DE4343940C2

DE4343940C2 - Einrichtung zur Ankopplung bei dielektrischen Resonatoren

Info

Publication number: DE4343940C2
Application number: DE19934343940
Authority: DE
Inventors: Bernd-Michael Dipl Ing Keller; Wolfgang Dipl Ing Langer
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: DE4343940A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ankopp lung bei dielektrischen Resonatoren mittels Stiftkopplung.

Dielektrische Resonatoren werden bei Filter- und Oszilla toranwendungen üblicherweise mit dem TE₀₁-Mode (Grundmode) angeregt. Das technische Problem ist hierbei die relativ begrenzte Maximalgröße der Ankopplung. Zudem sinkt die Güte des angeregten Resonators mit zunehmender Koppelstärke stark ab. High-Q-Realisierungen werden aus diesem Grund erheblich erschwert oder bei sehr großen Ankopplungen sogar unmöglich.

Die konventionelle Methode ist die Anregung mittels Schlei fen- oder Stiftkopplung. Entsprechende Anordnungen sind beispielsweise aus der DE 25 38 614 B2 bekannt. Sehr aus führlich werden die verschiedenen Arten der Kopplung in dem Buch "Dielectric Resonators" von Darko Kajfez und Pierre Guiiilon, erschienen in Artech House INC.; 610 Washington Street, Dedham, MA 02026, ISBN 0-89006-201-3; 1986, Seiten 303, 379, 390, 396, 439, 441 und 467 beschrie ben.

Die Realisierung mit Schleifen ist nur für kleine Koppelgrö ßen geeignet. Stärkere Ankopplungen an dielektrische Resona toren wurden bisher hauptsächlich mit Stiftkopplungen ver wirklicht. Die Größe der Ankopplung wird neben der Stift länge vor allem durch den Abstand zwischen Stift und Resona tor festgelegt. Fig. 1 zeigt eine solche Anordnung mit Stiftkopplung am Beispiel eines Filters mit dielektrischen Resonatoren. Dabei sind innerhalb eines kastenförmigen me tallischen Gehäuses 1 auf der Bodenfläche zwei dielektrische Resonatoren DR1, DR2 unter einem gegenseitigen Abstand und entsprechendem Abstand zu den Seitenwänden des Gehäuses angeordnet. Im Bereich zwischen den Schmalseiten des Gehäu ses 1 und den dielektrischen Resonatoren DR1, DR2 ist je weils eine Stiftkopplung vorgesehen, die aus je einem Kop pelstift K1, K2 besteht, die über Durchführungen in der Längswand des Gehäuses 1 hindurchgreifen und im Innenraum des Gehäuses 1 parallel zu den Schmalseiten verlaufen. Die Länge der Stifte ist mit 1 bezeichnet, der Abstand zwischen den Stiften K1, K2 und dem jeweiligen dielektrischen Resona tor DR1 bzw. DR2 mit d. Je größer die Ankopplung sein soll, desto geringer muß dieser Abstand gewählt werden. Nach Un terschreiten eines bestimmten Mindestabstands steigt die erreichte, maximale Koppelstärke jedoch nicht mehr an. Wei terhin reduziert der metallische Koppelstift mit zunehmender Annäherung an den Resonator die Güte erheblich.

Aus den Patent Abstracts of Japan, E-503, 2. Mai 1997, Band 11, Nr. 138, Microwave Filter" (JP 61-277201 (A)) ist es bekannt, die Ankopplung zwischen Stiften und dielektrischen Resonatoren in einem Gehäuse durch eine Ummantelung der Koppelstifte mit keramischem Material zu erhöhen, ohne die Koppelstifte zu ver größern. Ferner ist es aus der EP 0 060 174 A1 bei einem Filter mit einem als Wellenleiter ausgebildeten länglichen Gehäuse, in welchem eine Reihe von dielektrischen Resonatoren in Längsrich tung hintereinander angeordnet sind, bekannt, die an den Schmal seiten vorgesehenen Ein- und Auskoppelantennen als Koppelstifte durch Isolierhülsen in das Gehäuse zu führen, die ein Stück weit in das Gehäuse hineinragen und über deren Enden die Kop pelstifte hinausstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ankopplung bei dielektrischen Resonatoren zu schaffen, welche durch spezielle Dimensionierung eine weitere Erhöhung der Kop pelstärke ohne Erhöhung der Dämpfung der Resonatoren erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 2 zeigt in einer Teildarstellung der Anordnung gemäß Fig. 1 den Bereich des kastenförmigen Metallgehäuses 1, in dem ein dielektrischer Resonator DR auf dem Gehäuseboden und zwischen dielektrischem Resonator DR und einer Seitenwand des Gehäuses 1 ein Koppelstift K angeordnet ist. Der Koppel stift K ist durch eine Öffnung der Seitenwand des Gehäuses 1 hindurchgeführt und verläuft parallel zur Schmalseite des Gehäuses 1 unter einem Abstand d zum dielektrischen Resona tor DR. Der Koppelstift K weist eine teilweise koaxiale Ummantelung auf, die als Hülse H ausgeführt ist. Diese kapa zitive Belastung des Koppelstiftes K verursacht eine zusätz liche Resonanz in der Nähe des Grundmodes des Resonators. Die Längenverhältnisse zwischen Hülse und Stift sind dabei so dimensioniert, daß die Resonanz unterhalb des Grundmodes zu liegen kommt und noch Rückwirkungen auf diesen zeigt. Hierfür ist das Längenverhältnis zwischen Hülse und freiem Koppelstiftbereich l_H/l_S mit einem Wert von etwa 1/3 zu 2/3 gewählt. Die Gesamtlänge des Koppelstiftes beträgt etwa 70% der Gehäusebreite.

Die kapazitive Belastung der Anordnung wird durch den Ab stand zwischen Koppelstift und Resonator verändert. Die Wirkung auf den Grundmode ist derart, daß mit zunehmender Entfernung des Resonators vom Koppelstift die Ankopplung bis auf ein Maximum ansteigt. Der mögliche Höchstwert beträgt je nach Dimensionierung ein Vielfaches der konventionellen Stiftkopplung. Der Vorteil der Ankopplung gemäß der Erfin dung ist vor allem in der hohen Koppelstärke zu sehen. Dar über hinaus kann durch gezielte Abmessungsänderungen von Hülse und Stift der Abstand zwischen Resonator und Koppel stift in einem weiten Bereich frei eingestellt werden, ohne die Güte des Ankoppelkreises zu verringern.

Claims

1. Einrichtung zur Ankopplung bei dielektrischen Resonatoren durch Stiftkopplung mit einem in einem bestimmten Abstand zum dielektrischen Resonator angeordneten Koppelstift, bei welcher der dielektrische Resonator in einem metallischen Gehäuse ange ordnet ist, durch dessen Wandung der Koppelstift hindurchgreift und in seinem der Wandung zugekehrten Endbereich eine koaxiale Ummantelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen verhältnis zwischen Ummantelung und Koppelstift so dimensioniert ist, daß die durch die kapazitive Belastung des Koppelstiftes verursachte zusätzliche Resonanz unterhalb und in der Nähe des Grundmodus des Resonators liegt, so daß jene zusätzliche Resonanz Rückwirkungen auf diesen Grundmodus zeigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis von Ummantelung (l_H) zu freiem Koppelstift bereich (l_S) etwa 1/3 zu 2/3 beträgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die koaxiale Ummantelung als Hülse aus gebildet ist.