DE2317375B2

DE2317375B2 - In streifenleitertechnik, insbesondere duennfilmtechnik, aufgebaute schaltung mit induktivitaeten

Info

Publication number: DE2317375B2
Application number: DE19732317375
Authority: DE
Inventors: Herbert 8058 Klettham Knirsch
Original assignee: Rohde & Schwarz, 8000 München
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2317375A1

Description

Die Erfindung betrifft eine in Streifenlcitertechnik, insbesondere in Dünnfilmtechnik aufgebaute Schaltung mit Induktivitäten, bei welcher diese Induktivitäten durch gegenüber der Wellenlänge kurz ausgebildete Leitungsabschnitte auf der einer Massefläche gegenüberliegenden Oberfläche einer Trägerplatte gebildet sind und wie sie insbesondere als Filter im GHz-Bereich Anwendung finden kann.

Der induktive Blindwiderstand einer in Streifenleitertechnik aufgebauten Induktivität dieser Art ist nach der Formel

(itL = jZ₀ ■ tan ·

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bestimmt. Daraus ist ersichtlich, daß die Induktivität L über die Tangens-Funktion frequenzabhängig ist. Um diese für viele Anwendungsfälle, insbesondere für den Aufbau von Filtern, ungünstige Eigenschaft solcher Induktivitäten zu vermeiden, ist es bekannt, den die Induktivität bildenden Leitungsabschnitt in seiner Länge /kurz gegen die Wellenlänge λ zu halten und die gewünschte Induktivität durch Wahl eines relativ hohen Wellenwiderstandes Z_n zu realisieren. Mit den in der Dünnfilmtechnik üblichen Trägerplatten aus Glas, Keramik oder Saphir mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 9 bis 10 sind der Größe des Wellenwiderstandes jedoch Grenzen gesetzt. Für einen Wellenwiderstand von beispielsweise 150 Ω wäre in der bekannten Dünnfilmtechnik beispielsweise eine Breite des Leitungsabschnittes von nur einigen Tausendstel mm nötig, was nicht nur Herstellungsprobleme, sondern auch erhebliche Dämpfungen mit sich bringt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfache Maßnahme aufzuzeigen, mit der solche in Streifenleiter-Schaltungen eingebaute Induktivitäten in einem breiten Frequenzbereich im wesentlichen frequenzunabhängig gemacht werden können, ohne dabei die Verluste unnötig zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung nach dem Patentanspruch.

Mit der sehr einfach realisierbaren erfindungsgemäßen Maßnahme, unterhalb des die Induktivität in einer solchen Schaltung bildenden Leitungsabschnittes eine entsprechende Aussparung der Massefläche und gegebenenfalls der darunterliegenden Bodenfläche eine Aussparung vorzusehen, kann in einer sonst unverändert bleibenden Streifenleiter-Schaltung die zu bildende Induktivität in einem breiten Frequenzband nahezu frequenzunabhängig gemacht werden, da der die Induktivität bildende Leitungsabschnitt der Schaltung einerseits in an sich bekannter Weise gegenüber der Wellenlänge sehr kurz ausgebildet werden kann und damit die Tangens-Funktion in ihrem linearen Bereich bleibt und andererseits durch die Aussparung des rückwärtigen Massebclagcs ein relativ hoher Wellenwiderstand realisiert werden k.inn, ohne daß der Leitungsabschnitt hierzu extrem schmal ausgebildet zu werden braucht. Damit wird nicht nur der Aufbau einer solchen Induktivität sehr vereinfacht, sondern es werden vor allem auch die Verluste extrem klein gehalten. Durch die erfindungsgemäße Aussparung unterhalb des die Induktivität bildenden Leitungsabschnitles in der Masseflächc wird nämlich die Phasengeschwindigkeit auf diesem Leitungsabschnitt herabgesetzt und damit der Wellenwiderstand erhöht. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme auch noch der überraschende Vorteil erzielt, daß die elektrische Länge dieses Leitungsabschnittes gegenüber den gegebenen mechanischen Abmessungen noch weiter verkürzt wird und somit die Frequenzunabhängigkeit noch weiter verbessert wird. Durch das funktioneile Zusammenwirken dieser beiden vorteilhaften Effekte wird eine Induktivität geschaffen, mit der insbesondere im Höchstfrequenzbereich von 1 bis 12GHz nahezu frequenzunabhängige, im Durchlaßbereich extrem geringe Dämpfung aufweisende Filter in Streifenleitungstechnik aufgebaut werden können.

Die Erfindung sowie Einzelheiten derselben werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. \ zeigt die Draufsicht auf eine in Dünnfilmtechnik aufgebaute Filteranordnung mit erfindungsgemäß realisierten Induktivitäten;

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt dieser Filteranordnung längs der Schnittlinie A-A nach Fig. I.

Die Figuren zeigen eine in Dünnfilmtechnik aufgebaute Filteranordnung beispielsweise für den Frequenzbereich von 1 bis 12GHz. Sie besteht aus mehreren in bestimmter Weise miteinander verknüpften Induktivitäten und Kapazitäten, gegebenenfalls zusätzlichen ebenfalls in Dünnfilmtechnik realisierten Widerständen und anderen passiven oder aktiven Bauelementen. Zur Verdeutlichung der Realisierungsmöglichkeiten für diese verschiedenen Bauelemente in der Streifenleiterbzw. Dünnfilmtechnik ist die Filteranordnung des Ausführungsbeispiels aus folgenden in Dünnfilmtechnik auf der der Massefläche 1 gegenüberliegenden Oberfläche einer Trägerplatte 2 aus Glas, Keramik oder Saphir ausgebildeten Einzelelementen aufgebaut: Der Anschlußstecker 3 steht mit einem kurzen Eingangsleitungsabschnitt 4 in Verbindung, der in eine durch eine Vergabelung gebildete Serienkapazität 5 übergeht. Nach einem weiteren kurzen Verbindungsleitungsstück 6 folgt eine Serieninduktivität 7, die aus einem gegenüber der Breite der Leitungsabschnitte 4 und 6 schmäleren Leitungsstück gebildet ist. Am Ende dieses eine Induktivität bildenden schmalen Leitungsabschnittes 7 verbreitert sich der Leiterbelag wieder zu einer Kapazität 8. Parallel zur Kapazität 5 ist zur Verdeutlichung der Realisierungsmöglichkeit für eine Parallelinduktivität ein weiterer schmaler Leitungsabschnitt 9 zwischen dem Eingangsleitungsabschnitt 4 und dem Verbindungsabschnitt 6 vorgesehen.

Erfindungsgemäß sind unterhalb der gegenüber den normalen Leitungsabschnitten 4 und 6 verschmälerten, die Induktivitäten bildenden Leitungsabschnitten 7 und 9 Aussparungen 10 und 11 im rückwärtigen Massebelag 1 ausgebildet.

Solche in Dünnfilmtechnik aufgebaute Schaltungen werden meist aus Stabilitätsgründen mit ihrem Masse-

belag 1 auf einer geeigneten Mciallplatle befestigt, in dem gezeigten Alisführungsbeispiel auf dem Boden 12 eines Gehäuses 13. In diesen Fällen wird erfindungsgcniäß auch dieser Boden 12 im Bereich unterhalb der die Induktivitäten bildenden schmalen Leitunesabschnittc 7 und 9 ausgespart, wie dies durch die Löc.ier 14 und 15 dargestellt ist.

An Stelle der dargestellten und sich über die gesamte Länge des die Induktivität bildenden schmalen Leitungsabschnittes 7 bzw. 9 erstreckenden Aussparungen 10, 15 bzw. 11, 14 können selbstverständlich bei Bedarf auch mehidre einzelne nebeneinanderliegende Aussparungen vorgesehen sein, wenn dies aus Stabilitätsgrün-

den beispielsweise für den Roden nötig sein sollte. Die Größe dieser Ausnehmungen richtet sich nach dem gewünschten Wert des Wellenwiderstandes der Induktivität und der zusätzlich gegebenenfalls noch gewünschten weiteren elektrischen Verkürzung dieses die Induktivität bildenden und gegenüber der Wellenlänge kurz gewählten schmalen Leitungsabschnittes. Auch die Breite dieser schmalen Leitungsabschnitte 7 und 9 richtet sich nach dem gewünschten Wellenwiderstandswert, kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme aber immer wesentlich breiter ausgebildet werden als bei den bekannten Anordnungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

In Streifenleitertechnik, insbesondere Dünnfilmtechnik, aufgebaute Schaltung mit Induktivitäten, die durch gegenüber der Wellenlänge kurz ausgebildete Leitungsabschnitte auf der einer Masseflächc gegenüberliegenden Oberfläche einer Trägerplatte gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Massefläche (1. 12) im Bereich unterhalb des die Induktivität bildenden Leitungsabschnittes (7, 9) ausgespart ist (Aussparungen 10,11,14,15).