DE102004048274A1 - Filter element for filtering electromagnetic waves, especially bandpass filter or band blocking filter, has resonator held at distance from contacting structure in recess in circuit board by suitable attachment arrangement - Google Patents

Filter element for filtering electromagnetic waves, especially bandpass filter or band blocking filter, has resonator held at distance from contacting structure in recess in circuit board by suitable attachment arrangement Download PDF

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Abstract

The device has a cylindrical dielectric resonator (1) and one or more lines (2) carrying electromagnetic waves to and/or from the resonator, ending in a contacting structure (4) and forming part of a circuit board structure. The resonator is held by the circuit board at a distance from the contacting structure and in a recess in the circuit board by a suitable attachment arrangement. An independent claim is also included for an oscillator, especially for radar systems, LMDS distribution services or satellite receivers, with a filter element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement geeignet zur Filterung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Bandpassfilter oder Bandsperrfilter, auch ausgeführt als Reflektionsfilter oder dergleichen, umfassend einen dielektrischen, zylinderförmigen Resonator sowie eine oder mehrere Leitungen, welche elektromagnetische Wellen an den dielektrischen Resonator heran- bzw. abführen, wobei die Leitungen in einer geeigneten Ankontaktierungsstruktur enden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen aus einem derartigen Filterelement aufgebauten Oszillator.The The present invention relates to a filter element suitable for filtering electromagnetic waves, in particular bandpass filters or bandstop filters, also executed as a reflection filter or the like, comprising a dielectric, cylindrical Resonator and one or more lines, which electromagnetic Waves to the dielectric resonator zoom in and out, wherein the lines terminate in a suitable Ankontaktierungsstruktur. The present invention also relates to one of such Filter element constructed oscillator.

Handelsübliche Resonatoren, also schwingungsfähige Systeme, dessen einzelne Elemente auf eine gewünschte (Eigen-)Frequenz abgestimmt sind, so dass bei Anregung der Resonator mit dieser Frequenz ausschwingt, finden sowohl in der Niederfrequenztechnik als auch in der Hochfrequenztechnik vielfach Anwendung. Je nach Aufbau, Material und Form eignen sie sich beispielsweise als einfachstes (schmalbandiges) Filter, als frequenzbestimmendes Element eines Oszillators, für die Messung von Materialeigenschaften im HF-Feld oder als kurzzeitiger Speicher von elektromagnetischer Energie (eingesetzt in Teilchenbeschleunigern).Commercially available resonators, So vibratory Systems whose individual elements are tuned to a desired (eigen) frequency are such that when excited, the resonator settles at this frequency, find many in both the low-frequency technology and in high-frequency technology Application. Depending on the structure, material and shape, for example, they are suitable as the simplest (narrowband) filter, as a frequency-determining element an oscillator, for the measurement of material properties in the RF field or as a short-term memory of electromagnetic energy (used in particle accelerators).

Im Bereich der Hochfrequenztechnik finden je nach Anwendung Mikrostreifenleitungsresonatoren, Hohlraumresonatoren oder sog. dielektrische, d.h. zumeist aus einem keramischen Material ausgebildete, Resonatoren Verwendung. Letztere werden in zylinderförmiger Gestalt häufig als elektrische bzw. elektromagnetische Filter und damit auch als Filter zur Schwingungs erzeugung in Resonatorschaltkreisen eingesetzt. Die dabei erzielbaren Eigenschaften derartiger Filter und folglich auch der damit hergestellten Oszillatoren (so z.B. deren Leistungspegel und Rauscheigenschaften) sind jedoch entscheidend von der Ankopplung des dielektrischen Resonators an die Zu- bzw. Ableitungen abhängig.in the In the field of high-frequency technology, depending on the application microstrip line resonators, Cavity resonators or so-called dielectric, i. mostly from one Ceramic material formed resonators use. Latter become in cylindrical Shape often as electrical or electromagnetic filters and thus also as Filter used for vibration generation in resonator circuits. The achievable properties of such filters and consequently also the oscillators produced therewith (such as their power level and Noise characteristics), however, are crucial to the coupling of the dielectric resonator to the supply and discharge lines dependent.

Zylinderförmige dielektrische Resonatoren werden gegenwärtig vorwiegend mit einer ihrer plan ausgebildeten Stirnflächen in einem gewissen Abstand zur Oberseite einer Leiterplatte auf diese aufgebracht. Auf der Leiterplattenoberseite befinden sich eine oder mehrere Leitungen, welche elektromagnetische Wellen an den dielektrischen Resonator heran- bzw. abführen. Ein typischer Aufbau, welcher in Produkten wie z.B. Lokaloszillatoren und Filter für Radaranlagen, Satellitenempfänger, drahtlose Verteildienste für digitales Fernsehen wie local multipoint distribution services (LMDS) oder dergleichen vielfach Verwendung findet, ist in 8 skizziert.Cylindrical dielectric resonators are currently applied predominantly with one of their flat end surfaces formed at a certain distance from the top of a circuit board on this. On the top side of the circuit board, there are one or more lines, which supply electromagnetic waves to the dielectric resonator. A typical design widely used in products such as local oscillators and filters for radars, satellite receivers, wireless distribution services for digital television such as local multipoint distribution services (LMDS) or the like is disclosed in US Pat 8th outlined.

Der in 8 gezeigte Aufbau kann bei zunehmenden Betriebsfrequenzen, insbesondere im sog. K-Band, d.h. im Mikrowellenbereich von 18-26,5 GHz, zu erheblichen Problemen bei der Herstellung von Oszillatoren führen. Die von erster Leitung in die zweite Leitung übergekoppelte Energie reicht hier in den meisten Fällen nicht aus, um ein Anschwingen von Oszillatorschaltungen zu ermöglichen. Daher werden in den meisten praktischen Anwendungen mit solchen keramischen Resonatoren nur Oszillatoren mit Betriebsfrequenzen kleiner 18 GHz hergestellt.The in 8th shown construction can lead to significant problems in the production of oscillators with increasing operating frequencies, in particular in the so-called. K-band, ie in the microwave range of 18-26.5 GHz. The energy coupled over from the first line to the second line is in most cases not sufficient here to enable oscillation circuits to oscillate. Therefore, in most practical applications with such ceramic resonators, only oscillators with operating frequencies below 18 GHz are produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Resonatorschaltung für ein Filterelement zur Filterung elektromagnetischer Wellen bereitzustellen, welches die eingangs genannten Nachteile vermeidet. Diesbezüglich soll eine verbesserte Ankopplung der Leitung(en) an zylinderförmige, dielektrische Resonatoren, insbesondere für Oszillatoren, angegeben werden, vorzugsweise für Betriebsfrequenzen über 18 GHz.Of the Invention is based on the object, a resonator circuit for a filter element to provide for filtering electromagnetic waves, which avoids the disadvantages mentioned above. In this regard, should an improved coupling of the line (s) to cylindrical, dielectric Resonators, in particular for Oscillators, are specified, preferably for operating frequencies above 18 GHz.

Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement zur Filterung elektromagnetischer Wellen mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie durch einen Oszillator mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is by a filter element for filtering electromagnetic Shafts having the features according to claim 1 and by an oscillator with the features according to claim 14 solved. Advantageous training and further education, which individually or in combination can be used together are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung baut auf gattungsgemäßen Filterelementen zur Filterung elektromagnetischer Wellen, umfassend einen dielektrischen, zylinderförmigen Resonator sowie eine oder mehrere Leitungen, welche in einer Ankontaktierungsstruktur enden und elektromagnetische Wellen an den dielektrischen Resonator heran- bzw. abführen, zunächst dadurch auf, dass der Resonator zu den Leitungen variabel beabstandet angeordnet ist, wobei Beabstandungen sowohl in negativer als auch alternativ in positiver Längserstreckung (z-Achse) des Resonators denkbar sind.The Invention is based on generic filter elements for filtering electromagnetic waves, comprising a dielectric, cylindrical Resonator and one or more lines, which in a Ankontaktierungsstruktur and electromagnetic waves to the dielectric resonator move up or down, first in that the resonator is variably spaced from the lines is arranged, with spacings in both negative and alternatively in positive longitudinal extent (Z-axis) of the resonator are conceivable.

Im erst genannten Fall – also einer Beabstandung in negativer Längserstreckung des Resonators – sind die Leitungen nebst ihrer Ankontaktierung vorzugsweise Teil einer Leiterplatte; welche den Resonator haltert; wobei erfindungsgemäß in der Leiterplatte eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher der Resonator mittels eines geeigneten Befestigungsmittels angeordnet ist.in the first mentioned case - so a spacing in the negative longitudinal extension of the resonator - are the Lines together with their Ankontaktierung preferably part of a printed circuit board; which holds the resonator; according to the invention in the Printed circuit board is provided a recess in which the resonator is arranged by means of a suitable fastening means.

Im alternativ genannten Fall – also einer Beabstandung in positiver Längserstreckung des Resonators – ist in der näheren Umgebung zur Ankontaktierungsstruktur ein beliebiger Gegenstand oder auch einer Vorrichtung angeordnet, beispielsweise eine Haltefläche, eine Abdeckung oder dergleichen mehr; welche den Resonator haltert; wobei erfindungsgemäß in der Haltefläche bzw. Abdeckung etc. eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher der Resonator mittels eines geeigneten Befestigungsmittels angeordnet ist.In the alternative case - ie a spacing in the positive longitudinal extension of the resonator - is in the vicinity of the Ankontaktierungsstruktur any object or even a device arranged, for example, a holding surface, a cover or the like; which holds the resonator; wherein according to the invention in the holding surface or cover, etc., a recess is provided, in which the resonator is arranged by means of a suitable fastening means.

Durch die erfindungsgemäß variabel beabstandete Ankontaktierung des Resonators wird die transmittierbare Signalleistung im Vergleich zu bisherigen Strukturen, z.B. gemäß 8, in vorteilhafter Weise wesentlich erhöht. Damit kann ein sicheres Anschwingen und ein stabiler Betrieb eines Oszillators, welcher mit einem derartigen Filterelement hergestellt ist, bei praktischen Betriebsbedingungen, insbesondere über einen großen Temperaturbereich, erreicht werden.Due to the variably spaced Ankontaktierung the resonator according to the invention the transmittable signal power compared to previous structures, eg according to 8th , advantageously increased substantially. Thus, secure oscillation and stable operation of an oscillator manufactured with such a filter element can be achieved under practical operating conditions, particularly over a wide temperature range.

Darüber hinaus kann eine Haltefläche bzw. Abdeckung etc. mit einer den Resonator stirnseitig halternden Ausnehmung auch dann vorgesehen sein, wenn kumulativ dazu der Resonator teilweise in einer Ausnehmung der Leiterplatte „versenkt" ist – also zu den in einer Ankontaktierungsstruktur endenden Leitungen in negativer Längserstreckung beabstandet angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau erleichtert einerseits die Montage von Leiterplatte und Abdeckung etc. und führt vorteilhaft zu sog. baukleinsten Einheiten, wie sie insb. in der Automobilindustrie stets von Interesse sind.Furthermore can be a holding surface or cover etc. with the resonator frontally halternden Recess may also be provided if cumulatively to the resonator partially "recessed" in a recess of the circuit board - ie to those in a Ankontaktierungsstruktur Ending lines spaced in negative longitudinal extent is arranged. Such a structure facilitates the one hand Assembly of circuit board and cover etc. and leads to advantage to so-called. Smallest building units, as they esp. In the automotive industry always are of interest.

Vorzugsweise ist die Ausnehmung in der Leiterplatte bzw. in der zuvor bereits erwähnten Vorrichtung (Flächenbauteil, Abdeckung, etc.) dergestalt dimensioniert, dass eine selbst zentrierende Bestückung bzw. Montage des Resonators ermöglicht ist, beispielsweise wenigstens eintrittsseitig leicht konisch ausgebildet oder mit einer Abkantung bzw. Fase versehen.Preferably is the recess in the circuit board or in the previously already mentioned Device (surface component, Cover, etc.) dimensioned such that a self-centering assembly or mounting the resonator allows is, for example, slightly conical at least on the inlet side or provided with a chamfer or chamfer.

Bevorzugt wird ein Kleber oder Silicon oder dergleichen als Befestigungsmittel für den Resonator verwendet.Prefers becomes an adhesive or silicone or the like as a fastener for the Resonator used.

Vorzugsweise endet jede Leitung jeweils in einer separat ausgebildeten Ankontaktierungsstruktur. Alternativ hierzu können zwei oder mehr Leitungen auch in einer gemeinsam ausgebildeten Ankontaktierungsstruktur enden.Preferably each line terminates in a separately formed Ankontaktierungsstruktur. Alternatively, you can two or more lines also in a jointly formed Ankontaktierungsstruktur end up.

Die Ankontaktierungsstruktur kann vorzugsweise wenigstens abschnittsweise sichelförmig ausgebildet sein, womit in vorteilhafter Weise eine gewisse gewünschte Filtercharakteristik erreicht werden kann. Wie eingangs bereits erwähnt ist für den Betrieb derartiger Filterelemente bzw. damit aufgebauter Oszillatoren entscheidend, dass eine ausreichende Signalleistung von der bzw. den Leitungen abgegeben oder transmittiert wird.The Ankontaktierungsstruktur may preferably at least in sections sickle-shaped be formed, which advantageously a certain desired filter characteristics can be achieved. As already mentioned for the operation of such filter elements and thus built-up oscillators crucial that sufficient Signal output from the or the lines issued or transmitted becomes.

Alternativ hierzu kann die Ankontaktierungsstruktur vorzugsweise als Kreisring von 360° oder – wiederum alternativ – als Kreisbogensegment mit einem variablen Öffnungswinkel kleiner 360° ausgebildet sein. Insbesondere im zuletzt genannten Fall lässt sich über eine geschickte Auswahl des Öffnungswinkels α in vorteilhafter Weise der Kopplungswirkungsgrad zwischen der bzw. den Leitungen und dem Resonator anpassen sowie unerwünschtes Phasenrauschen minimieren. So haben sich beispielsweise bei zwei Leitungen Ankontaktierungsstrukturen mit einem Öffnungswinkel α von etwa 160° bewährt, bei drei Leitungen Ankontaktierungsstrukturen mit einem Öffnungswinkel von etwa 110° und bei vier Leitungen Ankontaktierungsstrukturen mit einem Öffnungswinkel von z.B. etwa 75°; wobei es sich bei den vorstehenden Winkelangaben nur um Beispiele möglicher Ausgestaltungen handelt.alternative For this purpose, the Ankontaktierungsstruktur preferably as a circular ring from 360 ° or - again alternatively - as Arc segment formed with a variable opening angle less than 360 ° be. Especially in the latter case can be about a skilful selection the opening angle α in an advantageous Way the coupling efficiency between the or the lines and resonator, and minimize unwanted phase noise. For example, contact lines have two contact lines with an opening angle α of about 160 ° proven, at three lines Ankontaktierungsstrukturen with an opening angle from about 110 ° and with four lines Ankontaktierungsstrukturen with an opening angle from e.g. about 75 °; which are only examples of the above angle specifications Embodiments acts.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ankontaktierungsstruktur größere Abmaße als der zylinderförmige Resonator auf. Zwecks Baugrößenminimierung und/oder Effizienzsteigerung der Überkopplung kann – alternativ hierzu und soweit der Resonator an der Haltefläche bzw. der Abdeckung etc. angeordnet ist – die Ankontaktierungsstruktur auch kleinere Abmaße als der zylinderförmige Resonator aufweisen.In a development of the invention has the Ankontaktierungsstruktur larger dimensions than the cylindrical Resonator on. For size minimization and / or increasing the efficiency of the overcoupling can - alternatively for this purpose and as far as the resonator on the holding surface or the cover, etc. is arranged - the Ankontaktierungsstruktur also smaller dimensions than the cylindrical resonator exhibit.

Zweckmäßiger Weise ist der Resonator im Wesentlichen zentriert bzw. mittig zur Ankontaktierungsstruktur ausgerichtet, wobei bei Ankontaktierungen gemäß vorliegender Erfindung in vorteilhafter Weise gröbere Abweichtoleranzen bei dessen Positionierung erlauben, als dies bei herkömmlichen Schaltungen der Fall ist, wo schon verhältnismäßig geringe Abweichungen zur Funktionsuntüchtigkeit der Resonatorschaltung und damit zum Ausschuss führen können.Appropriate way the resonator is substantially centered or centered to Ankontaktierungsstruktur aligned, wherein at Ankontaktierungen according to the present invention in advantageously coarser Allow for deviation tolerances in its positioning, as with conventional circuits the case is where already relatively small Deviations from the inoperability of the Resonator circuit and thus can lead to rejects.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für dielektrische, zylinderförmige Resonatoren eines Filterelements mit Betriebsfrequenzen größer 18 GHz. Sie besteht weiterhin in einem Oszillator, insbesondere für Radaranlagen, LMDS-Verteildienste, Satellitenempfänger oder dergleichen mehr, umfassend ein zuvor beschriebenes Filterelement zur Filterung elektromagnetischer Wellen. Auf diese Weise kommen die Vorteile der Erfindung auch im Rahmen eines Gesamtsystems zur Geltung.The The present invention is particularly suitable for dielectric cylindrical resonators a filter element with operating frequencies greater than 18 GHz. It persists in an oscillator, in particular for radar installations, LMDS distribution services, satellite receivers or The like, comprising a previously described filter element for filtering electromagnetic waves. Come this way the advantages of the invention also in the context of an overall system for Validity.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings preferred embodiments exemplified.

Darin zeigen schematisch:In this show schematically:

1 in einer Draufsicht einen ersten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator, an welchem eine Leitung herangeführt ist, an deren Ende eine sichelförmige Ankontaktierungsstruktur ausgebildet ist; 1 in a plan view a first up construction of a filter element comprising a cylindrical resonator, to which a line is led, at the end of which a crescent-shaped contacting structure is formed;

2 in einer Draufsicht einen zweiten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator, an welchem eine Leitung herangeführt ist, an deren Ende eine kreisringförmige Ankontaktierungsstruktur ausgebildet ist; 2 in a plan view of a second structure of a filter element comprising a cylindrical resonator, to which a line is introduced, at the end of an annular Ankontaktierungsstruktur is formed;

3 in einer Draufsicht einen dritten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator, an welchem zwei Leitungen herangeführt sind, an deren Ende jeweils eine separate sichelförmige Ankontaktierungsstruktur ausgebildet ist; 3 in a plan view of a third structure of a filter element comprising a cylindrical resonator, to which two lines are introduced, at the end of each a separate crescent Ankontaktierungsstruktur is formed;

4 in einer Draufsicht einen vierten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator, an welchem zwei Leitungen herangeführt sind, welche in einer gemeinsamen sichelförmigen Ankontaktierungsstruktur enden; 4 in a plan view of a fourth structure of a filter element comprising a cylindrical resonator, to which two lines are brought, which terminate in a common crescent Ankontaktierungsstruktur;

5 in einer Seitenansicht den Aufbau eines Filterelements nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem erfindungsgemäß zur Ankontaktie rungsstruktur in positiver z-Achse variabel beabstandeten, an einer Abdeckung angeordneten Resonator; 5 in a side view of the structure of a filter element according to one of the previous 1 to 4 or 8th with an inventively to Ankontaktie approximately structure in the positive z-axis variably spaced, arranged on a cover resonator;

6 in einer Seitenansicht den Aufbau eines Oszillators nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem herkömmlicherweise auf der Ankontaktierungsstruktur angeordneten Resonator; 6 in a side view the structure of an oscillator according to one of the previous 1 to 4 or 8th with a resonator conventionally arranged on the Ankontaktierungsstruktur;

7 in einer Seitenansicht den Aufbau eines Filterelements nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem erfindungsgemäß zur Ankontaktierungsstruktur in negativer z-Achse variabel beabstandeten, in einer Ausnehmung der Leiterplatte angeordneten Resonator; und 7 in a side view of the structure of a filter element according to one of the previous 1 to 4 or 8th with a resonator, which is variably spaced according to the invention for the contacting structure in a negative z-axis, arranged in a recess of the printed circuit board; and

8 in einer Draufsicht einen herkömmlichen Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator, an welchem zwei Zuleitungen herangeführt sind. 8th in a plan view of a conventional construction of a filter element comprising a cylindrical resonator, to which two leads are introduced.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.at the following description of the preferred embodiments In the present invention, like reference characters designate like or comparable components.

1 zeigt in einer Draufsicht einen ersten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen, dielektrischen Resonator 1, an welchem eine Zuleitung 2 herangeführt ist, an deren Ende eine sichelförmige Ankontaktierungsstruktur 4 ausgebildet ist. Die sichelförmige Ankontaktierungsstruktur 4 besteht aus einem Kreisbogensegment mit einem variablen Öffnungswinkel α, an welchem eine gewöhnliche Leitung 2 angeschlossen ist. Der Öffnungswinkel α beträgt für das in 1 shows in a plan view a first structure of a filter element comprising a cylindrical dielectric resonator 1 on which a supply line 2 is introduced, at the end of a crescent Ankontaktierungsstruktur 4 is trained. The crescent Ankontaktierungsstruktur 4 consists of a circular arc segment with a variable opening angle α, at which a common line 2 connected. The opening angle α is for the in

1 gezeigte Beispiel etwa 160°. Die Breite der Leitung 2 und der sichelförmigen Ankontaktierungsstruktur 4 kann an die entsprechenden Verhältnisses angepasst werden und ist als variierbar zu betrachten. Insbesondere können eine (vgl. 4), zwei (vgl. 3) oder mehrere (nicht dargestellt) Ankontaktierungen 4, 4a, 4b an den dielektrischen, keramischen Resonator 1 angebracht werden. Hierzu brauchen lediglich die Öffnungswinkel α der einzelnen Ankontaktierungsstrukturen entsprechend angepasst werden. 1 example shown about 160 °. The width of the pipe 2 and the crescent Ankontaktierungsstruktur 4 can be adapted to the appropriate ratio and is considered variable. In particular, a (cf. 4 ), two (cf. 3 ) or several (not shown) Ankontaktierungen 4 . 4a . 4b to the dielectric, ceramic resonator 1 be attached. For this purpose, only the opening angle α of the individual Ankontaktierungsstrukturen need to be adjusted accordingly.

Die sichelförmige Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b kann – insb. bei der in 5 dargestellten Anordnung des Resonators zur Ankontaktierungsstruktur – auch Abmaße annehmen, welche kleiner sind als die Abmaße des zylinderförmigen Resonators 1. In diesem Fall überdeckt der zylinderförmige Resonator 1 die metallischen Ankontaktierungsstrukturen 4, 4a, 4b wenigstens teilweise.The crescent Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b can - especially at the in 5 illustrated arrangement of the resonator for Ankontaktierungsstruktur - also accept dimensions which are smaller than the dimensions of the cylindrical resonator 1 , In this case, the cylindrical resonator covers 1 the metallic Ankontaktierungsstrukturen 4 . 4a . 4b at least partially.

2 zeigt in einer Draufsicht einen zweiten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator 1, an welchem eine Leitung 2 herangeführt ist, an deren Ende eine kreisringförmige Ankontaktierungsstruktur 4 ausgebildet ist. 2 shows in a plan view a second construction of a filter element comprising a cylindrical resonator 1 on which a line 2 is introduced, at the end of a circular Ankontaktierungsstruktur 4 is trained.

3 zeigt in einer Draufsicht einen dritten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator 1, an welchem zwei Leitungen 2, 3 herangeführt sind, an deren Enden jeweils eine separate sichelförmige Ankontaktierungsstruktur 4a, 4b ausgebildet ist, wobei beide Ankontaktierungsstrukturen 4a, 4b voneinander galvanisch getrennt sind. Derartige Ankontaktierungsstrukturen eignen sich insb. bei Rückkoppelschaltungen für die Herstellung von Oszillatoren: bei diesen Schaltungen wird der zylinderförmige Resonator 1 als schmalbandiger Bandpass verwendet, welcher beispielsweise in einem definierten Modi nur für eine bestimmte Frequenz durchlässig ist, weshalb man diesbezüglich auch von einem mehrmodigen Bandpassfilter spricht, weil z.B. der Grundmodus oder Moden höherer Ordnung verwendet werden können. Der Resonator 1 wird dazu, wie in 3 gezeigt, mit zwei Leitungen 2, 3 ankontaktiert. Entscheidend für den Oszillatorbetrieb ist, dass eine ausreichende Signalleistung von der ersten Leitung 2 an die zweite Leitung 3 abgegeben oder transmittiert wird. Dies wird durch die sichelförmigen Ankontaktierungsstrukturen 4a, 4b gewährleistet. 3 shows in a plan view a third construction of a filter element comprising a cylindrical resonator 1 on which two lines 2 . 3 are introduced, at the ends in each case a separate crescent Ankontaktierungsstruktur 4a . 4b is formed, wherein both Ankontaktierungsstrukturen 4a . 4b are galvanically isolated from each other. Such Ankontaktierungsstrukturen are esp. In feedback circuits for the production of oscillators: in these circuits, the cylindrical resonator 1 used as a narrow-band bandpass, which is permeable, for example, in a defined modes only for a certain frequency, which is why one speaks in this regard of a multi-mode bandpass filter, because, for example, the basic mode or higher-order modes can be used. The resonator 1 becomes like in 3 shown with two wires 2 . 3 ankontaktiert. Decisive for the oscillator operation is that sufficient signal power from the first line 2 to the second line 3 submitted or transmitted. This is due to the crescent-shaped Ankontaktierungsstrukturen 4a . 4b guaranteed.

4 zeigt in einer Draufsicht einen vierten Aufbau eines Filterelements umfassend einen zylinderförmigen Resonator 1, an welchem zwei Leitungen 2, 3 herangeführt sind, welche in einer gemeinsamen sichelförmigen Ankontaktierungsstruktur 4 enden. Derartige Aufbauten, wo sich die Zuleitungen 2, 3 eine sichelförmige Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b teilen, eignen sich insbesondere als Bandsperrfilter. 4 shows in a plan view a fourth structure of a filter element comprising a cylindrical resonator 1 on which two lines gene 2 . 3 are introduced, which in a common crescent Ankontaktierungsstruktur 4 end up. Such structures, where the leads 2 . 3 a crescent Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b divide, are particularly suitable as a band rejection filter.

5 zeigt in einer Seitenansicht den Aufbau eines Filterelements nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem erfindungsgemäß zur Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b in positiver Richtung der z-Achse variabel beabstandeten, beispielsweise an einer Abdeckung 5 angeordneten Resonator 1. 5 shows in a side view the structure of a filter element according to one of the preceding 1 to 4 or 8th with an inventively to Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b in the positive direction of the z-axis variably spaced, for example on a cover 5 arranged resonator 1 ,

6 zeigt in einer Seitenansicht den Aufbau eines Filterelements nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem herkömmlicherweise auf der Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b angeordneten, insbesondere aufgeklebten, Resonators 1. 6 shows in a side view the structure of a filter element according to one of the preceding 1 to 4 or 8th with a conventionally on the Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b arranged, in particular glued, resonator 1 ,

7 schließlich zeigt in einer Seitenansicht den Aufbau eines Filterelements nach einem der vorherigen 1 bis 4 oder 8 mit einem erfindungsgemäß zur Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b in negativer Richtung der z-Achse variabel beabstandeten, in einer Ausnehmung 8 der Leiterplatte 6 angeordneten Resonator 1. 7 Finally, in a side view shows the structure of a filter element according to one of the previous 1 to 4 or 8th with an inventively to Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b in the negative direction of the z-axis variably spaced, in a recess 8th the circuit board 6 arranged resonator 1 ,

Die Höhe des zylinderförmigen keramischen Resonators 1, welcher übrigens mitunter auch als Pille bezeichnet wird, über der Oberfläche einer Leiterplatte 6 muss erfindungsgemäß also nicht festgesetzt werden, sie ist variabel. Damit kann das elektrische bzw. elektromagnetische Verhalten des Aufbaus zusätzlich abgestimmt werden.The height of the cylindrical ceramic resonator 1 , which incidentally is sometimes referred to as a pill, over the surface of a circuit board 6 Therefore, according to the invention, it does not have to be stipulated; it is variable. Thus, the electrical or electromagnetic behavior of the structure can be additionally tuned.

Die mechanische Befestigung des zylinderförmigen Resonators 1 kann dabei mit Hilfe eines geeigneten Befestigungsmaterials, insbesondere eines Klebers 7 oder dergleichen, auf einem beliebigen Gegenstand 5, welcher beispielsweise eine einfache Haltefläche sein kann, die sich in der näheren Umgebung zur Oberfläche der Leiterplatte 6 befindet, angebracht werden (vgl. 5). Vorteilhafter Weise ist der Gegenstand 5 eine Abdeckung, wie sie bei der Ausgestaltung von Oszillatorschaltungen oder elektrischen bzw. elektromagnetischen Filtern in fast allen praktischen Fällen oberhalb der Pille (d.h. in positiver z-Richtung) auszubilden ist. Diese Abdeckung kann beispielsweise aus Metall oder absorptiven Materialien, wie z.B. Kunststoff, ausgebildet werden.The mechanical attachment of the cylindrical resonator 1 can with the help of a suitable fastening material, in particular an adhesive 7 or the like, on any object 5 which may be, for example, a simple holding surface located in the vicinity of the surface of the circuit board 6 is attached (cf. 5 ). Advantageously, the object is 5 a cover, as in the design of oscillator circuits or electrical or electromagnetic filters in almost all practical cases above the pill (ie in the positive z-direction) is to be formed. This cover can for example be made of metal or absorptive materials, such as plastic.

Alternativ – oder ggf. kumulativ (nicht dargestellt) – hierzu kann der zylinderförmige keramische Resonator 1 erfindungsgemäß sogar im negativen Wertebereich zur Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b angeordnet werden, insbesondere – wie in 7 gezeigt – wenn in der Leiterplatte 6 eine Ausnehmung 8 für den Resonator 1 ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft dabei sind Ausgestaltungen von Ausnehmungen 8, welche eine Art selbstzentrierende Montage des Resonators 1 zur Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b erlauben. Lediglich ergänzend sei wiederum erwähnt, dass bei der Ausgestaltung von Oszillatorschaltungen eine Abdeckung (nicht dargestellt) oberhalb der Pille (d.h. in positiver z-Richtung) derartiger Filterelemente auszubilden ist.Alternatively - or possibly cumulatively (not shown) - this can be the cylindrical ceramic resonator 1 according to the invention even in the negative value range to Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b be arranged, in particular - as in 7 shown - if in the circuit board 6 a recess 8th for the resonator 1 is trained. Particularly advantageous in this case are embodiments of recesses 8th , which is a kind of self-centering assembly of the resonator 1 to Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b allow. Merely in addition, it should be mentioned again that in the embodiment of oscillator circuits, a cover (not shown) is to be formed above the pill (ie in the positive z-direction) of such filter elements.

Die Erfindung beinhaltet die variabel beabstandete Anordnung eines Resonators 1 zu einer Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b, welche eine, zwei oder mehr Zu- bzw. Ableitungen 2, 3 umfasst. Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich in vorteilhafter Weise die transmittierte Signalleistung im Vergleich zu konventionellen Ankopplungsstrukturen (vgl. noch einmal den in 8 dargestellten Bandpassfilter) wesentlich erhöhen. Damit kann ein sicheres Anschwingen und ein stabiler Betrieb eines mit dieser Filterstruktur aufgebauten Oszillators bei praktischen Betriebsbedingungen (z.B. über einen großen Temperaturbereich) erreicht werden.The invention includes the variably spaced arrangement of a resonator 1 to a Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b which one, two or more inlets and outlets 2 . 3 includes. With the present invention, the transmitted signal power can advantageously be compared with conventional coupling structures (cf. 8th shown bandpass filter) increase significantly. Thus, a secure oscillation and a stable operation of an oscillator constructed with this filter structure can be achieved under practical operating conditions (eg over a wide temperature range).

Die Positioniergenauigkeit des zylinderförmigen Resonators 1 ist sehr gering. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Fertigung, bei welcher der Resonator 1 nur in die vorzugsweise selbstzentrierende Mitte wenigstens einer von der Ankontaktierungsstruktur 4, 4a, 4b umgebenen Ausnehmung 8 geklebt werden muss.The positioning accuracy of the cylindrical resonator 1 is very low. This allows a simple and cost-effective production, in which the resonator 1 only in the preferably self-centering center at least one of the Ankontaktierungsstruktur 4 . 4a . 4b surrounded recess 8th must be glued.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Filterelements mit einem zylinderförmigen, dielektrischen Resonator 1 beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf diese Art Resonatoren beschränkt. Insbesondere können jedwede Art rotationssymmetrischer Resonatoren – gleich ob massiv ("disk-type") oder als Hohl- bzw. Teilhohlkörper ("cylinder-type") ausgebildet – Gegenstand erfindungsgemäßer Ankontaktierungen sein.The present invention was based on a filter element with a cylindrical, dielectric resonator 1 described. However, it is not limited to this type of resonators. In particular, any type of rotationally symmetric resonators, regardless of whether they are solid ("disk-type") or hollow or hollow body parts ("cylinder-type"), can be the object of contacting according to the invention.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Oszillatorschaltungen mit Betriebsfrequenzen größer 18 GHz, wie sie typischerweise in Außenraumsystemen eines Kraftfahrzeuges wie Lane Departure Warning (LDW), Blind Spot Detection (BSD) oder Rear View Detection etc. zunehmend Verwendung finden.The The present invention is particularly suitable for use in oscillator circuits with operating frequencies greater than 18 GHz, as they typically are in outdoor spaces of a motor vehicle such as Lane Departure Warning (LDW), Blind Spot Detection (BSD) or Rear View Detection etc. are increasingly used Find.

Claims (14)

Filterelement geeignet zur Filterung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Bandpassfilter oder Bandsperrfilter, auch ausgeführt als Reflektionsfilter oder dergleichen; umfassend – einen dielektrischen, zylinderförmigen Resonator (1); sowie – eine oder mehrere Leitungen (2, 3), welche elektromagnetische Wellen an den dielektrischen Resonator (1) heran- bzw. abführen; – wobei die Leitungen (2, 3) in einer Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) enden; dadurch gekennzeichnet, – dass die Leitungen (2; 3) nebst ihrer Ankontaktierung (4, 4a, 4b) Teil einer Leiterplattenstruktur sind; – dass der Resonator (1) durch die Leiterplatte (6) gehaltert ist; und – dass der Resonator (1) zur Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) beabstandet angeordnet ist; – wobei in der Leiterplatte (6) eine Ausnehmung (8) vorgesehen ist, in welcher der Resonator (1) mittels eines geeigneten Befestigungsmittels (7) angeordnet ist.Filter element suitable for filtering electromagnetic waves, in particular band-pass filter or band-stop filter, also designed as a reflection filter or the like; comprising - a dielectric, cylindrical resonator ( 1 ); and - one or more lines ( 2 . 3 ), which electromagnetic waves to the dielectric resonator ( 1 ) move; - where the lines ( 2 . 3 ) in a contacting structure ( 4 . 4a . 4b ) end up; characterized in that - the lines ( 2 ; 3 ) together with its Ankontaktierung ( 4 . 4a . 4b ) Are part of a printed circuit board structure; - that the resonator ( 1 ) through the printed circuit board ( 6 ) is held; and that the resonator ( 1 ) to Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) is arranged at a distance; - wherein in the circuit board ( 6 ) a recess ( 8th ) is provided, in which the resonator ( 1 ) by means of a suitable fastening means ( 7 ) is arranged. Filterelement, ggf. nach Anspruch 1, geeignet zur Filterung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Bandpassfilter oder Bandsperrfilter, auch ausgeführt als Reflektionsfilter oder dergleichen; umfassend – einen dielektrischen, zylinderförmigen Resonator (1) ; sowie – eine oder mehrere Leitungen (2, 3), welche elektromagnetische Wellen an den dielektrischen Resonator (1) heran- bzw. abführen; – wobei die Leitungen (2, 3) in einer Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) enden; dadurch gekennzeichnet, – dass in der näheren Umgebung zur Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) eine Haltefläche oder eine Abdeckung (5) vorgesehen ist; – dass der Resonator (1) durch die Haltefläche bzw. Abdeckung (5) gehaltert ist; und – dass der Resonator (1) zur Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) variabel beabstandet angeordnet ist; – wobei in der Haltefläche bzw. der Abdeckung (5) eine Ausnehmung (8) vorgesehen ist, in welcher der Resonator (1) mittels eines geeigneten Befestigungsmittels (7) angeordnet ist.Filter element, possibly according to claim 1, suitable for filtering electromagnetic waves, in particular bandpass filter or band-stop filter, also designed as a reflection filter or the like; comprising - a dielectric, cylindrical resonator ( 1 ); and - one or more lines ( 2 . 3 ), which electromagnetic waves to the dielectric resonator ( 1 ) move; - where the lines ( 2 . 3 ) in a contacting structure ( 4 . 4a . 4b ) end up; characterized in that - in the vicinity of the Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) a holding surface or a cover ( 5 ) is provided; - that the resonator ( 1 ) by the holding surface or cover ( 5 ) is held; and that the resonator ( 1 ) to Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) is arranged variably spaced; - wherein in the holding surface or the cover ( 5 ) a recess ( 8th ) is provided, in which the resonator ( 1 ) by means of a suitable fastening means ( 7 ) is arranged. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) dergestalt dimensioniert ist, dass eine selbstzentrierende Bestückung bzw. Montage des Resonators (1) ermöglicht ist.Filter element according to claim 1 or 2, characterized in that the recess ( 8th ) is dimensioned such that a self-centering assembly of the resonator (or 1 ) is possible. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (7) für den Resonator (1) ein Kleber oder Silicon verwendet wird.Filter element according to one of claims 1 to 3, characterized in that as fastening means ( 7 ) for the resonator ( 1 ) an adhesive or silicone is used. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leitung (2, 3) jeweils in einer separat ausgebildeten Ankontaktierungsstruktur (4a, 4b) endet.Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that each line ( 2 . 3 ) each in a separately formed Ankontaktierungsstruktur ( 4a . 4b ) ends. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Leitungen (2, 3) in einer gemeinsam ausgebildeten Ankontaktierungsstruktur (4) enden.Filter element according to one of claims 1 to 4, characterized in that two or more lines ( 2 . 3 ) in a jointly formed Ankontaktierungsstruktur ( 4 ) end up. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) wenigstens abschnittsweise sichelförmig ausgebildet ist.Filter element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) is at least partially sickle-shaped. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankontaktierungsstruktur (4) als Kreisring ausgebildet ist.Filter element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Ankontaktierungsstruktur ( 4 ) is designed as a circular ring. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) als Kreisbogensegment mit einem variablen Öffnungswinkel (α) kleiner 360° ausgebildet ist; bei zwei Leitungen insbesondere etwa 160° beträgt; bei drei Zuleitungen insbesondere etwa 110°; bei vier Leitungen insbesondere etwa 75° beträgt.Filter element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) is formed as a circular arc segment with a variable opening angle (α) less than 360 °; in particular, about 160 ° in two lines; in particular about 110 ° for three supply lines; in particular, about 75 ° in four lines. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) größere Abmaße als der zylinderförmige Resonator (1) aufweist.Filter element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) larger dimensions than the cylindrical resonator ( 1 ) having. Filterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) kleinere Abmaße als der zylinderförmige Resonator (1) aufweist.Filter element according to one of claims 2 to 9, characterized in that the Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) smaller dimensions than the cylindrical resonator ( 1 ) having. Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator (1) zur Ankontaktierungsstruktur (4, 4a, 4b) im Wesentlichen zentriert ausgerichtet ist.Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the resonator ( 1 ) to Ankontaktierungsstruktur ( 4 . 4a . 4b ) is aligned substantially centered. Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator (1) eine Betriebsfrequenz größer 18 GHz aufweist.Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the resonator ( 1 ) has an operating frequency greater than 18 GHz. Oszillator, insbesondere für Radaranlagen, LMDS-Verteildienste oder Satellitenempfänger, umfassend ein Filterelement zur Filterung elektromagnetischer Wellen nach einem der vorherigen Ansprüche.Oscillator, in particular for radar installations, LMDS distribution services or satellite receiver, comprising a filter element for filtering electromagnetic waves according to one of the preceding claims.
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