EP1743396B1 - Breitbandiger symmetrierübertrager - Google Patents

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EP1743396B1
EP1743396B1 EP05732248A EP05732248A EP1743396B1 EP 1743396 B1 EP1743396 B1 EP 1743396B1 EP 05732248 A EP05732248 A EP 05732248A EP 05732248 A EP05732248 A EP 05732248A EP 1743396 B1 EP1743396 B1 EP 1743396B1
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EP
European Patent Office
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conductor loop
conductor
signal input
balancing transformer
output
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EP05732248A
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EP1743396A2 (de
Inventor
Bernhard Kaehs
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Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices

Definitions

  • the invention is therefore based on the object to further develop the balun so that its bandwidth is significantly increased and at the same time within this bandwidth, a symmetrical power distribution is realized by the unbalanced terminal to the two balanced poles at the balanced terminal.
  • the invention is achieved by a balancing transformer according to claim 1.
  • the one of the two symmetrical poles 3 of the first signal input / output 1 is connected via a first conductor loop region 6, which in the circuit model of the Symmetrie undergraduatetragers in Fig. 3 has a characteristic impedance component, led to ground 7.
  • the other of the two symmetrical poles 2 of the first signal input / output 1 is fed via a first series circuit 8, consisting of two first conductor loop regions 9 and 10, which also have a characteristic impedance component, to ground 7.
  • the first external terminal 14 of a second series circuit 11 consisting of the second conductor loop regions 12 and 13, connected.
  • the two second conductor loop regions 12 and 13 each have characteristic impedances which are each designed symmetrically to one another.
  • the second external terminal 15 of the second series circuit 11 is galvanically connected to the intermediate terminal 16 of the first series circuit 8 of the two first conductor loop areas 9 and 10.
  • One of the two symmetrical poles 2 of the first signal input / output 1 is realized as the first linearly extending conductor track 22.
  • a second linearly extending track 23 is arranged, which is assigned to the other of the two symmetrical poles 3 of the first signal input / output 1.
  • the first conductor loop areas 6, 9 and 10 are to one on the gap 25 almost closed loop conductor 24 summarized.
  • the two ends 26 and 27 of this conductor loop 24 are each connected to one end 28 and 29 of the two linear conductor tracks 22 and 23.
  • the clear distance 34 of the two tracks 22 and 23 corresponds to the width of the gap 25th
  • This can be used for a DC supply to the balanced inputs and outputs 1 and for temperature dissipation to ground.
  • For the DC power supply 32 two parallel conductor track legs 33 are guided to the almost closed conductor loop 24 in the region of the cold spot 32, which are connected to ground by interposing one in the Fig. 4 or 5 capacitor not shown are supported.
  • the temperature dissipation to ground by a likewise in the 4 to 6 Not shown through-contact of the cold spot 32 to ground on the second side 20 of the circuit board 19th
  • a third linearly extending track 35 is arranged on the first side 18 of the printed circuit board 19, which realizes the pole 5 of the second signal input / output 4 of the balancing transformer.
  • the intermediate terminal 16 of the first series circuit 8 of the two first conductor loop regions 9 and 10 on the loop half 30 of the almost closed conductor loop 24 on the first side 18 of the circuit board 19 is preferably via a via 40 of the circuit board 19 with the second outer terminal 15 of second series circuit 11 of the second conductor loop regions 12 and 13 at one end of the loop-shaped conductor track 36 on the second side 20 of the circuit board 19 is electrically connected.
  • the Symmetrierübertragers according to the prior art in Fig. 2 has the Symmetrier undergraduatetrager invention given a given interpretation in its transmission behavior resonances only at a frequency of about 3 GHz. Consequently, the balancing transformer according to the invention can easily be operated up to an operating frequency of approximately 2.5 GHz. In addition to its higher relative bandwidth, the balancing transformer according to the invention in its unproblematic operating frequency range has a much higher symmetry between the two symmetrical poles 2 and 3 of the first signal input / output 1.
  • the transfer characteristic in the signal path from the pole 5 of the second signal input 4 to the pole 2 of the first signal input / output 1 (S parameter S1,2 in FIG Fig.

Landscapes

  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen breitbandigen Symmetrierübertrager - Balun - zum Übertragen großer Hochfrequenzleistungen von einem unsymmetrischen Anschluss zu einem symmetrischen zweipoligen Anschluss und umgekehrt.
  • Für Hochfrequenzanwendungen u.a. im höheren Leistungsbereich, beispielsweise bei Verstärkern, die zur Realisierung des angestrebten Leistungsniveaus aus Leistungstransistoren in Push-Pull-Technik aufgebaut sind, sind Symmetrierübertrager erforderlich. Diese setzen das Hochfrequenzsignal von einer unsymmetrischen Koaxialleitung oder Streifenleitung auf zwei möglichst symmetrisch zueinander ausgelegte Signalleitungen um, um es zwei symmetrisch arbeitenden Leistungstransistoren bzw. Push-Pull-Transistor zuzuführen. Analog können die beiden symmetrischen Ausgangssignale der beiden Leistungstransistoren bzw. des Push-Pull-Transistors über einen Symmetrierübertrager in ein Hochfrequenzsignal für eine unsymmetrische Koaxialleitung oder Streifenleitung umgesetzt werden.
  • Hierbei ist insbesondere eine Realisierung des Symmetrierübertragers mittels auf einer Leiterplatte angeordneter Leiterbahnen in Streifenleitertechnik erwünscht, da bei dieser Realisierungsart im Vergleich zu einer Koaxialleitertechnik die fertigungstechnische Reproduzierbarkeit des Symmetrierübertragers einschließlich seiner elektrischen Eigenschaften in einer Massenfertigung gewährleistet ist. Neben der guten fertigungstechnischen Reproduzierbarkeit des Symmetrierübertragers ist eine Streifenleiter-Technik gegenüber einer Koaxialleitertechnik durch geringeres Bauvolumen und niedrigere Fertigungskosten gekennzeichnet.
  • In der EP 0 418 538 A1 , als nächstliegender Stand der Technik, ist ein derartiger Symmetrierübertrager dargestellt. Die Übertragung der hochfrequenten Signalleistung erfolgt hierbei durch transformatorische Kopplung zwischen zwei Leiterschleifen, von denen eine Leiterschleife mit dem einpoligen Anschluss der unsymmetrischen Leitung und die andere Leiterschleife mit dem zweipoligen symmetrischen Anschluss zu den beiden Leistungstransistor-Verstärken verbunden ist. Eine gute transformatorische Kopplung zwischen den beiden Leiterschleifen wird erzielt, indem die beiden Leiterschleifen hinsichtlich ihrer geometrischen Lage als aufeinander ausgerichtete Leiterbahnen auf der Ober- bzw. Unterseite einer Leiterplatte verwirklicht werden.
  • Symmetrische Übertragungsverhältnisse auf der zum Leistungstransistor-Verstärker gerichteten Seite des Symmetrierübertragers werden über elektromagnetische Kopplung realisiert. Hierzu werden gemäß Fig. 1 die beiden symmetrischen Anschlüsse des Symmetrierübertragers auf der Seite des Leistungstransistor-Verstärkers über symmetrisch dimensionierte Leiterschleifen-Bereiche gegen Masse geführt. Im Hinblick auf eine symmetrische Umsetzung innerhalb des Symmetrierübertragers wird die Leiterschleife auf der unsymmetrischen Seite, die über symmetrisch dimensionierte Leiterschleifen-Bereiche gegen Masse geführt wird, derart auf der Leiterplatte angeordnet, dass eine symmetrische transformatorische Kopplung zwischen diesen beiden symmetrischen Leiterschleifen-Bereichen auf der Seite der unsymmetrischen Leitung und den beiden symmetrischen Leiterschleifen-Bereichen auf der Seite des Leistungstransistor-Verstärkers realisiert ist. Auf diese Weise ist eine symmetrische Leistungsaufteilung von der unsymmetrischen Leitung zu den beiden symmetrischen Polen auf der Seite des Verstärkers gewährleistet.
  • Eine genauere Analyse des Übertragungsverhaltens des Symmetrierübertragers der EP 0 418 538 A1 mittels eines Feldanalysators ergibt, wie in Fig. 2 dargestellt, dass bei gegebener Auslegung des Symmetrierübertragers auf Grund deutlich ausgeprägter Resonanzen im Übertragungsverhalten bei ca. 1,8 GHz ein sinnvoller Betrieb des Symmetrierübertragers nur bis zu einem Frequenzbereich von ca. 860 MHz anzuraten ist. Hinzukommt, dass bei gegebener Auslegung des Symmetrierübertragers selbst in diesem schmalbandigen Frequenzbereich bis 860 MHz das Übertragungsverhalten am Signaleingang an der unsymmetrischen Seite zu den beiden Ausgängen an der Verstärker-Seite des Symmetrierübertragers (S12, S13) nur bedingt symmetrisch ist.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, den Symmetrierübertrager derart weiterzuentwickeln, dass seine Bandbreite deutlich erhöht wird und gleichzeitig innerhalb dieser Bandbreite eine symmetrische Leistungsaufteilung vom unsymmetrischen Anschluss zu den beiden symmetrischen Polen an dem symmetrischen Anschluss verwirklicht wird.
  • Die Erfindung wird durch einen Symmetrierübertrager nach Anspruch 1 gelöst.
  • Hierbei wird einer der beiden symmetrischen Leiterschleifen-Bereiche auf der symmetrischen Seite des Symmetrierübertragers in zwei weitere Leiterschleifen-Bereiche geteilt. Eine transformatorische Kopplung erfolgt zwischen den beiden Leiterschleifen-Bereichen an der unsymmetrischen Seite und den beiden Leiterschleifen-Bereichen, die an der symmetrischen Seite direkt mit den beiden symmetrischen Polen verbunden sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Leiterschleife in ihrem Endpunkt an der unsymmetrischen Seite nicht mehr gegen Masse geführt, sondern zwischen die beiden geteilten Leiterschleifen-Bereiche an der symmetrischen Seite galvanisch angekoppelt.
  • Auf diese Weise besteht zwischen der unsymmetrischen Seite und den beiden symmetrischen Polen z. B. an der Verstärker-Seite eine elektrisch-galvanische und gleichzeitig eine elektromagnetisch-transformatorische Kopplung. Dies führt, wie weiter unten noch dargestellt ist, zu einer im Vergleich zum Symmetrierübertrager des Stands der Technik wesentlich symmetrischeren Leistungsaufteilung zwischen den beiden Polen der symmetrischen Seite des Symmetrier-übertragers und zu einer deutlichen Erhöhung der relativen Bandbreite des Symmetrierübertragers.
  • Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    ein schaltungstechnisches Modell des Symmetrierübertragers nach dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    eine grafische Darstellung des Übertragungsverhaltens des Symmetrierübertragers nach dem Stand der Technik,
    Fig. 3
    ein schaltungstechnisches Modell des erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers,
    Fig. 4
    eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers,
    Fig. 5
    eine "Sicht von oben" auf den erfindungsgemäßen Symmetrierübertrager,
    Fig. 6
    eine "Sicht von unten" auf den erfindungsgemäßen Symmetrierübertrager und
    Fig. 7
    eine grafische Darstellung des Übertragungsverhaltens des erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers.
  • Das schaltungstechnischen Modell des erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers in Fig. 3 weist einen ersten Signalein/-ausgang 1 mit den beiden symmetrischen Polen 2 und 3 und einen zweiten Signalein/-ausgang 4 mit einem Pol 5 auf. Die beiden symmetrischen Pole 2 und 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 sind z. B. mit den beiden Eingängen eines Leistungstransistor-Verstärkers, der in Fig. 3 nicht dargestellt ist, verbunden. Der Pol 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4 kann z. B. mit einer in Fig. 3 nicht dargestellten Innenleiter einer Koaxialleitung verbunden sein. Er kann aber auch mit einer unsymmetrischen Streifenleitung, Koplanarleitung oder Triplate-Leitung verbunden sein.
  • Der eine der beiden symmetrischen Pole 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 ist über einen ersten Leiterschleifen-Bereich 6, der im schaltungstechnischen Modell des Symmetrieübertragers in Fig. 3 eine Wellenwiderstands-Komponente aufweist, auf Masse 7 geführt. Der andere der beiden symmetrischen Pole 2 des ersten Signalein/-ausgangs 1 ist über eine erste Serienschaltung 8, bestehend aus zwei ersten Leiterschleifen-Bereichen 9 und 10, die ebenfalls eine Wellenwiderstands-Komponente aufweisen, gegen Masse 7 geführt. Um elektrische Symmetrie zwischen den beiden Polen 2 und 3 und jeweils der gemeinsamen Masse 7 zu erzielen, ist die Komponente des ersten Leiterschleifen-Bereichs 6 zur Komponente der erste Serienschaltung 8, bestehend aus den beiden ersten Leiterschleifen-Bereichen 9 und 10, symmetrisch aufgebaut.
  • An den Pol 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4 ist der erste äußere Anschluss 14 einer zweiten Serienschaltung 11, bestehend aus den zweiten Leiterschleifen-Bereichen 12 und 13, angeschlossen. Die beiden zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13 weisen jeweils Wellenwiderstände auf, die jeweils symmetrisch zueinander ausgelegt ist. Der zweite äußere Anschluss 15 der zweiten Serienschaltung 11 ist mit dem Zwischenanschluss 16 der ersten Serienschaltung 8 der beiden ersten Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10 galvanisch verbunden.
  • Zusätzlich zu dieser elektrisch-galvanischen Kopplung zwischen dem ersten Signalein/-ausgang 1 und dem zweiten Signalein/-ausgang 4 besteht eine elektromagnetisch-transformatorische Kopplung 17 zwischen der Komponente des ersten Leiterschleifen-Bereich 6 und der Komponente des zweiten Leiterschleifen-Bereich 12 sowie zwischen der Komponente des ersten Leiterschleifen-Bereichs 9 und der Komponente des zweiten Leiterschleifen-Bereichs 13. Die Wellenwiderstands-Komponenten der ersten und zweiten Leiterschleifen-Bereiche 6, 9, 12 und 13 sind analog zu den korrespondierenden Komponenten symmetrisch ausgelegt. Die Auslegung der zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13 sowie die symmetrische Auslegung des ersten Leiterschleifen-Bereichs 6 zur ersten Serienschaltung 8, bestehend aus den beiden ersten Leiterschleifen-Bereichen 9 und 10, bewirkt über die elektrisch-galvanische Kopplung sowie die elektromagnetische-transformatorische Kopplung eine symmetrische Übertragung zwischen dem ersten Signalein/-ausgang 1 und den zweiten Signalein/-ausgang 4 und umgekehrt.
  • In Fig. 4 ist ein in Streifenleitungstechnik mittels einer Leiterplatte 19 realisierter Symmetrierübertrager dargestellt. Die Fig. 5 zeigt eine Sicht - "Sicht von oben" - auf die erste Seite 18 der Leiterplatte 19, die Fig. 6 eine Sicht - "Sicht von unten" - auf die zweite Seite 20 der Leiterplatte 19.
  • Die beiden Pole 2 und 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1, der Pol 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4, die ersten Leiterschleifen-Bereiche 6, 9 und 10 und die zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13 sind als Leiterbahnen 21 auf der ersten und zweiten Seite 18 und 20 der Leiterplatte 19 realisiert.
  • Der eine der beiden symmetrischen Pole 2 des ersten Signalein/-ausgangs 1 ist als erste linear verlaufende Leiterbahn 22 realisiert. Im geringen Abstand 34 zur ersten linear verlaufenden Leiterbahn 22 ist eine zweite linear verlaufende Leiterbahn 23 angeordnet, die dem anderen der beiden symmetrischen Pole 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 zugeordnet ist. Die ersten Leiterschleifen-Bereiche 6, 9 und 10 sind zu einer bis auf den Spalt 25 fast geschlossenen Leiterschleife 24 zusammengefasst. Die beiden Enden 26 und 27 dieser Leiterschleife 24 sind jeweils mit einem Ende 28 und 29 der beiden linear verlaufenden Leiterbahnen 22 und 23 verbunden. Der lichte Abstand 34 der beiden Leiterbahnen 22 und 23 entspricht dabei der Breite des Spalts 25.
  • Die eine Schleifenhälfte 31 der Leiterschleife 24 beinhaltet dabei die zwischen dem Pol 2 des ersten Signalein/-ausgangs 1 und der gemeinsamen Masse 7 angeordneten ersten Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10, die andere Schleifenhälfte 30 der Leiterschleife 24 beinhaltet den zwischen dem Pol 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 und der gemeinsamen Masse 7 angeordnete Leiterschleifen-Bereich 6. Vorzugsweise ungefähr in der Mitte der Schleifenhälfte 31 der fast geschlossenen Leiterschleife 24 ist der Zwischenanschluss 16 der ersten Serienschaltung 8, bestehend aus den beiden ersten Leiterschleifen Bereichen 9 und 10, angebracht.
  • Der Schnittpunkt der beiden Schleifenhälften 30 und 31 der fast geschlossenen Leiterschleife 24, der auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 19 gegenüber dem ersten Signalein/-ausgang 1 mit seinen beiden als Pole 2 und 3 ausgeführten ersten und zweiten linearen Leiterbahnen 22 und 23 angeordnet ist, bildet den kalten Punkt 32. Dieser kann für eine Gleichstromzuführung zu den symmetrischen Ein- bzw. Ausgängen 1 und zur Temperaturableitung gegen Masse genutzt werden. Für die Gleichstromzuführung sind im Bereich des kalten Punkts 32 zwei parallel verlaufende Leiterbahnschenkel 33 an die fast geschlossene Leiterschleife 24 geführt, welche gegen Masse durch Zwischenschaltung jeweils eines in den Fig. 4 bzw. 5 nicht dargestellten Kondensators gestützt sind. Die Temperaturableitung gegen Masse erfolgt durch eine ebenfalls in den Fig. 4 bis 6 nicht dargestellten Durchkontaktierung des kalten Punkts 32 zur Masse auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19.
  • Zwischen den beiden parallel verlaufenden Leiterbahnschenkeln 33 ist auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 19 ist eine dritte linear verlaufende Leiterbahn 35 angeordnet, die den Pol 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4 des Symmetrierübertragers realisiert.
  • Auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19 ist eine schleifenförmige Leiterbahn 36 ausgebildet, die die Leiterschleife der beiden zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13 realisiert. Diese schleifenförmige Leiterbahn 36 ist geometrisch derart auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19 ausgerichtet, dass sie mittig über der Leiterbahn 24 auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 19 liegt.
  • Der erste und zweite äußere Anschluss 14 und 15 der zweiten Serienschaltung 11 der beiden zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13, die jeweils an den Enden der schleifenförmigen Leiterbahn 36 positioniert sind, sind dabei im Bereich des Zwischenanschlusses 16 der ersten Serienschaltung 8 der ersten Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10 auf der Schleifenhälfte 30 der fast geschlossenen Leiterschleife 24 und im Bereich des Poles 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4 auf der dritten linearen Leiterbahn 35 angeordnet. Somit kommt der erste Leiterschleifen-Bereich 6 direkt parallel mit dem zweiten Leiterschleifen-Bereich 12 sowie der erste Leiterschleifen-Bereich 9 direkt parallel mit dem zweiten Leiterschleifen-Bereich 13 in Deckung, um eine möglichst effiziente elektromagnetische-transformatorische Kopplung zwischen dem ersten Signalein/-ausgang 1 und den zweiten Signalein/-ausgang 4 zu verwirklichen.
  • Der Zwischenanschluß 16 der ersten Serienschaltung 8 der beiden ersten Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10 auf der Schleifenhälfte 30 der fast geschlossenen Leiterschleife 24 auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 19 ist vorzugsweise über eine Durchkontaktierung 40 der Leiterplatte 19 mit dem zweiten äußeren Anschluss 15 der zweiten Serienschaltung 11 der zweiten Leiterschleifen-Bereiche 12 und 13 am einem Ende der schleifenförmigen Leiterbahn 36 auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19 elektrisch verbunden. Analog ist der Pol 5 des zweiten Signaleingangs 4 auf der dritten linear verlaufenden Leiterbahn 35 auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 19 über eine Durchkontaktierung 41 der Leiterplatte 19 mit dem ersten äußeren Anschluss 14 der zweiten Serienschaltung 11 der zweiten Leiterschleifen Bereiche 12 und 13 am anderen Ende der schleifenförmigen Leiterbahn 36 auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19 elektrisch verbunden.
  • Die zu den zweiten Leiterschleifen-Bereichen 12 und 13 gehörige schleifenförmigen Leiterbahn 36 auf der zweiten Seite 20 der Leiterplatte 19 ist von einem gemeinsamen Masseleiter 37 umgeben.
  • In Fig. 7 ist das Übertragungsverhalten des erfindungsgemäßen Symmetrierübertragers, das in Form von S-Parametern mit einem Feldsimulator ermittelt wurde, dargestellt.
  • Im Gegensatz zum Übertragungsverhalten des Symmetrierübertragers nach dem Stand der Technik in Fig. 2 weist der erfindungsgemäße Symmetrierübertrager bei gegebener Auslegung in seinem Übertragungsverhalten Resonanzen erst bei einer Frequenz von über 3 GHz auf. Der erfindungsgemäße Symmetrierübertrager kann folglich problemlos bis zu einer Betriebfrequenz von ca. 2,5 GHz betrieben werden. Neben seiner höheren relativen Bandbreite weist der erfindungsgemäße Symmetrierübertrager in seinem unproblematischen Betriebsfrequenzbereich eine wesentlich höhere Symmetrie zwischen den beiden symmetrischen Polen 2 und 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 auf. Die Übertragungskennlinie im Signalpfad vom Pol 5 des zweiten Signaleingangs 4 zum Pol 2 des ersten Signalein/-ausgangs 1 (S-Parameter S1,2 in Fig. 7) weist im Betriebsfrequenzbereich bis ca. 1,6 GHz einen annähernd gleichen Verlauf wie die Übertragungskennlinie im Signalpfad vom Pol 5 des zweiten Signalein/-ausgangs 4 zum Pol 3 des ersten Signalein/-ausgangs 1 (S-Parameter S1,3 in Fig. 7) auf.
  • Der Zwischenanschluß 16 ist vorzugsweise so angeordnet, daß die Längen 1 der die erste Serienschaltung 8 bildenden ersten Leiterschleifen-Bereiche 9, 10 ein Verhältnis von 1:3 bis 3:1 zeigen. Hinsichtlich des Erfindungsgedankens ist die Länge 1 des zweiten Leiterschleifen-Bereichs 13 der zweiten Serienschaltung 11 an die Länge 1 des ersten Leiterschleifen-Bereichs 9 der ersten Serienschaltung 8 anzupassen. Vorzugsweise weisen, wie in Fig. 3 dargestellt, die beiden Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10 der ersten Serienschaltung 8 ein Verhältnis von 1:1 auf. Bei einer symmetrischen Längen-Auslegung des ersten Leiterschleifen-Bereichs 6 zur ersten Serienschaltung 8 der ersten Leiterschleifen-Bereiche 9 und 10 von jeweils 1/2 weist der erste Leiterschleifen-Bereich 9 folglich eine Länge von 1/4 auf. Der zweite Leiterschleifen-Bereich 13 der zweiten Serienschaltung 11 ist folglich mit einer Länge von 1/4 angepaßt.

Claims (13)

  1. Symmetrierübertrager mit
    einem ersten Signalein/-ausgang (1) mit zwei zueinander symmetrischen Polen (2, 3),
    einem zweiten Signalein/-ausgang (4) mit einem Pol (5), mehreren ersten Leiterschleifen-Bereichen (6, 9, 10), die zwischen den beiden Polen (2, 3) des ersten Signalein/-ausgangs (1) und Masse (7) angeordnet sind, und
    einer zweiten Serienschaltung (11) mehrerer zweiter Leiterschleifen-Bereiche (12, 13), deren erster Anschluß (14) mit dem Pol (5) des zweiten Signalein/-ausgangs (4) verbunden ist, wobei jeweils einer von zwei zweiten Leiterschleifen-Bereichen (12, 13) mit jeweils einem von zwei, direkt mit unterschiedlichen symmetrischen Polen (2,3) verbundenen, ersten Leiterschleifen-Bereichen (6, 9) elektromagnetisch gekoppelt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein zweiter Anschluß (15) der zweiten Serienschaltung (11) elektrisch mit einem Zwischenanschluß (16) einer ersten Serienschaltung (8) mehrerer erster Leiterschleifen-Bereiche (9, 10), die einen symmetrischen Pol (2) des ersten Signalein/-ausgangs (1) mit der Masse (7) verbindet, verbunden ist.
  2. Symmetrierübertrager nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Serienschaltung (8) zwei erste Leiterschleifen-Bereiche (9,10) und die zweite Serienschaltung (11) zwei zweite Leiterschleifen-Bereiche (12, 13) umfaßt und der andere symmetrische Pol (3) des ersten Signalein/-ausgangs (1) über einen ersten Leiterschleifen-Bereich (6) mit der Masse (7) verbunden ist.
  3. Symmetrierübertrager nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die beiden zueinander symmetrischen Pole (2, 3) des ersten Signalein/-ausgangs (1), der Pol (5) des zweiten Signalein/-ausgangs (4) und alle ersten und zweiten Leiterschleifen-Bereiche (6, 9, 10, 12, 13) als auf einer Leiterplatte (19) beidseitig angeordnete Leiterbahnen (21) realisiert sind.
  4. Symmetrierübertrager nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die beiden Pole (2, 3) des ersten Signalein/-ausgangs (1) über jeweils eine erste und zweite linear im geringen Abstand (34) zueinander verlaufende Leiterbahn (22, 23) auf einer ersten Seite (18) der Leiterplatte (19) realisiert sind.
  5. Symmetrierübertrager nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß alle ersten Leiterschleifen-Bereiche (6, 9, 10) in einer bis auf einen Spalt (25) fast geschlossenen, auf der ersten Seite (18) der Leiterplatte (19) angeordneten Leiterschleife (24) realisiert sind, die mit ihren beiden Enden (26, 27) jeweils mit einem Ende (26, 27) der ersten und zweiten Leiterbahn (22, 23) verbunden ist, wobei die Breite des Spalts (25) dem Abstand (34) zwischen der ersten und zweiten Leiterbahn (22, 23) entspricht.
  6. Symmetrierübertrager nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in den beiden Schleifenhälften (30, 31) der fast geschlossenen Leiterschleife (24) jeweils die zwischen einem der beiden symmetrischen Pole (2, 3) des ersten Signaleingangs (1) und der Masse (7) befindlichen ersten Leiterschleifen-Bereiche (9, 10, 6) realisiert sind.
  7. Symmetrierübertrager nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich in dem dem ersten Signaleingang (1) gegenüberliegenden Bereich der fast geschlossenen Leiterschleife (24) ein kalter Punkt (32) zur Gleichstromzuführung und zur Temperaturableitung gegen Masse befindet.
  8. Symmetrierübertrager nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die im Bereich des kalten Punkts (32) unmittelbar an die fast geschlossene Leiterschleife (24) anschließenden parallel verlaufenden Leiterbahnschenkeln (33) zur Gleichstromzuführung oder Temperaturableitung gegen Masse genutzt werden.
  9. Symmetrierübertrager nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen den beiden Leiterbahnschenkeln (33) eine dritte linear verlaufende Leiterbahn (35) angeordnet ist, die dem Pol (5) des zweiten Signaleingangs (4) realisiert.
  10. Symmetrierübertrager nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in einer schleifenförmigen Leiterbahn (36), die parallel zur fast geschlossenen Leiterschleife (24) auf der zweiten Seite (20) der Leiterplatte (19) angeordnet ist, die zweite Serienschaltung (11) der beiden zweiten Leiterschleifen-Bereiche (12, 13) realisiert ist.
  11. Symmetrierübertrager nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zwischenanschluß (16) mittels Durchkontaktieren der Leiterplatte (19) mit dem zweiten Anschluß (15) der zweiten Serienschaltung verbunden ist.
  12. Symmetrierübertrager nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die ersten Leiterschleifen-Bereiche (6, 9, 10) und die zweiten Leiterschleifen-Bereiche (12, 13) auf der zweiten Seite (20) der Leiterplatte (19) von einem gemeinsamen Masseleiter (37) umgeben sind.
  13. Symmetrierübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zwischenanschluß (16) so angeordnet ist, daß die Längen der die erste Serienschaltung (8) bildenden ersten Leiterschleifen-Bereiche (9, 10) ein Verhältnis von 1:3 bis 3:1, vorzugsweise ein Verhältnis von 1:1, haben.
EP05732248A 2004-05-05 2005-04-14 Breitbandiger symmetrierübertrager Expired - Lifetime EP1743396B1 (de)

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