DE3034034A1 - Y-zirkulator in streifenleitungsbauweise - Google Patents

Description

• Y-Zirkulator in Streifenleitungsbauweise
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Y-Zirkulator in Streifenleitungsbauweise auf einem wenigstens im Bereich der unter dem Einfluß eines magnetischen Gleich-Seldes stehenden Verzweigung aus Ferrit bestehenden Substrat, das einseitig mit einem durchgehenden metallischen Belag und auf der gegenüberliegenden Fläche mit einer der Verzweigung entsprechenden Leiterstruktur versehen ist, und bei dem einer seiner drei Eingänge einen Widerstandsabschluß aufweist.
• Um einen Zirkulator breitbandig an den Wellenwiderstand der Anschlußleitungen anzupassen, ist gewöhnlich an jedem seiner drei Eingänge eine Anpaßschaltung unter Verwendung von konzentrierten Bauelementen oder Leitungselementen vorgesehen. Schließt man einen derartig transformierten Eingang mit einem Widerstand von der Größe des Wellenwiderstandes ab, so wird aus dem Zirkulator eine Richtungsleitung. Eine solche Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt, die eine MIC-Richtungsleitung zeigt. Dabei ist von dem als Chip-Widerstand ausgebildeten Abschlußwiderstand eine Randumkontaktierung zur Masseleitung des Substrats angebracht.
• Die wesentlichen Kenndaten einer Richtungsleitung sind ihr Frequenzbereich, die Eingangsreflexionsfaktoren und die Signaldämpfung sowohl in Durchlaß- als auch in Sperrichtung. Die sogenannte Sperrdämpfung oder auch Entkopplung ist bei einer Richtungsleitung, die aus einem Zirkulator mit abgeschlossenem dritten Eingang besteht, im wesentlichen dadurch bestimmt, wie exakt die Anpassung zwischen transformiertemEingangswiderstand und dem Abschlußwiderstand ist.
• Vor allem beim Aufbau einer solchen Richtungsleitung in MIC-Technik ist die Realisierung einer AnpaBschaltung an den Eingängen des Zirkulators mit konzentrierten Bauelementen oder Leitungselementen schwierig, wenn eine Transformation mit Leitungselementen aus Platzgründen nicht möglich ist und eine Anpassung mit konzentrierten Bauelementen wegen unvermeidbarer parasitärer Blindleitwerte zu schlecht ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für einen einfachen Aufbau eines Y-Zirkulatoren anzugeben, der zur Bildung einer Richtungsleitung an einem seiner drei Eingänge mit einer Widerstandsbeschaltung reflexionsarm abgeschlossen ist.
• Diese Aufgabe wird bei einem Y-Zirkulator der eingangs beschtiebenenArt gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß dem aus einem ohmschen Widerstand bestehenden Abschlußwiderstand ein Serienschwingkreis in Reihe geschaltet ist als Nachbildung des konjugiert komplexen Eingangswiderstandes des Zirkulators am Ferritrand.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 einen bekannten Y-Zirkulator mit einem Widerstandsabschluß an einem seiner drei Eingänge und Fig. 2 und 3 zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen.
• Die Ausführungsbeispiele zeigen in einer perspektivischen Darstellung den Y-Zirkulator in MIC-Technik. Dabei ist ein Trägersubstrat 1 vorgesehen, das auf der einen Seite (in der Figur unten liegende Seite) ganzflächig metallisiert ist und auf der gegenüberliegenden Fläche eine der Verzweigung entsprechende Leiterstruktur aufweist. Der Träger kann dabei selbst aus Ferrit bestehen oder aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Reramik, das im Bereich der Verzweigung eine Bohrung aufweist, in die eine Ferritscheibe eingesetzt ist. Im Bereich der Verzweigung (kreisförmige Metallisierung 2) steht der Ferrit bzw. die Ferritscheibe unter dem Einfluß eines magnetischen Gleichfeldes H.
• Der eine der drei Ausgänge des Y-Zirkulators weist einen Abschlußwiderstand 3 auf, der als Chip-Widerstand ausgebildet ist. An diesen Widerstand 3, der an seinem der Zirkulatorverzweigu < liegenden Ende auf einer kleinen metallisierten Fläche 5 aufliegt, ist ein Serienresonanzkreis in Reihe angeschaltet, dessen Induktivität L und Kapazität C durch Microstrip-Leitungsstücke 6,7 ausgebildet sind. Dieser durch den Abschlußwiderstand stark gedämpfte Serienschwingkreis stellt eine naherungsweise Nachbildung eines konjugiert komplexen Widerstandes zu einem stark gedämpften Parallelschwingkreis dar, dessen Verhalten der Eingangswiderstand eines Zirkulatorarmes unmittelbar am Ferritrand bei exakter Anpassung der übrigen Arme innerhalb seines Betriebsfrequenzbandes in erster Näherung zeigt.
• Beim Ausführngsbeispiel nach Fig. 2 besteht die Induktivität aus einer schmalen Leiterbahn 6 ir Richtung des abgeschlossenen Zirkulatoreinganges und die Kapazität aus einer sich daran anschließenden Metallisierung 7 geringer Länge und größerer Breite. Auf eine x gegenüber sonst notwendige, jedoch problematische Randumkontaktierung der Masseleitung des Substrates kann hierbei vollständig verzichtet werden.
• Fig. 3 zeigt eine besonders platzsparende Ausführungsform, bei der der Serienschwingkreis senkrecht zur Auskoppelrichtung angeordnet ist, wobei zur Erhaltung der Feldsymmetrie das Netzwerk symmetrisch ausgeführt ist. Vom Widerstand 3 also sind senkrecht zur Auskoppelrichtung und in beide Richtungen verlaufend die Induktivität L und Kapazität C bildende Leiterbahnen 6 und Metallisierungen 7 auf dem Substrat 1 aufgebracht.
• Die Realisierung von Induktivität und Kapazität durch MIC-Leitungsstücke ergibt einen einfachen und kostensparenden Aufbau, da diese Leitungsstücke in einem Arbeitsgang mit der Leiterstruktur des Y-Zirkulators aufgebracht werden können, somit also keine Mehrkosten erfordern.
• 4 Patentansprüche 3 Figuren Leerseite

Claims (4)

1. Patentansprüche Y-Zirkulator in Streifenleitungsbauweise auf einem wenigstens im Bereich der unter.dem Einfluß eines magnetischen Gleichfeldes stehenden Verzweigung aus Ferrit bestehenden Substrat, das einseitig mit einem durchgehenden metallischen Belag und auf der gegenüberliegenden Fläche mit einer der Verzweigung entsprechenden Leiterstruktur versehen ist, und bei dem einer seiner drei Eingänge einen Widerstandsabschluß aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß dem aus einem ohmschen Widerstand bestehenden Abschlußwiderstand (3) ein Serienschwingkreis (6, 7) in Reihe geschaltet ist als Nachbildung des konjugiert komplexen Eingangswiderstandes des Zirkulators am Ferritrand.
2. 2. Y-Zirkulator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei einem Aufbau in MIC-Technik die Induktivität und Kapazität des Serienschwingkreises (6, 7) aus MIC-Leitungsstcken bestehen.
3. 3. Y-Zirkulator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Serienschwingkreis (6, 7) senkrecht zur Auskoppelrichtung angeordnet ist.
4. 4. Y-Zirkulator nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das LC-Netzwerk des Serienschwingkreis (6, 7) symmetrisch ausgeführt ist.