DE4236016C1

DE4236016C1 - Arrangement for compensating changes in the resonance frequency of a cavity resonator

Info

Publication number: DE4236016C1
Application number: DE19924236016
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Rosenberg; Walter Dipl Ing Haegele
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-10-24
Filing date: 1992-10-24
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2012-10-25
Also published as: EP0595104A1; EP0595104B1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Kompensation von die Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators ändernden Einflüssen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on an arrangement Compensation of the resonance frequency of a cavity resonator changing influences, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Anordnung ist z. B. aus der DE 34 14 864 C2 bekannt. Hierbei wird ein in den Hohlraumresonator eindringender Stempel von einer Bimetallochscheibe gehalten, welche auf Temperaturänderungen mit mehr oder weniger starken Durchbiegungen reagiert, wodurch der Stempel seine Eintauchtiefe in den Hohlraumresonator entsprechend ändert. Eine durch Temperatureinflüsse hervorgerufene Geometrieänderung und die damit einhergehende Resonanzfrequenzänderung im Hohlraumresonator wird also durch die temperaturabhängige Verschiebung des Stempels kompensiert.Such an arrangement is e.g. B. from DE 34 14 864 C2 known. This will place one in the cavity penetrating stamp held by a bimetal perforated disc, which indicate temperature changes with more or less strong Deflections reacted, causing the stamp to become Immersion depth in the cavity changes accordingly. One caused by temperature influences Geometry change and the associated The change in resonance frequency in the cavity resonator is thus caused by compensates for the temperature-dependent displacement of the stamp.

Durch Temperatureinflüsse bewirkte Resonanzfrequenzänderungen werden häufig auch dadurch kompensiert, wie man z. B. der DE 40 29 410 A1 entnehmen kann, daß gewisse Wandbereiche des Hohlraumresonators mit Materialien verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgestattet werden. Changes in resonance frequency caused by temperature influences are often compensated by how z. B. DE 40 29 410 A1 can see that certain wall areas of the Cavity resonator with different materials Thermal expansion coefficient are equipped.

Die gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Kompensationsmaßnahmen reagieren nur auf temperaturabhängige Änderungen der Resonatorgeometrie. Auf Änderungen der Hohlraumgeometrie, die von anderen als temperaturbedingten Einflüssen (z. B. Druck, Torsion etc.) herrühren, reagieren die bekannten Mittel nicht. Nachteilig bei den Kompensationsmaßnahmen des Standes der Technik ist auch, daß sie nur auf Temperaturänderungen in partiellen Bereichen des Hohlraumresonators reagieren, wo doch die Temperaturverteilung in der Regel nicht über den gesamten Hohlraumresonator konstant ist.The executed according to the prior art Compensation measures only react to temperature-dependent ones Changes in the resonator geometry. On changes in Cavity geometry other than temperature-related Influences (e.g. pressure, torsion, etc.) arise, they react known means not. A disadvantage of the Compensation measures of the prior art is also that they only respond to temperature changes in partial areas of the Cavity resonators react when there is temperature distribution usually not over the entire cavity is constant.

Die Kompensation von Resonanzfrequenzänderungen aufgrund von Temperatureinflüssen kann daher nicht fehlerfrei sein. Außerdem können die bekannten Kompensationsmittel nur mit relativ großen Verzögerungen ihre Wirkung entfalten.Compensation for changes in resonance frequency due to Temperature influences can therefore not be error-free. In addition, the known compensation means can only be used relatively large delays take effect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit möglichst geringer Verzögerung auf jede Resonanzfrequenzänderung des Hohlraumresonators mit Kompensationsmaßnahmen reagiert.The invention is therefore based on the object of an arrangement of the type mentioned at the outset, if possible with little delay on every resonance frequency change of the Cavity resonator responded with compensation measures.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is the subject of Claim 1 solved. Appropriate developments of the invention are specified in the subclaims.

Dadurch, daß nach der Erfindung direkt aus einem Wellentyp im Hohlraumresonator ein Regelkriterium für ein frequenzbestimmendes Korrekturglied abgeleitet wird, kann jede Art von Resonanzfrequenzänderung, egal welcher Gestalt sie ist und unabhängig von den sie hervorrufenden Einflüssen, vollständig und mit nur geringer Verzögerung kompensiert werden. Solche die Resonanzfrequenz ändernden Einflüsse können z. B. Geometrieänderungen des Hohlraumes oder Änderungen der dielektrischen Eigenschaften eines im Hohlraum befindlichen Mediums (z. B. Gas, Flüssigkeit, festes Dielektrikum) sein, welche durch Temperatureinflüsse oder mechanische Einwirkungen hervorgerufen werden.The fact that according to the invention directly from a wave type in Cavity resonator a control criterion for a frequency-determining correction element is derived, each Kind of resonance frequency change, no matter what shape it is and regardless of the influences they cause, fully compensated with little delay will. Such influences which change the resonance frequency can e.g. B. changes in geometry of the cavity or changes in dielectric properties of a in the cavity Medium (e.g. gas, liquid, solid dielectric), caused by temperature or mechanical influences are caused.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.Using one shown in the drawing The invention will be described in more detail below explained.

Die Figur zeigt schematisch eine Anordnung zur Kompensation von die Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators ändernden Einflüssen. Dargestellt ist ein Hohlraumresonator 1, der z. B. Teil eines mehrkreisigen Filters sein kann. In den Hohlraumresonator 1 ragt ein die Resonanzfrequenz beeinflussendes Korrekturglied in Gestalt eines Abstimmelementes 2, das z. B. als Stempel ausgebildet ist, aber auch jede beliebige andere geeignete Ausführungsform haben kann. Die Eindringtiefe des Abstimmelementes 2 soll einstellbar sein, weshalb es mit einem Stellmotor 3 gekoppelt ist.The figure schematically shows an arrangement for compensating for influences changing the resonance frequency of a cavity resonator. A cavity resonator 1 is shown , which, for. B. can be part of a multi-circuit filter. In the cavity resonator 1 protrudes the resonant frequency influencing correction element in the form of a tuning element 2 , the z. B. is designed as a stamp, but can also have any other suitable embodiment. The penetration depth of the tuning element 2 should be adjustable, which is why it is coupled to a servomotor 3 .

Der Hohlraumresonator 1 ist so dimensioniert, daß darin neben einem Nutzwellentyp w1 noch ein weiterer Wellentyp w2 existenzfähig ist, der vom Nutzwellentyp w1 entkoppelt ist. Entweder ist der Wellentyp w2 von einer anderen Resonanzfrequenz als der Nutzwellentyp w1 oder er ist bei gleicher Resonanzfrequenz gegenüber dem Nutzwellentyp w1 entartet.The cavity resonator 1 is dimensioned such that in addition to a useful wave type w1, another wave type w2 is also able to exist therein, which is decoupled from the useful wave type w1. Either the wave type w2 is of a different resonance frequency than the useful wave type w1 or it is degenerate at the same resonance frequency compared to the useful wave type w1.

Der in dem Hohlraumresonator 1 angeregte Wellentyp w2 wird getrennt vom Nutzwellentyp w1 ausgekoppelt und einer Detektorschaltung 4 zugeführt, die aus dem Wellentyp w2 eine Regelgröße x ableitet. Als Regelgröße x kann die Signalamplitude oder die Signalphase dieses Wellentyps w2 verwendet werden. Denn sowohl die Amplitude als auch die Phase reagieren mit einer Drift auf Änderungen der Geometrie des Hohlraumresonators oder der dielektrischen Eigenschaften eines darin befindlichen Mediums. Ein Regler 5 leitet aus der Abweichung der Regelgröße x von einem Sollwert y, der einer Amplitude oder Phase des Wellentyps w2 bei unverändertem Hohlraumresonator entspricht, eine Stellgröße z für den Stellmotor 3 ab, welcher die Eintauchtiefe des Abstimmelements 2 so variiert, daß die Resonanzfrequenzänderung kompensiert wird.The wave type w2 excited in the cavity resonator 1 is decoupled separately from the useful wave type w1 and fed to a detector circuit 4 which derives a controlled variable x from the wave type w2. The signal amplitude or the signal phase of this wave type w2 can be used as controlled variable x. Because both the amplitude and the phase react with a drift to changes in the geometry of the cavity resonator or the dielectric properties of a medium located therein. A controller 5 derives from the deviation of the controlled variable x from a target value y, which corresponds to an amplitude or phase of the wave type w2 with the cavity resonator unchanged, a manipulated variable z for the servomotor 3 , which varies the immersion depth of the tuning element 2 so that the change in resonance frequency is compensated becomes.

Geht eine Resonanzfrequenzänderung auf eine Veränderung der dielektrischen Eigenschaften im Hohlraumresonator zurück, so ist ein Korrekturglied zu verwenden, welches z. B. die Zusammensetzung des Dielektrikums im Hohlraumresonator ändert oder einen veränderbaren Druck auf das Dielektrikum ausübt.A change in resonance frequency goes for a change in dielectric properties in the cavity resonator, so is to use a correction element, which z. B. the Composition of the dielectric in the cavity changes or exerts a variable pressure on the dielectric.

Claims

1. Arrangement for the compensation of influences changing the resonance frequency of a cavity resonator ( 1 ), wherein the cavity resonator ( 1 ) has at least one correction element ( 2 ) acting on the resonance frequency and a device ( 3 ) is provided which adjusts the correction element ( 2 ) in this way that resonance frequency changes are compensated, characterized in that means ( 4 ) are present which, from a wave type (w2) excited in addition to a useful wave type (w1) in the cavity resonator ( 1 ), a control variable (x) which is dependent on the influences changing the resonance frequency. derive, and that a controller ( 5 ) from the controlled variable (x) forms an actuating signal (z) for the correction element ( 2 ).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that as Controlled variable (x) the amplitude of the decoupled wave type (w2) serves.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that as Control variable (x) the phase of the decoupled wave type (w2) serves.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the wave type delivering the controlled variable (x) (w2) is degenerate compared to the useful wave type (w1).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the wave type delivering the controlled variable (x) (w2) has a different resonance frequency than the useful wave type (w1).