EP0601370A1 - Dielektrischer Resonator - Google Patents

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EP0601370A1
EP0601370A1 EP93118716A EP93118716A EP0601370A1 EP 0601370 A1 EP0601370 A1 EP 0601370A1 EP 93118716 A EP93118716 A EP 93118716A EP 93118716 A EP93118716 A EP 93118716A EP 0601370 A1 EP0601370 A1 EP 0601370A1
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EP
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dielectric
metal
cylinder
resonator
housing
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Ceased
Application number
EP93118716A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Dipl.-Ing. Rosenberg
Konstantin Dipl.-Ing. Beis
Werner Speldrich
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
ANT Nachrichtentechnik GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric resonator which has a dielectric body arranged in a housing.
  • Such a dielectric resonator is e.g. known from EP 316 813 A1.
  • No means are provided for the dielectric cylinder, which is mounted on a dielectric ring in the housing, in order to avoid heat concentrations by a suitable heat distribution or to dissipate heat to the outside.
  • heat-dissipating means consist of two metal disks, between which the resonator is clamped.
  • a ceramic core that can be inserted centrally into the interior of the dielectric resonator is used to tune the resonance frequency.
  • No. 2,890,422 discloses a dielectric resonator into which one or more rods with a higher permeability are introduced centrally or eccentrically in order to influence the resonance frequency.
  • a dielectric resonator known from US Pat. No. 5,097,238 is provided with a central bore in order to enlarge the contact area with the atmosphere and thus to effect better heat dissipation.
  • the invention has for its object to provide a dielectric resonator of the type mentioned, which is provided with means for high heat concentrations in the to avoid dielectric body or to allow good heat dissipation to the outside, these means should impair the quality of the resonator as little as possible.
  • one or more metal bodies are integrated in the dielectric body according to the invention, the heat generated therein is distributed more evenly over the volume of the body. High heat concentrations in some areas, which deteriorate the resonator quality and can also lead to the destruction of the dielectric body, are thus reduced.
  • holders for the dielectric body can be connected in a simple manner. These holders can advantageously also be used to dissipate the heat from the dielectric body to the outside of the housing.
  • Figures 1 to 5 show a longitudinal section through a dielectric body arranged in the housing 1, e.g. in the form of a cylinder 2.
  • the cross-sectional shapes of the housing 1 and the cylinder 2 held therein can be chosen as desired, depending on the application; you can e.g. be rectangular, triangular, elliptical, etc.
  • At least one metal body in the form of a rod is integrated in the dielectric cylinder 2.
  • the drawing shows exemplary embodiments with only one integrated metal rod.
  • each metal rod must be placed in such a way that it is oriented as orthogonally as possible to the electrical and magnetic field lines of the resonator.
  • TEO1 ⁇ resonator wave type e.g. this condition is fulfilled for metal rods which are oriented parallel to the cylinder axis in the maximum of the electric field or radially to the cylinder axis.
  • rods made of metal can be used without any significant loss in resonator quality, which, because of their good thermal conductivity, are able to distribute amounts of heat in the dielectric cylinder 2 in such a way that there are no partially high heat concentrations.
  • the metal rod 3 integrated in the dielectric cylinder 2 is oriented parallel to the cylinder axis and extends over the entire cylinder height.
  • the dielectric cylinder 2 is to be arranged as centrally as possible in the resonator housing 1.
  • it is fixed on a dielectric block 4 in the housing 1.
  • a very good heat dissipation can be achieved in that the holder of the dielectric cylinder 2 consists of one or more metal bars 5, 6, which are connected to the integrated metal bar 6. 3, each of the two ends of the metal rod 3 integrated in the dielectric cylinder 2 is connected to a metal rod 5, 6.
  • the connection between the metal rods 3, 5, 6 can be made, for example, by screwing, in that one rod has a threaded hole and the other rod has a matching threaded pin.
  • the rods 5, 6 are guided through the interior of the housing 1 in such a way that the rods 5, 6 are aligned as orthogonally as possible to the electrical and magnetic field lines.
  • heat distribution or dissipation may be sufficient. also a metal rod 7, which does not extend over the entire height of the dielectric cylinder 2 and is also only connected to a holding rod 8.
  • FIG. 4 The embodiment shown in FIG. 4 is similar to that of FIG. 3 in that the dielectric cylinder 2 has a metal rod 9 which completely traverses it, the two ends of which are connected to holding rods 10, 11 which are made of metal for effective heat dissipation.
  • the rods 9, 10, 11 are oriented orthogonally to the longitudinal axis of the cylinder.
  • Fig. 5 illustrates that instead of a continuous integrated metal rod, several shorter metal rods 12, 13 can be used, each of which is connected to a holding rod 14, 15.
  • the metal bodies integrated in the dielectric cylinder can e.g. be designed as a threaded bushing, which allow easy attachment of external holding rods.
  • All of the metal rods of the previously described exemplary embodiments can be hollow on the inside, so that a cooling liquid or a cooling gas can thereby be conducted to improve the heat dissipation from the dielectric cylinder
  • a metallized bore can be provided at a corresponding point in the dielectric cylinder. This hole can e.g. be filled with a good heat-conducting dielectric.

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Abstract

Ein dielektrischer Resonator, der aus einem in einem Gehäuse (1) angeordneten dielektrischen Zylinder (2) besteht, soll mit Mitteln versehen sein, welche hohe Wärmekonzentrationen in dem dielektrischen Zylinder (2) abbauen, wobei diese Mittel die Güte des Resonators möglichst wenig beeinträchtigen sollen. Besagte Mittel bestehen aus mindestens einem in dem dielektrischen Zylinder (2) integrierten Metallkörper (3), der so angeordnet ist, daß die magnetischen und elektrischen Feldlinien im dielektrischen Zylinder (2) möglichst orthogonal zum Metallkörper (3) ausgerichtet sind. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen dielektrischen Resonator, welcher einen in einem Gehäuse angeordneten dielektrischen Körper aufweist.
  • Ein derartiger dielektrischer Resonator ist z.B. aus EP 316 813 A1 bekannt. Für den dielektrischen Zylinder, welcher auf einem dielektrischen Ring in dem Gehäuse gelagert ist, sind keine Mittel vorgesehen, um durch eine geeignete Wärmeverteilung Wärmekonzentrationen zu vermeiden bzw. um Wärme nach außen abzuleiten.
  • Bei einem aus US 4 661 790 und US 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 5,097,238 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 die Aufgabe zugrunde, einen dielektrischen Resonator der eingangs genannten Art anzugeben, der mit Mitteln versehen ist, um hohe Wärmekonzentrationen im dielektrischen Körper zu vermeiden bzw. eine gute Wärmeableitung nach außen zu ermöglichen, wobei diese Mittel die Güte des Resonators möglichst wenig beeinträchtigen sollen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Dadurch, daß nach der Erfindung ein oder mehrere Metallkörper in dem dielektrischen Körper integriert sind, wird die darin entstehende Wärme über das Volumen des Körpers gleichmäßiger verteilt. Bereichsweise hohe Wärmekonzentrationen, welche die Resonatorgüte verschlechtern und auch zur Zerstörung des dielektrischen Körpers führen können, werden somit abgebaut. Mit den integrierten Metallstäben können auf einfache Weise Halterungen für den dielektrischen Körper verbunden werden. Diese Halterungen können vorteilhaft auch zur Ableitung der Wärme aus dem dielektrischen Körper nach außen an das Gehäuse ausgenutzt werden.
  • Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nun die Erfindung näher erläutert.
    Es zeigen:
    • Figuren 1, 2 und 3 einen dielektrischen Zylinder mit integriertem, parallel zur Zylinderachse orientierten Metallstab und drei Varianten für eine Halterung des Zylinders und
    • Figuren 4 und 5 einen dielektrischen Zylinder mit einem darin integrierten, senkrecht zur Zylinderlängsachse orientierten Metallstab und zwei Varianten für eine Halterung des Zylinders.
  • Alle Darstellungen der Figuren 1 bis 5 zeigen einen Längsschnitt durch einen im Gehäuse 1 angeordneten dielektrischen Körper z.B. in Form eines Zylinders 2. Die Querschnittsformen des Gehäuses 1 und des darin gehaltenen Zylinders 2 können je nach Anwendungsfall beliebig gewählt werden; sie können z.B. rechteckig, dreieckig, elliptisch etc. sein.
  • In dem dielektrischen Zylinder 2 ist mindestens ein Metallkörper in Form eines Stabes integriert. In der Zeichnung sind der Einfachheit halber Ausführungsbeispiele mit nur einem integrierten Metallstab dargestellt.
  • Damit in dem Metallstab (bzw. den Metallstäben) möglichst wenig Strom induziert wird, d.h. die Resonatorgüte möglichst wenig beeinflußt wird, ist jeder Metallstab so zu plazieren, daß er möglichst orthogonal zu den elektrischen und magnetischen Feldlinien des Resonators orientiert ist. Bei einem TEO1δ Resonatorwellentyp z.B. ist diese Bedingung für Metallstäbe erfüllt, die parallel zur Zylinderachse in dem Maximum des elektrischen Feldes oder radial zur Zylinderachse orientiert sind. Unter den genannten Bedingungen können also ohne nennenswerte Einbuße an Resonatorgüte Stäbe aus Metall verwendet werden, welche aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit in der Lage sind, Wärmemengen im dielektrischen Zylinder 2 so zu verteilen, daß es nicht zu partiell hohen Wärmekonzentrationen kommt.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 3 ist der im dielektrischen Zylinder 2 integrierte Metallstab 3 parallel zur Zylinderachse orientiert und erstreckt sich über die gesamte Zylinderhöhe. Der dielektrische Zylinder 2 ist möglichst zentral in dem Resonatorgehäuse 1 anzuordnen. Dazu ist er, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, auf einen dielektrischen Block 4 im Gehäuse 1 fixiert. Wird der Metallstab 3 so weit aus dem dielektrischen Zylinder 2 herausgeführt, daß er mit dem dielektrischen Block 4 einen Kontakt eingeht, kann - soweit es die Materialeigenschaften des dielektrischen Blocks 4 zulassen - Wärme aus dem dielektrischen Zylinder 2 über den Metallstab 3 und den dielektrischen Block 4 an die Gehäusewand abgeleitet werden.
  • Eine sehr gute Wärmeableitung kann dadurch erzielt werden, daß die Halterung des dielektrischen Zylinders 2 aus einem oder mehreren Metallstäben 5, 6 besteht, welche mit dem integrierten Metallstab 6 in Verbindung stehen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes der beiden Enden des im dielektrischen Zylinder 2 integrierten Metallstabes 3 mit einem Metallstab 5, 6 verbunden. Die Verbindung zwischen den Metallstäben 3, 5, 6 kann beispielsweise durch Verschraubung hergestellt werden, indem ein Stab eine Gewindebohrung und der andere Stab einen dazu passenden Gewindestift aufweist. Um auch mit den Haltestäben 5 und 6 die Resonatorgüte möglichst wenig zu beeinflussen, sind diese so durch den Innenraum des Gehäuses 1 geführt, daß die Stäbe 5, 6 möglichst orthogonal zu den elektrischen und magnetischen Feldlinien ausgerichtet sind.
  • Wie Fig. 2 zeigt, reicht für die Wärmeverteilung bzw. - ableitung u.U. auch ein Metallstab 7 aus, der sich nicht über die gesamte Höhe des dielektrischen Zylinders 2 erstreckt und auch nur mit einem Haltestab 8 verbunden ist.
  • Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel gleicht dem aus Fig. 3 insofern, daß der dielektrische Zylinder 2 einen ihn vollständig durchquerenden Metallstab 9 aufweist, dessen beide Enden mit Haltestäben 10, 11 verbunden sind, die für eine wirksame Wärmeableitung aus Metall bestehen. Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 3 sind hier die Stäbe 9, 10, 11 orthogonal zur Zylinderlängsachse ausgerichtet. Bezüglich der Lage dieser Stäbe 9, 10, 11 relativ zu den Feldern im Resonator gelten auch hier die obigen Bemerkungen.
  • Die Fig. 5 verdeutlicht, daß anstelle eines durchgehenden integrierten Metallstabes mehrere kürzere Metallstäbe 12, 13 verwendet werden können, von denen jeder mit einem Haltestab 14, 15 in Verbindung steht.
  • Die in dem dielektrischen Zylinder integrierten Metallkörper können z.B. als Gewindebuchse ausgeführt sein, welche eine einfache Befestigung externer Haltestäbe ermöglichen.
  • Sämtliche Metallstäbe der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können innen hohl sein, so daß dadurch zur Verbesserung der Wärmeableitung aus dem dielektrischen Zylinder eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas geleitet werden kann
  • Statt den jeweiligen Metallkörper als Stab auszubilden, kann an entsprechender Stelle im dielektrischer Zylinder eine metallisierte Bohrung vorgesehen werden. Diese Bohrung kann z.B. mit einem gut wärmeleitenden Dielektrikum gefüllt sein.

Claims (5)

  1. Dielektrischer Resonator, welcher einen in einem Gehäuse angeordneten dielektrischen Körper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dielektrischen Körper (2) mindestens ein metallener Körper (3, 7, 9, 12, 13) in einem Bereich integriert ist, wo die magnetischen und elektrischen Feldlinien möglichst orthogonal zum metallenen Körper (3, 7, 9, 12, 13) orientiert sind.
  2. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallene Körper ein sich parallel zur Längsachse des dielektrischen Körpers erstreckender Stab (3, 7) ist.
  3. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallene Körper ein sich senkrecht zur Längsachse des dielektrischen Körpers erstreckender Stab (9, 12, 13) ist.
  4. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Körper (3, 7, 9, 12, 13) mindestens an einer Stelle aus dem dielektrischen Körper (2) so weit austritt, daß zwischen dem metallischen Körper (3, 7, 9, 12, 13) und einer Halterung (4, 5, 6, 8, 10, 11, 14, 15) für den dielektrischen Körper (2) eine Verbindung herstellbar ist.
  5. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus mindestens einem mit dem Gehäuse (1) verbundenen Metallstab (4, 5, 6, 8, 10, 11, 14, 15) besteht, der so durch den Innenraum des Gehäuses (1) geführt ist, daß er zu den magnetischen und elektrischen Feldlinien möglichst orthogonal ausgerichtet ist.
EP93118716A 1992-12-05 1993-11-22 Dielektrischer Resonator Ceased EP0601370A1 (de)

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