DE8628306U1

DE8628306U1 - Mikrowellenresonanzhohlraum mit metallisiertem Dielektrikum

Info

Publication number: DE8628306U1
Application number: DE8628306U
Authority: DE
Original assignee: GTE Telecommunicazioni SpA
Current assignee: Siemens Telecomunicazioni SpA
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1986-12-04
Also published as: IT8523904V0; FR2590411B3; FR2590411A3; US4748427A; IT206683Z2

Description

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Mikrowellenresonanzhohlraum mit metallisiertem Dielektrikum

BESCHREIBUNG

Die Neuerung bezieht sich auf einen Mikrowellenresonanzhohlraum mit einem hohlen Körper_s der aus einem dielektrischen Material gemacht ist und mit einer metallischen Schicht bedeckt ist.

Es ist bekannt, daß in Mikrowelienoszillatoren metallische Resonanzhohlräume gegenwärtig benutzt werden, und daß die Hohlräume sehr unhandlich sind und ein kompliziertes und teures mechanisches Herstellungsverfahren erfordern.

Es ist ebenfalls bekannt, daß die Resonanzfrequenz der metallischen Hohlräume durch Temperatur, Feuchtigkeit und mechänisehe Schwingungen beeinflußt wird, und daß sie dauernd durch einen Niederfrequenz-Quarzkristall unter Benutzung einer automatischen Frequenzsteuereinrichtung gesteuert werden, damit die Stabilität der Resonanzfrequenz verbessert wird.

Es ist ebenfalls bekannt, daß einige Typen von Mikrowellenoszillatoren, die nicht mit der automatischen Frequenzsteuermöglichkeit versehen sind, Resonanzhohlräume benutzen, die mit einem metallisierten amorphen Quarzkristall versehen sind. Wegen der thermischen Drift der aktiven Komponenten des Schaltkreises und der Verluste der metallischen Schicht des Resonators weisen die Oszillatoren jedoch eine Frequenzstabilität auf, die nicht hoch genug für viele Anwendungen ist, und sie brauchen Temperaturkompensationseinrichtungen. Weiterhin bewirkt der niedrige Wert der Dielektrizitätskonstante von Quarzkristall (Cr = 3,8) andere Nachteile, einschließlich Leistungs-

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abstrahlung in die umgebenden Gebiete, was Störungen in dem Rest des Schaltkreises erzeugt, Und die Resönänzhöhlraume sind ziemlich unhandlich für Frequenzen, die in dem 500-^MHz-^ bis 6-GHz-Band variabel sind.

Daher ist es Aufgabe der Neuerung, die Unbequemlichkeiten zu überwinden und einen Mikrowellenresonanzhohlraum für Oszillatoren komplett mit einer automat!sehen Frequenzsteuerung vorzusehen, bei dem die Resonanzfrequenz wenig durch Temperatur, Feuchtigkeit und mechanische Schwingungen beeinflußt wird, der keine Leistung abstrahlt, der in den Abmessungen reduziert ist, der sehr einfach einzusetzen ist, der zuverlässig ist und dessen Herstellungskosten sehr gering sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen neuerungsgemäßen Mikrowellenresonanzhohlraum mit einem hohlen Körper, der aus einem mit einer metallischen Schicht bedeckten dielektrischen Material gemacht ist und durch die Tatsache gekennzeichnet ist, daß das dielektrische Material eine hohe Dielektrizitätskonstante fr aufweist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Neuerung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht eines neuerungsgemäßen Mikrowellenresonanzhohlraumes ;

Fig. 2 eine Bodenansicht des in Fig. 1 gezeigten Mikrowellenhohlraumes;

Fig. 3 einen Längsquerschnitt entlang der Ebene X-X¹ des in Fig. 1 gezeigten Mikrowellenhohlraumes;

Fig. 4 einen Längsquerschnitt in der Ebene X-X¹ einer weiteren neuerungsgemäßen Ausführungsform des Mikrowellenhohlraumes; und

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Fig. 5 eine Schnittänsicht in der Ebene Y-Y' des in Fig, 4 gezeigten Mikrowellenhohlräumes.

'f Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen einen Mikröwellenresonänzhöhl-

raum, der aus einem dielektrischen Material gemacht ist mit j 5 einer hohen Dielektrizitätskonstante, zum Beispiel et = 38,

der die Form eines Hohlzylinders 1 mit einem äußeren Durchj messer D einem inneren Durchmesser¹ d und e^-in6r Höh© h he.t:

Der Hohlzylinder 1 ist durch eine Dreifachschicht aus Titan, Palladium und Gold auf seiner oberen Grundfläche 2, auf seiner 10 unteren Grundfläche 3 und auf allen äußeren Flächen 4 metallisiert, mit der Ausnahme eines U-förmigen kleinen Gebietes, das

eine metallische Verbindungsleitüng 5 abgrenzt, die für die : Verbindung d^s Mikrowellenresonanzhohlraumes mit dem Rest des

Schaltkreises nötig ist. Auf die obere Grundfläche 2 des Hohl^ ' 15 Zylinders 1 ist ein Metalldeckel 6 (zum Beispiel aus Messing, '.. Aluminium oder Invar gemacht) gelötet.

Der Metalldeckel 6 hat ein zentrales Loch mit Gewinde, das in j, den Figuren nicht zu sehen ist, in das eine netallischs Ein-

stellschraube 7 eingeführt wird zum Vorsehen der Feineinstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraumes.

Die gerade oben beschriebene Konfiguration bewirkt einen kreisförmigen Wellenleiter-Mikrowellenresonanzhohlraum, in dem die Resonanzfrequenz von der Dielektrizitätskonstante fr des benutzten Materials, dem inneren Durchmesser d, dem äußeren Durchmesser D und der Höhe h des Hohlzylinders 1 und der Stellung der der Einstellschraube 7 abhängt.

Die beste Verwendung des kreisförmigen Wellenleiter-Mikrowellenresonanzhohlraumes, die Einführungsverluste minimiert und es erlaubt, sehr kleine Abmessungen zu erzielen, ist im Frequenzbereich von 3 bis 6 Ghz. Damit ein Resonanzhohlraum in diesem Frequenzbereich erzielt wird, muß der Hohlzylinder 1

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in etwa so dimensioniert werden, daß er einen inneren Durchmesser d im Bereich zwischen 3 und 5 mm, einen äußeren Durchmesser D im Bereich zwischen 6 und 15 mm und eine Höhe h im Bereich zwischen 5 und 10 mm aufweist.

Die AusfUhrungsform in Fig. 4, in der die gleichen Teile wie in den vorigen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, unterscheidet sich von der in Fig. 3 insoweit, daß die innere Oberfläche 8 des Hohlzylinders 1 ebenfalls metallisiert wurde und daß ein kreisförmiger Kranz 9 ohne Metallisation auf der oberen Grundfläche 2 des Hohlzylinders 1 gelassen wurde. Dieser kreisförmige Kranz 9 Ast besser in Fig. 5 zu sehen, die einen Querschnitt entlang der Ebene Y-Y¹ des in Fig. 1 gezeigten Resonanzhohlraumes darstellt.

Die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Konfiguration bewirkt einen Koaxialkabelresonanzhohlraum, in dem die Resonanzfrequenz von der Dielektrizitätskonstante fr des benutzten Materials, dem inneren Durchmesser d, dem äußeren Durchmesser D und der Höhe h des Hohlzylinders 1 und der Stellung der Einstellschraube 7 abhängt.

Die beste Benutzung des Koaxialkabelresonanzhohlraumes, die Einführungsverluste minimiert und sehr geringe Abmessungen erlaubt, ist im Frequenzbereich von 500 MHz bis 2 GHz. Damit ein Koaxialkabelresonanzhohlraum in diesem Frequenzbereich erzielt wird, muß der Hohlzylinder so dimensioniert werden, daß er einen inneren Durchmesser d im Bereich zwischen 3 und 6 mm, einen äußeren Durchmesser D im Bereich zwischen 10 und 15 mm und eine Höhe h im Bereich zwischen 5 und 20 mm hat.

Die Verbindung des Resonanzhohlr&umes mit dem Rest des Schaltkreises wird über einen metallischen MikroStreifen. 5 durchge= führt, diese Verbindung kann jedoch auch mit Hilfe einer Iris durchgeführt werden, d.h., über eine Anzahl Von Schlitzen, die

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richtig auf dem Hohlzylinder 1 angeordnet und dimensioniert sind.

Es ist ebenfalls möglich, indem das dielektrische Material geeignet geformt wird, einen rechtwinkligen Wellenleiter-Resonanzhohlraum zu erzielen.

Die Vorteile des Resonanzhohlraumes mit einem metallisierten Dielektrikum ergeben sich klar aus der obigen Beschreibung. Insbesondere sind diese Vorteile, daß die Resonanzfrequenz des Hohlraumes wenig durch Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen und mechanische Schwingungen beeinflußt wird, daß er keine Leistung abstrahlt und folglich keine Störungen verursacht, daß er sehr geringe Abmessungen hat, daß er sehr einfach zu erzielen ist und daß er verläßlich und nicht teuer ist.

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PATENTANWALT DjPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

MM 21-3970 P/JM/so

GTE Telecomunicazioni S.&rgr;.&Agr;., Cassina de¹ Pecchi (Milano)/Italien

Mikrowellenresonanzhohlraum mit metallisiertem Dielektrikum

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Mikrowellenresonanzhohlraum mit einem hohlen Körper aus einem dielektrischen Material, das mit einer metallischen Schicht bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material eine hohe Dielektrizitätskonstante (€r) aufweist.

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2. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .(der Wert der Dielektrizitätskonstanten (£r) grosser als 30 ist.

PATENTANWALT DIPL-PHYS, LUTZ H₁ PRÜFER ■ D-8000 MÜNCHEN 90 · HARTHAUSER STR. 25d · TEL, (O 89) 640 640

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3. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper die Form eines hohlen Zylinders (1) mit einer oberen Grundfläche (2), einer unteren Grundfläche (3), einer äußeren Oberfläche (4) und einer inneren Oberfläche (8) aufweist.
4. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß ein nicht metallisierter Bereich, der eine metallisierte Verbindungsleitung (5) identifiziert, a-uf der äußeren Oberfläche (4) des hohlen Zylinders (1) vorhanden ist.
5. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der hohle Zylinder (1) die obere Grundfläche (2) und die untere Grundfläche (3) voll metallisiert hat, und daß die innere Oberfläche (8) nicht metallisiert ist.
6. Mikrowellenresonanzhohlraum nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Zylinder (1) einen inneren Durchmesser (d) im Bereich zwischen 3 und 5 nur, e:\nen äußeren Durchmesser (D) im Bereich zwischen 6 und 15 mm und eine Höhe (h) im Bereich zwischen 5 und 10 mm aufweist.
7. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der hohle Zylinder (1) die untere Grundfläche

(3) und die innere Oberfläche (8) voll metallisiert hat und die obere; Grundfläche (2) ebenfalls metallisiert hat bis auf einen nicht metallisierten, kreisförmigen Kranz (9).
8. Mikrowellenresonanzhohlraum nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der hohle Zylinder (1) einen inneren Durchmesser

(d) im Bereich von 3 bis 6 mm, einen äußeren Durchmesser (D) im Bereich zwischen 10 und 15 mm und eine Höhe (h) im Bereich zwischen 5 und 20 mm aufweist.

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9« Mikrowellenresönanzhohlraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper die Form eines hohlen Parallelepipedes hat.
10. Mikrowellenresönanzhohlraum nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Metalldecke! (6) und eine Einstellschraube (7) aufweist, die die Feineinstellung