EP0892455A1 - Temperature compensated tuning arrangement for a waveguide component - Google Patents

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EP0892455A1
EP0892455A1 EP98110278A EP98110278A EP0892455A1 EP 0892455 A1 EP0892455 A1 EP 0892455A1 EP 98110278 A EP98110278 A EP 98110278A EP 98110278 A EP98110278 A EP 98110278A EP 0892455 A1 EP0892455 A1 EP 0892455A1
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EP
European Patent Office
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pin
waveguide component
inner sleeve
outer sleeve
sleeve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98110278A
Other languages
German (de)
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Inventor
Uwe Rosenberg
Jürgen Ortmaier
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/30—Auxiliary devices for compensation of, or protection against, temperature or moisture effects ; for improving power handling capability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type

Definitions

  • the present invention relates to a temperature compensated tuning device for a Waveguide component, one in the waveguide component protruding pin which in one on the Waveguide component is guided fixed outer sleeve.
  • Such a tuning device is from the DE 39 35 785 C2 known.
  • This temperature compensated Tuner is designed so that it temperature-dependent changes in electrical Properties of waveguide components (e.g. Cavity resonators, coaxial resonators, etc.) compensate can.
  • the tuner causes the Resonance frequency of a cavity resonator despite temperature-dependent volume change remains constant.
  • the Temperature compensation is achieved in that the Tuning device made of different materials different coefficients of thermal expansion consists. This changes because of the Temperature the immersion depth and thus the influence of the Tuning pin on the electromagnetic fields in the Waveguide component.
  • the invention is therefore based on the object temperature-compensated tuning device at the beginning Specify the type mentioned with the least possible effort can be produced.
  • the inner Sleeve on the inside and the pin on his Outside each have a thread, so that the Penetration depth of the pin in the waveguide component is adjustable.
  • Pen made of a material with a lower Expansion coefficient than the outer sleeve It can the pen made of Invar or quartz glass or sapphire and the outer sleeve made of brass.
  • a suitable material for the inner sleeve is also Invar.
  • the shown in the drawing in a longitudinal section temperature-compensated tuning device has one outer sleeve 1, which is shown on a section Wall 2 of a waveguide component (e.g. Cavity resonator, coaxial resonator etc.) stands up vertically and is fixed with it.
  • the fixation can e.g. by a screw thread or by soldering, welding or Contact gluing is done.
  • the outer sleeve 1 is one inner sleeve 3.
  • One end of the inner sleeve 3 is with the Waveguide component 2 distal end of the first sleeve 1st fixed.
  • the fixation can be achieved with a Screw thread or by soldering, welding or Contact gluing is done.
  • the unfixed part of the inner Sleeve 3 protrudes into outer sleeve 1. So that the outer sleeve 1 and the inner sleeve 3 independently can expand from each other, is the inner sleeve 3rd on the outside with a constriction 4 compared to the Provide inner diameter of the outer sleeve 1.
  • a pin 5 is inserted into the Interior of the waveguide component 2 for tuning e.g. one Resonance frequency or to set a coupling different wave types protrudes.
  • the depth of penetration of the Pin 5 in the waveguide component 2 is how the Double arrow indicates adjustable. This is at the Inside the inner sleeve 3, a thread 6 and on the Outside of one to the inside diameter of the inner sleeve 3 adapted head 7 of the pin 5, a thread 8 is provided.
  • the pin 5 can thus be like a screw on a Desired depth of penetration into the waveguide component 2 to adjust.
  • the outer sleeve is made of a material, e.g. Brass, which has a larger coefficient of thermal expansion has as the inner sleeve 3.
  • This inner sleeve 3rd e.g. from Invar, which is a much smaller one Has temperature coefficient than brass.
  • Even the pen 5, at least its shaft below the head 7, consists of Invar or another material with as little as possible Thermal expansion. As such material comes e.g. Quartz glass or sapphire in question. With an increase or Both the inner sleeve 3 experiences a drop in temperature as well as the pin 5 hardly any change in its extent.
  • the outer sleeve 1 experiences one Temperature increase an increase in its height h and at a decrease in temperature, a decrease in its height h.
  • the depth of penetration increases in accordance with this change in height the pin 5 either from or to.
  • the tuning pin would rise by a certain amount Amount pulled out of the waveguide component and thus a change in the resonance frequency in the Produce waveguide component, one by a temperature-dependent change in volume of the Waveguide component 2 caused Counteracts resonance frequency change.

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Abstract

Eine mit geringem Aufwand herstellbare temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung weist einen Stift (5) auf, der in einer an dem Hohlleiterbauelement (2) fixierten äußeren Hülse (1) geführt ist. In der äußeren Hülse (1) steckt eine innere Hülse (3), wobei mit dem dem Hohlleiterbauelement (2) fernen Ende der äußeren Hülse (1) ein Ende der inneren Hülse (3) verbunden ist und der restliche Teil der inneren Hülse (3) berührungslose in die äußere Hülse (1) hineinragt. Der Stift (5) ist in der inneren Hülse (3) fixierbar, und die äußere Hülse (1) besteht aus einem Material, das einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt als die innere Hülse (3).

Figure 00000001
A temperature-compensated tuning device which can be produced with little effort has a pin (5) which is guided in an outer sleeve (1) fixed to the waveguide component (2). An inner sleeve (3) is inserted in the outer sleeve (1), one end of the inner sleeve (3) being connected to the end of the outer sleeve (1) remote from the waveguide component (2) and the remaining part of the inner sleeve (3 ) protrudes into the outer sleeve (1) without contact. The pin (5) can be fixed in the inner sleeve (3), and the outer sleeve (1) consists of a material which has a greater coefficient of thermal expansion than the inner sleeve (3).
Figure 00000001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung für ein Hohlleiterbauelement, die einen in das Hohlleiterbauelement hineinragenden Stift aufweist, der in einer an dem Hohlleiterbauelement fixierten äußeren Hülse geführt ist.The present invention relates to a temperature compensated tuning device for a Waveguide component, one in the waveguide component protruding pin which in one on the Waveguide component is guided fixed outer sleeve.

Eine derartige Abstimmvorrichtung ist aus der DE 39 35 785 C2 bekannt. Diese temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie temperaturabhängige Änderungen der elektrischen Eigenschaften von Hohlleiterbauelementen (z.B. Hohlraumresonatoren, Koaxialresonatoren etc.) kompensieren kann. So bewirkt die Abstimmvorrichtung z.B., daß die Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators trotz temperaturabhängiger Volumenänderung konstant bleibt. Die Temperaturkompensation wird dadurch erreicht, daß die Abstimmvorrichtung aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten besteht. Dadurch ändert sich nämlich in Abhängigkeit von der Temperatur die Eintauchtiefe und damit der Einfluß des Abstimmstiftes auf die elektromagnetischen Felder in dem Hohlleiterbauelement. Bei der aus der DE 39 35 785 C2 bekannten Abstimmvorrichtung ist der durch eine Hülse geführte Stift in einer Membran so aufgehängt, daß der Stift sich bei einer temperaturabhängigen Durchbiegung der Membran in axialer Richtung verschiebt. Die Membran weist einen anderen Temperaturkoeffizienten auf als die Hülse. Die Membran erfordert eine spezielle Halterung, welche zu einem hohen Herstellungsaufwand für die temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung führt.Such a tuning device is from the DE 39 35 785 C2 known. This temperature compensated Tuner is designed so that it temperature-dependent changes in electrical Properties of waveguide components (e.g. Cavity resonators, coaxial resonators, etc.) compensate can. For example, the tuner causes the Resonance frequency of a cavity resonator despite temperature-dependent volume change remains constant. The Temperature compensation is achieved in that the Tuning device made of different materials different coefficients of thermal expansion consists. This changes because of the Temperature the immersion depth and thus the influence of the Tuning pin on the electromagnetic fields in the Waveguide component. In the case of DE 39 35 785 C2 known tuning device is by a sleeve guided pin suspended in a membrane so that the pin with a temperature-dependent deflection of the membrane shifts in the axial direction. The membrane has one different temperature coefficients than the sleeve. The Membrane requires a special holder which leads to a high manufacturing costs for the temperature compensated Tuner leads.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist.The invention is therefore based on the object temperature-compensated tuning device at the beginning Specify the type mentioned with the least possible effort can be produced.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß in einer äußeren Hülse, die mit dem abzustimmenden Hohlleiterbauelement fixiert ist, eine innere Hülse steckt, wobei mit dem dem Hohlleiterbauelement fernen Ende der äußeren Hülse ein Ende der inneren Hülse verbunden ist und der restliche Teil der inneren Hülse in die äußere Hülse hineinragt. Der Stift ist in der inneren Hülse fixierbar und die äußere Hülse besteht aus einem Material, das einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt als die innere Hülse. Bei dieser Vorrichtung ist die äußere Hülse stehts über ihre gesamte Länge für die Temperaturkompensation wirksam, egal wie groß die Eindringtiefe des Stiftes in das Hohlleiterbauelement ist. Das heißt, die Eindringtiefe des Stiftes wird eine in Abhängigkeit von der Temperatur immer gleiche Veränderung der Eindringtiefe erfahren, egal wie weit der Stift in das Hohlleiterbauelement hineinragt. This object is achieved with the features of claim 1 solved in that in an outer sleeve which with the tunable waveguide component is fixed, an inner Sleeve is inserted, with the distant from the waveguide component End of the outer sleeve connected to one end of the inner sleeve and the remaining part of the inner sleeve into the outer Protrudes sleeve. The pen is in the inner sleeve fixable and the outer sleeve is made of a material which has a larger coefficient of thermal expansion owns than the inner sleeve. In this device, the outer sleeve stands for its entire length Temperature compensation effective, no matter how big Penetration depth of the pin in the waveguide component is. That is, the depth of penetration of the pen becomes one in The same change depending on the temperature the depth of penetration no matter how far the pen goes into it Waveguide component protrudes.

Gemäß einem Unteranspruch ist es zweckmäßig, daß die innere Hülse an seiner Innenseite und der Stift an seiner Außenseite jeweils ein Gewinde aufweisen, so daß die Eindringtiefe des Stiftes in das Hohlleiterbauelement einstellbar ist. Gemäß weiteren Unteransprüchen besteht der Stift aus einem Material mit einem geringeren Ausdehnungskoeffizienten als die äußere Hülse. Dabei kann der Stift aus Invar oder Quarzglas oder Saphir und die äußere Hülse aus Messing bestehen. Ein geeignetes Material für die innere Hülse ist ebenfalls Invar.According to a subclaim, it is expedient that the inner Sleeve on the inside and the pin on his Outside each have a thread, so that the Penetration depth of the pin in the waveguide component is adjustable. According to further subclaims Pen made of a material with a lower Expansion coefficient than the outer sleeve. It can the pen made of Invar or quartz glass or sapphire and the outer sleeve made of brass. A suitable material for the inner sleeve is also Invar.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Die in der Zeichnung in einem Längsschnitt dargestellte temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung besitzt eine äußere Hülse 1, die auf einer ausschnittweise dargestellten Wandung 2 eines Hohlleiterbauelementes (z.B. Hohlraumresonator, Koaxialresonator etc.) senkrecht aufsteht und mit dieser fixiert ist. Die Fixierung kann z.B. durch ein Schraubgewinde oder durch Löten, Schweißen oder Kontaktkleben erfolgen. In der äußeren Hülse 1 steckt eine innere Hülse 3. Ein Ende der inneren Hülse 3 ist mit den dem Hohlleiterbauelement 2 fernen Ende der ersten Hülse 1 fixiert. Auch hier kann die Fixierung durch ein Schraubgewinde oder durch Löten, Schweißen oder Kontaktkleben erfolgen. Der nicht fixierte Teil der inneren Hülse 3 ragt in die äußere Hülse 1 hinein. Damit sich die äußere Hülse 1 und die innere Hülse 3 unabhängig voneinander ausdehnen können, ist die innere Hülse 3 außenseitig mit einer Einschnürung 4 gegenüber dem Innendurchmesser der äußeren Hülse 1 versehen.The shown in the drawing in a longitudinal section temperature-compensated tuning device has one outer sleeve 1, which is shown on a section Wall 2 of a waveguide component (e.g. Cavity resonator, coaxial resonator etc.) stands up vertically and is fixed with it. The fixation can e.g. by a screw thread or by soldering, welding or Contact gluing is done. In the outer sleeve 1 is one inner sleeve 3. One end of the inner sleeve 3 is with the Waveguide component 2 distal end of the first sleeve 1st fixed. Here, too, the fixation can be achieved with a Screw thread or by soldering, welding or Contact gluing is done. The unfixed part of the inner Sleeve 3 protrudes into outer sleeve 1. So that the outer sleeve 1 and the inner sleeve 3 independently can expand from each other, is the inner sleeve 3rd on the outside with a constriction 4 compared to the Provide inner diameter of the outer sleeve 1.

In die innere Hülse 3 ist ein Stift 5 eingesetzt, der in das Innere des Hohlleiterbauelements 2 zur Abstimmung z.B. einer Resonanzfrequenz oder zur Einstellung einer Kopplung verschiedener Wellentypen hineinragt. Die Eindringtiefe des Stiftes 5 in das Hohlleiterbauelement 2 ist, wie der Doppelpfeil andeutet, einstellbar. Dazu ist an der Innenseite der inneren Hülse 3 ein Gewinde 6 und an der Außenseite eines an den Innendurchmesser der inneren Hülse 3 angepaßten Kopfes 7 des Stiftes 5 ein Gewinde 8 vorgesehen. Der Stift 5 läßt sich somit wie eine Schraube auf eine gewünschte Eindringtiefe in das Hohlleiterbauelement 2 einstellen.In the inner sleeve 3, a pin 5 is inserted into the Interior of the waveguide component 2 for tuning e.g. one Resonance frequency or to set a coupling different wave types protrudes. The depth of penetration of the Pin 5 in the waveguide component 2 is how the Double arrow indicates adjustable. This is at the Inside the inner sleeve 3, a thread 6 and on the Outside of one to the inside diameter of the inner sleeve 3 adapted head 7 of the pin 5, a thread 8 is provided. The pin 5 can thus be like a screw on a Desired depth of penetration into the waveguide component 2 to adjust.

Die äußere Hülse besteht aus einem Material, z.B. Messing, das einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist als die innere Hülse 3. Diese innere Hülse 3 besteht z.B. aus Invar, das einen erheblich kleineren Temperaturkoeffizienten aufweist als Messing. Auch der Stift 5, zumindest sein Schaft unterhalb des Kopfes 7, besteht aus Invar oder einem anderen Material mit möglichst geringer Temperaturausdehnung. Als solches Material kommt z.B. Quarzglas oder Saphir in Frage. Bei einem Anstieg bzw. Absinken der Temperatur erfahren sowohl die innere Hülse 3 als auch der Stift 5 kaum eine Veränderung ihrer Ausdehnung. Dagegen erfährt aber die äußere Hülse 1 bei einem Temperaturanstieg eine Vergrößerung seiner Höhe h und bei einem Absinken der Temperatur ein Verringern seiner Höhe h. Entsprechend dieser Höhenveränderung nimmt die Eindringtiefe des Stiftes 5 entweder ab oder zu. Bei einem Temperaturanstieg würde der Abstimmstift um einen gewissen Betrag aus dem Hohlleiterbauelement herausgezogen und somit eine Veränderung der Resonanzfrequenz in dem Hohlleiterbauelement hervorrufen, die einer durch eine temperaturabhängige Volumenänderung des Hohlleiterbauelements 2 hervorgerufenen Resonanzfrequenzänderung entgegenwirkt.The outer sleeve is made of a material, e.g. Brass, which has a larger coefficient of thermal expansion has as the inner sleeve 3. This inner sleeve 3rd e.g. from Invar, which is a much smaller one Has temperature coefficient than brass. Even the pen 5, at least its shaft below the head 7, consists of Invar or another material with as little as possible Thermal expansion. As such material comes e.g. Quartz glass or sapphire in question. With an increase or Both the inner sleeve 3 experiences a drop in temperature as well as the pin 5 hardly any change in its extent. On the other hand, the outer sleeve 1 experiences one Temperature increase an increase in its height h and at a decrease in temperature, a decrease in its height h. The depth of penetration increases in accordance with this change in height the pin 5 either from or to. At a The tuning pin would rise by a certain amount Amount pulled out of the waveguide component and thus a change in the resonance frequency in the Produce waveguide component, one by a temperature-dependent change in volume of the Waveguide component 2 caused Counteracts resonance frequency change.

Claims (8)

Temperaturkompensierte Abstimmvorrichtung für ein Hohlleiterbauelement, die einen in das Hohlleiterbauelement (2) hineinragenden Stift (5) aufweist, der in einer an dem Hohlleiterbauelement (2) fixierten äußeren Hülse (1) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Hülse (1) eine innere Hülse (3) steckt, wobei mit dem dem Hohlleiterbauelement (2) fernen Ende der äußeren Hülse (1) ein Ende der inneren Hülse (3) verbunden ist und der restliche Teil der inneren Hülse (3) in die äußere Hülse (1) hineinragt, daß der Stift (5) in der inneren Hülse (3) fixierbar ist und daß die äußere Hülse (1) aus einem Material besteht, das einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt als die innere Hülse (3).Temperature compensated tuning device for one Waveguide component, one in the waveguide component (2) protruding pin (5) in one on the Waveguide component (2) fixed outer sleeve (1) guided is characterized in that in the outer sleeve (1) an inner sleeve (3) is inserted, with the Waveguide component (2) far end of the outer sleeve (1) one end of the inner sleeve (3) is connected and the remaining part of the inner sleeve (3) into the outer sleeve (1) protrudes that the pin (5) in the inner sleeve (3) is fixable and that the outer sleeve (1) from one Material that has a greater thermal Has expansion coefficient than the inner sleeve (3). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (3) an seiner Innenseite und der Stift (5) an seiner Außenseite jeweils ein Gewinde (6, 8) aufweisen, so daß die Eindringtiefe des Stiftes (5) in das Hohlleiterbauelement (2) einstellbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the inner sleeve (3) on its inside and the pin (5) each have a thread (6, 8) on its outside, so that the depth of penetration of the pin (5) in the Waveguide component (2) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus einem Material mit einem geringeren Ausdehnungskoeffizienten als die äußere Hülse (1) besteht.Device according to claim 1, characterized in that the pin (5) made of a material with a lesser Expansion coefficient than the outer sleeve (1). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (1) aus Messing besteht. Device according to claim 1, characterized in that the outer sleeve (1) is made of brass. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (3) aus Invar besteht.Device according to claim 1, characterized in that the inner sleeve (3) consists of Invar. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus Invar besteht.Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the pin (5) consists of Invar. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus Quarzglas besteht.Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the pin (5) consists of quartz glass. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus Saphir besteht.Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the pin (5) consists of sapphire.
EP98110278A 1997-07-17 1998-06-05 Temperature compensated tuning arrangement for a waveguide component Withdrawn EP0892455A1 (en)

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DE1997130577 DE19730577C1 (en) 1997-07-17 1997-07-17 Temperature compensated tuning element for waveguides

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DE19730577C1 (en) 1998-07-30

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