EP1760824B1 - Temperaturkompensation von Kammleitungsformresonatoren mit zusammentgesetztem Innenleiter - Google Patents

Temperaturkompensation von Kammleitungsformresonatoren mit zusammentgesetztem Innenleiter Download PDF

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EP1760824B1 EP20050019355 EP05019355A EP1760824B1 EP 1760824 B1 EP1760824 B1 EP 1760824B1 EP 20050019355 EP20050019355 EP 20050019355 EP 05019355 A EP05019355 A EP 05019355A EP 1760824 B1 EP1760824 B1 EP 1760824B1
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Claims (30)

  1. Koaxialresonator, der aufweist:
    - ein Gehäuse (2), das einen Resonatorhohlraum (1a) definiert und eine Basis (3, 3', 103), eine Seitenwand (4), die sich von der Basis (3, 3', 103) nach oben erstreckt, und eine obere Abdeckung (5) aufweist, und
    - einen inneren Leiter (6, 6', 6'', 106, 106', 106''), der von der Basis (3, 3', 103) nach oben entlang der Längsachse (7, 107) des Koaxialresonators verläuft und elektrisch mit der Basis (3, 3', 103) verbunden ist, wobei der innere Leiter (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') mindestens zwei verschiedene Materialien aufweist, die verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten haben,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der innere Leiter (6, 6', 6'', 106, 106', 106'')
    - eine äußere hohle Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109''), die einen Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') definiert und ein erstes Material aufweist, das einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, und
    - ein Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') aufweist, das zumindest teilweise innerhalb des Hohlraums (11, 11', 11'', 111, 111'') angeordnet ist, der durch die äußere hohle Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') definiert wird, und ein zweites Material mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der von dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten verschieden ist,
    wobei der Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') zu dem Resonatorhohlraum (1a) hin geschlossen ist und
    wobei die äußere hohle Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') mindestens an zwei Stellen an dem Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') angreift, die in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') beabstandet sind, so dass das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') in dem Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') befestigt ist, wobei das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') entlang des Hauptteils seiner Länge von den inneren Seitenwänden der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') beabstandet ist und das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') solche Abmessungen und Materialeigenschaften hat, dass eine gewünschte Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz erreicht wird.
  2. Koaxialresonator nach Anspruch 1, bei dem der Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') durch eine Öffnung (13, 13') in der Basis (3, 3') oder durch eine Öffnung (135) in dem oberen Ende eines rohrförmigen Abschnitts (132) verläuft.
  3. Koaxialresonator nach Anspruch 1, bei dem das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') zwei Angriffsabschnitte (14a, 14a', 114a, 114a', 114a''; 14b, 14b', 14b'', 114b) aufweist, an denen durch zwei entsprechende Angriffsabschnitte (15a, 15a', 115a, 115a', 115a''; 15b, 15b', 15b'', 115b) der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') so angegriffen wird, dass das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') in dem Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') befestigt ist, wobei sowohl die Angriffsabschnitte (14a, 14a', 114a, 114a', 114a''; 14b, 14b', 14b'', 114b) des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') als auch die Angriffsabschnitte (15a, 15a', 115a, 115a', 115a''; 15b, 15b', 15b'', 115b) der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') beabstandet sind.
  4. Koaxialresonator nach Anspruch 3, bei dem das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') zwischen den zwei Angriffsabschnitten (14a, 14a', 114a, 114a', 114a''; 14b, 14b', 14b'', 114b) des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') unter Druck- oder Zugspannung steht, wobei die Druck- oder Zugspannung in der Längsrichtung des inneren Leiters (6, 6', 6'', 106, 106', 106'') durch Kräfte erzeugt wird, die von den zwei Angriffsabschnitten (15a, 15a', 115a, 115a', 115a''; 15b, 15b', 15b'', 115b) der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') ausgeübt werden.
  5. Koaxialresonator nach Anspruch 3, bei dem die Angriffsabschnitte in der Weise angepasst sind, dass sich das Kompensationselement bei einer bestimmten Temperatur zwischen seinen zwei Angriffsabschnitten in der Längsrichtung des inneren Leiters unter keiner Spannung befindet und dass sich das Kompensationselement oberhalb und unterhalb dieser bestimmten Temperatur zwischen seinen zwei Angriffsabschnitten in der Längsrichtung des inneren Leiters unter Druck- oder Zugspannung befindet.
  6. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die zwei Angriffsabschnitte (14a, 14a', 114a, 114a', 114a''; 14b, 14b', 14b'', 114b) des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') in den zwei auf die Längsrichtung bezogenen Endbereichen des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') angeordnet sind.
  7. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem mindestens einer der Angriffsabschnitte (15a, 115a; 15b', 115b) der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 109, 109', 109'') einen mit einem Gewinde versehenen Bereich (18, 26, 137, 139) aufweist, der mit einem entsprechenden mit einem Gewinde versehenen Bereich (17, 25, 136, 138) des entsprechenden Angriffsabschnitts (14a, 114a; 14b', 114b) des Kompensationselements (10, 10', 110, 110', 110'') in Eingriff steht.
  8. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem mindestens einer der Angriffsabschnitte (15a', 115a', 115a''; 15b, 15b'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109', 109'') oder mindestens einer der Angriffsabschnitte (14a', 114a', 114a''; 14b, 14b'') des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110', 110'') eine Anschlagfläche (20, 22, 23, 24'' 27, 28, 142, 142'', 143, 148) aufweist, die an einem Teil des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110', 110'') bzw. der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109', 109'') anliegt.
  9. Koaxialresonator nach Anspruch 8, bei dem mindestens einer der Angriffsabschnitte (15b'') der äußeren hohlen Komponente (9'') eine Anschlagfläche (28) aufweist, die an einem Verschlusselement (29) ausgebildet ist, das mit Hilfe eines Gewindes in der äußeren hohlen Komponente (9'') befestigt ist.
  10. Koaxialresonator nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem mindestens einer der Angriffsabschnitte (15a', 115a', 115a''; 15b, 15b'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109', 109'') eine Anschlagfläche (22, 24, 28, 143, 148) aufweist, die an einer entsprechenden Anschlagfläche (20, 23, 27, 142, 142'') des entsprechenden Angriffsabschnitts (14a', 114a', 114a''; 14b, 14b'') des Kompensationselements (10, 10', 10'', 110', 110'') anliegt.
  11. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei dem mindestens einer der Angriffsabschnitte der äußeren hohlen Komponente eine Reibungsfläche aufweist, die mit Hilfe von Reibung mit einer entsprechenden Reibungsfläche des entsprechenden Angriffsabschnitts des Kompensationselements gekoppelt ist.
  12. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei dem der Hohlraum (11, 11', 11'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'') durch eine Öffnung (13, 13') in der Basis (3, 3') verläuft und bei dem einer der Angriffsabschnitte (15a, 15a') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'') in der oberen Endwand (12, 12') des Hohlraums (11, 11', 11'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'') ausgebildet ist und der andere Angriffsabschnitt (15b, 15b', 15b'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'') in der Seitenwand des Hohlraums (11, 11', 11'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9''), der Seitenwand der Öffnung (13, 13') in der Basis (3, 3') oder an einem Verschlusselement (29) ausgebildet ist, das in der Öffnung (13, 13') der Basis (3, 3') oder dem Hohlraum (11, 11', 11'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'') befestigt ist.
  13. Koaxialresonator nach Anspruch 12, bei dem der Angriffsabschnitt (15a), der in der oberen Endwand (12) des Hohlraums (11) der äußeren hohlen Komponente (9) ausgebildet ist, und der entsprechende Angriffsabschnitt (14a) des Kompensationselements (10) miteinander in Eingriff stehende, mit einem Gewinde versehene Bereiche (17, 18) aufweisen und der andere Angriffsabschnitt (15b) der äußeren hohlen Komponente (9) und der entsprechende Angriffsabschnitt (14b) des Kompensationselements (10) Anschlagflächen (20, 22) aufweisen, die aneinander anliegen, so dass sich das Kompensationselement (10) zwischen seinen Angriffsabschnitten (14a, 14b) in der Längsrichtung des inneren Leiters (6) unter Zugspannung befindet.
  14. Koaxialresonator nach Anspruch 12, bei dem der Angriffsabschnitt (15a'), der in der oberen Endwand (12') des Hohlraums (11') der äußeren hohlen Komponente (9') ausgebildet ist, und der entsprechende Angriffsabschnitt (14a') des Kompensationselements (10') Anschlagflächen (23, 24) aufweisen, die aneinander anliegen, und der andere Angriffsabschnitt (15b') der äußeren hohlen Komponente (9') und der entsprechende Angriffsabschnitt (14b') des Kompensationselements (10') miteinander in Eingriff stehende, mit einem Gewinde versehene Bereiche (25, 26) aufweisen, so dass das Kompensationselement (10') zwischen seinen Angriffsabschnitten (14a', 14b') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6') unter Druckspannung steht.
  15. Koaxialresonator nach Anspruch 12, bei dem beide Angriffsabschnitte (15a', 15b'') der äußeren hohlen Komponente (9'') und die entsprechenden Angriffsabschnitte (14a', 14b'') des Kompensationselements (10'') Anschlagflächen (23, 24, 27, 28) aufweisen, die aneinander anliegen, wobei der untere Angriffsabschnitt (15b'') der äußeren hohlen Komponente (9'') an einem Verschlusselement (29) ausgebildet ist, das mit Hilfe eines Gewindes in der Öffnung (13') der Basis (3') oder dem Hohlraum (11'') der äußeren hohlen Komponente (9'') befestigt ist, so dass sich das Kompensationselement (10'') zwischen seinen Angriffsabschnitten (14a', 14b'') in der Längsrichtung des inneren Leiters (6'') unter Druckspannung befindet.
  16. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei dem der Hohlraum (111, 111") der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109'') durch eine Öffnung (135) in dem oberen Ende eines rohrförmigen Abschnitts (132) verläuft und bei dem einer der Angriffsabschnitte (115b) der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109") in der unteren Endwand (134) des Hohlraums (111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109'') ausgebildet ist und der andere Angriffsabschnitt (115a, 115a', 115a'') der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109'') in der Seitenwand des Hohlraums (111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109''), durch die ringförmige obere Endfläche (143) des rohrförmigen Abschnitts (132) oder ein Element (133) der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109'') gebildet wird, das starr mit dem rohrförmigen Abschnitt (132) verbunden ist.
  17. Koaxialresonator nach Anspruch 16, bei dem der Angriffsabschnitt (115b), der in der unteren Endwand (134) des Hohlraums (111) der äußeren hohlen Komponente (109') ausgebildet ist, und der entsprechende Angriffsabschnitt (114b) des Kompensationselements (110') miteinander in Eingriff stehende, mit einem Gewinde versehene Bereiche (136, 137) aufweisen und der andere Angriffsabschnitt (115a') der äußeren hohlen Komponente (109') und der entsprechende Angriffsabschnitt (114a') des Kompensationselements (110') Anschlagflächen (142, 143) aufweisen, die aneinander anliegen, so dass sich das Kompensationselement (110') zwischen seinen Angriffsabschnitten (114a', 114b) in der Längsrichtung des inneren Leiters (106') unter Zugspannung befindet.
  18. Koaxialresonator nach Anspruch 16, bei dem der Angriffsabschnitt, der in der unteren Endwand des Hohlraums der äußeren hohlen Komponente ausgebildet ist, und der entsprechende Angriffsabschnitt des Kompensationselements Anschlagflächen aufweisen, die aneinander anliegen, und der andere Angriffsabschnitt der äußeren hohlen Komponente und der entsprechende Angriffsabschnitt des Kompensationselements miteinander in Eingriff stehende, mit einem Gewinde versehene Bereiche aufweisen, so dass sich das Kompensationselement zwischen seinen Angriffsabschnitten in der Längsrichtung des inneren Leiters unter Druckspannung befindet.
  19. Koaxialresonator nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, bei dem ein Teil (144) des Kompensationselements (110'), der aus dem rohrförmigen Abschnitt (132) der äußeren hohlen Komponente (109') vorsteht, einen Längsabschnitt des inneren Leiters (106') bildet.
  20. Koaxialresonator nach Anspruch 16, bei dem beide Angriffsabschnitte (115a, 115b) der äußeren hohlen Komponente (109) und die entsprechenden Angriffsabschnitte (114a, 114b) des Kompensationselements (110) miteinander in Eingriff stehende, mit einem Gewinde versehene Bereiche (138, 139, 136, 137) aufweisen, wobei der obere Angriffsabschnitt (115a) der äußeren hohlen Komponente (109) an einem Verschlusselement (133) ausgebildet ist, das an dem oberen Ende des rohrförmigen Abschnitts (132) anliegt und dieses verschließt, so dass sich das Kompensationselement (110) zwischen seinen Angriffsabschnitten (114a, 114b) in der Längsrichtung des inneren Leiters (106) unter Zugspannung befindet.
  21. Koaxialresonator nach Anspruch 16, bei dem beide Angriffsabschnitte der äußeren hohlen Komponente und die entsprechenden Angriffsabschnitte des Kompensationselements Anschlagflächen aufweisen, die aneinander anliegen, wobei der untere Angriffsabschnitt der äußeren hohlen Komponente an einem Verschlusselement ausgebildet ist, das mit Hilfe eines Gewindes in dem rohrförmigen Abschnitt befestigt ist, so dass sich das Kompensationselement zwischen seinen Angriffsabschnitten in der Längsrichtung des inneren Leiters unter Druckspannung befindet.
  22. Koaxialresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') entfernbar in dem Hohlraum (11, 11', 11'', 111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') befestigt ist.
  23. Koaxialresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kompensationselement (10, 10', 10'', 110, 110', 110'') aus einem festen Material hergestellt ist.
  24. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem das Kompensationselement (10'') ein flüssiges Material aufweist.
  25. Koaxialresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Teil der äußeren hohlen Komponente (9, 9', 9'', 109, 109', 109'') integral in einem Stück mit der Basis (3, 3', 103) ausgebildet ist.
  26. Koaxialresonator nach Anspruch 25, bei dem die äußere hohle Komponente (9, 9', 9'', 109') integral in einem Stück mit der Basis (3, 3', 103) ausgebildet ist.
  27. Koaxialresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 25, bei dem die äußere hohle Komponente (9'', 109, 109'') eine zusammengesetzte Komponente ist, die mindestens zwei Elemente aufweist, die aneinander befestigt sind.
  28. Koaxialresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die äußere hohle Komponente (109, 109', 109'') zwischen dem unteren Ende des Hohlraums (111, 111'') der äußeren hohlen Komponente (109, 109', 109'') und der durch die obere Oberfläche der Basis (103) definierten Ebene einen massiven Abschnitt aufweist.
  29. Koaxialresonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die äußere hohle Komponente mindestens zwei Hohlräume enthält, die in der Längsrichtung des inneren Leiters getrennt sind, wobei in jedem derartigen Hohlraum ein Kompensationselement befestigt ist.
  30. Mikrowellenfilter, der eine Vielzahl von gekoppelten Resonatoren aufweist, wobei die Vielzahl von gekoppelten Resonatoren mindestens einen Koaxialresonator (1, 1', 1'', 101, 101', 101'') nach einem der Ansprüche 1 bis 29 aufweist.
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