EP1812987B1 - Grundkörper für einen yig-filter mit wirbelstromunterdrückung - Google Patents

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EP1812987B1
EP1812987B1 EP05803477A EP05803477A EP1812987B1 EP 1812987 B1 EP1812987 B1 EP 1812987B1 EP 05803477 A EP05803477 A EP 05803477A EP 05803477 A EP05803477 A EP 05803477A EP 1812987 B1 EP1812987 B1 EP 1812987B1
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EP
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base element
yig
slots
filter chambers
recesses
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EP05803477A
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Michael Dr. Aigle
Claus Tremmel
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Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—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 band-pass filter, wherein the base body is thoroughlybilter from a non-magnetic metal and interconnected filter chambers are formed in the base body, wherein arranged in the filter chambers YIG elements, as known from EP-A2-0285326 ,
  • YIG band-pass filter have at least a YIG element, which is preferably spherical and is formed of an yttrium-iron garnet (Y ttrium- I RON G arnet YIG) was prepared.
  • the resonator effect is mediated by means of coupling lines.
  • a disadvantage of the YIG bandpass filter known from the above-mentioned publication is, in particular, that in the one-piece main body of the YIG bandpass filter by the e.g. For spectrum analyzers required fast detuning of the frequency-determining magnetic field eddy currents are induced, which limit the tuning speed.
  • the object is achieved in that formed in the body in the recesses and / or radial slots for the suppression of eddy current, at least one inner, not associated with filter chambers recess is disposed entirely between the filter chambers.
  • the Fig. 1 shows a schematic plan view of an embodiment of a YIG bandpass filter 1, which has a base body 2 and in the embodiment, four in the base body 2 formed filter chambers 3 with as many YIG elements 10.
  • the filter chambers 3 are connected to each other by slots 4, in which the sake of clarity not shown coupling lines are inserted, which mediate the Resonator Brady between the resonators 10.
  • the number of filter chambers 3 is not limited to four, but may be less or more.
  • the YIG bandpass filter 1 comprises further components, which are independent of the measures according to the invention and are therefore only shown in an overview.
  • Depending on an input and Auskoppelungs réelle 5 are in the embodiment arranged opposite one another in the base body 2.
  • Actuators 6 for the YIG elements 10 which allow correct positioning of the four YIG elements 10 in the exemplary embodiment relative to the coupling lines, are present in a corresponding number.
  • the YIG elements 10 are mounted on holders 11, which are adjustable by the adjusting devices 6 in their position relative to the coupling lines, not shown.
  • the filter effect of a YIG bandpass filter 1 is based on the coupling of the resonators 10, which allow resonance at an energy transfer from the coupling to the decoupling, but prevent it outside the resonance.
  • the operating frequency of the YIG bandpass filter 1 is essentially determined by the strength of the applied magnetic field.
  • the YIG elements 10 are located in the base body 2 in an air gap of an electromagnet.
  • the base body 2 is preferably made of a solid non-magnetic metal. This has the advantage of a simple mechanical workability, but, as already mentioned above, the disadvantage of the inducibility of eddy currents.
  • the metallic base body 2 serves to decouple the individual YIG filter stages by conducting surfaces which are as closed as possible.
  • the eddy currents produce a magnetic field opposing the original magnetic field and thereby limit the tuning speed.
  • eddy currents in the area of the filter chambers 3 are particularly important because they directly disturb the frequency-determining field at the location of the YIG elements 10.
  • the outer recesses 7 are arranged radially outside the filter chambers 3.
  • the slots 8 extend radially outward between the filter chambers 3.
  • the recesses 7 have a round, rounded or slot-shaped cross-section.
  • the outer recesses 7 and the associated slots 8 are formed in the base body 2, that an interruption of the eddy currents, in particular in the vicinity of the YIG elements 10 is possible.
  • the outer recesses 7 and the slots 8 intersect in an inner region.
  • a further inner recess 9, which is formed cross-shaped in the embodiment, is provided to reduce the eddy currents in the radially inner region of the base body 2.
  • the outer recesses 7 and the inner recess 9 and the slots 8 are introduced in full axial extent of the base body 2 in this, in order to allow a good suppression of the eddy current.

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für einen YIG-Bandpaßfilter, wobei der Grundkörper aus einem nichtmagnetischen Metall ausgebiltet ist und miteinander verbundene Filterkammern in dem Grundkörper ausgebildet sind, wobei in den Filterkammern YIG-Elemente angeordnet sind, wie bekannt aus EP-A2-0285326 .
  • YIG-Bandpaßfilter 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 Kopplungsleitungen vermittelt.
  • Nachteilig an dem aus der oben genannten Druckschrift bekannten YIG-Bandpaßfilter ist insbesondere, daß in dem einstückigen Grundkörper des YIG-Bandpaßfilters durch das z.B. für Spektrumanalysatoren erforderliche schnelle Verstimmen des frequenzbestimmenden magnetischen Feldes Wirbelströme induziert werden, welche die Abstimmgeschwindigkeit begrenzen.
  • Im Grunkörper des bekannten YIG-Bandpassfilters sind zur Unterdrückung von Wirbelströmen nur radiale Schlitze ausgebildet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen Grundkörper für einen YIG-Filter zu schaffen, der die Induktion der durch das Abstimmen induzierten Wirbelströme in dem Grundkörper besser reduziert.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst dass in dem Grundkörper in dem Ausnehmungen und/oder radiale Schlitze zur Unterdrückung von Wirbelstrom ausgebildet sind, zumindest eine innere, nicht mit Filterkammern verbundene Ausnehmung völlig zwischen Filterkammern angeordnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundkörpers sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters.
  • Die Fig. 1 zeigt in 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 10 aufweist.
  • Die Filterkammern 3 sind durch Schlitze 4 miteinander verbunden, in welche der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Kopplungsleitungen eingelegt werden, die die Resonatorwirkung zwischen den Resonatoren 10 vermitteln. Die Anzahl der Filterkammern 3 ist dabei nicht auf vier beschränkt, sondern kann auch weniger oder mehr betragen.
  • Der YIG-Bandpaßfilter 1 umfaßt weitere Komponenten, welche unabhängig von den erfindungsgemäßen Maßnahmen sind und daher nur übersichtsweise dargestellt sind. Je eine Ein- und Auskoppelungsleitung 5 sind im Ausführungsbeispiel einander gegenüberliegend in dem Grundkörper 2 angeordnet. Stellvorrichtungen 6 für die YIG-Elemente 10, die eine korrekte Positionierung der im Ausführungsbeispiel vier YIG-Elemente 10 relativ zu den Kopplungsleitungen ermöglichen, sind in entsprechender Anzahl vorhanden. Die YIG-Elemente 10 sind auf Haltern 11 montiert, welche durch die Stellvorrichtungen 6 in ihrer Lage relativ zu den nicht dargestellten Koppelungsleitungen einstellbar sind.
  • Die Filterwirkung eines YIG-Bandpaßfilters 1 beruht auf der Koppelung der Resonatoren 10, welche bei Resonanz einen Energietransport von der Einkoppelungs- zur Auskoppelungsleitung ermöglichen, diesen aber außerhalb der Resonanz verhindern. Die Arbeitsfrequenz des YIG-Bandpaßfilters 1 ist im wesentlichen durch die Stärke des angelegten Magnetfeldes bestimmt.
  • Zur Bereitstellung des Magnetfeldes befinden sich die YIG-Elemente 10 in dem Grundkörper 2 in einem Luftspalt eines Elektromagneten. Der Grundkörper 2 besteht dabei vorzugsweise aus einem massiven nichtmagnetischem Metall. Dies hat den Vorteil einer einfachen mechanischen Bearbeitbarkeit, jedoch, wie bereits weiter oben erwähnt, den Nachteil der Induzierbarkeit von Wirbelströmen. Weiterhin dient der metallische Grundkörper 2 dazu, die einzelnen YIG-Filterstufen durch weitestmöglich geschlossene, leitende Flächen zu entkoppeln.
  • Die Wirbelströme erzeugen ein dem ursprünglichen Magnetfeld entgegengerichtetes Magnetfeld und begrenzen dadurch die Abstimmgeschwindigkeit. Dabei kommen Wirbelströme im Bereich der Filterkammern 3 besonders zum Tragen, da diese unmittelbar das frequenzbestimmende Feld am Ort der YIG-Elemente 10 stören.
  • Zur Behebung der Nachteile weist der Grundkörper 2 Ausnehmungen 7 und mit diesen verbundene Schlitze 8 auf, welche der Unterdrückung der durch das schnelle Durchstimmen des YIG-Bandpaßfilters 1 im Grundkörper 2 induzierten Wirbelströme dienen.
  • Die äußeren Ausnehmungen 7 sind radial außerhalb der Filter-Kammern 3 angeordnet. Die Schlitze 8 erstrecken sich zwischen den Filterkammern 3 nach radial außen. Die Ausnehmungen 7 weisen eine runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt auf. Die äußeren Ausnehmungen 7 und die damit verbundenen Schlitze 8 sind so in dem Grundkörper 2 ausgebildet, daß eine Unterbrechung der Wirbelströme insbesondere im Nahbereich der YIG-Elemente 10 möglich ist. Hierzu wird mindestens ein Schlitz 8, im Ausführungsbeispiel zwei Schlitze 8 radial von innen nach außen in den Grundkörper 2 eingebracht, so daß in einem radial äußeren Bereich um die YIG-Elemente 10 eine Unterbrechung des geschlossenen Grundkörpers 2 und damit der Wirbelströme erfolgt. Die äußeren Ausnehmungen 7 und die Schlitze 8 schneiden sich in einem inneren Bereich. Zwischen den Filterkammern 3 ist eine weitere innere Ausnehmung 9, die im Ausführungsbeispiel kreuzförmig ausgebildet ist, vorgesehen, um die Wirbelströme im radial inneren Bereich des Grundkörpers 2 zu reduzieren.
  • Die äußeren Ausnehmungen 7 und die innere Ausnehmung 9 und die Schlitze 8 sind dabei in voller axialer Ausdehnung des Grundkörpers 2 in diesen eingebracht, um eine gute Unterdrückung des Wirbelstroms zu ermöglichen.
  • Je nach der Anzahl der Filterkammern 3 und der Anordnung der übrigen Komponenten sind auch Grundkörper 2 mit einem Schlitz 8 oder Grundkörper 2 mit mehreren Schlitzen 8 möglich. Dabei muß lediglich die mechanische Stabilität des Grundkörpers 2 zur Montage der einzelnen Komponenten beachtet werden.

Claims (8)

  1. Grundkörper (2) für einen YIG-Bandpaßfilter (1),
    wobei der Grundkörper (2) aus einem nichtmagnetischen Metall ausgebildet ist und miteinander verbundene Filterkammern (3) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (10) angeordnet sind,
    wobei in dem Grundkörper (2) Ausnehmungen (7, 9) und/oder radiale Schlitze (8) zur Unterdrückung von Wirbelstrom ausgebildet sind,
    und wobei zumindest eine innere, nicht mit Filterkammern verbundene Ausnehmung (9) völlig zwischen den Filterkammern (3) angeordnet ist.
  2. Grundkörper nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Ausnehmungen (7, 9) und/oder die Schlitze (8) über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
  3. Grundkörper nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Schlitze (8) nach radial außen zwischen den Filterkammern (3) erstrecken.
  4. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl der Ausnehmungen (7) und/oder der Schlitze (8) zwei beträgt.
  5. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ausnehmungen (7) einen runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt aufweisen.
  6. Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eine äußere Ausnehmung (7) radial außerhalb der Filterkammern (3) angeordnet sind.
  7. Grundkörper nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die äußeren Ausnehmungen (7) an den Schlitzen (8) angeordnet ausgebildet sind.
  8. Grundkörper nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die innere Ausnehmung (9) kreuzförmig ausgebildet ist.
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