DE2907472A1

DE2907472A1 - Mikrowellen-abstimmvorrichtung

Info

Publication number: DE2907472A1
Application number: DE19792907472
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Makimoto; Mitsuo Saito; Sasahiko 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: 1979-09-06
Also published as: GB2017440B; CA1130483A; JPS54115045A; GB2017440A; DE2907472C2; US4254390A

Description

Mikrowellen-Abstimmvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Abstimmvorrichtungen für Mikrowellen-Frequenzen und insbesondere auf eine Abstimmvorrichtung, deren Aufbaüausmaße dadurch auf einem Mindestmaß gehalten sind, daß ein mit Masse verbundener langgestreckter Leiterfilm zwischen einander gleichen Resonanzkreisen angeordnet ist.

Herkömmliche Abstimmvorrichtungen mit elektronischer Abstimmung weisen ein Paar einander gleicher Resonanzkreise auf, die auf einem dielektrischen Substrat angeordnet sind, wobei jeder Resonanzkreis einen langgestreckten Leiterfilm, der als übertragungsleitung dient, und ein spannungsgesteuertes kapazitives Element aufweist. Die tibertragungs-5 leitungen der Resonanzkreise sind parallel zueinander an-

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geordnet. In einen der Resonanzkreise wird Mikrowellen-Energie eingekoppelt, während mit dem zweiten Resonanzkreis abgestimmte Signale ausgekoppelt werden. Mit dieser Zwischenstufenkopplung hat die Bandpaß-Kennlinie der 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. Da die Bandbreite umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den beiden Übertragungsleitungen ist, würde die Erfordernis einer kleinen Bandbreite zu einer Abstimmvorrichtung mit beträchtlichen Abmessungen führen. Beispielsweise kann eine geforderte Bandbreite von 20 MHz oder weniger nur mit einem Abstand von 22 bis 27 mm bei 470 bzw. 770 MHz erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Abstimmvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit Masse verbundener leitender Film vorgesehen ist, der sich parallel zwischen den beiden Übertragungsleitungen der Resonanzkreise in Abstand zu diesen erstreckt. Dadurch wird die v/irksame Zwischenstufenkopplung verringert, woraus sich eine Verringerung des Abstands zwischen den Übertragungsleitungen ergibt. Die Breite des mit Masse verbundenen Leiters wird entsprechend dem Zwischenstufen-Koppelabstand und der -3 dB-Bandbreite von 20 MHz gewählt.

Das Anbringen des mit Masse verbundenen langgestreckten Leiters läßt die Verwendung der Schaltungsdrucktechnik zur Herstellung der auf dem dielektrischen Substrat angebrachten Elemente zu. Als Folge davon können die Abmessungen der erfindungsgemäßen Abstimmvorrichtung bei geringen Kosten auf einem Mindestmaß gehalten werden, während zugleich die Bandbreiten-Erfordernisse erfüllt sind.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die elektronische

Abstiminvorrichtung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie

2 - 2 in Fig. 1.
10

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Bandbreite der Abstimmvorrichtung als Funktion der Breite eines mit Masse verbundenen Leiters in Fig. 1.
15

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Breite des mit Masse verbundenen Leiters und dem Abstand zwischen

zwei Übertragungsleitungen in Fig. 1. 20

Fig. 5 ist eine Teil-Draufsicht der Abstimmvorrichtung mit einem Spiegelfrequenz-Sperrkreis.

■" In Fig. 1 ist eine elektronische Abstimmvorrichtung für ultrahohe Frequenzen gezeigt, die ein leitendes Gehäuse 10 aufweist, das bei 11 mit Massepotential verbunden ist, und die mit einem Eingangsanschluß 12 an einer Stirnwand 13 und einem Ausgangsanschluß 14 an einer Seitenwand 15

des Gehäuses versehen ist. Eine durch einen Leiterfilmstreifen 16 gebildete Kopplungsschaltung ist auf einem dielektrischen Substrat 17 angebracht, das beispielsweise aus Glasepoxid gebildet ist und das gemäß der Darstellung in Fig. 2 in dem Gehäuse 10 aufgehängt ist, wobei der

Filmstreifen 16 elektrisch an einem Ende mit dem Eingangs-

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anschluß 12 und am anderen Ende mit einer mit Massepotential verbundenen Seitenwand 18 verbunden ist und sich parallel zur Stirnwand 13 erstreckt. Parallel zu dem Leiterfilmstreifen 16 ist auf dem Substrat 17 ein Eingangs-Viertelwellen-Resonanzkreis angebracht, der durch einen Leiterfilmstreifen 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 gebildet, welches aus einem Kondensator 20 und einem spannungsgesteuerten Kondensator bzw. Varaktor 21 besteht. Dieser Resonanzkreis erlaubt die Einführung der Mikrowellen-Energie vom Eingangsanschluß 12 über das Koppel-Element bzw. den Streifen 16 und das induktive Element bzw. den Streifen in das Gehäuse 10. Der als übertragungsleitung dienende Streifen 19 ist mit der Steuerelektrode eines Transistors 22 verbunden, die 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 leitenden Film 23, einem Kondensator 24 und einem Varaktor 25 anlegt, die auf die gleiche Weise v/ie bei dem vorstehend beschriebenen Eingangs-Resonanzkreis geschaltet

sind.
25

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 3" 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 Mischaus-

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' gangssignal ist über die Spule 32 an den Ausgangsanschluß 14 angelegt. Die Gleichstrom-Steueranschlüsse der Varaktoren 21, 25, 28 und 35 sind alle gemeinsam mit einem

Steueranschluß 41 verbunden.
5

Zwischen den Ubertragungsleitungen 23 und 26 ist ein langgestreckter leitender Film 40 angebracht, der mit seinen einander gegenüberliegenden Enden an die Seitenwände 15 und 18 angeschlossen ist. Die Übertragungslei-

'0 tungen 23 und 26 sowie der Leiterfilm 40 sind alle parallel zueinander und in Abstand voneinander gemäß der Darstellung in Fig. 2 auf dem Substrat 17 angebracht. Die Wirkung des zwischenliegenden Leiterfilms 40 liegt darin, unter Sicherstellen der gewünschten Bandbreite von veniger

'** als 20 MHz an den -3 dB-Punkten der Durchlaßband-Kennlinie die Zwischenkopplung zwischen den Ubertragungsleitungen 23 und 26 zu verringern. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 kann ein Abstand S zwischen den ubertragungsleitungen 23 und 26 bei einem leitenden Element bzw. Leiter 40 mit

einer Breite von 2,0 bis 8,0 mm oder darüber für eine 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 W des Leiters 40 zum

Abstand S zwischen den ubertragungsleitungen 23 und 26, das die Erfordernis der Bandbreite von 20 MIIz erfüllt, liegt gemäß der Darstellung in Fig. 4 im Bereich von 0 bis 1. Bei einer Breite des Leiters 40 von 0,5 mm entspricht der Abstand S als Funktion des Verhältnisses W/S

einer Kurve A, während bei einem Abstandswert von 9,5 mm die Breite W als 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 sollte und vorzugsweise auf einen Wert von annähernd 0,8 gewählt sein sollte.

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Der Grundgedanke dieser Mikrowellen-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.

Die Fig. 5 stellt die Abstimmvorrichtung in abgewandelter Form dar, 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 Leiterfilm bzw. 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 40b versehen.

Mit der Erfindung ist eine Abstimmvorrichtung mit einem leitenden Gehäuse geschaffen, in welchem,ein dielek- ^" trisches Substrat angebracht ist. Auf dem Substrat ist ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Resonanzkreis angebracht, die parallel zueinander angeordnet sind. Jeder Resonanzkreis ist aus einem langgestreckten Leiterfilm und. einem kapazitiven Element gebildet. Zwischen den bei-. den als Übertragungsleitungen dienenden Leiterfilmen des

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ersten und des zweiten Resonanzkreises ist ein mit Masse verbundener Leiter-Filmstreifen angebracht, um die Zwischenkopplung zwischen den beiden Übertragungsleitungen zu verringern, woraus sich eine Verringerung des Abstands zwischen den Übertragungsleitungen ergibt.

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Claims

Patentansprüche

.) Mikrowellen-Abstimmvorrichtung, gekennzeichnet durch ein leitendes Gehäuse (10), ein im Gehäuse angebrachtes dielektrisches Substrat, ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Resonanzkreis (23 bis 25; 26 bis 28), die jeweils einen langgestreckten Leiter als induktive übertragungsleitung (23; 26) und ein mit der Übertragungsleitung zwischen einem Paar einander gegenüberstehender Wände (15,

18) des Gehäuses in Reihe geschaltetes spannungsgesteuertes kapazitives Element (25; 28) aufweisen, wobei die Übertragungsleitungen der Resonanzkreise auf dem Substrat angebracht und zueinander parallel angeordnet sind, und einen langgestreckten Leiter (40), der auf dem Substrat zwischen den Übertragungsleitungen und in Abstand zu diesen angeordnet ist und der mit seinen Enden jeweils mit einer der Wände des Gehäuses verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Überlagerungsoszillator (33 bis 36), eine Koppelein-

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richtung, die zum Mischen der Signale aus dem zweiten Resonanzkreis (26 bis 28) und dem überlagerungsoszillator zwischen diese geschaltet ist, und einen Spiegelfrequenz-Sperrkreis (51, 52) mit einem ersten Abschnitt (51), der an die Gehäusewand (15) angeschlossen ist und sich parallel zu den tibertragungsleitungen (23, 26) erstreckt, und einem zweiten Abschnitt (52) , der sich in rechtem Winkel zu den Übertragungsleitungen erstreckt und an der von den Ubertragungsleitungen abgewandten Seite des Substrats angeordnet ist, wobei er eine der Übertragungsleitungen (26) überquert.
3. Bandpaßfilter, gekennzeichnet durch ein leitendes Gehäuse (10), ein in dem Gehäuse angebrachtes dielektrisches Substrat (17), einem Paar aus einem ersten und einem zweiten Resonanzkreis (23 bis 25; 26 bis 28), die jeweils einen langgestreckten Leiter als induktive Übertragungsleitung (23, 26) und ein mit der übertragungsleitung zwischen einem Paar einander gegenüberstehender Wände (15, 18) des Gehäuses in Reihe geschaltetes kapazitives Element (24, 25; 27, 28) aufweisen, wobei die Übertragungsleitungen der Resonanzkreise auf dem Substrat angebracht und parallel zueinander angeordnet sind, und einen langgestreckten Leiter (40), der auf dem Substrat zwischen den Ubertragungsleitungen in Abstand zu diesen angeordnet ist und an seinen Enden mit den Wänden des Gehäuses elektrisch verbunden ist.

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