 and das freie Ende des Verzweigungsarmes L2 ein drittes Tor T3
des Leistungsteilers. Ein am ersten Tor T1 eingespeistes Signal wird zu gleichen Leistungsanteilen
auf die beiden Tore T2 and T3 aufgeteilt, bzw. die Leistungen von zwei an den Toren
T2 and T3 eingespeisten Signalen summieren sich am Tor T1. Zur gegenseitigen Isolation
der beiden Tore T2 and T3 ist, wie vom Wilkinson-Leistungsteiler her bekannt, zwischen
die beiden Tore T2 and T3 ein ohmscher Widerstand R geschaltet. Der Widerstand R hat
einen Wert von 1,6 Z
0, wobei Z
0 die charakteristische Leitungsimpedanz ist.
[0010] Von den beiden Verzweigungsarmen L1 and L2 zweigt jeweils eine leerlaufende Stichleitung
SL1, SL2 ab. Diese beiden Stichleitungen SL1 and SL2 haben eine die Betriebsbandbreite
des Leistungsteilers erhöhende Wirkung. Die Länge der beiden Stichleitungen SL1 and
SL2 ist erheblich geringer als λ/4 (λ ist die mittlere Betriebswellenlänge des Leistungsteilers)
and wird so gewählt, dass die Bandbreite des Leistungsteilers möglichst groß ist.
Die Stichleitungen SL1 and SL2 zweigen etwa in der Mitte der Verzweigungsarme L1 and
L2 ab.
[0011] Eine weitere Erhöhung der Betriebsbandbreite wird dadurch erreicht, dass mit den
Toren T1, T2 and T3 verbundene Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2 and LT3 ebenfalls
mit leerlaufenden Stichleitungen versehen sind. Von der mit dem Tor T1 verbundenen
Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT1 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen
LT11 and LT12 ab. Von der mit dem Tor T2 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung
LT2 zweigen zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen LT21 and LT22 ab, and von
der mit dem Tor T3 verbundenen Eingangs- bzw. Ausgangsleitung LT3 zweigen zwei symmetrisch
angeordnete Stichleitungen LT31 and LT32 ab. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel
können auch nur eine oder zwei der drei Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2,
LT3 mit Stichleitungen versehen werden. Es müssen auch nicht an den einzelnen Eingangs
bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 zwei symmetrisch angeordnete Stichleitungen vorgesehen
werden, es reicht unter Umständen auch nur eine von der jeweiligen Eingangs- bzw.
Ausgangsleitung abzweigende Stichleitung aus.
[0012] Die Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 wirken wie Serien-Induktivitäten,
and die von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 abzweigenden Stichleitungen
LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 wirken wie Parallel-Kapazitäten. Die Eingangs-
bzw. Ausgangsleitungen LT1, LT2, LT3 bilden mit ihren Stichleitungen LT11, LT12, LT21,
LT22, LT31, LT32 Anpaßelemente mit Tiefpaßeigenschaft. Die Länge der Stichleitungen
LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 ist kleiner als λ/4 and so dimensioniert, dass
sich eine möglichst größe Bandbreite für den Leistungsteiler einstellt. Die Stichleitungen
LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32 zweigen von den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen
LT1, LT2, LT3 in einem Abstand von ca. λ/8 zu den Toren T1, T2, T3 ab.
1. Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale, der eine aus zwei gekoppelten Verzweigungsarmen
(L1, L2) bestehende Leitungsverzweigung aufweist, wobei der Verzweigungspunkt der
beiden Verzweigungsarme (L1, L2) ein erstes Tor (T1) and die beiden freien Enden der
beiden Verzweigungsarme (L1, L2) ein zweites and ein drittes Tor (T2, T3) des Leistungsteilers
bilden and zwischen das zweite Tor (T2) and das dritte Tor (T3) ein ohmscher Widerstand
(R) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem der Verzweigungsarme (L1,
L2) eine oder mehrere offene Stichleitungen (SL1, SL2) abzweigen.
2. Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der drei Tore
(T1, T2, T3) mit einer Eingangs- bzw. Ausgangsleitung (LT1, LT2, LT3) verbunden ist
and dass mindestens von einer der Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen (LT1, LT2, LT3)
eine oder mehrere Stichleitungen (LT11, LT12, LT21, LT22, LT31, LT32) abzweigen.
3. Leistungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Leitungen
(L1, L2, SL1, SL2, LT1, LT11, LT12, LT2, LT21, LT22, LT3, LT31, LT32) in planarer
Leitungstechnik ausgebildet sind.
