DE19927193A1 - Vorrichtung zum Abstimmen der Resonanzfrequenz eines dielektrischen Resonators - Google Patents
Vorrichtung zum Abstimmen der Resonanzfrequenz eines dielektrischen ResonatorsInfo
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- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
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Abstract
Der Resonator (1) ist auf einem Substrat (2) neben einer Signalleitung (3) angeordnet und von einem Gehäuse (4) umgeben. Wobei in das Gehäuse (4) ein Abstimmelement (7, 8) mit einer leitenden Platte (8) hineinragt, deren Abstand gegenüber dem dielektrischen Resonator (1) veränderbar ist. DOLLAR A Um für mehrere Resonanzfrequenzen ein temperaturstabiles Verhalten zu erzielen, besteht der dielektrische Resonator (1) aus mehreren dielektrischen Schichten (9, 10, 11) mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Abstimmen der Resonanzfrequenz eines dielektrischen
Resonators, der auf einem Substrat neben einer Signalleitung
angeordnet und von einem Gehäuse umgeben ist, wobei in das
Gehäuse ein Abstimmelement mit einer leitenden Platte
hineinragt, deren Abstand gegenüber dem dielektrischen
Resonator veränderbar ist.
Eine derartige Anordnung ist bekannt aus D. Kajfez, P.
Guillon: Dielectric Resonators, Artech House, Dedham, MA,
1986, Seite 509-510. Solche dielektrischen Resonatoren in
zylindrischer Form aus einem Material mit geringen
dielektrischen Verlusten und hoher Dielektrizitätszahl
werden z. B. für den Aufbau von Filtern und Oszillatoren im
Mikrowellenbereich eingesetzt. Das in dem Gehäuse des
dielektrischen Resonators angeordnete Abstimmelement dient
dazu, ihn auf eine gewünschte Resonanzfrequenz exakt
einzustellen. Da sowohl der den Resonator bildende
dielektrische Körper als auch das Gehäuse und auch das
Abstimmelement thermisch bedingten Ausdehnungsschwankungen
unterliegen, kommt es zu einer ungewollten
temperaturabhängigen Drift der Resonanzfrequenz. Durch
gezielte Auswahl der Gehäuseeigenschaften, des Dielektrikums
und des Abstimmelements kann erreicht werden, daß sich die
temperaturabhängigen Einflüsse gegenseitig kompensieren, so
daß sich allenfalls für eine bestimmte Resonanzfrequenz eine
möglichst geringe temperaturabhängige Frequenzdrift erzielen
läßt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der
sich für mehrere Resonanzfrequenzen ein möglichst
temperaturstabiles Verhalten erzielen läßt.
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1
dadurch gelöst, daß der dielektrische Resonator aus mehreren
dielektrischen Schichten mit unterschiedlichen
Temperaturkoeffizienten besteht. Mit einem solchen
dielektrischen Resonator lassen sich in Abhängigkeit des
Abstandes zwischen der leitenden Platte des Abstimmelements
gegenüber dem dielektrischen Resonator mehrere
Resonanzfrequenzen einstellen, von denen jede über einen
weiten Temperaturbereich keine oder nur eine sehr geringe
temperaturabhängige Frequenzdrift erfährt.
Gemäß einem Unteranspruch sind die dielektrischen Schichten
vorzugsweise parallel zu der leitenden Platte des
Abstimmelements orientiert.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels wird nachfolgende Erfindung näher
erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen Querschnitt
durch eine Resonatoranordnung dar. Dabei ist ein
dielektrischer Resonator 1 auf einem Substrat 2 neben einer
Signalleitung 3 in Form einer Streifenleitung fixiert. Der
dielektrische Resonator 1 ist von einem metallischen Gehäuse
4 umgeben, das auf der Oberseite des Substrats 2 aufliegt
und mit der an der Unterseite des Substrats 2 befindlichen
Massefläche 5 kontaktiert ist. Die Signalleitung 3 ist durch
eine Öffnung 6 im Gehäuse 4 hindurchgeführt.
Um den Resonator auf eine gewünschte Resonanzfrequenz
abstimmen zu können, ist ein in das Gehäuse 4 hineinragendes
Abstimmelement 7, 8 vorgesehen. Das Abstimmelement besteht
aus einem Schaft 7, der mit einem Außengewinde versehen ist
und in einer Gewindebohrung in einer Wand des Gehäuses 4
verdrehbar gelagert ist. Die Eindringtiefe des
Abstimmelements in das Gehäuse 4 kann somit über den Schaft
7 eingestellt werden. An der in das Innere des Gehäuses 4
gerichteten Stirnseite des Schaftes 7 ist eine leitende
Platte 8 angeordnet, deren Abstand gegenüber dem
dielektrischen Resonator 1 durch Verdrehen des Schaftes 7
verändert werden kann. Durch Ändern des Abstandes zwischen
der leitenden Platte 8 und dem dielektrischen Resonator 1
ist die Resonanzfrequenz einstellbar. Der Abstand der
leitenden Platte 8 gegenüber dem dielektrischen Resonator 1
hat einen Einfluß auf die Energieverteilung im
dielektrischen Körper 1. Ist der Abstand klein, konzentriert
sich die Energie mehr auf den unteren, substratnahen Bereich
des dielektrischen Resonators 1. Bei größerem Abstand der
leitenden Platte 8 verschiebt sich die Energiedichte mehr in
den oberen substratfernen Bereich des dielektrischen
Resonators 1. Die Resonanzfrequenz, auf der die
Resonatoranordnung schwingt, hängt also von der
Energiedichteverteilung im dielektrischen Resonator 1 ab.
Diese Eigenschaft wird nun dazu ausgenutzt, um für mehrere
Resonanzfrequenzen ein temperaturstabiles Verhalten zu
erzielen; d. h. es soll bei mehreren einstellbaren
Resonanzfrequenzen über einen möglichst weiten
Temperaturbereich keine oder nur eine geringe
temperaturabhängige Frequenzdrift geben. Dazu ist, wie die
Figur verdeutlicht, der dielektrische Resonator aus mehreren
dielektrischen Schichten 9, 10 und 11 aufgebaut. Die
einzelnen dielektrischen Schichten 9, 10 und 11 sind
bezüglich ihrer Materialeigenschaften so ausgewählt, daß
jede Schicht einen anderen Temperaturkoeffizienten aufweist.
Wie bereits ausgeführt, kann durch entsprechende Einstellung
des Abstandes der leitenden Platte 8 gegenüber dem
dielektrischen Resonator 1 die Energieverteilung auf jede
beliebige der vorzugsweise parallel zu der leitenden Platte
8 verlaufenden dielektrischen Schichten 9, 10, 11
konzentriert werden. Die eingestellte Resonanzfrequenz hängt
davon ab, in welcher der dielektrischen Schichten 9, 10 oder
11 durch Einstellung des Abstimmelementes 7, 8 eine
Energiekonzentration vorherrscht.
Der dielektrische Resonator 1 liegt bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel nicht direkt auf dem Substrat 2 auf,
sondern es ist ein Abstandhalter 12 zwischen dem Substrat 2
und dem dielektrischen Resonator 1 eingefügt.
Weisen nun die einzelnen dielektrischen Schichten, von denen
jede für eine andere Resonanzfrequenz steht, solche
Temperaturkoeffizienten auf, daß für jeden
Temperaturkoeffizient die gesamte Resonatoranordnung
einschließlich des Gehäuses 4, des Abstimmelements 7, 8 und
des dielektrischen Resonators 1 ein temperaturstabiles
Frequenzverhalten entsteht, so ist das Ziel erreicht, daß
die Resonatoranordnung für mehrerer einstellbare
Resonanzfrequenzen ein temperaturstabiles Verhalten zeigt.
Die Zahl der dielektrischen Schichten 9, 10,11 des
dielektrischen Resonators 1 wird sich danach richten, auf
wieviele Resonanzfrequenzen die Resonatoranordnung
einstellbar sein soll.
Die Dielektrizitätskonstanten der einzelnen dielektrischen
Schichten 9, 10, 11 können gleich, aber auch verschieden
sein.
Abweichend von der Darstellung in der Zeichnung kann das
Abstimmelement 7, 8 auch seitlich des dielektrischen
Resonators 1 angeordnet sein.
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Abstimmen der Resonanzfrequenz eines
dielektrischen Resonators (1), der auf einem Substrat (2)
neben einer Signalleitung (3) angeordnet und von einem
Gehäuse (4) umgeben ist, wobei in das Gehäuse (4) ein
Abstimmelement (7, 8) mit einer leitenden Platte (8)
hineinragt, deren Abstand gegenüber dem dielektrischen
Resonators (1) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der dielektrische Resonator (1) aus mehreren dielektrischen
Schichten (9, 10, 11) mit unterschiedlichen
Temperaturkoeffizienten besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die dielektrischen Schichten (9, 10, 11) parallel zu der
leitenden Platte (8) des Abstimmelements (7, 8) verlaufen.
Priority Applications (3)
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AU49459/00A AU4945900A (en) | 1999-06-15 | 2000-06-08 | Device for tuning the resonance frequency of a dielectric resonator |
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DE1999127193 DE19927193A1 (de) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Vorrichtung zum Abstimmen der Resonanzfrequenz eines dielektrischen Resonators |
Publications (1)
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JPH05129811A (ja) * | 1991-11-06 | 1993-05-25 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振器の共振周波数の温度係数の調整方法 |
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Non-Patent Citations (2)
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KAJIFEZ, D., GUILLON, P.: "Dielectric Resonators" Artech House, Dedham, MA 1986, S. 509-510 * |
Yoshio Shimoda, Hisashi Tomimura, Kota Onuki, "A Proposal of a New Dielectric Resonator Construction for MC's"in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-31, No. 7, July 1983, S. 527-532 * |
Also Published As
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