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Elektromechanisches Bandfilter Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches
Bandfilter, bestehend aus mehreren, Biegeschwingungen ausführenden mechanischen
Resonatoren, die über Längsschwingungen .ausführende mechanische Koppelelemente
miteinander gekoppelt sind, und dessen Endresonatoren mit elektrostriktiv wirkenden
elektromechanischen Wandlerelementen zur Umwandlung der elektrischen Schwingungen
in mechanische Biegeschwingungen versehen sind.
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Zum Aufbau elektromechanischer Bandfilter werden bekanntlich mehrere
mechanische Resonatoren über mechanische Koppelelemente miteinander gekoppelt. Die
Endresonatoren derartiger Filter sind mit Wandlerelementen versehen, :die die Umwandlung
der elektrischen in die mechanische Energie ermöglichen. Wegen ihres geringen Raumbedarfs
und wegen der hohen Güte der einzelnen Resonatoren sind mechanische Filter den mit
konzentrierten Schaltelementen aufgebauten Filtern erheblich überlegen. Andererseits
stellen jedoch mechanische Resonatoren auf Grund ihrer vorgegebenen geometrischen
Raumform eine dementsprechende elektrische Schaltungseinheit dar, -die bei der Realisierung
mechanischer Filter berücksichtigt werden muß, weswegen sich nicht alle aus konzentrierten
Schaltelementen bestehenden Filter ohne weiteres durch mechanische Filter realisieren
lassen. Unter der Vielzahl der möglichen Schwingungsformen sind Biegeschwingungen
ausführende Resonatoren solchen Resonatoren, die von der Biegeschwingung abweichende
Schwingungen ausführen, besonders deshalb vorzuziehen, weil die Resonanzfrequenz
von Biegeschwingern nicht allein von der Länge des Schwingers, sondern zusätzlich
von dessen in Schwingungsrichtung wirksamen Flächenträgheitsmoment mitbestimmt wird.
Durch eine geeignete Wahl des Querschnitts läßt sich somit die Resonanzfrequenz
von Biegeschwingern weitgehend beeinflussen, wodurch gleichzeitig die Länge der
Resonatoren verhältnismäßig klein gehalten «>erden kann. Bei sehr hohen Anforderungen
an die vorgegebene Dämpfungscharakteristik eines Filters, beispielsweise, wenn die
Dämpfungsflanken sehr steil ansteigen sollen, müssen verhältnismäßig viele Resonatoren
im Filter eingesetzt werden, wodurch einerseits der Vorteil des geringen Raumbedarfs
zumindest teilweise wieder aufgegeben wird und andererseits die Neigung zu sogenannten
Nebenschwingungen sich vergrößert. Solche Nebenschwingungen können beispielsweise
durch Resonanzen der Gesamtanordnung zustande kommen, und sie werden um so größer,
je größer die Anzahl der in einem Filter verwendeten Resonatoren ist. Solche Nebenschwingungen
können das Gesamtverhalten des Filters insofern erheblich stören, als durch sie
unerwünschte Dämpfungseinbrüche im Filter-Sperrbereich entstehen.
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Es sind bereits mechanische Filter bekanntgeworden, die aus achsparallel
angeordneten Torsionsresonatoren oder aus stirnseitig gekoppelten Längsresonatoren
bestehen. Die Kopplung erfolgt über Longitudinalschwingungen ausführende Koppelelemente,
die als sogenannte .1/4-Koppler ausgebildet sind. Zur Erzeugung von Dämpfungspolen
im Sperrbereich der Filtercharakteristik sind einzelne einander nicht unmittelbar
benachbarte Resonatoren durch ein zusätzliches Koppelelement miteinander verbunden.
Einer Realisierung bei verhältnismäßig tiefen Frequenzen ist dieses bekannte Filter
jedoch nur schwer zugänglich, da Torsions- und Längsresonatoren bei verhältnismäßig
tiefen Frequenzen verhältnismäßig unhandliche Formen annehmen. Darüber hinaus lassen
sich Torsionsschwingungen in den Endresonatoren im allgemeinen nur auf dem Umweg
über besonders ausgebildete Wandlerelemente anregen, was in der Regel die Verwendung
von Resonatoren erforderlich macht, die von der Torsionsschwingung abweichende Schwingungsformen,
wie beispielsweise eine Längsschwingung, ausführen. Es lassen sich deshalb auf diese
Weise nur Filter mit verhältnismäßig schmaler Bandbreite realisieren. Bei Filtern,
die aus stirnseitig gekoppelten Longitudinalresonatoren bestehen, tritt andererseits
der Nachteil auf, daß die zur Erzeugung von Dämpfungspolen erforderlichen zusätzlichen
Koppelelemente .insbesondere dann verhältnismäßig lang werden, wenn .als Koppelelement
der longitudinal schwingende A/4-Koppler verwendet wird.
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Es ist weiterhin ein mechanisches Filter bekannt, das aus plattenförmigen
Resonanzkörpern besteht, die derart angeordnet sind, daß die Plattenebenen
zueinander
parallel verlaufen. Die Kopplung der einzelnen Platten erfolgt über Längsschwingungen
ausführende Koppelelemente, die an den Plattenrändern befestigt sind. Zur Erzeugung
von Dämpfungspolen ist ein zusätzliches Koppelelement vorgesehen, das einander nicht
unmittelbar benachbarte Resonatoren miteinander verbindet. Abgesehen davon, daß
auch dieses bekannte Filter :der Realisierung bei verhältnismäßig tiefen Frequenzen
nur schwer zugänglich ist, da sonst die Platten verhältnismäßig unhandliche Formen
annehmen müßten, ist man in der Wahl der Lage des Dämpfungspols nicht frei. Es schwingen
nämlich die Plattenränder der einzelnen Resonatoren gleichphasig, so daß zwangläufig
auch nur gleichphasig schwingende Abschnitte einander nicht benachbarter Resonanzkörper
zusätzlich miteinander verbunden werden können. Ferner ist bei diesem bekannten
Filter wegen der Anbringung der Koppelelemente an den Plattenrändern die Stärke
der Kopplung sowohl für.das eigentliche Koppelelement als auch für das zusätzliche
Koppelelement nur durch dessen Querschnitt, nicht aber durch die relative Lage der
Koppelelemente zu den Resonatoren einstellbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Schwierigkeiten
in verhältnismäßig einfacher Weise zu begegnen. Insbesondere soll ein Weg zum Aufbau
eines mechanischen Filters angegeben werden, das auch verhältnismäßig niedrigen
Frequenzen eine verhältnismäßig große Bandbreite hat und das trotz der -großen Bandbreite
außerordentlich nebenwellenarm bei kleinem Raumverbrauch :ist.
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Ausgehend von einem elektromechanischen Bandfilter, bestehend aus
mehreren, Biegeschwingungen ausführenden mechanischen Resonatoren, die über Längsschwingungen
ausführende mechanische Koppelelemente miteinander gekoppelt sind und dessen Endresonatoren
mit elektrostriktiv wirkenden elektromechanischen Wandlerelementen zur Umwandlung
der elektrischen Schwingungen in mechanische Biegeschwingungen versehen sind, wird
:diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender an sich bekannter
Merkmale gelöst: a) die mechanischen Resonatoren einschließlich der Endresonatoren
sind derart ausgebildet, daß sie in einer Ebene verlaufende Biegeschwingungen ausführen;
b) die elektrostriktiv wirkenden elektromechanischen Wandlerelemente sind derart
in die Endresonatoren eingebracht, daß die Anregung der Biegeschwingungen über den
direkten piezoelektrischen Effekt erfolgt; c) zumindest einer der Resonatoren ist
über in den Schwingungsknoten angreifende Halteelemente im. Filtergehäuse od. dgl.
verankert; d) .an .den Resonatoren sind .in Bereichen außerhalb der Schwingungsknoten
zusätzliche Koppelelemente angebracht, die einander in der mechanischen Wirkungsweise
unmittelbar aufeinanderfolgende Resonatoren überbrücken und die als Längsschwingungen
oder als Längs-und Biegeschwingungen ausführende Koppelelemente ausgebildet sind.
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Je nach ,der Zahl der gewünschten Dämpfungspole ist es zweckmäßig,
durch die zusätzlichen Koppelelemente eine geradzahlige Anzahl oder eine ungeradzahlige
Anzahl von Resonatoren zu überbrücken.
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Ferner ist daran gedacht, die zusätzlichen Koppelelemente als U-förmige
Bügel auszubilden und derart an den Resonatoren zu befestigen, daß die die Schenkel
des U bildenden Abschnitte Biegeschwingungen ausführen, während der die Grundlinie
des U bildende Abschnitt Längsschwingungen ausführt.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn durch die zusätzlichen
Koppelelemente in Phase schwingende Abschnitte unterschiedlicher Reson:atoren miteinander
gekoppelt sind oder wenn durch die zusätzlichen Koppelelemente in Gegenphase schwingende
Abschnitte unterschiedlicher Resonatoren miteinander gekoppelt sind.
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Wenn die zusätzlichen Koppelelemente eine nur geringe Querschnittsfläche
haben, ist es vorteilhaft, sie in Form von Drähten oder Bändern als Längskoppler
auszubilden und derart mechanisch vorzuspannen, daß die mechanische Vorspannung
innerhalb des Elastizitätsbereiches :des für die Koppelelemente verwendeten Materials
liegt.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
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In der F i g. 1 ist zunächst schematisch ein mit Biegeresonatoren
realisiertes Bandfilter gezeigt. An einer Grundplatte 10 sind über die Haltedrähte
11 vier mechanische Resonatoren 1, 2, 3 und 4 befestigt. Die Haltedrähte
11 sind in den den Biegeschwingungen entsprechenden Schwingungsknoten 12 beispielsweise
mit den aus Stahl bestehenden Resonatoren verlötet. Die einzelnen Resonatoren sind
durch Koppeldrähte 13, die im Bereich der den Biegeschwingungen entsprechenden Schwingungsbäuche
an den Resonatoren angebracht sind, miteinander gekoppelt. In den Endresonatoren
1 und 4 sind in eigens dafür vorgesehene Schlitze die aus einem elektrostriktiven
Material bestehenden Plättchen 15, 16, 17 und 18 eingebracht. Hierzu können beispielsweise
die elektrostriktiven Plättchen auf den den Stahlteilen zugewandten Oberflächen
in an sich bekannter Weise mit einer Silberschicht versehen und mit den Stahlteilen
verlötet werden. Die im Resonator 1 vorgesehenen Plättchen 15 und 16 sind zusätzlich
durch .eine elektrisch leitende Schicht 19, beispielsweise eine Silberschicht, getrennt.
Gleichermaßen sind die im Resonator 4 vorgesehenen Plättchen 17 und 18 durch eine
Silberschicht 20 voneinander getrennt. Von der Silberschicht 19 führt ein Zuleitungsdraht
21 zu einer Anschlußklemme 23, vom Stahlteil des Resonators 1 führt ein Zuleitungsdraht
22 zu einer Anschlußklemme 24. Die Silberschicht 20 ist über einen Zuleitungsdraht
21' mit einer Klemme 25 und das Stahlteil des Resonators 4 über einen Zuleitungsdraht
22' mit einer Klemme 26 verbunden. Durch eine Gleichspannungsvorbehandlung sind
die elektrostriktiven Plättchen 15 bis 18 mit einer Vorpolarisation versehen, wie
sie beispielsweise durch die Pfeile 27 bis 30 angedeutet ist, so daß jeweils zwei
einander benachbarte Plättchen in entgegengesetzter Richtung polarisiert sind.
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Wenn an die Klemmen 23 und 24 .eine Eingangswechselspannung angelegt
wird, dann entstehen zwischen der Silberschicht 19 und dem Stahlteil des Resonators
1 ein elektrisches Feld, unter dessen Einfluß die elektrostriktivaktiven Plättchen
15 und 16 gedehnt
werden, da beispielsweise in der einen Halbperiode
der elektrischen Wechselspannung die Richtung des elektrischen Feldes mit der Polarisationsrichtung
zusammenfällt. In der nächsten Halbperiode der elektrischen Wechselspannung ist
das elektrische Feld entgegen der Polarisationsrichtung 27, 28 gerichtet, wodurch
die Plättchen 15 und 16 verkürzt werden. Wegen dieser Dehnungs- und Verkürzungsbewegungen
werden auf den Resonator 1 Biegekräfte ausgeübt, die ihn dann zu Biegeschwingungen
in Richtung des Doppelpfeiles 31 anregen, wenn seine Biegeeigenfrequenz mit der
Frequenz der angelegten Wechselspannung übereinstimmt. über die Koppelelemente 13
werden diese Biegeschwingungen auf die Resonatoren 2, 3 und 4 übertragen, wodurch
die Koppelelemente 13 auf Zug bzw. Druck beansprucht werden, d. h., sie wirken als
Längskoppler. Wegen der Biegeschwingungen des Resonators 4 werden die Plättchen
17 und 18 gedehnt und zusammengezogen, und es entsteht zwischen der Silberschicht
20 und dem Stahlteil des Resonators 4 eine elektrische Wechselspannung, die über
die Zuleitungsdrähte 21' und 22' an den Klemmen 25 und 26 als Ausgangswechselspannung
abgenommen werden kann. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die elektrostriktiv
wirkenden Wandlersysteme nur -auf einer Seite der neutralen Faser anzubringen. Unter
der neutralen Faser ist dabei diejenige Ebene zu verstehen, an der die im Resonator
wirksamen Biegekräfte ihr Vorzeichen umkehren. Zusätzlich werden senkrecht zur Längsrichtung
noch die Spalte S zwischen den elektrostriktiven Plättchen und den Stahlteilen der
Endresonatoren 1 und 4 belassen, so daß sich die elektrostriktiven Plättchen im
Bereich der neutralen Faser frei bewegen können.
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Das elektrische Ersatzschaltbild eines gemäß der F i g. 1 .aufgebauten
mechanischen Filters ist in der F i g. 2 gezeichnet. Hierbei liegen in den Querzweigen
einer Abzweigschaltung die vier Parallelresonanzkreise 1', 2', 3' und 4', die über
die Koppelinduktivitäten Lk miteinander gekoppelt sind. Im Filtereingang und Filterausgang
liegen im Querzweig die den statischen Kapazitäten der elektrostriktiven Elemente
entsprechenden Kapazitäten Cpo, denen im Längszweig die Induktivitäten L nachgeschaltet
sind. Die Resonanzkreise 1' bis 4' entsprechen den mechanischen Resonatoren 1 bis
4, und die Koppelinduktivitäten Lk bilden die Verkopplung der Resonatoren über die
Längskoppler wirkenden Koppelelemente 13 nach.
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Zur einfachen Verbindung der einzelnen Resonatoren durch die Koppelelemente
ist es zweckmäßig, auf die dem Koppelelement zugewandten Oberflächen der Resonatoren
kleine warzenartige Vorsprünge .an den für die Verankerung der Koppelelemente vorgesehenen
Stellen aufzubringen. Eine diesbezüglich besonders einfache Methode ist in der Fi
g. 3 gezeigt. Dort ist ein Abschnitt eines Resonators R für sich getrennt -dargestellt.
Der Vorsprung V wird von dem Stumpf eines Kopfdrahtes gebildet, der mittels Punktschweißung
derart in den Resonator eingeschweißt ist, daß der Sattel S des Kopfdrahtes satt
auf der Resonatoroberfläche aufliegt. Für die praktische Herstellung ist es dabei
zweckmäßig, die einzelnen Resonatoren eines Filters zunächst mit Kopfdrähten zu
versehen. Danach werden die Resonatoren R auf eine ebene Grundplatte aufgelegt und
die dem Resonator abgewandten Enden des Kopfdrahtes beispielsweise durch Planschleifen
in einem einzigen Arbeitsgang auf gleiche Länge gebracht, so daß beim späteren Zusammenbau
des Filters das Koppelelement in einer durchgehenden Ebene liegt.
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Die in den F i g. 4 bis 6 gezeigten mechanischen Filter sind nur mehr
schematisch dargestellt, da ihr Aufbau im wesentlichen dem des in der F i g. 1 gezeigten
Filters entspricht. Die mechanischen Resonatoren 1 bis 4 sind in den Schwingungsknoten
12 gehaltert und durch Koppelelemente 13, die im Bereich der den Biegeschwingungen
entsprechenden Schwingungsbäuche an den Resonatoren befestigt sind, miteinander
verkoppelt. Die elektrostriktiven Wandlersysteme sind mit W und W bezeichnet,
die Resonatoren schwingen in der durch die Doppelpfeile 31 gekennzeichneten Richtung.
Zur Erzeugung eines Dämpfungspols sind beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4 die
Resonatoren 1 und 3 durch einen zusätzlichen Koppeldraht 35 miteinander verbunden.
Dieses zusätzliche Koppelelement ist in Bereichen .außerhalb der Schwingungsknoten
(z. B. an den Resonatorenden) an den Resonatoren 1 und 3 befestigt und überspringt
den Resonator 2. Allgemein läßt sich für mehrkreisige Filter sagen, daß der Schwingern
(t2=1, 2, 3...) durch den Zusatzkoppler 35 mit dem Schwinger n + 2 gleichphasig
gekoppelt ist, da nämlich in Phase schwingende Abschnitte der Resonatoren durch
das zusätzliche Koppelelement miteinander gekoppelt werden. Das zugehörige Ersatzschaltbild
ist in der F i g. 4 mitgezeichnet. Dort erscheint der Koppeldraht 35 als Induktivität
L," die die Resonanzkreise 1' und 3' miteinander verbindet. Aus einem derartigen
Ersatzschaltbild läßt sich herleiten, daß ein D'ämpfungspol oberhalb des Filterdurchlaßbereiches
entsteht, d. h. also, daß durch die zusätzliche Verkopplung gleichphasig schwingender
Abschnitte zweier nicht unmittelbar benachbarter Resonatoren durch das Koppelelement
35 ein Dämpfungspol oberhalb des Filterdurchlaßbereiches erzeugt wird.
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Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 5 sind die Resonatoren 1 und 3
über einen zusätzlichen Koppeldraht 36 unter Überspringung des Resonators
2
miteinander gekoppelt. Allgemein ausgedrückt wird bei mehrkreisigen Filtern
der Resonator n mit dem Resonator n+2 zusätzlich gekoppelt. Allerdings werden dabei
gegenphasig schwingende Abschnitte des Resonators n und des Resonators n+2
zusätzlich miteinander verbunden. In der F i g. 5 ist das elektrische Ersatzschaltbild
mitgezeichnet, und die zusätzliche Verkopplung gegenphasig schwingender Abschnitte
über den Koppeldraht 36 ist durch eine Koppelkapazität C" berücksichtigt, die die
Resonanzkreise 1' und 3' miteinander verbindet. Eine derartige Anordnung liefert
einen unterhalb des Filterdurehlaßbereiches liegenden Dämpfungspol.
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Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 6 sind die Resonatoren 1 und 4
:durch einen zusätzlichen Koppeldraht 37 miteinander verbunden, und zwar sind jeweils
gegenphasig schwingende Abschnitte der Resonatoren 1 und 4 miteinander verbunden.
Bei dieser Anordnung wird eine geradzahlige Anzahl von Resonatoren überbrückt, oder,
allgemein ausgedrückt, es wird der Resonator n mit dem Resonator n+3 verbunden.
Diese zusätzliche Verkopplung ist im Ersatzschaltbild durch eine Koppelkapazität
C" berücksichtigt, die die Resonanzkreise 1' und 4' miteinarider
verbindet.
Aus dem in der F i g. 6 mitgezeichneten elektrischen Ersatzschaltbild läßt sich
herleiten, daß zwei Dämpfungspole entstehen, von denen der eine unterhalb und der
.andere oberhalb des Filterdurchlaßbereiches liegt. Eine entsprechende Zusatzdopplung
zwischen gleichphasig schwingenden Abschnitten der Resonatoren n und n+3 ergäbe
Dämpfungspole bei komplexen Frequenzen und kann zur Realisierung eines besonderen
Laufzeitverhaltens herangezogen werden.
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Allgemein läßt sich für die in den F i g. 4 bis 6 gezeichneten Ausführungsbeispiele
sagen, daß die Lage der Dämpfungspole von der Stärke und dem Phasenmaß der Zusatzkopplung
abhängig ist. Die Stärke wird durch die Querschnittsfläche, die Länge und den Ort
d er Befestigung am Schwinger bestimmt, das Phasenmaß -durch die Länge und den Ort
der Befestigung der Koppelleitung am Schwinger. Bei Filtern, deren Durchlaßbereich
bei verhältnismäßig tiefen Frequenzen liegt (beispielsweise etwa 5 bis 50 kHz),
ist das Phasenmaß wegen der geringen Abstände der Resonatoren jedoch stets wesentlich
kleiner als 180°. Aus diesem Grund werden bei den in den F i g. 5 und 6 gezeigten
Ausführungsbeispielen die Zusatzkopplungen 36 bzw. 37 derart an den Resonatoren
befestigt, daß sie die Ebene der Schwingungsknoten 12 schneiden, da sich nämlich
in der Ebene der Schwingungsknoten das Vorzeichen des Ausschlages der Biegeschwingung
umkehrt. Bei entsprechend hohenFrequenzenläßt sich eine gegenphasige Verkopplung
(entsprechend den in den F i g. 5 und 6 gezeichneten elektrischen Ersatzschaltbildern)
auch durch die zusätzliche Verkopplung gleichphasig schwingender Abschnitte erreichen,
da nämlich die zusätzlichen Koppelelemente 36 bzw. 37 für verhältnismäßig hohe Frequenzen
ein Phasenmaß von mehr als 180° wegen der den höheren Frequenzen entsprechenden
kürzeren Wellenlängen annehmen.
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Die Intensität der Kopplung ist bei Längskopplern wegen der Zug- und
Druckbeanspruchung verhältnismäßig groß, so daß die Querschnitte der zusätzlichen
Koppelelemente auch dann verhältnismäßig gering sein müssen, wenn enge Polabstände
erreicht werden sollen. (Es wurden Filter entsprechend den Ausführungsbeispielen
der F i g. 1 bis 6 realisiert, bei denen die die Dämpfungspole erzeugenden Koppelelemente
einen Durchmesser von etwa 0,10 mm hatten). Wegen dieses geringen Durchmessers läßt
sich der Koppeldraht praktisch nicht mehr .in gestreckter Form an den einzelnen
Resonatoren befestigen, wodurch er die in ihm auftretenden Zug- und Druckkomponenten
nicht mehr in der dem Längskoppler eigenen Weise überträgt. In diesem .Fall ist
es zweckmäßig, die Koppelelemente derart mechanisch vorzuspannen, daß die mechanische
Vorspannung innerhalb des Elastizitätsbereiches des für .sie verwendeten Materials
liegt. Bei der praktischen Ausführung läßt sich eine solche mechanische Vorspannung
beispielsweise dadurch erreichen, daß der Koppeldraht zunächst am Resonator 1 angelötet
wird. Wird nun der Resonator 3 in Richtung zum Resonator 1 gedrückt und in dieser
Stellung der Koppeldraht am Resonator 3 .angelötet, dann geht der Resonator 3 nach
Wegnahme der Druckkraft wegen der von den Haltedrähten erzeugten Spannung nahezu
vollständig in seine Ausgangslage zurück. Auf diese Weise ist der Koppeldraht mechanisch
vorgespannt, wodurch eine einwandfrei gestreckte Form erzwungen wird. Es ist dabei
lediglich darauf zu achten, daß die mechanische Vorspannung einerseits innerhalb
der Elastizitätsgrenze des für den Koppeldraht verwendeten Materials bleibt und
daß andererseits die mechanische Vorspannung größer ist als die maximal bei der
Verkopplung der Resonator-Biegeschwingungen im Koppeldraht auftretenden Druckkomponenten.
Dadurch lassen sich auch Druckkomponenten einwandfrei auf die miteinander verkoppelten
Resonatoren übertragen. Erforderlichenfalls können auch die Koppelelemente, die
einander benachbarte Schwinger miteinander verkoppeln, mit einer mechanischen Vorspannung
versehen sein, oder es können je nach der erforderlichen Querschnittsform die Koppelelemente
als dünne Bänder ausgebildet sein.
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Das in der F i g. 7 gezeichnete Filter besteht aus fünf Biegeresonatoren
1 bis 5, die über die Haltedrähte 11 in einem nicht näher gezeichneten Gehäuse verankert
sind. Die Endresonatoren 1 und 5 sind mit den elektromechanischen Wandlern W und
W' versehen. Die unmittelbar aufeinanderfolgenden Resonatoren sind über die Koppeldrähte
13 miteinander gekoppelt. (Zur besseren Übersicht ist in der F i g. 7 die Vorderansicht
des Filters mitgezeichnet). Ein derartiger Aufbau ist dann besonders vorteilhaft,
wenn die Gesamtlänge des Filters verhältnismäßig klein sein soll, was sich durch
die paarweise Anordnung der Resonatoren und die Anbringung der Koppeldrähte 13 an
den einander zugekehrten Flächen zweier in einer Ebene liegenden Resonatoren erreichen
läßt. Die zusätzliche Verkopplung des Resonators n mit dem Resonator
n+2 wird durch einen Koppeldraht 40 erreicht, der als reiner Biegekoppler
wirkt, da die Resonatoren in Richtung des Doppelpfeiles 31 schwingen. Da der Biegekoppler
40 an den Enden der Resonatoren befestigt ist und somit gleichphasig schwingende
Abschnitte der Resonatoren 2 und 4 zusätzlich miteinander verkoppelt, läßt sich
das elektrische Ersatzschaltbild eines derartigen Filters auf ein Schaltbild ähnlich
der F i g. 4 zurückführen, wobei zu beachten ist, daß im Querzweig der Schaltung
fünf Parallelresonanzkreise erscheinen müssen.
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Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 8 sind die Biegeresonatoren 1
bis 4 paarweise übereinander angeordnet und über die Koppelelemente 13 miteinander
.gekoppelt. Der zusätzliche Koppler 41 wird wegen der in Richtung des Doppelpfeiles
31 verlaufenden Schwingung auf Biegung beansprucht. Durch diese zusätzliche
Verkopplung werden gegenphasig schwingende Abschnitte des Resonators n und des Resonators
n+3 miteinander verbunden.
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Ähnlich den Längskopplern läßt sich auch bei Biegekopplern die Intensität
der Kopplung und damit der Abstand der Dämpfungspole vom Durchlaßbereich des Filters
durch die Länge und die Querschnittsabmessungen des Kopplers steuern. Beim Biegekoppler
ist es hierbei als besonders vorteilhaft anzusehen, daß eine weitgehend freizügige
Wahl des Phasenmaßes ohne nennenswerte räumliche Beschränkung möglich ist, da sich
nämlich das Phasenmaß durch den Querschnitt des Kopplers mitbestimmen läßt.
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Im Ausführungsbeispiel der F i g. 9 ist ein aus den vier Resonatoren
1 bis 4 bestehendes Filter gezeigt, bei dem der der Erzeugung der Dämpfungspole
dienende
Zusatzkoppler als Längs- und als Biegekoppler ausgebildet
ist. Die Wandlersysteme W bzw. W' sind derart in .den Endresonatoren
verankert, d.aß die Resonatoren in Richtung :des Doppelpfeiles 31 schwingen. In
Bereichen außerhalb der Schwingungsknoten sind an den Resonatoren 1 und 3 zwei senkrecht
zu deren Längsachse verlaufende Ansätze 43
befestigt, die über den Draht 44
miteinander verbunden sind. Dabei werden gleichphasig schwingende Abschnitte des
Resonators n und des Resonators n+2 zusätzlich miteinander gekoppelt, so daß sich
ein Ersatzschaltbild gemäß der F i g. 4 ergibt. Da die an den Resonatoren 1 und
3 befestigten Ansätze 43 senkrecht zur Schwingungsrichtung stehen, werden sie auf
Biegung beansprucht. Der Koppeldraht 44 wirkt wegen seiner parallel zur Schwingungsrichtung
verlaufenden Lage :als Längskoppler. Die Ansätze 43 lassen sich so bemessen, daß
sie als Biegeleitung wirken und damit die Zusatzkopplung überwiegend bestimmen.
Entsprechende Anordnungen sind in der bereits beschriebenen Weise auch für die Verkopplung
von gegenphasig schwingenden Abschnitten einander nicht unmittelbar benachbarter
Resonatoren möglich.