EP3105814B1 - Hochfrequenzfilter in koaxialer bauweise - Google Patents

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EP3105814B1
EP3105814B1 EP15703873.8A EP15703873A EP3105814B1 EP 3105814 B1 EP3105814 B1 EP 3105814B1 EP 15703873 A EP15703873 A EP 15703873A EP 3105814 B1 EP3105814 B1 EP 3105814B1
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EP
European Patent Office
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inner conductor
frequency filter
filter according
conductor
sheathing material
Prior art date
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EP15703873.8A
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EP3105814A1 (de
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Jens Nita
Martin Skiebe
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Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/04—Coaxial resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • 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
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/202—Coaxial filters
    • H—ELECTRICITY
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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators

Definitions

  • the invention relates to a high-frequency filter in coaxial design, in particular in the manner of a high-frequency filter (such as duplexer) or a band-pass filter or band-stop filter.
  • a high-frequency filter such as duplexer
  • a band-pass filter or band-stop filter such as duplexer
  • a common antenna is often used for transmit and receive signals.
  • the transmit and receive signals each use different frequency ranges, and the antenna must be suitable for transmitting and receiving in both frequency ranges.
  • a suitable frequency filtering is required, with the one hand, the transmission signals from the transmitter to the antenna and on the other hand, the received signals are forwarded from the antenna to the receiver.
  • inter alia high-frequency filters in coaxial design are used today.
  • a pair of high frequency filters may be used, both of which pass a particular frequency band (bandpass filter).
  • a pair of high frequency filters may be used, both of which block a particular frequency band (bandstop filter).
  • a pair of high frequency filters may be used, one of which passes frequencies below a frequency between transmit and receive bands and blocks frequencies above that frequency (low pass filter), and the other filter locks frequencies below a frequency between transmit and receive bands and overlying Passing frequencies (high pass filter).
  • High frequency filters are often manufactured in the form of coaxial TEM resonators. These resonators can be inexpensively and economically manufactured from milling or castings and they ensure a high electrical quality and a relatively high temperature stability.
  • a coaxial single resonator in milling or casting technique consists for example of a cylindrical inner conductor and a cylindrical outer conductor. It is also possible that the inner conductor and / or the outer conductor has a regular n-polygonal cross section in cross section transverse to the inner conductor.
  • the inner and outer conductors are at one end (usually on the bottom or bottom side) over a large area connected by an electrically conductive layer (usually short-circuited by an electrically conductive bottom). Between the inner and the outer conductor is usually air as a dielectric.
  • the mechanical length of such a resonator corresponds to one fourth of the electrical wavelength.
  • the resonant frequency of the coaxial resonator is determined by its mechanical length. The longer the inner conductor, the larger the wavelength and the lower the resonance frequency.
  • the electrical coupling between the resonators is the weaker the farther the inner conductors of two resonators are from each other and the smaller the coupling opening of the diaphragm between the inner conductors.
  • the inner conductor of the resonator is designed as a hollow cylinder and in the inner conductor an axially adjustable tuning element is provided, which consists of a dielectric material.
  • the beats EP 1 596 463 A1 in the formed as a hollow cylinder inner conductor adjustable tuning element made of ceramic, which, however, is coated at its above the inner conductor protruding front end and a far into the hollow cylindrical inner conductor far immersed area with a sleeve or pot-like tuning body, which made of metal consists.
  • WO 2004/084340 A1 which depicts and describes slidable dielectric tuning elements in coaxial filters.
  • a hollow cylindrical inner conductor in a coaxial resonator at its upper annular end face a hollow cylindrical ring of the same dimensions as the hollow cylindrical inner conductor is placed, wherein the patch hollow cylindrical ring made of ceramic with a high dielectric constant.
  • This ceramic ring with high dielectric constant and low dielectric losses should also be used without gaps between the open inner conductor end of the coaxial resonator and the underside of the lid. This should be feasible at the same resonant frequency smaller sizes.
  • the harmonics capable of propagating in the resonators should shift to higher frequencies.
  • both the outer conductor and the cylindrical inner conductor each consist of a dielectric as a carrier material.
  • a conductive layer is provided to form the inner conductor as well as to form the outer conductor.
  • the coaxial resonator is formed.
  • the dielectric of the outer conductor has an axial bore into which the inner conductor, which is applied to the inner dielectric, is formed, forming a radial spacer gap.
  • the US 4,268,809 describes a filter using several coaxial resonators.
  • a dielectric layer is proposed which covers together all the free ends of the inner conductors.
  • a conductive structure is then formed opposite the inner conductors, which is mechanically and galvanically connected to the inner conductor by means of electrically conductive screws which pass through the dielectric layer.
  • the conductive structures formed on the dielectric layer each terminate at a distance from each other, whereby a capacitive coupling is effected.
  • a resonator having a housing and a resonator inner conductor to be seen, which ends opposite to the housing bottom at a distance in front of the opposite housing wall and is coated on its free end face and optionally also on the circumferential adjacent portion of the resonator inner conductor with a dielectric layer.
  • This dielectric layer may have an ⁇ r value of 37.
  • the resonator inner conductor has an inner conductor head which is coated with the mentioned dielectric, this dielectric head having a diameter which corresponds approximately to three times the portion of the resonator inner conductor located therebelow.
  • the dielectric layer itself has a thickness which corresponds at least to the order of magnitude of the thickness of the resonator inner conductor in the region below the resonator inner conductor head, which is provided with a larger diameter.
  • a cavity filter is also out of the US 2009/167464 A1 refer to.
  • a resonator chamber provided with an axial bore resonator inner conductor is provided, which ends at a distance relative to the housing cover.
  • the peripheral wall of the resonator inner conductor provided with the axial bore, as well as a slight remaining end-side material portion at the free end of the resonant inner conductor, are coated with an insulating layer.
  • This publication also describes a resonator with a resonator inner conductor, wherein the resonator inner conductor provided with an axial bore has a circumferential flange at its free end, on which an annular dielectric material is provided.
  • the thickness of this dielectric material parallel to the direction of extension of the hollow resonator inner conductor is a multiple of the material thickness of the resonator inner conductor.
  • a resonator element made of a dielectric material (the axial height of which is smaller than its diameter) is fastened to the housing base made of metal.
  • the JP 2002 016411 A teaches in contrast to previously known solutions, for example, by the resonator has been fixed by plastic, to use a threaded rod, which is inserted into a blind hole on the underside of the dielectric resonator element, and then attached to the threaded rod dielectric resonator element until it stops at the bottom of the housing Screw housing of the filter assembly into a bore provided with an internal thread.
  • the resonator element itself should have an overall diameter which is in the order of about 0.6 mm to 0.7 mm.
  • the maximum power handling capacity is considered as one of the limiting factors for the reduction of the filter assemblies.
  • the power handling is essentially determined by the distance between the open center conductor end and the generally grounded covers and / or sidewalls, tuning elements, etc. A larger distance leads to higher possible powers. Depending on the required minimum performance, minimum distances must not be fallen below, as otherwise destructive flashovers (microwave break down) may occur inside the filter. Further reductions the filter assemblies are not possible.
  • the enclosing can be done with the help of one or more attached moldings. It has also proved to be favorable to encase the inner conductor or the essential parts of the inner conductor completely or partially with corresponding plastic material which has the desired or suitable dielectric values.
  • the maximum power handling capability can be controlled via the thickness of the dielectric layer.
  • Thinner layers mean lower dielectric losses and thus lower transmission loss for the filter.
  • the maximum power handling can of course also be influenced by the choice of the dielectric material and its specific properties.
  • the solution according to the invention makes it possible to implement the invention in the smallest space.
  • the corresponding dielectric coating in relation to the prior art has particularly low layer thicknesses or the sheathing material consists of a very specific material, namely consists of one or more cyclic olefin copolymers (COC) or one or more cyclic olefin copolymers (COC).
  • COC cyclic olefin copolymers
  • COC cyclic olefin copolymers
  • One of the main advantages of the invention is therefore based on the fact that the volume of the resonator chamber, ie the size of the filter assemblies, can be reduced, which leads to an overall lower construction cost. Nevertheless, within the scope of the invention, a higher power handling capacity of the filters can be achieved, and this with an overall simple manufacturing process.
  • the patched or overmolded inner conductors form an independent part.
  • the full-surface or partial coating or the full-surface or partial casing formed there with the corresponding dielectric material, at least in the area of the free inner conductor end, can be realized for all imaginable inner conductor shapes.
  • the internal conductors used in the present resonators in the invention can consist of both metal and dielectric, for example of ceramic.
  • the encapsulation in one or more or all internal conductors of a corresponding high-frequency filter can be performed.
  • the enclosing, in particular in the form of investment or Umgie wets both in home-made inner conductors or even insertable inner conductors perform that are screwed, for example, in the resonator, screwed, pressed or otherwise mechanically attached and galvanically connected. This also leads to a simple handling, since the over-molded with the corresponding sheath material inner conductor forms an independent component.
  • plastic molded parts can also be manufactured separately and then placed on the inner conductor.
  • the moldings may be provided with corresponding holders and locking devices, which are designed like a finger and, for example, in the radial direction or predominantly in the radial direction of the housing inner wall or support the walls and / or are attached with one or more finger-like spacers on the inside or underside of the lid.
  • FIG. 1 is in axial section parallel to the axial axis X and in FIG. 2 in horizontal section along the line II-II in FIG. 1 a first embodiment of a coaxial resonator, shown here in the form of a single resonator.
  • a plurality of such resonators can be assembled into filter groups, for example in the form of a bandpass filter or a blocking filter, etc. In this respect, reference is made here to known solutions.
  • the coaxial filter comprises an outer conductor housing 1 with an outer conductor 1 ', a in the embodiment shown concentrically and coaxially arranged inner conductor 3 and a bottom or housing bottom 5, in which the electrically conductive outer conductor 1 and the electrically conductive inner conductor 3 are electrically connected to each other.
  • FIG. 1 The basis of Figures 1 and 2 shown resonator has a square cross-section, wherein the outer conductor housing 1 comprises a cover or housing cover 7, with which the resonator interior 19 is closed.
  • the inner conductor 3 shown in the drawings can be integral with the outer conductor housing 1, i. in particular connected to the bottom 5 or attached and attached there as a separate component and be galvanically connected to the ground. This can be done for example by using appropriate screws, which can be screwed, for example via a bore in the housing bottom in an internal thread in the inner conductor 3 or screwed in using a mother sitting there.
  • FIG. 3 is in deviation to the illustration according to FIG. 1 merely shown that - as is also common - a corresponding adjustment of the resonant frequency by adjusting an example in the housing cover 7 rotatably accommodated adjusting or tuning element 9 can take place, which can be different degrees on the inner conductor 3 to or away from this twisted.
  • this adjusting element 9 is seated in a threaded bushing 17, which is galvanically connected thereto, while the lid 7 axially and concentrically passes through the inner conductor 3 or directly in a threaded hole in the lid itself.
  • the aforementioned, on the lid 7 different in the resonator 19 and on releasable adjustment element 9 can be configured by its diameter and diameter shape so that it 3c in a corresponding and ending at the end face 3a axial bore in the Inner conductor 3 can intervene.
  • the mentioned adjusting elements 9 may consist of metal or for example of a dielectric. It is also referred to known solutions so far.
  • the inner conductor as a hollow, ie, in the embodiment shown may be formed as a hollow cylindrical inner conductor, for example, in the bottom region, an actuating element 109 may be provided, which in the embodiment shown from a Threaded plate or threaded pot is made.
  • This threaded plate or threaded pot has an outer thread on its outer circumference, which engages with a corresponding internal thread on the inner side 3b of the inner conductor 3c provided with an inner bore 3c.
  • the aforementioned inner conductor 3 may be integrally connected, optionally materially and thus galvanically connected to the housing bottom of the outer conductor walls.
  • a resonator can be produced, for example, by milling from a metal block, wherein it has already been noted that the inner conductor 3, for example, subsequently mechanically and galvanically connected to the ground, for example by using screws.
  • FIG. 5a Based on FIG. 5a is now in spatial Axialschnittdar ein and in FIG. 5b in axial section, a first and second embodiment of a resonator according to the invention with a correspondingly adapted, inventive inner conductor shown.
  • the inner conductor 3 In the exemplary embodiment shown, provision is made for the inner conductor 3 to have an inner conductor end face 3a which extends in the radial direction beyond the other outer diameter of the inner conductor 3, to form a disk-shaped inner surface, which is not absolutely necessary in the context of the invention.
  • Conductor extension region 33 This inner conductor extension region 33 has an outer diameter 3e, which usually corresponds to 1.01 to 4 times the other outer diameter 3d of the inner conductor 3, for example, 1.75 to 2.25 times.
  • the thickness 35 of this inner conductor extension region 33 can also be chosen differently. It can, for example, move between 0.5 mm to 6 mm, for example be greater than 1 mm, 1.5 mm, 2 mm or 2.5 mm. It can also be smaller than 5.5 mm, 5 mm, 4.5 mm, 4 mm or 3.5 mm. Values around 3 mm are often suitable.
  • the end face 3a thus formed with the associated end face region 3'a can be completely or partially coated with a suitable dielectric material in a partial height, preferably starting from the end face 3a in the direction of the bottom 5.
  • a corresponding cladding material 21 is provided here, which on the surface 23 of the inner conductor 3, for example, to the in FIG. 5a or FIG. 5b formed Provision provided, arranged, placed, overmoulded or molded, so generally the sheath material 21, the inner conductor 3, for example, at the points shown in the drawings completely or partially sheathed.
  • the sheath material 21 may rest directly on the surface 23 of the inner conductor 3, for example at the points shown (but also at other locations), but optionally also indirectly with the formation of intermediate layers, eg air, between the surface 23 and the adjacent layer of the Sheath material 21.
  • this sheath material 21 in this embodiment inter alia on the end face 3a of the disc-shaped extension region 33, also in the inner or axial bore 3c on the inner wall formed there 3f (which is part of the entire surface 23 of the inner conductor 3) in an axial height 36, on the outer circumference 3g of the disk-shaped enlargement region 33 and partly on the underside 3h of this extension region 33 is formed.
  • this sheathing material 21 or this layered sheath material 21 may be applied to the corresponding inner conductor at the described locations, so that at the points where the sheath stops, one of the layer thickness corresponding paragraph 25 is formed, such as on the underside 3h of the disk-shaped enlargement region 33.
  • the embodiment according to FIG. 5a also, that where the sheath material 21 is provided, the material of the inner conductor 3 may be prepared accordingly.
  • a corresponding material recess 3i is provided, for example, in the region of the inner axial bore 3c of the inner conductor 3, and here corresponding to the inner axial height 36.
  • the inner bore 3c, ie the surface (inner wall) 3f of the inner conductor bore 3c is free of stepped shoulders can transition from the material of the inner conductor to the sheath material 21 in the region of the inner axial height 36, as can be seen from FIG. 5a can be seen.
  • FIG. 5b is to be shown in deviation that the material recess 3i (to form a first drill section 3.1 with a larger diameter drill) with greater depth than the layer thickness of the sheath material 21 in the region of the central bore section 3.2 of the inner axial bore 3c can be worked out so that still another Stepped shoulder 37 is generated, at which the inner axial bore 3c merges with the bore section with a smaller inner diameter.
  • the middle drill section with a medium bore diameter then passes into a lower drill section 3.3 or can pass over, which has the smallest drill diameter.
  • the inner conductor bore 3c is introduced to form a shoulder 3j at the lower end, that is, under a taper of the bore diameter. This allows the inner conductor to be mechanically anchored and galvanically connected to the bottom 5 of the resonator using screws and nuts.
  • FIG. 5b are opposite to the variant FIG. 5a made small modifications.
  • the embodiment according to FIG. 5b is at the transition from the inner conductor hole 3c to the upper end face 3a of the inner conductor 3 each incorporated a conical chamfer 3k through which the bore 3c extends quasi upwards.
  • chamfers 3l and 3m are also machined on the upper peripheral edge 33a and the lower circumferential edge 33b of the inner conductor extension region 33, preferably 45 ° bevels, whereby a transition from one boundary surface to the next on the inner conductor extension region 33 respectively in a 135 ° angle is made possible.
  • all bevels can be formed at arbitrary angles. Instead of bevels and radii or curves in any designs are conceivable.
  • the outgoing shoulder of the sheath material 21 provided on the underside 3h of the disc-shaped inner conductor widening region 33 (which may also be referred to as widening platform 33) is provided with an obliquely tapering chamfer 3n. This is aligned in the embodiment shown at a 45 ° angle to the orientation of the disk-shaped extension region 33, so that overall, as in FIG. 5b is shown, an opening angle ⁇ of 90 ° between the opposite tapered chamfers 3n results.
  • An inner conductor 3 designed in this way according to the invention can be produced by appropriate preprocessing of the inner conductor material - if this is necessary at all - and then applied or encapsulated with a corresponding sheath material 21 provided in the context of the invention, namely already with a correspondingly prefabricated resonator in which the inner conductor, the bottom and the housing outer walls are made, for example, of a one-piece metal block.
  • the inner conductor can be molded separately and subsequently connected, for example, with a screw to the bottom of the resonator.
  • the sheath material 21 consists of a cast-on sheath layer 21a.
  • the corresponding sheathing material 21 it is also possible for the corresponding sheathing material 21 to be produced separately, for example cast and subsequently placed on the inner conductor 3. So here is the sheath material 21 in the form of a molded part 21b before, in particular a plastic molded part 21b, generally a dielectric molded part 21b, which may be formed in one or more parts, so one or more pieces and then placed on the inner conductor.
  • FIGS. 6 to 13 schematic Axialmaledarwolfen by a resonator comparable to FIG. 1 reproduced, in each of which the resonator housing is indicated in section, with inner inner conductor.
  • the inner conductor is shown as a solid block.
  • the sheathing material 21 is cup-shaped here and placed in the manner of an inverted pot or a reverse box from above on the inner conductor 3 according to the pot height of this sheath material 21, so for example using a molded part 21b.
  • the sheath material 21 may be formed as a molded sprue 21 a on the inner conductor 3.
  • the inner conductor in a certain axial extent an inner conductor bore 3c, in which - as explained - a housed in the lid, different far on and auspitbaren threaded element for adjusting the resonant frequency can be screwed.
  • the sheath material 21 can be sprayed or placed in prefabricated form accordingly.
  • the sheathing material 21 is at a certain axial height from the end face of the inner conductor on the outer circumference 3g of the inner conductor 3 and on the inner wall 3b of the inner conductor bore 3c provided to the bottom 30 of the inner conductor bore and formed there.
  • FIG. 8 corresponds to that FIG. 6 , with the difference that, for example, a correspondingly manufactured separately and subsequently attached plastic molded part 21b on its upper side, which rests on the end face of the inner conductor, with an integrally formed support 31, for example in the form of a slightly elastic finger-shaped extension 31a, provided is ultimately supported on the bottom 7a of the housing cover 7 and rests under at least slight (elastic) bias.
  • a correspondingly manufactured separately and subsequently attached plastic molded part 21b on its upper side which rests on the end face of the inner conductor, with an integrally formed support 31, for example in the form of a slightly elastic finger-shaped extension 31a, provided is ultimately supported on the bottom 7a of the housing cover 7 and rests under at least slight (elastic) bias.
  • the sheathing material 21 is held captive on the inner conductor 3 in the form of a separately produced and attached plastic molded part 21 b.
  • FIG. 9 shows an embodiment in which the basis of FIG. 7 shown plastic molding 21b at two or more offset in the circumferential direction lying points (or even more places) with correspondingly shaped supports 31, for example in the form of two finger-shaped elevations 31a may be formed, which - as explained above - under bias supported on the underside of the lid 7.
  • two or more circumferentially offset molded supports 31 also provided again in the form of finger-shaped elevations 31 a, but not in the direction of the lid, but rather run in the radial direction with at least greater radial than axial component and are supported on the inner side 1 a of the outer conductor 1, preferably also again under at least slight bias.
  • FIGS. 11 to 13 Based on the embodiments according to the FIGS. 11 to 13 Among other things, it is shown that a plurality of different plastic molded parts or different sheathing materials 21 and thus different sheath material layers can be used.
  • the embodiments according to FIGS. 11 to 13 show that the most varied trained inner conductor can be used, with or without protruding disc-shaped extension adjacent to their free end face 3a, with or without different far inside the inner conductor engaging inner or axial bore 3c etc. restrictions exist insofar as regards the design of the inner conductor not ,
  • the inner conductor 3 according to its shape outside as in the region of its inner bore 3c and its end face 3a with a cladding material 21, ie here a first cladding material 21 'layered surrounded.
  • This layer can be cast or formed in the form of a plastic molding and subsequently attached.
  • this second cladding material 21 "could also be and / or be placed from above in the form of a second plastic molded part 21b.
  • FIG. 13 shows only a modified embodiment whose principles in principle with the principles according to the embodiment according to FIG. 11 to match.
  • first and second sheath materials 21 ', 21 can be formed even with an inner conductor 3 with or without inner conductor hole 3c, especially if the inner conductor at its upper inner conductor end below the housing cover 7 with a the Inner conductor otherwise radially superior disk-shaped plateau 33, so the so-called.
  • Inner conductor extension region 33 is provided.
  • the inner conductor 3 shown there is formed as a screwed inner conductor. That is, he has a design as based on FIG. 5a shown or similar.
  • Such an inner conductor 3 can then be placed on an underlying and with the bottom, that is, the housing bottom 5 of the resonator firmly connected inner conductor base 103 and mechanically by means of fürgecardten in the interior of the inner conductor screws on the resonator firmly anchored, preferably for producing a galvanic connection.
  • the mentioned cladding material 21, for example in the form of the first and / or the first and second cladding material 21, has a relative permittivity ⁇ r which is greater than 1.2.
  • Preferred values for the dielectric constant ⁇ r are greater than 1.3, in particular greater than 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2, 3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 and 3.0.
  • the aforementioned cladding material 21, 21 ', 21 consists, as explained, of a dielectric material, whereby typical and preferred dielectric materials in the context of the invention are so-called cyclic olefin copolymers (COC).
  • COC cyclic olefin copolymers
  • the layer thickness for the cladding material 21, in the case of a multi-part layer structure, also with regard to the layer thickness of each of the individual layers, can be selected in different ranges. It is possible that the thickness of the cladding material 21 is at least 0.05 mm, in particular more than 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm and more, and preferably has a thickness of 3 mm and less.
  • cyclic olefin copolymers are materials which are amorphous and thus transparent. Cyclic olefin copolymers are characterized by good thermoplastic flowability, high rigidity, strength and hardness as well as low density and high transparency with good acid alkali resistance.
  • the described filters and the described coaxial resonator can be used in broad areas, in particular in mobile radio technology, for example for coaxial bandpass filters, coaxial bandstop filters, asymmetric bandstop filters, high-pass filters, duplexers, combiners and / or low-pass filters.
  • Typical applications are in the mobile sector in frequency ranges from 380 MHz to 4,000 MHz.
  • the frequency ranges above 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1,500 MHz, 1,700 MHz, 1,800 MHz, 1,900 MHz, 2,000 MHz, 2,100 MHz, 2,500 MHz, 2,600 MHz or above 3,500 MHz are of particular importance.
  • a coaxial resonator and filter or filter assemblies can be realized, which by the whole or partial enclosure of the inner conductor, especially in the region of its free end face and the adjacent areas with dielectric material, a higher power handling and dielectric strength of the individual resonators and thus the filter achieve, compared with the previously known solutions.
  • This filter can be realized with higher maximum transmission power.
  • the enclosing of the invention with the explained dielectric material allows smaller distances between the inner conductor and the side walls and / or the housing cover and / or tuning elements 9, 9 'provided in the interior of the resonators.
  • This filter can be realized with smaller dimensions, which nevertheless have the same power handling.
  • the invention leads to a reduction in size and ultimately contributes to a reduction in costs.
  • the dielectric used or proposed in the context of the invention makes it possible to use tuning elements a large tuning range or a large frequency deviation.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise, insbesondere nach Art einer Hochfrequenzweiche (wie z.B. Duplexweiche) oder eines Bandpassfilters bzw. Bandsperrfilters.
  • In funktechnischen Anlagen, beispielsweise im Mobilfunkbereich, wird häufig für Sende- und Empfangssignale eine gemeinsame Antenne benutzt. Dabei verwenden die Sende- und Empfangssignale jeweils unterschiedliche Frequenzbereiche, und die Antenne muss zum Senden und Empfangen in beiden Frequenzbereichen geeignet sein. Zur Trennung der Sende- und Empfangssignale ist deshalb eine geeignete Frequenzfilterung erforderlich, mit der einerseits die Sendesignale vom Sender zur Antenne und andererseits die Empfangssignale von der Antenne zum Empfänger weitergeleitet werden. Zur Aufteilung der Sende- und Empfangssignale werden heutzutage unter anderem Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise eingesetzt.
  • Beispielsweise kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden, die beide ein bestimmtes Frequenzband durchlassen (Bandpassfilter). Alternativ kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern verwendet werden, die beide ein bestimmtes Frequenzband sperren (Bandsperrfilter). Ferner kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern verwendet werden, von denen ein Filter Frequenzen unterhalb einer Frequenz zwischen Sende- und Empfangsband durchlässt und Frequenzen oberhalb dieser Frequenz sperrt (Tiefpassfilter), und das andere Filter Frequenzen unterhalb einer Frequenz zwischen Sende- und Empfangsband sperrt und darüber liegende Frequenzen durchlässt (Hochpassfilter). Auch weitere Kombinationen aus den soeben genannten Filtertypen sind denkbar. Hochfrequenzfilter werden häufig in Form von koaxialen TEM-Resonatoren hergestellt. Diese Resonatoren können kostengünstig und wirtschaftlich aus Fräs- oder Gussteilen gefertigt werden und sie gewährleisten eine hohe elektrische Güte sowie eine relativ große Temperaturstabilität.
  • Ein koaxialer Einzelresonator in Fräs- oder Gusstechnik besteht beispielsweise aus einem zylinderförmigen Innen-leiter und einem zylinderförmigen Außenleiter. Möglich ist genauso, dass der Innenleiter und/oder der Außenleiter im Querschnitt quer zum Innenleiter einen regelmäßigen n-polygonalen Querschnitt aufweist. Der Innen- und der Außenleiter sind an einem Ende (in der Regel an der Unter- bzw. Bodenseite) großflächig durch eine elektrisch leitende Schicht verbunden (in der Regel durch einen elektrisch leitenden Boden kurzgeschlossen). Zwischen dem Innen- und dem Außenleiter befindet sich in der Regel Luft als Dielektrikum.
  • Die mechanische Länge des derartigen Resonators (bei Luft als Dielektrikum) entspricht einem Viertel der elektrischen Wellenlänge. Die Resonanzfrequenz des koaxialen Resonators wird durch seine mechanische Länge bestimmt. Je länger der Innenleiter ist, desto größer ist die Wellenlänge und desto niedriger ist die Resonanzfrequenz. Die elektrische Verkopplung zwischen den Resonatoren ist umso schwächer, je weiter die Innenleiter zweier Resonatoren voneinander entfernt sind und je kleiner die Koppelöffnung der Blende zwischen den Innenleitern ist.
  • Bei derartigen Resonatoren sind bereits eine Vielzahl von Vorschlägen zur Verbesserung gemacht worden.
  • Gemäß der EP 1 169 747 B1 wird beispielsweise zur Verbesserung der Frequenzabstimmung vorgeschlagen, dass der Innenleiter des Resonators als Hohlzylinder ausgebildet ist und im Innenleiter ein axial verstellbares Abstimmelement vorgesehen ist, welches aus einem dielektrischen Material besteht. Im Gegensatz dazu schlägt die EP 1 596 463 A1 vor, das in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Innenleiter verstellbare Abstimmelement aus Keramik zu bilden, welches jedoch an seinem oben über den Innenleiter überstehenden Stirnende und über einen bis in den hohlzylinderförmigen Innenleiter weit eintauchenden Bereich mit einem hülsen- oder topfartigen Abstimmkörper ummantelt ist, welcher aus Metall besteht. Zudem wird auf die WO 2004/084340 A1 verwiesen, die verschiebbare dielektrische Abstimmelemente in Koaxialfiltern darstellt und beschreibt.
  • Gemäß der EP 1 721 359 B1 soll ein koaxialer Resonator zur Erhöhung seiner Durchschlagfestigkeit bei geringem Bauvolumen auf der Innenseite des Deckels in einer dort vorgesehenen Ausnehmung eine dielektrische Schicht aufweisen.
  • Gemäß der US 2006/0284708 A1 wird ebenfalls wieder ein hohlzylinderförmiger Innenleiter bei einem koaxialen Resonator vorgeschlagen, an dessen oben liegender ringförmigen Stirnseite ein hohlzylinderförmiger Ring mit gleichen Abmessungen wie der hohlzylinderförmige Innenleiter aufgesetzt ist, wobei der aufgesetzte hohlzylinderförmige Ring aus Keramik mit einer hohen Dielektrizitätszahl besteht. Dieser Keramikring mit hoher Dielektrizitätszahl und geringen dielektrischen Verlusten soll dabei ferner lückenlos zwischen dem offenen Innenleiterende des Koaxialresonators und der Unterseite des Deckels eingesetzt sein. Dadurch sollen bei gleicher Resonanzfrequenz geringere Baugrößen realisierbar sein. Zusätzlich sollen sich die in den Resonatoren ausbreitungsfähigen Oberwellen zu höheren Frequenzen hin verschieben.
  • Gemäß der US 6 894 587 B2 besteht sowohl der Außenleiter als auch der zylindrische Innenleiter jeweils aus einem Dielektrikum als Trägermaterial. Auf der jeweiligen Außenschicht des Dielektrikums ist eine leitfähige Schicht zur Bildung des Innenleiters wie zur Bildung des Außenleiters vorgesehen. Dadurch wird der Koaxialresonator gebildet. Das Dielektrikum des Außenleiters weist dabei eine Axialbohrung auf, in die unter Bildung eines radialen Abstandspaltes der auf dem inneren Dielektrikum aufgebrachte Innenleiter ausgebildet ist.
  • Die US 4 268 809 beschreibt einen Filter unter Verwendung mehrerer koaxialer Resonatoren. Gemäß dieser Vorveröffentlichung wird eine dielektrische Schicht vorgeschlagen, die gemeinsam alle freien Stirnenden der Innenleiter überdeckt. Auf dieser dielektrischen Schicht ist dann gegenüberliegend zu den Innenleitern eine leitfähige Struktur ausgebildet, die mittels elektrisch leitfähigen Schrauben, die die dielektrische Schicht durchsetzen, mit dem Innenleiter mechanisch und galvanisch verbunden ist. Die auf der dielektrischen Schicht ausgebildeten leitfähigen Strukturen enden jeweils im Abstand zueinander, wodurch eine kapazitive Kopplung bewirkt wird.
  • Aus der JP S58172003 A ist ein Resonator mit einem Gehäuse und einem Resonator-Innenleiter zu ersehen, der gegenüberliegend zum Gehäuseboden im Abstand vor der gegenüberliegenden Gehäusewand endet und an seiner freien Stirnseite und gegebenenfalls auch an dem umlaufenden angrenzenden Abschnitt des Resonator-Innenleiters mit einer dielektrischen Schicht überzogen ist. Diese dielektrische Schicht kann einen εr-Wert von 37 aufweisen. Der Resonator-Innenleiter weist einen Innenleiterkopf auf, der mit dem erwähnten Dielektrikum überzogen ist, wobei dieser dielektrische Kopf einen Durchmesser aufweist, der etwa dem Dreifachen des sich darunter befindlichen Abschnittes des Resonator-Innenleiters entspricht. Die dielektrische Schicht selbst weist dabei eine Dicke auf, die zumindest in der Größenordnung der Dicke des Resonator-Innenleiters in dem Bereich unterhalb des mit einem größeren Durchmesser ausgestatteten Resonator-Innen-leiter-Kopfes entspricht.
  • Ein Hohlraumfilter ist auch aus der US 2009/167464 A1 zu entnehmen. In einer Resonator-Kammer ist ein mit einer axialen Bohrung versehener Resonator-Innenleiter vorgesehen, der in einem Abstand gegenüber dem Gehäusedeckel endet. Die Umfangswand des mit der Axialbohrung versehenen Resonator-Innenleiters wie aber auch ein geringfügiger verbleibender stirnseitiger Materialabschnitt am freien Ende des Resonanz-Innenleiters sind mit einer Isolierschicht überzogen. Bei dieser Schicht soll es sich bevorzugt um Gummi handeln, wobei Gummi bekanntermaßen einen ε-Wert mit εr = 3 aufweist.
  • Ferner soll auch noch auf die Vorveröffentlichung CN 201 946 731 U verwiesen werden. Auch diese Druckschrift beschreibt einen Resonator mit einem Resonator-Innenleiter, wobei der mit einer Axialbohrung versehene Resonator-Innenleiter einen umlaufenden Flansch an seinem freien Ende aufweist, auf welchem ein ringförmiges dielektrisches Material vorgesehen ist. Die Dicke dieses dielektrischen Materials parallel zur Erstreckungsrichtung des hohlen Resonator-Innenleiters beträgt ein Vielfaches der Materialdicke des Resonator-Innenleiters.
  • Dokument EP 2 538 487 A1 offenbart die Benutzung von elastischen Stützen zur Festhaltung von dielektrischen Körper in koaxialen Resonatoren. Ein Filter ist auch aus der JP 2002 016411 A bekannt geworden. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um einen koaxialen Hohlraumresonator, sondern um einen dielektrischen Filter. Bekanntermaßen weisen dielektrische Filter nicht wie Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise einen Innenleiter auf.
  • Ein aus einem dielektrischen Material bestehendes Resonatorelement (dessen axiale Höhe geringer ist als dessen Durchmesser) wird dabei an dem aus Metall bestehenden Gehäuseboden befestigt. Die JP 2002 016411 A lehrt dabei abweichend zu vorbekannten Lösungen, indem beispielsweise das Resonatorelement mittels Kunststoff befestigt worden ist, einen Gewindestab zu verwenden, der in eine Sackbohrung an der Unterseite des dielektrischen Resonatorelementes eingesetzt wird, um dann das an dem Gewindestab befestigte dielektrische Resonatorelement bis zum Anschlag am Gehäuseboden des Gehäuses der Filteranordnung in eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung einzudrehen. Das Resonatorelement selbst soll dabei einen Gesamtdurchmesser aufweisen, der in der Größenordnung von etwa 0,6 mm bis 0,7 mm liegt.
  • Obgleich häufig kleinere Filterdimensionen gewünscht sind, lassen sich diese insgesamt nicht oder nicht leicht realisieren. Denn bei Koaxialfiltern ist neben den maximal zulässigen Durchgangsdämpfungen oft die maximal mögliche Leistungsbelastbarkeit als einer der limitierenden Faktoren für die Verkleinerung der Filterbaugruppen zu berücksichtigen. Bei Koaxialfiltern wird die Leistungsbelastbarkeit im Wesentlichen durch den Abstand zwischen dem offenen Innenleiterende und dem in der Regel auf Masse liegenden Deckel und/oder den Seitenwänden, den Abstimmelementen etc. bestimmt. Ein größerer Abstand führt dabei zu höheren möglichen Leistungen. Je nach geforderten Mindestleistungen dürfen entsprechende Mindestabstände nicht unterschritten werden, da es sonst zu zerstörenden Überschlägen (Microwave Break down) im Filterinneren kommen kann. Weitere Verkleinerungen der Filterbaugruppen sind also nicht möglich.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen insgesamt verbesserten koaxialen Resonator, insbesondere auch zur Verwendung für Hochfrequenzfilter zu schaffen, der mit vergleichsweise kleiner Baugröße realisiert werden kann, und zwar selbst dann, wenn komplexere Innenleiterformen vorgesehen sind.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Durch die Beibehaltung des bereits im Stand der Technik vorgeschlagenen kompletten oder partiellen Umschließen oder Ummanteln der offenen Innenleiterenden mit einem dielektrischen Material, dessen Dielektrikumskonstante größer als 1,2 und insbesondere größer als 2 ist, können auch bei komplexeren Innenleiterformen die Mindestabstände zwischen dem Deckel, den Wänden und den Abstimmelementen verringert werden, da sich die Leistungsbelastbarkeit deutlich erhöht.
  • Das Umschließen kann dabei mit Hilfe von einem oder mehreren aufgesetzten Formteilen erfolgen. Als günstig hat sich ebenso erwiesen, den Innenleiter oder die wesentlichen Teile des Innenleiters ganz oder partiell mit entsprechendem Kunststoffmaterial zu umspritzen, welches die gewünschten bzw. geeigneten dielektrischen Werte aufweist.
  • Dabei kann die maximale Leistungsbelastbarkeit über die Dicke der dielektrischen Schicht gesteuert werden. Je dicker die Schicht ist, desto höhere Leistungen sind möglich, ohne dass es zu einem Überschlag kommt. Dünnere Schichten bedeuten geringere dielektrische Verluste und somit geringere Durchgangsdämpfung für das Filter.
  • Grundsätzlich kann die maximale Leistungsbelastbarkeit natürlich auch mit der Auswahl des dielektrischen Materials und dessen ihm eigenen spezifischen Eigenschaften beeinflusst werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht vor allem, dass sich die Erfindung auf geringstem Raum umsetzen lässt. Denn im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, dass die entsprechende dielektrische Beschichtung im Verhältnis zum Stand der Technik besonders geringe Schichtdicken aufweist bzw. das Ummantelungsmaterial aus einem ganz spezifischen Material besteht, nämlich aus einem oder mehreren Cycl-Olefin-Copolymeren (COC) besteht oder ein oder mehrere Cycl-Olefin-Copolymere (COC) umfasst. Besonders günstig sind die Effekte dann, wenn beide vorstehenden Varianten gemeinsam umgesetzt sind.
  • Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung liegt also darin begründet, dass sich das Volumen der Resonatorkammer, also die Baugröße der Filterbaugruppen, verringern lässt, was zu insgesamt geringeren Baukosten führt. Gleichwohl lässt sich im Rahmen der Erfindung eine höhere Leistungsbelastbarkeit der Filter erzielen, und dies bei einem insgesamt einfachen Herstellvorgang. Denn insbesondere die aufgesetzten oder umspritzten Innenleiter bilden ein eigenständiges Teil. Der zumindest im Bereich des freien Innenleiterendes vollflächige oder partielle Überzug bzw. die dort ausgebildete vollflächige oder partielle Ummantelung mit dem entsprechenden dielektrischen Material lässt sich dabei für alle erdenklichen Innenleiterformen realisieren.
  • Als günstig erweist sich auch, dass die eingesetzten Innenleiter bei den in Rede stehenden Resonatoren im Rahmen der Erfindung sowohl aus Metall als auch aus Dielektrikum, beispielsweise aus Keramik bestehen können. Dabei kann das Umspritzen bei einem oder mehreren oder allen Innenleitern eines entsprechenden Hochfrequenzfilters durchgeführt werden. Dabei lässt sich das Umschließen, insbesondere in Form des An- oder Umgießens sowohl bei von Hause aus angeformten Innenleitern oder aber auch bei einsetzbaren Innenleitern durchführen, die beispielsweise in den Resonatorboden eingedreht, eingeschraubt, eingepresst oder anderweitig mechanisch befestigt und galvanisch angebunden werden. Dies führt außerdem zu einem einfachen Handling, da der mit dem entsprechenden Ummantelungs-Material umspritzte Innenleiter ein eigenständiges Bauteil bildet.
  • Wie bereits erwähnt können anstelle der angegossenen Schichten auch Kunststoff-Formteile separat hergestellt und dann auf den Innenleiter aufgesetzt werden. Dabei können die Formteile mit entsprechenden Haltern und Arretiereinrichtungen versehen sein, die fingerartig gestaltet sind und sich beispielsweise in Radialrichtung oder überwiegend in Radialrichtung an der Gehäuseinnenwand oder den Wänden abstützen und/oder mit einem oder mehreren fingerartigen Abstandshaltern an der Innen- oder Unterseite des Deckels angebracht sind.
  • Die erfindungsgemäßen Vorteile, d.h. eine Verringerung der Baugröße, eine Erhöhung der Leistungsbelastbarkeit sowie eine Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit der einzelnen Resonatoren lassen sich durch folgende erfindungsgemäße Merkmale für sich allein genommen und insbesondere in Kombination realisieren, nämlich
    • die offenen Innenleiterenden der Koaxialresonatoren werden mit einem dielektrischen Material εr > als 1,2, insbesondere > als 1,5 oder > als 2 umschlossen, wobei das Umschließen der Innenleiterenden komplett oder nur partiell in ausgewählten Bereichen möglich ist;
    • das Umschließen der Innenleiterenden durch das dielektrische Material kann durch Um- oder Anspritzen, Umgießen oder Lackieren mit geeigneten Kunststoffen und/oder durch Aufsetzen spezieller Formteile aus Kunststoff erfolgen (beispielsweise durch Verwendung von Clips);
    • die Kunststoff-Formteile können ein- oder mehrteilig sein;
    • die Kunststoff-Formteile können an dem Innenleiter fixiert sein oder über angeformte Stützen am Deckel oder an Seitenwänden oder durch die spezifische Ausgestaltung des Innenleiters mit Hinterschneidungen, die von den Kunststoff-Formteilen hintergriffen gehalten werden;
    • das Umschließen der Innenleiter oder der Innenleiterenden kann bei einsetzbaren Innenleitern erfolgen oder bei Innenleitern, die im Gehäuse bereits integriert bzw. angeformt sind (beispielsweise durch Umgießen oder Umspritzen);
    • die einsetzbaren Innenleiter können aus Metall oder Dielektrikum bestehen (z.B. Keramik);
    • das Umschließen kann bei einem, mehreren oder allen Innenleitern eines entsprechenden Filters durchgeführt werden; und
    • das Umschließen ist bei allen Innenleiterformen möglich, Beschränkungen bestehen insoweit nicht.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den anhand von Zeichnungen nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1 :
    einen axialen Schnitt durch einen koaxialen Resonator als Grundstruktur für ein HochfrequenzFilter;
    Figur 2 :
    eine Querschnittsdarstellung längs der Linie II-II in Figur 1;
    Figur 3 :
    ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Axialschnitt eines koaxialen Resonators mit einem im Gehäusedeckel vorgesehenen Abstimmelement;
    Figur 4 :
    ein zu Figur 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel;
    Figur 5a:
    eine Axialschnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Innenleiter in räumlicher Darstellung;
    Figur 5b:
    eine Axialschnittdarstellung durch einen gegenüber Figur 5a leicht abgewandelten Innenleiter;
    Figuren 6 bis 15:
    zehn unterschiedliche Ausführungsbeispiele in vereinfachter axialer Schnittdarstellung unter Erläuterung von Varianten bezüglich der Ausgestaltung des Innenleiters bzw. des hier vorgesehenen Ummantelungs-Materials.
  • In Figur 1 ist in Axialschnittdarstellung parallel zur Axialachse X und in Figur 2 im Horizontalschnitt längs der Linie II-II in Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines koaxialen Resonators, hier in Form eines Einzelresonators, gezeigt. Bekanntermaßen können mehrere derartige Resonatoren zu Filtergruppen zusammengebaut werden, beispielsweise in Form eines Bandpassfilters oder eines Sperrfilters etc. Es wird hier insoweit auf bekannte Lösungen verwiesen.
  • Der gezeigte Resonator, also der Koaxialfilter umfasst ein Außenleitergehäuse 1 mit einem Außenleiter 1', einen im gezeigten Ausführungsbeispiel konzentrisch und koaxial dazu angeordneten Innenleiter 3 und einen Boden oder Gehäuseboden 5, bei denen der elektrisch leitende Außenleiter 1 und der elektrisch leitenden Innenleiter 3 galvanisch miteinander verbunden sind.
  • Der anhand von Figuren 1 und 2 gezeigte Resonator weist einen quadratischen Querschnitt auf, wobei das Außenleitergehäuse 1 einen Deckel oder Gehäusedeckel 7 umfasst, mit welchem der Resonatorinnenraum 19 geschlossen wird. Der Deckel 7 besteht ebenso wie das gesamte Außenleitergehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material, in der Regel Metall, beispielsweise Aluminium etc. oder ist (ebenso wie auch beim Außenleiter 1' oder dem Gehäuseboden 5 möglich) zumindest auf der Innenseite 7a mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen (wenn z.B. das Gehäuse aus einem Kunststoff besteht).
  • Dabei kann der in den Zeichnungen gezeigte Innenleiter 3 einstückig mit dem Außenleitergehäuse 1, d.h. insbesondere dem Boden 5 verbunden oder als separates Bauteil dort angebracht und befestigt und mit dem Boden galvanisch verbunden sein. Dies kann beispielsweise durch Verwendung entsprechender Schrauben erfolgen, die beispielsweise über eine Bohrung im Gehäuseboden in ein Innengewinde im Innenleiter 3 eingedreht oder unter Verwendung einer dort sitzenden Mutter eingedreht werden können.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel endet, wie üblich, der Innenleiter 3 unterhalb des Gehäusedeckels 7, so dass zwischen der zuoberst liegenden Stirnseite 3a des Innenleiters 3 und der Unter- oder Innenseite 7a des Deckels 7 ein Abstand oder Abstandsraum A besteht.
  • Anhand von Figur 3 ist in Abweichung zu der Darstellung gemäß Figur 1 lediglich dargestellt, dass - wie ebenfalls üblich ist - eine entsprechende Einstellung der Resonanzfrequenz durch Verstellen eines z.B. im Gehäusedeckel 7 verdrehbar untergebrachten Einstell- oder Abstimmelementes 9 erfolgen kann, welches unterschiedlich weit auf den Innenleiter 3 zu oder von diesem weg verdreht werden kann. Bevorzugt sitzt dabei dieses Einstellelement 9 in einer Gewindebuchse 17, die mit diesem galvanisch verbunden ist und dabei den Deckel 7 axial und konzentrisch zum Innenleiter 3 durchsetzt oder direkt in einer Gewindebohrung im Deckel selbst.
    Dabei ist auch bekannt, dass das erwähnte, über den Deckel 7 unterschiedlich weit in den Resonatorinnenraum 19 ein- und austretbare Einstellelement 9 von seinem Durchmesser und seiner Durchmesserform so ausgestaltet sein kann, dass es in eine entsprechende und an der Stirnseite 3a endende Axialbohrung 3c im Innenleiter 3 eingreifen kann. Die erwähnten Einstellelemente 9 können dabei aus Metall oder beispielsweise aus einem Dielektrikum bestehen. Es wird insoweit ebenfalls auf bekannte Lösungen verwiesen.
  • Anhand von Figur 4 ist schematisch gezeigt, dass beispielsweise der Innenleiter auch als hohler, d.h. im gezeigten Ausführungsbeispiel als hohlzylinderförmiger Innenleiter ausgebildet sein kann, wobei beispielsweise im Bodenbereich ein Betätigungselement 109 vorgesehen sein kann, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Gewindeteller oder Gewindetopf besteht. Dieser Gewindeteller oder Gewindetopf weist an seinem Außenumfang ein Außengewinde auf, welches mit einem entsprechenden Innengewinde an der Innenseite 3b des mit einer Innenbohrung 3c versehenen Innenleiters 3 in Eingriff steht.
  • Durch Verdrehen dieses Gewindetellers, in den beispielsweise mit einem geeigneten Werkzeug in ein von der Unterseite her frei zugänglichen Verdreh- oder Mitnahmeansatz 13 eingegriffen werden kann, kann das im gezeigten Ausführungsbeispiel über die obere Stirnseite 3a des Innenleiters 3 überstehende Einstell- oder Abstimmelement 9' entsprechend der Pfeildarstellung 15 unterschiedlich weit über die Stirnseite 3a des Innenleiters 3 überstehend eingestellt werden, wodurch sich die Resonanzfrequenz des Koaxialfilters einstellen lässt.
  • Der erwähnte Innenleiter 3 kann einstückig, gegebenenfalls stoffschlüssig und damit galvanisch mit dem Gehäuseboden den Außenleiterwänden verbunden sein. Ein derartiger Resonator kann beispielsweise durch Fräsen aus einem Metallblock hergestellt werden, wobei bereits angemerkt wurde, dass der Innenleiter 3 beispielsweise nachträglich mit dem Boden mechanisch und galvanisch verbunden wird, beispielsweise durch Verwendung von Schrauben.
  • Anhand von Figur 5a ist nunmehr in räumlicher Axialschnittdarstellung und in Figur 5b im Axialschnitt ein erstes bzw. zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Resonators mit entsprechend angepasstem, erfindungsgemäßem Innenleiter gezeigt.
  • Wie aus den Figuren zu ersehen ist, handelt es sich bei diesem Ausführungsbeispiel - was jedoch nicht von zentraler Bedeutung ist - um einen Innenleiter, der nachträglich am Gehäuseboden mechanisch und elektrisch galvanisch verankert wird.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist - was aber im Rahmen der Erfindung nicht zwingend notwendig ist - vorgesehen, dass der Innenleiter 3 eine Innenleiter-Stirnseite 3a aufweist, die sich in Radialrichtung über den sonstigen Außendurchmesser des Innenleiters 3 erstreckt, und zwar unter Ausbildung eines scheibenförmigen Innen-leiter-Erweiterungsbereiches 33. Dieser Innenleiter-Erweiterungsbereich 33 weist einen Außendurchmesser 3e auf, der üblicherweise dem 1,01 bis 4-Fachen des sonstigen Außendurchmessers 3d des Innenleiters 3 entspricht, beispielsweise dem 1,75- bis 2,25-Fachen. Die Dicke 35 dieses Innenleiter-Erweiterungsbereiches 33 kann ebenfalls unterschiedlich gewählt werden. Sie kann sich beispielsweise zwischen 0,5 mm bis 6 mm bewegen, beispielsweise größer sein als 1 mm, 1,5 mm, 2mm oder 2,5 mm. Sie kann ebenso kleiner sein als 5,5 mm, 5 mm, 4,5 mm, 4 mm oder 3,5 mm. Werte um 3 mm sind häufig geeignet.
  • Die so gebildete Stirnseite 3a mit dem zugehörigen Stirnseitenbereich 3'a kann ganz oder teilweise in einer Teilhöhe bevorzugt ausgehend von der Stirnseite 3a in Richtung Boden 5 mit einem geeigneten dielektrischen Material überzogen sein. Mit anderen Worten ist hier ein entsprechendes Ummantelungs-Material 21 vorgesehen, welches auf der Oberfläche 23 des Innenleiters 3 beispielsweise an den in Figur 5a oder Figur 5b ausgebildeten Stellen vorgesehen, angeordnet, aufgesetzt, umspritzt oder angespritzt ist, allgemein also das Ummantelungs-Material 21 den Innenleiter 3 beispielsweise an den aus den Zeichnungen ersichtlichen Stellen ganz oder teilweise ummantelt. Dabei kann das Ummantelungs-Material 21 direkt auf der Oberfläche 23 des Innenleiters 3 beispielsweise an den gezeigten Stellen (aber auch an anderen Stellen) aufliegen, gegebenenfalls aber auch indirekt unter Ausbildung von Zwischenschichten, z.B. Luft, zwischen der Oberfläche 23 und der angrenzenden Schicht des Ummantelungs-Materials 21.
  • Dabei ist aus der Darstellung gemäß Figur 5a zu entnehmen, dass dieses Ummantelungs-Material 21 bei diesem Ausführungsbeispiel unter anderem auf der Stirnseite 3a des scheibenförmigen Erweiterungsbereiches 33, zudem in der Innen- oder Axialbohrung 3c auf der dort ausgebildeten Innenwandung 3f (die Teil der gesamten Oberfläche 23 des Innenleiters 3 ist) in einer Axial-Höhe 36, am Außenumfang 3g des scheibenförmigen Erweiterungsbereiches 33 und zum Teil auf der Unterseite 3h dieses Erweiterungsbereiches 33 ausgebildet ist.
  • Dabei kann dieses Ummantelungs-Material 21 bzw. dieses schichtförmige Ummantelungs-Material 21 auf dem entsprechenden Innenleiter an den geschilderten Stellen aufgebracht sein, so dass an den Stellen, wo die Ummantelung aufhört, ein der Schichtdicke entsprechender Absatz 25 entsteht, wie beispielsweise auf der Unterseite 3h des scheibenförmigen Erweiterungsbereiches 33.
  • Andererseits zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5a auch, dass dort, wo das Ummantelungs-Material 21 vorgesehen ist, das Material des Innenleiters 3 entsprechend ausgearbeitet sein kann. Eine entsprechende Material-Ausnehmung 3i ist beispielsweise im Bereich der innenliegenden Axialbohrung 3c des Innenleiters 3 vorgesehen, und hier entsprechend der inneren Axial-Höhe 36. Dies hat zur Folge, dass die Innenbohrung 3c, d.h. die Oberfläche (Innenwandung) 3f der Innenleiterbohrung 3c stufenabsatzfrei vom Material des Innenleiters zum Ummantelungs-Material 21 im Bereich der inneren Axial-Höhe 36 übergehen kann, wie dies aus Figur 5a zu ersehen ist.
  • In Figur 5b ist dazu in Abweichung gezeigt, dass die Materialausnehmung 3i (unter Bildung eines ersten Bohrabschnittes 3.1 mit größerem Bohrdurchmesser) mit größerer Tiefe als die Schichtdicke des Ummantelungs-Materials 21 im Bereich des mittleren Bohrabschnittes 3.2 der inneren Axialbohrung 3c ausgearbeitet sein kann, so dass noch ein Stufenabsatz 37 erzeugt wird, an welchem die innere Axialbohrung 3c zum Bohrabschnitt mit geringerem Innendurchmesser übergeht. Schließlich ist aus Figur 5b auch zu ersehen, dass der mittlere Bohrabschnitt mit einem mittleren Bohrdurchmesser dann noch in einen unteren Bohrabschnitt 3.3 übergeht oder übergehen kann, der den geringsten Bohrdurchmesser aufweist. Am unteren Fuß des Innenleiters 3 gegenüberliegend zu seiner Stirnseite 3a ist bei der Variante gemäß Figur 5a noch eine Bodenausnehmung 3q mit geringer Axialhöhe ausgebildet, die eine vergleichsweise große radiale Erstreckung aufweist, so dass der Innenleiter 3 bevorzugt nur über seinen somit zurückbleibenden, ringförmigen Ansatz 3r in montierter Position mit dem Boden des Gehäuses oder mit einem gegebenenfalls vorgesehenen Innenleitersockel mechanisch verbunden und elektrisch kontaktiert ist.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Innenleiterbohrung 3c unter Ausbildung einer Schulter 3j am unteren Ende eingebracht, also unter einer Verjüngung des Bohrungsdurchmessers. Dies erlaubt den Innenleiter unter Verwendung von Schrauben und Muttern am Boden 5 des Resonators mechanisch zu verankern und mit diesem galvanisch zu verbinden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5b sind gegenüber der Variante nach Figur 5a kleine Abwandlungen vorgenommen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5b ist am Übergang von der Innenleiterbohrung 3c zur oben liegenden Stirnseite 3a des Innenleiters 3 jeweils eine konische Fase 3k eingearbeitet, durch die die Bohrung 3c sich quasi nach oben hin erweitert.
  • Ebenso sind an der oberen umlaufenden Kante 33a sowie der unteren umlaufenden Kante 33b des Innenleiter-Erweiterungsbereiches 33 ebenfalls Fasen 3l bzw. 3m eingearbeitet, vorzugsweise 45°-Fasen, wodurch ein Übergang von einer Begrenzungsfläche zur nächsten an dem Innen-leiter-Erweiterungsbereich 33 jeweils in einem 135° Winkel ermöglicht wird. Grundsätzlich können alle Fasen in beliebigen Winkeln ausgebildet sein. Anstelle von Fasen sind auch Radien bzw. Rundungen in beliebigen Ausführungen denkbar.
  • Ferner ist der auslaufende Absatz des auf der Unterseite 3h des scheibenförmigen Innenleiter-Erweiterungsbereiches 33 (welcher auch als Erweiterungsplateau 33 bezeichnet werden kann) vorgesehenen Ummantelungs-Materials 21 mit einer schräg auslaufenden Fase 3n versehen. Diese ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem 45°-Winkel zur Ausrichtung des scheibenförmigen Erweiterungsbereiches 33 ausgerichtet, so dass sich insgesamt, wie in Figur 5b dargestellt ist, ein Öffnungswinkel α von 90° zwischen den gegenüberliegenden auslaufenden Fasen 3n ergibt.
  • Ein so ausgestalteter erfindungsgemäßer Innenleiter 3 kann durch entsprechende Vorbearbeitung des Innenleiter-Materials - sofern dies überhaupt notwendig ist - und anschließendes An- oder Umgießen mit einem entsprechenden, im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Ummantelungs-Material 21 hergestellt werden, und zwar bereits bei entsprechend vorgefertigtem Resonator, bei welchem der Innenleiter, der Boden und die Gehäuse-Außenwände beispielsweise aus einem einstückigen Metallblock hergestellt sind. Ebenso kann aber der Innenleiter separat umspritzt und nachträglich beispielsweise mit einer Schraubverbindung mit dem Boden des Resonators verbunden werden. In diesem Falle besteht also das Ummantelungs-Material 21 aus einer angegossenen Ummantelungs-Schicht 21a.
  • Genauso ist es aber auch möglich, dass das entsprechende Ummantelungs-Material 21 separat hergestellt, beispielsweise gegossen und nachträglich auf dem Innenleiter 3 aufgesetzt wird. Dabei liegt also das Ummantelungs-Material 21 in Form eines Formteiles 21b vor, insbesondere eines Kunststoff-Formteils 21b, allgemein eines dielektrischen Formteils 21b, welches einteilig oder mehrteilig, also ein- oder mehrstückig ausgebildet und dann auf dem Innenleiter aufgesetzt sein kann.
  • Dazu sind in den nachfolgenden Figuren 6 bis 13 schematische Axialschnittdarstellungen durch einen Resonator vergleichbar zu Figur 1 wiedergegebenen, in denen jeweils das Resonatorgehäuse im Schnitt angedeutet ist, und zwar mit innenliegendem Innenleiter.
  • Bei der Variante gemäß Figur 6 ist der Innenleiter als Vollblock dargestellt. Das Ummantelungs-Material 21 ist hier topfförmig gestaltet und nach Art eines umgekehrten Topfes oder einer umgekehrten Dose von oben her auf den Innenleiter 3 entsprechend der Topfhöhe dieses Ummantelungs-Materials 21 aufgesetzt, also beispielsweise unter Verwendung eines Formteiles 21b. Ebenso kann das Ummantelungs-Material 21 als angegossenes Angussteil 21a am Innenleiter 3 ausgebildet sein.
  • Bei der Variante gemäß Figur 7 weist der Innenleiter in einem bestimmten Axialmaß eine Innenleiterbohrung 3c auf, in die - wie erläutert - ein im Deckel untergebrachtes, unterschiedlich weit ein- und ausdrehbaren Gewindeelement zur Einstellung der Resonanzfrequenz eingedreht werden kann. In diesem Falle kann das Ummantelungs-Material 21 entsprechend aufgespritzt oder in vorgefertigter Form aufgesetzt werden. Das Ummantelungs-Material 21 ist in einer gewissen Axial-Höhe von der Stirnseite des Innenleiters ausgehend am Außenumfang 3g des Innenleiters 3 sowie an der Innenwand 3b der Innenleiterbohrung 3c bis zum Boden 30 der Innenleiterbohrung vorgesehen und dort ausgebildet.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 entspricht jenem nach Figur 6, mit dem Unterschied, dass beispielsweise ein entsprechend separat hergestelltes und nachträglich aufgesetztes Kunststoff-Formteil 21b an seiner Oberseite, die auf der Stirnseite des Innenleiters aufliegt, mit einer angeformten Stütze 31, beispielsweise in Form einer leicht elastischen fingerförmigen Erweiterung 31a, versehen ist, die sich letztlich auf der Unterseite 7a des Gehäusedeckels 7 abstützt und unter zumindest leichter (elastischer) Vorspannung anliegt. Hierdurch wird das Ummantelungs-Material 21 in Form eines separat hergestellten und aufgesetzten Kunststoff-Formteils 21b unverlierbar auf dem Innenleiter 3 gehalten.
  • Die Variante gemäß Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das anhand von Figur 7 gezeigte Kunststoff-Formteil 21b an zwei oder noch mehreren in Umlaufrichtung versetzt liegenden Stellen (oder an noch mehr Stellen) mit entsprechend angeformten Stützen 31, beispielsweise in Form von zwei fingerförmigen Erhebungen 31a, ausgebildet sein kann, die sich - wie vorstehend erläutert - unter Vorspannung an der Unterseite des Deckels 7 abstützen.
  • Bei der Variante gemäß Figur 10 sind zwei oder mehrere in Umfangsrichtung versetzt liegende angeformte Stützen 31 ebenfalls wieder in Form von fingerförmigen Erhebungen 31a vorgesehen, die aber nicht in Richtung Deckel, sondern eher in Radialrichtung mit zumindest größerer radialer als axialer Komponente verlaufen und sich an der Innenseite 1a des Außenleiters 1 abstützen, bevorzugt ebenfalls wieder unter zumindest leichter Vorspannung.
  • Anhand der Ausführungsbeispiele gemäß der Figuren 11 bis 13 ist unter anderem gezeigt, dass auch mehrere unterschiedliche Kunststoff-Formteile oder unterschiedliche Ummantelungs-Materialien 21 und damit unterschiedliche Ummantelungs-Material-Schichten eingesetzt werden können. Die Ausführungsbeispiele nach Figuren 11 bis 13 zeigen zudem, dass unterschiedlichst ausgebildete Innenleiter verwendet werden können, mit oder ohne überstehende scheibenförmige Erweiterung benachbart zu ihrer freien Stirnseite 3a, mit oder ohne unterschiedlich weit im Inneren des Innenleiters eingreifender Innen- oder Axialbohrung 3c etc. Einschränkungen bestehen insoweit bezüglich der Gestaltung des Innenleiters nicht.
  • So ist beispielsweise bei den Varianten gemäß Figuren 11 bis 13 der Innenleiter 3 entsprechend seiner Formgebung außen wie im Bereich seiner Innenbohrung 3c und seiner Stirnseite 3a mit einem Ummantelungs-Material 21, d.h. hier einem ersten Ummantelungs-Material 21' schichtförmig umgeben. Diese Schicht kann angegossen oder in Form eines Kunststoff-Formteils ausgebildet und nachträglich aufgesetzt sein.
  • Auf diese Schicht des Ummantelungs-Materials 21, 21' ist dann z.B. in einer geringeren Teilhöhe, ausgehend von der oben liegenden Stirnseite 3a im Stirnseitenbereich, am umlaufenden Umfangsrand sowie in einer Teilhöhe am Außenumfang und im Bereich der Innenbohrung 3c ein zweites Ummantelungs-Material 21" angegossen.
  • Bei der Variante gemäß Figur 12 könnte dieses zweite Ummantelungs-Material 21" auch in Form eines zweiten Kunststoff-Formteils 21b von oben her aufgesetzt sein und/oder werden.
  • Figur 13 zeigt nur eine abgewandelte Ausführungsform, deren Prinzipien grundsätzlich mit den Prinzipien gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 11 übereinstimmen.
  • Anhand der Figuren 14 und 15 ist nochmals gezeigt, dass entsprechende erste und zweite Ummantelungs-Materialien 21', 21" auch bei einem Innenleiter 3 mit oder ohne Innenleiterbohrung 3c ausgebildet sein können, vor allem auch dann, wenn der Innenleiter an seinem oberen Innenleiterende unterhalb des Gehäusedeckels 7 mit einem den Innenleiter ansonsten radial überragenden scheibenförmigen Plateau 33, also dem sog. Innenleiter-Erweiterungsbereich 33 versehen ist.
  • Anhand der Figuren 11 bis 15 ist ferner gezeigt, dass der dort dargestellte Innenleiter 3 als eingeschraubter Innenleiter ausgebildet ist. D.h. er hat eine Ausgestaltung wie anhand von Figur 5a gezeigt oder ähnlich dazu. Ein derartiger Innenleiter 3 kann dann an einem unten liegenden und mit dem Boden, d.h. dem Gehäuseboden 5 des Resonators fest verbundenen Innenleitersockel 103 aufgesetzt und mittels einer im Inneren des Innenleiters durchgedrehten Schrauben am Resonatorgehäuse mechanisch fest verankert werden, bevorzugt zum Herstellen einer galvanischen Verbindung.
  • Aus einigen dieser Darstellungen ist auch ersichtlich, dass bei Verwendung eines Ummantelungs-Materials 21 in Form eines Formteiles dieses aufgrund der Ausgestaltung des Innenleiters, insbesondere dann, wenn dieser Hinterschneidungen aufweist, beispielsweise durch den vorgesehenen Erweiterungsbereich 33, nach Art eines Schnapp- oder Kipp-Verschlusses auf den Innenleiter aufgesetzt werden kann.
  • Das erwähnte Ummantelungs-Material 21, beispielsweise in Form des ersten und/oder des ersten und zweiten Ummantelungs-Materials 21 weist eine Dielektrizitätszahl εr auf, die größer als 1,2 ist. Bevorzugte Werte für die Dielektrizitätszahl εr sind größer 1,3, insbesondere größer 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9 und 3,0.
  • Das erwähnte Ummantelungs-Material 21, 21', 21" besteht, wie erläutert, aus einem dielektrischen Material. Dabei kommen als typische und bevorzugte dielektrische Materialien im Rahmen der Erfindung sog. Cycl-Olefin-Copolymere (COC) in Betracht.
  • Die Schichtdicke für das Ummantelungs-Material 21, im Falle eines mehrteiligen Schichtaufbaus, auch bezüglich der Schichtdicke jeder der einzelnen Schichten, kann in unterschiedlichen Bereichen gewählt werden. Möglich ist, dass die Dicke des Ummantelungs-Materials 21 zumindest 0,05 mm, insbesondere mehr als 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm und mehr beträgt und vorzugsweise eine Dicke aufweist, die 3 mm und weniger beträgt.
  • Bei diesen Cycl-Olefin-Copolymeren handelt es sich im Gegensatz zu teilkristallinen Polyolefinen wie Polyethylen und Polypropylen um Materialen, die amorph und damit transparent sind. Cycl-Olefin-Copolymere zeichnen sich durch gute thermoplastische Fließfähigkeit, hohe Steifigkeit, Festigkeit und Härte sowie niedrige Dichte und hohe Transparenz bei guter Säure- Laugenbeständigkeit aus.
  • Die erläuterten Filter bzw. der erläuterte koaxiale Resonator lassen sich in breiten Bereichen insbesondere in der Mobilfunktechnik einsetzen, beispielsweise für koaxiale Bandpassfilter, koaxiale Bandsperren, asymmetrische Bandsperrfilter, Hochpassfilter, Duplexer, Combiner und/oder Tiefpassfilter.
  • Typische Anwendungen liegen dabei im Mobilfunkbereich in Frequenzbereichen von 380 MHz bis 4.000 MHz. Von besonderer Bedeutung sind im Mobilfunkbereich beispielsweise die Frequenzbereiche oberhalb von 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1.500 MHz, 1.700 MHz, 1.800 MHz, 1.900 MHz, 2.000 MHz, 2.100 MHz, 2.500 MHz, 2.600 MHz oder oberhalb von 3.500 MHz. Ebenso von Bedeutung sind unter Ausbildung eng umgrenzter Frequenzbereiche die Frequenzbereiche unterhalb von 3.500 MHz, insbesondere unterhalb von 2.700 MHz, 2600 MHz, 2.500 MHz, 2.200 MHz, 2.100 MHz, 2.000 MHz, 1.900 MHz, 1.800 MHz, 1.700 MHz, 1.500 MHz, 900 MHz, 800 MHz und insbesondere unterhalb von 700 MHz, in der Regel bis zu 300 MHz.
  • Durch die erläuterten Ausführungsbeispiele lassen sich ein koaxialer Resonator und Filter oder Filterbaugruppen realisieren, die durch das ganze oder partielle Umschließen des Innenleiters vor allem im Bereich seiner freien Stirnseite und der angrenzenden Bereiche mit dielektrischem Material eine höhere Leistungsbelastbarkeit und Durchschlagsfestigkeit der einzelnen Resonatoren und damit der Filter erzielen, verglichen mit den bisher bekannt gewordenen Lösungen.
  • Damit können Filter mit höheren maximalen Sendeleistungen realisiert werden.
  • Bei gleicher geforderter Leistungsbelastbarkeit werden durch das erfindungsgemäße Umschließen mit dem erläuterten dielektrischen Material geringere Abstände des Innenleiters zu den Seitenwänden und/oder zum Gehäusedeckel und/oder zu im Inneren der Resonatoren vorgesehenen Abstimmelementen 9, 9' ermöglicht.
  • Damit können auch Filter mit kleineren Abmessungen realisiert werden, welche trotzdem die gleiche Leistungsbelastbarkeit aufweisen.
  • Ferner führt die Erfindung zu einer Reduzierung der Baugröße und trägt letztlich auch zu einer Reduzierung der Kosten bei.
  • Das im Rahmen der Erfindung verwendete oder vorgeschlagene Dielektrikum ermöglicht gegenüber Abstimmelementen einen großen Abstimmbereich bzw. einen großen Frequenzhub.

Claims (14)

  1. Hochfrequenzfilter mit zumindest einem koaxialen Resonator, mit folgenden Merkmalen
    - der koaxiale Resonator umfasst ein Außenleitergehäuse (1) unter Bildung eines Außenleiters (1'),
    - im Außenleitergehäuse (1) ist ein Innenleiter (3) angeordnet, der an seiner einen Seite mit dem Außenleitergehäuse mechanisch und galvanisch verbunden ist und an seiner gegenüberliegenden Seite vom Außenleitergehäuse (1) oder von einem dort vorgesehenen zum Außenleitergehäuse (1) gehörenden Gehäusedeckel (7) beabstandet endet,
    - das Außenleitergehäuse (1) und der Innenleiter (3) bestehen aus elektrisch leitfähigem Material oder sind mit einem elektrisch leitfähigen Material überzogen,
    - der Innenleiter (3) umfasst eine Stirnseite (3a) und eine daran angrenzende weitere Oberfläche (23), wobei die Stirnseite (3a) und die daran angrenzende weitere Oberfläche (23) ganz oder teilweise mit einem Ummantelungs-Material (21) überdeckt sind,
    - das Ummantelungs-Material (21) besteht aus einem dielektrischen Material, und
    - das dielektrische Material weist eine Dielektrizitätszahl εr auf, die größer 1,2 ist, die Dicke des Ummantelungs-Materials (21) beträgt zumindest 0,05 mm und weniger als 3 mm, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
    - das Ummantelungs-Material (21) besteht aus einem dielektrischen Material in Form eines oder mehrerer Cycl-Olefin-Copolymere (COC) oder umfasst ein dielektrischen Material in Form eines oder mehrerer Cycl-Olefin-Copolymere (COC), und
    - das Ummantelungs-Material (21) ist
    a) gegenüber der Unterseite des Gehäusedeckels (7) und der Innenseite (1a) des Außenleiters (1) beabstandet, oder
    b) mit zumindest einer oder vorzugsweise mit mehreren Stützen (31) versehen, die sich von dem Ummantelungs-Material (21) ausgehend in axialer und/oder radialer Richtung erstrecken und an der Innenwandung des Außenleitergehäuses und/oder des Gehäusedeckels (7) vorzugsweise elastisch abstützen.
  2. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrizitätszahl für das dielektrische Material größer 1,3, insbesondere größer 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2, 6, 2, 7, 2, 8, 2, 9 und 3, 0 ist.
  3. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) als am Innenleiter (3) an- und/oder umspritztes Spritzteil oder Spritzgussteil (21a) ausgebildet ist.
  4. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) als Formteil (21b) ausgebildet ist, welches auf dem Innenleiter (3) aufgesetzt ist.
  5. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) mehrteilig ausgebildet ist und ein, zwei oder mehrere Materialien umfasst, welches oder welche am Innenleiter (3) an- bzw. umspritzt ausgebildet und/oder als separates Formteil (21b) aufgesetzt sind.
  6. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) auf der Stirnseite (3a) und am Außenumfang und/oder zumindest in einer Axial-Höhe (3b) am Innenumfang im Bereich einer inneren Axialbohrung (3c) des Innenleiters (3) ausgebildet ist.
  7. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (3) an seinem Stirnende (3a) einen in Radialrichtung vorstehenden umlaufenden Erweiterungsbereich (33) vorzugsweise in Form eines scheibenförmigen Erweiterungsbereiches (33) aufweist.
  8. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (33) einen Außendurchmesser (3e) aufweist, der dem 1,01 bis 4-Fachen des verbleibenden Außendurchmessers (3d) des Innenleiters (3) entspricht.
  9. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) auch auf der Unterseite (3h) des Erweiterungsbereiches (33) des Innenleiters (3) ausgebildet ist.
  10. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Ummantelungs-Materials (21) mehr als 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm und mehr beträgt.
  11. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (33) zum Außenumfang, vom Außenumfang zur Unterseite und/oder am Übergang zu einer inneren Axialbohrung (3c) mit einer abgeschrägten Fase (3k, 31, 3m) versehen ist.
  12. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren Stützen (31) als fingerförmige Erweiterung oder fingerförmige Erhebung (31a) bzw. fingerförmige Erweiterungen oder fingerförmige Erhebungen (31a) ausgebildet ist oder sind.
  13. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummantelungs-Material (21) als ein- oder mehrteiliges Formteil (21b) ausgebildet und nach Art eines Clips auf den vorzugsweise mit Hinterschneidungen versehenen Innenleiter (3) aufgesteckt ist.
  14. Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (3) und/oder das Ummantelungs-Material (21) einteilig ausgebildet ist und/oder dass weniger als 80%, bevorzugt weniger als 60%, weiter bevorzugt weniger als 50%, weiter bevorzugt weniger als 30 % der an die Stirnseite (3a) des Innenleiters (3) angrenzende weitere Oberfläche (23) des Innenleiters (3) mit dem Ummantelungs-Material (21) überdeckt ist.
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