DE10057205A1 - Notch filter has hollow volume resonator coupled to waveguide with variable volume hollow chamber, stepper motor or servomotor with which volume of hollow chamber can be varied - Google Patents

Notch filter has hollow volume resonator coupled to waveguide with variable volume hollow chamber, stepper motor or servomotor with which volume of hollow chamber can be varied

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DE10057205A1 DE2000157205 DE10057205A DE10057205A1 DE 10057205 A1 DE10057205 A1 DE 10057205A1 DE 2000157205 DE2000157205 DE 2000157205 DE 10057205 A DE10057205 A DE 10057205A DE 10057205 A1 DE10057205 A1 DE 10057205A1
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Abstract

The device has a waveguide with a hollow volume resonator coupled to it with a variable volume hollow chamber and a stepper or servomotor (3) with which the volume of the hollow chamber can be varied. The volume of the hollow chamber is varied by a piston. The resonator and waveguide are coupled for microwave radiation by a slot-shaped coupling opening. AN Independent claim is also included for an arrangement with an electron tube for heating an electron plasma with microwave radiation of variable frequency.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Notchfilter. Dieser dämpft Mikrowellenstrahlung mit einem einstellbaren Hohlraumresonator für die nachgeschaltete Messung.The present invention relates to a notch filter. This dampens Microwave radiation with an adjustable cavity resonator for the downstream measurement.

In der Hochtemperaturplasmaphysik basieren viele diagnostische Verfahren auf der Anwendung bzw. Messung von Mikrowellenstrahlung, die von dem in einem magnetischen Käfig eingeschlossenem Plasma emittiert wird. Diese Mikrowellen werden zur Bestimmung vieler Plasmaeigenschaften genutzt. Die wichtigsten Anwendungen sind die Bestimmung der Elektronentemperatur des Plasmas und die Elektronendichte. Zur Messung der Elektronentemperatur ist das auf die Mikrowellenstrahlung aufbauende Verfahren das zur Zeit Zuverlässigste.Many diagnostic procedures are based on high-temperature plasma physics the application or measurement of microwave radiation by the in plasma enclosed in a magnetic cage is emitted. This Microwaves are used to determine many plasma properties. The most important applications are the determination of the electron temperature of the Plasma and electron density. To measure the electron temperature is the method based on microwave radiation is currently Reliable.

Dazu wird eine extrem empfindliche Diagnostik (P < 1 µW) eingesetzt. Die Eingangsstufe der verwendeten Radiometer besteht daher aus einem empfindlichem Mischer, der ein Frequenzband von insgesamt etwa 15 GHz abdeckt.Extremely sensitive diagnostics (P <1 µW) are used for this. The The input stage of the radiometer used therefore consists of a sensitive mixer that has a total frequency band of about 15 GHz covers.

In der Hochtemperaturplasmaphysik werden seit einiger Zeit Heizmethoden verwendet, die durch Einstrahlung von Mikrowellen die Elektronentemperatur des Plasmas signifikant erhöhen. Die verwendeten Elektronenröhren koppeln eine Leistung von etwa 1 MW in das Plasma ein und genau bei einer Frequenz, die von dem Mischer der Elektronentemperaturdiagnostik abgedeckt wird. Die Leistung der Röhre wird nur zu einem Teil in das Plasma eingekoppelt. Ein geringer Anteil wird an den Wänden des Plasmagefäßes reflektiert und kann an der Eingangsstufe der Elektronentemperaturdiagnostik noch einige Watt betragen. For some time now, heating methods have been used in high-temperature plasma physics used by radiation of microwaves the electron temperature of the plasma significantly. Couple the electron tubes used a power of about 1 MW into the plasma and exactly at a frequency, which is covered by the mixer of the electron temperature diagnostics. The Tube power is only partially coupled into the plasma. On small proportion is reflected on the walls of the plasma vessel and can the input stage of the electron temperature diagnostics still a few watts be.  

Diese Leistung reicht jedoch aus, die passiven Mischer zu zerstören. Daher wird in allen Experimenten der Fusionsforschung ein Notchfilter verwendet um die Elektronentemperaturdiagnostik vor der unerwünschten Strahlung der Elektronenröhren zu schützen. Bei einem Notchfilter handelt es sich um einen als Bandsperre wirkenden Filter hoher Güte mit sehr schmalem Sperrbereich (Δf < 1 GHz).However, this performance is sufficient to destroy the passive mixers. Therefore a notch filter is used in all fusion research experiments the electron temperature diagnosis before the unwanted radiation of the To protect electron tubes. A notch filter is one filter of high quality acting as a band stop with a very narrow stop band (Δf <1 GHz).

Um partiell das Elektronenplasma gezielt mit Mikrowellenstrahlung mit geeigneter Frequenz anregen zu können, sind Elektronenröhren gewünscht, die die Verstellung der Frequenz innerhalb von Sekunden erlauben,. Dazu muss auch der Notchfilter bzw. der Sperrbereich entsprechend der eingestellten Röhrenfrequenz verstellt werden. Jede neue Einstellung eines Notchfili:ers ist aber nur im Labor möglich. Dazu muss die Einstellung des Notchfilters verändert werden, und danach durch eine Kalibriermessung der so eingestellte Sperrbereich festgestellt oder sogar die Einstellung wieder korrigiert werden. Dabei kann die Einstellung bisher nur direkt am Notchfilter vorgenommen werden, der bei wirkender Mikrowellenstrahlung nur schwer zugänglich ist. Der Aufwand für die Neueinstellung des Notchfilters liegt so bei mehreren Stunden.To partially target the electron plasma with microwave radiation suitable frequency to be able to stimulate electron tubes that allow the frequency to be adjusted within seconds. To do this also the notch filter or the blocking area according to the set one Tube frequency can be adjusted. Every new shot of a Notchfili: he is but only possible in the laboratory. To do this, the setting of the notch filter be changed, and then by a calibration measurement the set Restricted area determined or even the setting can be corrected again. So far, the setting can only be made directly on the notch filter become, which is difficult to access with effective microwave radiation. The The effort to readjust the notch filter is several hours.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Notchfilter zu schaffen, der es ermöglicht, unter den neuen oben genannten Bedingungen eine einfache Messung der Elektronentemperatur zu ermöglichen.The object of the present invention is to provide a notch filter which allows a simple under the new conditions mentioned above To enable measurement of the electron temperature.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a generic device with the Features of claim 1 solved. Advantageous configurations result from the subclaims.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung umfasst einen Wellenleiter. Der Wellenleiter dient zum Transport der Mikrowellen vom Eingang des Notchfilters bis zu dessen Ausgang. Im Allgemeinen ist der Wellenleiter ein dünner, länglicher Hohlköper oder Kanal. The claimed device comprises a waveguide. The Waveguide is used to transport the microwaves from the entrance of the Notch filter up to its exit. Generally the waveguide is a thin, elongated hollow body or canal.  

Der Querschnitt des Wellenleiters ist insbesondere so auf die Wellenlänge der Strahlung abgestimmt, dass ein optimaler Transport der Mikrowellenstrahlung gewährleistet ist.The cross-section of the waveguide is particularly so on the wavelength the radiation that optimal transport of the Microwave radiation is guaranteed.

Bei einem transportierten Frequenzspektrum von 90-140 GHz der Mikrowellenstrahlung (sogenanntes F-Band) ist beispielsweise ein rechtwinkliger Querschnitt mit dem Maßen 2,002 × 1,02 mm geeignet.With a transported frequency spectrum of 90-140 GHz the Microwave radiation (so-called F-band) is, for example right-angled cross-section with dimensions of 2.002 × 1.02 mm.

An den Wellenleiter sind ein oder mehrere Hohlraumresonatoren angekoppelt. Hierbei handelt es sich um Hohlräume, die bis auf eine Öffnung verschlossen sind. Diese im Vergleich zum Hohlraum kleine und beispielweise runde Öffnung dient zum Ankoppeln des Hohlraumresonators an den Wellenleiter.One or more cavity resonators are attached to the waveguide coupled. These are cavities except for one opening are closed. This small compared to the cavity for example, a round opening is used to couple the cavity resonator to the waveguide.

In den Hohlräumen können sich stehende Wellen ausbilden, deren Frequenz letztlich durch die Abmessungen des Hohlraums bestimmt wird. Strahlung dieser Frequenz, die vom Eingang zum Ausgang des Notchfilters transportiert wird, regt über die Öffnung im Hohlraumresonator stehende Wellen (Resonanz) an. Dabei wird der vorbeitransportierten Welle dieser Frequenz Leistung entzogen, und sie wird gedämpft oder sogar herausgefiltert.Standing waves, their frequency, can form in the cavities is ultimately determined by the dimensions of the cavity. radiation this frequency, from the input to the output of the notch filter is transported, standing over the opening in the cavity resonates Waves (resonance). The wave that is transported past becomes this Frequency deprived of power, and it is attenuated or even filtered out.

Um unterschiedliche Frequenzen auf diese Weise dämpfen bzw. herausfiltern zu können, ist das Hohlraumvolumen in zumindest einer seiner Abmessungen veränderbar. Diese Veränderung wird mit einem Schritt- oder Servomotor vorgenommen. Dadurch wird erreicht, dass durch die genau vorgegebene Ansteuerung des Motors (schrittweise bzw. servogesteuert) die Veränderung des Hohlraums genau vorgegeben ist. Ein Schritt- bzw. Servomotor erlaubt das genaue Verstellen von Achsen, da er keinen Nachlauf hat und auch Teilumdrehungen ohne Getriebe möglich sind. Ein Servomotor hat sich beispielweise als vorteilhaft ergeben, da er preiswerter zu erwerben ist. Attenuate or filter out different frequencies in this way to be able to, the void volume is in at least one of its dimensions variable. This change is made with a stepper or servo motor performed. This ensures that the precisely specified Actuation of the motor (step-by-step or servo-controlled) the change of the cavity is precisely specified. A stepper or servo motor allows that exact adjustment of axes, since it has no caster and also Partial revolutions are possible without gear. There is a servo motor result, for example, as advantageous since it is cheaper to acquire.  

Somit kann die zu dämpfende Frequenz gezielt eingestellt werden. Bei bekannten Notchfiltern muss im Gegensatz dazu in einem zeitaufwendigen Justierverfahren der Hohlraumresonator neu eingestellt und durchgemessen werden.The frequency to be damped can thus be set in a targeted manner. at In contrast, known notch filters must be time-consuming Adjustment procedure of the cavity resonator readjusted and measured become.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Veränderung des Hohlraumes durch einen Kolben bewirkt.According to one embodiment of the invention, the change in Cavity caused by a piston.

Der Kolben besteht beispielsweise aus einem beweglichen Kopf, der innerhalb des Hohlraums angebracht ist und über eine Stange vom Servo- oder Schrittmotor längs einer Achse verschoben werden kann. Der Hohlraum weist hierfür zumindest einen Durchbruch für die Stange auf.The piston consists, for example, of a movable head that mounted inside the cavity and via a rod from the servo or stepper motor can be moved along an axis. The cavity has at least one breakthrough for the rod for this.

Durch das Verschieben des Kolbenkopfes können jeweils Wellen anderer Frequenz stehende Wellen ausbilden. Damit wird für unterschiedliche Frequenzen die Dämpfung wirksam.Moving the piston head can cause waves of other Form frequency standing waves. This is for different Frequencies the damping effective.

Der bewegliche Kolbenkopf schließt beispielsweise dicht an den Seitenwänden des Hohlraums an und ist auf der zum Hohlraum weisenden Seite flach ausgebildet. Durch die beiden Maßnahmen wird bewirkt, dass sich möglichst gut stehende Wellen genau einer Frequenz in dem Hohlraum ohne Verluste ausbilden können. Folglich ergibt sich eine ausgeprägte Dämpfung exakt bei einer Frequenz, die zur Ausbildung von stehenden Wellen geführt hat.The movable piston head closes, for example, close to the Sidewalls of the cavity and is on the side facing the cavity Flat side. The two measures have the effect that waves that are as good as possible at exactly one frequency in the cavity can train without losses. As a result, there is a pronounced one Attenuation exactly at a frequency that is used to train standing Has caused waves.

Für eine einzelne Raumrichtung ist die Resonanzbedingung, dass die Länge dieser Raumrichtung einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge der verwendeten Strahlung im Hohlraum entspricht. Ist somit bei gegebener Wellenlänge die Länge dieser Raumrichtung entsprechend über den Kolben eingestellt, treten stehende Wellen, also Resonanz, auf. For a single spatial direction, the resonance condition is that the length this spatial direction is an integer multiple of half the wavelength corresponds to the radiation used in the cavity. Is therefore given Wavelength the length of this spatial direction correspondingly over the piston set, standing waves, i.e. resonance, occur.  

Bei entsprechendem Hohlraum kann die Resonanzbedingung in den verschiedenen Raumrichtungen erfüllt werden, und es treten die sogenannten Moden auf.With an appropriate cavity, the resonance condition in the different spatial directions are met, and the so-called fashions.

Im Frequenzspektrum nimmt die Anzahl der Moden mit steigender Frequenz zu und die Frequenzlücken dazwischen werden kleiner, bis die Resonanzen quasikontinuierlich auftreten. Liegen die Resonanzen des Hohlraums im Frequenzband dicht zusammen, tritt die Dämpfung nicht mehr exakt bei diesen Frequenzen auf, sondern wirkt schwächer und breitbandiger.In the frequency spectrum, the number of modes increases with increasing frequency to and the frequency gaps in between get smaller until the resonances occur quasi-continuously. Are the resonances of the cavity in the Frequency band close together, the damping no longer occurs exactly these frequencies, but appears weaker and broadband.

Vorzugsweise ist daher der Hohlraumresonator so gestaltet, dass dessen Bemaßung (zuzüglich, des Hub des Kolben) im Wesentlichen nur wenigen halben Wellenlängen der verwendeten Mikrowellenstrahlung entspricht. Folglich können sich daher nur die Grundmoden ausbilden. Dies bedeutet, dass die Resonanzbedingung nur für kleine ganze Zahlen erfüllbar ist.The cavity resonator is therefore preferably designed such that its Dimensioning (plus, the stroke of the piston) essentially only a few corresponds to half the wavelengths of the microwave radiation used. As a result, only the basic modes can be formed. This means, that the resonance condition can only be met for small whole numbers.

Ein zylindrischer Hohlraum mit Durchmesser 4 mm und einem Verstellbereich (durch Kolbenhub) von 0 bis ca. 9 mm hat sich beispielsweise als geeignet für Frequenzen um eine Mittenfrequenz von 110 GHz der Mikrowellenstrahlung herausgestellt.A cylindrical cavity with a diameter of 4 mm and one Adjustment range (by piston stroke) from 0 to approx. 9 mm for example as suitable for frequencies around a center frequency of 110 GHz exposed to microwave radiation.

Gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 wird die Ankopplung zwischen Wellenleiter und Hohlraum durch eine Öffnung bewirkt. Damit schließt der Wellenleiter unmittelbar an den Resonanzkörper an. Es wird vermieden class sich durch eine Ankopplungsvorrichtung wie z. B. ein weiterer Leiter Verluste und/oder störende Reflexionen der Mikrowelle auftreten. Dem Fachmann obliegt die Aufgabe, die Form, Größe und Position der Ankopplungsöffnung so zu optimieren, dass der Filter starke Dämpfung und eine starke Flankensteilheit aufweist. Um starke Dämpfung aufzuweisen, muss viel Leistung der vorbeitransportierten Welle durch Resonanz entzogen werden. Um eine starke Flankensteilheit zu erreichen, muss die bei einer bestimmten Frequenz auftretende Resonanz besonders ausgeprägt und scharf (exakt) sein. Durch Messung der Dämpfung und deren Verlauf in Abhängigkeit der Frequenz kann eine solche Optimierung vorgenommen werden. According to the features of claim 3, the coupling between Waveguide and cavity caused by an opening. With that the Waveguide directly on the resonance body. It is avoided class by a coupling device such. B. Another head of losses and / or disturbing reflections of the microwave occur. The specialist is responsible for the shape, size and position of the coupling opening optimize so that the filter strong attenuation and strong Has steepness. To have strong damping, a lot has to be done Power of the wave transported past can be withdrawn by resonance. In order to achieve a steep slope, the must be at a certain Frequency resonance particularly pronounced and sharp (exact) his. By measuring the damping and its course depending on the Such an optimization can be carried out frequency.  

Beispielsweise hat sich eine schlitzförmige Ankopplungsöffnung und eine Abmessung von 0,7 × 1,4 mm und eine mittige Position in der zum Wellenleiter liegenden Seite des Hohlraums als günstig ergeben.For example, there is a slot-shaped coupling opening and one Dimension of 0.7 × 1.4 mm and a central position in the to Waveguide lying side of the cavity as favorable.

Gemäß Anspruch 4 ist der Notchfilter, also Wellenleiter und/oder Wände des Hohlraumresonators, aus Gold gefertigt, oder zumindest sind Flächen die mit der Mikrowellenstrahlung in "Berührung" stehen vergoldet.According to claim 4, the notch filter, ie waveguide and / or walls of the cavity resonator, made of gold, or at least are surfaces those in "contact" with the microwave radiation are gilded.

Im Allgemeinen ist das Material des Notchfilters so gewählt, dass es aus elektrisch sehr leitfähigem Material besteht. beispielsweise Messing. Eine Vergoldung bzw. Gold auf den Innenseiten des Leiters und/oder Resonators erhöht die Leitfähigkeit und damit auch die Transportfähigkeit des Leiters für die Mikrowellenstrahlung. Dadurch wird erreicht, dass die Mikrowellenstrahlung möglichst ohne Dämpfung durch den Wellenleiter hindurchtritt und somit keine breitbandige Filterwirkung des Wellenleiters auftritt.In general, the material of the notch filter is chosen so that it is made of electrically very conductive material. for example brass. A Gilding or gold on the inside of the conductor and / or resonator increases the conductivity and thus the transportability of the conductor for the microwave radiation. This ensures that the Microwave radiation if possible without attenuation by the waveguide passes through and therefore no broadband filter effect of the waveguide occurs.

Gemäß Anspruch 5 sind mehr als 4 Hohlraumresonatoren an den Wellenleiter angekoppelt. Dadurch wirken sämtliche Hohlraumresonatoren dämpfend auf die durch den Leiter transportierte Mikrowellenstrahlung. Sind die Hohlraumresonatoren auf verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt, wirkt jeder einzelne dämpfend auf unterschiedliche Frequenzen der Mikrowellenstrahlung. Bevorzugt sind alle Hohlraumresonatoren gleichzeitig auf eine Frequenz eingestellt, um somit eine besonders starke Dämpfung für Mikrowellenstrahlung dieser Frequenz zu erreichen. Beispielweise kann durch 6 angekoppelte Hohlraumresonatoren, die auf eine gemeinsame Resonanzfrequenz eingestellt sind, eine Dämpfung von 60 dB erreicht werden.According to claim 5, more than 4 cavity resonators on the Waveguide coupled. As a result, all cavity resonators work attenuating the microwave radiation transported through the conductor. are the cavity resonators are set to different resonance frequencies, each has a dampening effect on different frequencies Microwave radiation. All cavity resonators are preferred at the same time set to a frequency in order to achieve a particularly strong damping for To achieve microwave radiation of this frequency. For example, through 6 coupled cavity resonators, which are connected to a common Resonance frequency are set, an attenuation of 60 dB is achieved become.

Vorzugsweise sind die mehreren Hohlraumresonatoren so am Wellenleiter angebracht, dass deren Ankopplungsöffnungen in etwa einen Abstand einer halben Wellenlänge der zu dämpfenden Mikrowellenfrequenz aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass die Hohlraumresonatoren möglichst an den Stellen der vorbeitransportierten Welle dämpfend wirksam werden, an denen sich die Welle in einem Schwingungszustand mit großen Amplituden befindet. So kann die dämpfende Wirkung der einzelnen Hohlraumresonatoren besonders wirksam sein.The plurality of cavity resonators are preferably on the waveguide in this way attached that their coupling openings approximately a distance from one have half the wavelength of the microwave frequency to be attenuated. This ensures that the cavity resonators are connected to the  Places of the wave transported past have a dampening effect on those the wave is in a vibration state with large amplitudes located. So can the dampening effect of each Cavity resonators can be particularly effective.

Beispielweise beträgt der Abstand bei einem für das F-band wirksamen Notchfilter 5,5 mm zwischen den Ankopplungsöffnungen der einzelnen Hohlraumresonatoren.For example, the distance is one that is effective for the F-band Notch filter 5.5 mm between the coupling openings of the individual Cavity resonators.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hohlraumresonatoren nur an einer Seite des Wellenleiters angebracht, um so die Herstellung des Notchfilters zu vereinfachen und kostengünstiger zu machen.According to one embodiment of the invention, the cavity resonators are only attached to one side of the waveguide so as to manufacture the Simplify notch filters and make them cheaper.

Gemäß Anspruch 7 weist der mit mehreren Hohlraumresonatoren versehene Notchfilter eine Vorrichtung auf, die ein gleichzeitiges Verstellen aller Notchfilter bewirkt. Die Vorrichtung ermöglicht so, dass der Servo- bzw. Schrittmotor gleichzeitig alle Hohlraumvolumen verändert. Dadurch wird vermieden, dass jeder einzelner Hohlraumresonator von je einem einzelnen Motor angetrieben werden muss und der Notchfilter besonders kostspielig wird und weniger kompakt dimensioniert werden kann.According to claim 7, the one provided with a plurality of cavity resonators Notchfilter a device that allows simultaneous adjustment of all Notch filter causes. The device thus enables the servo or Stepper motor changed all void volume at the same time. This will avoided that each individual cavity resonated by one individual Motor must be driven and the notch filter is particularly expensive is and can be dimensioned less compact.

Beispielsweise sind so alle Hohlraumresonatoren von gleicher Größe und Form parallel nebeneinander angeordnet. Die Stangen der Kolben in den Hohlraumresonatoren sind parallel angeordnet, weisen alle in die gleiche Richtung und alle Enden der Kolbenstangen sind über einen Führungswinkel verbunden. Dieser wird durch den Schritt- bzw. Servomotor längs einer Strecke hin- und herbewegt, die letztlich durch die Bewegungsmöglichkeit der Kolben bestimmt ist.For example, all cavity resonators are of the same size and Form arranged in parallel next to each other. The rods of the pistons in the Cavity resonators are arranged in parallel, all face the same Direction and all ends of the piston rods are over a lead angle connected. This is along the stepper or servo motor Route back and forth, which ultimately through the possibility of movement the piston is determined.

Damit wirkt eine durch den Motor bewirkte Verstellung über den Führungswinkel und über die Kolben gleichzeitig und in gleichem Maße auf das Volumen der Hohlraumresonatoren ein. Thus, an adjustment caused by the motor acts on the Lead angle and on the pistons simultaneously and to the same extent the volume of the cavity resonators.  

Der Führungswinkel weist bei der bevorzugten Ausführungsform zwei im rechten Winkel stehende Flächen auf. Eine Fläche dient zum Befestigen der Kolben. Die andere Fläche ist mit dem Motor verbunden und liegt gleichzeitig flächig aber beweglich auf einer Basis auf. Durch die großflächige Auflage kann ein Spiel in der Hin- und Herbewegung des Führungswinkels vermieden werden, was zu einer ungenauen Frequenzeinstellung führen würde. Insbesondere würde sich eine abweichende Frequenzeinstellung bzw. Volumeneinstellung der Resonatoren ergeben, wenn diese durch unterschiedliche Bewegungsrichtungen (drückend oder ziehend) des Motors erreicht worden sind.The guide angle has two in the preferred embodiment surfaces standing at right angles. A surface is used to attach the Piston. The other surface is connected to the motor and lies at the same time flat but flexible on a base. Due to the large surface area can be a game in the float of the lead angle avoided, which lead to an inaccurate frequency setting would. In particular, there would be a different frequency setting or volume setting of the resonators, if these by different directions of movement (pushing or pulling) of the motor have been achieved.

Vorzugsweise sind alle Hohlraumresonatoren auf gleiches Volumen eingestellt, und die Veränderung dieser Volumen wird gleichzeitig um den gleichen Betrag in allen Hohlraumresonatoren vorgenommen. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass alle Hohlraumresonatoren gleiche Abmessungen aufweisen.All cavity resonators are preferably of the same volume set, and the change in these volumes is simultaneously increased by the made the same amount in all cavity resonators. this will achieved, for example, in that all cavity resonators are the same Have dimensions.

Gemäß Anspruch 8 weist die oben genannte Vorrichtung zum gleichzeitigen Verstellen aller Hohlraumresonatoren eine Justiermöglichkeit auf, die es erlaubt, die einzelnen Volumen der Hohlraumresonatoren leicht einzustellen, ohne eine Demontage am Notchfilter vornehmen zu müssen. Dadurch kann eine Volumendifferenz zwischen den einzelnen Hohlraumresonatoren fest eingestellt werden, die bei Wirkung der Verstellvorrichtung durch das gleichmäßige Verstellen erhalten bleibt. Insbesondere erlaubt es die Justiervorrichtung, diese Volumendifferenz zwischen den einzelnen Hohlraumresonatoren auf nahezu null einzuregeln.According to claim 8, the above-mentioned device for simultaneous Adjust all cavity resonators on an adjustment that it allows the individual volumes of the cavity resonators to be adjusted easily, without having to disassemble the notch filter. This can a volume difference between the individual cavity resonators can be set by the effect of the adjustment device by the uniform adjustment is retained. In particular, it allows Adjustment device, this volume difference between the individual Adjust cavity resonators to almost zero.

Fertigungstoleranzen die unterschiedliche Volumen der Hohlraumresonatoren bewirken, können so ausgeglichen werden. Damit wird gewährleistet, dass die Hohlraumresonatoren bei fast exakt gleicher Frequenz dämpfend wirksam werden.Manufacturing tolerances the different volumes of the Cavity resonators can be compensated for. So that will ensures that the cavity resonators are almost exactly the same Frequency dampening effect.

Gemäß Anspruch 9 wird zur Justage der Volumen der Hohlraumresonatoren der Abstand zwischen Kolbenkopf und Führungswinkel, also die wirksame Länge der Kolbenstange, verändert. Bei unverändertem Abstand zwischen Führungswinkel und den Hohlraumresonatoren wird dadurch das einzelne Volumen eines der Hohlraumresonatoren verändert.According to claim 9, the volume of the cavity resonators is adjusted the distance between the piston head and the guide angle, i.e. the effective one  Length of the piston rod changed. With the distance between Lead angle and the cavity resonators becomes the individual Volume of one of the cavity resonators changed.

Gemäß Anspruch 10 sind die Mittel zum Verstellen, beispielweise der Führungswinkel, mit einer Durchbohrung mit Innengewinde versehen. Jede der einzelnen Kolbenstangen ist an dem zum Verstellmittel weisenden freien Ende mit einem Gewinde versehen und sind damit in die Durchbohrung geschraubt. An dem jenseits vom Kolbenkopf liegenden Seite ist die Kolbenstange mit einem Schraubenschlitz oder mit einem Innensechskant versehen, um die Kolbenstange bezüglich des Mittels zum Verstellen verdrehen zu können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind dazu die Kolben samt Kolbenstange drehbeweglich um die Kolbenstange in den einzelnen Hohlraumresonatoren angebracht.According to claim 10, the means for adjusting, for example the Guide angle, provided with a bore with an internal thread. each of the individual piston rods is on the free towards the adjusting means Threaded end and are thus in the through hole screwed. On the side beyond the piston head is the Piston rod with a screw slot or with a hexagon socket provided to the piston rod with respect to the means for adjusting to be able to twist. According to a preferred embodiment, this includes the pistons together with the piston rod are rotatable around the piston rod in the individual cavity resonators attached.

Damit wird die Länge der Kolbenstange bezüglich des Führungswinkels, die wirksame Länge, eingestellt. Durch Verdrehen der Kolbenstange in dem Gewinde des Führungswinkels kann bei unverändertem Abstand zwischen Führungswinkel und den Hohlraumresonatoren das einzelne Volumen eines der Hohlraumresonatoren verändert werden.This determines the length of the piston rod with respect to the guide angle effective length, set. By turning the piston rod in the The thread of the guide bracket can be used with the distance between Lead angle and the cavity resonators the individual volume of a the cavity resonators are changed.

Eine einmal vorgenommene Justierung wird durch eine zweite Schraube pro Kolbenstange gesichert.A once made adjustment is made by a second screw pro Piston rod secured.

Diese rechtwinklig zur Kolbenstange in die Mittel zum Verstellen, beispielsweise den Führungswinkel, eingeschraubte Schraube stößt in eingeschraubtem Zustand mit ihrer Spitze rechtwinklig oder zumindest in spitzem Winkel auf jeweils eine Kolbenstange und fixiert diese so gegen unbeabsichtigtes Verdrehen.This at right angles to the piston rod in the means for adjustment, For example, the guide angle, screwed screw pushes in screwed in condition with its tip at right angles or at least in acute angle on each piston rod and thus fixes it against unintentional twisting.

Die Verwendung eines Servo- oder Schrittmotors bei der anspruchsgemäßen Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil, da dieser durch seine elektronische Ansteuerung eine ferngesteuerte Justierung des Notchfilters erlaubt. Das ermöglicht so, eine Veränderung an dem Notchfilter vorzunehmen, während dieser der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt ist. Eine Unterbrechung der Messung der Mikrowellenstrahlung kann so weitgehend vermieden werden. Dazu kann ein Motor die Veränderung schneller vornehmen, da bei bekannten Notchfiltern der Hohlraum über eine Schraube verstellt wird, die von Hand nicht so schnell verdreht werden kann, wie es von einem Motor erreicht wird.The use of a servo or stepper motor in the claim embodiment is particularly advantageous because This is a remote-controlled adjustment due to its electronic control of the notch filter allowed. This enables a change in that  Notchfilter make during this the microwave radiation is exposed. An interruption in the measurement of microwave radiation can be largely avoided. A motor can do this Make changes faster because with known notch filters the Cavity is adjusted by a screw that is not as quick by hand can be twisted as it is achieved by an engine.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform. An einer Halterung 1 ist der Servomotor 3 befestigt. Die Halterung 1 weist eine Basis 2 auf, an der die Teile befestigt sind, die den Wellenleiter und die Hohlraumresonatoren aufweisen. Diese Teile bestehen aus dem Block 6, dem Gegenstück 8 und dem Distanzstück 7. In dem Block 6 sind neun durch Bohrung entstandene Hohlräume 10 vorgesehen, die als Hohlraumresonatoren dienen, wie in dem Schnittbild durch diese Teile in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 1 shows a side view of the preferred embodiment. The servo motor 3 is attached to a holder 1 . The holder 1 has a base 2 , to which the parts are attached, which have the waveguide and the cavity resonators. These parts consist of block 6 , counterpart 8 and spacer 7 . In block 6 , nine cavities 10 formed by drilling are provided, which serve as cavity resonators, as shown in the sectional view through these parts in FIG. 2.

Diese nach beiden Seiten offenen Bohrungen sind auf der zum Gegenstück 8 liegenden Seite bis auf die Ankopplungsöffnungen 13 mit dem Distanzstück 7 verschlossen. Auf der anderen Seite wird der Hohlraum durch den beweglichen Kolbenkopf 9 abgeschlossen. Der Kolbenkopf 9 ist über die Kolbenstange 5 bewegbar.These holes, which are open on both sides, are closed with the spacer 7 on the side lying opposite the counterpart 8 except for the coupling openings 13 . On the other hand, the cavity is closed off by the movable piston head 9 . The piston head 9 is movable over the piston rod 5 .

Wie Fig. 1 zeigt ist die Kolbenstange 5 am Führungswinkel 4 befestigt, der auf einer seiner Winkelfläche beweglich aufliegend von dem Servomotor parallel zur Kolbenstange 5 bewegt wird.As shown in FIG. 1, the piston rod 5 is fastened to the guide bracket 4 , which is moved in parallel to the piston rod 5 by the servo motor on one of its angular surfaces.

Wie weiter in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Gegenstück 8 eine gefräste Nut 12 auf, die sich über die ganze Länge des Gegenstücks 8 erstreckt. Eine weitere in das Distanzstück 7 eingebrachte Nut 11 liegt auf der Nut 12 des Gegenstücks auf, wenn Gegenstück 8 und Distanzstück 7 aufeinandergebracht werden. Der durch die beiden Nuten 11 und 12 entlang des Gegenstücks 8 gebildete Hohlraum ist der Wellenleiter. As further shown in FIG. 2, the counterpart 8 has a milled groove 12 which extends over the entire length of the counterpart 8 . Another groove 11 made in the spacer 7 lies on the groove 12 of the counterpart when the counterpart 8 and spacer 7 are brought together. The cavity formed by the two grooves 11 and 12 along the counterpart 8 is the waveguide.

Wie die Detailansicht in Fig. 3 zeigt, ist die im Distanzstück 7 eingebrachte Nut in der zum Block 6 weisenden Seite so mit neun Ankopplungsöffnungen 13 versehen, dass dadurch die Hohlraumresonatoren 10 mit dem aus den Nuten 11 und 12 gebildeten Wellenleiter in "Kontakt" stehen.As the detailed view in FIG. 3 shows, the groove introduced in the spacer 7 is provided on the side facing the block 6 with nine coupling openings 13 in such a way that the cavity resonators 10 are in “contact” with the waveguide formed by the grooves 11 and 12 ,

Gemäß Anspruch 11 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer Elektronenröhre, die mit Mikrowellenstrahlung ein in einem magnetischen Käfig eingeschlossenes Elektronenplasma erhitzt. Gleichzeitig wird Mikrowellenstrahlung vom Plasma emittiert, die Rückschlüsse über die Plasmaeigenschaften ermöglicht. Um letztere leistungsgeringere Mikrowellenstrahlung messen zu können, wird die Messvorrichtung von der Heizstrahlung mit einem auf diese Frequenz eingestellten Notchfilter weitgehend abgeschirmt.According to claim 11, the device according to the invention consists of a Electron tube with a microwave radiation in a magnetic Enclosed electron plasma heated. At the same time Microwave radiation emitted by the plasma, the conclusions about the Plasma properties enabled. To the latter lower performance To be able to measure microwave radiation, the measuring device of the Radiant heat with a notch filter set to this frequency largely shielded.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen passiven Mischer, einen lokalen Oszillator und einen Detektor.According to an embodiment of the invention, the Measuring device a passive mixer, a local oscillator and one Detector.

Claims (13)

1. Notchfilter mit einem Wellenleiter (11, 12), mit einem daran angekoppelten Hohlraumresonator (10), mit einem im Volumen veränderbarem Hohlraum, mit einem Schritt- oder Servomotor (3), mit dem eine Veränderung des Hohlraumvolumens durchführbar ist.1. Notch filter with a waveguide ( 11 , 12 ), with a cavity resonator ( 10 ) coupled to it, with a cavity which can be changed in volume, with a stepping or servo motor ( 3 ) with which a change in the cavity volume can be carried out. 2. Notchfilter nach Anspruch 1, mit einem Kolben (9, 5), der die Veränderung des Hohlraums bewirkt.2. Notch filter according to claim 1, with a piston ( 9 , 5 ) which causes the change in the cavity. 3. Notchfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Ankopplungsöffnung (13), mit der der Hohlraumresonator (10) und der Wellenleiter (11, 12) für Mikrowellenstrahlung verbunden sind und die schlitzförmig ausgebildet ist.3. Notch filter according to one of the preceding claims, with a coupling opening ( 13 ) with which the cavity resonator ( 10 ) and the waveguide ( 11 , 12 ) for microwave radiation are connected and which is slit-shaped. 4. Notchfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aus Gold oder zumindest mit vergoldeten Oberflächen im Hohlraumresonator und/­ oder im Wellenleiter.4. Notch filter according to one of the preceding claims, made of gold or at least with gold-plated surfaces in the cavity resonator and / or in the waveguide. 5. Notchfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehr als 4 entlang des Wellenleiters angekoppelten Hohlraumresonatoren (10).5. Notch filter according to one of the preceding claims, with more than 4 coupled along the waveguide cavity resonators ( 10 ). 6. Notchfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit entlang nur einer Seite des Wellenleiters angekoppelten Hohlraumresonatoren (111).6. Notch filter according to one of the preceding claims, with coupled along only one side of the waveguide cavity resonators ( 111 ). 7. Notchfilter nach vorhergehendem Anspruch, mit Mitteln (4), die eine gleichzeitige und gleichmäßige Verstellung der Hohlraumvolumina der Hohlraumresonatoren bewirken. 7. Notch filter according to the preceding claim, with means ( 4 ) which bring about a simultaneous and uniform adjustment of the cavity volumes of the cavity resonators. 8. Notchfilter nach Anspruch 7, bei dem die Mittel zum gleichzeitigen Verstellen der Hohlraumvolumen aller Hohlraumresonatoren mit Mitteln zum Justieren der einzelnen Hohlraumvolumen versehen sind.8. Notch filter according to claim 7, wherein the means for simultaneous Adjusting the cavity volume of all cavity resonators using means are provided for adjusting the individual cavity volumes. 9. Notchfilter nach Anspruch 8, bei dem die Mittel zum Justieren der einzelnen Hohlraumvolumen aus in einer wirksamen Länge verstellbaren Kolbenstange bestehen.9. Notch filter according to claim 8, wherein the means for adjusting the individual cavity volume from an effective length adjustable Piston rod exist. 10. Notchfilter nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Kolbenstange mit Gewinde versehen ist, die in die Mittel zum Verstellen hineingeschraubt ist, dazu die Mittel zum Verstellen mit einer Durchbohrung und mit einem Innengewinde versehen sind, die Kolbenstange an ihrem freien Ende mit einem Schlitz oder Innensechskant versehen ist, die Kolbenstange durch eine Schraube gegen Verdrehung gesichert ist.10. Notch filter according to claim 8 or 9, wherein the piston rod with Thread is provided, which is screwed into the means for adjustment is the means for adjustment with a perforation and with a Internal threads are provided with the piston rod at its free end is provided with a slot or hexagon through the piston rod a screw is secured against rotation. 11. Vorrichtung, mit einer Elektronenröhre zum Erhitzen eines Elektronenplasmas mit einer Mikrowellenstrahlung von variabler Frequenz, mit einer Messvorrichtung für Mikrowellenstrahlung, mit einem Notchfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche.11. Device with an electron tube for heating a Electron plasma with a microwave radiation of variable Frequency, with a measuring device for microwave radiation, with a Notch filter according to one of the preceding claims. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei dem die Messvorrichtung für Mikrowellenstrahlung einen Mischer, einen Oszillator und einen Detektor umfaßt.12. The apparatus of claim 11, wherein the measuring device for Microwave radiation a mixer, an oscillator and a detector includes. 13. Verwendung des Notchfilters nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Filterung einer mit 60 dB auszublendenden Frequenz von über 50 GHz und einer Filterbreite von kleiner 1 GHz.13. Use of the notch filter according to one of the preceding Requirements for filtering a frequency of 60 dB to be masked out over 50 GHz and a filter width of less than 1 GHz.
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WO1998056062A1 (en) * 1997-06-06 1998-12-10 Allgon Ab Microwave resonator with dielectric tuning body resiliently secured to a movable rod by spring means

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