DE69025486T2 - TEM-Koaxialresonator - Google Patents

TEM-Koaxialresonator

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    • H01P7/04Coaxial resonators

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf koaxiale Resonatoren für transversal-elektromagnetische Wellen.
  • Ein Resonator für transversal-elektromagnetische Wellen (hier "TEM-Resonator" genannt) ist ein elektromagnetisches Filter, das verwendet wird, um alle elektromagnetischen Frequenzen außer einer zu unterdrücken. Koaxiale Resonatoren werden in der US- Patentschrift 4 207 548 von Graham et al. und in der US-Patentschrift 2 673 728 von H. Magnuski beschrieben. Der Resonator ist im wesentlichen ein zylindrisches Gehäuse, das einen zentralen Leiter enthält. Das äußere Gehäuse hat eine Eingangselektrode, an der ein elektrisches Signal eingespeist wird, welches einen bestimmten Frequenzenbereich hat. Das Gehäuse hat ferner eine Ausgangselektrode, an der eine einzige von der Länge des zentralen Leitgers abhängige Frequenz auftritt. Der zentrale Leiter ist meist in der Länge verstellbar, um somit die Frequenzeinstellung zu ermöglichen. Man beziehe sich auf die Beschreibung von Graham et al. für den Rest dieses Abschnitts, außer bei den Hinweisen auf die Beschreibung von Magnuski, insbesondere bezüglich der Kennzeichnung von Ziffern zur Beschreibung. Der äußere Leiter 1 ist ein zylindrisches Gehäuse, das Eingabe- und Ausgabeklemmen 4 beziehungsweise 5 hat. Der Leiter 1 enthält einen fixierten röhrenförmigen äußeren Leiter 20, der einen verschieblichen inneren Kolben 9 enthält. Ein Stab 11 ist mit Kolben 9 verbunden und kann gedreht werden, um den Kolben 9 durch Leiter 20 nach unten bewegen zu können, oder er kann entgegengesetzt gedreht werden, um den Kolben 9 nach oben durch den Leiter 20 anzuheben. In dem Maße, wie sich Kolben 9 über das Ende des Leiters 20 hinausbewegt, wird die scheinbare Länge des zentralen Leiters erhöht, wodurch die Resonanzfrequenz des Filters eingestellt wird. Die Bewegung des Kolbens 9 wird durch den Stab 11, der aus einem Metall mit geringer elektrischer Leitfähigkeit, z.B wie Invar, gefertigt ist, bewirkt.
  • Der äußere Leiter hat einen Hohlraum, was als elektrisch gleichwertig zu einer Länge von Koaxialkabel zu betrachten ist, das an einem Ende zwischen dem inneren Leiter und dem äußeren Leiter (oder Abschirmung) kurzgeschlossen ist und am anderen Ende offen gelassen wird. Am kurzgeschlossenen Ende ist die Spannung am inneren Leiter gleich der Spannung an der Abschirmung, die als null oder als Erdpotential definiert ist. Wenn sich am inneren Leiter ein Strom entwickelt, so wird er am Kurzschluß einen maximalen Wert haben. Am offenen Ende ist der Strom im inneren Leiter null, und die Spannung zwischen dem inneren und äußeren Leiter ist an einem Maximum. Der Abstand zwischen diesen Ereignissen auf einem Kabel ist direkt auf den Abstand, den ein Spannungsmaximum in einer Sekunde (die Wellengeschwindigkeit) zurücklegt und auf die Frequenz der Welle bezogen. Das Verhältnis der Geschwindigkeit zur Frequenz wird als Wellenlänge definiert und ist ebenso der räumliche Abstand zwischen zwei Wellenmaxima in einer sich kontinuierlich wiederholenden Welle.
  • In der Struktur des Filters muß der Kurzschluß am kurzgeschlossenen Ende auftreten, und der Leerlauf muß am offenen Ende auftreten. Die Frequenz und die Geschwindigkeit der Welle, bei unabhängigen Bedingungen beider, bestimmen den Abstand zwischen dem Leerlauf und dem Kurzschluß bei einer gegebenen Wellenlänge. Bei einer gegebenen Länge zwischen dem Leerlauf und dem Kurzschluß wird eine diskrete primäre Wellenlänge in Resonanz treten, wobei Sie ein Strommaximum am Kurzschluß und ein Stromminimum am Leerlauf aufweist. Da die Geschwindigkeit der Welle durch das Material zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter bestimmt ist, wird die Resonanz nur bei diskreten Frequenzen auftreten, die durch das Verhältnis der Geschwindigkeit der Welle im Kabel zu den Resonanzwellenlängen bestimmt sind. Somit arbeitet die Struktur als frequenzselektive Vorrichtung oder Resonator. Der grundlegendste Resonator wird als ein λ/4-Resonator definiert. Ein λ/4-Resonator hat exakt ein Strommaximum und ein Stromminimum, die durch einen Abstand genau ein Viertel einer Wellenlänge getrennt sind. Die Details eines solchen Resonators werden in der Beschreibung von Magnuski ausgeführt. Die Länge des zentralen Leiters eines λ/4-Resonators sollte genau auf ein Viertel der Wellenlänge der gewünschten Resonanzfrequenz eingestellt werden.
  • Es gibt eine unendliche Zahl von Resonanzen zusätzlich zu den Resonanzen zum Grundmuster des Viertelwellenfeldes, das in einem koaxialen Hohlraum TEM-Resonator, der an einem Ende auf Masse gelegt ist und am anderen Ende offen ist, auftreten kann. Der Stromfluß entlang des inneren Leiters des Resonators unterscheidet sich von der Grundviertelwellenresonanz durch das zusätzliche Strommaximum für jede Resonanz über der Grundresonanz. In einem λ/4-Resonator erscheint das einzige Maximum am kurzgeschlossenen Ende an der Basis des fixierten Abschnittes, (20 in Graham et al.). In einem 3/4λ-Hohlraum existieren zwei Maximumpunkte des Feldes, einer am Kurzschluß und einer im Abstand der halben Wellenlänge vom Kurzschluß. Somit befinden sich zwei Punkte maximalen Stromes entlang des inneren Leiters eines 3/4λ- Hohlraumes, obwohl die Bedingungen der Anlage ein Strommaximum am Kurzschlußende und ein Stromminimum am offenen Ende zu haben, erfüllt sind. Dies wird als Harmonische oder eine Harmonische höherer Ordnung bezeichnet. Die Länge des zentralen Leiters eines 3/4λ-Hohlraumes sollte auf drei Viertel der Wellenlänge der gewünschten Resonanzfrequenz eingestellt werden. Wenn der koaxiale Resonator in einer Umgebung, in der sich die Temperatur über einen großen Bereich ändern kann, betrieben wird, muß die Länge des inneren Leiters durch ein Gerät zur Temperaturkompensation konstant gehalten werden. Magnuski lehrt solch eine Kompensation.
  • Man beziehe sich auf die Magnuski-Patentschrift für den Rest dieses Abschnittes. Wenn die Temperatur des gesamten Resonators gleichmäßig ansteigt, wird sich der Stab 46 ausdehnen, was anfangs die Ausdehnung der Länge des gesamten inneren Leiters (Speiseleitung 44 und Kolben 45) verursacht. Gleichzeitig expandiert ein Kompensationsturm 51 in die andere Richtung. Turm 51 ist mechanisch mit einer Gewindebaugruppe 49 verbunden, die den Gewindestab 46 an seinem Platz festhält. Die Ausdehnung des Turms kontert gegen die Ausdehnung des Stabes, wodurch die Länge des inneren Leiters scheinbar unverändert bleibt. Die Drift in der Frequenz der Resonanz aufgrund der Temperaturänderung wird berechnet als:
  • Ft/F&sub0; = K * (LTurm * ATurm - LStab * AStab) * T
  • Wobei Ft die Frequenzdrift des Hohlraumes ist;
  • F&sub0; die Resonanzfrequenz ist;
  • K die Änderung in der Frequenz, die zu Fo normalisiert wurde, in Bezug auf die Änderung der Länge des inneren Leiters ist;
  • Lturm die Länge des Turmes ist;
  • Lstab die Länge des Stabes ist;
  • Aturm der lineare Ausdehnungskoeffizient des Turmmaterials ist;
  • Astab der lineare Ausdehnungskoeffizient des Stabmaterials ist; und
  • T die Änderung in der Temperatur ist.
  • Als Beispiel betrachten wir einen Resonator, der einen Kupferturm 51 und einen Stab 46, der aus einer Legierung mit geringem Ausdehnungskoeffizienten, bekannt als INVAR, gefertigt ist.
  • Folglich, ist ATurm 9,3 ppm/Grad F
  • ist AStab 0,86 ppm/Grad F.
  • Ft/F&sub0; = K * (9,3 * LTurm - 0,86 * LStab) * T
  • Wenn eine Turmhöhe von LTurm = 0,092 * LStab gewählt wird, so wird Ft = 0. Daher wird der Resonator während der Änderung der Umgebungstemperatur eine konstante innere Leiterlänge beibehalten und die Drift in der Resonanzfrequenz wird null sein. Wenn der Turm und der Stab dieselbe Temperatur haben, wird keine Frequenzdrift auftreten. Jedoch in Anwendungen, in denen sehr hohe Radiowellenleistungen gefiltert werden, ist die Annahme von gleicher Turm- und Staberwärmung falsch. Wenn das Eingangssignal hohe Leistung besitzt, kann die Widerstandserwärmung im zentralen Leiter erheblich sein. An den Punkten entlang des Leiters, wo maximale Magnetfelder existieren, tauchen auch maximale Ströme auf, und die örtliche Erwärmung ist dort ebenfalls an ihrem Maximum. Im Falle eines λ/4-Resonators erscheinen die Stromspitzen am fixierten Abschnitt 20 des zentralen Leiters, der auch als Stichleitung bezeichnet wird. Da Änderungen in der Länge der fixierten Stichleitung nicht die Gesamtlänge des inneren Leiters ändern, verändert die Erwärmung der Speiseleitung die Resonanzfrequenz kaum. Die fixierte Speiseleitung ist auch in gutem thermischen Kontakt mit dem Turm und der Abschirmung 1, was weiterhin die Auswirkungen der thermischen Änderungen vermindert. Kolben 9 ist im Gegensatz dazu im allgemeinen nicht in Kontakt mit irgendeiner Wärmesenke. Stab 11 ist im allgemeinen aus INVAR gefertigt, ein sehr schlechter Wärmeleiter. Stab 11 ist lang und hat einen kleinen Querabschnitt, was seine Fähigkeit, Wärme von Kolben 9 wegzuleiten, vermindert.
  • In Figur 1 ist der innere Kolben 9 von der Speiseleitung 20 durch eine Vielzahl von Abstandhaltern, die mit 19 und Referenzpunkt B bezeichnet sind, getrennt. Diese Abstandhalter 19 bestehen im allgemeinen aus einem Kunststoffmaterial und dienen dazu, den elektrischen Kontakt zwischen Speiseleitung 20 und Kolben 19 zu verhindern. Die Abstandhalter 19 leiten Wärme schlecht.
  • Man nehme Bezug auf Figur 4 von Magnuski. In dieser Figur hat das Filter eine Speiseleitung 44 und einen beweglichen Kolben 55, die beide elektrisch über Finger 56 verbunden sind. Das Gerät von Magnuski hat die Abstandhalter 19 von Graham et al. nicht. Die Finger 56 sind aus Metall, und somit leiten Sie Wärme.
  • Das Gerät von Magnuski wird als "gefingert" bezeichnet, während das Gerät von Graham et al. als "ungefingert" bezeichnet wird. Allgemein gesagt leiten die gefingerten Geräte die Wärme zwischen der Speiseleitung und dem Kolben besser.
  • In beiden Fällen, den gefingerten und den ungefingerten Resonatoren, ist der Mechanismus, durch den Wärme vom beweglichen inneren Kolben weggeleitet wird, meist Wärmeleitung in einem Gas, das den inneren Leiter umgibt. Sehr wenig Wärme wird durch die Leitung durch die Speiseleitung (über Finger, falls diese vorhanden sind) oder durch den Steuerstab 11 übertragen.
  • Im Falle eines λ/4-Resonators entsteht die größte Menge der Wärme, die im inneren Leiter entsteht, entlang der Länge des von der fixierten Stichleitung umgebenen inneren Leiters, weil das Strommaximum am Kurzschluß auftritt. Im Falle eines 3/4λ-Resonators befindet sich ein Strommaximum entlang der Strecke des vom beweglichen Kolben umgebenen inneren Leiters. Eine große Menge an Wärme entsteht im Kolben, der einen geringen Wärmeaustausch mit der fixierten Speiseleitung oder mit irgendeinem andern Wärmepfad, der zum Turm führt, hat. Folglich würde ein 3/4λ-Resonator in beiden Konfigurationen, der gefingerten und der nichtgefingerten, geringe Reaktion auf Temperaturänderungen zeigen, obwohl die Resonanzfrequenz während der Temperaturänderung schwanken würde.
  • FR-A-2342564 beschreibt einen Resonator, in dem die durch Wärmeentwicklung hervorgerufenen Änderungen der Resonanzfrequenz durch automatisches Verschieben einer dielektrischen Komponente kompensiert werden. Die Verschiebung wird durch thermische Ausdehnung eines Stabes, der die dielektrische Komponente trägt, bewirkt.
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, die thermische Stabilität von Hohlraumresonatoren, insbesondere von 3/4λ-Hohlraumresonatoren, zu verbessern.
  • Die Erfindung ist ein Hohlraumresonator, der entweder gefingert oder ungefingert sein kann, und ist besonders für die 3/4λ-Operation ausgelegt. Dieser Hohlraumresonator hat einen hantelfärmigen inneren Leiter, der innerhalb des beweglichen Kolbens angeordnet ist. Die Hantelgeometrie ist ungefähr die von zwei relativ großen Metallzylindern, die durch einen Metallstab, der einen kleineren Durchmesser als die beiden Hantelzylinderenden hat, verbunden sind. Ein erster Zylinder ist an der Stelle des Strommaximums der Dreiviertelwelle, das gegenüber dem beweglichen Kolben erscheint, angebracht. Der zweite Zylinder ist entweder in gutem thermischem Kontakt mit dem wärmekompensierenden Turm oder kann ein integrierter Bestandteil davon sein. Die Verbindungsstange leitet die Wärme, die durch das Strommaximum erzeugt wird, an den Turm, wodurch die thermische Stabilität des Resonators verbessert wird.
  • Der erste Zylinder hat einen entsprechend großen Durchmesser, um im beweglichen Kolben zu gleiten und engen thermischen Kontakt nach unten herzustellen. Der Durchmesser der Verbindungsstange ist etwas geringer als der Durchmesser des ersten Zylinders, gerade ausreichend, um es Strukturen an der Zylinderinnenoberfläche des beweglichen Kolbens zu ermöglichen, mit dem Kolben aufwärts und abwärts zu gleiten, ohne den Verbindungsstab zu berühren.
  • Die Strukturen an der inneren Oberfläche des Kolbens können besonders unterstützende Riegel sein, die ein integraler Teil von Knöpfen sind, die sich an der äußeren zylindrischen Oberfläche des Kolbens befinden, wobei die Knöpfe als Abstandhalter dienen, um den Kolben von der Speiseleitung zu trennen. Diese Riegel rasten in Löcher im Kolben ein und halten den Knopf an seinem Platz. Die Riegel dehnen sich durch die Kolbenwand aus, berühren aber die Verbindungsstange wegen ihres reduzierten Durchmessers in bezug auf den ersten Zylinder nicht.
  • Figur 1 ist eine seitliche Schnittdarstellung eines Koaxialresonators des ungefingerten Typs, der in der Beschreibung von Graham et al. dargestellt wird und in den der erfundene hantelförmig gestaltete Wärmeleiter eingefügt ist. Die seitliche Schnittdarstellung hat ein gegenüberliegendes schematisches Diagramm (Figur 1A), das die Positionen der Strommaxima auf die axiale Geometrie des Resonators bezieht;
  • Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des hantelförmigen Wärmeleiters;
  • Figur 3 ist eine seitliche Schnittdarstellung des hantelförmigen Wärmeleiters;
  • Figur 4 ist ein Detail von Figur 1; und
  • Figur 5 ist eine seitliche Schnittdarstellung eines Koaxialresonators des gefingerten Typs wie er in der Beschreibung von Magnuski dargestellt ist, wobei der erfundene hantelförmig gestaltete Wärmeleiter hinzugefügt ist.
  • Diese Beschreibung hat den Zweck, die Anwendung eines Wärmeleiters vorzustellen, der innerhalb des beweglichen Kolbens eines Koaxialresonators installiert ist, um für die Wärmeleitung vom beweglichen Kolben zur fixierten Stichleitung oder zur Abschirmung zu sorgen.
  • In dieser Spezifikation, in den Ansprüchen und in den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Ziffern auf ähnliche Eigenschaften. Zusätzlich bezeichnen die Ziffern in dieser Spezifikation, die ähnlich zu Ziffern in der Beschreibung von Graham et al. sind, ähnliche Eigenschaften.
  • Man beziehe sich auf Figur 1 von Graham. Eine zylindrische metallische Abschirmung 1 umgibt den inneren Leiter, der aus einer fixierten Speiseleitung 20 und einem beweglichen Kolben 9 gebildet wird. Sowohl Speiseleitung 20 als auch Kolben 9 sind Metallzylinder, und Kolben 9 ist aufwärts und abwärts durch die Speiseleitung 20 beweglich, so daß die Gesamtlänge des inneren Leiters durch die Bewegung des INVAR-Stabes 11 eingestellt werden kann. Die fixierte Speiseleitung 20 ist mit der Abschirmung 1 verbunden. Man beachte die elektrischen Eingangs- und Ausgangsklemmen 4 und 5.
  • Figur 1 ist hierbei von Figur 1 von Graham et al. übernommen. Stütze 16 wurde entfernt und die oberen Abstandhalter 19 sind durch Teflonknöpfe 26 ersetzt, wobei, wie gezeigt, vier die zu bevorzugende Anzahl ist. Ein hantelförmig gestalteter Wärmeleiter 21, hier im folgenden "Hantel" 21 genannt, wird dem Resonator hinzugefügt. Hantel 21 hat drei Abschnitte; einen ersten, oberen Zylinder 22, der ein aufrechter kreisförmiger Zylinder ist, mit einem Kreisdurchmesser D3 und der Höhe L1; einen zweiten, unteren Zylinder 23, der ein aufrechter kreisförmiger Zylinder ist, mit einem Kreisdurchmesser D5 und der Höhe L3; und einen Hantelverbindungsstab 24, der ein aufrechter kreisförmiger Zylinder ist, mit einem Kreisdurchmesser D4 und der Höhe L2. Stab 24 verbindet den oberen Zylinder 22 mit dem unteren Zylinder 23. In der Praxis kann die gesamte Hantel 21 aus einem Stück sein und aus einem Stangenmaterial gefertigt sein. Da die Hantel 21 als Wärmesenke und als Wärmeleiter dient, ist sie aus einem Material gefertigt, das eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, wie z.B. Metall, insbesondere Aluminium. Hantel 21 ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt, die ebenso zeigen, daß sich ein Loch 25 durch die Hantel 21 hindurch durch die drei Zylinder 22, 23, 24 entlang der gemeinsamen Achse der drei Zylinder ausdehnt. Figur 1 zeigt, wie Hantel 21 in den Resonator hineinpaßt. Hantel 21 ist in den Kolben 9 eingefügt, wobei Stab 11 durch das Loch 25 hindurchgeht. Um die Darstellung klarer zu gestalten, wird in Figur 1 zwischen dem oberen Zylinder 22 und der inneren Oberfläche der Speiseleitung 20 ein Abstand gezeigt, wobei aber in der Praxis D3, der Durchmesser des oberen Zylinders 22, so gewählt wird, daß er engen Kontakt zwischen dem oberen Zylinder 22 und der Speiseleitung herstellt. Die Figur 1 zeigt ebenfalls einen Abstand zwischen dem unteren Zylinder 23 und der inneren Oberfläche des Kolbens 9. In der Praxis wird D3, der Durchmesser des unteren Zylinders 23, so gewählt, daß der untere Zylinder 23 mit Kolben 9 in Kontakt ist, aber Kolben 9 nicht daran hindert auf und ab zu gleiten.
  • Wie in Figuren 1 und 4 zu sehen ist, dienen Teflonknöpfe als Abstandhalter zwischen Kolben 9 und der Speiseleitung 20. Die Knöpfe 26 sind fest mit Kolben 9 durch Einfügung in ein Loch in der Seite des Kolbens 9 verbunden. Wenn sich Kolben 9 auf und ab bewegt, um die Resonanzfrequenz des Hohlraumes einzustellen, sind die Knöpfe 26 in gleitendem Kontakt mit der Speiseleitung 20. Der Teil des Knopfes 26, der durch das Loch im Kolben 9 ragt, ist in Figur 4 Riegel 27 benannt. Riegel 27 hat eine hintere Oberfläche 28, die sich in die Lücke zwischen Kolben 9 und Stab 24 ausdehnt. Der Durchmesser D4 von Stab 24 wird so gewählt, daß Stab 24 keinen Kontakt mit der Oberfläche 28 von Knopf 26 hat. Weiterhin ist die Länge L2 von Stab 24 so gewählt, daß dieses Fehlen von Kontakt über den ganzen Bewegungsspielraum von Kolben 9 aufrechterhalten wird. Durchmesser D3 ist der größte Durchmesser der Gruppe der drei D3, D4, D5. Die Höhe L1 ist ausreichend groß gewählt, damit der Kontakt zwischen dem oberen Zylinder 22 und der Stichleitung 20 die Hantel 21 stützt, um ein Wackeln am unteren Ende des unteren Zylinders 23 zu vermeiden. Der obere Zylinder 22 kann mit Kolben 9 mit Schrauben oder anderen Mitteln verbunden sein.
  • Wenn Riegel 27 von Knopf 26 sich nicht hinter die hintere Oberfläche von Kolben 9 ausdehnt, sozusagen Oberfläche 28 zumindest bündig mit der Oberfläche von Kolben 9 ist, ist es nicht nötig, daß der Durchmesser des Stabes 24 kleiner ist als der Durchmesser des unteren Zylinders 23. In diesem Falle können D4 und D5 gleichgroß sein, und von Hantel 21 kann gesagt werden, daß sie aus zwei Zylindern besteht.
  • Man betrachte Figur 1A. Diese Figur ist ein Diagramm der Resonatorstromstärke I, die gegen die Position Z aufgetragen ist, für eine Viertelwelle I1 und eine Dreiviertelwelle I2. Die Ziffer 29 bezieht sich auf die Position des Punktes des maximalen Stromes, während sich die Ziffer 30 auf die Position des minimalen Stromes bezieht. Selbstverständlich kann für die Position 29 erwartet werden, daß sie ein Punkt der höchsten Temperatur des inneren Leiters ist und die Gestalt der Stromkurve ist die ungefähre Verteilung der Wärmeentwicklung im Kolben 9. Man beachte, daß der Wärmepunkt 29B sich gegenüber dem unteren Zylinder 23 befindet. Die Länge L3 ist so gewählt, daß sich der untere Zylinder 23 immer gegenüber dem Wärmepunkt 29B befindet, um die Temperatur stark zu verringern.
  • Die Hantel 21 dient der Übertragung von Wärme, die in Kolben 9 entsteht, zur Abschirmung 1. Der Weg des Wärmetransports beginnt in Kolben 9 und geht über den unteren Zylinder 23 über den Oberflächenkontakt zwischen dem unteren Zylinder 23 und Kolben 9. Die Wärme wird aufwärts durch den Stab 24 zum oberen Zylinder 22 und zur Speiseleitung geleitet. Die Wärme wird von der Speiseleitung 20 zur Abschirmung 1 geleitet. Zwischen Stab 11 und Hantel 21 besteht kein Kontakt, weil die Größe des Loches 25 größer ist als der Durchmesser von Stab 11. Stab 11 dient nicht dazu, viel Wärme zu transportieren.
  • Man betrachte Figur 5, die eine Anpassung von Figur 4 von Magnuski ist. Magnuski lehrt einen gefingerten Resonatortyp. Hantel 21 ist in den Resonator installiert gezeigt, wie dies vom Gerät von Graham et al. übernommen beschrieben ist, aber in diesem Falle ist der obere Zylinder in Kontakt mit dem Turm 51. Die Wärme wird von Hantel 21 zum Turm 51 zur Abschirmung 40 geleitet. Es ist möglich, Hantel 21 und Turm 51 aus einem Stück zu fertigen.
  • Während in dieser Spezifikation und in den Ansprüchen ein allgemeines und zwei bestimmte Geräte beschrieben wurden, sollte klar sein, daß Modifikationen am Konzept eines zentralen Leiters, der zu einem Koaxialresonator hinzugefügt wurde, um Wärme vom beweglichen Kolben zur Abschirmung oder zur fixierten Speiseleitung zu leiten, vorstellbar sind. Dazu sollten die Spezifikationen vielmehr anschaulich als einschränkend betrachtet werden, und solche Modifikationen sollten eher als routinierte Ingenieursarbeit denn als Erfindung gesehen werden.

Claims (7)

1. Koaxialer Hohlraumresonator, der eine erste äußere Leiterabschirmung (1), die eine Hohlstruktur hat, einen zweiten, inneren Leiter, der im Inneren des ersten Leiter in einem koaxialen Verhältnis zu diesem angeordnet ist und in einer Kurzschlußverbindung an einem Ende mit einer Endwand des ersten Leiters und in einer Leerlaufbeziehung mit der anderen Endwand des ersten Leiters angeordnet ist, umfaßt, wobei der zweite innere Leiter aus einer röhrenförmigen Speiseleitung (20), die an dem Kurzschlußende mit dem ersten Leiter fest verbunden ist, und aus einem röhrenförmigen, verschieblichen Kolben (9), der sich durch die Speiseleitung ausdehnt, wobei der Kolben in die Speiseleitung hinein- und aus ihr herausgleiten kann, um die Gesamtlänge des inneren Leiters zu ändern, um so die Resonanzfrequenz des Resonators zu ändern, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite innere Leiter eine röhrenförmige, wärmeleitende Hantel (21) aus wärmeleitendem Material enthält, wobei die Hantel an einem ersten Hantelende mit dem Kurzschlußende des zweiten Leiters in thermischem Kontakt ist und die Hantel an einem zweiten Hantelende mit dem Kolben im Bereich eines Wärmepunktes, der sich ungefähr im Abstand ein Viertel der Wellenlänge von dem Kurzschlußende des zweiten Leiters befindet, in thermischem Kontakt ist.
2. Resonator gemäß Anspruch 1, wobei sich in der Hantel ein Loch (25) befindet für die Einfügung eines Stabes (11), der mit dein Kolben an dem Leerlaufende des zweiten Leiters verbunden ist, wobei der Stab geeignet ist, die Gleitbewegung des Kolbens zu steuern und zu bewirken, wobei der Stab in dem Loch nicht in Kontakt mit der Hantel ist.
3. Resonator gemäß Anspruch 1, wobei die Hantel einen ersten aufrechten, kreisförmigen Zylinder mit einem ersten Kreisdurchmesser (D3) und einen zweiten aufrechten kreisförmigen Zylinder mit einem zweiten Kreisdurchmesser (D5) umfaßt, wobei der erste Zylinder in thermischem Kontakt mit dem zweiten Leiter am Kurzschlußende ist, weil der erste Durchmesser (D3) ungefähr gleich groß ist, wie der Innendurchmesser der Speiseleitung und der zweite Zylinder in thermischem Kontakt mit dem Kolben ist, weil der zweite Durchmesser (D5) ungefähr gleich groß, wie der Innendurchmesser des Kolbens ist.
4. Resonator gemäß Anspruch 1, wobei mit dem Kolben wenigstens ein Knopf 26 verbunden ist, der in reibendem Kontakt mit der Speiseleitung ist, wobei der Knopf sich durch die Dicke des Kolbens zur Hantel hin ausdehnt.
5. Resonator von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hantel einen ersten aufrechten kreisförmigen Zylinder mit einem ersten Kreisdurchmesser (D3) und einen zweiten aufrechten kreisförmigen Zylinder mit einem zweiten Kreisdurchmesser (D5) umfaßt, wobei der erste Zylinder in thermischem Kontakt mit dem zweiten Leiter am Kurzschlußende ist, weil der erste Kreisdurchmesser (D3) ungefähr gleich groß, wie der Innendurchmesser der besagten Speiseleitung ist und der zweite Zylinder in thermischem Kontakt mit dem Kolben ist, weil der zweite Kreisdurchmesser (D5) ungefähr gleich groß, wie der Innendurchmesser des Kolbens ist, wobei mit dem Kolben wenigstens ein Knopf 26 verbunden ist, der in reibendem Kontakt mit der Speiseleitung ist, wobei der zumindest eine Knopf einen Riegel hat, der sich durch die Dicke des Kolbens hin zur Hantel ausdehnt, wobei die Hantel zusätzlich einen dritten aufrechten kreisförmigen Zylinder umfaßt, der einen Kreisdurchmesser hat, der ausreichend klein gewählt ist, damit der dritte Zylinder der Hantel während der durch die Gleitbewegung des Kolbens entstehenden engen räumlichen Nähe zu dem zumindest einen Knopf nicht in Kontakt mit dem zumindest einen Knopfriegel bekommt.
6. Resonator gemäß Anspruch 1, wobei die Hantel in thermischem Kontakt mit dem Kurzschlußende des zweiten Leiters ist, sondern sich in thermischem Kontakt mit der über dem Kurzschlußende Abschirmung befindet.
7. Resonator gemäß Anspruch 5, wobei die Hantel nicht in thermischem Kontakt mit dem Kurzschlußende des zweiten Leiters ist, sondern sich in thermischen Kontakt mit der über dem Kurzschlußende angeordneten Abschirmung befindet.
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