DE102012107614A1

DE102012107614A1 - Eingestellter dielektrischer Wellenleiterfilter und Verfahren zu dessen Einstellung

Info

Publication number: DE102012107614A1
Application number: DE102012107614A
Authority: DE
Inventors: Reddy Vangala
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2013-02-21
Also published as: CN102983382B; KR20130020632A; US9030278B2; US20120293283A1; CN102983382A

Abstract

Ein Verfahren zur Einstellung der Frequenz eines Wellenleiterfilters (100), das den Schritt des Entfernens von dielektrischem Material beinhaltet, wobei das dielektrische Material von der ersten und/oder der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Wellenleiterfilters (100) entfernt wird, wobei die erste und die zweite äußere Seitenoberfläche (106, 108) einander entgegengerichtet sind, um eine Veränderung in der zentralen Frequenz des Wellenleiterfilters (100) zu bewirken. In einer Ausführungsform wird das dielektrische Material von der ersten und/oder von der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Wellenleiterfilters (100), die einander entgegengerichtet sind, in ungleicher Menge entfernt, wobei der eingestellte Wellenleiterfilter (100) einen ersten und einen zweiten Schlitz (124, 126) beinhaltet, die in der ersten bzw. in der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108), die einander entgegengerichtet sind, definiert sind und die sich bis zu einer ersten bzw. bis zu einer zweiten Tiefe, die ungleich sind, in den Körper des Wellenleiterfilters (100) erstrecken.

Description

Querverweis auf verwandte und gemeinsam anhängige Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil des Anmeldedatums und der Offenbarung der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/524,970, eingereicht am 18. August 2011, deren gesamter Inhalt sowie alle darin genannten Bezüge durch Bezugnahme vollständig in diese Anmeldung aufgenommen werden.
Diese Anmeldung beansprucht weiterhin den Vorteil des Anmeldedatums und der Offenbarung der U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/103,712, eingereicht am 9. Mai 2011, die diese Anmeldung teilweise fortsetzt und deren Inhalt sowie alle darin genannten Bezüge durch Bezugnahme ebenfalls vollständig in diese Patentanmeldung aufgenommen werden.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen dielektrische Wellenleiterfilter und im Speziellen einen eingestellten dielektrischen Wellenleiterfilter und ein Verfahren zur Einstellung eines dielektrischen Wellenleiterfilters.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen keramischen dielektrischen Wellenleiterfilter, in dem mehrere Resonatoren in Längsrichtung entlang eines Monoblocks beabstandet angeordnet sind und in dem mehrere Schlitze in Längsrichtung entlang des Monoblocks beabstandet angeordnet sind. Die Mehrzahl von Schlitzen definiert zwischen der Mehrzahl von Resonatoren eine Mehrzahl von Brücken aus keramischem dielektrischem Material.
Experimente haben gezeigt, dass Wellenleiterfilter unter Verwendung von kommerziell erhältlichen 3D elektromagnetischen Simulatoren genau modelliert werden können.
Experimente haben weiterhin gezeigt, dass Frequenz-Antwort-Kurven eines realen Prototyps eines Wellenleiterfilters fast mit denen des modellierten Wellenleiterfilters übereinstimmen, die zentrale Frequenz jedoch abweicht. Dies kommt daher, dass keine genauen Information bezüglich der Dielektrizitätskonstanten des dielektrischen Materials des Wellenleiterfilters vorliegen, und es daher sehr schwierig ist, die zentrale Frequenz des realen Teils mit der zentralen Frequenz des modellierten Wellenleiterfilters in Übereinstimmung zu bringen.
Erfreulicherweise schwankt die Dielektrizitätskonstante innerhalb einer Charge von Prototypen von Wellenleiterfiltern nicht erheblich, so dass davon ausgegangen werden kann, dass alle Teile, die aus derselben Materialcharge hergestellt wurden, annähernd die gleichen zentralen Frequenzen aufweisen, wenn angenommen wird, dass die Abmessungen hinreichend gut reproduziert werden können. Werkzeuge, die zur Herstellung dieser Wellenleiterfilter verwendet werden, sind recht teuer, so dass es nicht praktikabel ist, für die Abgleichung der Materialeigenschaften das Werkzeug anzupassen.
Bei Combline-Filtern, die in dem U.S.-Patent 4,800,348 von Rosar et al. offenbart werden, ist es allgemein üblich, die zentrale Filterfrequenz über die Einstellung einzelner Resonatoren des fertiggestellten Filters anzupassen. Dieser Prozess ist zeitaufwendig und arbeitsintensiv. In der Vergangenheit wurde für bestimmte Combline-Filter, die ohne ein dickschichtiges Leitermuster entwickelt wurden, eine Gesamteinstellung durchgeführt. Der Großteil der heute verwendeten Combline-Filter wird jedoch mit einem Leiteraufdruck hergestellt, der eine erfolgreiche Umsetzung einer Gesamteinstellung verhindert.
Anders als bei Combline-Filtern gibt es bei einem fertiggestellten Wellenleiterfilter keinen einfachen Weg, einzelne Resonatoren zu messen, so dass es sehr schwierig ist, die zentrale Filterfrequenz durch Einstellung einzelner Resonatoren anzupassen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wellenleiterfilter der durch die Anpassung der Breite des Wellenleiterfilters eingestellt wurde.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Wellenleiterfilter, der folgendes umfasst:
einen Monoblock eines dielektrischen Materials, der eine Mehrzahl äußerer Oberflächen beinhaltet, die eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche, die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, beinhalten,
zumindest einen ersten Schlitz, der in der ersten äußeren Seitenoberfläche angeordnet ist und sich bis zu einer ersten Tiefe in den Monoblock erstreckt, und
zumindest einen zweiten Schutz, der in der zweiten äußeren Seitenoberfläche angeordnet ist und dem ersten Schlitz in der ersten äußeren Seitenoberfläche entgegengerichtet und kolinear zu diesem angeordnet ist und der sich bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock erstreckt, wobei die zweite Tiefe und die erste Tiefe, bis zu der sich der erste Schlitz in den Monoblock erstreckt, verschieden sind.
In einer Ausführungsform ist die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe.
In einer Ausführungsform umfasst der Wellenleiterfilter weiterhin eine erste und eine zweite Endaussparung, die in dem Monoblock des dielektrischen Materials entgegengerichtet angeordnet sind, und ein erstes und zweites Durchgangsloch, die sich durch den Monoblock des dielektrischen Materials erstrecken und die in der ersten bzw. in der zweiten Aussparung enden.
In einer besonderen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf einen Wellenleiterfilter gerichtet, der folgendes umfasst:
einen Monoblock eines dielektrischen Materials, der eine Mehrzahl von äußeren Oberflächen umfasst, die eine obere und eine untere longitudinale äußere Oberfläche, die einander entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, und eine erste und eine zweite longitudinale äußere Seitenoberfläche, die einander entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen,
eine erste Mehrzahl von schmalen Schlitzen, die entlang der ersten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet angeordnet sind und die sich entlang der ersten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet bis zu einer ersten Tiefe in den Monoblock erstrecken, und
eine zweite Mehrzahl von schmalen Schlitzen, die entlang der zweiten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet angeordnet sind und sich entlang der zweiten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet erstrecken und die der ersten Mehrzahl schmaler Schlitze im Allgemeinen kolinear und entgegengerichtet angeordnet ist und sich zu der ersten Mehrzahl schmaler Schlitze im Allgemeinen kolinear und entgegengerichtet erstrecken und die zwischen sich eine Mehrzahl von Brücken aus dielektrischem Material definieren,
wobei sich die Brücken entlang der oberen und der unteren longitudinalen äußeren Oberfläche voneinander beabstandet erstrecken, und wobei sich die zweite Mehrzahl schmaler Schlitze bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock erstreckt, wobei die zweite Tiefe und die erste Tiefe, bis zu der sich die erste Mehrzahl schmaler Schlitze in den Monoblock erstreckt, verschieden sind.
In einer Ausführungsform ist die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe.
In einer Ausführungsform umfasst der Wellenleiterfilter weiterhin eine erste und eine zweite Endaussparung, die in dem Monoblock aus dielektrischem Material entgegengerichtet angeordnet sind, und ein erstes und ein zweites Durchgangsloch, die sich durch den Monoblock aus dielektrischem Material erstrecken und die in der oberen oder der unteren Oberfläche und in der ersten bzw. in der zweiten Endaussparung enden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Einstellung der zentralen Frequenz eines Wellenleiterfilters, das die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Wellenleiterfilters, der folgendes umfasst:
einen Monoblock aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl äußerer Oberflächen umfasst, die eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche, die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen,
zumindest einen ersten Schlitz, der in der ersten äußeren Seitenoberfläche angeordnet ist und sich bis zu einer ersten Tiefe in den Monoblock des dielektrischen Materials erstreckt,
zumindest einen zweiten Schlitz, der in der zweiten äußeren Seitenoberfläche angeordnet ist und sich bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock des dielektrischen Materials erstreckt, wobei der Wellenleiterfilter eine erste zentrale Frequenz aufweist; und
Entfernen von dielektrischem Material von der ersten und/oder von der zweiten äußeren Seitenoberfläche in gleicher oder ungleicher Menge, um die zentrale Frequenz des Wellenleiterfilters einzustellen.
In einem Verfahren werden gleiche Mengen dielektrischen Materials von der ersten und von zweiten äußeren Seitenoberfläche des Monoblocks des Wellenleiterfilters entfernt, und die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich der erste bzw. zweite Schlitz in den Monoblock des dielektrischen Materials erstreckt, sind gleich.
In einem Verfahren werden ungleiche Mengen dielektrischen Materials von der ersten und zweiten äußeren Seitenoberfläche des Monoblocks des Wellenleiterfilters entfernt, und die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich der erste bzw. zweite Schlitz in den Monoblock des dielektrischen Materials erstreckt, sind ungleich.
In einer besonderen Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Einstellung der Frequenz eines Wellenleiterfilters die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Wellenleiterfilters, der folgendes umfasst:
einen Monoblock eines dielektrischen Materials, der eine Mehrzahl von äußeren Oberflächen umfasst, die eine obere und eine untere äußere Oberfläche, die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen, sowie eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche, die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind,
eine Mehrzahl von ersten Schlitzen, die in Längsrichtung entlang der ersten äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet angeordnet sind und sich in Längsrichtung entlang der ersten äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet erstrecken,
eine Mehrzahl von zweiten Schlitzen, die in Längsrichtung entlang der zweiten äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet angeordnet sind und sich entlang der Längsrichtung der zweiten äußeren Seitenoberfläche voneinander beabstandet erstrecken und die den ersten Schlitzen entgegengerichtet angeordnet sind und sich entgegengerichtet zu den ersten Schlitzen erstrecken, um in dem Monoblock aus dielektrischem Material eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Brücken aus dielektrischem Material zu definieren,
eine erste und eine zweite Aussparung, die in dem Monoblock aus dielektrischem Material angeordnet sind, und
ein erstes und ein zweites Durchgangsloch, die sich durch den Monoblock des dielektrischen Materials erstrecken und die in der ersten bzw. in der zweiten Endaussparung enden; und
Entfernen von dielektrischem Material von der ersten und/oder der zweiten äußeren Seitenoberfläche in gleicher oder ungleicher Menge, um die Frequenz des Wellenleiterfilters einzustellen.
In einem Verfahren werden gleiche Mengen dielektrischen Materials von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche des Monoblocks des Wellenleiterfilters entfernt, und die erste und zweite Tiefe, bis zu der sich die ersten bzw. die zweiten Schlitze in den Monoblock des dielektrischen Materials erstrecken, sind gleich.
in einem Verfahren werden ungleiche Mengen dielektrischen Materials von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche des Monoblocks des Wellenleiterfilters entfernt, und die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich die ersten bzw. zweiten Schlitze in den Monoblock des dielektrischen Materials erstrecken, sind ungleich.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, durch die beigefügten Zeichnungen und durch die angefügten Ansprüchen verdeutlicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale der Erfindung sind am besten aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Figuren verständlich. Darin zeigen:
1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines keramischen dielektrischen Wellenleiterfilters vor einer Einstellung;
2 eine vergrößerte und vereinfachte Draufsicht eines Mittels und eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Einstellung des in 1 gezeigten keramischen dielektrischen Wellenleiterfilters; und
3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines eingestellten keramischen dielektrischen Wellenleiterfilters gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
1 zeigt eine Ausführungsform eines keramischen dielektrischen Wellenleiterfilters 100, der dazu eingerichtet ist, nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung eingestellt zu werden.
Der keramische dielektrische Wellenleiterfilter 100 ist im Allgemeinen aus einem spatförmigen Monoblock 101 gebildet, der ein geeignetes dielektrisches Material, wie z. B. Keramik, umfasst; er definiert eine longitudinale Achse 103; und er beinhaltet eine Mehrzahl äußerer Oberflächen, die eine obere und eine untere longitudinale, sich horizontal erstreckende äußere Oberfläche 102 bzw. 104 beinhalten, wobei die Oberflächen 102 und 104 entgegengerichtet, voneinander beabstandet und parallel sind und sich in die gleiche Richtung wie die longitudinale Achse 103 erstrecken; longitudinale und sich vertikal erstreckende äußere Seitenoberflächen 106 und 108, die entgegengerichtet, voneinander beabstandet und parallel sind und sich in dieselbe Richtung wie die longitudinale Achse 103 erstrecken und die sich beabstandet von der longitudinalen Achse 103 und auf gegenüberliegenden Seiten der longitudinalen Achse 103 erstrecken; und transversale und sich vertikal erstreckende äußere Endseitenoberflächen 110 und 112, die entgegengerichtet, voneinander beabstandet und parallel sind und sich in Normalrichting zu der longitudinalen Achse 103 erstrecken und diese schneiden.
Der Monoblock 101 beinhaltet eine Mehrzahl resonanter Abschnitte (die auch als Kammern, Zellen oder Resonatoren bezeichnet werden) 114, 116, 118, 120 und 122, die aus dem keramischen, dielektrischen Material des Monoblocks 101 bestehen, die in Längsrichtung des Monoblocks 101 beabstandet, benachbart und Seite an Seite angeordnet sind, wobei sich die longitudinale Achse 103 durch das Zentrum der jeweiligen Resonatoren erstreckt, und die voneinander durch eine Mehrzahl voneinander beabstandeter, vertikaler schmaler Schlitze oder Einschnitte 124 und 126 getrennt sind. Die Schlitze oder Einschnitte 124 und 126 sind in die Oberflächen 102, 104, 106 und 108 des Monoblocks 101 geschnitten und sind in einer Richtung orientiert, die im Allgemeinen senkrecht oder normal zu der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101 ist, und erstrecken sich in diese Richtung.
Die Schlitze oder Einschnitte 124 befinden sich auf einer ersten Seite des Monoblocks 101 und seiner longitudinalen Achse 103 und erstrecken sich voneinander beabstandet und parallel entlang der Längsrichtung der Seitenoberfläche 106 des Monoblocks 101. Jeder der Schlitze 124 durchtrennt die Seitenoberfläche 106 und die entgegengerichteten, horizontalen Oberflächen 102 und 104 und schneidet teilweise nach innen durch den Körper des Monoblocks 101 in Richtung der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101.
Die Schlitze 126 befinden sich auf einer zweiten entgegengerichteten Seite des Monoblocks 101 und seiner longitudinalen Achse 103 und erstrecken sich voneinander beabstandet und parallel entlang der Längsrichtung der entgegengerichteten Seitenoberfläche 108 des Monoblocks 101. Weiterhin erstrecken sich die Schlitze 126 entgegengerichtet, koplanar und kolinear zu den entsprechenden Schlitzen 124, die in der Seitenoberfläche 106 definiert sind. Jeder der Schlitze 126 durchtrennt die Seitenoberfläche 108 und die entgegengerichteten horizontalen Oberflächen 102 und 104 und schneidet teilweise nach innen durch den Körper des Monoblocks 101 in Richtung der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101.
Aufgrund ihrer entgegengerichteten, beabstandeten, koplanaren und kolinearen Anordnung auf entgegengesetzten Seiten des Monoblocks 101 und seiner longitudinalen Achse 103 bilden die Schlitze 124 und 126 zusammen eine Mehrzahl von im Allgemeinen zentral gelegenen Hochfrequenz-Signalbrücken 128, 130, 132 und 134 in dem Monoblock 101, die aus dem dielektrischen, keramischen Material des Monoblock 101 bestehen und die sich zwischen den entsprechenden Resonatoren 114, 116, 118, 120 und 122 erstrecken und diese verbinden und den Durchgang des Hochfrequenz-Signals zwischen den entsprechenden Resonatoren gestatten. In der gezeigten Ausführungsform hängt die Breite jeder der Hochfrequenz-Signalbrücken 128, 130, 132 und 134 von dem Abstand zwischen den entgegengerichteten Schlitzen 124 und 126 ab, wobei in der gezeigten Ausführungsform die Breite ungefähr ein Drittel der Breite des Monoblocks 101 beträgt.
Weiterhin erstrecken sich die Hochfrequenz-Signalbrücken 128, 130, 132 und 134 in der gezeigten Ausführungsform beabstandet und im Allgemeinen parallel entlang der oberen und unteren Oberfläche 102 und 104 des Monoblocks 101; die obere Oberfläche jeder Hochfrequenz-Signalbrücke 128, 130, 132 und 134 ist im Allgemeinen koplanar zu der oberen Oberfläche 102 des Monoblocks 101; die untere Oberfläche jeder Hochfrequenz-Signalbrücke 128, 130, 132 und 134 ist koplanar zu der unteren Oberfläche 104 des Monoblocks 101; die Hochfrequenz-Signalbrücken 128, 130, 132 und 134 sind im Allgemeinen kolinear zu der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101 ausgerichtet und erstrecken sich im Allgemeinen kolinear mit der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101.
Auch wenn es in keiner der Figuren gezeigt ist, ist zu beachten, dass die Dicke oder die Breite jedes Schlitzes 124 und 126 und die Tiefe oder die Länge, bis zu der sich die Schlitze 124 und 126 von der entsprechenden Seitenoberfläche 106 bzw. 108 in den Körper des Monoblocks 101 erstrecken, in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung verändert werden kann, um die Breite oder die Länge jeder keramischen Hochfrequenz-Signalbrücke 128, 130, 132 und 134 entsprechend zu verändern, so dass das Hochfrequenz-Signal, das die entsprechenden Brücken passiert, gesteuert werden kann, so dass die elektrische Anbindung und die Bandbreite des Wellenleiterfilters 100 gesteuert werden kann und so dass folglich die Leitungscharakteristik des Wellenleiterfilters 100 gesteuert werden kann.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst und definiert der Wellenleiterfilter 100, und genauer sein Monoblock 101, zusätzlich eine erste und zweite Endstufe oder Aussparung 136 bzw. 138, die entgegengerichtet sind und neben einer entsprechenden Endseitenoberfläche 110 bzw. 112 definiert und angeordnet sind und die sich im Allgemeinen in Normalrichtung zu der longitudinalen Achse 103 erstrecken und diese schneiden und die in der gezeigten Ausführungsform jeweils weiterhin einen im Allgemeinen L-förmig ausgebuchteten oder grabenförmigen oder schulterförmigen oder ausgesparten Bereich oder Abschnitt der longitudinalen Oberfläche 104, der entgegengerichteten Seitenoberflächen 106 und 108 und der entgegengerichteten Endseitenoberflächen 110 und 112 des Monoblocks 101 umfassen, von denen dielektrisches keramisches Material entfernt wurde oder fehlt.
Weiterhin umfasst der Wellenleiterfilter 100 in der gezeigten Ausführungsform, und genauer sein Monoblock 101, zusätzlich eine erste und eine zweite elektrische Hochfrequenz-Signaleingangselektrode/-ausgangselektrode in Form eines ersten bzw. eines zweiten Durchgangslochs 146 bzw. 148. Das Durchgangsloch 146 bzw. 148 erstreckt sich durch den Körper des Monoblocks 101 und genauer, durch die Stufe 136 bzw. 138 und, noch genauer, durch den Körper des entsprechenden Endresonators 114 bzw. 122, die in dem Monoblock 101 definiert sind. Das Durchgangsloch 146 bzw. 148 erstreckt sich zwischen und im Allgemeinen in Normalrichtung zu der Oberfläche 140 der Stufen 136 bzw. 138 und der Oberfläche 102 des Monoblocks 101. Weiterhin schneidet das Durchgangsloch 146 bzw. 148 die longitudinale Achse 103 des Monoblocks 101 und ist senkrecht zu ihr angeordnet.
Genauer ist jedes der im Allgemeinen zylinderförmigen Eingangs-/Ausgangsdurchgangslöcher 146 und 148 von der entsprechenden transversalen Endseitenoberfläche 110 bzw. 112 des Monoblockes 101 beabstandet und im Allgemeinen parallel zu der Endseitenoberfläche 110 bzw. 112 und definiert entsprechende im Allgemeinen kreisförmige Öffnungen 150 und 152, die in der Stufenoberfläche 140 bzw. in der Monoblockoberfläche 102 angeordnet sind und enden.
Alle äußeren Oberflächen 102, 104, 106, 108, 110 und 112 des Monoblockes 101 und die inneren Oberflächen der Eingangs-/Ausgangsdurchgangslöcher 146 und 148 sind mit einem geeigneten leitfähigen Material 180 beschichtet, wie z. B. Silber, mit Ausnahme von unbeschichteten (ausgesetztes Keramik), im Allgemeinen kreisförmigen Bereichen oder Ringen 154 und 156 auf der Monoblockoberfläche 102, die jeweils die Öffnung 152 eines Eingangs-/Ausgangsdurchgangsloches 146 bzw. 148 umgeben.
1 zeigt den Wellenleiterfilter 100, bevor er gemäß der vorliegenden Erfindung eingestellt wurde, und ist dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene seiner Abmessungen und Merkmale, welche die uneingestellte Breite (W_u) des Wellenleiterfilters 100 beinhalten jedoch nicht auf diese beschränkt sind, derart gewählt wurden, dass die angestrebte Zentralfrequenz unter der letztendlich gewünschten Zentralfrequenz des eingestellten Wellenleiterfilters 110, der in 3 abgebildet ist, liegt.
Gemäß der Erfindung wird die Auswahl der angestrebten Frequenz derart vorgenommen, dass für den gesamten Variationsbereich von Dielektrizitätskonstanten das Presswerkzeug einen Wellenleiterfilter 100 herstellt, dessen zentrale Frequenz bei oder unter der letztendlich gewünschten zentralen Frequenz liegt.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Einstellung des Wellenleiterfilters 100 umfasst die folgenden Schritte:
Herstellen einer ersten kleinen Gruppe von Wellenleiterfiltern 100 aus einer Charge von dielektrischem Material, wobei die Wellenleiterfilter 100, wie zuvor beschrieben, mit leitfähigem Material beschichtet wurden,
Herstellen einer zweiten größeren Gruppe von Wellenleiterfiltern 100 aus derselben Charge dielektrischen Materials wie bei der ersten kleinen Gruppe von Wellenleiterfiltern 100, die jedoch auf keiner ihrer Oberflächen leitfähiges Material 180 enthalten, anschließendes Messen der zentralen Frequenz eines oder mehrerer Wellenleiterfilter 100 der ersten kleinen Gruppe von Wellenleiterfiltern 100,
anschließendes Verringern der nicht eingestellten Breite (W_u) des(der) Wellenleiterfilter(s) 100 in der ersten kleinen Gruppe von Wellenleiterfiltern 100, wobei sowohl das leitfähige Material als auch anschließend das dielektrische Material durch Abschleifen, Läppen oder auf andere Weise entfernt werden, wobei das Entfernen in einer Breite oder Menge erfolgt, die in 2 im Allgemeinen mit W_s1 bzw. W_s2 bezeichnet wird, und von der Front einer oder beider longitudinaler vertikaler Seitenoberflächen 106 und 108 erfolgt, um eine entsprechende Vergrößerung der zentralen Frequenz des Wellenleiterfilters 100 zu erzeugen,
anschließendes Neubeschichten der Front der Oberflächen 106 und 108, von denen das leitfähige Material während des Abschleifens, des Läppens oder des Entfernungsschrittes entfernt wurde, mit leitfähigem Material 180,
anschließendes erneutes Messen der zentralen Frequenz des Wellenleiterfilters.
2 zeigt das Abschleifen/Läppen/Entfernen von leitfähigem Material und entsprechendem dielektrischem Material von der Front jeder der äußeren, longitudinalen, sich vertikal erstreckenden Seitenoberflächen 106 und 108 des Monoblockes 101 des Wellenleiterfilters 100, die einander entgegengerichtet sind, unter Verwendung eines geeigneten Abschleif-/Läpp-/Entfernungswerkzeuges 160. Auch wenn die vorliegende Erfindung das Abschleifen/Läppen/Entfernen von leitfähigem Material und entsprechendem dielektrischen Material von den Seitenaberflächen 106 und 108 in gleicher/derselben und in ungleicher/verschiedener Menge umfasst, wurde in der gezeigten Ausführungsform mehr Material von der Front der äußeren vertikalen longitudinalen Seitenoberfläche 106 abgeschliffen/reibabgeschliffen/entfernt als von der entgegengerichteten Front der äußeren vertikalen longitudinalen Seitenoberfläche 108, so dass die Breite W_s2 größer ist als die Breite W_s1.
Auch wenn in 2 ein Verfahren gezeigt wird, in dem sowohl das leitfähige als auch das dielektrische Material auf der gesamten Länge der entgegengerichteten longitudinalen und sich vertikal erstreckenden Seitenoberflächen 106 und 108 des Monoblockes 101 entfernt wurden, ist zu beachten, dass das Verfahren auch Schritte beinhaltet, bei denen das leitfähige und das dielektrische Material von der Front von nur einer der äußeren, vertikalen und longitudinalen Seitenoberflächen 106 bzw. 108, die entgegengerichtet und parallel sind, und nur zu einem Teil abgeschliffen/reibabgeschliffen/entfernt wird; und/oder von nur einem Teil der Fronten beider entgegengerichteten, parallelen, äußeren, vertikalen und longitudinalen Seitenoberflächen 106 und 108 in gleichen/denselben oder ungleichen/verschiedenen Mengen abgeschliffen/reibabgeschliffen/entfernt wird.
Gemäß der Erfindung können die Schritte des Abschleifens/Läppens/Entfernens, wie oben beschrieben, des erneuten Beschichtens mit oder des erneuten Anwendens von leitfähigem Material 180 der bzw. auf die abgeschliffene(n) oder reibabgeschliffene(n) Oberfläche(n), wie oben beschrieben, und des Messens der zentralen Frequenz des Wellenleiterfilters 100, wie oben beschrieben, alle wiederholt werden, um noch weitere Erhöhungen der zentralen Frequenz des Wellenleiterfilters 100 zu bewirken, bis der Wellenleiterfilter 100 die gewünschte letztendliche zentrale Frequenz zeigt.
Sobald die gewünschte letztendliche zentrale Frequenz an einem oder mehreren Wellenleiterfiltern 100 der ersten kleineren Gruppe von Wellenleiterfiltern hergestellt und gemessen wurde, werden die zugehörigen letztendlichen Breiten W_t, W_s1 und W_s2 gemessen, und alle übrigen Wellenleiterfilter, die mit der gegebenen Charge des dielektrischen Materials hergestellt wurden, werden zu derselben letztendlichen eingestellten Breite W_t und damit zu der gleichen letztendlichen gewünschten zentralen Frequenz geschliffen/reibabgeschliffen, vorzugsweise dadurch, dass die Breite von allen übrigen Wellenleiterfiltern, die aus der gegebenen Charge des dielektrischen Materials gefertigt sind, um dieselben entsprechenden letztendlich gemessenen Breiten oder Mengen W_s1 und W_s2 auf jeder Seite des Wellenleiterfilters 100 verringert wird.
Nachdem alle Wellenleiterfilter 100, die aus derselben Charge dielektrischen Materials gefertigt wurden, auf diese Weise geschliffen/reibabgeschliffen wurden, werden die äußeren Oberflächen 106 und 108 der übrigen Wellenleiterfilter in der ersten kleinen Gruppe der Wellenleiterfilter 100 erneut mit leitfähigem Material 100 beschichtet, und alle Oberflächen 102, 104, 106, 108, 110 und 112 und die inneren Oberflächen der Eingangs-/Ausgangsdurchgangslöcher 146 und 148 in der zweiten größeren Gruppe von Wellenleiterfiltern 100 werden mit leitfähigem Material 180 beschichtet.
Schließlich kann eine geringfügige Einstellung, die benötigt wird, um die gewünschte Frequenz-Antwort-Kurve zu erhalten, vorgenommen werden, indem leitfähiges Material 180 von ausgewählten Bereichen des Monoblocks 101 des in 3 gezeigten eingestellten Wellenleiterfilters 100 entfernt wird.
3 zeigt den Wellenleiterfilter 100 aus 1 nach seiner Einstellung gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, das in 2 gezeigt ist und oben beschrieben wurde, in dem von der äußeren longitudinalen vertikalen Seitenoberfläche 106 eine größere Menge von leitfähigem Material und dielektrischem Material abgeschliffen/gelappt/entfernt wurde als von der entgegengerichteten parallelen äußeren longitudinalen vertikalen Seitenoberfläche 108.
Somit zeigt 3 eine Ausführungsform eines eingestellten Wellenleiterfilters 100, der in jeder Hinsicht mit dem in 1 gezeigten Wellenleiterfilter 100 identisch ist, so dass die vorhergehende Beschreibung des Wellenleiterfilters 100 durch Bezugnahme an dieser Stelle aufgenommen wird, mit der Ausnahme, dass der in 3 gezeigte Wellenleiterfilter 100 eine eingestellte Breite (W_t) aufweist, die kleiner ist als die nicht eingestellte Breite (W_u) des in 1 gezeigten Wellenleiterfilters 100, und genauer, der eine letztendlich eingestellte Breite (W_t) aufweist, die durch die Formel W_t = W_u – W_s1 – W_s2 ausgedrückt werden kann, wobei W_u die nicht eingestellte Breite des ursprünglichen nicht eingestellten, in 1 gezeigten Wellenleiterfilters 100 ist, wobei W_s1 die Dicke oder die Breite des leitfähigen und des dielektrischen Materials ist, das von der äußeren longitudinalen vertikalen Seitenoberfläche 108 des Monoblocks 101 des Wellenleiterfilters 100 entfernt wurde, und wobei W_s2 die Dicke oder die Breite des leitfähigen Materials und des dielektrischen Materials ist, das von der entgegengerichteten äußeren longitudinalen vertikalen Seitenoberfläche 106 des Monoblockes 101 des Wellenleiterfilters 100 entfernt wurde.
In der Ausführungsform, in der das leitfähige und dielektrische Material von nur einer der zwei entgegengerichteten, parallelen, äußeren longitudinalen vertikalen Seitenoberflächen 106 und 108 abgeschliffen/reibabgeschliffen/entfernt wurde, ist eine der Breiten W_s1 und W_s2 Null.
Der eingestellte in 3 gezeigte Wellenleiterfilter 100 unterscheidet sich weiterhin dadurch in der Struktur von dem nicht eingestellten in 1 gezeigten Wellenleiterfilter 100, dass der in 3 gezeigte Wellenleiterfilter 100 aufgrund des in 2 gezeigten Abschleif-/Reibabschleif-/Entfernungsvorganges entsprechende Schlitze 124 und 126 mit einer verschiedenen zugehörigen eingestellten Tiefe L_t (3) beinhaltet, d. h. entsprechende Schlitze 124 und 126, die sich bis zu einer ungleichen/verschiedenen Länge oder Tiefe L_t in den Körper des Monoblockes 101 erstrecken, die kleiner ist als die nicht eingestellte Tiefe L_u, (2), bis zu der sich die entsprechenden Schlitze 124 und 126 in den Körper des nicht eingestellten in 1 gezeigten Wellenleiterfilters 100 erstrecken.
In der Ausführungsform von 3 ist die eingestellte Tiefe L_t oder die Länge, bis zu der sich die Schlitze 126 in den Körper des Monoblocks 101 erstrecken, größer als die eingestellte Tiefe L_t oder die Länge, bis zu der sich die Schlitze 124 in den Körper des Monoblocks 101 erstrecken, weil mehr leitfähiges und dielektrisches Material von der Front der äußeren longitudinalen und sich vertikal erstreckenden Seitenoberfläche 106 abgeschliffen/reibabgeschliffen/entfernt wurde, als von der Front der entgegengerichteten, parallelen, äußeren longitudinalen und sich vertikal erstreckenden Seitenoberfläche 108, wie in 2 gezeigt, abgeschliffen/gelappt/entfernt wurde.
Anders ausgedrückt unterscheidet sich der eingestellte in 3 gezeigte Wellenleiterfilter 100 dadurch in seiner Struktur von dem nicht eingestellten in 1 gezeigten Wellenleiterfilter 100, dass der eingestellte in 3 gezeigte Wellenleiterfilter 100 aufgrund des Abschleif-/Reibabschleif-/Entfernungsvorgangs, wie er in 2 gezeigt und oben beschrieben ist, entsprechende entgegengerichtete äußere Seitenoberflächen 106 und 108 beinhaltet, die um einen ungleichen/verschiedenen Abstand von der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101 beabstandet sind und die sich mit einem ungleichen/verschiedenen Abstand weg von der longitudinalen Achse 103 des Monoblocks 101 erstrecken.
Auch wenn die Erfindung anhand bestimmter Bezugnahme auf die gezeigte Ausführungsform vermittelt wurde, ist zu beachten, dass der Durchschnittsfachmann erkennen wird, dass Änderungen in Gestalt und Einzelheit vorgenommen werden können, ohne dass von dem Wesen und dem Umfang der Erfindung abgewichen wird. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist in allen Gesichtspunkten als rein beispielhaft und nicht einschränkend anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4800348 [0008]

Claims

Wellenleiterfilter (100), der folgendes umfasst: einen Monoblock (101) aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl von äußeren Oberflächen umfasst, wobei die äußeren Oberflächen eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche (106, 108), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen; zumindest einen ersten Schlitz (124), der in der ersten äußeren Seitenoberfläche (106) angeordnet ist und der sich bis zu einer ersten Tiefe in den Monoblock (101) erstreckt; und zumindest einen zweiten Schlitz (126), der in der zweiten äußeren Seitenoberfläche (108) angeordnet ist, wobei der zumindest eine zweite Schlitz (126) kolinear und entgegengerichtet zu dem ersten Schlitz (124) in der ersten äußeren Seitenoberfläche (106) angeordnet ist und sich bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock (101) erstreckt, wobei sich die zweite Tiefe von der ersten Tiefe unterscheidet.
Wellenleiterfilter (100) nach Anspruch 1, bei dem die erste Tiefe großer als die zweite Tiefe ist.
Wellenleiterfilter (100) nach Anspruch 1 oder 2, der weiterhin folgendes umfasst: eine erste und eine zweite Endaussparung (136, 138), die in dem Monoblock (101) aus dielektrischem Material entgegengerichtet angeordnet sind; und ein erstes und ein zweites Durchgangsloch (146, 148), die sich durch den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstrecken und die in der ersten bzw. in der zweiten Aussparung (136, 138) enden.
Wellenleiterfilter (100), der folgendes umfasst: einen Monoblock (101) aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl von äußeren Oberflächen umfasst, wobei die Mehrzahl von äußeren Oberflächen eine obere und eine untere äußere longitudinale Oberfläche (102, 104), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, und eine erste und eine zweite longitudinale äußere Seitenoberfläche (106, 108), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen; eine erste Mehrzahl von schmalen Schlitzen (124), die entlang der ersten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche (106) voneinander beabstandet angeordnet sind und sich entlang der ersten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche (106) voneinander beabstandet bis zu einer ersten Tiefe in den Monoblock (101) erstrecken; und eine zweite Mehrzahl von schmalen Schlitzen (126), die entlang der zweiten longitudinalen äußeren Seitenoberfläche (108) voneinander beabstandet angeordnet sind und die im Allgemeinen kolinear und entgegengerichtet zu der ersten Mehrzahl schmaler Schlitze (124) angeordnet sind und die zwischen sich eine Mehrzahl von Brücken (128, 130, 132, 134) aus dielektrischem Material definieren und die sich entlang der oberen und unteren longitudinalen Oberfläche (102, 104) voneinander beabstandet erstrecken, wobei sich die zweite Mehrzahl schmaler Schlitze (126) bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock (101) erstreckt, wobei sich die zweite Tiefe von der ersten Tiefe, bis zu der sich die erste Mehrzahl schmaler Schlitze (124) in den Monoblock (101) erstreckt, unterscheidet.
Wellenleiterfilter (100) nach Anspruch 4, bei dem die erste Tiefe größer als die zweite Tiefe ist.
Wellenleiterfilter (100) nach Anspruch 4 oder 5, der weiterhin folgendes umfasst: eine erste und eine zweite Endaussparung (136, 138), die in dem Monoblock (101) aus dielektrischem Material definiert sind; und ein erstes und ein zweites Durchgangsloch (146, 148), die sich durch den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstrecken und die in der oberen oder in der unteren Oberfläche (102, 104) und in der ersten bzw. in der zweiten Endaussparung (136, 138) enden.
Verfahren zur Einstellung der zentralen Frequenz eines Wellenleiterfilters (100), das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Wellenleiterfilters (100), der folgendes umfasst: einen Monoblock (101) aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl äußerer Oberflächen umfasst, wobei die Mehrzahl äußerer Oberflächen eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche (106, 108), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen; zumindest einen ersten Schlitz (124), der in der ersten äußeren Seitenoberfläche (106) angeordnet ist und sich bis zu erster Tiefe in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstreckt; und zumindest einen zweiten Schlitz (126), der in der zweiten äußeren Seitenoberfläche (108) angeordnet ist und sich bis zu einer zweiten Tiefe in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstreckt, wobei der Wellenleiterfilter (100) eine erste zentrale Frequenz aufweist; und Entfernen von dielektrischem Material von der ersten und/oder der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) in gleicher oder ungleicher Menge, um die zentrale Frequenz des Wellenleiterfilters (100) einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Monoblocks (101) des Wellenleiterfilters (100) gleiche Mengen dielektrischen Materials entfernt werden und bei dem die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich der erste bzw. der zweite Schlitz (124, 126) in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstreckt, gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Monoblocks (101) des Wellenleiterfilters (100) ungleiche Mengen dielektrischen Materials entfernt werden und bei dem die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich der erste bzw. der zweite Schlitz (124, 126) in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstreckt, ungleich sind.
Verfahren zur Einstellung der Frequenz eines Wellenleiterfilters (100) das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Wellenleiterfilters (100), der folgendes umfasst: einen Monoblock (101) aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl äußerer Oberflächen umfasst, wobei die Mehrzahl äußerer Oberflächen eine obere und eine untere äußere Oberfläche (102, 104), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, und eine erste und eine zweite äußere Seitenoberfläche (106, 108), die entgegengerichtet und voneinander beabstandet sind, umfassen; eine Mehrzahl erster Schlitze (124), die entlang der ersten äußeren Seitenoberfläche (106) in Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind; eine Mehrzahl zweiter Schlitze (126), die in Längsrichtung entlang der zweiten äußeren Seitenoberfläche (108) und entgegengerichtet zu der Mehrzahl erster Schlitze (124) voneinander beabstandet angeordnet sind, um in dem Monoblock (101) aus dielektrischem Material eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Brücken (128, 130, 132, 134) aus dielektrischem Material zu definieren; und eine erste und eine zweiten Aussparung (136, 138), die in dem Monoblock (101) aus dielektrischem Material definiert sind; und ein erstes und ein zweites Durchgangsloch (146, 148), die sich durch den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstrecken und die in der ersten bzw. in der zweiten Endaussparung (136, 138) enden; und Entfernen von dielektrischem Material von der ersten und/oder der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) in gleicher oder ungleicher Menge, um die Frequenz des Wellenleiterfilters (100) einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Monoblocks (101) des Wellenleiterfilters (100) gleiche Mengen dielektrischen Materials entfernt werden und bei dem die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich die ersten bzw. die zweiten Schlitze (124, 126) in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstrecken, gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem von der ersten und von der zweiten äußeren Seitenoberfläche (106, 108) des Monoblocks (101) des Wellenleiterfilters (100) ungleiche Mengen dielektrischen Materials entfernt werden und bei dem die erste und die zweite Tiefe, bis zu der sich die ersten bzw. die zweiten Schlitze (124, 126) in den Monoblock (101) aus dielektrischem Material erstrecken, ungleich sind.