EP1771915A1 - Grundkörper für einen yig-filter oder yig-oszillator - Google Patents

Grundkörper für einen yig-filter oder yig-oszillator

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EP1771915A1
EP1771915A1 EP05810897A EP05810897A EP1771915A1 EP 1771915 A1 EP1771915 A1 EP 1771915A1 EP 05810897 A EP05810897 A EP 05810897A EP 05810897 A EP05810897 A EP 05810897A EP 1771915 A1 EP1771915 A1 EP 1771915A1
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yig
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recesses
filter chambers
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Wilhelm Hohenester
Claus Tremmel
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Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • H01P1/218—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters

Definitions

  • the invention relates to a base body for a YIG bandpass filter or a YIG oscillator according to the preamble of claim 1.
  • YIG bandpass filters or YIG oscillators have at least one YIG element, which is preferably spherical and made of an yttrium iron garnet
  • Resonator effect is mediated by coupling loops, which must be designed and arranged so that the center of the YIG element and the center of the bending radius of a coupling loop match exactly.
  • a YIG bandpass filter with correspondingly formed coupling loops is known, for example, from US Pat. No. 4,480,238.
  • the tunable YIG bandpass filter in this case has a base body, which comprises slots for receiving insulated plates, which have at one edge a conductive coating, which serves as a coupling line. Furthermore, filter chambers for
  • the platelets are placed over the YIG elements in the slots so that the YIG elements are arranged in indentations in the edges provided with the conductive coating.
  • the YIG elements and the platelets are solid
  • a disadvantage of the known from practice YIG bandpass filters with wire loops as coupling elements is in particular that the production of the YIG filter by the manual bending of the coupling loops consuming, complicated and is associated with a high rejection rate.
  • Object of the present invention is therefore to provide a base for a YIG filter or a YIG oscillator, which allows the use of prefabricated coupling loops with reproducible high mounting precision.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a preferred embodiment of a main body of a YIG bandpass filter with YIG
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the embodiment according to the invention of a main body of a YIG bandpass filter with YIG
  • Fig. 3A-B is a schematic plan view from below and from above of the inventive embodiment of a main body of a
  • FIG. 1 and 2 show in a schematic, perspective view and a schematic plan view of an embodiment of a YIG bandpass filter 1, which has a base body 2 and in the embodiment four formed in the base body 2 filter chambers 3 with as many YIG elements 4.
  • the YIG elements 4 are spherically formed from an yttrium-iron garnet and electromagnetically coupled by coupling loops 5.
  • the filter chambers 3 are interconnected by channels 6, in which the coupling loops 5 are inserted.
  • the channels have enough distance to the respective coupling loops to form with these line systems.
  • the number of filter chambers 3 is not limited to four, but may be less or more.
  • the channels 6 do not run in full length through the entire axial extension of the basic body 2
  • Filter chambers 3 the channels 6 only to a certain depth, which is slightly more than the insertion depth of
  • FIGS. 3A and 3B illustrate this by two illustrations of FIG
  • FIG. 3A shows the underside 7 of the basic body 2, while FIG. 3B shows the upper side 8.
  • the channels 6 between the filter chambers 3 are not visible, since they do not extend through the entire axial thickness of the main body 2, while they are visible on the surface 8 in FIG. 3B.
  • slots 11 extending radially outwards with blind ends are formed over the entire axial thickness of the main body.
  • slot 12 between the resonators at the input and output of the filter.
  • the Recesses 9 thereby fulfill the task, on the one hand to receive the coupling loops 5 and at the same time to allow the supply of solder mass during the assembly of the coupling loops 5.
  • the coupling loops 5 In order to enable the simple assembly of the coupling loops 5, they are first produced by means of a suitable method such as etching, laser cutting or eroding from a film with constant accuracy and reproducibility.
  • the coupling loops 5 have to facilitate assembly to contact lugs 10, which are preferably formed integrally with the coupling loops 5 and preferably rectangular in shape, wherein an edge length of the contact lugs 10 corresponds approximately to the axial thickness of the base body 2.
  • the introduced into the recesses 9 solder mass includes the contact lugs 10 so that on the one hand, a reliable fixation of the coupling loops 5 in the recesses 9 and on the other hand a conductive connection between the base body 2 and the coupling loops 5 takes place.
  • the solder mass also flows down to the mounting pad and thus also includes the bottom and top flush with the top 8 and the bottom 7 of the body 2, so that after assembly is a smooth component, which without risk of snagging or Loss of the coupling loops 5 can be further processed.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment and suitable for any configured YIG filter 2 or YIG oscillators.
  • the individual features can be combined with each other as desired.

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

Ein Grundkörper (2) für ein YIG-Bandpassfilter (1)oder einen YIG-Oszillator ist aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet und umfasst Filterkammern (3), die in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei die Filterkammern (3) durch Kanäle (6) miteinander verbunden sind und in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (4) angeordnet und durch in den Filterkammern (3) angeordnete Koppelschleifen (5) elektromagnetisch gekoppelt sind. In dem Grundkörper (2) sind Schlitze (11) und (12) ausgebildet, in welche sich mit den Koppelschleifen (5) verbundene Kontaktfahnen (10) erstrecken. Ausnehmungen (9) schneiden die Schlitze (11) und (12) und dienen zur Aufnahme von Lotmasse. Kontaktfahnen (10) sind in den Ausnehmungen (9) durch die Lotmasse fixiert.

Description

Grundkörper für einen YIG-Filter oder YIG-Oszillator
Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für ein YIG- Bandpaßfilter oder einen YIG-Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
YIG-Bandpaßfilter oder YIG-Oszillatoren verfügen über zumindest ein YIG-Element, welches vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und aus einem Yttrium-Eisen-Granat
(Yttrium-Iron-Garnet YIG) hergestellt ist. Die
Resonatorwirkung wird mittels Koppelschleifen vermittelt, die so ausgebildet und angeordnet sein müssen, daß der Mittelpunkt des YIG-Elements und der Mittelpunkt des Biegeradius einer Koppelschleife genau übereinstimmen.
Ein YIG-Bandpaßfilter mit entsprechend ausgebildeten Koppelschleifen ist beispielsweise aus der US 4,480,238 bekannt. Der durchstimmbare YIG-Bandpaßfilter weist dabei einen Grundkörper auf, welcher Schlitze zur Aufnahme von isolierten Plättchen umfaßt, die an einer Kante eine leitfähige Beschichtung aufweisen, die als Kopplungsleitung dient. Weiterhin sind Filterkammern zur
Aufnahme der YIG-Elemente vorgesehen. Die Plättchen werden so über die YIG-Elemente in die Schlitze eingelegt, daß die YIG-Elemente in Einbuchtungen in den mit der leitfähigen Beschichtung versehenen Kanten angeordnet sind. Die YIG-Elemente und die Plättchen werden in festen
Positionen fixiert.
Nachteilig an den aus der Praxis bekannten YIG- Bandpaßfiltern mit Drahtschleifen als Koppelelementen ist insbesondere, daß die Herstellung der YIG-Filter durch das händische Biegen der Koppelschleifen aufwendig, kompliziert und mit einer hohen Ausschußquote verbunden ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen Grundkörper für ein YIG-Filter oder einen YIG-Oszillator zu schaffen, der die Verwendung von vorgefertigten Koppelschleifen bei reproduzierbar hoher Montagepräzision ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundkörpers sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters mit YIG-
Elementen und Koppelschleifen,
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters mit YIG-
Elementen und Koppelschleifen gemäß Fig. 1, und
Fig. 3A-B eine schematische Aufsicht von unten und von oben auf das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers eines
YIG-Bandpaßfilters ohne YIG-Elemente und
Koppelschleifen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in einer Schematischen, perspektivischen Ansicht bzw. einer schematischen Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines YIG-Bandpaßfilters 1, der einen Grundkörper 2 und im Ausführungsbeispiel vier in dem Grundkörper 2 ausgebildete Filterkammern 3 mit ebenso vielen YIG-Elementen 4 aufweist. Die YIG-Elemente 4 sind dabei kugelförmig aus einem Yttrium-Eisen-Granat ausgebildet und durch Koppelschleifen 5 elektromagnetisch gekoppelt.
Die Filterkammern 3 sind durch Kanäle 6 miteinander verbunden, in welche die Koppelschleifen 5 eingelegt werden. Die Kanäle besitzen dabei genügend Abstand zu den jeweiligen Koppelschleifen, um mit diesen Leitungssysteme zu bilden. Die Anzahl der Filterkammern 3 ist dabei nicht auf vier beschränkt, sondern kann auch weniger oder mehr betragen.
Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, verlaufen die Kanäle 6 dabei nicht in voller Länge durch die gesamte axiale Erstreckung des Grundkörpers 2. Zwischen den
Filterkammern 3 sind die Kanäle 6 nur bis zu einer bestimmten Tiefe, die etwas mehr als die Einlegetiefe der
Kopplungsleitungen 5 beträgt, ausgebildet. Die Fig. 3A und 3B verdeutlichen dies durch zwei Darstellungen des
Grundkörpers 2 in entgegengesetzten Blickrichtungen. In
Fig. 3A ist die Unterseite 7 des Grundkörpers 2 dargestellt, während Fig. 3B die Oberseite 8 zeigt. In
Fig. 3A sind entsprechend die Kanäle 6 zwischen den Filterkammern 3 nicht sichtbar, da sie sich nicht durch die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers 2 erstrecken, während sie in Fig. 3B an der Oberfläche 8 sichtbar sind.
Demgegenüber sind jenseits der Filterkammern 3 sich mit blinden Enden radial nach außen erstreckende Schlitze 11 über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers ausgebildet. Ebenfalls existiert ein Schlitz 12 zwischen den Resonatoren am Ein- und Ausgang des Filters.
Ebenfalls radial außerhalb der Filterkammern 3 sowie die Schlitze 11 und 13 schneidend sind Ausnehmungen 9 ausgebildet, welche sich im Gegensatz zu den zwischen den Filterkammern 3 verlaufenden Kanälen 6 durch die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers 2 erstrecken. Die Ausnehmungen 9 erfüllen dabei die Aufgabe, einerseits die Koppelschleifen 5 aufzunehmen und gleichzeitig die Zufuhr von Lotmasse bei der Montage der Koppelschleifen 5 zu ermöglichen.
Um die einfache Montage der Koppelschleifen 5 zu ermöglichen, werden diese zunächst mittels eines geeigneten Verfahrens wie Ätzen, Laserschneiden oder Erodieren aus einer Folie in gleichbleibender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hergestellt. Die Koppelschleifen 5 weisen dabei zur Erleichterung der Montage Kontaktfahnen 10 auf, die vorzugsweise einstückig mit den Koppelschleifen 5 ausgebildet und vorzugsweise rechteckig geformt sind, wobei eine Kantenlänge der Kontaktfahnen 10 ungefähr der axialen Dicke des Grundkörpers 2 entspricht.
Dies erleichtert die Montage der Koppelschleifen 5, da diese nach dem Einlegen in die Schlitze 11 und 13 so weit in die Schlitze 11 und 13 hineinrutschen, bis die Kontaktfahnen 10 auf dem Montageuntergrund aufliegen, auf welchem der Grundkörper 2 während des Montagevorgangs liegt. Die Kontaktfahnen 10 schließen dann mit der Unterseite 7 und der Oberseite 8 des Grundkörpers 2 bündig ab. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Koppelschleifen 5 stets in gleicher Position hochgenau montiert werden können und der gewünschte elektromagnetische Kopplungsgrad erreicht werden kann.
Die in die Ausnehmungen 9 eingebrachte Lotmasse schließt die Kontaktfahnen 10 so ein, daß einerseits eine zuverlässige Fixierung der Koppelschleifen 5 in den Ausnehmungen 9 und andererseits eine leitende Verbindung zwischen dem Grundkörper 2 und den Koppelschleifen 5 erfolgt. Die Lotmasse fließt dabei ebenfalls bis auf die Montageunterlage und schließt somit ebenfalls unten und oben bündig mit der Oberseite 8 und der Unterseite 7 des Grundkörpers 2 ab, so daß nach der Montage ein glattes Bauteil vorliegt, welches ohne Gefahr von Verhaken oder Verlieren der Koppelschleifen 5 weiterbearbeitet werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt und für beliebig ausgestaltete YIG-Filter 2 oder YIG-Oszillatoren geeignet. Die einzelnen Merkmale sind dabei beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Grundkörper (2) für YIG-Filter (1) oder YIG- Oszillatoren, wobei der Grundkörper (2) aus einem nicht¬ magnetischen Material ausgebildet ist und Filterkammern (3) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei die Filterkammern (3) durch Kanäle (6) miteinander verbunden sind und in den Filterkammern (3) YIG-Eleinente (4) angeordnet und durch sich in die Filterkammern (3) erstreckende Koppelschleifen (5) elektromagnetisch gekoppelt sind, dadurch gekexmzeichnet, daß in dem Grundkörper (2) Ausnehmungen (9) ausgebildet sind, in welche sich mit den Koppelschleifen (5) verbundene Kontaktfahnen (10) erstrecken.
2. Grundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (9) über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
3. Grundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (6) zwischen den Filterkammern (3) nicht bis zu einer maximalen Einschubtiefe der Koppelschleifen (5) in axialer Richtung in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, so daß zwischen den Kanälen und den jeweiligen Koppelschleifen genügend Abstand verbleibt, um Leitungssysteme zu bilden.
4. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Schlitze (11) mit blinden Enden über die Filterkammern (3) hinaus radial nach außen erstrecken und der Ein- mit dem Ausgangsresonator (4) über einen Schlitz (12) miteinander verbunden sind.
5. Grundkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (11) mit blinden Enden sowie der Schlitz (12) zwischen dem Ein- und dem Ausgangsresonator (4) über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
6. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) einen runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt aufweisen.
7. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) radial außerhalb der Filterkammern (3) sowie zwischen dem Ein- und dem Ausgangsresonator (4) angeordnet sind.
8. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) die Schlitze (11) und (12) schneidend ausgebildet sind.
9. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) zur Aufnahme von Lotmastee geeignet sind.
10. Grundkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (10) in den Ausnehmungen (9) durch die Lotmasse fixiert sind.
11. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Koppelschleifen (5) ausgebildeten Kontaktfahnen (10) bündig mit einer Oberseite (8) und einer Unterseite (7) des Grundkörpers (2) abschließen.
12. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (10) rechteckig ausgebildet sind.
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