DE4241026C2

DE4241026C2 - Dielektrischer Resonator

Info

Publication number: DE4241026C2
Application number: DE19924241026
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Rosenberg; Konstantin Dipl Ing Beis; Werner Speldrich
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-05
Filing date: 1992-12-05
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2012-12-06
Also published as: EP0601371A1; DE4241026A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dielektrischen Resonator, welcher einen in einem Gehäuse angeordneten dielektrischen Körper aufweist, der in dem Gehäuse fixiert ist.

Ein derartiger dielektrischer Resonator ist aus EP 316 813 A1 bekannt. Dabei dient als Halterung für den dielektrischen Zylinder ein dielektrischer Ring, dessen Dielektrizitätskonstante geringer ist als die des Zylinders. Als nachteilig erweist sich eine solche Anordnung, wenn im dielektrischen Zylinder Wärme entsteht, die möglichst rasch abgeführt werden sollte.

Bei einem aus US 4 661 790 und 4 646 038 bekannten dielektrischen Resonator bestehen wärmeableitende Mittel aus zwei Metallscheiben, zwischen denen der Resonator eingeklemmt ist. Ein zentral in das Innere des dielektrischen Resonators einführbarer Keramikkern dient zur Abstimmung der Resonanzfrequenz.

Aus US 2 890 422 geht ein dielektrischer Resonator hervor, in den zentral oder auch exzentrisch ein oder mehrere Stäbe mit einer höheren Permeabilität eingebracht sind, um die Resonanzfrequenz zu beeinflussen.

Ein aus US 5 097 28 bekannter dielektrischer Resonator ist mit einer zentralen Bohrung versehen, um die Kontaktfläche zur Atmosphäre zu vergrößern und somit eine bessere Wärmeableitung zu bewirken.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen dielektrischen Resonator der eingangs genannten Art anzugeben, der eine möglichst gute Wärmeableitung für den dielektrischen Körper gewährleistet und dessen Güte durch die Wärmeableitungsmaßnahmen möglichst wenig beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der bzw. die nach der Erfindung vorgesehenen Metallstäbe gewährleisten nicht nur eine gute Wärmeableitung, sondern stellen auch eine mit sehr geringem Aufwand realisierbare Halterung für den dielektrischen Körper dar.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Resonator mit in Richtung der Längsachse des dielektrischen Zylinders orientierten Metallstäben,

Fig. 2 und 3 zwei Varianten für die Verbindung eines Metallstabes mit dem dielektrischen Zylinder,

Fig. 4 einen Resonator mit senkrecht zur Längsachse des dielektrischen Zylinders orientierten Metallstäben und

Fig. 5, 6, 7 drei Varianten für die Verbindung senkrecht zur Zylinderlängsachse orientierter Metallstäbe mit dem dielektrischen Zylinder.

In der Fig. 1 ist ein dielektrischer Resonator dargestellt mit einem in einem Gehäuse 1 angeordneten dielektrischen Körper 2 in Form eines Zylinders. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Gehäuse 1 und der dielektrische Zylinder 2 kreisförmig. Die Kreisform ist aber für die Funktion des Resonators nicht bindend, so sind z. B. auch rechteckige, dreieckige, elliptische etc. dielektrische Zylinder in z. B. runde, rechteckige, elliptische etc. Gehäuse einsetzbar.

Zur Fixierung des dielektrischen Zylinders 2 in dem Gehäuse 1 sind vier Metallstäbe 3 vorgesehen, welche den dielektrischen Zylinder 2 in der Richtung seiner Längsachse vollständig durchdringen und mit ihm verbunden sind. Die Enden der Metallstäbe 3 sind an einander gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses 1 befestigt. Damit in den Metallstäben 3 möglichst wenig Strom induziert wird, d. h. die Resonatorgüte möglichst wenig beeinflußt wird, sind die Metallstäbe 3 so plaziert, daß sie nahezu orthogonal zu dem elektrischen und magnetischen Feldlinien des Resonators orientiert sind. Bei einem TE01δ Resonatorwellentyp ist das der Fall, wo das elektrische Feld ein Maximum hat. Unter den genannten Bedingungen können also ohne nennenswerte Einbuße an Resonatorgüte Stäbe aus Metall verwendet werden, welche in der Lage sind, große Wärmemengen aus dem dielektrischen Zylinder 2 rasch abzuführen.

Die Zahl der Stäbe wird durch die Anforderung an die Fixierung des dielektrischen Zylinders 2 und die abzuleitende Wärmemenge vorgegeben.

Abweichend von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem jeder Metallstab 3 vollständig durch den dielektrischen Zylinder 2 hindurchgeführt ist, zeigen die Fig. 2 und 3 am Beispiel eines Metallstabes 4, 5 zwei weitere Varianten für die Halterung des dielektrischen Zylinders 2. Gemäß Fig. 2 dringt ein Metallstab 4, der mit einem Ende an einer Wand des Gehäuses 1 befestigt ist, mit seinem anderen Ende nur teilweise in dem dielektrischen Zylinder 2 ein. Gemäß Fig. 3 ist ein Metallstab 5 mit einem Ende an einer Wand des Gehäuses 1 befestigt und mit seinem anderen Ende an dem dielektrischen Zylinder 2, ohne in diesen einzudringen. Natürlich bieten solche Halterungen die beste Wärmeableitung, bei denen die Metallstäbe die größte Berührungsfläche mit dem dielektrischen Körper 2 aufweisen.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eines dielektrischen Resonators wird der dielektrische Zylinder 2 von einem ihn orthogonal zu seiner Längsachse vollständig durchdringenden Metallstab 6, der mit seinen beiden Enden an gegenüberliegenden Wandseiten des Gehäuses 1 befestigt ist, gehalten. Bei dieser Orientierung des Metallstabes 6 ist die bereits oben genannte Bedingung, daß die elektrischen und magnetischen Feldlinien nahezu orthogonal zu dem Metallstab 6 verlaufen, ebenfalls erfüllt. Der Metallstab 6 bewirkt auch hier wiederum eine gute Wärmeableitung aus dem dielektrischen Zylinder 2, ohne daß er die Resonatorgüte wesentlich beeinflußt. In der Fig. 5 ist die soeben beschriebene Halterung des dielektrischen Zylinders mittels eines ihn vollständig durchdringenden Metallstabes 6 nochmals in einer Querschnittsdarstellung gezeigt.

Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, kann der durchgehende Metallstab 6 auch durch zwei diametral einander gegenüberstehende Metallstäbe 7 und 8 ersetzt werden, die von beiden Seiten her nur teilweise in den dielektrischen Zylinder 2 eindringen und mit diesem befestigt sind.

Auch können mehr als zwei Metallstäbe, die von mehreren Seiten her teilweise in den dielektrischen Zylinder eindringen, vorgesehen werden.

Statt den bzw. die Metallstäbe in den dielektrischen Körper eindringen zu lassen, reicht es für die Wärmeableitung und/oder Halterung des dielektrischen Zylinders u. U. aus, diesen nur auf den Metallstab (bzw. die Metallstäbe) aufzulegen.

Eine besonders gute Wärmeableitung läßt sich dadurch erzielen, daß die Metallstäbe 7 und 8 jeweils mit einem weiteren orthogonal dazu in dem dielektrischen Zylinder 2 angeordneten Metallstab 9 bzw. 10 kontaktiert sind (vgl. Fig. 7).

Auch bei den in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen hängt die Zahl der verwendeten Metallstäbe von den Anforderungen an die Fixierung und die Wärmeableitung ab.

Verwendet man hohle Metallstäbe, durch die eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas geleitet wird, so läßt sich die Wärmeableitung noch erheblich steigern.

Der dielektrische Körper, welcher in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen als Zylinder dargestellt ist, kann aus mehreren Bereichen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften bestehen. So kann z. B. mindenstens ein Bereich vorgesehen sein, der eine gute Wärmeübertragung vom dielektrischen Körper in den Metallstab (bzw. Metallstäbe) gewährleistet.

Claims

1. Dielektrischer Resonator, welcher einen in einem Gehäuse angeordneten dielektrischen Körper aufweist, der in dem Gehäuse fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein einerseits mit dem dielektrischen Körper (2) und andererseits mit dem Gehäuse (1) verbundener Metallstab (3, 4, 5, 6, 7, 8) vorhanden ist, der so durch den Innenraum des Gehäuses (1) geführt ist, daß er zu den magnetischen und elektrischen Feldlinien möglichst orthogonal ausgerichtet ist.

2. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (3, 6) den dielektrischen Körper (2) vollständig durchdringt.

3. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (4, 7, 8) teilweise in den dielektrischen Körper (2) eindringt.

4. Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (3, 4, 5) parallel zur Längsachse des dielektrischen Körpers (2) verläuft.

5. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (6, 7, 8) senkrecht zur Längsachse des dielektrischen Körper (2) verläuft.

6. Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab (3, 4, 5, 6, 7, 8) hohl ist, damit durch ihn eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas geleitet werden kann.

7. Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Körper aus mehreren Bereichen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften besteht.