HF-Streifenleitungsresonator

Die Erfindung bezieht sich auf einen HF-Streifenleitungsreso¬ nator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

HF-Streifenleitungsresonatoren sind in Streifenleitungstech¬ nik aufgebaute Schwingkreise, die für spezielle Anwendungen benötigt werden. Ein wesentliches Anwendungsgebiet ist bei¬ spielsweise die Funknachrichtentechnik, bei der Funknachrich¬ ten im Radiowellenbereich übertragen werden. Die den Radio¬ wellenbereich abdeckenden Teilgebiete der Funknachrichten¬ technik sind z.B. die Radio-, Fernseh-, Mobilfunk- und Satel- litentechnik.

In der Mobilfunktechnik, die im weiteren vorrangig betrachtet werden soll, gibt es etliche Mobilfunksysteme zur Nachrich¬ tenübertragung, die sich bezüglich (a) des Anwendungsbereiches (öffentlicher mobiler Funk bzw. nicht-öffentlicher mobiler Funk)

(b) des Übertragungsverfahrens (FDMA = Frequency Division Multiple Access; TDMA = Time Division Multiple Access; CDMA = Code Division Multiple Access;), (c) der Übertragungsreichweite (von mehreren Metern bis zu einigen Kilometern),

(d) des für die Übertragung verwendeten Frequenzbereiches (800-900 MHz; 1800-1900 MHz), unterscheiden. Beispiele hierfür sind das öffentliche GSM-Mobilfunksystem mit einer Übertragungsreichweite von einigen Kilometern und einem Frequenzbereich für die Nachrichtenübertragung zwischen 800 und 900 MHz (Groupe Speciale Mobile oder Global Systems for Mobile Communication; vgl. Informatik Spektrum, Springer Verlag Berlin, Jg. 14, 1991, No. 3, Seiten 137 bis 152, A. Mann: "Der GSM-Standard - Grundlage für digitale europäische Mobilfunknetze") und das nicht-öffentliche DECT-Schnurlossy-

stem mit einer Übertragungsreichweite von einigen 100 Metern und einem Frequenzbereich für die Nachrichtenübertragung zwischen 1880 und 1900 MHz (Digital European Cordless Tele- communication; vgl. Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin, Jg. 42, No. 1 , 1-2/1992, Seiten 23 bis 29, U.Pilger:

"Struktur des DECT-Standards") ; beide benutzen das leistungs¬ fähige TDMA-Übertragungsverfahren.

Die Einsatzmöglichkeit von HF-Streifenleitungsresonatoren in Mobilfunksystemen wird im folgenden für das DECT-Schnurlossy- stem aufgezeigt. In dem DECT-Schnurlossystem, das im einfach¬ sten Fall aus einer Basisstation mit mindestens einem zuge¬ ordneten Mobilteil besteht, werden Hochfrequenzsignale in Funkteilen mit einer Sender-Empfänger-Struktur benötigt und verarbeitet.

Figur 1 zeigt z.B. den bekannten (Druckschrift: ntz, Bd. 46, Heft 10, 1993, Seiten 754 bis 757 - "Architekturen für ein DECT-Sende- und Empfangsteil: Ein Vergleich") prinzipiellen Aufbau eines DECT-Funkteils FKT nach dem Superheterodynprin- zip mit doppelter Frequenzumsetzung. Für diese Frequenzumset¬ zung werden Mischer MIS eingesetzt, die ein Nutzsignal (Sende- oder Empfangssignal) durch Mischung mit einem Oszil¬ latorsignal herauf- oder heruntermischen (Frequenz des Nutz- signals herauf- oder heruntersetzen) . Zur Erzeugung des Oszillatorsignals werden in dem Funkteil FKT gewöhnlich Oszillatoren OSZ1, OSZ2 verwendet, die hierfür entsprechend ausgebildete Resonatoren aufweisen. Als Resonatoren werden dabei vorzugsweise HF-Streifenleitungsresonatoren eingesetzt.

Figur 2 zeigt den bekannten Aufbau eines HF-Streifenleitungs¬ resonators 1, der z.B. als verkürzter Viertelwellenresonator ausgebildet ist. Der Viertelwellenresonator 1 ist z.B. auf einer Leiterplatte 2 mit einer Substratdicke ds (Soll-Ab- stand) angeordnet. Der Viertelwellenresonator 1 weist eine

Streifenleitung 10 auf, die an einem Ende unmittelbar - durch eine Durchkontaktierung DK - und am gegenüberliegenden Ende

über einen Kondensator 3 mit einem als Massepotential für die Streifenleitung 10 dienenden metallischen Leiter 11 - im vorliegenden Fall eine metallisierte Leiterfläche - verbunden ist. Der Streifenleiter 10 und der metallische Leiter 11 sind dabei auf einander gegenüberliegenden Flächen der Leiter¬ platte 2 angeordnet. Der Streifenleiter 10 weist eine Länge IST ^unc * ^e i- ^ne Breite bs auf, durch die zusammen mit der Kapazität des Kondensators 3, der Art der Durchkontaktierung DK, der Substratdicke ds und der Dielektrizitätszahl ε _r der Leiterplatte 2 die Resonanzfrequenz des Viertelwellenresona¬ tors 1 bestimmt ist. Durch den Kondensator 3 wird der Strei¬ fenleitungsresonator 1 zum einen bezüglich der Resonanzfre¬ quenz abgeglichen und zum anderen bezüglich der Resonatorlän¬ ge IS verkürzt.

Aufgrund der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz des Streifen¬ leitungsresonators 1 von den vorstehend angegebenen Parame¬ tern wird die tatsächliche Resonanzfrequenz des Streifenlei¬ tungsresonators 1 auch dadurch bestimmt, wie genau der Strei- fenleitungsresonator 1 gefertigt werden kann, d.h. wie groß die Herstellungstoleranzen sind. Als besonders problematisch erweisen sich Toleranzen (Δdg) in der Substratdicke ds oder ganz allgemein in dem Abstand zwischen dem Streifenleiter 10 und dem metallischen Leiter 11 (Unterschied zwischen dem Soll-Abstand ds und einem Ist-Abstand ds±Δds) •

Darüber hinaus wird dieses Problem vergrößert, wenn der vorstehend beschriebene Streifenleitungsresonator 1 von einem metallischen Gehäuse oder Gehäusedeckel umgeben wird und dieser metallische Leiter ebenfalls - herstellungsbedingt - nicht in einem definierten Abstand zum Streifenleiter ange¬ ordnet werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen HF-Streifenleitungsresonator anzugeben, bei dem durch fertigungsbedingte, den Abstand "Streifenleiter - metalli¬ scher Leiter" beeinflussende Toleranzen im Aufbau des HF-

Streifenleitungsresonators auftretende Änderungen in der Resonanzfrequenz des Resonators kompensiert werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen HF-Streifenleitungsresonator durch die im kennzeichenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß ein Streifenleiter des HF-Streifenleitungsreso- nators nicht mehr gestreckt, wie beim Stand der Technik, sondern gekrümmt aufgebaut wird, werden in einem parallel zum Streifenleiter liegenden metallischen Leiter, der vorzugs¬ weise als metallische Fläche ausgebildet ist, Wirbelströme induziert. Die Wirbelströme bewirken eine Verkleinerung der Induktivität des HF-Streifenleitungsresonators. Je klei¬ ner/größer der Abstand zwischen dem Streifenleiter und dem metallischen Leiter wird, desto kleiner/größer wird diese Induktivität. Da bei Annäherung/Entfernung zweier Leiter aber auch die Kapazität des HF-Streifenleitungsresonators vergrö- ßert/verkleinert wird, heben sich bei entsprechender Dimen¬ sionierung des gekrümmten Streifenleiters die beiden genann¬ ten Effekte auf und der HF-Streifenleitungsresonator ist annähernd frequenzstabil gegenüber den angegebenen Abstands¬ schwankungen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter¬ ansprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 3 erläutert.

Figur 3 zeigt ausgehend von dem HF-Streifenleitungsresonator 1 nach Figur 2 einen modifizierten HF-Streifenleitungsresona¬ tor la, bei dem der Streifenleiter 10 einen gekrümmten Ver- lauf aufweist. Die Krümmung ist dabei so gewählt, daß bei auftretenden Abstandsschwankungen (Soll-Abstand ds und Ist- Abstand ds±Δds ) zwischen dem Streifenleiter 10 und dem

metallischen Leiter 11 kapazitiv hervorgerufenen Resonananz- frequenzverschiebungen beim HF-Streifenleitungsresonator la durch annähernd gleichgroße inverse induktiv hervorgerufene Resonanzfrequenzverschiebungen kompensiert werden.