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Runder Hohlraumresonator für hohe Frequenzen des H011-Schwingungstyps
Die Erfindung betrifft einen runden Hohlraumresonator für hohe Frequenzen des H011-Schwingungstyps,
bei dem durch besondere Maßnahmen die Resonanzfrequenzen unerwünschter Schwingungstypen
geändert werden, ohne die des erwünschten H011-Schwingungstyps wesentlich zu beeinflussen.
Solche Resonatoren können in Filteranordnungen verwendet werden.
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Es sind runde Hohlraumresonatoren des H011-Schwingungstyps bekannt,
bei denen unerwünschte Resonanzen, die bei Filteranordnungen zu starken Dämpfungseinbrüchen
im Sperrbereich fuhren würden, unterdrückt werden. Bei diesem Resonatortyp befindet
sich zwischen dem beweglichen Abstimmstempel und dem Zylindermantel ein Luftspalt,
während der Nachfolgeraum mit Dämpfungsmaterial ausgelegt ist, so daß alle Schwingungstypen,
deren Wandströme über die Kanten des Abstimmstempels fließen, stark gedämpft werden.
Am Umfang des Bodens, des
H011-Resonators, wird meist eine Nut eingestochen, die wie eine Induktivität wirkt
und so die Resonanzfrequenzen einiger unerwünschter Schwingungstypen gegenüber der
des ungestörten Resonators ändert. Durch diese Maßnahme soll in erster Linie eine
Verschiebung der Resonanzfrequenz des E111-Schwingungstyps erreicht werden, die
sonst mit der des H011-Schwingungstyps zusammenfallen würde. Es besteht auch die
Möglichkeit, den Mantel des H011-Resonators
in Form einer enggewickelten
Wendel aufzubauen, deren einzelne Windungen voneinander isoliert sind, so daß auf
ihr nur zirkulare Ströme fließen können, wie sie bei der H011-Resonanz auftreten.
Auch kann die Koppelöffnung am Resonator an solch eine Stelle gelegt werden, an
der in erster Linie nur der H011-Schwingungstyp angeregt wird. Die angeführten Methoden
zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungsmoden beziehen sich hauptsächlich auf
sehr lose, an eine Leitung angekoppelte H011-Resonatoren, die als Wellenmesser oder
Echoboxen verwendet werden. Die Koppelöffnungen der H011-Resonatoren sind hierbei
sehr klein und können an geeigneten Stellen angebracht werden, so daß der E111-
bzw.
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andere Schwingungstypen nur schwach angeregt werden und ihre Dämpfungen
durch das hinter einer Endplatte liegende Dämpfungsmaterial nur sehr wenig die Güte
der H011-Resonanz beeinflussen.
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Nachteilig bei der Zusammenschaltung mehrerer genannter Hohlraumresonatoren
zu Filteranordnungen wirkt sich aus, daß infolge der hier notwendigen Lage und Größe
der Koppelöffnungen der E111-Schwingungtyp stärker mit angeregt wird, wobei seine
Resonanzfrequenz nahe der Arbeitsfrequenz des Filters liegt, so daß seine Dämpfung
eine Güteverschlechterung der H011-Resonanz bewirkt. Des weiteren können starke
Dämpfungseinbrüche im Srerrbereich eines Bandpaß-Filters mit H011-Resonatoren, hervorgerufen
durch Anregung des H311- und H211 -Schwingungstyps durch keine der obigen Maßnahmen
befriedigend beseitigt werden.
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Zweck der Erfindung ist es, H011-Hohlraumresonatoren hoher Güte für
Filterzwecke zu Resonanzen verwenden und dabei zu erreichen, daß die unerwünschten
der H011-Resonatoren keine großen Dämpfungseinbrüche im Sperrbereich der Filteranordnung
verursachen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, runde H011-Hohlraumresonatoren
zu schaffen, die es gestatten, Bandpaß-Filteranordnungen aufzubauen, deren Dämpfung
im Durchlaßbereich gering ist und deren Dämpfungseinbrüche im Sperrbereich einen
gewissen Wert nicht unterschreiten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich in einem
runden Resonatorgehäuse mindestens an einer Stirnseite eine axial verschiebbare
runde Endplatte befindet.
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Auf der Rückseite der einen Endplatte, die dem Resonanzraum abgewandt
ist befindet sich eine kurzgeschlossene Radialleitung, die von der Rückseite der
Endplatte, einer Achse und der Stirnseite des Resonatorgehäuses, die der Rückseite
gegenüberliegt, gebildet ist.
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Die Radialleitung kann einen Wellenwiderstandssprung in Form einer
Eindrehung in der Endplatte und/oder der Stirnseite des Resonatorgehäuses aufweisen.
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Die Höhe der Radialleitung und damit ihr Wellenwiderstand kann veränderbar
sein. Die Radialleitung kann mit einem Dielektrikum mit #r > 1 belastet sein.
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Bei der Zusammenschaltung mehrerer erfindungsgemäßer Hohlraumresonatoren
zu einer Bandpaß-Filteranordnung sind die Resonatoren mittels ihrer Radialleitungen
so abgestimmt, daß ihre Störresonanzen nicht bei gleichen Frequenzen liegen.
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Einer oder mehrere dieser H011-Resonatoren können mit Resonatoren
anderer Schwingungstypen, beispielsweise des Schwingungstyps, zu einer Filteranordnung
zusammengeschaltet werden. Die Radialleitungen der H011-Resonatoren sind dabei so
abgestimmt, daß ihre Störresonanzen bei anderen Frequenzen liegen als die der übrigen
Resonatoren.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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In der Zeichnung zeigen: Pig. 1: den erfindungsgemäßen Hohlraumresonator
im Längsschnitt, Fig. 2: wie Fig. 1, jedoch mit einer modifizierten Radialleitung
und Fig. 3: die Zusammenschaltung zweier erfindungsgemäßer Hohlraumresonatoren zu
einer Bandpaß-Filteranordung im Längs schnitt In einem runden Resonatorgehäuse 1
befinden sich an einer Stirnseite 2 eine axial verschiebbare runde Endplatte 3.
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Auf der Rückseite der Endplatte 3, die dem Resonanzraum abgewandt
ist, befindet sich eine kurzgeschlossene Radialleitung,
die von
der Rückseite der Endplatte 3, einer Achse 4 und der Stirnseite 2 des Resonatorgehäuses
1, die der Rückseite der Endplatte 3 gegenüber liegt, gebildet ist. Durch diese
Radialleitung wird in die Ebene des Spaltes zwischen Zylinderwand 5 und Endplatte
3 ein bestimmter Blindwiderstand transformiert. Seine Größe ist abhängig vom angeregten
Wellentyp auf der Radialleitung, ihres Wellenwiderstandes und ihrer Länge. Die Radialleitung
wird nur von solchen Schwingungstypen im Resonator angeregt, deren Wandströme über
die Kanten des Resonanzraumes fließen. Durch Änderung der Radialleitungshöhe kann
der Blindwiderstand auf einfache Weise verändert werden und damit die Resonanzfrequenzen
der im H011-Resonator unerwünscht angeregten Schwingungstypen.
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Für verschiedene Anwendungen ist es nötig, daß mehrere Hohlraumresonatoren
zu Bandpaß-Filteranordnungen 6 zusammengeschaltet werden, wobei es erforderlich
ist, Dämpfungseinbrüche im Sperrbereich, hervorgerufen durch Anregung unerwünschter
Schwingungsmoden in den Resonatoren, weitestgehend zu vermeiden. Durch geeignete
Abstimmung der Radialleitungen mehrerer Hohlraumresonatoren zu einer Bandpaß-Filteranordnung
6 kann erreicht werden, daß die unerwünschten Resonanzen der am meisten störenden
Schwingungstypen, besonders die H211-und H311-Resonanz, nicht für alle Resonatoren
bei der gleichen Frequenz liegen. Dadurch ergeben sich beispielsweise in der Bandpaß-Filteranordnungen
6 mehrere Dämpfungseinbrüche im Sperrbereich, die Jedoch alle wesentlich kleiner
geworden sind.
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Um mit den gegebenen geometrischen Abmessungen der Radialleitung ihre
elektrischen Eigenschaften zu beeinflussen, kann sie mit einem Dielektrikum 7 belastet
sein oder einen Wellenwiderstandssprung in Form einer Eindrehung 8 in der Stirnseite
2 des Resonatorgehäuses 1 oder der Rückseite der entsprechenden Endplatte 3 aufweisen.