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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen abstimmbaren Filter unter Verwendung eines semi-koaxialen Hohlraumresonators.
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Stand der Technik
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Ein Filter, der gemäß einem externen Steuersignal eine Mittenfrequenz desselben auf einen Sollwert verändern lässt, wird als abstimmbarer Filter bezeichnet. Ein typisches Beispiel für den abstimmbaren Filter kann ein in der Patentschrift 1 (ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 9-284097 ) offenbarter Bandpassfilter mit veränderlicher Abstimmfrequenz sein. Der Filter weist mehrere Kurzschluss-Schienen auf. Enden der Kurzschluss-Schienen sind jeweils an einer seitlichen Fläche bei einer vorbestimmten Höhe einer Innenleiter-Schienen eines semi-koaxialen Hohlraumresonators befestigt, wobei sie gleichmäßig beabstandet sind, radial in die horizontale Richtung verlaufen und dann im Wesentlichen senkrecht nach unten gebogen sind. Andere Enden der Kurzschluss-Schienen erreichen eine untere Fläche eines Außenleiters in einem zu einer festen Position des Innenleiters konzentrischen Kreis und sind jeweils mit PIN-Dioden verbunden, die an der unteren Fläche des Außenleiters angebracht sind. Die PIN-Dioden ermöglichen ein elektrisches Verbinden/Trennen der Kurzschluss-Schienen von der unteren Fläche des Außenleiters durch Anlegen einer externen Steuerspannung, steuern Frequenzen jeweiliger Resonatoren entsprechend der Veränderung von Induktivitätskomponenten aufgrund des Kurzschlusses der Kurzschluss-Schienen bezüglich des Außenleiters und ermöglichen somit ein Verändern einer Abstimmfrequenz des Filters.
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Ein Hohlraumbandpassfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
US 6,549,092 B1 bekannt, wobei bei diesem Filter die Frequenz des dielektrischen Resonators und des Hohlraumresonators nahezu dieselbe ist, so dass dieser einstellbare Filter einen Multimodenresonator bildet.
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Da bei der oben beschriebenen Konfiguration mehrere Erdungsleitungen, die mit der PIN-Diode durchgehend ausgelegt sind, in dem semi-koaxialen Hohlraumresonator an einem Abschnitt vorgesehen sind, bei dem extrem hoher Strom angelegt wird, kann Q des Resonators sinken und an einem Bandpassfilter oder einem Sperrfilter, in dem die Resonatoren durchgehend angeordnet sind, kann eine Einfügungsdämpfung ansteigen.
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Da bei dieser Konfiguration ferner Frequenzen entsprechend dem Ein/Aus der PIN-Dioden verändert werden, wird eine Mittenfrequenz des Bandpassfilters oder die des Sperrfilters nur diskret verändert, kann aber nicht stufenweise verändert werden.
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Wenn ferner ein Filter Elektrizität mit mehreren Watt bis zu Watt im zweistelligen Bereich durchlassen muss, könnte eine zulässige oder höhere Spannung an den PIN-Dioden angelegt werden. Dementsprechend können die PIN-Dioden durchbrennen und der Filter kann nicht länger verwendet werden.
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Wenn analog der Filter Elektrizität mit mehreren Watt bis zu Watt im zweistelligen Bereich durchlassen muss, können die PIN-Dioden und die zu den PIN-Dioden gehörigen Erdungsleitungen das Auftreten einer großen Intermodulation verursachen.
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Zum Lösen der oben beschriebenen Probleme werden ordnungsgemäß Hohlraumbandpass- und -sperrfilter gemäß den Ansprüchen 1 und 2 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorteile
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Da bei der Erfindung nach Anspruch 1 oder 2 die Position, der Winkel oder beides des in den Resonanzhohlraum jedes semi-koaxialen Hohlraumresonators eingeführten Dielektrikums bezüglich des Innenleiters verändert wird, wird an einem in dem Resonanzhohlraum auftretenden elektrischen Feld eine Störung angelegt, so dass die Resonanzfrequenz jedes Hohlraumresonators verändert werden kann. Da weiterhin die Halter der Dielektriken durch das Kopplungselement gekoppelt sind, werden die Frequenzen der Resonatoren unmittelbar zum gleichen Zeitpunkt und um den gleichen Veränderungsbetrag verändert. Da der Verschiebungsbetrag des Kopplungselements innerhalb eines beweglichen Bereichs willkürlich festgelegt wird, wird ein abstimmbarer Filter an die Hand gegeben, der das willkürliche Festlegen der Mittenfrequenz des Bandpassfilters oder der Mittenfrequenz in einem Sperrband des Sperrfilters innerhalb des beweglichen Bereichs zulässt und eine gute Ansprechempfindlichkeit aufweist.
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Ferner kann durch bewegliches Koppeln der Halter mit dem Kopplungselement der Störbetrag jedes der Resonatoren durch eine Nockenstruktur oder dergleichen verändert werden. Selbst wenn der Filter durch durchgehendes Anordnen der Resonatoren mit den verschiedenen Profilen der Resonanzhohlräume konfiguriert wird, kann dadurch der Verschiebungsbetrag jeder der Dielektriken unter den Resonatoren individuell verändert werden. Da daher die Veränderungsbeträge der Frequenzen für die Resonatoren jeweils willkürlich festgelegt werden, kann ein abstimmbarer Filter an die Hand gegeben werden, der ein Verschlechtern der Filtereigenschaften unterbinden kann und die Mittenfrequenz wählen kann.
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Da die Störung aufgrund des Dielektrikums an dem elektrischen Feld in dem Resonanzhohlraum angelegt wird, kann die Abnahme von Q des Resonators durch Verwenden des Dielektrikums mit einer guten dielektrischen Verlusttangente minimiert werden. Da ferner ein aktives Element wie eine PIN-Diode nicht in dem Resonanzhohlraum verwendet wird, an dem extrem hoher Strom angelegt wird, können die Leistungswiderstandseigenschaften des Filters verbessert werden, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird, und da jedes überschüssiges Bauteil wie eine PIN-Diode oder zugehörige Erdungsleitung nicht an dem Filter angebracht würden, wird ein abstimmbarer Filter an die Hand gegeben, der kein Auftreten von Intermodulation aufgrund des überschüssigen Bauteils verursacht.
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Da bei der Erfindung nach Anspruch 3 die Störung aufgrund der Verschiebung der dielektrischen Schiene nicht an dem Bereich angelegt wird, bei dem die benachbarten Resonatoren elektromagnetisch gekoppelt sind, wird die Veränderung bezüglich der zwischen den Stufen vorgesehenen Kopplungskoeffizienten unterbunden, während nur die Frequenzen verändert werden. Demgemäß wird ein abstimmbarer Bandpassfilter an die Hand gegeben, bei dem eine Rückflussdämpfungswellenform weniger gestört ist.
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Bei der Erfindung nach Anspruch 4 oder 5 wird der Mechanismus zum geeigneten Ermitteln der Einführbeträge der Dielektriken – bezüglich der Hohlräume – an die Hand gegeben, die ein Verändern der Frequenzen zulassen. Selbst wenn der Filter Resonatoren mit verschiedenen Hohlraumprofilen oder Resonatoren mit verschiedenen Empfindlichkeiten der Störung der Resonanzfrequenzen bezüglich der Positionsverschiebung der Dielektriken aufweist, können demgemäß die Einführbeträge der Dielektriken so voreingestellt werden, dass die Störbeträge der Resonanzfrequenzen gleich werden. Ferner kann der Mechanismus bei der Feineinstellung der Frequenzen während der Verstellung des Filters angewendet werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung.
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2 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung.
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3 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung.
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4 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer vierten erfindungsgemäßen Ausführung.
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5 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer fünften erfindungsgemäßen Ausführung.
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6 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen eines Zustands der Veränderung der Eigenschaften von erfindungsgemäßen Bandpassfiltern.
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Bezugszeichenliste
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- 1a und 1b
- Außenleiter
- 1c
- Abtrennung
- 2
- Innenleiter
- 3
- Eingangs-/Ausgangskonnektor
- 4
- Frequenz verstellende Schraube
- 5
- Kopplung verstellende Schraube
- 6
- Schlitz
- 7
- Kopplungssonde
- 8
- Halter
- 9
- Kopplungselement
- 10
- Führung
- 11
- Dielektrikum
- 12
- Ansteuerteil
- 13
- Halter
- 13a
- Flansch
- 14
- Kopplungselement
- 15
- Führungsstift
- 16
- flacher Nocken
- 17
- Führungsöffnung
- 18
- Halter
- 19
- Kopplungselement
- 20
- Führung
- 21
- Ansteuerteil
- 22a bis 22c
- Außenleiter
- 23
- Innenleiter
- 24
- mittlerer Leiter
- 25
- Frequenz verstellende Schraube
- 26a und 26b
- Kopplungssonde
- 27
- Halter
- 28
- Kopplungselement
- 29
- Führung
- 30
- Dielektrikum
- 31
- Ansteuerteil
- 32
- Längsloch
- 33
- Längsloch
- 34
- Eingangs-/Ausgangskonnektor
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Beste Art der Durchführung der Erfindung
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Unter Bezug auf 1 wird eine erste erfindungsgemäße Ausführung beschrieben. 1(a) ist eine Draufsicht, die einen fünfstufigen Bandpassfilter zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil eines Außenleiters 1b entfernt wurde. 1(b) ist eine Seitenansicht von 1(a) und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil eines Außenleiters 1a entfernt wurde. 1(c) ist eine Vergleichsansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Frequenz des Filters bezüglich 1(b) verändert ist. Die erste Ausführung wird unter Bezug auf diese Zeichnungen beschrieben.
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Der Außenleiter 1a weist einen hohlen Aufbau auf, wobei eine Oberfläche geöffnet ist, und der hohle Aufbau wird durch Abtrennungen 1c in die Hohlräume geteilt. Der Außenleiter 1b besteht aus einem Plattenelement und ist mit Schrauben an einer Öffnung des Außenleiters 1a befestigt. Innenleiter 2 sind an einer unteren Fläche des Außenleiters 1a befestigt. Jeder Innenleiter 2 kann mit dem Außenleiter 1a einstückig ausgebildet sein oder kann mit einer Schraube an der unteren Fläche des Außenleiters 1a befestigt sein. Während der Innenleiter 2 als Zylinder gezeigt wird, kann der Innenleiter 2 ein elliptische Zylinder oder ein polygonales Prisma sein. Der Innenleiter 2 ist nicht an einer Oberfläche des Außenleiters 1b befestigt, die dem Außenleiter 1a zugewandt ist. Eine aus einem Leiter hergestellte Frequenz verstellende Schraube 4 ist durch den Außenleiter 1b an einem Teil direkt über dem Innenleiter 2 geschraubt, wodurch ein semi-koaxialer Hohlraumresonator gebildet wird. Die Frequenz verstellende Schraube 4 kann an einem anderen Teil als dem Teil direkt über dem Innenleiter 2 angeordnet sein und kann durch eine Seitenfläche des Außenleiters 1a geschraubt sein.
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Jeder Resonator weist einen Schlitz 6 auf, wobei ein Teil der Abtrennung 1c geöffnet ist, um ein an den benachbarten Resonator koppelndes elektromagnetisches Feld zu verwirklichen. Die Öffnung des Schlitzes 6 erstreckt sich zu einer oberen Endfläche der Abtrennung 1c. Ferner ist eine aus einem Leiter hergestellte Kopplung verstellende Schraube 5 durch den Außenleiter 1b geschraubt und ragt zu dem Schlitz 6, um den Grad der Elektromagnetfeldkopplung auf einen Sollwert zu verstellen.
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Die Resonatoren an der ersten und letzten Stufe weisen Kopplungssonden 7 zum Koppeln der Resonatoren mit den Eingangs-/Ausgangskonnektoren 3 auf.
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Auf der Grundlage der oben beschriebenen Konfiguration fungiert die erste Ausführung als fünfstufiger Bandpassfilter. Zu beachten ist, dass die Anzahl an Stufen bezüglich der erwünschten Eigenschaften konstruktionsmäßig festgelegt werden kann.
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In dem Außenleiter 1b ist für jeden Hohlraum ein Längsloch 32 vorgesehen, und ein Halter 8 ist in das Längsloch 32 in der Zeichnung in horizontaler Richtung beweglich eingeführt. Ein Ende des Halters 8 ragt aus dem Außenleiter 1b und ist an einem Plattenkopplungselement 9 befestigt. Eine dielektrische Schiene 11 ist an dem anderen Ende des Halters 8 angebracht. Ein Material des Kopplungselements 9 und des Halters 8 kann aus Harz, Metall, Keramik und dergleichen entsprechend gewählt werden. Die dielektrische Schiene 11 kann mittels Bonden, Presspassen, Verkleben, mechanisches Befestigen oder durch die Kombination derselben an dem Halter 8 befestigt werden. Das Profil, die Länge, die Dielektrizitätskonstante und dergleichen der dielektrischen Schiene 11 können geeignet festgelegt werden. Das Profil der dielektrischen Schiene 11 kann ein Zylinder, ein elliptischer Zylinder, ein polygonales Prisma, ein Kegel, eine Platte oder dergleichen sein. Je höher die Dielektrizitätskonstante ist, desto größer wird ein Störbetrag bezüglich eines elektrischen Felds und desto breiter wird ein veränderlicher Bereich der Frequenz. Um das Auftreten von Intermodulation zu verhindern, wenn hohe elektrische Energie angelegt wird, bestehen das Kopplungselement 9 und der Halter 8 bevorzugt aus Harz oder Keramik ohne Leitfähigkeit.
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Das Kopplungselement 9 ist an einer Oberfläche des Außenleiters 1b durch an dem Außenleiter 1b befestigte Führungen 10 in Längsrichtung des Kopplungselements 9 gleitend befestigt und kann mittels eines Ansteuerteils 12 zu einer Sollposition gleiten. Der Ansteuerteil 12 kann das Kopplungselement 9 als Reaktion auf ein externes elektrisches Signal durch ein elektrisch ansteuerndes Verfahren, ein Ansteuerverfahren gemäß einem Luftdruck oder durch ein manuell ansteuerndes Verfahren zum Gleiten ansteuern.
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1(c) zeigt einen Zustand, bei dem das Kopplungselement 9 in der Zeichnung rechts gleitet. Die jeweils zu den Resonatoren eingeführten dielektrischen Schienen 11 bewegen sich im Verhältnis zu den Innenleitern 2 gleichzeitig nach rechts. Bezüglich einer Verteilung der elektrischen Felddichte im Resonator weist ein Bereich nahe dem Innenleiter 2 eine hoch Dichte auf und ein Teil weg vom Innenleiter 2 weist eine niedrige Dichte auf. Da sich in 1(c) die dielektrischen Schienen 11 von den in 1(b) gezeigten Bereichen zu den Bereichen mit der niedrigen elektrischen Dichte bewegen, nimmt die durch die dielektrischen Schienen 11 verursachte Störung des elektrischen Felds ab und die Frequenzen der Resonatoren steigen gleichzeitig im Wesentlichen um den gleichen Betrag.
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Die dielektrische Schiene 11 kann an einer gewünschten Position innerhalb eines beweglichen Bereichs angeordnet werden, so dass die Mittenfrequenz des Filters kontinuierlich, nicht diskret verändert wird.
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Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung werden Bauteile, die dem Halter 8, dem Kopplungselement 9, der Führung 10, der dielektrischen Schiene 11 und dem Ansteuerteil 12 entsprechen, bei Zeigen in anderen Zeichnungen als Abstimmsystem bezeichnet.
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Unter Bezug auf 2 wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführung beschrieben. Die Grundkonfiguration des Filters ist mit Ausnahme des Abstimmsystems ähnlich wie bei der ersten Ausführung.
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2(a) ist eine Draufsicht, die einen fünfstufigen Bandpassfilter zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. Ein Kopplungselement 14 weist mehrere Führungsöffnungen 17 parallel zur Längsrichtung desselben sowie mehrere flache Nocken 16 (diagonale Nuten) auf, die jeweils bei einem vorbestimmten Winkel zur Längsrichtung vorgesehen sind. In dem Kopplungselement 14 sind Führungsstifte 15 mit Flanschen jeweils in die Führungsöffnungen 17 eingeführt und an der Oberfläche des Außenleiters 1b befestigt, so dass das Kopplungselement 14 an der Oberfläche des Außenleiters 1b in Längsrichtung des Filters gleitend angebracht ist.
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2(c) zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils A, wobei ein Teil des Kopplungselements 14 entfernt wurde. 2(d) zeigt einen BB-Querschnitt basierend auf der vergrößerten Ansicht. Ein Halter 13 weist einen Flansch 13a auf und ist in ein Längsloch mit einer in dem Außenleiter 1b ausgebildeten Aussparung eingeführt, um gegenüber dem Außenleiter 1b beweglich zu sein und als Nockenstößel zu dienen. Ein abstehender Teil des Halters 13, der aus dem Außenleiter 1b hervorragt, wenn der Halter 13 wie vorstehend beschrieben angebracht ist, ist in den flachen Nocken 16 eingeführt. Die dielektrische Schiene 11 ist an dem Halter 13 in ähnlicher Weise zur ersten Ausführung befestigt.
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2(b) zeigt eine Darstellung, bei der das Kopplungselement 14 in der Zeichnung links gleitet. Zu beachten ist, dass das Kopplungselement 14 durch den Ansteuerteil 12 zu einer gewünschten Position gleiten kann. Der Halter 13 wird mittels des in dem Kopplungselement 14 ausgebildeten flachen Nockens 16 bewegt. Da der Nockenstößel den Halter 13 an einem Bewegen in horizontaler Richtung in der Zeichnung hindert, wird die horizontale Bewegung des Kopplungselements 14 aufgrund des flachen Nockens 16 in eine Bewegung des Halters 13 in vertikaler Richtung in der Zeichnung umgewandelt, so dass ein Abstand zwischen der dielektrischen Schiene 11 und dem Innenleiter 2 verändert wird. In dem in 2(b) gezeigten Beispiel kommt die dielektrische Schiene 11 verglichen mit dem in 2(a) gezeigten Beispiel näher an den Innenleiter.
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Wenn in 2(b) das Kopplungselement 14 zu der Position am weitesten rechts innerhalb eines durch die Führungsöffnung 17 beschränkten Bereichs gleitet, bewegt sich der Halter 13, wenngleich dies nicht gezeigt ist, in der Zeichnung nach unten und dadurch kommt die dielektrische Schiene 11 weg von dem Innenleiter 2. Da die Nähe des Innenleiters die höhere elektrische Felddichte in dem semi-koaxialen Hohlraumresonator hat, nimmt wie bereits in der ersten Ausführung beschrieben die Frequenz des Resonators ab, wenn die dielektrische Schiene 11 dem Innenleiter 2 nahe kommt, während die Frequenz des Resonators zunimmt, wenn die dielektrische Schiene 11 von dem Innenleiter 2 wegkommt. Da dieser Betrieb für die Resonatoren gleichzeitig ausgeführt wird, kann Abstimmen vorgenommen werden, während die Wellenform der Mittenfrequenz des Filters gehalten wird.
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Da bei dieser Konfiguration der Winkel jedes der flachen Nocken 16 im Verhältnis zur Mittelachse des Kopplungselements 14 unter den Resonatoren verändert werden kann, kann der Verschiebungsbetrag jedes der Halter 13 in der vertikalen Richtung in der Zeichnung unter den Resonatoren verändert werden, wenn das Kopplungselement 14 in der Zeichnung horizontal gleitet. Wenn es erforderlich ist, dass der Störbetrag der Frequenz für jeden der Resonatoren verändert wird, können die Winkel der flachen Nocken 16 entsprechend festgelegt werden.
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Die dielektrische Schiene 11 kann aus einem Material mit der relativen Dielektrizitätskonstante 92, das mit einer Selterd-Bariumtitanatverbindung gebildet ist, hergestellt werden. 6 zeigt Beispiele von Wellenformen, wenn sich das Kopplungselement 14 an der in 2(a) gezeigten Position befindet, wenn sich das Kopplungselement 14 in der Zeichnung aufgrund des Festhaltens durch die Führungsstifte 15 und die Führungsöffnungen 17 in der Position am weitesten links befindet [wie in 2(b) gezeigt] und wenn sich das Kopplungselement 14 aufgrund des Festhaltens durch die Führungsstifte 15 und die Führungsöffnungen 17 in der Position am weitesten rechts in der Zeichnung befindet. Die Mittenfrequenz des Filters kann aus einem Bereich um 150 MHz gewählt werden.
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In der zweiten Ausführung sind die Materialien des Kopplungselements 14 und des Halters 13 sowie das Profil der dielektrischen Schiene 11 ähnlich wie in der ersten Ausführung beschrieben.
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Unter Bezug auf 3 wird eine dritte erfindungsgemäße Ausführung beschrieben. Ähnlich zur zweiten Ausführung ähnelt die Grundkonfiguration des Filters mit Ausnahme des Abstimmsystems der der ersten Ausführung.
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3(a) ist eine Draufsicht, die einen fünfstufigen Bandpassfilter zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. 3(b) ist eine Seitenansicht von 3(a) und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil einer Wand des Außenleiters 1a entfernt wurde. 3(c) ist eine vergrößerte Ansicht entlang einer in 3(b) gezeigten Linie cc.
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Ein Kopplungselement 19 ist ein Zylinder, der von Führungen 20 gehalten wird, die an dem Außenleiter 1b in drehbarer Weise zur Mitte eines Querschnitts des Kopplungselements 19 befestigt sind. Das Längsloch 32 ist in dem Außenleiter 1b für jeden Hohlraum vorgesehen, und ein Halter 18 ist in das Längsloch 33 in der Zeichnung in vertikaler Richtung beweglich eingeführt. Ein Ende des Halters 18 ragt aus dem Außenleiter 1b und ist an dem Kopplungselement 19 befestigt. Die dielektrische Schiene 11 ist an dem anderen Ende des Halters 18 befestigt.
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Wenn das Kopplungselement 19 durch einen Ansteuerteil 21 gedreht wird, dreht sich die dielektrische Schiene 11 um die Mittelachse des Querschnitts des Kopplungselements 20, wie in 3(c) gezeigt wird, und ein Abstand zu dem Innenleiter 2 wird verändert. Da, wie bereits in der ersten Ausführung beschrieben, die Nähe des Innenleiters die höhere elektrische Felddichte in dem semi-koaxialen Hohlraumresonator aufweist, nimmt die Frequenz des Resonators ab, wenn die dielektrische Schiene 11 dem Innenleiter 2 nahe kommt, während die Frequenz des Resonators steigt, wenn die dielektrische Schiene 11 von dem Innenleiter 2 weg kommt. Da dieser Betrieb für die Resonatoren gleichzeitig ausgeführt wird, kann ein Abstimmen ausgeführt werden, während die Wellenform der Mittenfrequenz des Filters gehalten wird.
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Wenn in diesen Ausführungen der Innenraum jedes durch die Außenleiter 1a und 1b gebildeten Resonators ein Würfel mit der Größe 45 mm ist, und der Innenleiter 2 ein Zylinder mit dem Durchmesser 12 mm ist, wird der unbelastete Q des Resonators etwa 4800. Wenn die zylindrische dielektrische Schiene 11, die ein Zylinder ist und mit der Seltenerd-Bariumtitanatverbindung gebildet ist und die relative Dielektrizitätskonstante 92, die dielektrische Verlusttangente von 0,0005 bei 2 GHz, den Durchmesser von 5 mm und die Länge von 20 mm aufweist, eingeführt wird, liegt die Abnahme des unbelasteten Q bei etwa 3% und die Zunahme des Einfügungsverlusts des Filters liegt ebenfalls bei etwa 3%. Wenn der fünfstufige Filter mit der Mittenfrequenz von 2 GHz und dem Bandbreitenverhältnis von 1,5% gebildet wird, liegt der Einfügungsverlust des Filters ohne Verwenden des Abstimmsystems bei etwa 0,6 dB, während der Einfügungsverlust desselben unter Verwendung des Abstimmsystems bei etwa 0,62 dB liegt. Daher ist die Zunahme des Einfügungsverlusts äußerst gering. Ferner verursacht das Abstimmsystem keine Verschlechterung des Leistungswiderstands oder Auftreten von Intermodulation und kann einen Filter mit abstimmbaren Bandpass mit ausgesprochen zuverlässigen Eigenschaften bilden.
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Unter Bezug auf 4 wird eine vierte Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4(a) ist eine Draufsicht, die einen fünfstufigen Sperrfilter zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil eines Außenleiters 22b entfernt wurde. 4(b) ist eine Seitenansicht von 1(a) und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil eines Außenleiters 22a entfernt wurde. 4(c) ist eine vergrößerte Ansicht entlang einer in 4(b) gezeigten Linie dd.
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Innenleiter 23 sind an einer unteren Fläche des Außenleiters 22a befestigt. Jeder Innenleiter 23 kann mit dem Außenleiter 22a einstückig ausgebildet sein oder kann mit einer Schraube an der unteren Fläche des Außenleiters 22a befestigt sein. Während der Innenleiter 23 als Zylinder gezeigt wird, kann der Innenleiter 23 ein polygonales Prisma sein. Der Innenleiter 23 ist nicht an einer Oberfläche eines Außenleiters 22b befestigt, die dem Außenleiter 22a zugewandt ist. Eine aus einem Leiter hergestellte Frequenz verstellende Schraube 25 ist durch den Außenleiter 22b an einem Teil direkt über jedem Innenleiter 23 geschraubt, wodurch jeder semi-koaxiale Hohlraumresonator gebildet wird. Die Frequenz verstellende Schraube 25 kann an einem anderen Teil als dem Teil direkt über dem Innenleiter 23 angeordnet sein und kann durch eine Seitenfläche des Außenleiters 22a geschraubt sein. Wenngleich dies nicht gezeigt ist, sind die Außenleiter 22b und 22c am Außenleiter 22a mit Schrauben befestigt.
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Jeder Resonator weist einen vollständig abgeschlossenen Raum auf. Eine Kopplungssonde 26a bzw. 26b ist an jedem Innenleiter 23 vorgesehen, um jeden Innenleiter 23 mit einem mittleren Leiter 24 der Übertragungsleitung zu verbinden, der an einer Seitenfläche des Außenleiters 22a vorgesehen ist. Die Kopplungssonden 26a und 26b sind mit verschiedenen Positionen der Innenleiter 23 gekoppelt oder ihre Profile sind unterschiedlich, um Sollkopplungsbeträge zu erhalten. Dies kann auch auf den Resonator angewendet werden, dessen Inneres nicht gezeigt wird.
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Der mittlere Leiter 24 ist in einem an den Außenleitern 22a und 22c vorgesehenen zylindrischen Hohlraum vorgesehen und bildet die Übertragungsleitung mit der Impedanz 50 Ω. Enden des mittleren Leiters 24 sind mit Eingangs-/Ausgangskonnektoren 34 jeweils verbunden.
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Auf der Grundlage der oben beschriebenen Konfiguration fungiert die vierte Ausführung als fünfstufiger Sperrfilter. Zu beachten ist, dass die Anzahl an Stufen entsprechend der erwünschten Eigenschaften konstruktionsmäßig festgelegt werden kann.
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Die Konfiguration, Funktion und Wirkung des Abstimmsystems mit einem Halter 27, einem Kopplungselement 28, einer Führung 29, einem Dielektrikum 30 und einem Ansteuerteil 31 sind ähnlich wie in der ersten Ausführung beschrieben. Die Konfiguration des Abstimmsystems kann alternativ das in der zweiten Ausführung oder dritten Ausführung beschriebene System verwenden.
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Unter Bezug auf 5 wird eine fünfte Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5(a) ist eine Draufsicht, die einen fünfstufigen Sperrfilter zeigt, und zeigt den Innenraum des Filters, wobei ein Teil einer oberen Platte entfernt wurde. 5(b) ist eine Seitenansicht von 5(a) und zeigt den Innenraum des Filters, wobei die gesamte Seitenfläche entfernt wurde. Die vorliegende Ausführung ist eine Abwandlung der ersten Ausführung, und die Grundkonfiguration des Filters und des Abstimmsystems sind ähnlich zur ersten Ausführung.
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Die Halter 8 sind durch das Kopplungselement 9 geschraubt, und die Einführbeträge der Halter 8 sind für die Resonatoren jeweils willkürlich festgelegt. 5(b) zeigt die Resonatoren, bei denen die Einführbeträge der Halter 8 verändert sind. Da in dieser Ausführung die Positionen in der Höhenrichtung der dielektrischen Schienen 11 bezüglich der Innenleiter 2 relativ verändert sind, werden die Veränderungsbeträge der Frequenzen unter den Resonatoren anders, wenn die Positionen der dielektrischen Schienen 11 wie in 1(c) verändert sind.
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Zum Verschieben der Mittenfrequenz ohne Verformen der Wellenform des Filters müssen die Frequenzen der Resonatoren gleichmäßig verschoben werden. Der Verschiebebetrag der Frequenz entsprechend der Positionsverschiebung jeder der dielektrischen Schienen 11 kann aber unter den Resonatoren aufgrund des Größenunterschieds der Schlitze 6, der Differenz des Einführbetrags der Frequenz verstellenden Schrauben 4, der Differenz des Einführbetrags der Kopplung verstellenden Schrauben 5 verändert werden. Um die Differenz der Verschiebebeträge der Frequenzen auszugleichen, wird der Einführbetrag jeder der dielektrischen Schienen 11 unter den Resonatoren absichtlich verändert. Die Einführbeträge der dielektrischen Schienen 11 können experimentell erhalten werden.
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Die spezifische Verstellung erfolgt folgendermaßen.
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Zunächst wird der gleiche Einführbetrag der dielektrischen Schiene 11 bei allen Resonatoren verwendet. Dann wird das Kopplungselement 9 so zum Gleiten gebracht, dass jede dielektrische Schiene 11 an der am weitesten vom dem Innenleiter 2 entfernten Position angeordnet ist. In diesem Zustand beeinflusst der Einführbetrag jeder dielektrischen Schiene 11 die Frequenz jedes Resonators nicht erheblich. Unter Beibehalten dieses Zustands wird der Filter unter Verwenden der Frequenz verstellenden Schraube 4 und der Kopplung verstellenden Schraube 5 so verstellt, dass er vorbestimmte Eigenschaften aufweist (Eigenschaften zum Verwirklichen eines Zustands, bei dem die Mittenfrequenz eines Passbands des abstimmbaren Filters am höchsten ist).
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Dann wird das Kopplungselement 9 so zum Gleiten gebracht, dass jede dielektrische Schiene 11 an der dem Innenleiter 2 am nächsten gelegenen Position angeordnet ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt der gleiche Verschiebebetrag der Resonanzfrequenz an allen Resonatoren angelegt wird, behält das Passband des Filters seine Eigenschaften (Profil des Passbands) und es wird nur die Mittenfrequenz auf einen Niederfrequenzzustand verändert.
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Wenn die Verschiebebeträge der Frequenzen unter den Resonatoren unterschiedlich sind und die Passbandeigenschaften schlechter sind, werden die Einführbeträge der dielektrischen Schienen 11 verstellt, um die Eigenschaften zu korrigieren.
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Auf diese Weise werden die Eigenschaften mit der höchsten Mittenfrequenz und die Eigenschaften mit der niedrigsten Mittenfrequenz des Passbands des Filters an die Solleigenschaften angepasst. Der nach diesem Verfahren verstellte Filter kann die Eigenschaften derselben halten, selbst wenn die Mittenfrequenz auf einen willkürlichen Wert zwischen dem höchsten Punkt und dem niedrigsten Punkt gesetzt wird, und kann einen zuverlässigen Filter mit abstimmbarem Bandpass verwirklichen.
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Im Allgemeinen wird die Frequenz durch Verwenden der Frequenz verstellenden Schraube 4 in der Filter verstellenden Phase verstellt, der Einführbetrag der dielektrischen Schienen 11 kann aber alternativ verstellt werden, um in der letzten Filterverstellphase eine geringfügige Abweichung unter den Frequenzen anzugleichen.
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Die fünfte Ausführung wurde basierend auf einem Beispiel des Bandpassfilters beschrieben, doch kann der in der vierten Ausführung beschriebene Sperrfilter alternativ auf die fünfte Ausführung übertragen werden.
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Des weiteren kann jede der Ausführungen mehrere Abstimmsysteme haben.
