DE1541974B2 - Elektromechanisches bandfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bandfilter mit Biegeschwingungen ausführenden mechanischen Resonatoren, die über ein Längsschwingungen ausführendes Koppelelement miteinander gekoppelt sind, bei dem die Biegeresonatoren einschließlich der Endresonatoren aus Platten metallischen Materials mit rechteckförmigem Querschnitt bestehen und zumindest die Endresonatoren mit elektrostriktiv wirkenden elektromechanischen Wandlerelementen versehen sind, bei dem die Biegeresonatoren über in den Schwingungsknoten angreifende, auf Torsion beanspruchte Halteelemente auf einer Grundplatte befestigt sind, bei dem die Längsachsen der Biegeresonatoren zueinander parallel verlaufen und die der Befestigung des Koppelelementes dienenden Oberflächen der Biegeresonatoren in der gleichen Ebene liegen und bei dem ferner die Verbindungsstellen des Koppelelementes mit den Biegeresonatoren derart ausgebildet sind, daß das Koppelelement und der jeweilige Biegeresonator außerhalb der Verbindungsstelle einen gegenseitigen Abstand aufweisen.

Elektromechanische Filter haben in neuerer Zeit unter anderem insofern eine große praktische Bedeutung erlangt, als sie den aus konzentrierten Schaltelementen bestehenden Filtern trotz eines wesentlich geringeren Raumverbrauches vor allem in der Güte ihrer Resonanzelemente erheblich überlegen sind.

Außerdem läßt sich bei einer mechanisch widerstandsfähigen Konstruktion eine verhältnismäßig hohe zeitliche und thermische Konstanz erreichen. Gegenüber den aus konzentrierten Schaltelementen bestehenden Filtern tritt bei mechanischen Filtern jedoch die Schwierigkeit auf, daß die einzelnen Resonatoren eine größere Anzahl von Eigenschwingungen ausführen können, die im Durchlaßbereich des Filters zu unerwünschten Dämpfungsverzerrungen und im Sperrbereich zu unerwünschten Dämpfungseinbrüchen führen. Aus diesen Gründen wird man bestrebt sein, den konstruktiven Aufbau in der Weise zu gestalten, daß störende Eigenschwingungen, die auch als Nebenschwingungen bezeichnet werden, möglichst nicht angeregt bzw. nicht übertragen werden können. Für den Einsatz in miniaturisierten Schaltungen, in denen auch die Filter ein möglichst kleines Volumen haben sollen, wird man sich bemühen, solche mechanischen Resonatoren zu verwenden, deren Resonanzfrequenz nicht nur von der Länge des Resonators sondern zusätzlich von dessen Querschnittsfläche abhängig ist, da sich dadurch ein weiterer frei wählbarer Bemessungsparameter ergibt. Die vorstehenden Bedingungen lassen sich insbesondere mit Biegeresonatoren als Resonanzelemente und Längsschwingungen ausführende Koppelelemente erreichen. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß die Herstellbarkeit des Filters nach Möglichkeit zumindest einer halbautomatischen, wenn nicht sogar einer vollautomatischen Fertigung zugänglich gemacht wird.

Es ist aus der DT-AS 1100 834 bereits ein mechanisches Filter bekannt geworden, bei dem achsparallel zueinander angeordnete Biegeresonatoren über ein Längsschwingungen ausführendes Koppelelement miteinander gekoppelt sind, das im Bereich eines Schwingungsmaximums an den Resonatoren befestigt sein kann. Es wird bei diesem bekannten Filter zwar auf die Verwendung von Stäben mit rechteckförmigem Querschnitt als Resonanzelemente hingewiesen, jedoch ist nicht erkennbar, wie die Verbindung zwischen den einzelnen Resonanzelementen und dem Koppelelement in einer für den praktischen Aufbau, insbesondere mit Rücksicht auf eine moderne Serienfertigung, besonders günstigen Weise erfolgen kann, wenn gleichzeitig der für den Filterabgleich erforderliche Aufwand möglichst gering sein soll. Außerdem zeigt sich, daß bei dem bekannten Filter eine definierte und reproduzierbare Kopplung, insbesondere bei dünnen Koppeldrähten, dann nur schwer herstellbar ist, wenn der Koppeldraht unmittelbar auf die Oberfläche der rechteckförmigen Resonatoren aufgeschweißt wird, weil die Schweißstellen selbst nicht genau genug reproduzierbar sind.: Dadurch ändert sich aber die wirksame Länge des Koppelelementes und damit die Kopplung der Resonatoren. Diese Schwierigkeit ließe sich zwar zumindest teilweise durch Anbringung des Koppelelementes an den Kanten der Resonatoren umgehen, jedoch wird dadurch der Mindestabstand der Resonatoren durch die Länge des Koppelelementes festgelegt, so daß ein gedrängter Aufbau des Gesamtfilters mit möglichst geringen Abständen zwischen den Resonatoren nicht möglich ist. Darüber hinaus werden in der Praxis in der Regel bevorzugt längere Koppelelemente verwendet, da hierbei die Toleranzanforderungen gegenüber kürzeren Koppelelementen geringer werden.

Ferner ist aus der GB-PS 7 03 144 ein mechanisches Filter bekannt geworden, dessen einzelne Resonatoren als kreisförmige Platten ausgebildet sind, die mit zueinander parallel verlaufenden Plattenebenen angeordnet sind. Die Kopplung der einzelnen Platten erfolgt über Längsschwingungen ausführende Koppelelemente, die im Bereich der Plattenränder an den einzelnen Platten befestigt sind. Abgesehen davon, daß die Befestigung der Koppelelemente . zusätzlichen Aufwand deshalb erfordert, weil einerseits die Koppelelemente durch in den Platten vorgesehene Bohrungen hindurchgeführt werden müssen und weil andererseits jeweils aufeinanderfolgende Koppelelemente an gegenüberliegenden Plattenrändern befestigt sind, tritt bei diesem bekannten Filter noch eine zusätzliche unerwünschte Kopplung dann auf, wenn die einzelnen Platten einander sehr eng benachbart werden müssen. In diesem Fall wirkt nämlich außer der gewünschten Kopplung über die Koppelelemente eine weitere Kopplung über den zwischen den einzelnen Platten gelegenen Luftraum.

Weiterhin ist aus der DT-AS 12 06 103 ein mechanisches Filter bekannt geworden, dessen einzelne Resonatoren als plattenförmige Biegeschwinger ausgebildet und über einen an den einzelnen Biegeschwingern starr befestigten und zugleich als Halterung dienenden Draht miteinander verbunden sind. Es ist bei diesem Filter die Schwingungsebene senkrecht zur Plattenebene der einzelnen Resonatoren gewählt und der zur Kopplung und Halterung dienende Draht unmittelbar auf die Oberfläche der Resonatoren aufgeschweißt. Wegen seiner gleichzeitigen Halterungsfunktion kann bei diesem Filter der zur Kopplung dienende Draht nicht immer ausreichend dünn gewählt werden und wegen der mangelnden Reproduzierbarkeit der Schweißstellen kann außerdem die Erstellung einer definierten und reproduzierbaren Kopplung Schwierigkeiten bereiten. . .

Als Gegenstand eines älteren Vorschlages ist am der DT-AS 12 66 413 ein mechanisches Filter mit Biegeschwingungen ausführenden Resonatoren ersichtlich, bei dem durch eine mechanische Vorspannung das Koppelelement als sehr dünner Draht ausgeführt sein kann.

Aus einem weiteren älteren Vorschlag nach der DT-AS 12 57 992 ist ferner ein mechanisches Filter mit als Biegeschwingern ausgeführten Resonatoren ersichtlich, bei dem jeder Resonator an zwei Stellen jeweils mit einem zu einem benachbarten Resonator führenden Koppeldraht verbunden ist. Außer einem geringfügig erhöhten Montageaufwand ergeben sich bei diesem Filter wegen des gegenseitigen Abstandes der Befestigungspunkte der Resonatoren mit den Koppeldrähten während des Schwingungsvorganges auf die Resonatoren wirkende Drehmomente.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend geschilderten Schwierigkeiten in verhältnismäßig einfacher Weise abzuhelfen. Es soll ein Weg zum Aufbau eines mechanischen Filters angegeben werden, das sich weitgehend automatisch herstellen läßt, ohne daß eine Minderung der Übertragungsqualität eintritt; dabei soll gleichzeitig eine möglichst geringe Exemplarstreuung erreicht werden, so daß der für den Filterabgleich erforderliche Aufwand möglichst gering bleibt.

Bei einem elektromechanischen Bandfilter mit Biegeschwingungen ausführenden mechanischen Resonatoren, die über ein Längsschwingungen ausführendes Koppelelement miteinander gekoppelt sind, bei dem die Biegeresonatoren einschließlich der Endresonatoren aus Platten metallischen Materials mit rechteckförmigem Querschnitt bestehen und zumindest die Endreso-

natoren mit elektrostriktiv wirkenden elektromechanischen Wandlerelementen versehen sind, bei dem die Biegeresonatoren über in den Schwingungsknoten angreifende, auf Torsion beanspruchte Halteelemente auf einer Grundplatte befestigt sind, bei dem die Längsachsen der Biegeresonatoren zueinander parallel verlaufen und die der Befestigung des Koppelelementes dienenden Oberflächen der Biegeresonatoren in der gleichen Ebene liegen und bei dem ferner die Verbindungsstellen des Koppelelementes mit den Biegeresonatoren derart ausgebildet sind, daß das Koppelelement und der jeweilige Biegeresonator außerhalb der Verbindungsstelle einen gegenseitigen Abstand aufweisen, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale gelöst:

a) Das Koppelelement ist in Form eines durchgehenden, senkrecht zu den Längsachsen der Biegeresonatoren verlaufenden Drahtes ausgebildet;

b) die Verbindungsstellen des Koppelelementes mit to den Biegeresonatoren liegen im Bereich der für Biegeschwingungen auftretenden neutralen Faser;

c) die Verbindungsstellen des Koppelelementes mit den Biegeresonatoren sind als Schweißverbindungen ausgebildet;

d) an den Verbindungsstellen des Koppelelementes mit den Biegeresonatoren sind zylindrische Walzen oder warzenartige Vorsprünge vorgesehen, die mit den Biegeresonatoren verschweißt bzw. in die Biegeresonatoren eingepreßt sind.

Um die Anregung störender Nebenschwingungen von Haus aus zu vermeiden, ist es günstig, wenn die Endresonatoren durch ein aus elektrostriktivem Material bestehende Klötzchen unterteilt sind, zwischen denen entlang der neutralen Faser ein Spalt verläuft und die mit einer Vorpolarisation in der Weise versehen sind, daß sich die auf der einen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes in Richtung der Resonator-Längsachse ausdehnen, während sich gleichzeitig die auf der anderen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen in Richtung der Resonator-Längsachse zusammenziehen.

In verhältnismäßig einfacher Weise lassen sich Dämpfungspole im Sperrbereich der Filtercharakteristik in der Weise erzeugen, daß wenigstens ein zusätzliches Koppelelement vorgesehen ist, das einander nicht unmittelbar benachbarte Biegeresonatoren miteinander verbindet und das entweder an gleichphasig oder an gegenphasig schwingenden Abschnitten dieser Resonatoren befestigt ist.

Zur Verbindung der Resonatoren mit dem Koppelelement bzw. mit dem zusätzlichen Koppelelement ist insbesondere daran gedacht, die Resonatoren und die Koppelemente miteinander zu verschweißen.

Vorteilhaft läßt sich eine außerhalb der Verbindungsstelle berührungsfreie Verbindung der Koppelelemente mit den Resonatoren in der Weise erreichen, daß an den Verbindungsstellen der Koppelelemente mit den Biegeresonatoren zylindrische Walzen vorgesehen sind, die mit den Biegeresonatoren verschweißt sind, oder daß an den Verbindungsstellen der Koppelelemente mit den Biegeresonatoren warzenartige Vorsprünge in die Biegeresonatoren eingepreßt sind.

Ein günstiger Aufbau läßt sich ferner dadurch erreichen, daß die einzelnen Biegeresonatoren derart an der Grundplatte befestigt sind, daß die einzelnen Plattenebenen zueinander parallel verlaufen, und daß die Koppelelemente an den Schmalseiten der Resonatoren befestigt sind.

Die Zuführung bzw. die Abnahme der elektrischen Wechselspannung wird dann besonders einfach, wenn die Grundplatte in drei elektrisch voneinander getrennte Teilabschnitte unterteilt ist, von denen der mittlere Abschnitt die eigentlichen Filterresonatoren trägt, während die beiden Endabschnitte die mit den elektrostriktiven Wandlerelementen versehenen Endresonatoren tragen, und wenn von den der Zuführung bzw. der Abnahme der elektrischen Wechselspannung dienenden Anschlußleitungspaaren jeweils eine Anschlußleitung mit dem Endabschnitt und die andere Anschlußleitung mit dem Mittelabschnitt der Grundplatte verbunden ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der F i g. 1 ist ein mechanisches Filter dargestellt, das aus sechs mechanischen Resonatoren 1 bis 6 besteht. Die mittleren Resonatoren 2,3,4,5 sind rein metallische Resonatoren, während die Endresonatoren 1 und 6 gleichzeitig als elektromechanische Wandler zur Umwandlung der elektrischen in die mechanischen Schwingungen bzw. umgekehrt zur Umwandlung der mechanischen in die elektrischen Schwingungen ausgebildet sind. Sämtliche Resonatoren sind aus Platten metallischen Materials mit rechteckförmigem Querschnitt gefertigt. Als metallisches Material eignet sich insbesondere ein Stahl mit verhältnismäßig geringem Temperaturausdehnungskoeffizienten. Die Schwingungsanregung erfolgt in der Weise, daß die Resonatoren Biegeschwingungen in Richtung des Doppelpfeiles 30 ausführen. Die einzelnen Resonatoren 1 bis 6 sind über die Halteelemente 8 auf einer Grundplatte G befestigt. In der F i g. 1 ist die Grundplatte G, die ebenfalls aus einem metallischen Material besteht, in drei voneinander elektrisch getrennte Teilabschnitte Gl, G 2 und G3 unterteilt. Der Sinn dieser Unterteilung wird später im Zusammenhang mit der Anregung der Biegeschwingungen noch erläutert. Die Anordnung der einzelnen Resonatoren 1 bis 6 erfolgt in der Weise, daß ihre Längsachsen zueinander parallel verlaufen. Die Halteelemente 8 greifen an den Resonatoren in den hinsichtlich Biegeschwingungen auftretenden Schwin- ί gungsknoten 7 an und sind somit beim Schwingungsvorgang auf Torsion beansprucht Die Biegeschwingung selbst verläuft in Richtung der Doppelpfeile 30, so daß die Schwingungsebene parallel zur Grundplatte G liegt. Die Verkopplung der einzelnen Resonatoren erfolgt in Form eines durchgehenden Koppeldrahtes 9, der senkrecht zu den Längsachsen der Resonatoren 1 bis 6 verläuft und der im Bereich eines Schwingungsmaximums 10 an den einzelnen Resonatoren befestigt ist Damit die einzelnen Resonatoren möglichst störungs- _{ frei schwingen können, sind die Verbindungsstellen 11 des Koppelelementes 9 mit den Resonatoren im Bereich _; der für Biegeschwingungen auftretenden neutralen \ Faser 17 verbunden; darüber hinaus erfolgt die Verbindung des Koppelelementes mit den Resonatoren in einer solchen Weise, daß außerhalb der Verbindungs- j stelle 11 keine Berührung des Koppelelementes mit den I Resonatoren auftritt. Wegen der Befestigung des ! Koppelelementes im Bereich der Schwingungsmaxima ! ergibt sich bereits eine verhältnismäßig starke Kopplung. Außerdem wirkt der Längskoppler, da seine Koppelwirkung durch Zug- und Druckkomponenten zustande kommt, von Haus aus als fest koppelndes Koppelelement, so daß sich mit verhältnismäßig dünnen

Querschnitten des Koppelelementes bereits eine verhältnismäßig starke Kopplung und somit eine verhältnismäßig große Bandbreite des Filters erzielen läßt. Wegen des geringen Querschnittes der für das Koppelelement 9 erforderlich ist, werden unerwünschte Nebenschwingungen, wie beispielsweise Biege- oder Scherkomponenten, vom Koppelelement 9 praktisch nicht übertragen, so daß unerwünschte Nebenwellen selbst dann nicht auf nachfolgende Resonatoren bzw. auf den Filterausgang weitergeleitet werden, wenn in einzelnen Resonatoren von der Biegeschwingung abweichende Schwingungsformen auftreten würden, die das Koppelelement 9 in einer von der Längsschwingung abweichenden Schwingungsform beanspruchen.

Zur Nebenwellenfreiheit trägt ferner ein elektrostriktiv wirkendes, elektromechanisches Wandlersystem bei, wie es in den Endresonatoren 1 und 6 eingezeichnet ist. Die Endresonatoren t und 6 sind hierzu durch die aus elektrostriktivem Material, wie beispielsweise eine Bleikeramik, bestehenden Klötzchen 12,12', 13 und 13' unterteilt. Zwischen den Klötzchen 12,12' und 13,13' ist entlang der neutralen Faser ein Spalt 14 freigelassen. Ferner sind die aus elektrostriktiv aktivem Material bestehenden Klötzchen 12, 12', 13, 13' mit einer Vorpolarisation in der Weise versehen, daß sich die auf der einen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes in Richtung der Resonatorlängsachse ausdehnen, während sich gleichzeitig die auf der anderen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen zusammenziehen. Im einzelnen ist die Vorpolarisation so gewählt, daß jeweils auf der gleichen Seite der neutralen Faser liegende Klötzchen, in Richtung der Resonatorlängsachse betrachtet, entgegengesetzt polarisiert sind. Diese Polarisation ist durch die Pfeile 15,15', 16 und 16' angedeutet. Wie die F i g. 1 erkennen läßt, ist die metallische Grundplatte G in drei voneinander getrennte Abschnitte Gl, G 2 und G 3 unterteilt. Das Mittelteil G 2 trägt dabei die eigentlichen Filterresonatoren 2 bis 5, während die Außenteile Gl und G 3 die mit den elektrostriktiven Wandlersystemen versehenen Endresonatoren 1 bzw. 6 tragen. Vom Außenteil Gl der Grundplatte führt ein Anschlußdraht zu einer Anschlußklemme 26, vom Mittelteil G 2 führt ein weiterer Anschlußdraht zu einer Anschlußklemme 27. In der gleichen Weise ist das den Resonator 6 tragende Außenteil G 3 mit einer Anschlußklemme 28 und das Mittelteil mit einer Anschlußklemme 29 verbunden. Eine an die Eingangsklemmen 26, 27 angelegte Spannung liegt somit zwischen dem Mittelteil und den beiden Außenteilen des Resonators 1, da die Außenteile des Resonators 1 über die metallischen Haltedrähte 8 unmittelbar elektrisch leitend mit dem Abschnitt Gl der Grundplatte verbunden sind, während der mittlere Abschnitt des Resonators 1 über den metallischen Koppeldraht 9 und die den Resonatoren 2 bis 5 zugeordneten Haltedrähte mit dem mittleren Teil G 2 der Grundplatte elektrisch leitend in Verbindung steht Diese Aufteilung der Grundplatte hat den Vorteil, daß die zu den Anschlußklemmen 26 und 27 führenden Anschlußleitungen nicht unmittelbar an den Endresonatoren befestigt sein müssen, wehalb die Anschlußdrähte beliebig ausgebildet sein können, ohne die Endresonatoren im Schwingungsvorgang zu behindern.

Beim Anlegen einer Wechselspannung an die Anschlußklemmen 26 und 27 werden in der einen Hohlwelle wegen der entgegengesetzt gerichteten Vorpolarisation beispielsweise die Klötzchen 12 und 12' ausgedehnt und gleichzeitig die Klötzchen 13 und 13' zusammengezogen. In der nächsten Halbwelle der elektrischen Wechselspannung kehrt sich dieser Vorgang um, so daß der mit den Eingangsklemmen 26 und 27 verbundene Endresonator 1 ausgeprägte Biegeschwingungen immer dann ausführt, wenn seine Eigenresonanzfrequenz mit der Frequenz der angelegten Wechselspannung übereinstimmt. Diese Biegeschwingungen werden durch das Koppelelement 9 auf die nachfolgenden Resonatoren 2,3,4,5 übertragen und gelangen schließlich an den den Ausgangsklemmen 28 und 29 zugewandten Endresonator 6. Dieser zweite Endresonator ist genauso aufgebaut wie der Eingangsresonator. Wegen der vom Endresonator 6 in Richtung des Doppelpfeiles 30 ausgeführten Biegeschwingungen werden die in ihm vorgesehenen elektrostriktiven Wandlerelemente Dehnungen und Verkürzungen unterworfen, so daß zwischen dem Mittelteil und .den beiden Außenteilen eine elektrische Wechselspannung entsteht, die an den Ausgangsklemmen 28 und 29 als Ausgangswechselspannung abgenommen werden kann. Zur Erzielung von Dämpfungspolen ist ein zusätzliches Koppelelement 20 vorgesehen, das ebenso wie das eigentliche Koppelelement 9 derart an den Resonatoren befestigt ist, daß außerhalb der Verbindungsstelle Berührungsfreiheit zwischen Resonatoren und zusätzlichem Koppelelement gegeben ist. Auch für das zusätzliche Koppelelement ist es zweckmäßig, die Befestigungsstelle in den Bereich der neutralen Faser 17 zu legen, wodurch Unsymmetrien und damit die Anregung störender, von der Biegeschwingung abweichende Schwingungsformen vermieden werden. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist das zusätzliche Koppelelement 20 in der Weise angebracht, daß eine geradzahlige Anzahl von Resonatoren, nämlich die Resonatoren 3 und 4, überbrückt werden, und daß die Befestigung an gegenphasig schwingenden Abschnitten zweier nicht unmittelbar benachbarter Resonatoren, nämlich an den Resonatoren 2 und 5, erfolgt. Durch diese Ausbildung lassen sich ein Dämpfungspol unterhalb und ein Dämpfungspol oberhalb des Filterdurchlaßbereiches erzielen, deren Abstand vom Durchlaßbereich durch die Stärke der zusätzlichen Verkopplung, d. h. also im wesentlichen durch den Querschnitt des zusätzlichen Koppelelementes 20 eingestellt werden kann. Je nach der Lage der gewünschten Dämpfungspole können auch eine ungerade Anzahl von Resonatoren überbrückt werden oder gleichphasig schwingende Abschnitte einander nicht unmittelbar benachbarter Resonatoren zusätzlich miteinander verkoppelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise zwei Dämpfungspole entweder unterhalb oder oberhalb des Filterdurchlaßbereiches zu erzielen. Je nach der Ausbildung der zusätzlichen Verkopplung lassen sich auch Dämpfungspole bei nicht reellen Frequenzen erzeugen, wodurch sich die Laufzeit eines das Filter durchlaufenden Signals beeinflussen läßt. Anstelle des einen zusätzlichen Koppelelementes 20 können zur Überkopplung selbstverständlich auch zwei symmetrisch zueinander angeordnete zusätzliche Koppelelemente verwendet werden, von denen eines auf der dem Koppeldraht 9 gegenüberliegenden Seite an den einzelnen Resonatoren befestigt sein kann. Erforderlichenfalls ist es in der gleichen Weise möglich, anstelle des eigentlichen Koppelelementes 9 zwei Koppelelemente zu verwenden, die an gegenüberliegenden Seiten der Resonatoren befestigt sind.
Im einzelnen ergeben sich durch den anhand der

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Fig. 1 beschriebenen Aufbau eines mechanischen Filters noch folgende Vorteile.

Mit der Wahl des flachen, z. B. stanzbaren Rechteckquerschnittes der Biegeresonatoren 1 bis 6 und dem z. B. durch Ziehen herstellbaren Koppeldraht 9 bzw. 20, werden für eine fabrikationsmäßige Herstellung unerwünschte spanabhebende Arbeitsgänge vermieden. Mit der Wahl eines einzigen, nicht unterbrochenen Koppeldrahtes und der Anwendung eines Schweißverfahrens läßt sich eine halbautomatische bzw. vollautomatische Herstellung des Filters mit verhältnismäßig einfachen Vorrichtungen durchführen.

Um ein definiertes Verschweißen der einzelnen Bauteile zu gewährleisten, wird zwischen die einzelnen Resonatoren und die Koppelelemente ein weiteres Teil eingefügt oder es wird auf eine andere Weise dafür gesorgt, daß sich die Resonatoren und das Koppelelement außerhalb der Verbindungsstelle 11, die im Ausführungsbeispiel von einer Schweißlinse gebildet wird, nicht berühren. Entsprechende Ausführungsbeispiele sind in den F i g. 2 bis 4 gezeigt, in denen nur mehr ein Ausschnitt aus dem Filter nach der F i g. 1 dargestellt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 ist zwischen das Koppelelement 9 und die in Richtung des Doppelpfeiles 30 schwingenden Resonatoren 3, 4 eine zylindrische Walze in Form eines kurzen Drahtstückes 22 eingelegt, das entlang der neutralen Faser mit den Biegeresonatoren verschweißt ist. Die zylindrischen Walzen 22 sind auch beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 erkennbar und ergeben, da ihre Längsachse senkrecht zum Koppelelement 9 verläuft, eine nahezu punktförmige Berührung des Koppelelementes mit den Resonatoren.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbindung der Resonatoren mit dem Koppelelement 9 zeigt die F i g. 3.

Hierbei wird der Abstand zwischen den Resonatoren und dem Koppelelement 9 außerhalb der Schweißlinse durch eine örtliche Verformung des Resonatorquerschnittes erreicht. Diese örtliche Verformung besteht aus warzenartigen Vorsprüngen 23, die von der dem

ίο Koppelelement 9 abgewandten Seite in die Resonatoren eingepreßt werden können.

Ferner ist es auch möglich, wie in der Fig.4 dargestellt, die einzelnen Biegeresonatoren derart an der Grundplatte G zu befestigen, daß die einzelnen Plattenebenen zueinander parallel verlaufen. In diesem Fall liegt das Koppelelement 9 bzw. auch das zusätzliche Koppelelement 20 an den Schmalseiten 24 der einzelnen Resonatoren an.

Da der Schweißvorgang die elastische Eigenschaften des Resonatormaterials verändert, wird die Schweißung an einer solchen Stelle des Resonators vorgenommen, an der praktisch keine elastischen Verformungen bei der Biegeschwingung auftreten. Eine solche Stelle wird daher, wie bereits erwähnt, in der Mitte einer Resonatoroberfläche, längs der neutralen Faser 17 gewählt, wie es als Beispiel in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist. Damit ergibt sich als weiterer Vorteil eine verhältnismäßig geringe Baulänge des Filters, da die jeweiligen Resonatoren und das Koppelelement 9 sich wenigstens teilweise überlappen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektromechanisches Bandfilter mit Biegeschwingungen ausführenden mechanischen Resonatoren, die über ein Längsschwingungen ausführendes Koppelelement miteinander gekoppelt sind, bei dem die Biegeresonatoren einschließlich der Endresonatoren aus Platten metallischen Materials mit rechteckförmigem Querschnitt bestehen und zumindest die Endresonatoren mit elektrostriktiv wirkenden elektromechanischen Wandlerelementen versehen sind,.bei dem die Biegeresonatoren über in den Schwingungsknoten angreifende, auf Torsion beanspruchte Halteelemente auf einer Grundplatte befestigt sind, bei dem die Längsachsen der Biegeresonatoren zueinander parallel verlaufen und die der Befestigung des Koppelelements dienenden Oberflächen der Biegeresonatoren in der gleichen Ebene liegen und bei dem ferner die Verbindungsstellen des Koppelelementes mit den Biegeresonatoren derart ausgebildet sind, daß das Koppelelement und der jeweilige Biegeresonator außerhalb der Verbindungsstelle einen gegenseitigen Abstand aufweisen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale:

a) Das Koppelelement ist in Form eines durchgehenden, senkrecht zu den Längsachsen der Biegeresonatoren (1 bis 6) verlaufenden Drahtes (9) ausgebildet;

b) die Verbindungsstellen (11) des Koppelelementes (9) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) liegen im Bereich der für Biegeschwingungen auftretenden neutralen Faser (17);

c) die Verbindungsstellen (11) des Koppelelementes (9) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) sind als Schweißverbindungen ausgebildet;

d) an den Verbindungsstellen (11) des Koppelelementes (9) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) sind zylindrische Walzen (22) oder warzenartige Vorsprünge (23) vorgesehen, die mit den Biegeresonatoren verschweißt bzw. in die Biegeresonatoren eingepreßt sind.

2. Elektromechanisches Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endresonatoren (3) durch aus elektrostriktivem Material bestehende Klötzchen (12, 12', 13, 13') unterteilt sind, zwischen denen entlang der neutralen Faser (17) ein Spalt (14) verläuft und die mit einer Vorpolarisation (15, 15', 16, 16') in der Weise versehen sind, daß sich die auf der einen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen (12, 12') unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes in Richtung der Resonator-Längsachse (8) ausdehnen, während sich gleichzeitig die auf der anderen Seite der neutralen Faser liegenden Klötzchen (13, 13') in Richtung der Resonator-Längsachse (8) zusammenziehen.

3. Elektromechanisches Bandfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusätzliches Koppelelement (20) vorgesehen ist, das einander nicht unmittelbar benachbarte Biegeresonatoren (2, 5) miteinander verbindet und das entweder an gleichphasig oder an gegenphasig schwingenden Abschnitten dieser Resonatoren (2,5) befestigt ist.

4. Elektromechanisches Bandfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (11) der Koppelelemente (9, 20) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) als Schweißverbindungen ausgebildet sind.

5. Elektromechanisches Bandfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen (11) der Koppelelemente (9,20) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) zylindrische Walzen (22) vorgesehen sind, die mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) verschweißt sind.

6. Elektromechanisches Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen (11) der Koppelelemente (9, 20) mit den Biegeresonatoren (1 bis 6) warzenartige Vorsprünge (23) in die Biegeresonatoren (1 bis 6) eingepreßt sind.

7. Elektromechanisches Bandfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Biegeresonatoren derart an der Grundplatte (G) befestigt sind, daß die einzelnen Plattenebenen zueinander parallel verlaufen, und daß die Koppelelemente (9,20) an den Schmalseiten (24) der Resonatoren (1 bis 6) befestigt sind (F i g. 4).

8. Elektromechanisches Bandfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (G) in drei elektrisch voneinander getrennte Teilabschnitte (G 1, G 2, G 3) unterteilt ist, von denen der mittlere Abschnitt (G 2) die eigentlichen Filterresonatoren (2 bis 5) trägt, während die beiden Endabschnitte (G 1, G 3) die mit den elektrostriktiven Wandlerelementen (12,12'; 13, 13') versehenen Endresonatoren (1, 6) tragen, und daß von den der Zuführung bzw. der Abnahme der elektrischen Wechselspannung dienenden Anschlußleitungspaaren (26, 27; 28, 29) jeweils eine Anschlußleitung (26, 28) mit dem Endabschnitt (G 1, G 3) und die andere Anschlußleitung (27,29) mit dem Mittelabschnitt (G 2) der Grundplatte (G) verbunden ist.