DE102010044267B4 - compensation unit - Google Patents

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    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/06Cavity resonators

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Vorrichtung für Hohlleiter, insbesondere für die Anwendung als Ausgangsfilter in Multiplexern, bestehend aus einem nach oben hin teilweise offenen Resonator (4) mit einer Kompensationseinheit (3), an der ein axial frei beweglicher metallischer oder metallisierter Kompensationsteller (1) angeordnet ist, wobei der Kompensationsteller (1) mittels eines Stiftes (2; 6) durch die Kompensationseinheit (3) axial verschiebbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (3) ein Bimetall oder ein Material mit höherem Ausdehnungskoeffizient als der Resonator (4) ist und ausgeführt ist, durch eine thermische Ausdehnung eine Kraft auf den mindestens einen Stift (2; 6) auszuüben und diesen zu verschieben.

Figure DE102010044267B4_0000
Device for waveguides, in particular for use as output filter in multiplexers, consisting of an upwardly partially open resonator (4) with a compensation unit (3) on which an axially freely movable metallic or metallized compensation plate (1) is arranged, wherein the Compensation actuator (1) by means of a pin (2, 6) by the compensation unit (3) is axially displaceable; characterized in that the compensation unit (3) is a bimetal or a material with a higher coefficient of expansion than the resonator (4) and is designed to exert a force on the at least one pin (2; 6) by thermal expansion and displace it.
Figure DE102010044267B4_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kompensationseinheit für das Tuning von High-Power-Resonatoren zur Kompensation von Änderungen der Resonatorfrequenz.The invention relates to a compensation unit for tuning high-power resonators to compensate for changes in the resonator frequency.

Die Änderungen der Resonatorfrequenz werden durch Änderungen der Resonatortemperatur hervorgerufen. Zur Schaffung von ausreichender thermischer Stabilität sollen Ausgangsfilter für die Anwendung in Multiplexern über einen großen Temperaturbereich möglichst eine konstante Bandbreite und Mittenfrequenz aufweisen. In Betriebsumgebungen, in denen große Temperaturänderung zu erwarten ist, kann wegen der Änderungen der baulichen Abmessungen aufgrund der Wärmeausdehnung eine starke Drift der Mittenfrequenz und damit auch der elektrischen Eigenschaften auftreten. Die Resonatorfrequenz schwankt im umgekehrten Verhältnis zur Betriebstemperatur und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des zur Herstellung der Resonatoren verwendeten Materials.The changes in the resonator frequency are caused by changes in the resonator temperature. To provide sufficient thermal stability, output filters for use in multiplexers over a wide temperature range should have as much constant bandwidth and center frequency as possible. In operating environments in which a large temperature change is to be expected, due to the changes in the structural dimensions due to the thermal expansion, a strong drift of the center frequency and thus the electrical properties can occur. The resonator frequency varies in inverse proportion to the operating temperature and the linear expansion coefficient of the material used to make the resonators.

Bekannt sind Filterzüge aus Invar, dessen Temperaturausdehnung mit 1 ppm sehr niedrig ist, wobei die hohe Masse und die schlechten Wärmeleiteigenschaften von Invar jedoch nachteilig sind.Known are Invar filter trains whose thermal expansion is very low at 1 ppm, but the high mass and poor thermal conductivity of Invar are disadvantageous.

Wünschenswert ist es daher, einen Ausgangsfilter aus Aluminium aufzubauen. Dazu muss jedoch die Temperaturausdehnung von Aluminium von 23 ppm kompensiert werden. Wirkt die Kompensation nur auf die Resonatorlänge, muss zusätzlich die Ausdehnung des Resonatordurchmessers durch stärkere Längenänderung kompensiert werden.It is therefore desirable to build an output filter made of aluminum. For this, however, the temperature expansion of aluminum must be compensated by 23 ppm. If the compensation only affects the resonator length, the extension of the resonator diameter must also be compensated by a greater change in length.

Für Anwendungen im Ku-Band wurden bereits Lösungen für temperaturkompensierte Aluminium-Filter entwickelt, bei denen eine dünne Aluminium-Membran von einem Bimetall direkt oder über einen Hebelmechanismus verformt wird. Eine Kompensation kann auch durch die Ausnutzung der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante oder die Ausdehnung eines Dielektrikums erfolgen.For applications in Ku-band solutions for temperature-compensated aluminum filters have already been developed in which a thin aluminum membrane is deformed by a bimetal directly or via a lever mechanism. Compensation can also be achieved by utilizing the temperature dependence of the dielectric constant or the expansion of a dielectric.

In der DE 36 88 158 T2 wird ein „Metallischer Mikrowellenhohlraumresonator“ offenbart. Dabei handelt es sich um einen metallischen Mikrowellenhohlraumresonator mit einem Temperaturaugleich, bei dem ein bewegliches Metallblatt innerhalb eines ersten Hohlkörpers angeordnet ist, das den Hohlraumresonator abschließt und eine Abstimmungsregelung seiner Resonatorfrequenz erlaubt. Der Rauminhalt des Mikrowellenhohlraumresonators bleibt trotz der mechanischen Deformation durch die Ausdehnung der Wände beider Hohlkörper durch die Abstimmung der Wandstärke und der Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Hohlkörper aufeinander im Endergebnis konstant. Zur Herstellung des Hohlraumresonators wird Aluminium verwendet, das wegen seines geringen spezifischen Gewichtes speziell für die Installation an Bord von Satelliten geeignet ist. Dies hat den Nachteil, dass durch die mechanische Verbiegung mechanischer Stress entsteht, außerdem wird die Güte (Q) durch die konische Resonatorform verringert.In the DE 36 88 158 T2 For example, a "Metallic Microwave Cavity Resonator" is disclosed. This is a metallic microwave cavity resonator with a temperature equivalent, wherein a movable metal sheet is disposed within a first hollow body, which closes the cavity and allows a tuning control of its resonator frequency. The volume of the microwave cavity resonator remains constant despite the mechanical deformation by the expansion of the walls of both hollow body by the vote of the wall thickness and the thermal expansion coefficient of the two hollow bodies in the final result. For the production of the cavity resonator aluminum is used, which is particularly suitable for installation on board because of its low specific weight. This has the disadvantage that mechanical stress arises as a result of the mechanical bending, in addition the quality (Q) is reduced by the conical resonator shape.

Ebenfalls bekannt ist ein „Resonator mit Temperaturkompensierung“ ( DE 692 09 223 T2 ) mit einer Kompensationsplatte, die zwischen dem oberen Ende des Resonatorinnenleiters und der Oberseite des Resonators angebracht ist. Der mittlere Teil dieser Kompensationsplatte wird dadurch, dass der Wärmeexpansionskoeffizient der Platte kleiner ist als derjenige der Oberseite, bei einem Temperaturanstieg zur Oberseite hin gedrückt. Dieser Koaxresonator hat den Nachteil, dass er eine deutlich geringere Güte besitzt und dass die Kompensation zu mechanischem Stress führt.Also known is a "cavity with temperature compensation" ( DE 692 09 223 T2 ) with a compensation plate which is mounted between the upper end of the Resonatorinnenleiters and the top of the resonator. The middle part of this compensation plate is pressed by the fact that the thermal expansion coefficient of the plate is smaller than that of the top, with a temperature rise to the top. This coax resonator has the disadvantage that it has a much lower quality and that the compensation leads to mechanical stress.

Es wird ferner auf die Druckschriften US 2 716 222 A , EP 1 187 247 A2 und US 2006 / 0 132 263 A1 verwiesen.It is further on the pamphlets US 2 716 222 A . EP 1 187 247 A2 and US 2006/0 132 263 A1 directed.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Die Erfindung gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs hat dahingegen den Vorteil, dass die elektrische Entkopplung des Resonators von der Kompensationseinheit unabhängig davon erfolgt, wie die Temperaturkompensation, also die Längenänderung des Resonators über Temperatur, selbst realisiert wird. Wegen ihrer speziellen Eigenschaften ist die erfindungsgemäße Lösung bei Resonatoren für Leistungs-Ausgangsfilter, insbesondere bei TE01n-Resonatoren, vorteilhaft. Durch die Feldverteilung des TE01n Modes ist zwar bereits eine gewisse Grundentkopplung vorhanden, die nach oben gekoppelte Energie führt jedoch zu einem Anstieg der Verlustleistung und damit zur Erwärmung. Hier setzt die Erfindung an, die elektrische Entkopplung durch die beschriebenen Maßnahmen zu verbessern, insbesondere unter der Maßgabe einer guten thermischen Anbindung des Deckels.The invention according to the features of the main claim, however, has the advantage that the electrical decoupling of the resonator from the compensation unit is independent of how the temperature compensation, ie the change in length of the resonator over temperature, is realized itself. Because of its special properties, the solution according to the invention is advantageous for resonators for power output filters, in particular for TE01n resonators. Although there is already some ground decoupling due to the field distribution of the TE01n mode, the energy coupled upwards leads to an increase in the power loss and thus to heating. Here, the invention begins to improve the electrical decoupling by the measures described, in particular under the proviso of a good thermal connection of the lid.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht kein galvanischer Kontakt zwischen der Resonatorwand und dem Resonatordeckel. Im Unterschied zu den bekannten Lösungen eines geschlossenen Resonators mit einer dünnen Membran wird der Kompensationsteller über einen Stift axial frei beweglich an einer Kompensationseinheit aufgehängt. Diese Kompensationseinheit ermöglicht es, den Kompensationsteller abhängig von der Temperatur so zu verschieben, dass die temperaturbedingte Änderung der Resonanzfrequenz kompensiert wird. Der zur Kompensation nötige Hub kann beispielsweise durch ein Bimetall oder durch ein Material mit höherem Ausdehnungskoeffizienten erzeugt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, there is no galvanic contact between the resonator and the resonator. In contrast to the known solutions of a closed resonator with a thin membrane of compensation plate is suspended by a pin axially freely movable on a compensation unit. This compensation unit makes it possible to shift the compensation plate depending on the temperature so that the temperature-induced change in the resonance frequency is compensated. The necessary stroke for compensation can be generated for example by a bimetal or by a material with a higher coefficient of expansion.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass durch die in axialer Richtung freie Aufhängung des Deckels die Kompensationseinheit nur geringe Kraft aufbringen muss, um die zur Kompensation erforderliche Verschiebung zu erreichen und die Kompensation erzeugt keine mechanische Verspannungen. Die Kompensation der Resonanzfrequenz wird durch die Bewegung des metallischen oder metallisierten Tellers in der Resonatorkammer erreicht.An advantage of the invention is that due to the free suspension of the lid in the axial direction, the compensation unit has to apply only small force in order to achieve the displacement required for compensation and the compensation does not generate any mechanical tension. The compensation of the resonance frequency is achieved by the movement of the metallic or metallized plate in the resonator chamber.

Der erfindungsgemäße nach oben hin teilweise offene Resonator muss elektrisch gegen die Kompensationseinheit entkoppelt werden. Dies erfolgt nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass der metallische Kompensationsteller über einen metallischen Stift mit der Kompensationseinheit verbunden ist. Der Kompensationsstift ist leichtgängig beweglich und hat keinen galvanischen Kontakt mit dem Resonatorgehäuse. Der Bereich oberhalb des Kompensationstellers wirkt damit wie eine Koaxialleitung mit dem Verbindungsstift als Innenleiter. Der Resonator wird also mit einer für koaxiale Strukturen geeigneten Entkopplungsstruktur mit Wellenwiderstandssprüngen des Innen- oder Außenleiters von der Kompensationseinheit entkoppelt.The inventive upwardly partially open resonator must be electrically decoupled against the compensation unit. This is done according to an advantageous embodiment of the invention in that the metallic compensation plate is connected via a metallic pin with the compensation unit. The compensation pin is easy to move and has no galvanic contact with the resonator housing. The area above the compensation actuator thus acts like a coaxial line with the connecting pin as an inner conductor. The resonator is thus decoupled from the compensation unit with a decoupling structure suitable for coaxial structures with characteristic impedance jumps of the inner or outer conductor.

Zudem muss für gute thermische Kopplung zwischen Kompensationsteller und Resonatorgehäuse gesorgt werden, um die am Kompensationsteller entstehende Verlustleistung abführen zu können. Erfindungsgemäß wird diese Verlustwärme über den metallischen Verbindungsstift abgeführt. Dabei wird der Durchmesser des Stifts so gewählt, dass die durch die Verlustleistung entstehende Wärme abgeführt wird. Sollte dies mit einem Stift nicht möglich sein, können mehrere Stifte verwendet werden.In addition, good thermal coupling between the compensation plate and the resonator housing has to be ensured in order to be able to dissipate the power dissipation that occurs at the compensation plate. According to the invention, this heat loss is dissipated via the metallic connecting pin. The diameter of the pin is chosen so that the heat generated by the power loss is dissipated. If this is not possible with a pen, you can use multiple pens.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der metallische oder metallisierte Kompensationsteller über einen dielektrischen Stift mit der Kompensationseinheit verbunden. Der Bereich oberhalb des Kompensationstellers wirkt damit wie ein dielektrisch gefüllter Hohlleiter. Zur Entkopplung des Resonators von der Kompensationseinheit wird der Hohlleiterquerschnitt oberhalb des Kompensationstellers so verkleinert, dass die Nutzfrequenz des Filters kleiner als die Cutoff-Frequenz des Hohlleiters ist. Bei der Berechnung der Cutoff-Frequenz ist die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Stifts zu berücksichtigen.According to another advantageous embodiment of the invention, the metallic or metallized compensation plate is connected via a dielectric pin to the compensation unit. The area above the compensation actuator thus acts like a dielectric filled waveguide. To decouple the resonator from the compensation unit of the waveguide cross-section is reduced above the compensation actuator so that the useful frequency of the filter is smaller than the cutoff frequency of the waveguide. When calculating the cutoff frequency, the dielectric constant of the dielectric pin has to be considered.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sorgt die sehr gute Wärmeleitfähigkeit des gewählten Dielektrikums für guten thermischen Kontakt. Dazu werden beispielsweise Aluminiumnitrid (ετ= 9,2) oder Berylliumoxid (ετ= 6,5 - 7,5) verwendet. Falls die thermische Ankopplung eines Stiftes nicht ausreicht, können mehrere Stifte unter Beachtung der Cutoff-Frequenz verwendet werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the very good thermal conductivity of the selected dielectric ensures good thermal contact. For example, aluminum nitride (ε τ = 9.2) or beryllium oxide (ε τ = 6.5-7.5) are used for this purpose. If the thermal coupling of a pen is not sufficient, several pins can be used, taking into account the cutoff frequency.

Besonders bei sehr hohen Leistungen kann der Wärmefluss durch den Stift in das Bimetall in der Kompensationseinheit dazu führen, dass sich das Bimetall stärker erwärmt als das Filtergehäuse. Dies kann zu einer Überkompensation des betreffenden Resonators und damit zu einer Fehlanpassung der Filterfrequenz führen. Für diesen Fall ist vorgesehen die oben beschriebene gute thermische Ankopplung des Bimetalls zu modifizieren, derart, dass die am Kompensationsteller entstehende Verlustleistung nicht oder nicht nur direkt über den Stift und die Kompensationseinheit zum Filtergehäuse abgeführt wird, sondern über einen dazu parallelen Pfad. Die thermischen Leitfähigkeiten des Stifts und des parallelen Pfads werden so gewählt, dass die das Bimetall beaufschlagende wirksame Temperatur beim Betrieb mit Leistung der Temperatur des Filtergehäuses entspricht. Somit ist gewährleistet, dass die Resonanzfrequenz des Filters sowohl beim Betrieb mit Leistung als auch beim Betrieb ohne Leistung wirkungsvoll kompensiert wird.Especially at very high power, the heat flow through the pin into the bimetal in the compensation unit can cause the bimetal to heat up more than the filter housing. This can lead to overcompensation of the relevant resonator and thus to a mismatch of the filter frequency. For this case, it is provided to modify the above-described good thermal coupling of the bimetal, such that the power loss arising at the compensation actuator is not or not only directly discharged via the pin and the compensation unit to the filter housing, but via a parallel path. The thermal conductivities of the pin and the parallel path are selected so that the effective temperature applied to the bimetal during operation corresponds to the temperature of the filter housing. This ensures that the resonant frequency of the filter is effectively compensated for both power and non-powered operation.

Da der Kompensationsteller axial frei beweglich sein muss, muss bei der Realisierung des parallelen Pfads darauf geachtet werden, dass dieser die Bewegung des Kompensationstellers nicht einschränkt. Außerdem muss dessen Wärmeleitfähigkeit ausreichend hoch sein, um zusammen mit dem Pfad über den Stift und die Kompensationseinheit die im Kompensationsteller entstehende Verlustleistung thermisch abzuführen. Zur Realisierung des parallelen Pfads kommen beispielsweise hochflexible Kupferbänder oder Kupfergeflechte in Frage. Diese müssen am Resonatorgehäuse und am Kompensationsteller gut wärmeleitend befestigt werden.Since the compensation actuator must be axially freely movable, care must be taken in the realization of the parallel path that this does not restrict the movement of the compensation actuator. In addition, its thermal conductivity must be sufficiently high to thermally dissipate the power dissipated in the compensation actuator together with the path across the pin and the compensation unit. For the realization of the parallel path, for example, highly flexible copper strips or copper braids in question. These must be attached to the resonator housing and the compensation plate with good thermal conductivity.

Oben beschriebene elektrische Entkopplung des Resonators von der Kompensationseinheit muss auch bei Abführung der Verlustleistung über einen parallelen Pfad gewährleistet sein.The above-described electrical decoupling of the resonator from the compensation unit must be ensured even when dissipating the power loss over a parallel path.

Alternativ zu der vorbeschriebenen Wärmeableitung mittels Kupferbändern oder -geflecht kann auch eine hochflexible metallische Faltenmembran nach 9 zu einer vollflächigen Wärmeableitung vorgesehen werden.As an alternative to the above-described heat dissipation by means of copper tapes or braid can also after a highly flexible metallic fold membrane after 9 be provided for a full surface heat dissipation.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Filters besitzt dieser sehr gute thermische Eigenschaften, hat eine geringe Masse und ist gut zu fertigen. Durch die erfindungsgemäße Art der Aufhängung muss die Kompensationseinheit deutlich weniger Kraft aufbringen, um die zur Kompensation erforderliche Resonatorverkürzung zu erzielen. Somit wird eine Ausgestaltung des kompensierten Filters erreicht, die der eines Filters mit geschlossenen Resonatoren aus temperaturinvariantem und gut thermisch leitfähigem Material entspricht, jedoch demgegenüber die oben genannten Vorteile aufweist.Due to the inventive design of the filter this has very good thermal properties, has a low mass and is easy to manufacture. Due to the type of suspension according to the invention, the compensation unit must apply significantly less force in order to achieve the Resonatorverkürzung required for compensation. Thus, an embodiment of the compensated filter is achieved, that of a filter with closed Resonators of temperaturinvariantem and good thermally conductive material corresponds, however, in contrast, has the advantages mentioned above.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawings and claims removed.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

  • 1 zeigt einen Resonator mit Koax-Entkopplung;
  • 2 stellt einen Resonator mit Koax-Entkopplung und mehrere Durchführungen dar;
  • 3 zeigt einen Resonator mit dielektrischer Entkopplung;
  • 4 zeigt einen Resonator mit dielektrischer Entkopplung und mehreren Durchführungen;
  • 5 zeigt einen alternativen Pfad zur Temperaturkompensation;
  • 6 zeigt die Anordnung von 5 mit mehreren metallischen Stiften;
  • 7 zeigt eine Anordnung mit einem dielektrischen Stift;
  • 8 zeigt eine Anordnung mit mehreren dielektrischen Stift;
  • 9 zeigt eine weitere Anordnung eines thermischen Pfads nach 5.
Embodiments of the subject invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below.
  • 1 shows a resonator with coax decoupling;
  • 2 illustrates a resonator with coax decoupling and multiple feedthroughs;
  • 3 shows a resonator with dielectric decoupling;
  • 4 shows a resonator with dielectric decoupling and multiple feedthroughs;
  • 5 shows an alternative path for temperature compensation;
  • 6 shows the arrangement of 5 with several metallic pins;
  • 7 shows an arrangement with a dielectric pin;
  • 8th shows an arrangement with a plurality of dielectric pin;
  • 9 shows a further arrangement of a thermal path 5 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt einen metallischen Kompensationsteller 1, der über einen metallischen Stift 2, der eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, und der mit der Kompensationseinheit 3 verbunden ist. Der Kompensationsstift 2 muss axial leichtgängig beweglich sein und hat deshalb keinen galvanischen Kontakt mit dem Gehäuse des Resonators 4. Der Bereich oberhalb des Kompensationstellers 1 wirkt damit wie eine Koaxialleitung mit dem Verbindungsstift 2 als Innenleiter. Der Resonator 4 muss also mit einer für koaxiale Strukturen geeigneten Entkopplungsstruktur 5 mit Wellenwiderstandssprüngen des Innen- oder Außenleiters von der Kompensationseinheit 3 entkoppelt sein. Die entstehende Verlustwärme wird über den metallischen Verbindungsstift 2 abgeführt. Der Durchmesser des Stiftes 2 ist so gewählt, dass die entstehende Leistung abgeführt werden kann. 1 shows a metallic compensation plate 1 that has a metallic pin 2 , which has a good thermal conductivity, and with the compensation unit 3 connected is. The compensation pen 2 must be axially smoothly movable and therefore has no galvanic contact with the housing of the resonator 4 , The area above the compensation controller 1 acts as a coaxial line with the connecting pin 2 as an inner conductor. The resonator 4 So it must have a decoupling structure suitable for coaxial structures 5 with characteristic impedance jumps of the inner or outer conductor of the compensation unit 3 be decoupled. The resulting heat loss is via the metallic connecting pin 2 dissipated. The diameter of the pin 2 is chosen so that the resulting power can be dissipated.

In 2 ist der metallische Kompensationsteller 1, die metallischen Stifte 2 sowie die Kompensationseinheit 3 und der Resonator 4 dargestellt. Den Stiften 2 sind Durchführungen 5 zugeordnet. Durch zwei oder mehrere Stifte kann mehr Verlustwärme abgeführt werden und gleichzeitig wird eine größere mechanische Stabilität der Führung des Kompensationstellers 1 erreicht.In 2 is the metallic compensation plate 1 , the metallic pins 2 and the compensation unit 3 and the resonator 4 shown. The pins 2 are accomplishments 5 assigned. By two or more pins more heat loss can be dissipated and at the same time a greater mechanical stability of the leadership of the compensation actuator 1 reached.

In 3 sind der metallische Kompensationsteller 1 sowie die Kompensationseinheit 3 und der Resonator 4 dargestellt, wobei der Kompensationsteller 1 über einen dielektrischen Stift 6 mit der Kompensationseinheit 3 verbunden ist. Der Bereich oberhalb des Kompensationstellers 1 wirkt damit wie ein dielektrisch gefüllter Hohlleiter. Zur Entkopplung des Resonators 4 von der Kompensationseinheit 3 muss der Hohlleiterquerschnitt so verkleinert werden, dass die Nutzfrequenz des Filters kleiner als die Cutoff-Frequenz des Hohlleiters ist. Bei der Berechnung der Cutoff-Frequenz ist die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Stiftes 6 zu berücksichtigen.In 3 are the metallic compensation plates 1 and the compensation unit 3 and the resonator 4 shown, wherein the compensation plate 1 over a dielectric pin 6 with the compensation unit 3 connected is. The area above the compensation controller 1 acts like a dielectric filled waveguide. For decoupling of the resonator 4 from the compensation unit 3 the waveguide cross-section must be reduced so that the useful frequency of the filter is smaller than the cutoff frequency of the waveguide. When calculating the cutoff frequency, the dielectric constant of the dielectric pin is 6 to take into account.

4 zeigt den Kompensationsteller 1, den dielektrischen Stift 6 mit guter Wärmeleitfähigkeit, die dielektrische Entkopplungsstruktur 7 unter Cutoff sowie die Kompensationseinheit 3 und den Resonator 4. Ist der erforderliche Durchmesser zu klein, um ausreichenden thermischen Kontakt und die erforderliche Wärmeableitung zu gewährleisten, müssen mehrere Durchführungen, die jeweils unter Cutoff liegen, verwendet werden. Für guten thermischen Kontakt sorgt die sehr gute Wärmeleitfähigkeit des gewählten Dielektrikums. Hierfür kommen beispielsweise Aluminiumnitrid (ετ = 9,2) oder Berylliumoxid (ετ = 6,5 - 7,5) in Frage. 4 shows the compensation plate 1 , the dielectric pin 6 with good thermal conductivity, the dielectric decoupling structure 7 under cutoff as well as the compensation unit 3 and the resonator 4 , If the required diameter is too small to provide sufficient thermal contact and heat dissipation, multiple feedthroughs, each under cutoff, must be used. Good thermal contact is ensured by the very good thermal conductivity of the chosen dielectric. For example, aluminum nitride (ε τ = 9.2) or beryllium oxide (ε τ = 6.5-7.5) are suitable for this purpose.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 1, das bei sehr hohen Leistungen die anfallende Verlustleistung nicht oder nicht nur durch den Stift 2 in die Kompensationseinheit 3 ableitet, wodurch das Bimetall der Kompensationseinheit 3 zu stark erwärmt wird, so dass es zu einer Überkompensation des Resonators mit entsprechender Fehlanpassung der Filterfrequenz führen kann. Für diesen Fall ist eine Modifizierung der Wärmeableitung der im Kompensationsteller 1 anfallenden Verlustwärme über einen alternativen Pfad vorgesehen. Mittels des alternativen Pfads kann die Verlustwärme von dem Kompensationsteller 1 über ein oder mehrere Kupferbände oder - ein Kupfergeflecht 5a in das Resonatorgehäuse 4 abgeführt werden. 5 shows an embodiment of the invention according to 1 , that at very high performance the resulting power loss not or not only by the pen 2 in the compensation unit 3 dissipates, causing the bimetal of the compensation unit 3 is heated too high, so that it can lead to overcompensation of the resonator with a corresponding mismatch of the filter frequency. In this case, a modification of the heat dissipation in the compensation controller 1 accumulating heat loss provided via an alternative path. By means of the alternative path, the heat loss from the compensation actuator 1 over one or more copper bands or - a copper braid 5a in the resonator housing 4 be dissipated.

Die in 6 dargestellte Ausführungsform entspricht weitgehend der in 2 gezeigten Anordnung, mit dem Unterschied, dass ein zusätzlicher Pfad der Wärmeableitung von dem Kompensationsteller 1 auf das Resonatorgehäuse 4 mittels der angepassten Wärmeableitungselemente 5a nach 5 erfolgt.In the 6 illustrated embodiment corresponds largely to in 2 shown arrangement, with the difference that an additional path of heat dissipation from the compensation controller 1 on the resonator housing 4 by means of the adapted heat dissipation elements 5a to 5 he follows.

7 zeigt eine Kompensationseinrichtung nach 3, bei der zusätzlich eine Wärmeableitung von dem Kompensationsteller 1 über einen parallelen Pfad mittels vorbeschriebener hochflexibler Kupferbänder oder Kupfergeflechte erfolgt. Auch hierbei wird die Verlustwärme von dem Kompensationsteller 1 mittels flexibler Kupferbänder oder Kupfergeflecht 5a an das Resonatorgehäuse 4 abgeführt. 7 shows a compensation device after 3 , in addition, a heat dissipation from the compensation actuator 1 via a parallel path by means of the above-described highly flexible copper strips or copper braids. Again, the heat loss from the compensation actuator 1 by means of flexible copper strips or copper braid 5a to the resonator housing 4 dissipated.

8 stellt eine Modifikation der in 4 dargestellten Ausführungsform dar, bei der ebenfalls ein alternativer Pfad zur Ableitung der im Kompensationsteller 1 entstehenden Wärme mittels flexibler wärmeleitender Elemente 5a erfolgt. 8th represents a modification of in 4 illustrated embodiment, in which also an alternative path for deriving the compensation in the controller 1 resulting heat by means of flexible heat-conducting elements 5a he follows.

In 9 ist eine alternative Ausführungsform zu den flexiblen Kupferbändern oder Kupfergeflecht 5a gezeigt; dabei kommt eine hochflexible Faltenmembran 8 aus wärmeleitendem Material zum Einsatz, die einerseits mit dem Kompensationsteller 1 und andererseits mit dem Resonatorgehäuse in wärmeleitendem Kontakt steht. Dazu weist die Faltenmembran 8 einen topfförmigen Innenteil 9 auf, der in wärmeleitendem Kontakt mit dem Kompensationsteller 1 steht. Von dem Innenteil 9 erstreckt sich radial nach außen eine ringförmig gefaltete Membran 10, die von einem äußeren Rand 11 begrenzt ist und mit einem an den Resonatordeckel 12 angepassten Kragen 13 in thermischen Kontakt steht. Auf diese Weise lässt sich eine vollflächige Wärmeableitung von dem Kompensationsteller 1 auf das Resonatorgehäuse 4 erreichen.In 9 is an alternative embodiment to the flexible copper bands or copper braid 5a shown; Here comes a highly flexible pleated membrane 8th made of thermally conductive material used on the one hand with the compensation plate 1 and on the other hand is in heat-conducting contact with the resonator housing. This is indicated by the wrinkle membrane 8th a cup-shaped inner part 9 on, in thermally conductive contact with the compensation plate 1 stands. From the inner part 9 extends radially outwardly an annularly folded membrane 10 coming from an outer edge 11 is limited and with a to the resonator lid 12 fitted collar 13 in thermal contact. In this way, a full-surface heat dissipation of the compensation plate can be 1 on the resonator housing 4 to reach.

Besteht die Faltenmembran 8 aus elektrisch leitendem Material, wird eine galvanische Trennung zwischen dem Kompensationsteller 1 und der Faltenmembran 8 durch eine zwischen dem Boden des Innenteils 9 der Membran und dem Kompensationsteller 1 angeordnete isolierende Glimmerunterlegscheibe 15 erreicht.Does the wrinkled membrane exist? 8th made of electrically conductive material, a galvanic isolation between the compensation plate 1 and the pleated membrane 8th through a between the bottom of the inner part 9 the diaphragm and the compensation actuator 1 arranged insulating mica washer 15 reached.

Der Boden des Innenteils 9 ist entsprechend der Anordnung der Stifte 2; 6 mit einer oder mehreren Bohrungen versehen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des oder der Stifte 2; 6. Weiterhin weist die Faltenmembran 8 eine Öffnung 14 zwecks Drucksausgleich auf.The bottom of the inner part 9 is according to the arrangement of the pins 2 ; 6 provided with one or more holes whose diameter is greater than the diameter of the pin or pins 2 ; 6. Furthermore, the wrinkle membrane 8th an opening 14 for pressure equalization.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kompensationstellercompensation plate
22
metallischer Stiftmetallic pin
33
Kompensationseinheitcompensation unit
44
Resonatorresonator
55
Entkopplungsstruktur (koaxial)Decoupling structure (coaxial)
5a5a
Kupferbänder oder KupfergeflechtCopper bands or copper braid
66
dielektrischer Stiftdielectric pin
77
dielektrische Entkopplungsstrukturdielectric decoupling structure
88th
Faltenmembranfold membrane
99
topfförmiges Innenteilcup-shaped inner part
1010
Membranabschnittmembrane portion
1111
Rand des InnenteilsEdge of the inner part
1212
äußerer Rand der Faltenmembranouter edge of the pleated membrane
1313
Kragencollar
1414
Öffnungopening
1515
GlimmerunterlegscheibeGlimmerunterlegscheibe

Claims (14)

Vorrichtung für Hohlleiter, insbesondere für die Anwendung als Ausgangsfilter in Multiplexern, bestehend aus einem nach oben hin teilweise offenen Resonator (4) mit einer Kompensationseinheit (3), an der ein axial frei beweglicher metallischer oder metallisierter Kompensationsteller (1) angeordnet ist, wobei der Kompensationsteller (1) mittels eines Stiftes (2; 6) durch die Kompensationseinheit (3) axial verschiebbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (3) ein Bimetall oder ein Material mit höherem Ausdehnungskoeffizient als der Resonator (4) ist und ausgeführt ist, durch eine thermische Ausdehnung eine Kraft auf den mindestens einen Stift (2; 6) auszuüben und diesen zu verschieben.Device for waveguides, in particular for use as output filter in multiplexers, consisting of an upwardly partially open resonator (4) with a compensation unit (3) on which an axially freely movable metallic or metallized compensation plate (1) is arranged, wherein the Compensation actuator (1) by means of a pin (2, 6) by the compensation unit (3) is axially displaceable; characterized in that the compensation unit (3) is a bimetal or a material with a higher coefficient of expansion than the resonator (4) and is designed to exert a force on the at least one pin (2; 6) by thermal expansion and displace it. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stift (2) metallisch ist.Device after Claim 1 , Characterized in that the at least one pin (2) is metallic. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stift (6) dielektrisch ist.Device after Claim 1 , characterized in that the at least one pin (6) is dielectric. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsteller (1) über den Stift (2; 6) mit der Kompensationseinheit (3) verbunden ist.Device after Claim 2 or 3 , characterized in that the compensation plate (1) via the pin (2, 6) is connected to the compensation unit (3). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiterquerschnitt so ausgestaltet ist, dass die Nutzfrequenz des Filters kleiner als die Cutoff-Frequenz des Hohlleiters ist.Device after Claim 3 , characterized in that the waveguide cross-section is designed so that the useful frequency of the filter is smaller than the cutoff frequency of the waveguide. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Stift (6) aus Aluminiumnitrid oder Berylliumoxid besteht.Device after Claim 3 , characterized in that the dielectric pin (6) consists of aluminum nitride or beryllium oxide. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsfilter ein TE01n-Resonator ist.Device after Claim 1 , characterized in that the output filter is a TE01n resonator. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des mindestens einen Stifts (2; 6), der zur thermischen Kopplung zwischen Kompensationsteller (1) und Kompensationseinheit (3) dient, an die abzuführende Wärmemenge angepasst ist. Device after Claim 2 , characterized in that the diameter of the at least one pin (2; 6), which serves for the thermal coupling between the compensation plate (1) and compensation unit (3), is adapted to the amount of heat to be dissipated. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stifte (2; 6), zur thermischen Kopplung zwischen Kompensationsteller (1) und Kompensationseinheit (3) angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two pins (2; 6), for thermal coupling between the compensation plate (1) and compensation unit (3) are arranged. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abführung der im Kompensationsteller (1) entstehenden Verlustwärme über den Stift (2; 6) an die Kompensationseinheit (3) ein paralleler Pfad (5a) unter Umgehung der Kompensationseinheit (3) vorgesehen ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that for discharging the loss heat generated in the compensation plate (1) via the pin (2; 6) to the compensation unit (3) a parallel path (5a) bypassing the compensation unit (3) is provided is. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Leitfähigkeiten der beiden Pfade derart ausgelegt sind, dass beim Betrieb mit Leistung sich die Temperaturen der Kompensationseinheit (3) und des Resonators (4) entsprechen.Device after Claim 10 , characterized in that the thermal conductivities of the two paths are designed such that when operating with power, the temperatures of the compensation unit (3) and the resonator (4) correspond. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Stifte (2; 6) zur Erreichung der erforderlichen thermischen Leitfähigkeit vorgesehen sind, bei gleichzeitig verbesserter mechanischen Stabilität.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that two or more pins (2; 6) are provided to achieve the required thermal conductivity, with simultaneously improved mechanical stability. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (2; 6) zur thermischen Kopplung und elektrischen Entkopplung aus dielektrischem oder metallischen Material (Aluminium, Kupfer) mit guter oder schlechter (Titan, Edelstahl) Leitfähigkeit besteht.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pin (2; 6) for thermal coupling and electrical decoupling of dielectric or metallic material (aluminum, copper) with good or poor (titanium, stainless steel) conductivity. Vorrichtung nach Anspruch 10 und/ oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der parallele Pfad (5a) zur Verlustwärmeableitung mittels einer Faltenmembran (8) aus wärmeleitendem Material bewirkt wird, die mit dem Kompensationsteller (1) in gut wärmeleitender, galvanisch getrennter Verbindung (6, 15) steht und mit ihrem Kragen (13) mit dem Resonatorgehäuse wärmeleitend verbunden ist.Device after Claim 10 and / or 11, characterized in that the parallel path (5a) for loss of heat dissipation by means of a pleated membrane (8) made of thermally conductive material, with the compensation plate (1) in good thermal conductivity, electrically isolated connection (6, 15) and with its collar (13) is thermally conductively connected to the resonator housing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2716222A (en) 1951-07-17 1955-08-23 Louis D Smullin Temperature compensated cavity resonator
EP1187247A2 (en) 2000-08-29 2002-03-13 Com Dev Ltd. A microwave resonator having an external temperature compensator
US20060132263A1 (en) 2004-12-21 2006-06-22 Lamont Gregory J Concentric, two stage coarse and fine tuning for ceramic resonators

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1185323B (en) 1985-07-29 1987-11-12 Gte Telecom Spa METALLIC MICROWAVE CAVITY
FI89644C (en) 1991-10-31 1993-10-25 Lk Products Oy TEMPERATURKOMPENSERAD RESONATOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2716222A (en) 1951-07-17 1955-08-23 Louis D Smullin Temperature compensated cavity resonator
EP1187247A2 (en) 2000-08-29 2002-03-13 Com Dev Ltd. A microwave resonator having an external temperature compensator
US20060132263A1 (en) 2004-12-21 2006-06-22 Lamont Gregory J Concentric, two stage coarse and fine tuning for ceramic resonators

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.P.Poole, Electron Spin Resonance, Wiley, 1983, S.204, Figur 5.58

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