DE69934005T2

DE69934005T2 - Abstimmvorrichtung für einen dielektrischen resonator

Info

Publication number: DE69934005T2
Application number: DE69934005T
Authority: DE
Inventors: Daniel Akesson; Joakim ÖSTIN
Original assignee: Allgon AB
Current assignee: Allgon AB
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2019-06-19
Also published as: SE9802191L; DK1088362T3; WO1999066585A2; KR20010052897A; WO1999066585A3; DE69934005D1; EP1088362A2; CN1152451C; KR100631084B1; EP1088362B1; SE9802191D0; AU4816799A; SE512513C2; US6496089B1; CN1305650A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstimmen eines Resonators, genauer einen Resonator mit einem Resonatorkörper, wo die Form des Körpers und damit die Resonanzfrequenz geändert werden kann.
BESCHREIBUNG VON VERWANDTER TECHNIK
Unter den Hochfrequenz- und Mikrowellen-Resonatorstrukturen haben neuerdings sogenannte dielektrische Resonatoren zunehmend Interesse gefunden, da sie beispielsweise die folgenden Vorteile gegenüber üblichen Resonatorstrukturen aufweisen: kleinerer Schaltkreisumfang, höheres Integrationsniveau, höherer Wirkungsgrad und geringere Herstellungskosten. Ein beliebiges Element mit einer einfachen geometrischen Form aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten und einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante kann als ein High Q dielektrischer Resonator verwendet werden. Aus Gründen der Herstellungstechnik ist der dielektrische Resonator gewöhnlich zylindrisch, wie eine zylindrische Scheibe.
Die Resonanzfrequenz des dielektrischen Resonators wird in erster Linie bestimmt durch die Abmessungen des Resonatorkörpers. Ein anderer Faktor, der die Resonanzfrequenz beeinflußt, ist die Umgebung des Resonators. Das elektrische oder magnetische Feld des Resonators und somit die Resonanzfrequenz können absichtlich beeinflußt werden, indem man eine Metallfläche oder irgendeine andere leitende Fläche in die Nähe des Resonators bringt. Um die Resonanzfrequenz des dielektrischen Resonators einzustellen, ist es eine übliche Praxis, den Abstand zwischen der leitenden Metallfläche und der ebenen Oberfläche des Resonators einzustellen. Der Einstellmecha nismus kann beispielsweise eine Einstellschraube sein, die an dem den Resonator umgebenden Gehäuse angebracht ist.
Statt dessen ist es auch möglich, statt eines leitenden Einstellkörpers einen anderen dielektrischen Körper in die Nähe des Resonatorkörpers zu bringen. Eine bekannte Konstruktion dieser Art, die auf der Einstellung einer dielektrischen Platte beruht, ist in 1 gezeigt.
Bei dieser Art von Einstellmethode verändert sich jedoch typischerweise die Resonanzfrequenz nicht linear als eine Funktion des Einstellabstands. Wegen der Nicht-Linearität und des steilen Anstiegs der Einstellung ist eine genaue Einstellung der Resonanzfrequenz schwierig und verlangt große Genauigkeit, besonders an den äußersten Enden des Steuerungsbereichs. Die Frequenzeinstellung beruht auf einer hochpräzisen mechanischen Bewegung und die Steigung der Einstellung ist auch steil. Im Prinzip kann die Wegstrecke und damit die Genauigkeit der Einstellbewegung gesteigert werden, indem man die Größe der metallischen oder dielektrischen Einstellebene verringert.
Wegen der Nicht-Linearität der oben erwähnten Einstellmethoden ist jedoch der erreichte Vorteil klein, da der Teil der Einstellkurve, der am Beginn oder Ende der Einstellbewegung zu steil oder zu flach ist, nicht verwendet werden kann. Als Ergebnis stellt das Einstellen der Resonanzfrequenz eines dielektrischen Resonators mit diesen Lösungen sehr hohe Anforderungen an den Frequenzeinstellmechanismus, was seinerseits die Material- und Herstellkosten erhöht. Außerdem wird die Einstellung langsamer, wenn die mechanischen Bewegungen der Frequenzeinstellungsvorrichtung sehr klein gemachte werden müssen.
In US 5,703,548 (Särkkä) wurden die obigen Probleme gelöst durch Einführung eines dielektrischen Resonators mit einer Mehrzahl von dielektrischen Einstellebenen. Das führt zu verbesserter Linearität der Frequenzeinstellung und einer längeren Einstellstrecke, was beides die Genauigkeit der Einstellung verbessert.
In US 4,459,570 (Delaballe et al.) wurde ein ähnliches Problem gelöst, indem ein Resonator eingeführt wurde, der eine Einstellplatte mit einer Dielektrizitätskonstante hat, die die Hälfte des Wertes der Dielektrizitätskonstante der Resonatorscheibe beträgt.
In US 5,315,274 (Särkkä) wird die Einstellung einer Resonanzfrequenz erreicht durch einen dielektrischen Resonator mit zwei zylindrischen Scheiben, die übereinander angeordnet und zueinander radial verschiebbar sind, wodurch die Form des Resonators verändert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Grundidee der Erfindung ist, den linearen Teil der Einstellkurve zu verwenden, obgleich die Kurve steil und daher schwer einzustellen und schwer stabil zu halten ist.
Ziel der Erfindung ist ein dielektrischer Resonator, in welchem die Resonanzfrequenz genauer als früher im steilen Anstieg eingestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch den in Anspruch 1 gekennzeichneten dielektrischen Resonator.
Ein dielektrischer Resonator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus dem Patentdokument WO-A1-9220116.
Der dielektrische Resonatorkörper kann weiterhin Mittel umfassen, um das erste und zweite Element zu verbinden, und die Drehung des ersten Elements kann eine Verschiebung des ersten Elements im Bezug auf das zweite Element in einer Richtung der Drehachse bewirken.
Der Resonator kann zusätzliche Mittel zur Einstellung der Verschiebung mittels mechanischer Führung aufweisen. Diese Einstellmittel können in die Verbindungsmittel eingebaut sein, durch welche die Resonanzelemente an wenigstens einem Ort in Berührung miteinander sind.
Die Resonanzelemente können auch kreisförmig zylindrisch sein, wenn die Verbindungsmittel in einem kreisförmigen oder teilkreisförmigen Weg, der bei der Drehachse ein Zentrum hat, implementiert sind.
Ein erster Vorteil mit der vorliegenden Erfindung ist es, daß eine maximale Stabilität bezüglich der relativen Verschiebungen und Vibrationen zwischen den Elementen erreicht wird.
Ein zweiter Vorteil ist, daß eine temperaturkompensierende Resonatorstruktur leicht geschaffen werden kann.
Ein dritter Vorteil ist, daß man eine kompakte Resonatorstruktur erhalten kann.
Ein vierter Vorteil ist, daß eine hohe Empfindlichkeit hinsichtlich Resonanzfrequenz gegen Verschiebung erreichbar ist.
Ein fünfter Vorteil ist, daß dieser Typ von dielektrischem Resonanzkörper in einer Hochleistungsumgebung arbeiten kann.
Im folgenden wird die Erfindung weiter im einzelnen erläutert anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt eine Querschnitts-Seitenansicht eines dielektrischen Resonators nach dem Stand der Technik;
1b zeigt einen Graph von Resonanzfrequenz gegen Verschiebung;
2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen Resonators gemäß dem Konzept der Erfindung;
3a zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines zweiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen mit einem Doppelsteigungseinstellmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
3b zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform in 3a.
3c zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines alternativen zweiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen mit einem Einzelsteigungs-Einstellmittel in Kombination mit einem Nachführmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
3d zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform in 3c.
4a zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines dreiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen und einem ersten Typ von Verbindungselement mit einem Doppelsteigungseinstellmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
4b zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform in 4a.
4c zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines alternativen dreiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen und einem ersten Typ von Verbindungselementen mit einem Einstellmittel mit einer Steigung in Verbindung mit einem Nachführmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
4d zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform in 4c.
5a zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines dreiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen und einem zweiten Typ von Verbindungselementen mit einer nicht-überlappenden Nachführung in Kombination mit einem Nachführmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
5b zeigt eine Seitenansicht der Ausführung von 5a.
5c zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines dreiteiligen Resonatorkörpers mit zwei Resonanzelementen und einem zweiten Typ von Verbindungsgelementen mit einer überlappenden Nachführung in Kombination mit einem Nachführmittel gemäß dem Konzept der Erfindung.
5d zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform in 5c.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1a zeigt eine Querschnitts-Seitenansicht eines dielektrischen Scheibenresonators gemäß dem Stand der Technik wie oben erwähnt, der aufweist: induktive Kopplungsschleifen 1 (Eingang und Ausgang), eine in einem Metallgehäuse 3 installierte dielektrische Resonatorscheibe 2, die von einem dielektrischen Träger 4 getragen ist, und eine am Metallgehäuse 3 angebrachte Frequenzsteuerung, die eine Einstellschraube 5 und eine dielektrische Einstellplatte 6 aufweist. Die Resonanzfrequenz des Resonators hängt ab von einer Verschiebung L gemäß einem in 1b gezeigten Graph.
Wie 1b zeigt, verändert sich die Resonanzfrequenz f als eine nicht-lineare Funktion 7 der Verschiebung L. Mit einer geeigneten Wahl von Material und Abmessungen der Resonatorscheibe 2 und Einstellplatte 6 in Kombination mit der Größe des Metallgehäuses 3 kann ein gewünschter nahezu linearer Frequenzbereich A-B in einem Hochempfindlichkeitsbereich 9 erhalten werden. Die Resonatorfequenz f ist beim Einstellen der Verschiebung L in diesem Bereich abstimmbar. Das Problem bei dieser Konstruktion ist, daß, wenn eine hohe Empfindlichkeit erwünscht ist, der lineare Frequenzbereich gewöhnlich einer sehr kleinen Verschiebung L entspricht, welche ihrerseits Probleme hinsichtlich Stabilität und Genauigkeit verursachen kann.
In Vorrichtungen des Standes der Technik wird ein Gebiet mit niedriger Empfindlichkeit 8 verwendet statt des Linearbereichs mit hoher Empfindlichkeit 9, auf den die Erfindung abzielt.
2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines dielektrischen Resonators 20 gemäß der Erfindung. Der Resonator weist auf ein Gehäuse mit einer Bodenwand 22, einer oberen Wand 23 und Seitenwänden 24, die einen Hohlraum 21 bilden, einen dielektrischen Resonatorkörper, einen Träger 27, eine Laufbuchse 28 und eine Einstellstange 29. Der dielektrische Körper weist in diesem Beispiel ein erstes bewegliches Element 25 und ein zweites Element 26 auf. Der Resonator 20 hat auch Eingabe- und Ausgabemittel (nicht gezeigt), die am Hohlraum 21 montiert sind.
In der oberen Wand 23 ist eine Öffnung 23' ausgebildet, in der die Laufbuchse 28 angeordnet ist. Die Laufbuchse 28 ist an der oberen Wand 23 durch Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, Klebstoff oder dergleichen befestigt, und die Einstellstange 29 ist in der Laufbuchsenöffnung 28' verschiebbar angeordnet. Ein erstes Ende 29' der Einstellstange 29 ist in eine mittig ausgebildete Befestigung 25' am ersten Elemente 25 eingesetzt. Ein zweites Ende 29'' der Stange 29 ist so angeordnet, daß es sich außerhalb des Hohlraums 21 befindet.
Durch Drehmittel, die auf das zweite Ende 29'' der Stange 29 einwirken, wird so das erste Element 25 relativ zum Hohlraum 21 gedreht.
Der Träger 27 ist an der Bodenplatten 22 durch Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, Klebstoff oder dergleichen befestigt, und das zweite Element 26 ist seinerseits am Träger angebracht, welcher das Element 26 relativ zum Hohlraum 21 fixiert.
Das erste Element 25 und das zweite Element 26 sind so angeordnet, daß ihre einander zugewandten Flächen teilweise an wenigstens einem Ort, vorzugsweise an drei Orten einander berühren. Um einen stabilen Kontakt zu gewährleisten, ist die Einstellstange 29 in axialer Richtung vorbelastet, in irgendeiner Weise federbelastet (in der Zeichnung nicht gezeigt), um eine zusammendrückende Kraft zwischen den Elementen 25 und 26 zu erzeugen.
Die Position des zweiten Elements 25 bezüglich des ersten Elements 26 des Resonatorkörpers bestimmt die Resonanzfrequenz f_r des Resonators. Die Frequenz wird eingestellt durch Drehen des ersten Elements 25 bezüglich des zweiten Elements 26 durch einen Einstellmechanismus, der auf mechanischer Führung beruht, und in den Resonatorkörper eingebaut ist, der mit weiteren Einzelheiten folgend beschrieben wird.
3a und 3b zeigen eine Ausführungsform eines zweiteiligen Resonatorkörpers 30 mit einem ersten dielektrischen Resonanzelement 31 und einem zweiten dielektrischen Resonanzelement 32. Beide Elemente sind kreisförmig zylindrisch mit einem etwa gleichen Außendurchmesser d₁, wo eine ringförmige Erhebung 31', 32' kreisförmig an dem Umfang jedes der einander zugewandten Flächen 34 und 35 der Elemente angeordnet ist, wobei jede Erhebung eine im wesentlichen gleiche Dicke t hat. Eine zentral geformte Befestigung 36 ist am ersten Element 31 angeordnet, wo die Befestigung eine Nut 37 hat, um eine drehbare Einstellstange (nicht gezeigt) zu sichern, wie oben in 2 beschrieben.
Jede Erhebung 31', 32' ist in diesem Beispiel unterteilt in drei getrennte Kontaktsektoren 38. Jeder Sektor hat eine im wesentlichen gleiche Größe und Form einschließlich eines Startpunkts 38', eines Endpunkts 38'' und einer axial ansteigenden Steigung dazwischen. Die Form des Resonatorkörpers 30 wird so verändert durch Drehen des ersten Elements 31 im Bezug auf das zweite Element 32, wodurch die Höhe des Resonatorkörpers 30 und damit die Resonanzfrequenz f_r verändert wird.
3c und 3d zeigen eine alternative Ausführungsform eines zweiteiligen Resonatorkörpers 40 ähnlich der in 3a und 3b beschriebenen Ausführungsform, ausgenommen die Form des ersten Elements. Diese alternative Ausführungsform eines zweiteiligen Resonatorkörpers weist auf ein alternatives erstes Element 41 mit einem Außendurchmesser d₂, wobei der Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser d₁ des zweiten Elements minus der doppelten Dicke t der Erhebung (d₂ < d₁ – 2t). Eine Anzahl von Stiften 42 entsprechend der Anzahl der Kontaktsektoren 38 der Erhebung 32' auf dem zweiten Element 33 erstreckt sich in einer radialen Richtung vom Umfang des ersten Elements 41. Die beste Leistung wird erreicht, wenn die Stifte 42 gleichen Winkelabstand voneinander haben, in diesem Fall mit einem Winkelwert a gleich 120 Grad zwischen identischen Sektoren 38 der Erhebung 32' auf den zweiten Element 32.
Die Verschiebung der Elemente erfolgt durch Drehen des ersten Elements 41, während jeder Stift 42 in Berührung ist mit der Oberfläche jedes Kontaktsektors 38 unter der Vorspannung durch Federmittel, wie oben bei 2 beschrieben.
4a und 4b zeigen eine Ausführungsform eines dreiteiligen Resonatorkörpers 50 mit einem ersten dielektrischen Resonanzelement 31, wie oben in 3a beschrieben, einem zweiten dielektrischen Resonanzelement 52 und einem mit Erhebungen geformten Verbindungselement 51. Das erste und zweite Element 31 und 52 sind kreisförmig zylindrisch und das verbindende Zwischenelement 51 ist rohrförmig, alle mit ungefähr dem gleichen Außendurchmesser d₁, wobei eine erste ringförmige Erhebung 31' kreisförmig am Umfang des ersten Elements 31 der Fläche 34 zugewandt ausgebildet ist. Eine zweite Erhebung 51' ist auf dem mit Erhebungen geformten rohrförmigen Verbindungselement 51 ausgebildet, wobei die Dicke t des Elements gleich der Dicke der ersten Erhebung 31' ist. Eine mittig geformte Befestigung 36 ist am ersten Element 31 ausgebildet, wobei diese Befestigung eine Nut 37 aufweist, um eine drehbar Einstellstange (nicht gezeigt) zu sichern, wie oben in 2 beschrieben.
Das Verbindungselement 51 ist am zweiten Element 52 durch wenigstens ein Stoppmittel 53 befestigt, in diesem Beispiel drei Stoppmittel, die am Element 51 angeordnet sind, wobei das Stoppmittel in eine entsprechende Nut 54 am zweiten Element 52 eingreift.
Jede Erhebung 31', 51' ist in diesem Beispiel unterteilt in drei getrennte Kontaktsektoren, wie oben in 3a–3b beschrieben. Die Form des Resonatorkörpers 50 wird so verändert durch Drehen des ersten Elements 31 in Beziehung auf das Verbindungselement 51, das am zweiten Element 52 befestigt ist, wodurch die Höhe des Resonanzkörpers 50 und damit die Resonanzfrequenz f_r verändert wird.
4c und 4d zeigen eine alternative Ausführungsform eines dreiteiligen Resonatorkörpers 60 ähnlich der in 4a und 4b beschriebenen Ausführungsform, ausgenommen die Form des Verbindungselements. Diese alternative Ausführungsform ist ein dreiteiliger Resonatorkörper mit einem alternativen Verbindungselement 61 mit einem Außendurchmesser d₂, wo dieser Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser d₁ des ersten Elements minus der doppelten Dicke t der Erhebung (d₂ < d₁ – 2t). Eine Anzahl von Stiften 62 entsprechend der Anzahl von Kontaktsektoren der Erhebung 31' am ersten Element 31 erstreckt sich in einer radialen Richtung vom Umfang des Verbindungselements 61. Diese beste Leistung wird erreicht, wenn die Stifte 62 gleichen Winkelabstand voneinander haben, in diesem Fall mit einem Winkelwert a gleich 120 Grad zwischen identischen Kontaktsektoren der Erhebung 31' auf dem ersten Element 31, wie oben beschrieben.
Stoppermittel 63 am Verbindungselement 61 und entsprechende Nuten 64 am zweiten Element 65 sind angeordnet, um eine radiale Fixierung des Verbindungselements 61 am zweiten Element 65 zu erreichen.
Die Verlagerung der Elemente wird durchgeführt durch Drehen des ersten Elements 31, während jeder Stift 62 unter Vorspannung durch Federmittel in Kontakt mit der Fläche der ersten Erhebung 31' ist, wie zuvor in 2 beschrieben.
5a und 5b zeigen eine Ausführungsform eines dreiteiligen Resonatorkörpers 70 mit einem ersten dielektrischen Resonanzelement 71, einem zweiten dielektrischen Resonanzelement 72 und einem mit einem Schlitz gebildeten Verbindungselement 73. Das erste und zweite Element 71 und 72 sind kreisförmig zylindrisch mit ungefähr dem gleichen Außendurchmesser d₁ und das Verbindungselement 73 ist rohrförmig mit einem Innendurchmesser d₃, der größer ist als der Außendurchmesser d₁ (d₃ > d₁).
Eine zentral gebildete Verbindung 36 ist am ersten Element 71 angeordnet und hat dort eine Nut 37, um eine rotierende Einstellstange (Stimmstange) (nicht gezeigt) zu sichern, wie zuvor in 2 beschrieben.
Das Verbindungselement 73 hat eine Anzahl von Schlitzen 74, die in der sich in einer axialen Richtung erstreckenden rohrförmigen Wand angeordnet sind. Jeder Schlitz ist so ausgebildet, daß er eine axial steigende Führung für einen Stift 75 ist, wobei sich der Stift in einer radialen Richtung vom Umfang des ersten Elements 71 erstreckt. Die beste Leistung wird erreicht, wenn die Stifte 75 einen gleichmäßigen Winkelabstand voneinander haben, in diesem Fall mit einem Winkelwert a gleich 120 Grad zwischen identischen Schlitzen 74 auf dem Verbindungselement 73.
Das Verbindungselement 73 ist am zweiten Element 72 durch Befestigungsmittel, wie Klebstoff oder dergleichen, angebracht, um das Verbindungselement 73 am zweiten Element 72 zu fixieren.
Die Verlagerung der Elemente wird durchgeführt durch Drehen des ersten Elements 71, während jeder Stift 75 jedem Schlitz 74 folgt. Die Genauigkeit dieser Ausführungsform kann erhöht werden, indem unter Verwendung von Federmitteln eine Kompressionskraft erzeugt wird, wie oben in 2 beschrieben.
5c und 5d zeigen eine Ausführungsform eines dreiteiligen Resonatorkörpers 80 ähnlich der Ausführungsform in 5a–5b, ausgenommen die Anordnung der Schlitze 81 in der rohrförmigen Wand des Verbindungselements 82. In diesem Beispiel sind die Schlitze von einem überlappenden Typ im Gegensatz zur vorigen Ausführungsform, wo die Schlitze nicht überlappend sind.
Durch Einführung von überlappenden Schlitzen kann die Empfindlichkeit der Drehung des ersten Elements 71 verringert und eine höhere Genauigkeit erreicht werden.
Die Steigung der Erhebungen und Schlitze in den vorigen Figuren sind linear, jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Eine sich vergrößernde Steigung irgendeiner Art kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Nachführmittel der gegenüberliegenden Oberfläche entsprechend eingestellt sind.
Eine alternative Ausführungsform (nicht gezeigt) des mit Schlitz ausgebildeten Verbindungselements ist ein rohrförmiges Verbindungselement, wo die Schlitze durch ein Innengewinde ersetzt sind. Die Stifte 75 können in einer solchen Weise angeordnet werden, daß sie in das Gewinde passen, und die gleiche Funktion wie oben in 5a–5d beschrieben kann erhalten werden.
Andere Kombinationen der oben beschriebenen Mittel für mechanische Führung können selbstverständlich gewählt werden und sollen im Rahmen der Erfindung liegen.
Die Verbindungselemente 51, 61, 73 und 82 können aus einem dielektrischen Material, Glas, Aluminiumoxid und anderem Material hergestellt sein. Die Resonanzelemente 31, 32, 41, 51, 65, 71 und 72 können aus einem dielektrischen Material mit beliebigen Eigenschaften hergestellt sein.
Durch Anordnung der Resonanzelemente mit oder ohne ein Verbindungselement werden in den oben beschriebenen Ausführungsformen stabile Konstruktionen erreicht. Weiterhin sind die Konstruktionen unempfindlich gegen Temperaturschwankungen wegen des springbelasteten Mittels, das die Resonanzelemente in einem Kontakt zwingt.
Die maximale Leistungskapazität wird festgelegt durch die maximal zulässige Energiespeicherung des Resonators, die in Beziehung steht zur Luftdurchschlagspannung E_max, die ungefähr E_max = 3000 V/mm beträgt. Die maximale Energiespeicherung ist direkt proportional der maximalen Spitzenleistung. Die oben beschriebene Ausführungsformen liefern eine höhere Empfindlichkeit (Mhz/mm) und es wurde in Computersimulationen gefunden, daß sie mit mehr Leistung umgehen können.

Claims

Dielektrischer Resonator, der folgendes umfaßt: – Wände (22, 23, 24), die einen Hohlraum (21) begrenzen, – Eingabe- und Ausgabemittel, die an dem Hohlraum montiert sind, – mindestens einen dielektrischen Resonatorkörper (30, 40, 50, 60, 70, 80), der in dem Hohlraum angeordnet ist und innerhalb eines Frequenzbereichs einstellbar ist, – wobei der dielektrische Resonatorkörper mindestens zwei dielektrische Resonanzelemente (25, 26) umfaßt, wobei eine Resonanzfrequenz (f_r) einstellbar ist, indem die Resonanzform des Resonatorkörpers geändert wird, und – wobei die Resonanzform des Resonatorkörpers durch eine Bewegung mindestens eines beweglich Resonanzelements (25) des Resonatorkörpers in Relation zu mindestens einem festen Resonanzelement (26) des Resonatorkörpers einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß – die Bewegung durch eine Drehung mindestens des beweglichen Resonanzelementes um eine Achse durchgeführt wird, – die genannten Elemente miteinander in Kontakt sind, und – ein Abstand zwischen einer Fläche des beweglichen Resonanzelements, welche einer Fläche des festen Resonanzelements zugewandt ist, außer in dem Bereich oder den Bereichen, an dem bzw. denen die Elemente in Kontakt sind, geändert wird, wenn die Resonanzform des Resonatorkörpers eingestellt wird.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorkörper ferner Verbindungsmittel zum Verbinden des beweglichen Resonanzelements (25) und des festen Resonanzelementes (26) umfaßt.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung eine Verlagerung des beweglichen Resonanzelements relativ zu dem festen Resonanzelement in einer Richtung der Drehachse bewirkt.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorkörper Einstellmittel (31', 32', 42') zum Einstellen der Verlagerung des beweglichen Resonanzelements (25) umfaßt.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel Mittel für eine mechanische Führung (31', 32'; 32', 42'; 31', 51'; 31', 62; 74, 75; 75, 81) auf mindestens zwei Elementen umfassen, wobei die Verlagerung durch die Mittel für die mechanische Führung während der Drehung gesteuert wird.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungmittel einen Kontakt zwischen dem beweglichen Resonanzelement und dem festen Resonanzelement an mindestens einem Ort herstellen.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das beweglich Resonanzelement und das feste Resonanzelement kreisförmig zylindrisch sind und die Verbindungmittel in einem kreisförmigen oder teilkreisförmigen Weg inkorporieren, der sein Zentrum auf der Drehachse hat.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator ferner Mittel zur Drehung (36, 37) des beweglichen Resonanzelements relativ zu dem festen Resonanzelement umfaßt, wobei die Mittel zur Drehung auf die Einstellmittel für die Verlagerung wirken und dadurch die Verlagerung ändern.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorkörper ferner ein Verbindungselement (51, 61, 73, 82) umfaßt, welches eine Röhrenform hat, wobei das Verbindungselement zwischen dem beweglichen Resonanzelement und dem festen Resonanzelement angeordnet ist, um den genannten Kontakt herzustellen.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement an dem festen Resonanzelement (32, 52, 65, 72) befestigt ist.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel für die mechanische Führung folgendes umfassen: – eine erste ringförmige Erhebung (31'), die auf dem Umfang einer ersten Fläche (34) des beweglichen Elements (31) angeordnet ist, wobei die Erhebung in mindestens einen Kontaktabschnitt (38) von im wesentlichen gleicher Länge unterteilt ist, wobei ein jeder Abschnitt eine im wesentlichen gleiche Form hat, – Nachführmittel (51', 62), die an dem Umfang des Verbindungselements (51, 61) auf einer Fläche angeordnet sind, die der ersten Fläche (34) gegenüberliegt, wobei die Nachführmittel in eine Anzahl von Teilen unterteilt sind, die mindestens der Anzahl der Abschnitte der ersten Erhebung entspricht, wobei ein Kontakt zwischen dem beweglichen Resonanzelement und dem festen Resonanzelement über das Verbindungselement innerhalb eines jeden Kontaktabschnitts der ersten Erhebung erreicht wird.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur mechanischen Führung folgendes umfassen: – eine erste ringförmige Erhebung (31'), die auf dem Umfang einer ersten Fläche (34) des beweglichen Resonanzelements (31) angeordnet ist, wobei die Erhebung in mindestens einen Kontaktabschnitt (38) von im wesentlichen gleicher Länge unterteilt ist, wobei ein jeder Sektor eine im wesentlichen gleiche Form hat, – Nachführmittel (32'), die an dem Umfang einer zweiten Fläche (35) des festen Resonanzelements (32) vorgesehen sind, wobei die zweite Fläche der ersten Fläche gegenüberliegt, wobei die Nachführmittel in eine Anzahl von Teilen unterteilt ist, die mindestens der Anzahl von Abschnitten auf der ersten Erhebung entspricht, wobei ein Kontakt zwischen dem beweglichen Resonanzelement und dem festen Resonanzelement innerhalb eines jeden Kontaktabschnitts der ersten Erhebung erreicht wird.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur mechanischen Führung folgendes umfassen: – vorstehende Mittel (42'), die um den Umfang des beweglichen Resonanzelements (41) herum angeordnet sind, wobei die vorstehenden Elemente sich in einer radia len Richtung erstrecken, wobei die vorstehenden Mittel unter gleichem Abstand untereinander um den Umfang herum angeordnet sind, – Nachführmittel (32'), die an dem Umfang einer zweiten Fläche (35) des festen Resonanzelements (32) angeordnet sind, wobei die zweite Fläche dem beweglichen Resonanzelement (41) gegenüberliegt, wobei die Nachführmittel durch eine Erhebung gebildet werden, die in eine Anzahl von Kontaktabschnitten unterteilt ist, die mindestens der Anzahl der vorstehenden Mittel des ersten Elements entspricht, wobei ein Kontakt zwischen dem beweglichen Resonanzelement und dem festen Resonanzelement innerhalb eines jeden Kontaktabschnitts auf der ersten Erhebung erreicht wird.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eines jeden Kontaktabschnitts diejenige einer axial ansteigenden Steigung in dem genannten kreisförmigen Weg ist, die einen im wesentlichen gleichen axialen Startpunkt und einen im wesentlichen gleichen axialen Endpunkt aufweist.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführmittel vorstehende Mittel (62) umfassen, die sich in einer radialen Richtung erstrecken.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführmittel an einem der beweglichen Resonanzelemente (31, 41) angeordnet sind.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführmittel (32', 51') eine zweite ringförmige Erhebung bilden, die auf dem Umfang der zweiten Fläche angeordnet ist, wobei ein jeder Teil der Nachführmittel eine in bezug auf einen jeden Kontaktabschnitt der ersten Erhebung angepaßte Form aufweist, wobei der Kontakt entlang eines Abstandes der ersten und der zweiten Erhebung erreicht wird.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erhebung in drei Kontaktabschnitte unterteilt ist.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur mechanischen Führung (74, 75, 81) folgendes umfassen: – einen Innendurchmesser (d₃) des röhrenförmigen Verbindungselementes (73, 82), der größer als der Durchmesser (d₁) des beweglichen Resonanzelements (71) ist, – eine röhrenförmige Wand des Verbindungselementes, die sich in Axialrichtung erstreckt, – eine Nachführ-Führung (74, 81), die in der röhrenförmigen Wand angeordnet ist, wobei die Nachführ-Führung in mindestens einen separaten axial anwachsenden Führungsteil unterteilt ist, – Nachführmittel (75), die an dem Umfang des beweglichen Resonanzelements (71) angeordnet sind, wobei die Mittel in eine Anzahl von Nachführteilen unterteilt sind, wobei die Anzahl mindestens der Anzahl der Führungsteile an dem Verbindungselement entspricht, wobei die Nachführmittel durch die Nachführ-Führung gehalten werden, wobei der Abstand sich ändert, wenn die Nachführmittel (75) der Nachführ-Führung (74, 81) folgen, wenn sich das bewegliche Resonanzelement (71) dreht.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Nachführteil der Nachführmittel durch ein vorstehendes Mittel (75) gebildet wird, welches sich in einer radialen Richtung erstreckt.
Dielektrischer Resonator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Führungsteil der Nachführ-Führung eine einheitliche Form mit einem im wesentlichen gleichen axialen Startpunkt und einem im wesentlichen gleichen axialen Endpunkt hat.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführ-Führung in drei Nachführteile unterteilt ist.
Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführ-Führung ein Innengewinde umfaßt, wobei die Nachführmittel als Gewindeteile angeordnet sind.
Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator ferner federnde Mittel umfaßt, die auf mindestens eines der genannten Elemente wirken, um den Kontakt zwischen den Resonanzelementen herzustellen.
Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der folgendes umfaßt: – die genannten Wände, welche eine Oberwand (23) enthalten, die mit einer Öffnung (23') ausgebildet ist, und eine Bodenwand (22), die der Oberwand gegenüberliegt, – eine Stimmstange (29), die sich in die Öffnung der Oberwand erstreckt, wobei wenigstens ein bewegliches Resonanzelement an der Stimmstange (25) befestigt ist, und – eine dielektrische Halterung (27), die sich von der Bodenwand (22) erstreckt und mindestens ein festes Resonanzelement (26) relativ zum Hohlraum (21) fixiert, wobei die Resonanzelemente (25, 26) von mindestens einer der Seitenwände gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimmstange (29) federnd vorgespannt ist, um eine Kraft zu erzeugen, die den Kontakt zwischen den Resonanzelementen (25, 26) sicherstellt.
Dielektrischer Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Verlagerung des beweglichen Resonanzelements in Relation zum festen Resonanzelement, wenn die Elemente nicht in Kontakt sind, verändert wird, wenn die Resonanzform des Resonatorkörpers eingestellt wird.