FI106583B - Resonaattorisuodatin - Google Patents

Description

106583

Resonaattorisuodatin ^ Keksinnön kohteena on resonaattorisuodatin, joka käsittää kotelorakenteen, kotelorakenteessa ainakin yhden 5 resonaattorijohtimen, ja säätöelimen resonaattorisuodatti-men taajuuskaistan säätämiseksi.

Resonaattorisuodattimia käytetään esimerkiksi matka- puhelinverkkojen tukiasemissa. Tukiasemissa resonaattorisuodattimia voidaan käyttää esimerkiksi lähetinvas-10 taanotinyksiköiden vahvistimissa sovituspiireinä tai suo- datuspiireinä. Resonaattorisuodattimia on useita erilaisia, ja yleensä resonaattori käsittää kotelon eli rungon. Kotelorakenteen käsittäviä resonaattorisuodattimia ovat esimerkiksi koaksiaaliresonaattorisuodatin tai LC-15 suodatin. Resonaattorin kotelorakenne on metallinen. Esi merkiksi koaksiaaliresonaattorirakenteissa kotelorakenne ympäröi kotelorakenteen ontelon keskialueella olevaa johdinta, jota nimitetään resonaattoriksi tai resonaattorita-piksi.

20 Resonaattoritapin pituus on yleensä resonaattoriin tulevan signaalin aallonpituuden neljäsosan suuruinen tai puolet mainitusta aallonpituudesta. Tästä syystä resonaat-··1. torit ovat erittäin käytännöllisiä mikroaaltoalueella.

• · Tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa resonaattori on * · · • · · .1 25 kiinnitetty kotelorakenteen pohjalle. Ratkaisussa reso- • · * 1 naattorin kiinnityskohdan viereen on kiinnitetty säätövä- ·♦· ···· lineet, jotka on toteutettu langalla. Lanka on muodostanut • · · induktiivisen kytkennän. Langan pituutta ja asentoa muut- • · · V1 tamalla on voitu muuttaa resonaattorin taajuuskaistaa.

30 Toisessa tunnetun tekniikan mukaisessa ratkaisussa lanka . on kiinnitetty resonaattoriin. Tunnetun tekniikan mukai- • · · .·2. sissa resonaattoreissa on kuitenkin se ongelma, että reso- . > ·, naattorit on ollut vaikea virittää ja säätää asennusvai- • · 1 ·>· · heessa tarkasti oikealle taajuuskaistalle. Lisäksi toises- ·...1 35 sa tunnetun tekniikan mukaisessa ratkaisussa langan juot- « • e · ♦ 2 « o · 2 106583 taminen kiinni resonaattoriin on aiheuttanut viritysongel-mia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin tuoda esille uudentyyppinen resonaattorisuodatin, joka poistaa 5 tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät ongelmat.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella re-sonaattorisuodattimella, jolle on tunnusomaista, että sää-töelin on oleellisesti poikittain resonaattorijohtimen etenemissuuntaan nähden siten, että säätöelin muodostaa 10 ainakin yhden kierroksen resonaattorijohtimen ympärille resonaattorijohtimen etenemissuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa.

Keksinnön mukaisella resonaattorisuodattimella saavutetaan useita etuja. Ratkaisulla on saatu synnytettyä 15 resonaattorisuodattimeen sellainen kytkentä, että resonaattorisuodatin on helppo säätää tarkasti oikealle taajuuskaistalle. Lisäksi ratkaisun mukainen resonaattorisuodatin on mekaanisesti kestävä. Edelleen resonaattori-suodattimen asennus on helppoa ja nopeaa verrattuna tunne-20 tun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuviossa 1 esitetään eräs tunnetun tekniikan mukai- • · nen resonaattorisuodatin, 1 ’ 25 kuviossa 2 esitetään eräs toinen tunnetun tekniikan • * * • ·* mukainen resonaattorisuodatin, kuviossa 3 esitetään ratkaisun mukaisen resonaatto- risuodattimen ensimmäinen toteutusmuoto ja kuviossa 4 esitetään ratkaisun mukaisen resonaat- 30 torisuodattimen toinen toteutusmuoto.

.···. Kuviossa 1 esitetään eräs tunnetun tekniikan mukai- • · /··. nen resonaattorisuodatin, joka käsittää kotelorakenteen 1 '!* ja kotelorakenteeseen 1 kiinnitetyn resonaattorin 2. Reso- I naattorisuodatin käsittää lisäksi säätövälineet 3, joilla 35 säädetään resonaattorisuodattimen taajuuskaistaa. Kuvion 1 • t « * 3 106583 mukaisessa resonaattorisuodattimessa säätövälineet 3 on kiinnitetty kotelorakenteeseen 1 lähelle resonaattorin 2 kiinnityskohtaa. Tällä tavalla toteutettua resonaattori-suodatinta on kuitenkin ollut hankala säätää oikealle taa-5 juuskaistalle.

Kuviossa 2 esitetään eräs toinen tunnetun tekniikan mukainen resonaattorisuodatin, joka käsittää koteloraken-teen 1 ja kotelorakenteeseen 1 kiinnitetyn resonaattorin 2. Resonaattorisuodatin käsittää myös säätövälineet 3, 10 j oilla säädetään resonaattorisuodattimen taajuuskaistaa.

Kuvion 2 mukaisessa resonaattorisuodattimessa säätövälineet 3 on kiinnitetty resonaattoriin 2. Säätövälineiden 3 kiinnittäminen resonaattoriin 2 on tehty juottamalla. Säätövälineiden 3 kiinnittäminen ja rakenne on kuitenkin ai-15 heuttanut ongelmia resonaattorisuodattimen virittämisessä oikealle taajuuskaistalle.

Kuviossa 3 esitetään ratkaisun mukaisen resonaattorisuodattimen ensimmäinen toteutusmuoto, joka käsittää ko-telorakenteen 10 ja resonaattorin 20. Kotelorakenne 10 kä-20 sittää pohjaosan 11, joka muodostaa samalla resonaattori suodattimen maatason. Resonaattori 20 on kiinnitetty resonaattorisuodattimen kotelorakenteen 10 pohjaosaan 11. ... Kotelorakenne 10 ja resonaattori 20 ovat sähköä hyvin joh- tavaa materiaalia. Kotelorakenne 10 voi olla esimerkiksi « · · '· *· 25 alumiinia. Resonaattori 20 on muodostettu esimerkiksi ohu- • · * • t · : estä kuparilangasta, jonka paksuus on noin 1,5 mm. Reso- ,,\Y naattori 20 on kiinnitetty kotelorakenteeseen 10 esimer- ίφίφί kiksi juottamalla tai ruuvilla.

Kuvion 3 mukainen resonaattorisuodatin käsittää 30 säätövälineet 30, jotka on edullisesti tehty esimerkiksi . .···. langasta. Resonaattorisuodatin säädetään ja viritetään • · **.*φ oikealle taajuuskaistalle säätövälineiden 30 avulla. Sää- . ”* tövälineet 30 on sijoitettu oleellisesti lähelle resonaat- : torin 20 maatasoa eli pieni-impedanssiseen kohtaan. Säätö- i"' 35 välineet 30 on muodostettu edullisesti langasta, joka on 4 106583 kierretty kelamaiseksi 40 muodoksi. Säätövälineet 30 on edullisesti eristetty resonaattorista 20 valmistamalla säätövälineet 30 esimerkiksi emalipäällysteisestä langasta. Resonaattorisuodatin suodattaa eli vaimentaa joitakin 5 taajuuksia erittäin paljon. Toisia taajuuksia ei suodateta, vaan taajuudet pääsevät helposti suodattimen läpi. Sitä resonaattorisuodattimen taajuusvasteessa olevaa taajuuskaistaa, jonka yhtenä rajana on suodatettavat taajuudet ja toisena rajana ei-suodatettavat taajuudet, kutsu-10 taan duplex-väliksi. Keksinnön mukaisella ratkaisulla muutetaan duplex-välin suuruutta.

Säätövälineet 30 käsittävät ensimmäisen pään 31 ja toisen pään 32. Säätövälineiden 30 toinen pää 32 on kytketty edullisesti kotelorakenteen 10 pohjaosaan 11 eli 15 maatasoon. Säätövälineiden 30 toisen pään 32 kytkentä maa-tasoon on tehty esimerkiksi juottamalla. Säätövälineet 30 on kytketty resonaattorin 20 ympäri siten, että säätövälineet 30 muodostavat induktiivisen kytkennän säätövälineiden 30 ja resonaattorin 20 välille. Langasta kierretyt 20 säätövälineet 30 on kiinnitetty resonaattorin 20 ympärille siten, että säätövälineet 30 muodostavat mekaanisesti lujan liitoksen resonaattoriin 20. Kiinnityksen ansiosta ·'. vältytään esimerkiksi säätövälineiden 30 juottamiselta I . kiinni resonaattoriin 20. Mikäli resonaattorisuodattimen • i « • · · 25 induktiivista kytkentää muutetaan, muuttuu myös resonaat- • 1 torisuodattimen taajuuskaista. Induktiivisen kytkennän »·1 • suuruutta voidaan kasvattaa säätövälineiden 30 kierroksien lukumäärää kasvattamalla, jolloin säätövälineiden 30 in- « · · V ; duktanssi kasvaa. Säätövälineiden 30 induktanssin muutos 30 vaikuttaa resonanssisuodattimen taajuuskaistan suuruuteen. Taajuuskaista on myös riippuvainen resonaattorin 20 pak- • · · suudesta ja säätövälineiden 30 kierrosten välisestä mat- ··· • kasta.

« · i-’ · Säätövälineiden 30 toinen pää 32 on edullisesti 35 kytketty maatasoon siten, että resonaattorin 20 kiinnitys- 1 1 • · • · 5 106583 kohdasta säätövälineisiin 30 ja toiseen päähän 32 on oleellisesti sama etäisyys. Ensimmäisestä päästä 31 reso-naattorisuodatin voidaan kytkeä myös johonkin toiseen re-sonaattorisuodattimeen. Kuviossa 3 säätövälineiden 30 toi-5 nen pää 32 suuntautuu kohti maatasoa. Resonaattorisuodat-timen taajuusvasteeseen ja taajuuskaistaan voidaan vaikuttaa muuttamalla säätövälineiden 30 etäisyyttä koteloraken-teen 10 pohjasta 11. Kuvion mukaisessa ratkaisussa säätö-välineet 30 on eristetty resonaattorista 20 siten, että 10 ainakin kelamäisen 40 muodon kohdalla säätövälineiden 30 ja resonaattorin 20 välissä on eristekerros.

Kuviossa 4 esitetään ratkaisun mukaisen resonaatto-risuodattimen toinen toteutusmuoto, joka käsittää myös ko-telorakenteen 10 ja resonaattorin 20. Kotelorakenne 10 kä-15 sittää pohjaosan 11, joka muodostaa samalla maatason. Resonaattori 20 on kiinnitetty resonaattorisuodattimen kote-lorakenteen 10 pohjaosaan 11. Resonaattorisuodatin käsittää säätövälineet 30, jotka on kierretty kelamaiseksi 40 muodoksi resonaattorin 20 ympärille. Säätövälineet 30 kä-20 sittävät ensimmäisen pään 31 ja toisen pään 32. Säätövälineiden toinen pää 32 suuntautuu edullisesti kohti maa-tasoa .

···. Kuvion 4 mukaisessa keksinnön edullisessa toteutus- Γ*. muodossa säätövälineiden 30 toinen pää 32 ei ole suoraan • · · .* 25 kiinnitettynä maatasoon. Tässä ratkaisussa kytkentä maa- « · · ♦ ·* tasoon tapahtuu kapasitiivisella kytkennällä. Kapasitiivi- ··· • ••ί sella kytkennällä vaikutetaan resonaattorisuodattimen taa- juusvasteeseen. Kapasitiivista kytkentää on kuvion mukai- • ·· J.: · sessa ratkaisussa edullisesti kasvatettu siten, että re- 30 sonaattorisuodatin käsittää kondensaattorin 50 säätöväli- ' j***; neiden toisen pään 32 ja maatason välillä. Toinen pää 32 «·« .*·*. voi olla lisäksi galvaanisesti erotettu maatasosta.

Kuvion mukaisessa ratkaisussa resonaattorin 20 ym- » « · : pärillä olevat säätövälineet 30 on kierretty kelamaiseksi 35 40 muodoksi. Säätövälineet 30 on siis kytketty kondensaat- «·« 6 106583 torin 50 kautta maatasoon, jolloin kapasitiivisen kytkennän suuruus resonaattorin 20 ja maatason välillä on muuttunut. Resonaattorisuodattimen taajuuskaista säädetään haluttuun kohtaan ja halutun suuruiseksi kapasitiivista 5 kytkentää muuttamalla.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten o-heisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esit-10 tämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

t · · a ♦ • ♦ · • · « · * » · • * • · * ♦ · · • * « * • · · • · · • · * ··· ♦ ·· • · · • · · • · · • * • · • · · ♦ ·· • · ··· « » · • » * • · * • · · * « « · « 9 «

Claims (9)

106583

1. Resonaattorisuodatin, joka käsittää koteloraken-teen (10), kotelorakenteessa ainakin yhden resonaattori- 5 johtimen (20), ja säätöelimen (30) resonaattorisuodattimen taajuuskaistan säätämiseksi, tunnettu siitä, että säätöelin (30) on oleellisesti poikittain resonaattorijohtimen etenemissuuntaan nähden siten, että säätöelin (30) muodostaa ainakin yhden kierroksen resonaattorijohtimen 10 (20) ympärille· resonaattorijohtimen etenemissuuntaan näh den poikittaisessa suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuodatin, tunnettu siitä, että resonaattorijohtimen (20) ollessa pitkittäinen resonaattoritappi, säätöelin 15 (30) muodostaa ainakin yhden oleellisesti poikittaisen kierroksen resonaattoritapin pituussuuntaan nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuodatin, tunnettu siitä, että säätöelimen (30) poikittainen kierros edullisesti koskettaa lähes koko kierroksen 20 matkalta kiertämäänsä resonaattorijohdinta (20) .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuodatin, tunnettu siitä, että säätöelin (30) on eris- ... tetty resonaattorijohtimesta (20) .

’··· 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuoda- • · * '· 25 tin, tunnettu siitä, että säätöelin (30) on oleel-«· · : V lisesti lähellä resonaattorijohtimen (20) pieni-impedans- ..*·* sista kohtaa.

: 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuoda- ··· ·*·*: tin, tunnettu siitä, että säätöelin (30) käsittää ♦ 30 ensimmäisen pään (31) ja toisen pään (32), joka on galvaa- .♦♦♦. nisesti erotettu maatasosta. *· · V.'.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuoda- • · « % *1* tin, tunnettu siitä, että säätöelin (30) on kier- » · : retty kierroksiksi resonaattori johtimen (20) ympärille. ί#<.· 35 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuoda- « · o « • · * · • « « • · • · 106583

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattorisuo-datin, tunnettu siitä, että kierrokset muodostavat kelamaisen (40) muodon.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen resonaattori-5 suodatin, tunnettu siitä, että säätöelin (30) on edullisesti yhteydessä kotelorakenteeseen (10) . 4 4« 4 • I « 4 · • 4 « · · • · • · · • · · • « • · »M t * « · 1 • · · • · • · · ·♦· • · · • · · • · · « · • · • · · I·· • · • M • » « · « · · » « ♦ I > » ♦ « · « • 4 <· • « • · t 106583