EP0896382B1 - Microwave component - Google Patents
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- EP0896382B1 EP0896382B1 EP98202627A EP98202627A EP0896382B1 EP 0896382 B1 EP0896382 B1 EP 0896382B1 EP 98202627 A EP98202627 A EP 98202627A EP 98202627 A EP98202627 A EP 98202627A EP 0896382 B1 EP0896382 B1 EP 0896382B1
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- H01P1/387—Strip line circulators
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Bauelement.The invention relates to a microwave component.
In der deutschen Patentanmeldung DE-A-196 36 840 ist ein Mikrowellen-Bauelement beschrieben, welches ein im wesentlichen wannenförmiges Gehäuseteil aus einem Bodenabschnitt und wenigstens einem am Umfang des Bodenabschnitts sich anschließenden Wandabschnitt sowie ein Deckelteil ausweist, wobei Gehäuseteil und Deckelteil einen Innenraum umschließen. In diesem Innenraum ist eine Anzahl im wesentlichen scheibenförmiger Bauteile stapelförmig zwischen Bodenabschnitt und Deckelteil angeordnet. Angrenzend an die stagelförmige Anordnung der Bauteile ist in wenigstens nahezu der gesamten Höhe des Innenraums zwischen Bodenabschnitt und Deckelteil wenigstens ein magnetisch nichtleitendes Abstandselement angeordnet. Dieses Abstandselement ist zum formschlüssigen Ausfüllen eines Zwischenraumes zwischen der stapelförmigen Anordnung der Bauteile und dem bzw. den Wandabschnitten entlang wenigstens eines Teils derjenigen Abmessung des Wandabschnitts bzw. der Wandabschnitte vorgesehen, die sich zumindest im wesentlichen in Richtung des Umfangs des Bodenabschnitts erstreckt. Das magnetisch nichtleitende Abstandselement kann dabei aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff ausgebildet sein und übernimmt in diesem Fall außer einer mechanischen Arretierung auch die Funktion einer elektrischen Isolierung. Das Abstandselement kann insbesondere eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen. So kann zumindest ein wesentlicher Teil des Zwischenraumes zwischen der stapelförmigen Anordnung der Bauteile und dem Wandabschnitt bzw. den Wandabschnitten mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten ausgefüllt sein. In der zitierten Patentanmeldung ist weiter angegeben, daß dieser Raum vorteilhaft für kompakte, elektrische oder elektronische Schaltungselemente nutzbar gemacht werden kann.A microwave component is described in German patent application DE-A-196 36 840, which is a substantially trough-shaped housing part from a bottom section and at least one adjoining the periphery of the bottom section Identifies wall section and a cover part, the housing part and cover part one Enclose interior. In this interior, a number are essentially disk-shaped Components arranged in a stack between the bottom section and the cover part. Adjacent to the stage-like arrangement of the components is at least almost in entire height of the interior between the bottom portion and the cover part at least a magnetically non-conductive spacer is arranged. This spacer is for the positive filling of a space between the stacked Arrangement of the components and the wall section or sections along at least one Provided part of that dimension of the wall section or the wall sections, which extends at least substantially in the direction of the circumference of the base section. The magnetically non-conductive spacer can be made of electrically non-conductive Be formed material and takes over in this case except a mechanical Locking also functions as electrical insulation. The spacer can in particular have a high dielectric constant. At least it can an essential part of the space between the stacked arrangement of the components and the wall section or the wall sections with a high dielectric constant to be filled out. The cited patent application further states that this space is advantageous for compact, electrical or electronic circuit elements can be used.
Bei der gegenwärtigen Entwicklung der gattungsgemäßen Mikrowellen-Bauelemente werden aus mehreren Gründen immer kompaktere Bauformen mit immer weiter verringerten Abmessungen angestrebt. Dies dient einerseits der fortschreitenden Miniaturisierung von Geräten, in denen derartige Mikrowellen-Bauelemente zum Einsatz gelangen, und andererseits auch dem Betrieb dieser Mikrowellen-Bauelemente bei immer weiter gesteigerten Betriebsfrequenzen. Dies betrifft auch Mikrowellen-Zirkulatoren sowie Mikrowellen-Isolatoren, die üblicherweise als Mikrowellen-Zirkulatoren mit eingebauter Lastimpedanz konstruiert sind. In deren üblicher Bauform ist die Lastimpedanz in gleicher Ebene mit einer Mikrowellen-Leiteranordnung angeordnet, wie sie in an sich bekannter Weise bei Mikrowellen-Zirkulatoren zum Einsatz gelangt. Diese Anordnung der Lastimpedanz hat jedoch insbesondere bei einer Dimensionierung für eine hohe elektrische Leistungsaufnahme den Nachteil daß für die Lastimpedanz in der Ebene der Mikrowellen-Leiteranordnung ein sehr großer Platz vorgesehen werden muß. Das bedeutet, daß eine sich in Richtung der Ebene der Mikrowellen-Leiteranordnung erstrekkende Grundfläche des Bodenabschnitts des Gehäuseteils des Mikrowellen-Bauelements ebenfalls sehr große Abmessungen aufweisen muß, wenn die Lastimpedanz vom Gehäuseteil umschlossen werden soll. Diese ist jedoch aus schaltungs- und fertigungstechnischen Gründen erwünscht.In the current development of the generic microwave components For more reasons, more and more compact designs are being reduced Dimensions aimed for. On the one hand, this serves the advancing miniaturization of devices in which such microwave components are used, and on the other hand, the operation of these microwave components continues increased operating frequencies. This also affects microwave circulators as well Microwave isolators, usually built-in as microwave circulators Load impedance are constructed. In their usual design, the load impedance is in arranged on the same level with a microwave conductor arrangement as in itself known way used in microwave circulators. This arrangement however, the load impedance is particularly high when dimensioning electrical power consumption the disadvantage that for the load impedance in the level of Microwave conductor arrangement a very large space must be provided. That means, that one extending in the direction of the plane of the microwave conductor arrangement Base area of the bottom section of the housing part of the microwave component must also have very large dimensions if the load impedance from Housing part to be enclosed. However, this is from circuit and manufacturing technology Reasons desired.
Aus der JP 09 199909 A und aus Patent Abstracts of Japan, vol. 1997, no. 11, vom 28. November 1997, ist ein Mikrowellenisolator bekannt, der aus einem Harzgehäuse mit einem darin eingebetteten Leiter aufgebaut ist. Ein metallisches Gehäuse ist auf dem Harzgehäuse geformt. Ein Ferritkern mit einem diesen einschließenden, darum herumgefalteten Mittelleiter ist auf dem metallischen Gehäuse angeordnet. Ein Harzformteil mit einem Vorsprung zur Arretierung des Ferritkerns an seinem äußeren Umfang ist auf dem Ferritkern und ein Permanentmagnet ist auf dem Harzformteil angeordnet. Metallische Gehäuseteile bedecken die oben befindlichen Bauteile.From JP 09 199909 A and from Patent Abstracts of Japan, vol. 1997, no.11, from 28. November 1997, a microwave isolator is known which consists of a resin housing a conductor embedded in it is constructed. A metallic case is on the Resin molded. A ferrite core with an enclosing, folded around it Center conductor is arranged on the metallic housing. A resin molding with a projection for locking the ferrite core on its outer circumference the ferrite core and a permanent magnet is arranged on the resin molding. Metallic Housing parts cover the components located above.
Aus der JP 09 036610 A und aus Patent Abstracts of Japan, vol. 1997, no. 06, vom 30. From JP 09 036610 A and from Patent Abstracts of Japan, vol. 1997, no.06, from 30.
Juni 1997, ist ein Mikrowellenisolator bekannt, der einen Ferrit und eine Abgleichkapazität aufweist, die auf einem als Massepotential genutzten Magnetjoch angebracht sind. Ein Mittelleiter, der aus einem näherungsweise Y-förmigen Streifenleiter besteht, ist mit dieser Abgleichkapazität verbunden, und das Endteil ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß eines Sockels verbunden. Ein Masseanschluß des Sockels ist mit dem Magnetjoch verbunden. Ein Permanentmagnet ist auf dem Sockel angeordnet und mit einem weiteren Magnetjoch bedeckt und liefert ein Magnetfeld, welches stärker ist als das Resonanzmagnetfeld des Ferrits. Im Fall der Anwendung als Mikrowellenisolator wird einAbschlußwiderstand zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß des Sockels und dem Masseanschluß eingesetzt.June 1997, a microwave isolator is known which has a ferrite and a matching capacity has, which are attached to a magnetic yoke used as a ground potential. A center conductor, which consists of an approximately Y-shaped strip conductor, is included this matching capacity, and the end part is connected to an input / output connection a base connected. A ground connection of the base is with the Magnetic yoke connected. A permanent magnet is arranged on the base and with covers another magnetic yoke and provides a magnetic field which is stronger than the resonance magnetic field of the ferrite. When used as a microwave isolator becomes a terminating resistor between the input / output terminal of the socket and the ground connection used.
Bei diesen Mikrowellenisolatoren wird im erstgenannten Fall zur Halterung des Permanentmagneten und des Ferritkerns ein verhältnismäßig kompliziert ausgebildetes Harzformteil bzw. im zweiten Fall zur Halterung des Permanentmagneten ein ebenso kompliziert ausgebildeter Sockel eingesetzt. Diese Bauteile sind darüber hinaus elektrisch nichtleitend. Für die Ausbildung bestimmter elektrischer Eigenschaften kann es aber bei einem derartigen Mikrowellenisolator wünschenswert sein, in einem durch das genannte Harzformteil bzw. den genannten Sockel eingenommenen Raumbereich im Gehäuse des Mikrowellenisolators eine elektrisch leitende Schicht anzuordnen, die mit dem Gehäuse in leitender Verbindung steht.These microwave insulators are used to hold the permanent magnet in the former case and the ferrite core is a relatively complicated one Resin molding or in the second case for holding the permanent magnet one as well complicated base used. These components are also electrical non-conductive. It can be used for the formation of certain electrical properties but with such a microwave insulator be desirable in one by Resin molding or the space occupied in the space Housing the microwave insulator to arrange an electrically conductive layer with the housing is in conductive connection.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Mikrowellen-Bauelement der vorstehend beschriebenen Art in der Weise zu verbessern, daß auch dieses vorstehend genannte Merkmal bei einfacher Ausbildung der Bauteile des Mikrowellen-Bauelements und einfacher Montage zu verwirklichen ist. Dabei soll trotz Aufnahme einer umfangreicheren Lastimpedanz innerhalb des Gehäuses eine der Miniaturisierung förderliche, kompakte Bauform erhalten werden. The invention has the object of providing a microwave component as described above Kind to improve in such a way that this aforementioned feature with simple design of the components of the microwave component and simpler Assembly is to be realized. Despite the inclusion of a more extensive load impedance a compact design that promotes miniaturization within the housing be preserved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Mikrowellen-Bauelement mit
den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a microwave component
the features of
Das Mikrowellen-Bauelement nach der Erfindung ist ausgebildet mit einem im wesentlichen wannenförmigen Gehäuseteil, das einen Bodenabschnitt und wenigstens einen am Umfang des Bodenabschnitts sich anschließenden Wandabschnitt umfaßt, und mit einem Deckelteil, wobei Gehäuseteil und Deckelteil aus magnetisch leitendem Werkstoff geformt sind und einen Innenraum umschließen, in dem eine Anzahl im wesentlichen scheibenförmiger Bauteile stapelförmig zwischen Bodenabschnitt und Deckelteil derart angeordnet sind, daß ein an wenigstens einen Teilabschnitt des Bodenabschnitts angrenzender Teilraum des Innenraums von der stapelförmigen Anordnung ausgespart ist.The microwave component according to the invention is designed with an essentially trough-shaped housing part, which has a bottom section and at least one at the periphery of the bottom portion adjoining wall portion, and with a cover part, the housing part and cover part made of magnetically conductive material are shaped and enclose an interior in which a number essentially disc-shaped components in a stack between the bottom section and the cover part are arranged such that one at least a portion of the bottom portion adjacent sub-space of the interior is left out of the stacked arrangement is.
Bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement umfaßt die stapelförmige Anordnung der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile in der Reihenfolge der Stapelung vom Deckelteil beginnend wenigstens
- eine Mikrowellen-Leiteranordnung zum Leiten elektromagnetischer Wellen,
- wenigstens ein Zwischenelement, welches sich wenigstens weitgehend parallel zum Bodenabschnitt zwischen den Wandabschnitten erstreckt, und
- ein Magnetelement.
- a microwave conductor arrangement for guiding electromagnetic waves,
- at least one intermediate element, which extends at least largely parallel to the base section between the wall sections, and
- a magnetic element.
Gemäß der Erfindung ist das Zwischenelement elektrisch und/oder magnetisch leitend ausgebildet. Das Mikrowellen-Bauelement umfaßt wenigstens ein Stützelement, welches sich entlang wenigstens eines der Wandabschnitte kraft- und/oder formschlüssig zwischen dem Bodenabschnitt und dem Zwischenelement erstreckt zum Definieren der räumlichen Position des Zwischenelements gegenüber dem Bodenabschnitt. Dieses Stützelement dient somit der Arretierung und Ausrichtung des Zwischenelements im , Gehäuseteil. Bevorzugt können an dem Zwischenelement weitere der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile befestigt sein, beispielsweise durch Kleben. Deren Lage im Gehäuseteil wird dann durch die Positionierung des Zwischenelements ebenfalls exakt definiert.According to the invention, the intermediate element is electrically and / or magnetically conductive educated. The microwave component comprises at least one support element, which non-positively and / or positively along at least one of the wall sections extends between the bottom portion and the intermediate element to define the spatial position of the intermediate element relative to the bottom section. This Support element thus serves to lock and align the intermediate element in the Housing part. Preferably, more of the essentially on the intermediate element be disc-shaped components attached, for example by gluing. Their location in Housing part is then also exact by positioning the intermediate element Are defined.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist durch das Stützelement eine elektrisch leitende, jedoch magnetisch nichtleitende Verbindung zwischen dem Bodenabschnitt und dem Zwischenelement gebildet. Je nach gewählter Positionierung des Stützelements gegenüber dem Wandabschnitt bzw. den Wandabschnitten kann auch eine elektrisch leitende Verbindung unmittelbar zu dem Wandabschnitt bzw. den Wandabschnitten hergestellt sein. Bevorzugt ist das Stützelement dazu aus elektrisch leitendem Werkstoff wie beispielsweise Aluminium ausgebildet, der magnetisch nichtleitend ist. According to a development of the invention, an electrically conductive, however magnetically non-conductive connection between the bottom section and the intermediate element is formed. Depending on the selected positioning of the support element opposite the wall section or the wall sections can also be an electrically conductive Connection established directly to the wall section or the wall sections his. For this purpose, the support element is preferably made of an electrically conductive material such as For example, aluminum is formed, which is magnetically non-conductive.
Bei dem in der Patentanmeldung DE-A-196 36 840 beschriebenen Mikrowellen-Bauelement sind die im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile, insbesondere eine Mikrowellen-Leiteranordnung, bei der Montage in das im wesentlichen wannenförmige Gehäuseteil angrenzend an dessen Bodenabschnitt eingebracht. Dadurch steht angrenzend an den Bodenabschnitt allenfalls im Bereich des dortigen, magnetisch und elektrisch nichtleitenden Abstandselements allenfalls ein sehr geringes Raumangebot für zusätzliche Bauelemente, beispielsweise eine Lastimpedanz, zur Verfügung. Dieses Raumangebot reicht jedoch für die geforderten Lastimpedanzen nicht aus. Eine Vergrößerung dieses Raumangebots entlang der Erstreckung des Bodenabschnitts hätte unweigerlich dessen Vergrößerung zur Folge.In the microwave component described in patent application DE-A-196 36 840 are the essentially disk-shaped components, in particular a microwave conductor arrangement, when installed in the essentially trough-shaped housing part introduced adjacent to the bottom portion. This is adjacent to the Bottom section at most in the area of the magnetically and electrically non-conductive there Spacer elements, at best, a very small amount of space for additional components, for example a load impedance. This space however, it is not sufficient for the required load impedances. An enlargement of this Space would inevitably have along the extent of the floor section Result in enlargement.
Beim erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement werden jedoch die im wesentlichen scheibenförmigen Teile in ihrer stapelförmigen Anordnung so bemessen und ausgerichtet, daß angrenzend an wenigstens einen Teilabschnitt, d.h. eine Teilfläche, des Bodenabschnitts ein beispielsweise für die Unterbringung einer Lastimpedanz geeigneter Raumbereich des Innenraumes des wannenförmigen Gehäuseteils verbleibt Dieser als Teilraum bezeichnete Raumbereich läßt sich insbesondere dadurch ohne Vergrößerung des Bodenabschnitts des Gehäuseteils gewinnen, daß die Reihenfolge der Stapelung der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile so gewählt wird, daß diejenigen der Bauteile mit den geringsten Abmessungen in Erstreckungsrichtung des Bodenabschnitts an diesen angrenzend angeordnet sind. Die Bauteile mit größeren Abmessungen in Erstreckungsrichtung des Bodenabschnitts des wannenförmigen Gehäuseteils werden bevorzugt an das Deckelteil angrenzend angeordnet. Dadurch läßt sich ein beispielsweise auch für umfangreichere Lastimpedanzen ausreichender Teilraum ohne Vergrößerung der Abmessungen insbesondere des Bodenabschnitts des wannenförmigen Gehäuseteils schaffen.In the microwave component according to the invention, however, are essentially disc-shaped parts in their stacked arrangement dimensioned and aligned so that adjacent to at least a portion, i.e. a partial area, the bottom section a suitable one, for example, for accommodating a load impedance The area of the interior of the trough-shaped housing part remains as This means that the area designated as the subspace can be enlarged without enlarging it win the bottom portion of the housing part that the order of stacking the essentially disc-shaped components is chosen so that those of the components with the smallest dimensions in the direction of extension of the base section these are arranged adjacent. The components with larger dimensions in the direction of extension the bottom portion of the trough-shaped housing part are preferred arranged adjacent to the cover part. This allows for example Sufficient space for larger load impedances without enlargement the dimensions, in particular, of the bottom section of the trough-shaped housing part create.
Dieser Teilraum kann sich bevorzugt zwischen wenigstens dem Teilabschnitt des Bo denabschnitts, an den er angrenzt, und dem in Richtung auf den Bodenabschnitt äußersten der Bauteile der stapelförmigen Anordnung erstrecken. Dabei kann der Teilraum in Bereiche des Innenraumes des Gehäuseteils reichen, die sich in Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung des Bodenabschnitts neben einzelnen der scheibenförmigen Bauteile befinden. Der Teilraum kann sich aber auch im wesentlichen in Erstreckungsrichtung des Bodenabschnitts erstrecken und dabei in Raumbereiche des Innenraumes reichen, die sich zwischen dem Bodenabschnitt und demjenigen der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile erstrecken, welches in der stapelförmigen Anordnung dem Bodenabschnitt als äußerstes zugewandt ist.This subspace can preferably be located between at least the subsection of the Bo the portion to which it abuts and the outermost toward the bottom portion extend the components of the stacked arrangement. The subspace in Areas of the interior of the housing part extend in the direction parallel to Extension direction of the bottom section next to individual of the disc-shaped components are located. The subspace can also essentially extend in the direction of extension of the floor section and thereby extend into spatial areas of the interior, which is between the bottom section and that of the substantially extend disc-shaped components, which in the stacked arrangement Bottom section is facing as the extreme.
Bei dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement wird somit innerhalb des Gehäuseteils des Mikrowellen-Bauelements ein Teilraum geschaffen, der auch zur Aufnahme umfangreicherer Lastimpedanz-Anordnungen geeignet ist. Dabei bietet die Lage dieses Teilraumes unmittelbar an den Bodenabschnitt angrenzend den Vorteil, daß hier angeordnete Lastimpedanz-Anordnungen in einem guten termischen Kontakt zum Gehäuseteil angebracht werden können. Damit ist selbst in sehr kleinen Gehäuseteilen die Anbringung von Lastimpedanzen mit relativ hoher Leistungsaufnahme ohne thermische Schwierigkeiten, d.h. ohne Überhitzung des Mikrowellen-Bauelements im Betrieb, möglich. Der Bodenabschnitt bietet dabei sowohl durch seine Ausgestaltung als auch seinen thermischen Kontakt mit der Umgebung die besten Voraussetzungen für eine schnelle und gleichmäßige Abfuhr entstehender Wärmeenergie.In the microwave component according to the invention is thus within the housing part of the microwave component created a subspace that is also for recording more extensive load impedance arrangements is suitable. The location offers this Subspace directly adjacent to the floor section the advantage that arranged here Load impedance arrangements in good thermal contact with the housing part can be attached. This means that it can be attached even in very small housing parts load impedances with relatively high power consumption without thermal Difficulties, i.e. without overheating of the microwave component in operation, possible. The bottom section offers both by its design and its thermal contact with the environment is the best prerequisite for one quick and even dissipation of heat energy.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben. Übereinstimmende Elemente sind in der gesamten Zeichnung mit denselben Bezugszeichen dargestellt. Es zeigen
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf ein Mikrowellen-Bauelement gemäß einem ersten sowie einem zweiten Ausführungsbeispiel, im folgenden als Ansicht W bezeichnet,
- Fig. 2
- eine Rückansicht der Mikrowellen-Bauelemente gemäß Fig. 1, im folgenden als Ansicht X bezeichnet,
- Fig. 3
- eine Vorderansicht des ersten der Ausführungsbeispiele des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1, im folgenden als Ansicht Y bezeichnet,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht des ersten der Ausführungsbeispiele des in Fig. 1 dargestellten Mikrowellen-Bauelements, im folgenden als Ansicht Z bezeichnet,
- Fig. 5
- einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie A-A,
- Fig. 6
- einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie B-B,
- Fig. 7
- einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 4 dargestellten Schnittlinie C-C,
- Fig. 8
- eine Vorderansicht (Ansicht Y) eines zweiten der Ausführungsbeispiele des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1,
- Fig. 9
- eine Seitenansicht (Ansicht Z) des zweiten Ausführungsbeispiels des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1,
- Fig. 10
- einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie A-A,
- Fig. 11
- einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie B-B,
- Fig. 12
- einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel des Mikrowellen-Bauelements gemäß Fig. 1 entlang der in Fig. 9 dargestellten Schnittlinie C'-C'.
- Fig. 1
- 3 shows a plan view of a microwave component according to a first and a second exemplary embodiment, referred to below as view W,
- Fig. 2
- 2 shows a rear view of the microwave components according to FIG. 1, referred to below as view X,
- Fig. 3
- 2 shows a front view of the first of the exemplary embodiments of the microwave component according to FIG. 1, hereinafter referred to as view Y,
- Fig. 4
- 2 shows a side view of the first of the exemplary embodiments of the microwave component shown in FIG. 1, hereinafter referred to as view Z,
- Fig. 5
- 2 shows a section through the first exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1 along the section line AA shown in FIG. 1,
- Fig. 6
- 2 shows a section through the first exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1 along the section line BB shown in FIG. 1,
- Fig. 7
- 2 shows a section through the first exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1 along the section line CC shown in FIG. 4,
- Fig. 8
- 2 shows a front view (view Y) of a second of the exemplary embodiments of the microwave component according to FIG. 1,
- Fig. 9
- 2 shows a side view (view Z) of the second exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1,
- Fig. 10
- 2 shows a section through the second exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1 along the section line AA shown in FIG. 1,
- Fig. 11
- 2 shows a section through the second exemplary embodiment of the microwave component according to FIG. 1 along the section line BB shown in FIG. 1,
- Fig. 12
- a section through the second embodiment of the microwave component of FIG. 1 along the section line C'-C 'shown in Fig. 9.
Die beiden in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen ein
Mikrowellen-Bauelement, welches einen Mikrowellen-Zirkulator bildet, der durch
reflexionsfreien Abschluß eines seiner drei Tore seiner Mikrowellen-Leiteranordnung
durch eine entsprechend dimensionierte Lastimpedanz für die
Funktion eines Mikrowellen-Isolators ausgebildet sein kann. Dieses Mikrowellen-Bauelement
umfaßt ein Gehäuse, bestehend aus einem im wesentlichen
wannenförmigen Gehäuseteil 1 und einem Deckelteil 2. Das im wesentlichen
wannenförmige Gehäuseteil 1 umfaßt einen Bodenabschnitt 3 von wenigstens
weitgehend quadratischem Umfang sowie vier sich am Umfang des
Bodenabschnitts 3 anschließende Wandabschnitte 4, 5, 6, 7. Ein erster dieser
Wandabschnitte mit dem Bezugszeichen 4 bildet dabei die in der Vorderansicht
(Ansicht Y) sichtbare Wand des Gehäuseteils 1. Ein zweiter der Wandabschnitte mit
dem Bezugszeichen 5 bildet den in der Rückansicht (Ansicht X) sichtbaren Teil des
Gehäuseteils 1, ein dritter Wandabschnitt mit dem Bezugszeichen 6 bildet den in der
linken Seitenansicht (Ansicht Z) sichtbaren Teil des Gehäuseteils 1, und der vierte
Wandabschnitt 7 bildet den in der Seitenansicht von rechts - der Ansicht Z
entgegengesetzt - sichtbaren Teil des Gehäuseteils 1. Das Gehäuseteil 1 mit
Bodenabschnitt 3 und Wandabschnitten 4 bis 7 ist vorzugsweise einstückig durch
spanlose Bearbeitung aus einem im wesentlichen plattenförmigen, magnetisch
leitenden Werkstoff geformt, beispielsweise aus einem magnetisch leitenden Blech
gestanzt und abgekantet. In entsprechender Weise ist auch das Deckelteil 2 gefertigt.The two exemplary embodiments shown in the figures show one
Microwave component, which forms a microwave circulator that passes through
reflection-free termination of one of its three gates in its microwave conductor arrangement
through an appropriately dimensioned load impedance for the
Function of a microwave insulator can be formed. This microwave device
comprises a housing consisting essentially of a
trough-shaped
Die Wandabschnitte 4 bis 7 sind im wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet. An
ihren dem Umfang des Bodenabschnitts 3 abgewandten Kanten weisen sie
zapfenartige Vorsprünge auf, die beim Zusammenfügen des Gehäuseteils 1 mit dem
Deckelteil 2 in entsprechende Ausnehmungen im Deckelteil 2 formschlüssig
eingreifen. Diese zapfenartigen Vorsprünge an den Wandabschnitten 4 bis 7 sind mit
dem Bezugszeichen 8, die Ausnehmungen im Deckelteil 2 mit dem Bezugszeichen 9
bezeichnet. Gehäuseteil 1 und Deckelteil 2 können durch Verkleben, Verschweißen,
Verlöten oder Abwinkeln bzw. Verschwenken der zapfenartigen Vorsprünge 8
miteinander verbunden werden. Darüber hinaus ist jede andere im Ergebnis gleich
wirkende Verbindungsart von Gehäuseteil 1 und Deckelteil 2 möglich.The
Die Wandabschnitte 4 bis 7 sind nicht bis an die Ecken des im wesentlichen
quadratischen Umfangs des Bodenabschnitts 3 geführt, sondern im Bereich dieser
Ecken ausgespart. In diesen Ecken sind in dem Bodenabschnitt 3 Durchbrüche
vorgesehen, die als Schraublöcher zur Befestigung des Mikrowellen-Bauelements in
einem Gerät oder dergleichen dienen, in dem das Mikrowellen-Bauelement Einsatz
findet. Diese Durchbrüche, in den dargestellten Ausführungsbeispielen mit den
Bezugszeichen 10 versehen, sind beispielsweise von kreisrundem Umfang; sie
können jedoch auch als schlitzförmige Rücksprünge im Umfang des Bodenabschnitts
oder in vergleichbar wirkender Kontur ausgebildet sein.The
Das Gehäuse 1, 2 in der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung bildet Teil eines
magnetischen Kreises, in den im weiteren eine Anzahl im wesentlichen
scheibenförmiger Bauteile einbezogen ist, die stapelförmig zwischen
Bodenabschnitt 3 und Deckelteil 2 angeordnet sind. In der Reihenfolge der
Stapelung sind dies, beginnend mit dem an das Deckelteil 2 angrenzenden Bauteil,
eine erste Ferritscheibe 11, ein flächiger Innenleiter 12, eine zweite
Ferritscheibe 13, ein Zwischenelement 14, ein kreisscheibenförmiger
Permanentmagnet 15, eine Thermofluxscheibe 16 und, im gezeigten Fall durch einen
Luftspalt 17 abgetrennt, eine verschiebbar angeordnete Lasche 18. In dieser
Stapelung bilden die Ferritscheiben 11, 13 zusammen mit dem Innenleiter 12 die
Mikrowellen-Leiteranordnung, zu der das Deckelteil 2 und das Zwischenelement 14
die in diesem Beispiel symmetrisch beabstandeten Außenleiter bilden. Dazu ist das
Zwischenelement 14 elektrisch leitend ausgebildet. Das Zwischenelement 14 ist
außerdem aus einem auch magnetisch leitenden Material geformt und bildet dadurch
zugleich eine Polscheibe zur Verteilung und Homogenisierung des vom
Permanentmagneten 15 beaufschlagten Magnetfeldes, welches die Mikrowellen-Leiteranordnung
11, 12, 13 senkrecht zur flächigen Ausdehnung des Innenleiters 12
durchsetzt. Das Zwischenelement 14 ist formschlüssig zwischen die
Wandabschnitte 4 bis 7 eingefügt. Um jedoch einen magnetischen Kurzschluß zu
diesen Wandabschnitten 4 bis 7 zu vermeiden, ist das Zwischenelement 14 mit
Rücksprüngen entlang seiner an die Wandabschnitte 4 bis 7 angrenzenden Kanten
versehen, so daß sich das Zwischenelement 14 an den Wandabschnitten lediglich
über schmale Stege 19 abstützt. Im übrigen ist das Zwischenelement 14
vorzugsweise ebenfalls spanlos aus einem magnetisch leitenden Blech geformt.The
Anstelle des beschriebenen Zwischenelements 14 kann bei einer Abwandlung der
dargestellten Ausführungsbeispiele auch ein mehrteiliges Zwischenelement aus einem
elektrisch leitenden, folienartigen Teil als Außenleiter für die Mikrowellen-Leiteranordnung
11, 12, 13 und einer Anordnung aus magnetisch leitenden
Polscheiben zum Einsatz kommen.Instead of the
Die Lasche 18 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem ebenen,
magnetisch leitenden Blech und liegt flächig am Bodenabschnitt 3 an. Die Lasche 18
bildet mit dem Luftspalt 17 ein in dem magnetischen Kreis angeordnetes,
geometrisch veränderbares magnetisches Abstimmelement. Durch Verschieben der
Lasche 18 in einer Richtung parallel zur Schnittlinie A-A auf dem Bodenabschnitt 3
wird der Luftspalt 17 in seiner Kontur, insbesondere seiner Breite, verändert und
damit in seiner magnetischen Leitfähigkeit eingestellt. Dies verändert die
magnetische Feldstärke im gesamten magnetischen Kreis und damit auch im Bereich
der Mikrowellen-Leiteranordnung. Ein Abgleich des Mikrowellen-Bauelements wird
auf diese Weise einfach und präzise ermöglicht.The
In dem Bereich des Bodenabschnitts 3, an dem die Lasche verschiebbar angeordnet
ist, ist eine von der Lasche 18 wenigstens teilweise überdeckbare, sich vornehmlich
in Verschiebungsrichtung der Lasche 18 erstreckende, schlitzförmige
Ausnehmung 20 in den Bodenabschnitt 3 eingebracht; beispielsweise eine
Ausstanzung. Durch die Wahl der Kontur dieser Ausnehmung 20 können die
Abgleicheigenschaften durch das magnetische Abstimmelement beeinflußt werden.In the area of the
In dem ersten und dem zweiten Wandabschnitt 4, 5 sind ferner entlang der
Berandung, entlang der diese Wandabschnitte 4, 5 sich an den Umfang des
Bodenabschnitts 3 anschließen, Ausnehmungen 21 bzw. 22 vorgesehen, durch die
auch bei in beispielsweise einem Gerät montiertem Mikrowellen-Bauelement noch
eine Verschiebung der Lasche 18 und damit ein Abgleich leicht vorgenommen
werden kann. Eine gesonderte mechanische Befestigung der Lasche 18 am
Bodenabschnitt 3 ist nicht dargestellt und kann auch entfallen, da beide Elemente
durch magnetische Anziehung in ihrer Lage zueinander gehalten werden. Darüber
hinaus kann jedoch auch eine Sicherung der Lage der Lasche 18 durch Klebstoff
oder Sicherungslack o.dgl. vorgenommen werden.In the first and
Der Innenleiter 12 weist zur Bildung der drei Tore des Mikrowellen-Bauelements
drei Anschlußleiter 23, 24, 25 auf. Diese sind durch entsprechend angeordnete
Rücksprünge 26, 27, 28 im ersten, dritten bzw. vierten Wandabschnitt 4, 6 bzw. 7
aus dem Gehäuse 1, 2 des Mikrowellen-Bauelements herausgeführt, wodurch eine
elektrische Isolierung des Innenleiters 12 gegen das Gehäuse 1, 2 gewährleistet ist. The
Der Fixierung der Einbaulage der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile 11 bis
18 - wobei sich der Luftspalt 17 als Folge der vorgewählten Einbaulage der
Elemente 11 bis 16 und 18 ergibt - dienen zwei Stützelemente 29, 30, die sich
entlang des dritten bzw. des vierten Wandabschnitts 6 bzw. 7 formschlüssig (und
ebenfalls kraftschlüssig) zwischen dem Bodenabschnitt 3 und dem
Zwischenelement 14 erstrecken. Diese Stützelemente 29, 30 sind elektrisch leitend,
jedoch magnetisch nichtleitend ausgebildet und vorzugsweise aus Aluminium
geformt. Sie definieren die räumliche Position des Zwischenelements 14 gegenüber
dem Bodenabschnitt 3, d.h. sie legen den Abstand dieser beiden Elemente
zueinander fest. Außerdem stellen sie die wesentliche elektrische Verbindung
zwischen dem Gehäuseteil 1 und dem Zwischenelement 14 dar. Die
Stützelemente 29, 30 füllen dabei einen Teil des Raumbereiches innerhalb des
Mikrowellen-Bauelements aus, der durch den Bodenabschnitt 3, das
Zwischenelement 14 sowie die Wandabschnitte 4 bis 7 umgrenzt wird. Dieser
Raumbereich enthält weiterhin den Permanentmagneten 15 und die
Thermofluxscheibe 16 sowie das magnetische Abstimmelement mit der Lasche 18
und dem durch sie beeinflußbaren Luftspalt 17. Dabei ist innerhalb des
beschriebenen Raumbereiches ein an einen Teilabschnitt des Bodenabschnitts 3
angrenzender Teilraum 31 von den aufgelisteten Bauteilen ausgespart. Dieser
Teilraum 31 ist durch fett gezeichnete, gestrichelte Linie angedeutet. In dem
Teilraum 31, der in unmittelbarer Nachbarschaft mit dem Bodenabschnitt 3 steht und
damit einen guten elektrischen und vor allem thermischen Kontakt zum
Bodenabschnitt 3 aufweist, kann bevorzugt die erwähnte Lastimpedanz angeordnet
werden, durch die einer der Anschlußleiter des Innenleiters 12, bevorzugt der erste
Anschlußleiter 23, reflexionsfrei abgeschlossen werden kann. Der vorhandene
Teilraum 31 ermöglicht dabei eine Lastimpedanz-Anordnung, die für eine im
Vergleich zu den Abmessungen des Gehäuses 1, 2 des Mikrowellen-Bauelements
hohe Verlustleistung ausgelegt werden kann. Damit läßt sich ein Mikrowellen-Isolator
hoher Leistungsklasse mit sehr kompakten Abmessungen aufbauen.
Vorgesehen ist insbesondere eine Lastimpedanz mit einer Leistungsaufnahme im
Bereich zwischen 50 und 200 Watt. Diese große Lastimpedanz kann innerhalb des
Gehäuses 1, 2 angeordnet werden, ohne die Abmessungen des Bodenabschnitts 3 zu
erhöhen. Die Anordnung der Lastimpedanz angrenzend an den Bodenabschnitt 3
gewährleistet ferner eine thermische Entkopplung von der Mikrowellen-Leiteranordnung
11 bis 13.Fixing the installation position of the substantially disk-shaped
Für den Zusammenbau der beschriebenen Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements wird in das Gehäuseteil 1 zunächst die
Lasche 18 eingelegt. Anschließend werden die Stützelemente 29, 30 in das
Gehäuseteil 1 eingebracht. In dem zwischen den Stützelementen 29, 30 und dem
Bodenabschnitt 3 bzw. der Lasche 18 liegenden Raumbereich wird daraufhin die
Thermofluxscheibe 16 und der Permanentmagnet 15 angeordnet und es wird dieser
Raumbereich durch das Zwischenelement 14 abgedeckt. Zur Gewährleistung des
Luftspalts 17 muß dabei die Höhe der Stützelemente 29, 30 in Blickrichtung der
Ansicht W größer sein als die Summe der Höhen der Lasche 18, der
Thermofluxscheibe 16 und des Permanentmagneten 15. Anstelle der aus Gründen
der Vereinfachung dargestellten einzigen Thermofluxscheibe 16 kann in der Praxis
auch eine Anordnung aus mehreren Thermofluxscheiben zur Anwendung gelangen.
Vorteilhaft werden in einer Vormontage der Permanentmagnet 15 und die
Thermofluxscheibe 16 auf dem Zwischenelement 14 beispielsweise durch Klebung
befestigt und die so vormontierte Baugruppe 14, 15, 16 mit dem
Permanentmagneten 15 in Richtung auf den Bodenabschnitt 3 auf die Stützelemente
29, 30 aufgesetzt. Auf das Zwischenelement 14 wird die Mikrowellen-Leiteranordnung
aus den Ferritscheiben 11, 13 und dem Innenleiter 12 geschichtet
und durch Aufbringen des Deckelteils 2 und dessen Fixierung am Gehäuseteil 1
fixiert.For the assembly of the described embodiments of the
microwave component according to the invention is first in the
Die Montage des gesamten Mikrowellen-Bauelements läßt sich stapelweise in einer
Montagelehre vollführen, die beispielsweise drei Stifte aufweist, die zur Montage
durch entsprechende, in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellte Ausnehmungen
im Bodenabschnitt 3 geführt werden und die Lage der einzelnen, scheibenförmigen
Bauteile 11 bis 16, 18 definieren. Nach Befestigung des Deckelteils 2 wird das
Mikrowellen-Bauelement von diesen Stiften abgezogen.The assembly of the entire microwave component can be stacked in one
Complete assembly jig, which has, for example, three pins for assembly
by corresponding recesses, not shown in the exemplary embodiments
in the
Der Permanentmagnet 15 wird in vollständig aufmagnetisiertem Zustand eingebaut.
Das für den Betrieb des Mikrowellen-Bauelements nötige Magnetfeld wird mit der
verschiebbaren Lasche abgeglichen. Für den mechanischen Zugriff auf diese
Lasche 18 kann auch die Ausnehmung 20 im Bodenabschnitt 3 herangezogen
werden, solange diese - bedingt durch die Einbaulage des Mikrowellen-Bauelements
- zugänglich ist.The
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich bezüglich
der Ausbildung des Teilraumes 31 durch die jeweils gewählte Form für den
Permanentmagneten 15. Während im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 7
der scheibenförmige Permanentmagnet eine radiale Ausdehnung aufweist, die im
wesentlichen mit derjenigen der Ferritscheiben 11, 13 übereinstimmt, ist im zweiten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2, 8 bis 12 ein Permanentmagnet mit geringeren
radialen Abmessungen eingesetzt. Um auf ein vergleichbares Volumen für den
Permanentmagneten 15 zu kommen, ist die Dicke des scheibenförmigen
Permanentmagneten 15 im zweiten Ausführungsbeispiel größer gewählt als im ersten
Ausführungsbeispiel. Entsprechend erstreckt sich der Teilraum 31 im ersten
Ausführungsbeispiel zu einem wesentlichen Anteil in den Zwischenraum zwischen
dem Permanentmagneten 15 und der Lasche 18, d.h. in den Luftspalt 17. Im
Vergleich dazu nimmt der Teilraum 31 im zweiten Ausführungsbeispiel in
wesentlich stärkerem Anteil einen Raumbereich zwischen dem Bodenabschnitt 3 und
dem Zwischenelement 14 ein, der seitlich durch den ersten Wandabschnitt 4
einerseits sowie durch den Permanentmagneten 15 und die Lasche 18 andererseits
eingegrenzt wird. Durch die Verkleinerung der radialen Abmessung des
Permanentmagneten 15 im zweiten Ausführungsbeispiel ist außerdem eine
Vergrößerung des Teilraumes 31 zur Aufnahme einer Lastimpedanz gegenüber dem
ersten Ausführungsbeispiel möglich.The exemplary embodiments shown in the figures differ in terms of
the formation of the
Claims (7)
- A microwave component with a substantially tub-shaped housing part (1) which comprises a bottom portion (3) and at least one wall portion (4, 5, 6, 7) which merges into the circumference of the bottom portion (3), and with a lid part (2), said housing part (1) and lid part (2) being made from a magnetically permeable material and enclosing an inner space in which a number of substantially disc-shaped components are arranged in a stack between the bottom portion (3) and the lid part (2) such that a partial space (31) of the inner space adjoining at least a sub-portion of the bottom portion (3) is left open by the stacked arrangement, wherein the stacked arrangement of the substantially disc-shaped components in a stacking sequence starting from the lid part (2) comprises at least:a microwave guiding arrangement (12) for conducting electromagnetic waves,at least one intermediate element (14) which extends at least substantially parallel to the bottom portion (3) between the wall portions (4, 5,6,7), anda magnet element (15),
characterized in that the intermediate element is made electrically conductive and/or magnetically permeable and at least one support element (29, 30) is provided which extends along at least one of the wall portions (4, 5, 6, 7) between the bottom portion (3) and the intermediate element (14) with matching shape and/or positive retention for defining the spatial position of the intermediate element (14) in relation to the bottom portion (3). - A microwave component as claimed in claim 1, characterized in that the support element (29, 30) constitutes an electrically conducting, magnetically non-permeable connection between the bottom portion (3) and the intermediate element (14).
- A microwave component as claimed in claim 1, characterized in that said partial space (31) extends between at least the sub-portion of the bottom portion (3) and the outermost one of the components of the stacked arrangement, as seen in a direction towards the bottom portion (3).
- A microwave component as claimed in claim 3, characterized in that the partial space (31) extends in a direction substantially parallel to the surface of the bottom portion (3).
- A microwave component as claimed in claim 1, characterized in that the partial space (31) is designed for accommodating a load impedance arrangement.
- A microwave circulator, characterized by a construction with a microwave component as claimed in any one of the claims 1 to 5.
- A microwave isolator, characterized by a construction with a microwave component as claimed in any one of the claims 1 to 5.
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