FI99218C

FI99218C - Laite taajuuden suodattamiseksi

Info

Publication number: FI99218C
Application number: FI955918A
Authority: FI
Inventors: Arto Hietala
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-10-27
Also published as: JPH11502090A; ATE215748T1; EP0808515B1; WO1997022157A1; FI99218B; DE69620392T2; EP0808515A1; CN1172554A; NO973540L; AU715494B2; NO973540D0; AU1033497A; DE69620392D1; FI955918A0; US5850169A

Description

99218

Laite taajuuden suodattamiseksi

Keksintö koskee laitetta taajuuden suodattamiseksi, joka laite käsittää kotelon ja pituudeltaan säädettävän 5 johtimen, joka johdin käsittää koteloon ensimmäisestä päästään kiinnitetyn ulkoputken ja ulkoputken toisesta päästä, joka on vapaa, ulkonevan ja ulkoputken keskiakse-lin suunnassa säätövälineiden avulla säädettävän säätöeli-men johtimen pituuden säätämiseksi, joka säätöelin on tai-10 puisaa pintamateriaalia ja on kiinnitetty ensimmäisestä päästä ulkoputkeen ja toisesta päästä säätövälineisiin ja joka säätöelin muodostaa johtimen vapaan pään.

Esimerkiksi tätä patenttihakemusta tehtäessä salaisen patenttihakemuksen FI-944806 mukaisessa suodattimessa 15 on suodatinkoteloon kiinnitetty ulkoputki, ulkoputken sisälle koaksiaalisesti sovitetut säätövälineet, ja ulkoput-ken ja säätövälineiden pään välille sovitetut säätöelimet.

Kun säätöelimien aksiaalinen etäisyys ulkoputkesta muuttuu, muuttuu samalla suodattimen taajuus. Säätöelimet 20 muodostuvat ulkoputken ja säätövälineiden pään välille taivutetusta ja kiinnitetystä lamelli- tai kaivorakenteesta .

Suurin ongelma tämän tyyppisessä ratkaisussa on se, että esitetty taajuuden säätötapa on epätarkka. Säätö-25 välineiden yhden millimetrin liikkumamatka vastaa suo-*:“i dattimella 2,6 MHz:n taajuuspoikkeamaa. Tämä merkitsee si- tä, että suodattimen taajuus on hyvin hankala saada käsin ♦ ; säädettyä oikean suuruiseksi. Jos säätövälineitä liikuttaa ·« I · : .·. askelmoottori, askelmoottorilta vaaditaan suurta tark- • · · 30 kuutta, jotta suodattimelle saataisiin haluttu taajuus.

Mainitun patenttihakemuksen mukaisessa suodattimessa .. lamelli- tai kaivorakenne käsittää useita erillisiä, vie- • · rekkäisiä ja oleellisesti U-muotoon taivutettuja lamelleja tai kalvoja, jotka on kytketty kiinni toisiinsa rengasmai-35 seksi rakenteeksi ja lamelli- tai kaivorakenne on kiinni- 99218 2 tetty ulkoputkeen ja säätövälineisiin rengasmaisilla kiinnikkeillä, joiden ulkokehillä on kiinnitysurat mainittua rakennetta varten. Säätöelimen kiinnitys on ollut siis melko hankalaa ja monimutkaista.

5 Lisäksi edellä mainitussa ratkaisussa ulkoputkesta ulkoneva säätökalvon pää ei ole ollut samassa linjassa ul-koputken kanssa, vaan säätöelin on ulonnut oleellisesti kohtisuorasti pois ulkoputken linjasta. Kuitenkin tarkoituksena on, että johtimen pituutta eli ulkoputken vapaan 10 pään suuntaista pituutta voitaisiin säätää. Jos lisäksi esimerkin suodatinta säädetään sillä tavalla, että säätö-elimen eniten taipuva osa muodostaa mahdollisimman pienen kulman, säätöelimeen kohdistuu niin suuri rasitus, että pahimmassa tapauksessa se voi rikkoutua.

15 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä ku vattujen epäkohtien poistaminen ja laitteen parantaminen. Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella ratkaisulla, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

20 Keksinnön ydin on siis siinä, että säätöelimen toi nen pää, joka on kiinnitetty säätövälineisiin, sijaitsee lähempänä ulkoputken kiinnityspäätä kuin johtimen vapaa pää. Tällä rakenteella saavutetaan se etu, että taajuuden säätö saadaan paljon tarkemmaksi kuin aikaisemmassa rat-25 kaisussa.

!·: Tämän keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan suo- /·“: dattimen taajuuden säätötarkkuus paljon paremmaksi kuin . aikaisemmassa ratkaisussa. Keksinnön mukaisessa ratkaisus- •« « · . .·. sa säätövälineiden yhden millimetrin liikkumamatkaa vas- • « 30 taava suodattimen taajuudenmuutos on vain 1,6 MHz, kun ♦ · * aikaisemmin taajuudenmuutos oli peräti 2,6 MHz. Keksinnön tarkempi taajuuden säätö perustuu siihen, että säätöelimen ‘ " liikkumamatka puolittuu verrattuna aikaisempaan ratkai suun. Tämä oleellinen parannus taajuuden säädössä merkit-‘ 35 see sitä, että taajuus voidaan helposti säätää oikeaksi jo 99218 3 pelkästään käsin. Jos taajuudensäätö on automaattinen eli säätövälineitä liikuttaa askelmoottori, niin askelmootto-rille riittää paljon pienempi tarkkuus siihen, että päästään samaan tarkkuuteen kuin aikaisemmassa ratkaisussa.

5 Säätövälineiden avulla säädettävä säätöelin johtimen pituuden säätämiseksi on kiinnitetty säätövälineisiin ja ulkoputkeen tavalla, jolla säätöelin muodostaa johtimen vapaan pään kaikilla säätövälineiden liikkuma-arvoilla. Edellä mainitulla tavalla on saatu tarkka säätö koko sää-10 töalueelle.

Säätöelin käsittää levyliuskoja eli lamelleja, jotka on kiinnitetty säätövälineisiin. Lamellit on taivutettu edullisesti sellaiseen U-muotoon, että taajuuden säätö on lähes kitkaton ja että lamellit muodostavat johtimen va-15 paan pään. Lisäksi lamellit on kiinnitetty säätövälinei siin säteittäisesti, jolloin saadaan hyvä lamellien suun-tavakavuus. Lamellien suuntavakavuutta voidaan edelleen parantaa, jos lamellit käsittävät leveyssuunnassa kaarevan muodon. Lamellit voidaan valmistaa hyvin sähköä johtavasta 20 materiaalista, tai ne on mahdollista valmistaa muovista tai sen tapaisesta materiaalista, jolloin suodattimesta saadaan kevyempi ja taloudellisempi valmistaa. Jos lamellit on valmistettu muovista tai sen tapaisesta materiaalista, on lamellit pinnoitettava jollakin sähköä hyvin 25 johtavalla pinnoitteella, jolloin sähkön johtavuus paranee ja lamelleista tulee osa pituudeltaan säädettävää johdin- • · · ta.

: Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin yhden • · ·.·· edullisen esimerkkitoteutuksen avulla viitaten oheiseen • » « : : 30 piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta poikit-taisleikkauksena, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen lamelli-rakennetta kuvion 1 suunnasta A katsottuna, ja 35 kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen lamellirakenteen 4 99218 taajuutta säätävän huippukohdan liikkumamatkaa suhteessa säätövälineiden liikkumamatkaan.

Kuviossa 1 esitetty keksinnön mukainen laite, joka tässä esimerkkitapauksessa on automaattisäätöinen, käsit-5 tää kotelon 1 sisälle kiinnitetyn edullisesti kuparia olevan ulkoputken 2, ulkoputken 2 sisälle koaksiaalisesti sen kanssa sovitetun edullisesti invaria olevat säätövälineet 3 ja taipuisan säätöelimen 4. Säätöelin 4 on kiinnitetty ensimmäisestä päästään ulkoputkeen 2 ja toisesta päästä 10 säätövälineisiin 3, ja se on edullisesti pinnoitettua pintamateriaalia ja säätöelimen 4 aksiaalinen pituus ulkoputken 2 vapaasta päästä on säädettävissä säätövälineillä 3.

Lisäksi esitetty suodatin käsittää ulkoputken 2 laajennukseen 5 kotelon 1 ulkopuolelle asennusputken 6 avulla 15 sovitetun, säätövälineitä 3 liikuttavan askelmoottorin 7. Sopivasti mitoitettuna asennusputki 6 toimii tässä samalla lämpötilakompensointiputkena, joka kompensoi ulkoputken 2, säätövälineiden 3, säätöelimen 4 ja askelmoottorin 7 akselin muodostaman kokonaisuuden lämpötilamuutoksista aiheu-20 tuvat pituudenmuutokset. Näin vältetään ulkoputken 2 sisälle asennettava erillinen lämpötilakompensointiputki. Säätövälineiden 3 pyörimisenestotappia on merkitty numerolla 8 ja moottorin 7 rajakytkintä numerolla 9. Rajakyt-. . kin 9 pysäyttää askelmoottorin 7 silloin, kun säätöväli- ‘ 2 5 neet 3 eivät pysty enää säätämään johtimen pituutta. Sää töelin 4 käsittää lamelleja 10, jotka muodostavat johtimen '·' ' vapaan pään. Lamellit on kiinnitetty ensimmäisestä päästä : ulkoputkeen 2 ensimmäisellä kiinnityselimellä 11 ja toi- ·.· sesta päästä säätövälineisiin 3 toisella kiinnityselimellä : : : 30 12, joka on edullisesti ruuvi.

Kuviosta 2 nähdään, että säätöelimen 4 käsittämät useat erilliset oleellisesti U-muotoon taivutetut lamellit • · · 10 on kytketty säteittäiseksi rakenteeksi säätövälineiden 3 ympärille. Tässä esimerkkitapauksessa lamelleja 10 on 35 kahdeksan kappaletta. Säätövälineet 3 on sovitettu säätö- li 99218 5 elimen 4 käsittämiin U-muotoon taivutettuihin lamelleihin 10 niin, että säätövälineillä 3 on mahdollista säätää johtimen pituutta säätämällä säätöelimen 4 käsittämien lamel-lien 10 pituutta. Johtimen pituuden muuttuessa muuttuu 5 myös säädettävä taajuus. Säätöelimen 4 rakenteen ansiosta taajuuden säätöön vaadittava voima pysyy pienenä, eli suodatin on kevytsäätöinen.

Lamellien materiaalina voidaan käyttää esimerkiksi kupariseosta CuTe ISO 1336, pinnoitettua muovia tai muovin 10 tapaista pintamateriaalia, joka pinnoitetaan hyvin sähköä johtavalla pinnoitteella. Kiinnikkeen 11, jolla kiinnitetään säätöelimen 4 ensimmäinen pää ulkoputkeen 2, materiaalina voidaan käyttää esimerkiksi kupariseosta CuSn SFS 2933 .

15 Kuviosta 3 nähdään poikkileikkaus säätöelimestä 4, jossa kaksi lamellia 10 on kiinnitetty ensimmäisestä päästä ulkoputkeen 2 ja toisesta päästä säätövälineisiin 3. Lamellit 10 muodostavat johtimen vapaan pään, joka on oleellisesti U-muotoinen. Kuviossa säätövälineiden 3 liik-20 kumamatka on kaksi millimetriä, kun taas säätöelimen 4 liikkumamatka on ainoastaan yksi millimetri. Tämä merkitsee, että suodattimen taajuuden säädölle on aikaansaatu sellainen rakenne, että johtimen vapaan pään liikkumamat-ka, joka määrää suodattimen taajuuden, on vain puolet sää-25 tövälineiden 3 liikkumasta matkasta. Käytännössä edellä ... selostettu tarkoittaa, että keksinnön mukaisella ratkai- • · · ’·*.* sulia on hyvin helppo saada suodatin viritettyä tarkasti • · * Σ·* · halutulle taajuudelle.

• · *. Edellä keksintöä on selitetty vain sen yhden edul- V * 10 lisen esimerkkitoteutuksen avulla. Alan ammattimies voi kuitenkin toteuttaa sen yksityiskohdat usealla vaihtoeh-·*·.. toisella tavalla oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims

99218 6

1. Laite taajuuden suodattamiseksi, joka laite käsittää kotelon (l) ja pituudeltaan säädettävän johtimen, 5 joka johdin käsittää koteloon ensimmäisestä päästään kiinnitetyn ulkoputken (2) ja ulkoputken toisesta päästä, joka on vapaa, ulkonevan ja ulkoputken keskiakselin suunnassa säätövälineiden (3) avulla säädettävän säätöelimen (4) johtimen pituuden säätämiseksi, joka säätöelin on tai-10 puisaa pintamateriaalia ja on kiinnitetty ensimmäisestä päästä ulkoputkeen (2) ja toisesta päästä säätövälineisiin (3) ja joka säätöelin (4) muodostaa johtimen vapaan pään tunnettu siitä, että säätöelimen (4) toinen pää, joka on kiinnitetty säätövälineisiin (3), sijaitsee lä-15 hempänä ulkoputken (2) kiinnityspäätä kuin johtimen vapaa pää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että johtimen vapaalla päällä on oleellisesti sellainen U-muoto, jota U-muotoa on pyöräytetty 20 aksiaalisesti säätövälineiden (3) ympäri.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätöelin (4) käsittää lamellit (10) .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, t u n -25 n e t t u siitä, että lamellit (10) on kiinnitetty sä- ... teittäisesti säätövälineisiin (3).

• · · ** . 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, t u n - 1 · ···· n e t t u siitä, että lamellit (10) on valmistettu muo- vista tai sen tapaisesta pintamateriaalista. • 1 1 V 130

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että lamellit (10) käsittävät leveys-suunnassa kaarevan muodon.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että muovi tai sen tapainen pintamate- 35 riaali käsittää pinnoitteen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että pinnoite on hyvin sähköä johtavaa materiaalia. 7 99218