DE102004056256A1

DE102004056256A1 - Grundkörper für einen YIG-Filter mit Wirbelstromunterdrückung

Info

Publication number: DE102004056256A1
Application number: DE102004056256A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Aigle; Claus Tremmel
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-05-24
Also published as: US7504912B2; US20080048805A1; JP2008521298A; EP1812987A1; EP1812987B1; WO2006056303A1; DE502005003780D1; JP4555343B2

Abstract

Ein Grundkörper (2) für einen YIG-Bandpaßfilter (1) ist aus einem nichtmagnetischen Metall ausgebildet und umfaßt Filterkammern (3), die in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (10) angeordnet sind. In dem Grundkörper (2) sind Ausnehmungen (7, 9) und/oder radiale Schlitze (8) zur Wirbelstromunterdrückung ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für einen YIG-Bandpaßfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

YIG-Bandpaßfilter verfügen über zumindest ein YIG-Element, welches vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und aus einem Yttrium-Eisen-Granat (Yttrium-Iron-Garnet YIG) hergestellt ist. Die Resonatorwirkung wird mittels Kopplungsleitungen vermittelt.

Ein YIG-Bandpaßfilter ist beispielsweise aus der Druckschrift US 5,294,899 bekannt. Der durchstimmbare YIG-Bandpaßfilter weist dabei einen festen Magnetpol, einen von diesem beabstandeten drehbaren Magnetpol, einen Elektromagneten zur Veränderung des Magnetfeldes zwischen den Polen und mehrere Resonatoren (YIG-Elemente) auf, die untereinander gekoppelt und in dem Magnetfeld zwischen den Polen angeordnet sind. Die Anzahl der ferrimagnetischen Resonatoren beträgt drei oder mehr mit je einem Eingangs- und Ausgangsresonator und zumindest einem dazwischenliegenden Resonator. Der drehbare Magnetpol wird so gedreht, daß die Resonatoren durch das Magnetfeld zwischen den beiden Magnetpolen auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt werden.

Nachteilig an dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten YIG-Bandpaßfilter ist insbesondere, daß in dem einstückigen Grundkörper des YIG-Bandpaßfilters durch das z.B. für Spektrumanalysatoren erforderliche schnelle Verstimmen des frequenzbestimmenden magnetischen Feldes Wirbelströme induziert werden, welche die Abstimmgeschwindigkeit begrenzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen Grundkörper für einen YIG-Filter zu schaffen, der die Induktion der durch das Abstimmen induzierten Wirbelströme in dem Grundkörper reduziert.

Die Aufgabe wird bezüglich des Grundkörpers durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundkörpers sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters.
Die 1 zeigt in einer schematischen Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines YIG-Bandpaßfilters 1, der einen Grundkörper 2 und im Ausführungsbeispiel vier in dem Grundkörper 2 ausgebildete Filterkammern 3 mit ebenso vielen YIG-Elementen 10 aufweist.
Die Filterkammern 3 sind durch Schlitze 4 miteinander verbunden, in welche der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Kopplungsleitungen eingelegt werden, die die Resonatorwirkung zwischen den Resonatoren 10 vermitteln. Die Anzahl der Filterkammern 3 ist dabei nicht auf vier beschränkt, sondern kann auch weniger oder mehr betragen.
Der YIG-Bandpaßfilter 1 umfaßt weitere Komponenten, welche unabhängig von den erfindungsgemäßen Maßnahmen sind und daher nur übersichtsweise dargestellt sind. Je eine Ein- und Auskoppelungsleitung 5 sind im Ausführungsbeispiel einander gegenüberliegend in dem Grundkörper 2 angeordnet. Stellvorrichtungen 6 für die YIG-Elemente 10, die eine korrekte Positionierung der im Ausführungsbeispiel vier YIG-Elemente 10 relativ zu den Kopplungsleitungen ermöglichen, sind in entsprechender Anzahl vorhanden. Die YIG-Elemente 10 sind auf Haltern 11 montiert, welche durch die Stellvorrichtungen 6 in ihrer Lage relativ zu den nicht dargestellten Koppelungsleitungen einstellbar sind.
Die Filterwirkung eines YIG-Bandpaßfilters 1 beruht auf der Koppelung der Resonatoren 10, welche bei Resonanz einen Energietransport von der Einkoppelungs- zur Auskoppelungsleitung ermöglichen, diesen aber außerhalb der Resonanz verhindern. Die Arbeitsfrequenz des YIG-Bandpaßfilters 1 ist im wesentlichen durch die Stärke des angelegten Magnetfeldes bestimmt.
Zur Bereitstellung des Magnetfeldes befinden sich die YIG-Elemente 10 in dem Grundkörper 2 in einem Luftspalt eines Elektromagneten. Der Grundkörper 2 besteht dabei vorzugsweise aus einem massiven nichtmagnetischem Metall. Dies hat den Vorteil einer einfachen mechanischen Bearbeitbarkeit, jedoch, wie bereits weiter oben erwähnt, den Nachteil der Induzierbarkeit von Wirbelströmen. Weiterhin dient der metallische Grundkörper 2 dazu, die einzelnen YIG-Filterstufen durch weitestmöglich geschlossene, leitende Flächen zu entkoppeln.
Die Wirbelströme erzeugen ein dem ursprünglichen Magnetfeld entgegengerichtetes Magnetfeld und begrenzen dadurch die Abstimmgeschwindigkeit. Dabei kommen Wirbelströme im Bereich der Filterkammern 3 besonders zum Tragen, da diese unmittelbar das frequenzbestimmende Feld am Ort der YIG-Elemente 10 stören.
Zur Behebung der Nachteile weist der Grundkörper 2 erfindungsgemäß Ausnehmungen 7 und mit diesen verbundene Schlitze 8 auf, welche der Unterdrückung der durch das schnelle Durchstimmen des YIG-Bandpaßfilters 1 im Grundkörper 2 induzierten Wirbelströme dienen.
Die äußeren Ausnehmungen 7 sind radial außerhalb der Filter-Kammern 3 angeordnet. Die Schlitze 8 erstrecken sich zwischen den Filterkammern 3 nach radial außen. Die Ausnehmungen 7 weisen eine runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt auf. Die äußeren Ausnehmungen 7 und die damit verbundenen Schlitze 8 sind so in dem Grundkörper 2 ausgebildet, daß eine Unterbrechung der Wirbelströme insbesondere im Nahbereich der YIG-Elemente 10 möglich ist. Hierzu wird mindestens ein Schlitz 8, im Ausführungsbeispiel zwei Schlitze 8 radial von innen nach außen in den Grundkörper 2 eingebracht, so daß in einem radial äußeren Bereich um die YIG-Elemente 10 eine Unterbrechung des geschlossenen Grundkörpers 2 und damit der Wirbelströme erfolgt. Die äußeren Ausnehmungen 7 und die Schlitze 8 schneiden sich in einem inneren Bereich. Zwischen den Filterkammern 3 ist eine weitere innere Ausnehmung 9, die im Ausführungsbeispiel kreuzförmig ausgebildet ist, vorgesehen, um die Wirbelströme im radial inneren Bereich des Grundkörpers 2 zu reduzieren.
Die äußeren Ausnehmungen 7 und die innere Ausnehmung 9 und die Schlitze 8 sind dabei in voller axialer Ausdehnung des Grundkörpers 2 in diesen eingebracht, um eine gute Unterdrückung des Wirbelstroms zu ermöglichen.
Je nach der Anzahl der Filterkammern 3 und der Anordnung der übrigen Komponenten sind auch Grundkörper 2 mit einem Schlitz 8 oder Grundkörper 2 mit mehreren Schlitzen 8 möglich. Dabei muß lediglich die mechanische Stabilität des Grundkörpers 2 zur Montage der einzelnen Komponenten beachtet werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und für beliebig ausgestaltete YIG-Bandpaßfilter 1 geeignet. Die einzelnen Merkmale sind dabei beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Grundkörper (2) für einen YIG-Bandpaßfilter (1), wobei der Grundkörper (2) aus einem nichtmagnetischen Metall ausgebildet ist und Filterkammern (3) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper (2) Ausnehmungen (7, 9) und/oder radiale Schlitze (8) zur Unterdrückung von Wirbelstrom ausgebildet sind.
Grundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (7, 9) und/oder die Schlitze (8) über eine gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
Grundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (8) nach radial außen zwischen den Filterkammern (3) erstrecken.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ausnehmungen (7) und/oder der Schlitze (8) zwei beträgt.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (7) einen runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt aufweisen.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine äußere Ausnehmung (7) radial außerhalb der Filterkammern (3) angeordnet sind.
Grundkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Ausnehmungen (7) die Schlitze (8) angeordnet ausgebildet sind.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine innere Ausnehmung (9) zwischen den Filterkammern (3) angeordnet ist.
Grundkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ausnehmung (9) kreuzförmig ausgebildet ist.