DE2742905C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem UKW-Bandfilter aus mehreren Kreisen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die miteinander gekoppelten Resonatoren des UKW-Bandfilters bestehen jeweils aus einer Hochfrequenzspule und einer Kapazität und sind in einem Gehäuse aus einer Grundplatte und einer in Sektoren geteilten Abdeckhaube angeordnet, so daß die Kopplung zwischen Resonatoren durch Kopplungsöffnungen innerhalb des Gehäuses zwischen den Sektoren ermöglicht wird.

Aus DE-GM 18 62 078 ist bekannt, daß die Schwingkreiselemente - Spule und Kondensator - bei Zwischenfrequenzfiltern für ein- oder mehrkreisige Bandfilter axial zueinander gemeinsam auf dem Spulenkern anzuordnen sind. Der Spulenkern wird dazu axial verlängert. Bei dieser bekannten Anordnung kann so die Kapazität in Form eines Wickelkondensators um den Spulenkern herum und axial zur Hochfrequenzspule ausgerichtet angeordnet werden. Spule und Kondensator sind an den Endbereichen des beide Elemente tragenden Spulenkerns angeordnet.

Es tauchen jedoch bei der Herstellung von Bandfiltern zahlreiche Schwierigkeiten im Hinblick auf die Einhaltung elektrischer Parameter, die Handhabung und Einstellung bzw. Eichung des Filters, sowie das zu erreichende Gesamtvolument des Filters auf. An den Aufbau des UKW-Bandfilters werden zahlreiche Anforderungen bezüglich der Stabilitätseigenschaften des Raumbedarfs und der Raumausnutzung sowie seiner Einstelleigenschaften gestellt, die auch beim Einsatz der axial angeordneten Schwingkreiselemente zu erfüllen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines UKW-Bandfilters der eingangs genannten Art, das hinsichtlich der verschiedenen Parameter wie z. B. Stabilitätseigenschaften, Raumbedarf und Raumnutzung sowie seiner Regelungseigenschaften bei einfacher Herstellung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei dem UKW-Bandfilter aus mehreren Kreisen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils.

So sind die Hochfrequenzspulen oberhalb der einstellbaren Kondensatoren und in gleicher Entfernung von der Grundplatte angeordnet. Im Inneren des Spulkörpers sind der erste feststehende Kondensatorbelag und die Verbindung der Spule mit diesem Kondensatorbelag angeordnet. Der zweite Kondensatorbelag liegt ebenfalls im Inneren des Spulenkörpers und ist wie der zweite Anschluß der Hochfrequenzspule mit der Grundplatte elektrisch verbunden.

Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Erdungspunkte der Spule und der Erdungspunkt der Abstimmkapazität an derselben Grundplatte ausgeführt sein können, und daß zu diesem Zweck die obere Ausführung der Spule verlängert sein soll. Die Verlängerung der Spulenausführung um 1-2 cm kann die Verkürzung der Erdungsstrecke von 8-10 cm reichlich ausgleichen. Die Verbesserung der elektrischen und mechanischen Stabilität, der Handhabung des Filters und der Verbesserung der Raumausnützung wird durch diese Maßnahme erreicht.

Ausführungsbeispiele des UKW-Bandfilters gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein UKW-Bandfilter gemäß der Erfindung in perspektivischer Form mit entfernter Abschirmhaube, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 ein UKW-Bandfilter gemäß der Erfindung in Vorderansicht mit entfernter Abschirmhaube,

Fig. 3 die Draufsicht auf das UKW-Bandfilter gemäß Fig. 2,

Fig. 4 die Wicklungsarmatur eines UKW-Bandfilters gemäß der Er­ findung in vergrößertem Schnitt, und

Fig. 5 eine Ausführungsvariante des Bandfilters nach Fig. 4, wobei die Armaturen des kapazitiven Abstimmelementes vertauscht sind.

Fig. 1 zeigt ein UKW-Bandfilter aus mehreren Kreisen in perspek­ tivischer Darstellung. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Bandfilter auf eine Grundplatte 2 montiert und weist vier mit­ einander gleichartig ausgebildete Spulen 4 auf, die an einem Spulenkörper 3 befestigt sind. Der Abstand zwischen den Spulen 4 und deren Durchmesser hängt von den durch das Bandfilter zu erreichenden elektrischen Parametern ab. Die zwei seitlichen Spulen 4 sind an je eine Auskopplungsschleife 8 angeschlossen.

Das untere Ende der Spulen 4 ist an eine Lötspitze 23 angeschlos­ sen, die an der Grundplatte 2 ausgebildet ist. Das obere Ende der Spulen 4 ist mit einem Leiter 11 verbunden, der im Inneren des Spulenkörpers 3 angeordnet ist. Das untere Ende des Leiters 11 ist an ein kapazitives Abstimmelement angeschlossen, das im Inneren des Spulenkörpers 3 verläuft und das zwischen dem oberen Ende 10 und der Grundplatte 2 eine variable Kapazität bildet.

Eine Abschirmhaube 6 kann mittels einer Gewindeverbindung an der Grundplatte 2 befestigt sein. In der Mitte der Abschirmhau­ be 6 sind Sektoren 5 ausgebildet, die durch Abgrenzprofile 50 be­ grenzt sind. Die Abgrenzprofile 50 trennen die Abschnitte der Spulen 4 voneinander. Ihre Höhe ist im Vergleich zur Abschirm­ haube 6 kleiner. Über den Abgrenzprofilen 50 sind Auskopplungs- Öffnungen 7 ausgebildet, über welche die elektromagnetische Kopp­ lung zwischen den Spulen 4 zustandekommt. Durch geeignete Wahl der Höhe der Abgrenzprofile 50 kann das Maß der Kopplung beein­ flußt werden. Diese Beeinflussung ist dann erforderlich, wenn mit denselben Abmessungen Filter mit voneinander verschiedenen Frequenzeigenschaften oder verschiedenen Selektionsparametern hergestellt werden sollen. An den Rändern der Abgrenzprofile 50 sind Spalte 51 ausgebildet, die in Öffnungen 61 an den unte­ ren Enden der Abschirmhaube 6 passen. Die Spalte 51 werden von außen durch vertikale Rippen begrenzt, in welchen je eine Bohrung 53 in Kreuzrichtung ausgebildet ist. Die Abgrenzprofile 50 sind in der Abschirmhaube 6 derart angeordnet, daß die Spal­ te 51 in die Öffnungen 61, die in der Seitenwand der Abschirm­ haube 6 angeordnet sind, eingepaßt und hierauf bis zum Anschlag vorgeschoben werden. Mittels eines Stauchinstrumentes, das durch die Bohrung 53 geführt ist, wird die Platte der Abschirmhaube 6 in die Bohrung 53 eingedrückt. Dadurch wird das Abgrenzprofil 50 durch eine unlösbare Verbindung an der Abschirmhaube 6 be­ festigt.

Fig. 2 zeigt das Bandfilter gemäß der Erfindung ohne die Abschirm­ haube 6. Die einzelnen Spulen sind auf den Spulenkörpern 3 in den entsprechenden Wicklungsbereichen 9 angeordnet. Die Wick­ lungsbereiche 9 fallen auf die obere Abschnitte der Spulenkör­ per 3. Diese Maßnahme ist wesentlich, weil so ein kapazitives Abstimmelement 12 in dem Inneren der Spulenkörper 3 unterhalb der Wicklungsbereiche 9 angeordnet sein kann. In Achsrichtung der einzelnen Spulenkörper 3 auf der Grundplatte 2 ist je eine Bohrung 15 ausgebildet, in welche durch Pressen je eine Klemm­ hülse 16 angeordnet ist. Die zylindrischen Abschnitte der Klemm­ hülse 16 sind der inneren Oberfläche des Spulenkörpers 3 lose angepaßt (vgl. Fig. 4), wodurch die Spulenkörper 3 beim Einbau durch die Klemmhülse 16 zentriert werden. An den Wicklungskör­ pern 3 ist ein rechteckförmiger Fußteil 41 ausgebildet. Der Spu­ lenkörper 3 ist durch Schrauben 43, die sich in einer Bohrung 42 des Fußteiles 41 befinden, an der Grundplatte 2 befestigt.

Zur Fixierung der unteren Enden der Spulen 4, und zur elektri­ schen Erdung der Spulenkörper 3, sind an der Grundplatte 2 Löt­ spitzen 23 angeordnet. Die Lötspitzen 23 weisen Schulterteile 24 auf, die an der Grundplatte 2 anliegen. Die Abschnitte der Löt­ spitzen 23, die aus der Grundplatte 2 nach oben herausragen, sind zylindrisch ausgebildet. Die Länge ist wenigstens die fünf­ fache des Durchmessers. Diese herausragenden Abschnitte sind zweckmäßig versilbert, damit ihre Lötfläche 25 leicht mit den unteren Enden der Spulen 4 verlötbar sind. Die dünne Ausbildung dient zur Verringerung der Wärmeableitung.

An die ersten und letzten Spulen 4 ist ein Koaxialkabel 27 an­ geschlossen. Die Auskopplungsschleifen 8 sind die inneren Adern des Koaxialkabels 27, die von Abschirmgewebe 29 und Schutzman­ tel 28 zweckmäßig durch eine Teflonisolierung getrennt sind. Das Koaxialkabel 27 ist über eine Lötöse 26 geführt, die in die Grundplatte 2 fixiert ist. Die Lötöse 26 ist auf ähnliche Weise ausgestaltet und fixiert wie die Lötspitzen 23. Der Unter­ schied liegt darin, daß hier wegen der ausgehöhlten Ausbildung zwecks Fixierung eine Rohrnietverbindung verwendet worden ist (vgl. Fig. 4). Der Schutzmantel 28 des Koaxialkabels 27 endet im Inneren der Lötöse 26 wenigstens 5 mm unterhalb deren Ende, und von hier erstreckt sich das Abschirmgewebe 29 ganz bis zur Ebene der Höhe des Wicklungsbereiches 9 des Spulenkörpers 3. Das Abschirmgewebe 29 ist durch Verzinnen erstarrt und wird durch Lö­ tung mit der Lötöse 26 verbunden. Die herausragende innere Ader des Koaxialkabels 27 wird isoliert in den Wicklungen, die unter­ halb der Windungsfläche des Spulenkörpers 3 liegen, herumgeführt und in Abhängigkeit der zu verwirklichenden Auskopplung wird die­ se Ader nach einer oder zwei Windungen an die untere Ausführung der Spule 4 angelötet. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist das ge­ reinigte Ende des Koaxialkabels und der Lötstrecke 44 an das untenliegende Windungsende gelötet. Durch diese Maßnahme ist die Erdung des Koaxialkabels 27, die Fixierung seiner Lage und die genaue Führung der Auskopplungsschleife 8 sehr einfach und zuverlässig gelöst.

Fig. 3 veranschaulicht die Lage der Lötöse 26 und der Lötspitzen 23, die zweckmäßig durch den symmetrisch an beiden Seiten des Spulenkörpers 3 angeordnet sind.

Das obere Ende der Spule 4 ist durch eine Öffnung 40 geführt, die an dem oberen Rand des Spulenkörpers 3 ausgebildet ist. Im Inneren des Spulenkörpers 3 ist in der Höhe des Wicklungs­ bereiches 9 ein verripptes inneres Tragelement 33 ausgebildet, und der Leiter 11 ist zentrisch durch dessen Bohrung 34 geführt. Das verrippte innere Tragelement 33 bzw. drei Rippen desselben sind in Fig. 3 zu erkennen. Eine am oberen Ende des Leiters 11 ausgebildete Anschlagschulter ist an dem verrippten inneren Tragelement 33 abgestützt. Gemäß der Lösung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, endet der Leiter 11 in einem unteren Stumpf 38, der durch eine unten offene Glocke 19 eines zylindrischen Kon­ densators des kapazitiven Abstimmelementes 12 geführt ist. Bei der Montage des Spulenkörpers 3 wird die nach oben offene Gloc­ ke 19 derart fixiert, daß der untere Stumpf 38 mit der unteren Platte der Glocke 19 durch Stauchen vernietet wird. Die Länge des zylindrischen Körpers des verrippten inneren Tragelementes 33 ist zum Beispiel etwa 0,1 mm größer als die Länge des grö­ ßeren Teils des in der Bohrung 34 angeordneten Leiters 11, so daß durch die im Laufe der Vernietung ausgeübte Kraft das ver­ rippte innere Tragelement 33 elastisch vorgespannt wird. Der Leiter 11 endet oben in einem Lötstutzen 36, an dem das obere Ende der durch die Öffnung durchgeführten Spule 4 angelötet ist. Durch geeignete Wahl der Abmessungen ist erreichbar, daß bei dieser Lösung der aus thermoplastischem Material hergestellte Spulenkörper 3 nicht schmilzt, da die Masse des Leiters 11 durch seine gute Wärmeleitfähigkeit eine Überhitzung des verrippten inneren Tragelementes 33 verhindert. Die untere Armatur des ka­ pazitiven Abstimmelementes 12 wird durch ein in die Klemmhülse 16 eingeschraubtes Einstellelement 14 gebildet (vgl. Fig. 1 und Fig. 4). Das Einstellelement 14 hat eine Schulter 45 und einen nachfolgenden Gewindeabschnitt, der in ein Gewinde, das an einem Kopfteil 22 der Klemmhülse 16 ausgebildet ist, einschraubbar ist. Das Kopfteil 22 und die Schulter 45 liegen aufeinander, wodurch die maximale Einschraubtiefe des Einstellelementes 14 begrenzt ist. Die Länge des Einstellelementes 14 ist so gewählt, daß die­ ses bei vollständiger Einschraubung noch in einem vorbestimmten Abstand von der Glocke 19 liegt. Die Länge des Kopfteiles 22 wird so gewählt, daß das Einstellelement 14 in der der gering­ sten Kapazität entsprechenden Lage noch nicht aus der Ebene der Grundplatte 2 herausragt. Durch diese Ausbildung kann das Ein­ stellelement 14 die äußeren Abmessungen des Bandfilters in kei­ ner Abstimmstellung erhöhen. Zwecks Fixierung der Lage des Ab­ stimmelementes 14 wird an der Klemmhülse 16 durch Einfräsen ein ausgeschlitzter elastischer Abschnitt gebildet, so daß die Klemm­ hülse 16 das Einstellelement 14 mit konstanter Kraft hält.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei welcher die zylindrische äußere Armatur des Kondensators des Abstimmele­ mentes 12 durch das Einstellelement 14 gebildet ist. Die letzt­ genannte ist bei dieser Ausführung als eine nach oben offene Glockenform ausgebildet. An den Leiter 11 wird durch eine Schrau­ benverbindung statt dem unteren Stumpf 38 ein Abstimmkolben 47 angeschlossen.

Die wesentlichen Bestandteile des UKW-Bandfilters gemäß der Er­ findung werden zweckmäßig aus Messing hergestellt, wobei die Oberfläche derselben versilbert ist. Aus dem geschilderten Aus­ führungsbeispiel ist ersichtlich, daß beide Enden der Spule 4 gut definiert zu handhaben und fixiert sind, daß sämtliche Erd­ punkte auf die Grundplatte 2 ausgebildet sind und daß die Anord­ nung der Auskopplungsschleife die Abmessungen des Bandfilters nicht erhöht.

Durch Anwendung des Einstellelementes 14 kann das Bandfilter laut durchgeführter Messungen und gesammelter Erfahrungen im ganzen Funkverbindungsbereich auf eine beliebige Frequenz abgestimmt werden. Mit Rücksicht darauf, daß die Abschirmhaube 6 nicht zur Erdung verwendet wurde, ist die Wahl des verwendeten Materials und die Vollständigkeit des elektrischen Abschlusses nicht kri­ tisch. Im Falle eines mobilen Gerätes, bei welchem die Abschirm­ haube 6 beträchtlichen Erschütterungen ausgesetzt ist, ändern sich die Parameter des Bandfilters trotz der Erschütterungswir­ kungen nicht.

Neben den erwähnten Vorteilen des Bandfilters gemäß der Erfin­ dung ist auch die Herstellungstechnologie nicht aufwendig. Die Technologie bedarf lediglich einfacher Herstellungsinstrumente und ist vollständig automatisierbar.

Claims (10)

1. UKW-Bandfilter aus mehreren Kreisen, insbesondere zur Verbesserung der Vorselektion der Empfänger für den Funksprechverkehr, aufgebaut aus miteinander gekoppelten und kapazitiv abgestimmten Resonatoren,

• - die jeweils aus einer Hochfrequenzspule (4) und einer einstellbaren Kapazität (12) bestehen, und
• - die in einem Gehäuse (1) aus einer Grundplatte (2) und einer in Sektoren geteilten Abdeckhaube (6) angeordnet sind, so daß die Kopplung zwischen den Resonatoren durch Kopplungsöffnungen (7) innerhalb des Gehäuses zwischen den Sektoren ermöglicht wird,
• - wobei jede Hochfrequenzspule (4) auf jeweils einem Spulenkörper (3) angebracht ist, der auf der Grundplatte (2) in jeweils einem Sektor angeordnet ist, und
• - wobei die Hochfrequenzspule (4) und das kapazitive Abstimmelement (12) jeweils an den Endbereichen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Hochfrequenzspulen (4) von der Grundplatte (2) entfernt und auf miteinander in gleicher Höhe liegenden Abschnitten der Spulenkörper (3) angeordnet sind,
• b) daß die oben liegenden Anschlüsse der Hochfrequenzspulen (4) an Leiter (11) angeschlossen sind, die im Inneren des Spulenkörpers (3) verlaufen und die die elektrische Verbindung zu feststehenden Kondensatorbelägen (19) im Inneren des Spulenkörpers (3) herstellen,
• c) daß die unten liegenden Anschlüsse der Hochfrequenzspulen (4) mit der Grundplatte (2) elektrisch verbunden sind,
• d) daß das kapazitive Abstimmelement (12) im Inneren des Spulenkörpers (3) oberhalb der Grundplatte (2) und unterhalb der untersten Windungsebene der Hochfrequenzspule (4) angeordnet ist, und
• e) daß das bewegbare Einstellelement (14) des kapazitiven Abstimmelements (12) senkrecht zur Ebene der Grundplatte (2) verschiebbar, mit der Grundplatte (2) elektrisch verbunden und bei geschlossenem Gehäuse von außen zugänglich ist.

2. UKW-Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Grundplatte (2) zu der Achse der Spulenkörper (3) konzentrische Bohrungen (15) ausgebildet sind, und
daß in die Bohrungen (15) Klemmhülsen (16) eingepaßt sind, die mit einem dem Innendurchmesser des Spulenkörpers (3) angepaßten zylindrischen Abschnitt (17) versehen sind und ein ein Gewinde des Einstellelements (14) aufnehmendes Innengewinde (18) aufweisen.

3. UKW-Bandfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (18) der Klemmhülse (16) an deren Kopfteil (22) ausgebildet ist,
daß der Durchmesser des Innengewindes (18) geringer als die innere Bohrung in Achsrichtung der Klemmhülse (16) ist und
daß das in das Innengewinde (18) einschraubbar ausgebildete Einstellelement (14) eine Schulter (45) die Klemmhülse (16) einen mit zur Achse parallelen Einschnitten versehenen Abschnitt (21) aufweist.

4. UKW-Bandfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Abstimmelement (12) ein zylindrischer Kondensator ist, dessen oberer Kondensatorbelag eine nach unten offene Glocke (19) und dessen unterer Kondensatorbelag das Einstellelement (14) mit Innengewinde ist.

5. UKW-Bandfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Abstimmelement (12) ein zylindrischer Kondensator ist, dessen unterer Kondensatorbelag eine mit dem Einstellelement (14) mit Innengewinde verbundene, nach oben offene Glocke (19) und dessen oberer Kondensatorbelag ein mit dem in Achsrichtung angeordneten Leiter (11) verbundener Metallzylinder ist.

6. UKW-Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß bei jedem Resonator (1) neben dem Spulenkörper (3) in die Grundplatte (2) je eine Lötspitze (23) eingepreßt ist,
daß die Lötspitzen (23) mit einer an der Grundplatte (2) anliegenden Schulter (24) und einer versilberten Lötfläche (25) ausgeführt ist, die sich im Vergleich mit dem Durchmesser wenigstens fünfmal so lang erstreckt, und
daß die unteren Enden der Spulen (4) an den Lötspitzen (23) angelötet sind.

7. UKW-Bandfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß neben den Spulenkörpern (3) der ersten und letzten Resonatoren (1) außer den Lötspitzen (23) zweckmäßig zur Mittellinie des Spulenkörpers (3) symmetrisch je eine Lötöse (26) an der Grundplatte (2) angebracht ist,
• b) der innere Durchmesser der Lötöse (26) an den äußeren Durchmesser des zum elektrischen Anschluß des Filters verwendeten Koaxialkabels (27) lose angepaßt ist,
• c) daß das Koaxialkabel (27) durch die Lötöse (26) geführt ist, wobei der Schutzmantel (28) des Koaxialkabels (27) wenigstens 5 mm unterhalb des oberen Endes der Lötöse (26) endet,
• d) daß das verzinnte Abschirmgewebe (29) des Koaxialkabels (27) mit der Lötöse (26) verlötet ist,
• e) daß das verzinnte Abschirmgewebe (29) sich über die Lötöse (26) erstreckt, und der Wicklungsbereich (9) bis zum unteren Teil reicht, und
• f) daß die innere Ader (31) des Koaxialkabels (27) in einer Rinne (32) des Spulenkörpers (3) angeordnet den Spulenkörper (3) umgibt, und an das untere geerdete Ende gelötet ist.

8. UKW-Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß im Inneren des Spulenkörpers (3) in der Höhe des Wicklungsbereiches (9) ein verripptes inneres Tragelement (33) angeordnet ist,
• b) daß der Leiter (11) über eine zentrische Bohrung (34) des inneren gerippten Tragelementes (33) geführt ist,
• c) daß der Leiter (11) eine einen im Vergleich zu der Bohrung (34) größeren Durchmesser aufweisende Anschlagschulter (35), einen über der Anschlagschulter (35) angeordneten Lötstutzen (36), einen dem inneren Durchmesser der Bohrung (34) lose angepaßten, im Vergleich zu dieser wenigstens um 0,1 mm kürzeren zylindrischen Abschnitt, und an seinem unteren Ende im Vergleich mit diesem einen kleinen Durchmesser aufweisenden unteren Stumpf (38) aufweist, und
• d) daß die obere Armatur des Abstimmelementes (12) über den unteren Stumpf (38) geführt und an diesem mittels einer formschlüssigen Verbindung fixiert ist.

9. UKW-Bandfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Abschnitt des Wicklungsbereiches (9) des Spulenkörpers (3) zur Überführung dessen oberen Endes der Spule (4) eine Öffnung (40) vorgesehen ist, und daß das durch diese Öffnung (40) geführte obere Wicklungsende mit dem Lötstutzen (36) des Leiters verlötet ist.