WO2016184965A1 - Bandpassfilter mit einem hohlraumresonator und verfahren zum betreiben, einstellen oder herstellen eines solchen bandpassfilters - Google Patents

Bandpassfilter mit einem hohlraumresonator und verfahren zum betreiben, einstellen oder herstellen eines solchen bandpassfilters Download PDF

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WO2016184965A1
WO2016184965A1 PCT/EP2016/061278 EP2016061278W WO2016184965A1 WO 2016184965 A1 WO2016184965 A1 WO 2016184965A1 EP 2016061278 W EP2016061278 W EP 2016061278W WO 2016184965 A1 WO2016184965 A1 WO 2016184965A1
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WO
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adjusting element
center frequency
bandpass filter
bandwidth
coupling
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/061278
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English (en)
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Inventor
Peter Werner KRAUSS
Uwe Rosenberg
Ralf Beyer
Thomas SIEVERDING
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Mician Global Engineering Gbr
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • 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
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2082—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with multimode resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/06—Cavity resonators

Definitions

  • the invention relates to a bandpass filter having at least one resonant cavity, the resonant cavity has a resonant space, and at least one coupling device for coupling an input signal into the resonant cavity and at least one decoupling device for decoupling an output signal from the resonant cavity. Furthermore, the invention relates to a method for operating and / or setting and to a method for producing a bandpass filter according to the invention.
  • Such a bandpass is known from the document DE 1 1 2005 001 053 B4.
  • the object underlying the invention is achieved by means of a bandpass filter of the type mentioned, wherein the relative position of the coupling device and / or the decoupling device with respect to parts of the cavity resonator and / or the resonant cavity for setting a center frequency and / or a bandwidth is freely selectable.
  • the aforementioned method for operating and / or setting a bandpass filter is characterized in that the bandwidth and / or the center frequency is set by the relative position of the coupling device and / or the coupling device with respect to parts of the cavity resonator and / or the resonant cavity free is selected.
  • the relative position of the coupling device and / or the coupling-out device with respect to parts of the cavity resonator and / or the resonant cavity is calculated and / or freely selected in order to provide adjustability of the bandwidth and / or center frequency.
  • the adjustability and / or adaptability of the bandpass filter is improved or expanded.
  • at least one physical property and / or a physical parameter of the cavity, in particular a resonant cavity of the cavity with respect to an optional adjustability of the center frequency and / or bandwidth modifiable and / or be adjustable.
  • the position and / or the arrangement of the coupling device, in particular the coupling device and / or the coupling-out device can be freely selected at the resonance space.
  • the free selectability of the relative position is limited only by the dimensions, the shape and / or the dimension of the resonance chamber.
  • the position and / or position of parts of the cavity resonator and / or the resonant cavity is variable to change the relative position of the coupling device and / or the coupling device to the parts of the cavity and / or the resonant cavity and / or adjust.
  • the dimensions, the shape and / or the dimension of the resonance chamber can be changeable.
  • the cavity resonator and / or the resonant cavity is at least partially formed from the parts.
  • the parts may be at least one end face of the resonance space, at least one adjustment element and / or at least one resonance space part.
  • the input signal and / or the output signal is an electromagnetic signal, in particular an electromagnetic wave.
  • the center frequency can be expressed as a geometric mean of a lower limit frequency and an upper limit frequency of a frequency band with a predetermined Filter bandwidth and / or a predetermined bandpass be defined.
  • the center frequency can be called the resonance frequency.
  • an optional setting of the center frequency and / or the bandwidth is to be understood as meaning that either the center frequency or the bandwidth or both the center frequency and the bandwidth can be set or changed depending on the desired change of the bandpass filter.
  • the freely definable positioning of the coupling device and / or the coupling-out device is limited by the dimension, the dimensions and / or the shape of the resonance chamber. Thus, the positioning can be freely chosen insofar as that only has to be ensured that the coupling device and / or the coupling-out device is connected to the resonance space at any point.
  • Transverse electric waves may be referred to as TE mode or H mode.
  • TE mode or H mode In particular, in the case of TE waves or H waves, only the electrical component disappears in the propagation direction, while the magnetic component can assume values not equal to zero.
  • Transversal magnetic waves may be referred to as TM mode or E-mode. In particular, with TM waves or H waves, only the magnetic component disappears in the propagation direction, while the electrical component can assume values not equal to zero.
  • the relative position of the coupling device and / or the coupling-out device in particular previously chosen freely, can be predetermined in a freely selectable manner with respect to parts of the cavity resonator and / or the resonant cavity, can be predefined or freely adjustable.
  • the coupling device and / or the decoupling device can be permanently fixed.
  • the coupling device and / or the decoupling device can be temporarily locked, with a subsequent change of the relative position for changing the center frequency and / or the bandwidth is made possible.
  • the position and / or the relative position of the resonant space with respect to the coupling device and / or the coupling-out device for setting a center frequency and / or a bandwidth can be selected, predefined or freely adjustable.
  • the resonance space may be movable in relation to stationary an arranged coupling device and / or a decoupling device.
  • the coupling-in device and / or the coupling-out device can be movable relative to a stationary, in particular invariable, resonance chamber.
  • the Mobility can be realized by means of a, in particular determinable, Verstellmimik.
  • the coupling device and / or the decoupling device is arranged on one side of the resonance space between two end faces of the resonance chamber.
  • the coupling-in device and the coupling-out device can be arranged on the same side or on different sides of the resonance chamber.
  • a distance of the coupling device and / or the decoupling device with respect to at least one end face of the resonant space for setting a center frequency and / or a bandwidth is adjustable and / or can be predetermined.
  • the distance between the coupling device and / or the coupling-out device with respect to two end faces of the resonance chamber for setting a center frequency and / or a bandwidth is adjustable and / or predetermined.
  • the two end faces can limit the resonance space at mutually remote ends of the at least one side. In particular, the end faces are aligned parallel to each other.
  • the position of the coupling device and / or the coupling-out device as a function of the desired center frequency and / or bandwidth can be freely adjustable between two end faces of the resonance chamber and / or freely definable.
  • the freely selectable positioning of the coupling device and / or the coupling-out device is limited only by the dimension, the dimensions and / or the shape of the resonance chamber.
  • the coupling device and / or the decoupling device can be arranged either centrally and / or eccentrically between the end faces of the resonance chamber.
  • due to an eccentric arrangement of the coupling device and / or the coupling-out device results in an improved adjustability of the center frequency and / or the bandwidth.
  • a selected position of the coupling-in device and / or the coupling-out device in particular in relation to a desired center frequency and / or bandwidth, is permanently fixed or changeable between two end faces of the resonance chamber.
  • a permanent fixing a subsequent change in the center frequency and / or the bandwidth is not possible or provided.
  • a variable positioning of the coupling device and / or the decoupling device allows a change in the setting of the bandpass filter even after a first adjustment of the center frequency and / or the bandwidth.
  • the distance between the coupling device and / or the decoupling device to the end faces of the resonant space after a first positioning depending on the desired embodiment is fixed or changed.
  • the resonance space is in several parts, in particular in two parts.
  • the resonance space can be composed of several space segments or resonance space parts.
  • the resonance space is composed of at least two resonance space parts.
  • the resonance chamber parts can each have an end face of the resonance chamber, wherein an end remote from the end face of the resonance chamber part is open. Due to a juxtaposition of the two open ends of the resonance space parts, the resonance space can be formed.
  • Resonance space parts with different dimensions, dimensions and / or shapes can be provided.
  • different resonance space parts with different depths could be provided for selection.
  • the depth may refer to the distance of the end face to the open end of the resonance chamber part.
  • the two resonance space parts in the region of the coupling device and / or the coupling-out device can be connected to one another.
  • a desired center frequency and / or bandwidth can be realized by means of resonance space parts of different geometries, dimensions and / or depths. Due to different available resonant space parts, different relative positions of the coupling device and / or the decoupling device can be realized to parts of the resonant space. As a result, an adjustability of the center frequency and / or the bandwidth is given.
  • At least one adjusting element in particular adjustable and / or movable, can be provided for setting the center frequency and / or bandwidth. Due to a change in the position of the adjusting element, in particular with respect to the coupling device, the coupling-out device and / or the resonance chamber, at least one physical property and / or a physical parameter of the cavity resonator, in particular a resonant cavity of the cavity, with respect to an optional adjustability of the center frequency and / or the bandwidth can be changed and / or adjustable.
  • at least one end face of the resonance space is formed as an adjusting element for adjusting the center frequency and / or the bandwidth.
  • the end face can be arranged movably on the resonance space.
  • the adjustment can be locked in a desired position.
  • at least one end face is associated with a setting element for adjusting the center frequency and / or bandwidth.
  • the at least one adjusting element is arranged on an end face and / or movable with respect to the end face.
  • the bandpass filter has at least one cavity resonator, at least one coupling-in device for coupling an input signal and at least one coupling-out device for coupling out an output signal.
  • the bandpass filter, the cavity resonator and / or the resonant space has a movable first adjustment element for setting a center frequency.
  • the bandpass filter, the cavity resonator and / or the resonant cavity comprises at least one movable further adjustment element for setting a bandwidth.
  • the further adjusting element is designed as a second adjusting element.
  • At least one physical property and / or a physical parameter of the cavity resonator, in particular a resonant cavity of the cavity resonator, with respect to an optional adjustability of the center frequency and / or the bandwidth can be changed by means of the first adjustment element and / or the further adjustment element.
  • the first adjustment element and / or the further adjustment element interacts with the resonance space and / or at least one coupling device of the cavity resonator.
  • the coupling-in device for coupling the input signal into the resonance space and / or the coupling-out device for coupling out the output signal from the resonance space interacts with the resonance space, the first adjustment element and / or the further adjustment element.
  • the physical properties and / or the physical parameters can be embodied as dimensions and / or the effective dielectric constant of the resonance space.
  • the dimensions, the dimensions and / or the effective dielectric constant of the resonant cavity of the cavity resonator by means of the first adjusting element and / or the further adjusting element are variable and / or adjustable.
  • the relative position of the first adjusting element and / or the further adjusting element in relation to a coupling device preferably to the coupling device and / or to the decoupling device, due to the mobility of the first adjusting element and / or the further adjusting element is changeable.
  • the movement of the first adjusting element and / or the further adjusting element is designed as a displacement and / or displacement movement.
  • the displacement can also be a change in position of the first Adjustment element and / or the further adjusting element due to a rotational and / or screwing comprise.
  • a sliding movement can be realized in a simple and reliable manner by means of a suitable guide for the first adjusting element and / or the further adjusting element.
  • the displacement is carried out selectively in the direction of an interior of the resonance chamber and / or in the direction of an interior of the resonance chamber out.
  • the movement of the first adjusting element and / or the further adjusting element can be controlled by means of a controller.
  • a common control is provided for controlling the movement of the first adjusting element and the further adjusting element.
  • the first adjusting element and the further adjusting element are independently controllable and / or movable.
  • the first adjusting element and the further adjusting element can be controlled and / or moved simultaneously.
  • the first adjusting element and / or the further adjusting element are mounted linearly displaceable.
  • the realization of the mobility and / or the controllability of the first adjusting element and / or the further adjusting element is particularly simple and / or cost feasible.
  • the first adjusting element and the further adjusting element are arranged on two sides of the cavity resonator and / or of the resonant cavity facing away from each other and / or opposite one another.
  • the first adjustment and the further adjustment on opposite sides may be arranged.
  • the first adjusting element and the further adjusting element are displaceable along a common, in particular linear, displacement axis and / or displacement path.
  • the first adjusting element and the further adjusting element are arranged on a common linear displacement axis and / or displacement track.
  • a plurality of cavity resonators and / or resonance chambers are coupled to one another to form a filter of a higher order, in particular of a multi-stage filter.
  • a plurality of cavity resonators and / or resonance chambers for forming a filter, a multiplexer, an input multiplexer and / or an output multiplexer are coupled together.
  • a multiplexer in particular in the form of an input multiplexer, at least one signal can be selected from a plurality of input signals and / or a broadband input signal.
  • a plurality of signals can be separated as output signals from an input signal.
  • An output multiplexer may be used to merge multiple individual input signals be formed a single wideband output signal.
  • the cavity resonators and / or the resonance chambers may be interconnected due to the coupling for transmitting a, in particular electromagnetic, signal.
  • a bandpass filter according to the invention and / or a multiplexer according to the invention can be used, for example, in satellite technology.
  • An output multiplexer may be referred to as an OMUX (short for Output Multiplexer).
  • the OMUX is arranged at an output in front of a transmitting antenna.
  • An input multiplexer may be referred to as a demultiplexer, in particular DEMUX (abbreviation for demultiplexer) or IMUX (abbreviation for input multiplexer), and may be disposed at an input behind a receiving antenna.
  • the first adjustment elements of the plurality of cavity resonators are jointly and / or simultaneously movable and / or controllable by means of a first drive device.
  • the further adjustment elements of the plurality of cavity resonators and / or resonance chambers can be jointly and / or simultaneously movable and / or controllable by means of a further drive device. Due to the common movement and / or control of the first adjusting elements by means of the first drive means and / or the further adjusting elements by means of the further drive means a particularly simple structure and reliable operation can be realized. This is particularly advantageous in a realization of the solution according to the invention in a satellite system.
  • the first adjusting element and / or the further adjusting element in connection, in particular in an electromagnetic operative connection, with an inner surface of a resonant cavity of the cavity resonator.
  • the connection can be formed directly or indirectly and / or produced.
  • the first adjustment element and / or the further adjustment element is arranged without contact to the resonance space, preferably to an inner surface of the resonance space.
  • a guide device can be arranged between the resonance space and / or the inner surface of the resonance space on the one hand and the first adjustment element and / or the further adjustment element on the other hand.
  • the connection of the first adjusting element and / or the further adjusting element with the resonance space and / or the inner surface takes place by means of the guide device.
  • the guide device is used for movably guiding the first adjusting element and / or the second adjusting element.
  • a throttle structure is arranged between the resonance space and the first adjustment element and / or between the resonance space and the further adjustment element.
  • the throttle structure serves to prevent leakage and / or scattering of electromagnetic waves out of the resonance chamber.
  • the guide device preferably has a throttle structure.
  • the throttle structure may be suitable and / or designed for interference damping.
  • a low-pass filter structure may be provided in order to enable a contact-free and / or low-interference arrangement of the first adjustment element and / or the further adjustment element with respect to the resonance space.
  • the first adjusting element and / or the further adjusting element can be designed as a piston which partially limits a resonance space of the cavity resonator.
  • a piston end face forms part of the inner surface of the resonance space.
  • the formation of the first adjusting element and / or the further adjusting element as a piston allows a substantially purely mechanical adjustability or change in the dimension of the resonant space and / or a purely mechanical change in position of a coupling device, in particular the coupling device and / or the coupling device, with respect to a part of the inner surfaces of the resonance space, which is provided by the first adjusting element and / or the further adjusting element.
  • the first adjusting element and / or the further adjusting element may be formed as a dielectric, an electrical conductor and / or a magnetic conductor.
  • the electrical and / or magnetic field properties of a resonant cavity of the cavity resonator can be adjusted and / or changed.
  • the effective dielectric constant can be changed, whereby the center frequency can be influenced. Due to the interaction of two movable dielectrics, the bandwidth can additionally or alternatively be adjusted.
  • the coupling-in device and / or the coupling-out device are rigidly and / or firmly connected to a resonance chamber of the cavity resonator.
  • the coupling-in device and the coupling-out device can be arranged on the same side, on two different sides and / or on two mutually remote sides of the cavity resonator and / or of the resonance space.
  • the coupling-in device and the coupling-out device can be arranged at a predeterminable angle relative to one another, in particular as a function of the desired type of resonance wave.
  • the coupling device and the coupling-out device are arranged along a common axis and / or facing each other.
  • the coupling device and / or the decoupling device can be a diaphragm, a Probe coupling, a screw and / or a metal pin have.
  • the positioning of the coupling device and / or the decoupling device can be selected in the construction of the cavity resonator such that the center frequency and / or the bandwidth can be set in a desired, predetermined range.
  • further coupling devices can be provided.
  • a compensation device for compensating for a change in the center frequency and / or the bandwidth due to a temperature change.
  • the center frequency is determined by the geometry and / or the dimensions of the resonant space. Depending on the material properties of the resonant cavity, the center frequency may change depending on the temperature. Such a temperature-dependent change in the center frequency may be undesirable.
  • the compensation device may be formed and / or serve. By means of the compensation device, a high stability of the center frequency in an operating temperature range of the bandpass filter can be achieved.
  • the compensation device cooperates with at least one adjusting element for setting the center frequency and / or bandwidth.
  • the interaction of the compensation device with the at least one adjusting element, in particular with a first adjusting element and at least one further adjusting element can take place actively or passively.
  • the compensation device preferably has a temperature measuring device and / or a controller for temperature-dependent control of the at least one setting element. This may be an active temperature compensation, in which the controller, based on a temperature measurement of the temperature measuring device in the bandpass filter, adapts the position of the movable adjusting element to stabilize and / or maintain the desired center frequency.
  • the compensation device may be provided a positioning element with a temperature-dependent expansion behavior for the temperature-dependent positioning of the at least one adjusting element.
  • the positioning element consists of a material with a temperature-dependent expansion behavior.
  • the positioning element may for example comprise a bimetal and / or a shape memory alloy.
  • the positioning element interacts with the movable adjusting element such that a temperature-dependent change of the center frequency is at least substantially prevented.
  • the selected and / or calculated relative position is fixedly predefined or set changeable.
  • the position of the coupling device and / or the Decoupling device set between two end faces of the resonant space and / or given freely selectable.
  • the position and / or position of a first adjusting element and / or a further adjusting element with respect to the coupling device and / or the decoupling device can be changed.
  • a change in the position and / or position of the adjustment takes place due to a different driving in and / or driving out of the adjustment into the resonance chamber and / or out of the resonance chamber.
  • the first adjusting element and / or the further adjusting element optionally the center frequency or the bandwidth, or the center frequency is set together and / or simultaneously with the bandwidth.
  • the bandwidth and / or the center frequency is adjusted by changing the position of the first adjusting element and / or the position of the further adjusting element with respect to the coupling device and / or the coupling device.
  • the positions and / or positions of the first adjusting element and the further adjusting element can be changed independently of each other. As a result, a simple and effective adjustability of the center frequency or the bandwidth or the center frequency together with the bandwidth can be realized.
  • the bandwidth is adjusted by the first adjusting element and the further adjusting element together, simultaneously and / or parallel to each other, preferably along a common displacement axis and / or a common displacement track, are moved in the same direction.
  • the first adjustment element and the further adjustment element are each displaced, in particular essentially, by the same amount and / or the same distance.
  • the center frequency is adjusted by shifting either the first adjustment member or the further adjustment member.
  • the first adjusting element and the further adjusting element can be displaced together, simultaneously and / or parallel to one another in two mutually opposite directions.
  • the displacement takes place along a common displacement axis and / or displacement track.
  • the simultaneous displacement of the first adjusting element and the further adjusting element in a direction toward or away from each other can take place.
  • the first adjustment element and the further adjustment element are each displaced, in particular essentially, by the same amount and / or the same distance.
  • the bandwidth and the center frequency can be simultaneously adjusted by simultaneously shifting the first adjusting element and the further adjusting element with different amounts in the same direction or in two mutually opposite directions.
  • the displacement can take place along a common displacement axis or displacement track.
  • the coupling device and / or the coupling-out device is fixed to the resonance space in accordance with the calculated and / or selected relative position or arranged freely adjustable.
  • the coupling device and / or the decoupling device can be fixed permanently and / or stationarily to the resonance chamber.
  • the resonance space has a predetermined, fixed and / or unchangeable shape and / or dimension.
  • the position and / or the relative position of the coupling device and / or the coupling-out device can be changed at any time in relation to the resonance space, in particular to parts of the resonance space.
  • the bandpass filter according to the invention and / or the method according to the invention with regard to the realization of a microwave filter, a multiplexer, an input multiplexer and / or an output multiplexer.
  • the solution according to the invention is applicable to various types of cavity resonator and / or a resonant space.
  • it can be a cavity resonator and / or resonance chamber combined, in particular in cross section, rectangular, a cylindrical, a spherical, an ellipsoidal and / or a combination of a plurality of geometric basic shapes.
  • a bandpass filter according to the invention and / or the method according to the invention in connection with a satellite system, in particular a communications satellite.
  • an adjustable microwave bandpass filter in particular comprising a plurality of cavity resonators, enables a flexible tuning of the center frequency and / or the bandwidth.
  • the adjustability and / or controllability by means of only two adjustment elements and / or two drive devices, in particular for a plurality of cavity resonators.
  • the adjustability of the bandpass filter for changing the center frequency and / or the bandwidth is preferably based on an arrangement of the first adjustment element and the further adjustment element.
  • Each cavity resonator and / or each resonant cavity may have at least two adjustment elements that are independently controllable.
  • the first adjusting element and the further adjusting element allow a change in the wave characteristics, in particular the microwave properties, of the resonant cavity of the cavity to allow a change in the center frequency.
  • the physical dimensions and / or the effective dielectric constant of the resonance space are preferably changed by means of the first adjustment element and / or the further adjustment element.
  • the independent control and / or movement of the first adjusting element and the further adjusting element allows a change of the electromagnetic field, in particular a distribution of the field strength, and / or resonances or resonance modes at the positions of the resonance space, where a coupling device, preferably a coupling device and / or a decoupling device, are provided.
  • a change in the electromagnetic field at the positions of the coupling device leads, in particular via a change in the associated coupling value, to a change in the bandwidth.
  • the independent adjustability of the first adjusting element and the further adjusting element allows a change in the center frequency, preferably due to a change in the dimension and / or length of the resonant space due to movement of the first adjusting element and / or the further adjusting element.
  • there is a change in the coupling and / or the bandwidth in particular due to a change in the field strength in the region of a coupling device due to a movement of the first adjusting element and the further adjusting element with the same amount and in the same direction.
  • a simultaneous change in the center frequency and the bandwidth in particular due to an independent movement of the first adjusting element and the further adjusting element in accordance with the predetermined adjustment of the center frequency and the bandwidth, allows.
  • a bandpass filter with a low insertion loss can be realized.
  • the bandpass filter in particular parts of the bandpass filter, for example the resonance chamber, a resonance chamber housing, resonance chamber parts, fastening devices and / or openings for at least one coupling device can be produced by means of a machining, preferably by means of milling and / or turning.
  • FIG. 1 is a schematic, sectional side view of a bandpass filter according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic, cut further side view of the bandpass filter according to the invention according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic, sectioned further side view of the bandpass filter according to the invention according to FIG. 2 with two adjusting elements in a first position
  • Fig. 4 is a schematic, cut further side view of the bandpass filter according to the invention shown in FIG. 2 with two
  • FIG. 5 shows a schematic, sectional side view of a second bandpass filter according to the invention
  • FIGS. 6a, 6b show two diagrammatic, sectional side views of a third bandpass filter according to the invention with two adjusting elements in a first position
  • FIGS. 7a, 7b show two schematic, sectional side views of the third bandpass filter according to the invention according to FIGS. 6a, 6b with two adjusting elements in a further position
  • FIG. 9a, 9b show two schematic, sectional side views of a fifth bandpass filter according to the invention
  • FIG. 10 shows a schematic, sectional side view of a sixth bandpass filter according to the invention
  • 1 1 is a schematic, sectional side view of a seventh bandpass filter according to the invention
  • FIG. 12 shows a schematic, sectional side view of a further bandpass filter according to the invention
  • FIG Fig. 13 is a schematic flow diagram for an inventive
  • the bandpass filter 10 has a cavity resonator 11.
  • the cavity resonator 1 1 has a resonance chamber 12, which is rectangular in this embodiment.
  • a coupling device 15 and 16 is arranged in each case.
  • the coupling device 15 is designed as a coupling device for coupling an electromagnetic input signal into the resonance chamber 12.
  • the coupling device 16 is formed in this embodiment as a decoupling device for decoupling an electromagnetic output signal from the resonance chamber 12.
  • the coupling devices 15, 16 are formed here by way of example as diaphragms, the coupling device 15 being connected to a signal conductor 17 and the coupling device 16 to a signal conductor 18.
  • the signal conductors 17, 18 are formed in this embodiment as a waveguide or waveguide for electromagnetic waves.
  • the coupling devices 15, 16 are arranged mirror-symmetrically to one another on the cavity resonator 1 1.
  • the sides 13, 14 are part of a resonance chamber housing 82.
  • An interior of the resonance chamber housing 82 forms the resonance chamber 12.
  • the resonance chamber housing 82 has two end faces 77.
  • the two end faces 77 are provided with a better distinguishability with the indices .1 ,. .2.
  • the end faces 77.1 and 77.2 extend in this embodiment parallel to each other and at right angles to the sides 13, 14.
  • the coupling means 15, 16 are arranged between the end faces 77. 1 and 77.2.
  • the cavity resonator 1 1 has a first adjusting element 19 and a further adjusting element 20.
  • the first adjusting member 19 and the further adjusting member 20 are each formed as a piston.
  • the adjusting elements 19, 20 have a piston end face 21 and 22, respectively.
  • the piston end faces 21, 22 extend in this embodiment at right angles to the sides 13, 14.
  • the piston end faces 21, 22 are aligned parallel to each other and disposed within the resonance chamber housing 82.
  • the piston end faces 21, 22 are part of an inner surface 23 of the resonance chamber 12 which determines the dimensions or the dimensions of the resonance chamber 12.
  • the first adjusting element 19 is connected to a first drive device 24 and the further adjusting element 20 is connected to a further drive device 25.
  • the first drive means 24 and the further drive means 25 are connected to a common control not shown here. Furthermore, the drive devices 24, 25 extend through the end faces 77.1 and 77.2 into the resonant space housing 82.
  • the first adjusting element 19 and the further adjusting element 20 are arranged mirror-symmetrically in this embodiment.
  • the adjusting elements 19, 20 by means of the drive means 24, 25 along a common displacement axis linear according to the arrows 26, 27 slidably. In this case, the displacement of the adjusting elements 19, 20 can be carried out independently of each other.
  • the drive means 24, 25 each have a compensation device 87 shown schematically.
  • the compensation device 87 By means of the compensation device 87, an undesired change in the center frequency and / or the bandwidth due to a change in temperature can be compensated.
  • the compensation device 87 cooperates with the drive device 24 or 25 in this example.
  • the compensation device 87 may have a temperature measuring device, not shown here, a control and / or a positioning element. At least one compensation device 87 may also be provided in the case of a bandpass filter according to the further figures.
  • FIG. 2 shows a schematic, cut further side view of the bandpass filter 10 according to the invention according to FIG. 1.
  • the resonance chamber 12 has sides 28, 29 which extend parallel to the sides 13, 14 according to FIG.
  • the sides 13, 14, 28, 29 and the piston end faces 21, 22 the dimensions of the resonance chamber 12 and the Resonanzraum- housing 82.
  • the piston end faces 21, 22 in accordance with the arrows 26, 27 in one direction slidable parallel to the planes of the sides 13, 14, 28, 29.
  • FIG. 3 shows a schematic, sectional, further side view of the bandpass filter 10 according to the invention according to FIG. 2 with the two adjusting elements 19, 20 in a first position.
  • the piston end faces 21, 22 are each moved at the same distance from the end faces 77.1 and 77.2 toward each other.
  • the coupling means 15, 16 are located centrally between the piston end faces 21, 22.
  • a schematically the formation of a magnetic field according to the arrows 30 in the resonance chamber 12 and in relation to the coupling device 15 is shown.
  • the cavity resonator 1 1 and the resonant space 12 for realizing an E1 10 resonant mode is formed.
  • a rectangular resonance space is formed, wherein the coupling device 15 centrally between the Piston end faces 21, 22 is arranged.
  • no energy is coupled from the signal conductor 17 via the coupling device 15 in the resonance chamber.
  • the magnetic field components of the signal conductor 17 are orthogonal to the magnetic field components of the E1 10 resonant mode of the resonant space 12.
  • Fig. 4 shows a schematic, cut further side view of the bandpass filter 10 according to the invention shown in FIG.
  • FIG. 2 shows schematically the arrangement of the magnetic field components according to the E1 10- wave type with respect to the resonance chamber 12 and the coupling device 15.
  • FIG. 3 shows according to the two adjusting elements 19, 20 such that the coupling device 15th no longer centrally, but eccentrically between the two piston end faces 21, 22 is arranged. Instead, the piston end face 22 has been pushed closer to the coupling device 15 and the piston end face
  • the coupling of the electromagnetic signals with the E1 10-resonance mode of the resonant cavity 12 due to a movement of the two Adjustment elements 19, 20 are set in a range from 0 to a maximum value.
  • the maximum coupling value can be achieved if the coupling device 15 is arranged close to the piston end face 21 or 22.
  • the height of the maximum coupling value depends on the specific design of the coupling device 15. Due to the change in the coupling, an adjustment of the bandwidth is made possible, with a maintenance of the distance between the piston end faces 21,
  • the center frequency remains at least substantially constant.
  • the center frequency can be changed. For example, a change in the center frequency due to a change in size or Dimension of the resonance chamber 12. This can be done by moving only the first adjusting element 19 or the further adjusting element 20. Alternatively, with a simultaneous movement of the two adjusting elements 19, 20, the amount of displacement movement of the first adjusting element 19 may differ from the amount of displacement movement of the further adjusting element 20, whereby a simultaneous change of the center frequency and the bandwidth takes place.
  • FIG. 5 shows a schematic, sectional side view of a second bandpass filter 31 according to the invention.
  • the bandpass filter 31 is designed as a multi-stage filter.
  • the band-pass filter 31 has three cavity resonators 11. Same features as before bear the same reference numerals. In that regard, reference is also made to the preceding description. Only for a better distinguishability, the reference numerals of the three cavity resonators 1 1 and the associated features with an index .1, 2 and .3 Provided.
  • the cavity resonators 1 1 .1, 1 1.2 and 1 1 .3 form a third-order filter.
  • the three resonance chambers 12.1, 12.2 and 12.3 are successively arranged in the manner of a series connection and connected to each other.
  • the first resonance chamber 12.1 is connected to the coupling device 15 serving as a coupling device and the resonance chamber 12.3 is connected to the coupling device 16 serving as a coupling device.
  • an additional coupling device 32 and 33 are at the middle cavity resonator
  • the resonance chamber 12.1 is connected to the resonance space 12.2 by means of the coupling device 32.
  • All cavity resonators 1.1, 1.2 and 1.3 each have a first adjusting element 19 and a further adjusting element 20.
  • 11 .3 are movable and controllable by means of a single, common first drive means.
  • the other adjustment elements 20 by means of a single, common further drive means 35 are movable and controllable.
  • the first drive device 34 and the further drive device 35 By means of the first drive device 34 and the further drive device 35, the first adjustment elements 19 and the other adjustment elements 20 are synchronously and simultaneously actuated.
  • the dimensions and / or the position of the coupling devices 15, 16, 32, 33 are predetermined according to the desired adjustability of the bandwidth and / or the center frequency in the construction of the bandpass filter 31.
  • FIGS. 6a, 6b show two diagrammatic, sectional side views of a third bandpass filter 36 according to the invention with two adjusting elements 37, 38 in one first position.
  • the bandpass filter 36 has a cavity resonator 39 with a resonance space 40.
  • a signal conductor 41 which is designed here as a waveguide or waveguide, is connected or coupled to the resonance space 40 by means of a coupling device 42.
  • the coupling device 41 serves as a coupling device.
  • a decoupling device not shown here is provided, which corresponds to the coupling device 41 in terms of their construction.
  • the resonance chamber 40 is cylindrical in this embodiment.
  • the cavity resonator 39 and / or the resonant cavity 40 are formed by way of example for realizing a H1 13 resonant mode.
  • the two adjusting elements 37, 38 are arranged on two opposite end faces 43, 44 of the resonance chamber 40.
  • the end faces 43, 44 close the cylindrical surface of the resonance chamber 40.
  • the two adjusting elements 37, 38 are formed as dielectrics.
  • the adjusting elements 37, 38 protrude in an adjustable measure in the resonance chamber 40 through the end faces 43 and 44, respectively.
  • the adjusting elements 37, 38 are linearly displaceable along a common displacement track, for example according to the arrows 45, 46.
  • the electromagnetic field dominates on the side of the resonance space 40, at which the respective adjustment element 37, 38 deeper into protrudes the resonance chamber 40.
  • the first adjusting element 37 protrudes deeper into the resonance chamber 40 than the further adjusting element 38. This results in a higher field concentration in the region of the side 43 or in the region of the coupling device 42.
  • FIGS. 7a, 7b show two diagrammatic, sectional side views of the third bandpass filter 36 according to the invention with the two adjusting elements 37, 38 in a further position.
  • the adjusting elements 37, 38 are displaced according to the arrows 47, 48 such that the first adjusting element 37 protrudes less into the resonance chamber 40 than the further adjusting element 38.
  • the distance of the two adjusting elements is 37, 38 remained constant.
  • the field distribution is changed within the resonant cavity 40, while the center frequency remains at least substantially constant.
  • the center frequency can also be changed by means of the adjusting elements 37, 38.
  • the center frequency can also be changed by means of the adjusting elements 37, 38.
  • the amount of displacement movement of the first adjusting element 37 may differ from the amount of displacement movement of the further adjusting element 38, whereby a simultaneous change of the center frequency and the bandwidth takes place.
  • FIGS. 8a, 8b show two schematic side views of a fourth bandpass filter 49 according to the invention.
  • the bandpass filter 49 has a cavity resonator 50 with a resonant space 51.
  • the cavity resonator 50 has a rectangular cross-section in this embodiment.
  • Coupling devices 15, 16 are arranged on opposite sides 52, 53 of the resonance chamber 51. In this embodiment, the coupling devices 15, 16 are arranged adjacent to an end face 54 oriented at right angles to the sides 52, 53.
  • the side 54 has a first adjusting element 56.
  • a front side 54 opposite and parallel end face 55 has a further adjustment member 57.
  • the two adjusting elements 56, 57 project into the resonance chamber 51 by a predetermined, adjustable measure.
  • the adjusting members 56, 57 are formed of an electromagnetic conductor.
  • the adjusting elements 56, 57 are formed here by way of example as metallic rods.
  • the adjusting elements 56, 57 are linear along a common displacement track, for example, according to the arrows 58, 59, displaceable.
  • a guide means not shown here for the displaceable guiding of the adjusting elements 56, 57 may be present.
  • a guide device can also be present in all other embodiments of the solution according to the invention.
  • a throttle structure may be provided to shield the leakage and / or scattering of electromagnetic waves out of the resonance chamber 51.
  • the center frequency is kept constant.
  • the center frequency can be changed.
  • the bandpass filter 60 has a Cavity resonator 61 having a resonance space 62.
  • the resonance space 62 is cylindrical.
  • a coupling device 15 is arranged, with which a signal conductor 17 is connected in the embodiment as a waveguide with the resonance chamber 62 and coupled.
  • a coupling device 63 is arranged at a point opposite the coupling device 15 of the cylindrical surface of the resonant space 62.
  • the coupling device 63 is formed as a probe coupling.
  • a signal conductor 64 is connected or coupled to the resonance space 62.
  • the signal conductor 64 is exemplified as a coaxial conductor.
  • the two mutually remote end faces of the cylindrical resonance chamber 62 are closed by means of a first adjusting element 19 and a further adjusting element 20.
  • the two adjusting elements 19, 20 are formed here as a piston.
  • the bandpass filter 60 is a second-order adjustable filter that uses different types of coupling devices 19, 20, 65, 66.
  • the dimension and / or size of the resonant space 62 is formed in this embodiment for realizing an H1 13-resonance or H1 13-wave type.
  • An H1 13 wave type enables realization of a degenerate and / or dual wave type, in particular the use of two resonances in a single resonance space 62.
  • Degenerate wave types of the type H1 1 n with n 1, 2, 3, of two resonant circuits for a filter function in the resonant cavity 62.
  • the coupling device 15 enables a coupling between the rectangular signal conductor 17 and the horizontally polarized H 1 13-wave type of the resonant cavity 62 via their parallel magnetic field components. Here, there is no coupling between the signal conductor 17 and the vertically polarized H1 13-wave type of the resonance space 62.
  • the coupling device 63 in this embodiment a vertically polarized H1 13-wave type of the resonance space 62 is coupled to the signal conductor 64, which are obtained by means of the electric field components, which are aligned parallel to the axis of the coupling device 62.
  • a coupling of the horizontally polarized H1 13 wave type of the resonance space 62 does not take place, since its electric field components are aligned perpendicular to the axis of the coupling device 63.
  • the coupling devices 15, 63 are arranged centrally between the piston end faces 21, 22. In this embodiment, the resonance modes in this position, the Adjustment elements 19, 20 maximum field components for the magnetic or electrical coupling.
  • the cavity resonator 61 or the resonant space 62 additionally has coupling devices 65, 66.
  • the coupling devices 15, 63, 65, 66 are arranged at positions in the cylindrical wall of the resonance chamber 62, at which the correspondingly coupled field components of the degenerate wave types are almost maximum or allow a maximum coupling.
  • the coupling devices 65, 66 are formed here as discontinuities. Specifically, the coupling devices 65, 66 are formed here by way of example as screws. The coupling devices 65, 66 protrude into the resonance chamber 62.
  • the coupling devices 65, 66 are aligned, for example transversely, in particular diagonally, for aligning the electric field of the degenerate H 1 13-wave type of the resonance chamber 62.
  • a common displacement axis of the coupling devices 65, 66 is aligned transversely to a common displacement axis of the coupling devices 15, 63.
  • the H1 13-wave type has three resonance half-waves along a cylinder axis of the cylindrical resonance space 62.
  • the coupling devices 15, 63, 65, 66 may be arranged at one or more of these positions for each degenerate wave type.
  • the average electric or magnetic field maximum is used for the coupling of the respective resonant mode by means of the coupling means 15, 63.
  • the coupling of the degenerate HE1 13 wave type is realized according to this embodiment by means of an off-center field maximum, in Figure 9a by means of the right field maximum, by means of the coupling devices 65, 66.
  • the coupling devices 65, 66 in the region of the cylindrical wall of the resonant cavity 62 and at a distance of half the resonant wavelength of the H 1 13-wave type or with 1/3 of the length of the resonant cavity 62 from the coupling means 15, 63 spaced.
  • FIG. 10 shows a schematic, sectional side view of a sixth bandpass filter 69 according to the invention.
  • the bandpass filter 69 is designed as a multi-stage filter.
  • the band-pass filter 69 has two cavity resonators 70, 71. Same features as before bear the same reference numerals. In that regard, reference is also made to the preceding description.
  • the two cavity resonators 70 and 71 form a second-order filter.
  • the two associated resonance chambers 72, 73 are successively arranged in the manner of a series connection and connected to each other. In this case, the first resonance space 72 is connected to the coupling device 15 serving as a coupling device, and the second resonance space 73 is connected to the coupling device 16 serving as the coupling-out device.
  • An additional coupling device 74 is arranged between the first resonance chamber 72 and the second resonance chamber 73.
  • the resonance chamber 72 is connected to the resonance chamber 73 by means of the coupling device 74.
  • the resonance chambers 72, 73 are formed in several parts in this embodiment.
  • the resonance chambers 72, 73 each consist of two resonance space segments or resonance space parts 75, 76.
  • the resonance space parts 75, 76 are of similar design by way of example.
  • the resonance chamber parts 75, 76 each have a closed end face 83 and 84, respectively. An end of the resonance chamber parts 75, 76 facing away from the end face 83, 84 is open.
  • the open ends of the resonant cavity portions 75 and 76 face each other and abut each other.
  • the coupling means 15, 16 and 74 are arranged.
  • the resonance space parts 75, 76 each have the same depth.
  • the depth refers to the distance from the end face 83 or 84 to the open end of the respective resonant space part 75, 76 or to the plane according to the dot-dash line 78.
  • the coupling means 15, 16, 74 in the middle of this example one side between the two end faces 83, 84 of the resonant space parts 75, 76 are arranged.
  • the resonant space portions 75, 76 may have different geometries, dimensions or depths, as exemplified by the dashed line.
  • the resonant space part 75 may have a smaller depth than the resonant space part 76 according to the double arrow according to the double arrow 80 81 have.
  • the coupling devices 15, 16 and 74 off-center between the end faces 83, 84 of the resonance chamber parts 75, 77 are arranged.
  • the resonance space parts 75, 76 for forming the resonance space 72 and the resonance space parts 75, 75 for forming the resonance space 73 may have different depths.
  • FIG. 1 1 shows a schematic, sectional side view of a seventh bandpass filter 85 according to the invention.
  • the same features as before bear the same reference numerals. In that regard, reference is also made to the preceding description.
  • the bandpass filter 85 largely corresponds to the bandpass filter 10 according to FIG. 1, but here, however, only a single adjusting element 19 is provided in the bandpass filter 85.
  • the dimensions of the resonance chamber 12 are variable.
  • the relative position of the coupling devices 15, 16 is variable to the piston end face 21, whereby the center frequency and the bandwidth of the bandpass filter 85 is adjustable.
  • FIG. 12 shows a schematic, sectional side view of another bandpass filter 86 according to the invention.
  • the same features as before bear the same reference numerals. In that regard, reference is also made to the preceding description.
  • the resonant space 12 is determined by the dimension and shape of the resonant space housing 82 in this embodiment.
  • the position or the relative position of the coupling devices 15, 16 with respect to the resonance chamber 12, in particular to the end faces 77.1 and 77.2 has been calculated in advance in terms of a desired bandwidth and center frequency.
  • the position or the relative position of the coupling devices 15, 16 with respect to the resonance chamber 12 is freely selectable to realize a desired bandwidth and center frequency.
  • the coupling devices 15, 16 eccentrically disposed between the two end faces 77.1 and 77.2 and permanently or stationary attached to the unchangeable resonance chamber 12.
  • the dimension and / or position of the coupling devices 15, 16, 32, 33, 42, 63, 65, 66, in particular along an axis between the adjusting elements 19, 20 , 37, 38, 56, 57 be adjustable.
  • Fig. 13 shows a schematic flow diagram for a method according to the invention. The method is used for producing, operating and / or setting a bandpass filter according to the invention.
  • step S11 a calculation and / or a free selection of a relative position of at least one coupling device for coupling and / or decoupling a signal into or out of a resonant cavity of a cavity resonator of the bandpass filter takes place.
  • the relative position can be changed by freely selecting the position of the coupling device at the resonance space. Alternatively or additionally, the position, the shape and / or the dimension of the resonance chamber can be changed.
  • step S12 it is to be decided whether a permanent adjustability of the center frequency and / or bandwidth of the bandpass filter is desired. If no permanent adjustability is desired, a permanent setting of the positioning takes place in accordance with step S13.
  • a permanent setting of the positioning can for example be done by the use of prefabricated resonance space parts or realized by a one-time attachment of the coupling device at a freely selected location of a given resonance space. In these cases can be dispensed with adjusting elements and drive means for driving the adjusting elements. Subsequently, the process in step S15 is completed.
  • Coupling device 71 cavity resonator
  • Cavity resonator 78 dash-dotted line
  • Resonance chamber 79 double arrow
  • Coupling device 81 double arrow

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bandpassfilter (10, 31, 36, 49, 60, 69, 85, 86) mit mindestens einem Hohlraumresonator (11, 39, 50, 61, 70, 71), der einen Resonanzraum (12, 40, 51, 62, 72, 73) hat, mit mindestens einer Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) zum Einkoppeln eines Eingangssignals in den Resonanzraum (12, 40, 51, 62, 72, 73) und mindestens einer Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) zum Auskoppeln eines Ausgangssignals aus dem Resonanzraum (12, 40, 51, 62, 72, 73). Um die Einstellbarkeit des Bandpassfilters (10, 31, 36, 49, 60, 69, 85, 86) zu verbessern und/oder zu vereinfachen, ist dieser dadurch gekennzeichnet die Relativposition der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators (11, 39, 50, 61, 70, 71) und/oder des Resonanzraumes (12, 40, 51, 62, 72, 73) zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite frei wählbar ist.

Description

Bandpassfilter mit einem Hohlraumresonator und Verfahren zum Betreiben, Einstellen oder Herstellen eines solchen Bandpassfilters
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Bandpassfilter mit mindestens einem Hohlraumresonator, der Hohlraumresonator hat einen Resonanzraum, und mit mindestens einer Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln eines Eingangssignals in den Resonanzraum sowie mit mindestens einer Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines Ausgangssignals aus dem Resonanzraum. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben und/oder zum Einstellen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters.
Ein derartiger Bandpass ist aus dem Dokument DE 1 1 2005 001 053 B4 bekannt.
Hierbei ist von Nachteil, dass allein die Mittenfrequenz einstellbar ist. Neben der Einstellbarkeit der Mittenfrequenz besteht jedoch ein zusätzlicher Bedarf an einer Einstellbarkeit der Bandbreite. Somit ist es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Bandpassfilter und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Einstellbarkeit des Bandpassfilters verbessert und/oder vereinfacht ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mittels eines Bandpassfilters der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite frei wählbar ist. Das eingangs genannte Verfahren zum Betreiben und/oder zum Einstellen eines Bandpassfilters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite und/oder die Mittenfrequenz eingestellt wird, indem die Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes frei gewählt wird. Gemäß dem Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters wird zum Bereitstellen einer Einstellbarkeit der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz die Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes berechnet und/oder frei gewählt.
Hierbei ist von Vorteil, dass die Einstellbarkeit und/oder Anpassbarkeit des Bandpassfilters verbessert bzw. erweitert ist. Insbesondere aufgrund der frei wählbaren Einstellbarkeit der Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung kann mindestens eine physikalische Eigenschaft und/oder ein physikalischer Parameter des Hohlraumresonators, insbesondere eines Resonanzraumes des Hohlraumresonators, hinsichtlich einer wahlweisen Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite veränderbar und/oder einstellbar sein. Aufgrund der freien Wählbarkeit kann die Lage und/oder die Anordnung der Koppeleinrichtung, insbesondere der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung, an dem Resonanzraum frei gewählt werden. Vorzugsweise ist die freie Wählbarkeit der Relativposition lediglich durch die Ausmaße, die Gestalt und/oder die Dimension des Resonanzraumes beschränkt. Insbesondere ist die Lage und/oder Position von Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes veränderbar, um die Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung zu den Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes zu verändern und/oder einzustellen. Die Ausmaße, die Gestalt und/oder die Dimension des Resonanzraumes können veränderbar sein. Vorzugsweise ist der Hohlraumresonator und/oder der Resonanzraum mindestens teilweise aus den Teilen gebildet. Bei den Teilen kann es sich um mindestens eine Stirnseite des Resonanzraumes, mindestens ein Einstellelement und/oder mindestens ein Resonanzraumteil handeln.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Eingangssignal und/oder dem Ausgangssignal um ein elektromagnetisches Signal, insbesondere um eine elektromagnetische Welle. Die Mittenfrequenz kann als ein geometrisches Mittel einer unteren Grenzfrequenz und einer oberen Grenzfrequenz eines Frequenzbandes mit einer vorgegebenen Filterbandbreite und/oder eines vorgegebenen Bandpasses definiert sein. Die Mittenfrequenz kann als Resonanzfrequenz bezeichnet werden. Vorzugsweise ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter einem wahlweisen Einstellen der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite zu verstehen, dass abhängig von der gewünschten Veränderung des Bandpassfilters entweder die Mittenfrequenz oder die Bandbreite oder sowohl die Mittenfrequenz als auch die Bandbreite einstellbar bzw. veränderbar ist. Insbesondere ist die frei vorgebbare Positionierung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung durch die Dimension, die Maße und/oder die Form des Resonanzraumes beschränkt. Somit kann die Positionierung insoweit frei wählbar erfolgen, als dass lediglich gewährleistet sein muss, dass die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung mit dem Resonanzraum an einer beliebigen Stelle verbunden ist.
Soweit im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von einem„Wellentyp" die Rede ist, kann diese auch als eine „Mode" bezeichnet werden. Ein so genannter„entarteter" Wellentyp kann als ein „degenerierter" Wellentyp bezeichnet werden. Transversalelektrische Wellen können als TE-Wellentyp oder H-Wellentyp bezeichnet werden. Insbesondere verschwindet bei TE-Wellen bzw. H-Wellen nur die elektrische Komponente in Ausbreitungsrichtung, während die magnetische Komponente Werte ungleich Null annehmen kann. Transversal-magnetische Wellen können als TM- Wellentyp oder E-Wellentyp bezeichnet werden. Insbesondere verschwindet bei TM- Wellen bzw. H-Wellen nur die magnetische Komponente in Ausbreitungsrichtung, während die elektrische Komponente Werte ungleich Null annehmen kann. Vorzugsweise ist die, insbesondere zuvor frei gewählte, Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes frei wählbar vorgebbar, fest vorgebbar oder frei einstellbar. Nach einer erfolgten Wahl und/oder Berechnung der Lage der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung an dem Resonanzraum zum Realisieren einer gewünschten Mittenfrequenz und/oder Bandbreite kann die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung dauerhaft festgesetzt werden. Alternativ kann die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung temporär arretiert werden, wobei eine nachfolgende Veränderung der Relativposition zum Verändern der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite ermöglicht ist. Insbesondere ist die Lage und/oder die Relativposition des Resonanzraumes in Bezug zu der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite wählbar, fest vorgebbar oder frei einstellbar. Der Resonanzraum kann in Bezug zu stationär einer angeordneten Einkoppeleinrichtung und/oder einer Auskoppeleinrichtung bewegbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung in Bezug zu einem stationären, insbesondere unveränderlichen, Resonanzraum bewegbar sein. Die Bewegbarkeit kann mittels einer, insbesondere festsetzbaren, Verstellmimik realisiert sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung an einer Seite des Resonanzraumes zwischen zwei Stirnseiten des Resonanzraumes angeordnet. Hierbei können die Einkoppeleinrichtung und die Auskoppeleinrichtung an derselben Seite oder an verschiedenen Seiten des Resonanzraumes angeordnet sein. Insbesondere ist ein Abstand der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu mindestens einer Stirnseite des Resonanzraumes zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite einstellbar und/oder vorgebbar ist. Vorzugsweise ist der Abstand der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Bezug zu zwei Stirnseiten des Resonanzraumes zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite einstellbar und/oder vorgebbar. Die beiden Stirnseiten können den Resonanzraum an voneinander abgewandten Enden der mindestens einen Seite begrenzen. Insbesondere sind die Stirnseiten parallel zueinander ausgerichtet.
Die Position der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung in Abhängigkeit von der gewünschten Mittenfrequenz und/oder Bandbreite kann zwischen zwei Stirnseiten des Resonanzraumes frei einstellbar und/oder frei vorgebbar sein. Insbesondere ist die frei wählbare Positionierung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung lediglich durch die Dimension, die Maße und/oder die Form des Resonanzraumes begrenzt. Insbesondere ist die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung wahlweise mittig und/oder außermittig zwischen den Stirnseiten des Resonanzraumes anordenbar. Insbesondere aufgrund einer außermittigen Anordnung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung ergibt sich eine verbesserte Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite. Gemäß einer Weiterbildung ist eine gewählte Position der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung, insbesondere in Bezug zu einer gewünschten Mittenfrequenz und/oder Bandbreite, zwischen zwei Stirnseiten des Resonanzraumes dauerhaft festgesetzt oder veränderbar. Bei einer dauerhaften Festsetzung ist eine nachfolgende Veränderung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite nicht möglich bzw. vorgesehen. Eine veränderbare Positionierung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung ermöglicht auch nach einer erstmaligen Einstellung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite eine Veränderung der Einstellung des Bandpassfilters. Insbesondere ist der Abstand der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung zu den Stirnseiten des Resonanzraumes nach einer erstmaligen Positionierung je nach gewünschter Ausführungsform festgelegt oder veränderbar. Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Resonanzraum mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet. Demnach kann sich der Resonanzraum aus mehreren Raumsegmenten bzw. Resonanzraumteilen zusammensetzen. Vorzugsweise ist der Resonanzraum aus mindestens zwei Resonanzraumteilen zusammengesetzt. Die Resonanzraumteile können jeweils eine Stirnseite des Resonanzraumes aufweisen, wobei ein von der Stirnseite abgewandtes Ende des Resonanzraumteiles offen ist. Aufgrund eines aneinander setzen der beiden offenen Enden der Resonanzraumteile kann der Resonanzraum gebildet werden. Es können Resonanzraumteile mit unterschiedlichen Dimensionen, Maßen und/oder Formen vorgesehen sein. Insbesondere könnten verschiedene Resonanzraumteile mit unterschiedlichen Tiefen zur Auswahl bereit gestellt sein. Hierbei kann sich die Tiefe auf die Distanz der Stirnseite zum offenen Ende des Resonanzraumteiles beziehen. Insbesondere sind die zwei Resonanzraumteile im Bereich der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung miteinander verbindbar. Eine gewünschte Mittenfrequenz und/oder Bandbreite kann mittels Resonanzraumteilen unterschiedlicher Geometrien, Dimensionen und/oder Tiefen realisierbar sein. Aufgrund unterschiedlicher zu Verfügung stehender Resonanzraumteile können verschiedene Relativpositionen der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung zu Teilen des Resonanzraumes realisiert werden. Hierdurch ist eine Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite gegeben.
Gemäß einer auch eigenständig und unabhängig von der vorliegenden Anmeldung denkbaren Weiterbildung kann mindestens ein, insbesondere verstellbaren und/oder bewegbares, Einstellelement zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite vorgesehen sein. Aufgrund einer Veränderung der Position des Einstellelementes, insbesondere in Bezug zur Einkoppeleinrichtung, zur Auskoppeleinrichtung und/oder zum Resonanzraum kann mindestens eine physikalische Eigenschaft und/oder ein physikalischer Parameter des Hohlraumresonators, insbesondere eines Resonanzraumes des Hohlraumresonators, hinsichtlich einer wahlweisen Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite veränderbar und/oder einstellbar sein. Insbesondere ist mindestens eine Stirnseite des Resonanzraumes als ein Einstellelement zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite ausgebildet. Beispielsweise kann die Stirnseite beweglich an dem Resonanzraum angeordnet sein. Das Einstellelement kann in einer gewünschten Position arretierbar sein. Vorzugsweise ist mindestens einer Stirnseite ein Einstellelement zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite zugeordnet. Insbesondere ist das mindestens eine Einstellelement an einer Stirnseite angeordnet und/oder in Bezug zu der Stirnseite bewegbar. Bei einer außermittigen Anordnung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung an den Resonanzraum, ist mittels eines einzigen bewegbaren Einstellelementes an einer Stirnseite eine Veränderung der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite realisierbar. Nach einer auch eigenständig und unabhängig von der vorliegenden Anmeldung denkbaren Ausführungsform weist das Bandpassfilter mindestens einen Hohlraumresonator, mindestens eine Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln eines Eingangssignals und mindestens eine Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines Ausgangssignals auf. Insbesondere weist das Bandpassfilter, der Hohlraumresonator und/oder der Resonanzraum ein bewegbares erstes Einstellelement zum Einstellen einer Mittenfrequenz auf. Vorzugsweise weist das Bandpassfilter, der Hohlraumresonator und/oder der Resonanzraum mindestens ein bewegbares weiteres Einstellelement zum Einstellen einer Bandbreite auf. Vorzugsweise ist das weitere Einstellelement als ein zweites Einstellelement ausgebildet. Insbesondere aufgrund eines Zusammenwirkens des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes, vorzugsweise in Kombination mit dem Hohlraumresonator, der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung, ist ein wahlweises Einstellen der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite des Bandpassfilters ermöglicht.
Gemäß einer Weiterbildung ist mittels des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes mindestens eine physikalische Eigenschaft und/oder ein physikalischer Parameter des Hohlraumresonators, insbesondere eines Resonanzraumes des Hohlraumresonators, hinsichtlich einer wahlweisen Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite veränderbar. Insbesondere wirkt das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement mit dem Resonanzraum und/oder mindestens einer Koppeleinrichtung des Hohlraumresonators zusammen. Vorzugsweise wirkt die Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln des Eingangssignals in den Resonanzraum und/oder die Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln des Ausgangssignals aus dem Resonanzraum mit dem Resonanzraum, dem ersten Einstellelement und/oder dem weiteren Einstellelement zusammen. Die physikalischen Eigenschaften und/oder die physikalischen Parameter können als Ausmaße und/oder die effektive Dielektrizitätskonstante des Resonanzraumes ausgebildet sein. Somit sind die Ausmaße, die Dimensionen und/oder die effektive Dielektrizitätskonstante des Resonanzraumes des Hohlraumresonators mittels des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes veränderbar und/oder einstellbar. Insbesondere ist die Relativposition des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes in Bezug zu einer Koppeleinrichtung, vorzugsweise zu der Einkoppeleinrichtung und/oder zu der Auskoppeleinrichtung, aufgrund der Bewegbarkeit des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes veränderbar. Hierüber ist eine Veränderung und/oder Anpassbarkeit des Bandpassfilters, insbesondere in Bezug auf die Mittenfrequenz und/oder die Bandbreite, erreichbar. Nach einer Weiterbildung ist die Bewegung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes als eine Verschiebung und/oder Verschiebebewegung ausgebildet. Hierbei kann die Verschiebung auch eine Lageveränderung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes aufgrund einer Dreh- und/oder Schraubbewegung umfassen. Eine Verschiebebewegung kann mittels einer geeigneten Führung für das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement auf einfache und zuverlässige Weise realisiert werden. Insbesondere erfolgt die Verschiebung wahlweise in Richtung eines Innenraumes des Resonanzraumes hinein und/oder in Richtung aus einem Innenraum des Resonanzraumes heraus. Die Bewegung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes kann mittels einer Steuerung steuerbar sein. Insbesondere ist zum Steuern der Bewegung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes eine gemeinsame Steuerung vorgesehen. Vorzugsweise sind das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement unabhängig voneinander steuerbar und/oder bewegbar. Das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement können gleichzeitig gesteuert und/oder bewegt werden. Somit kann mittels der Steuerung die Einstellung und/oder die Veränderung des Bandpassfilters gesteuert werden.
Vorzugsweise sind das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement linear verschiebbar gelagert. Hierdurch ist die Realisierung der Bewegbarkeit und/oder der Steuerbarkeit des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes besonders einfach und/oder kostengünstig realisierbar. Insbesondere sind das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement an zwei voneinander abgewandten und/oder einander gegenüber liegenden Seiten des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes angeordnet. Bei einem, insbesondere im Querschnitt runden, kreisförmigen, elliptischen oder rechteckigen, Resonanzraum können das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement an einander gegenüber liegenden Seiten, vorzugsweise ebenen Stirnseiten, angeordnet sein. Vorzugsweise sind das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement entlang einer gemeinsamen, insbesondere linearen, Verschiebeachse und/oder Verschiebbahn verschiebbar. Insbesondere sind das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement auf einer gemeinsamen linearen Verschiebeachse und/oder Verschiebebahn angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung sind mehrere Hohlraumresonatoren und/oder Resonanzräume zum Ausbilden eines Filters höherer Ordnung, insbesondere eines mehrstufigen Filters, miteinander gekoppelt. Insbesondere sind mehrere Hohlraumresonatoren und/oder Resonanzräume zum Ausbilden eines Filters, eines Multiplexers, eines Eingangsmultiplexers und/oder eines Ausgangsmultiplexers miteinander gekoppelt. Vorzugsweise ist mittels eines Multiplexers, insbesondere in der Gestalt eines Eingangsmultiplexers, aus einer Mehrzahl von Eingangssignalen und/oder einem breitbandigen Eingangssignal mindestens ein Signal auswählbar. Mittels eines Eingangsmulitplexers kann aus einem Eingangssignal eine Mehrzahl von Signalen als Ausgangssignale aufgetrennt werden. Ein Ausgangsmultiplexer kann zum Zusammenführen bzw. Zusammenfassen von mehreren einzelnen Eingangssignale zu einem einzigen breitbandigen Ausgangssignal ausgebildet sein. Die Hohlraumresonatoren und/oder die Resonanzräume können aufgrund der Kopplung zum Übertragen eines, insbesondere elektromagnetischen, Signals miteinander verbunden sein. Ein erfindungsgemäßes Bandpassfilter und/oder ein erfindungsgemäßer Multiplexer kann beispielsweise in der Satellitentechnik eingesetzt werden. Ein Ausgangsmultiplexer kann als ein OMUX (Abkürzung für Output Multiplexer) bezeichnet werden. Insbesondere ist der OMUX an einem Ausgang vor einer Sendeantenne angeordnet. Ein Eingangsmultiplexer kann als ein Demultiplexer, insbesondere als DEMUX (Abkürzung für Demultiplexer) oder IMUX (Abkürzung für Input Multiplexer) bezeichnet werden und kann an einem Eingang hinter einer Empfangsantenne angeordnet sein.
Vorzugsweise sind die ersten Einstellelemente der mehreren Hohlraumresonatoren mittels einer ersten Antriebseinrichtung gemeinsam und/oder gleichzeitig bewegbar und/oder steuerbar. Die weiteren Einstellelemente der mehreren Hohlraumresonatoren und/oder Resonanzräume können mittels einer weiteren Antriebseinrichtung gemeinsam und/oder gleichzeitig bewegbar und/oder steuerbar sein. Aufgrund der gemeinsamen Bewegung und/oder Steuerung der ersten Einstellelemente mittels der ersten Antriebseinrichtung und/oder der weiteren Einstellelemente mittels der weiteren Antriebseinrichtung ist ein besonders einfacher Aufbau und ein zuverlässiger Betrieb realisierbar. Dies ist insbesondere bei einer Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung in einem Satellitensystem von Vorteil.
Nach einer Weiterbildung ist das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement in Verbindung, insbesondere in elektromagnetischer Wirkverbindung, mit einer Innenfläche eines Resonanzraumes des Hohlraumresonators. Hierbei kann die Verbindung direkt oder indirekt ausgebildet und/oder hergestellt sein. Insbesondere ist das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement kontaktfrei zum Resonanzraum, vorzugsweise zu einer Innenfläche des Resonanzraumes, angeordnet. Hierbei kann zwischen dem Resonanzraum und/oder der Innenfläche des Resonanzraumes einerseits und dem ersten Einstellelement und/oder dem weiteren Einstellelement andererseits eine Führungseinrichtung angeordnet sein. Somit erfolgt die Verbindung des ersten Einstellelements und/oder des weiteren Einstellelementes mit dem Resonanzraum und/oder der Innenfläche mittels der Führungseinrichtung. Insbesondere dient die Führungseinrichtung zum beweglichen Führen des ersten Einstellelementes und/oder des zweiten Einstellelementes. Vorzugsweise ist zwischen dem Resonanzraumes und dem ersten Einstellelement und/oder zwischen dem Resonanzraum und dem weiteren Einstellelement eine Drosselstruktur angeordnet. Insbesondere dient die Drosselstruktur zum Verhindern eines Austretens und/oder einer Streuung von elektromagnetischen Wellen aus dem Resonanzraum heraus Vorzugsweise weist die Führungseinrichtung eine Drosselstruktur auf. Die Drosselstruktur kann zur Störungsdämpfung geeignet und/oder ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Tiefpassfilterstruktur vorgesehen sein, um eine kontaktfreie und/oder störungsarme Anordnung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes in Bezug zum Resonanzraum zu ermöglichen. Das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement kann als ein einen Resonanzraum des Hohlraumresonators teilweise begrenzender Kolben ausgebildet sein. Insbesondere bildet eine Kolbenstirnfläche einen Teil der Innenfläche des Resonanzraumes. Mittels des Kolbens sind die Ausmaße des Resonanzraumes des Hohlraumresonators und/oder die Lage von Koppeleinrichtungen, insbesondere der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung, in Bezug zu einem Teil der Innenfläche des Resonanzraumes einstellbar und/oder veränderbar. Insbesondere ermöglicht die Ausbildung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes als ein Kolben eine im Wesentlichen rein mechanische Verstellbarkeit bzw. Änderung der Dimension des Resonanzraumes und/oder eine rein mechanische Lageveränderung einer Koppeleinrichtung, insbesondere der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung, in Bezug zu einem Teil der Innenflächen des Resonanzraumes, der durch das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement bereitgestellt ist. Das erste Einstellelement und/oder das weitere Einstellelement kann als ein Dielektrikum, ein elektrischer Leiter und/oder ein magnetischer Leiter ausgebildet sein. Insbesondere sind mittels des Dielektrikums, des elektrischen Leiters oder des magnetischen Leiters die elektrischen und/oder magnetischen Feldeigenschaften eines Resonanzraumes des Hohlraumresonators einstellbar und/oder veränderbar. Beispielsweise ist durch das Bewegen eines Dielektrikums in den Resonanzraum hinein oder aus dem Resonanzraumes heraus die effektive Dielektrizitätskonstante veränderbar, wodurch die Mittenfrequenz beeinflussbar ist. Aufgrund des Zusammenwirkens von zwei bewegbaren Dielektrika kann zusätzlich oder alternativ die Bandbreite eingestellt werden.
Nach einer Weiterbildung ist die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung starr und/oder fest mit einem Resonanzraum des Hohlraumresonators verbunden. Die Einkoppeleinrichtung und die Auskoppeleinrichtung können an der gleichen Seite, an zwei verschiedenen Seiten und/oder an zwei voneinander abgewandten Seiten des Hohlraumresonators und/oder des Resonanzraumes angeordnet sein. Bei einem im Querschnitt runden, kreisförmigen oder elliptischen Resonanzraum können die Einkoppeleinrichtung und die Auskoppeleinrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von dem gewünschten Resonanzwellentyp, in einem vorgebbaren Winkel zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Einkoppeleinrichtung und die Auskoppeleinrichtung entlang einer gemeinsamen Achse und/oder einander zugewandt angeordnet. Die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung kann eine Blende, eine Sondenkopplung, eine Schraube und/oder einen Metallstift aufweisen. Die Positionierung der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung kann bei der Konstruktion des Hohlraumresonators derart gewählt sein, dass die Mittenfrequenz und/oder die Bandbreite in einem gewünschten, vorgegebenen Bereich einstellbar ist. Insbesondere können weitere Koppeleinrichtungen vorgesehen sein.
Nach einer auch eigenständig und unabhängig von der vorliegenden Anmeldung denkbaren Ausführungsform ist eine Kompensationseinrichtung zum Ausgleichen einer Veränderung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite aufgrund einer Temperaturveränderung vorgesehen. Insbesondere die Mittenfrequenz wird durch die Geometrie und/oder die Maße des Resonanzraumes bestimmt. In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des Resonanzraumes kann sich die Mittenfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Eine derartige temperaturabhängige Änderung der Mittenfrequenz kann unerwünscht sein. Zum Kompensieren einer Veränderung der Mittenfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur kann die Kompensationseinrichtung ausgebildet sein und/oder dienen. Mittels der Kompensationseinrichtung kann eine hohe Stabilität der Mittenfrequenz in einem Betriebstemperaturbereich des Bandpassfilters erreicht werden. Insbesondere wirkt die Kompensationseinrichtung mit mindestens einem Einstellelement zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite zusammen. Hierbei kann das Zusammenwirken der Kompensationseinrichtung mit dem mindestens einen Einstellelement, insbesondere mit einem ersten Einstellelement und mindestens einem weiteren Einstellelement, aktive oder passiv erfolgen. Vorzugsweise weist die Kompensationseinrichtung eine Temperaturmesseinrichtung und/oder, eine Steuerung zum temperaturabhängigen Steuern des mindestens einen Einstellelementes auf. Hierbei kann es sich um eine aktive Temperaturkompensierung handeln, bei der die Steuerung auf der Basis einer Temperaturmessung der Temperaturmesseinrichtung im Bereich des Bandpassfilters die Position des bewegbaren Einstellelementes anpasst, um die gewünschte Mittenfrequenz zu stabilisieren und/oder konstant zu halten. Alternativ oder zusätzlich kann die Kompensationseinrichtung ein Positionierungselement mit einem temperaturabhängigen Ausdehnungsverhalten zum temperaturabhängigen Positionieren des mindestens einen Einstellelementes vorgesehen sein. Insbesondere besteht das Positionierungselement aus einem Material mit einem temperaturabhängigen Ausdehnungsverhalten. Das Positionierungselement kann beispielsweise ein Bimetall und/oder eine Formgedächtnislegierung aufweisen. Das Positionierungselement wirkt mit dem bewegbaren Einstellelement derart zusammen, dass eine temperaturabhängige Änderung der Mittenfrequenz mindestens im Wesentlichen verhindert ist. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die gewählte und/oder berechnete Relativposition fest vorgegeben oder veränderbar eingestellt. Insbesondere wird die Lage der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung zwischen zwei Stirnseiten des Resonanzraumes eingestellt und/oder frei wählbar vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Lage und/oder Position eines ersten Einstellelementes und/oder eines weiteren Einstellelementes in Bezug zur Einkoppeleinrichtung und/oder zur Auskoppleinrichtung geändert werden. Vorzugsweise erfolgt eine Veränderung der Lage und/oder Position des Einstellelementes aufgrund eines unterschiedlich Hineinfahrens und/oder Herausfahrens des Einstellelementes in den Resonanzraum hinein und/oder aus dem Resonanzraum heraus. Insbesondere wird aufgrund einer Bewegung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelements wahlweise die Mittenfrequenz oder die Bandbreite, oder die Mittenfrequenz gemeinsam und/oder gleichzeitig mit der Bandbreite eingestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bandbreite und/oder die Mittenfrequenz eingestellt, indem die Lage des ersten Einstellelementes und/oder die Lage des weiteren Einstellelementes in Bezug zur Einkoppeleinrichtung und/oder zur Auskoppeleinrichtung geändert wird. Die Lagen und/oder Positionen des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes können unabhängig voneinander verändert werden. Hierdurch ist eine einfache und effektive Einstellbarkeit der Mittenfrequenz oder der Bandbreite bzw. der Mittenfrequenz zusammen mit der Bandbreite realisierbar.
Insbesondere wird die Bandbreite eingestellt, indem das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement gemeinsam, gleichzeitig und/oder parallel zueinander, vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse und/oder einer gemeinsamen Verschiebebahn, in die gleiche Richtung verschoben werden. Insbesondere werden das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement jeweils, insbesondere im Wesentlichen, um denselben Betrag und/oder dieselbe Distanz verschoben. Vorzugsweise wird die Mittenfrequenz eingestellt, indem entweder das erste Einstellelement oder das weitere Einstellelement verschoben wird. Alternativ können zum Einstellen der Mittenfrequenz das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement gemeinsam, gleichzeitig und/oder parallel zueinander in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen verschoben werden. Vorzugsweise erfolgt die Verschiebung entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse und/oder Verschiebebahn. Zur Einstellung der Mittenfrequenz kann die gleichzeitige Verschiebung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes in eine Richtung aufeinander zu oder voneinander weg erfolgen. Insbesondere werden das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement jeweils, insbesondere im Wesentlichen, um denselben Betrag und/oder dieselbe Distanz verschoben. Die Bandbreite und die Mittenfrequenz kann gleichzeitig eingestellt werden, indem das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement mit unterschiedlichen Beträgen gleichzeitig in die gleiche Richtung oder in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen verschoben werden. Auch in diesem Fall kann die Verschiebung entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse oder Verschiebebahn erfolgen. Somit ist es möglich, nur die Bandbreite, nur die Mittenfrequenz oder sowohl die Bandbreite als auch die Mittenfrequenz zu verändern.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters wird die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung entsprechend der berechneten und/oder gewählten Relativposition an dem Resonanzraum festgesetzt oder frei einstellbar angeordnet. Nach der Berechnung und/oder Wahl der Lage der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung an dem Resonanzraum kann die Einkoppeleinrichtung und/oder die Auskoppeleinrichtung dauerhaft und/oder stationär an dem Resonanzraum festgesetzt werden. Insbesondere weist der Resonanzraum eine vorgegebene, feste und/oder unveränderbare Gestalt und/oder Dimension auf. Alternativ kann die Lage und/oder die Relativposition der Einkoppeleinrichtung und/oder der Auskoppeleinrichtung jederzeit in Bezug zum Resonanzraum, insbesondere zu Teilen des Resonanzraumes, verändert werden.
Von besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäße Bandpassfilter und/oder das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf die Realisierung eines Mikrowellenfilters, eines Multiplexers, eines Eingangsmultiplexers und/oder eines Ausgangsmultiplexers. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung wird die Realisierung einer flexiblen Änderung und/oder Abstimmung einer Übertragungskapazität eines Filters und/oder Multiplexers ermöglicht. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lösung für verschiedene Arten eines Hohlraumresonators und/oder eines Resonanzraumes anwendbar. Beispielsweise kann es sich um einen, insbesondere im Querschnitt, rechteckigen, einen zylindrischen, einen kugelförmigen, einen ellipsoiden und/oder einen aus mehreren geometrischen Grundformen kombinierten Hohlraumresonator und/oder Resonanzraum handeln. Es sind kompakte Konstruktionen, insbesondere mit einer geringen Masse, realisierbar. Hierbei ist aufgrund des relativ einfachen Aufbaus eine hohe Zuverlässigkeit realisierbar. Insbesondere ist eine schnelle und/oder einfache industrielle Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung durchführbar. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit einem Satellitensystem, insbesondere einem Kommunikationssatelliten. Vorzugsweise ermöglicht ein einstellbares Mikrowellenbandpassfilter, insbesondere aus mehreren Hohlraumresonatoren bestehend, eine flexible Abstimmung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite. Von besonderem Vorteil ist hierbei die Einstellbarkeit und/oder Steuerbarkeit mittels lediglich zwei Einstellelementen und/oder zwei Antriebseinrichtungen, insbesondere für mehrere Hohlraumresonatoren.
Vorzugsweise basiert die Einstellbarkeit des Bandpassfilters zum Ändern der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite auf einer Anordnung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes. Jeder Hohlraumresonator und/oder jeder Resonanzraum kann mindestens zwei Einstellelemente aufweisen, die unabhängig voneinander steuerbar sind. Das erste Einstellelement und das weitere Einstellelement ermöglichen eine Änderung der Welleneigenschaften, insbesondere der Mikrowelleneigenschaften, des Resonanzraumes des Hohlraumresonators, um eine Änderung der Mittenfrequenz zu ermöglichen. Vorzugsweise werden hierzu mittels des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes die physikalischen Abmessungen und/oder die effektive Dielektrizitätskonstante des Resonanzraumes verändert. Insbesondere ermöglicht die unabhängige Steuerung und/oder Bewegung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes eine Veränderung des elektromagnetischen Feldes, insbesondere einer Verteilung der Feldstärke, und/oder von Resonanzen bzw. Resonanzwellentypen an den Positionen des Resonanzraumes, an denen eine Koppeleinrichtung, vorzugsweise eine Einkoppeleinrichtung und/oder eine Auskoppeleinrichtung, vorgesehen sind. Eine Änderung des elektromagnetischen Feldes an den Positionen der Koppeleinrichtung führt, insbesondere über eine Veränderung des zugehörigen Kopplungswertes, zu einer Veränderung der Bandbreite.
Insbesondere ermöglicht die unabhängige Einstellbarkeit des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes eine Veränderung der Mittenfrequenz, vorzugsweise aufgrund einer Veränderung der Dimension und/oder Länge des Resonanzraumes aufgrund einer Bewegung des ersten Einstellelementes und/oder des weiteren Einstellelementes. Insbesondere ergibt sich eine Veränderung der Kopplung und/oder der Bandbreite, insbesondere aufgrund einer Veränderung der Feldstärke im Bereich einer Koppeleinrichtung aufgrund einer Bewegung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes mit demselben Betrag und in dieselbe Richtung. Vorzugsweise ist eine gleichzeitige Veränderung der Mittenfrequenz und der Bandbreite, insbesondere aufgrund einer unabhängigen Bewegung des ersten Einstellelementes und des weiteren Einstellelementes entsprechend der vorgegebenen Anpassung der Mittenfrequenz und der Bandbreite, ermöglicht. Insbesondere ist ein Bandpassfilter mit einer geringen Einfügungsdämpfung realisierbar.
Das Bandpassfilter, insbesondere Teile des Bandpassfilters, beispielsweise der Resonanzraum, ein Resonanzraum-Gehäuse, Resonanzraumteile, Befestigungseinrichtungen und/oder Öffnungen für mindestens eine Koppeleinrichtung lassen mittels einer spanenden Bearbeitung, vorzugsweise mittels Fräsen und/oder Drehen, herstellen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bandpassfilter,
Fig. 2 eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters gemäß Fig. 1 , Fig.3 eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters gemäß Fig. 2 mit zwei Einstellelementen in einer ersten Position,
Fig. 4 eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters gemäß Fig. 2 mit zwei
Einstellelementen in einer weiteren Position,
Fig. 5 einen schematische, geschnittene Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Bandpassfilters,
Fig. 6a, 6b zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines dritten erfindungsgemäßen Bandpassfilters mit zwei Einstellelementen in einer ersten Position, Fig. 7a, 7b zwei schematische, geschnittene Seitenansichten des dritten erfindungsgemäßen Bandpassfilters gemäß Fig. 6a, 6b mit zwei Einstellelementen in einer weiteren Position,
Fig. 8a, 8b zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines vierten erfindungsgemäßen Bandpassfilters,
Fig. 9a, 9b zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines fünften erfindungsgemäßen Bandpassfilters, Fig. 10 eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines sechsten erfindungsgemäßen Bandpassfilters,
Fig. 1 1 eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines siebten erfindungsgemäßen Bandpassfilters,
Fig. 12 eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Bandpassfilters, und Fig. 13 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes
Verfahren.
Fig. 1 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters 10. Das Bandpassfilter 10 weist einen Hohlraumresonator 1 1 auf. Der Hohlraumresonator 1 1 hat einen Resonanzraum 12, der bei diesem Ausführungsbeispiel rechteckig ausgebildet ist. An zwei einander gegenüber liegenden und parallel zueinander verlaufenden Seiten 13, 14 des Resonanzraumes 12 ist jeweils eine Koppeleinrichtung 15 bzw. 16 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Koppeleinrichtung 15 als eine Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln eines elektromagnetischen Eingangssignals in den Resonanzraum 12 ausgebildet. Die Koppeleinrichtung 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines elektromagnetischen Ausgangssignals aus dem Resonanzraum 12 ausgebildet. Im Einzelnen sind die Koppeleinrichtungen 15, 16 hier beispielhaft als Blenden ausgebildet, wobei die Koppeleinrichtung 15 mit einem Signalleiter 17 und die Koppeleinrichtung 16 mit einem Signalleiter 18 verbunden ist. Die Signalleiter 17, 18 sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Wellenleiter bzw. Hohlleiter für elektromagnetische Wellen ausgebildet. Die Koppeleinrichtungen 15, 16 sind spiegelsymmetrisch zueinander an dem Hohlraumresonator 1 1 angeordnet.
Die Seiten 13, 14 sind Teil eines Resonanzraum-Gehäuses 82. Ein Innenraum des Resonanzraum-Gehäuses 82 bildet den Resonanzraum 12. Das Resonanzraum- Gehäuse 82 weist zwei Stirnseiten 77 auf. Die beiden Stirnseiten 77 sind für eine bessere Unterscheidbarkeit mit den Indizes .1 bzw. .2 versehen. Die Stirnseiten 77.1 und 77.2 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander und rechtwinklig zu den Seiten 13, 14. Die Koppeleinrichtungen 15, 16 sind zwischen den Stirnseiten 77. 1 und 77.2 angeordnet.
Der Hohlraumresonator 1 1 weist ein erstes Einstellelement 19 und ein weiteres Einstellelement 20 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Einstellelement 19 und das weitere Einstellelement 20 jeweils als ein Kolben ausgebildet. Die Einstellelemente 19, 20 weisen eine Kolbenstirnfläche 21 bzw. 22 auf. Die Kolbenstirnflächen 21 , 22 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel rechtwinkelig zu den Seiten 13, 14. Die Kolbenstirnflächen 21 , 22 sind parallel zueinander ausgerichtet und innerhalb des Resonanzraum-Gehäuses 82 angeordnet. Des Weiteren sind die Kolbenstirnflächen 21 , 22 Teil einer die Ausmaße bzw. die Abmessungen des Resonanzraumes 12 bestimmenden Innenfläche 23 des Resonanzraumes 12. Das erste Einstellelement 19 ist mit einer ersten Antriebseinrichtung 24 und das weitere Einstellelement 20 mit einer weiteren Antriebseinrichtung 25 verbunden. Die erste Antriebseinrichtung 24 und die weitere Antriebseinrichtung 25 sind mit einer hier nicht näher dargestellten gemeinsamen Steuerung verbunden. Des Weiteren erstrecken sich die Antriebseinrichtungen 24, 25 durch die Stirnseiten 77.1 bzw. 77.2 in das Resonanzraum-Gehäuse 82 hinein. Das erste Einstellelement 19 und das weitere Einstellelement 20 sind bei diesem Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Hierbei sind die Einstellelemente 19, 20 mittels der Antriebseinrichtungen 24, 25 entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse linear gemäß der Pfeile 26, 27 verschiebbar. Hierbei kann die Verschiebung der Einstellelemente 19, 20 unabhängig voneinander erfolgen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Antriebseinrichtungen 24, 25 jeweils eine schematisch dargestellte Kompensationseinrichtung 87 auf. Mittels der Kompensationseinrichtung 87 ist eine unerwünschte Veränderung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite aufgrund einer Temperaturveränderung ausgleichbar. Hierzu wirkt die Kompensationseinrichtung 87 bei diesem Beispiel mit der Antriebseinrichtung 24 bzw. 25 zusammen. Die Kompensationseinrichtung 87 kann eine hier nicht näher dargestellten Temperaturmesseinrichtung, eine Steuerung und/oder ein Positionierungselement aufweisen. Mindestens eine Kompensationseinrichtung 87 kann auch bei einem Bandpassfilter gemäß den weiteren Figuren vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters 10 gemäß Figur 1 . Der Resonanzraum 12 weist Seiten 28, 29 auf, die sich parallel zu den Seiten 13, 14 gemäß Figur 1 erstrecken. Somit bestimmten die Seiten 13, 14, 28, 29 sowie die Kolbenstirnflächen 21 , 22 die Ausmaße bzw. die Dimension des Resonanzraumes 12 bzw. des Resonanzraum- Gehäuses 82. Hierbei sind die Kolbenstirnflächen 21 , 22 gemäß den Pfeilen 26, 27 in eine Richtung parallel zu den Ebenen der Seiten 13, 14, 28, 29 verschiebbar.
Fig. 3 zeigt eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters 10 gemäß Fig. 2 mit den zwei Einstellelementen 19, 20 in einer ersten Position. Die Kolbenstirnflächen 21 , 22 sind jeweils mit demselben Abstand von den Stirnseiten 77.1 und 77.2 aufeinander zu gerückt. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Koppeleinrichtungen 15, 16 mittig zwischen den Kolbenstirnflächen 21 , 22. Gemäß einer zusätzlichen Teilfigur A ist schematisch die Ausbildung eines magnetischen Feldes gemäß den Pfeilen 30 in dem Resonanzraum 12 und in Relation zu der Koppeleinrichtung 15 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlraumresonator 1 1 und der Resonanzraum 12 zur Realisierung eines E1 10-Resonanzwellentyps ausgebildet. In dieser ersten Position der Einstellelemente 19, 20 bzw. der Kolbenstirnflächen 21 , 22 ist ein rechteckiger Resonanzraum gebildet, wobei die Koppeleinrichtung 15 mittig zwischen den Kolbenstirnflächen 21 , 22 angeordnet ist. In diesem Fall wird keine Energie von dem Signalleiter 17 über die Koppeleinrichtung 15 in den Resonanzraum gekoppelt. Dies ist damit begründet, dass bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem E1 10-Wellentyp allenfalls kleine magnetische Feldkomponenten an der Position der Koppeleinrichtung 15 mit einer rechtwinkeligen Ausrichtung zu den magnetischen Feldkomponenten des Signalleiters 17 ausgebildet sind. Die magnetischen Feldkomponenten des Signalleiters 17 sind orthogonal zu den magnetischen Feldkomponenten des E1 10- Resonanzwellentyps des Resonanzraumes 12. Fig. 4 zeigt eine schematische, geschnittene weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandpassfilters 10 gemäß Fig. 2 mit den beiden Einstellelementen 19, 20 in einer weiteren Position. Eine zusätzliche Teilfigur B zeigt gemäß den Pfeilen 30 schematisch die Anordnung der magnetischen Feldkomponenten gemäß des E1 10- Wellentyps in Bezug zum Resonanzraum 12 und der Koppeleinrichtung 15. Im Vergleich zu Figur 3 sind die beiden Einstellelemente 19, 20 derart verschoben, dass die Koppeleinrichtung 15 nicht mehr mittig, sondern außermittig zwischen den beiden Kolbenstirnflächen 21 , 22 angeordnet ist. Stattdessen ist die Kolbenstirnfläche 22 näher an die Koppeleinrichtung 15 herangeschoben worden und die Kolbenstirnfläche
21 von der Koppeleinrichtung 15 weg verschoben worden. Hierbei ist der Abstand zwischen den Kolbenstirnflächen 21 , 22 unverändert geblieben. Das Einstellelement 19 liegt an der Stirnseite 77.1 an und das Einstellelement 20 weist einen maximalen Abstand zu der Stirnseite 77.2 auf.
Aufgrund der gleichzeitigen Verschiebung der beiden Einstellelemente 19, 20 in die gleiche Richtung und mit dem selben Betrag befinden sich gemäß der Teilfigur B nun starke magnetische Feldkomponenten des E1 10-Wellentyps im Bereich der Koppeleinrichtung 15, die parallel zu den magnetischen Feldkomponenten des Signalleiters 17 sind. Hierdurch ergibt sich eine starke Kopplung des Resonanzwellentyps mit dem elektromagnetischen Signal des Signalleiters 17. Dies gilt entsprechend auch für die Signalleiter 18 und die Koppeleinrichtung 16. Somit kann die Kopplung der elektromagnetischen Signale mit dem E1 10-Resonanzwellentyp des Resonanzraums 12 aufgrund einer Bewegung der beiden Einstellelemente 19, 20 in einem Bereich von 0 bis zu einem maximalen Wert eingestellt werden. Der maximale Kopplungswert ist erreichbar, wenn die Kopplungseinrichtung 15 nahe an der Kolbenstirnfläche 21 oder 22 angeordnet ist. Die Höhe des maximalen Kopplungswertes hängt von der konkreten Gestaltung der Koppeleinrichtung 15 ab. Aufgrund der Änderung der Kopplung wird eine Einstellung der Bandbreite ermöglicht, wobei bei einer Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Kolbenstirnflächen 21 ,
22 die Mittenfrequenz mindestens im Wesentlichen konstant bleibt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Mittenfrequenz verändert werden. Beispielsweise erfolgt eine Veränderung der Mittenfrequenz aufgrund einer Änderung der Größe bzw. Dimension des Resonanzraums 12. Dies kann dadurch erfolgen, dass lediglich das erste Einstellelement 19 oder das weitere Einstellelement 20 bewegt wird. Alternativ kann sich bei einer gleichzeitigen Bewegung der beiden Einstellelemente 19, 20 der Betrag der Verschiebebewegung des ersten Einstellelementes 19 von dem Betrag der Verschiebebewegung des weiteren Einstellelementes 20 unterscheiden, wodurch eine gleichzeitige Veränderung der Mittenfrequenz und der Bandbreite erfolgt.
Fig. 5 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 31. Das Bandpassfilter 31 ist als ein mehrstufiges Filter ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Bandpassfilter 31 drei Hohlraumresonatoren 11 auf. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Lediglich für eine besseres Unterscheidbarkeit sind die Bezugszeichen der drei Hohlraumresonatoren 1 1 und der zugehörigen Merkmalen mit einem Index .1 , .2 bzw. .3 versehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Hohlraumresonatoren 1 1 .1 , 1 1.2 und 1 1 .3 ein Filter dritter Ordnung. Die drei Resonanzräume 12.1 , 12.2 und 12.3 sind nacheinander folgend in der Art einer Reihenschaltung angeordnet und miteinander verbunden. Hierbei ist der erste Resonanzraum 12.1 mit der als Einkoppeleinrichtung dienenden Koppeleinrichtung 15 und der Resonanzraum 12.3 mit der als Auskoppeleinrichtung dienenden Koppeleinrichtung 16 verbunden. Jeweils eine zusätzliche Koppeleinrichtung 32 bzw. 33 sind an dem mittleren Hohlraumresonator
11 .2 angeordnet. Hierbei wird mittels der Koppeleinrichtung 32 der Resonanzraum 12.1 mit dem Resonanzraum 12.2 verbunden. Analog hierzu wird mittels der
Koppeleinrichtung 33 der Resonanzraum 12.2 mit dem Resonanzraum 12.3 verbunden. Alle Hohlraumresonatoren 1 1.1 , 1 1.2 und 1 1.3 weisen jeweils ein erstes Einstellelement 19 und ein weiteres Einstellelement 20 auf. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht alle Einstellelemente 19, 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Die ersten Einstellelemente 19 der Hohlraumresonatoren 1 1 .1., 1 1.2 und
11 .3 sind mittels einer einzigen, gemeinsamen ersten Antriebseinrichtung bewegbar und steuerbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind auch die weiteren Einstellelemente 20 mittels einer einzigen, gemeinsamen weiteren Antriebseinrichtung 35 bewegbar und steuerbar. Mittels der ersten Antriebseinrichtung 34 bzw. der weiteren Antriebseinrichtung 35 sind die ersten Einstellelemente 19 bzw. die weiteren Einstellelemente 20 synchron und gleichzeitig betätigbar. Die Ausmaße und/oder die Position der Koppeleinrichtungen 15, 16, 32, 33 sind entsprechend der gewünschten Einstellbarkeit der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz bei der Konstruktion des Bandpassfilters 31 vorgebbar.
Fig. 6a, 6b zeigen zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines dritten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 36 mit zwei Einstellelementen 37, 38 in einer ersten Position. Das Bandpassfilter 36 weist einen Hohlraumresonator 39 mit einem Resonanzraum 40 auf. Ein Signalleiter 41 , der hier als ein Wellenleiter bzw. Hohlleiter ausgebildet ist, ist mittels einer Koppeleinrichtung 42 mit dem Resonanzraum 40 verbunden bzw. gekoppelt. Die Koppeleinrichtung 41 dient als Einkoppeleinrichtung. Des Weiteren ist eine hier nicht näher dargestellte Auskoppeleinrichtung vorgesehen, die hinsichtlich ihres Aufbaus der Koppeleinrichtung 41 entspricht.
Der Resonanzraum 40 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet. Hier ist der Hohlraumresonator 39 und/oder der Resonanzraum 40 beispielhaft zur Realisierung eines H1 13-Resonanzwellentyps ausgebildet. Die beiden Einstellelemente 37, 38 sind an zwei einander gegenüber liegenden Stirnseiten 43, 44 des Resonanzraumes 40 angeordnet. Hierbei verschließen die Stirnseiten 43, 44 die zylinderförmige Fläche des Resonanzraumes 40. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Einstellelemente 37, 38 als Dielektrika ausgebildet. Die Einstellelemente 37, 38 ragen in einem einstellbaren Maß in den Resonanzraum 40 durch die Stirnseiten 43 bzw. 44 hinein. Die Einstellelemente 37, 38 sind linear entlang einer gemeinsamen Verschiebebahn, beispielsweise gemäß der Pfeile 45, 46 verschiebbar. Abhängig davon, wie weit die Einstellelemente 37, 38 in den Resonanzraum 40 ragen, ergibt sich eine veränderte Feldverteilung innerhalb des Resonanzraumes 40. Bei diesem Ausführungsbeispiel dominiert das elektromagnetische Feld auf der Seite des Resonanzraumes 40, an der das jeweilige Einstellelement 37, 38 tiefer in den Resonanzraum 40 hineinragt. Gemäß Figur 6a ragt das erste Einstellelement 37 tiefer in den Resonanzraum 40 als das weitere Einstellelement 38. Hierdurch ergibt sich im Bereich der Seite 43 bzw. im Bereich der Koppeleinrichtung 42 eine höhere Feldkonzentration.
Fig. 7a, 7b zeigen zwei schematische, geschnittene Seitenansichten des dritten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 36 mit den beiden Einstellelementen 37, 38 in einer weiteren Position. Im Vergleich zu der Darstellung gemäß den Figuren 6a, 6b sind die Einstellelemente 37, 38 gemäß den Pfeilen 47, 48 derart verschoben, dass das erste Einstellelement 37 weniger in den Resonanzraum 40 hineinragt als das weitere Einstellelement 38. Hierbei ist der Abstand der beiden Einstellelemente 37, 38 konstant geblieben. Somit ist bei einer vorgegebenen Mittenfrequenz und einer gleichzeitigen Bewegung der beiden Einstellelemente 37, 38 mit dem gleichen Betrag und in die gleiche Richtung eine Veränderung des Kopplungswertes bzw. der Bandbreite ermöglicht. Hierbei wird die Feldverteilung innerhalb des Resonanzraumes 40 verändert, während die Mittenfrequenz mindestens im Wesentlichen konstant bleibt.
Alternativ oder zusätzlich ist die Mittenfrequenz ebenfalls mittels der Einstellelemente 37, 38 veränderbar. Beispielsweise kann zur Veränderung der Mittenfrequenz lediglich das erste Einstellelement 37 oder das weitere Einstellelement 38 bewegt wird. Alternativ kann sich bei einer gleichzeitigen Bewegung der beiden Einstellelemente 37, 38 der Betrag der Verschiebebewegung des ersten Einstellelementes 37 von dem Betrag der Verschiebebewegung des weiteren Einstellelementes 38 unterscheiden, wodurch eine gleichzeitige Veränderung der Mittenfrequenz und der Bandbreite erfolgt.
Figuren 8a, 8b zeigen zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines vierten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 49. Das Bandpassfilter 49 weist einen Hohlraumresonator 50 mit einem Resonanzraum 51. Der Hohlraumresonator 50 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt auf. Koppeleinrichtungen 15, 16 sind an einander gegenüberliegenden Seiten 52, 53 des Resonanzraumes 51 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Koppeleinrichtungen 15, 16 angrenzend an eine rechtwinkelig zu den Seiten 52, 53 ausgerichtete Stirnseite 54 angeordnet.
Die Seite 54 weist ein erstes Einstellelement 56 auf. Eine zu der Stirnseite 54 gegenüberliegende und parallel verlaufende Stirnseite 55 weist ein weiteres Einstellelement 57 auf. Die beiden Einstellelemente 56, 57 ragen um ein vorgegebenes, einstellbares Maß in den Resonanzraum 51 hinein. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einstellelemente 56, 57 aus einem elektromagnetischen Leiter gebildet. Im Einzelnen sind die Einstellelemente 56, 57 hier beispielhaft als metallische Stäbe ausgebildet. Die Einstellelemente 56, 57 sind entlang einer gemeinsamen Verschiebebahn linear, beispielsweise gemäß den Pfeilen 58, 59, verschiebbar.
Zwischen den Einstellelementen 56, 57 und den Stirnseiten 54, 55 des Resonanzraumes 51 kann eine hier nicht näher dargestellte Führungseinrichtung zum verschiebbaren Führen der Einstellelemente 56, 57 vorhanden sein. Eine derartige Führungseinrichtung kann auch bei allen anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Drosselstruktur vorgesehen sein, um das Austreten und/oder die Streuung elektromagnetischer Wellen aus dem Resonanzraum 51 heraus abzuschirmen.
Wenn die beiden Einstellelemente 56, 57 mit demselben Betrag in dieselbe Richtung bewegt werden, wird die Feldverteilung im Bereich der Koppeleinrichtungen 15, 16 verändert, wodurch die Bandbreite einstellbar ist. Gleichzeitig wird die Mittenfrequenz konstant gehalten. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine geeignete Bewegung des ersten Einstellelementes 56 und/oder des weiteren Einstellelementes 57 die Mittenfrequenz verändert werden.
Fig. 9a, 9b zeigen zwei schematische, geschnittene Seitenansichten eines fünften erfindungsgemäßen Bandpassfilters 60. Das Bandpassfilter 60 hat einen Hohlraumresonator 61 mit einem Resonanzraum 62. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Resonanzraum 62 zylinderförmig ausgebildet. An der zylindrischen Fläche des Resonanzraums 62 ist eine Kopplungseinrichtung 15 angeordnet, mit der ein Signalleiter 17 in der Ausführung als ein Hohlleiter mit dem Resonanzraum 62 verbunden bzw. gekoppelt ist. An einer der Kopplungseinrichtung 15 gegenüberliegenden Stelle der zylinderförmigen Fläche des Resonanzraumes 62 ist eine Kopplungseinrichtung 63 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kopplungseinrichtung 63 als eine Sondenkopplung ausgebildet. Mittels der Kopplungseinrichtung 63 ist ein Signalleiter 64 mit dem Resonanzraum 62 verbunden bzw. gekoppelt. Hier ist der Signalleiter 64 beispielhaft als ein Koaxialleiter ausgebildet.
Die beiden voneinander abgewandten Stirnseiten des zylinderförmigen Resonanzraumes 62 sind mittels eines ersten Einstellelementes 19 und eines weiteren Einstellelementes 20 verschlossen. Die beiden Einstellelemente 19, 20 sind hier als Kolben ausgebildet. Hinsichtlich deren Aufbau und Funktionsweise wird auch auf die zugehörige Beschreibung gemäß den Figuren 1 bis 5 verwiesen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß des Bandpassfilters 60 handelt es sich um ein einstellbares Filter zweiter Ordnung, das verschiedene Arten von Koppeleinrichtungen 19, 20, 65, 66 nutzt. Die Dimension und/oder Größe des Resonanzraumes 62 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zur Realisierung einer H1 13-Resonanz bzw. eines H1 13- Wellentyps ausgebildet. Ein H1 13-Wellentyp ermöglicht die Realisierung eines entarteten und/oder dualen Wellentyps, insbesondere die Nutzung von zwei Resonanzen in einem einzigen Resonanzraum 62. Entartete Wellentypen der Art H1 1 n mit n=1 ,2,3,... ermöglichen die Nutzung von zwei Resonanzkreisen für eine Filterfunktion in dem Resonanzraum 62.
Die Koppeleinrichtung 15 ermöglicht eine Kopplung zwischen dem rechteckigen Signalleiter 17 und der horizontal polarisierten H 1 13-Wellentyp des Resonanzraumes 62 über deren parallele magnetische Feldkomponenten. Hierbei gibt es keine Kopplung zwischen dem Signalleiter 17 und des vertikal polarisierten H1 13-Wellentyps des Resonanzraumes 62.
Mittels der Koppeleinrichtung 63 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein vertikal polarisierter H1 13-Wellentyp des Resonanzraums 62 an den Signalleiter 64 gekoppelt, die mittels der elektrischen Feldkomponenten erhalten werden, die parallel zu der Achse der Koppeleinrichtung 62 ausgerichtet sind. Eine Kopplung des horizontal polarisierten H1 13-Wellentyps des Resonanzraums 62 findet dagegen nicht statt, da deren elektrische Feldkomponenten rechtwinkelig zu der Achse der Koppeleinrichtung 63 ausgerichtet sind. Gemäß der Darstellung in Figur 9a sind die Koppeleinrichtungen 15, 63 mittig zwischen den Kolbenstirnflächen 21 , 22 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Resonanzwellentypen in dieser Position der Einstellelemente 19, 20 maximale Feldkomponenten für die magnetische bzw. elektrische Kopplung auf.
Für die Realisierung einer Kopplung von entarteten Resonanzen und/oder Wellentypen weist der Hohlraumresonator 61 bzw. der Resonanzraum 62 zusätzlich Koppeleinrichtungen 65, 66 auf. Die Koppeleinrichtungen 15, 63, 65, 66 sind an Positionen in der zylinderförmigen Wand des Resonanzraumes 62 angeordnet, an denen die entsprechend gekoppelten Feldkomponenten der entarteten Wellentypen nahezu maximal sind bzw. eine maximale Kopplung ermöglichen. Die Koppeleinrichtungen 65, 66 sind hier als Diskontinuitäten ausgebildet. Im Einzelnen sind die Koppeleinrichtungen 65, 66 hier beispielhaft als Schrauben ausgebildet. Die Koppeleinrichtungen 65, 66 ragen in den Resonanzraum 62 hinein. Hier sind die Koppeleinrichtungen 65, 66 beispielhaft quer, insbesondere diagonal, zur Ausrichtung des elektrischen Feldes des entarteten H 1 13-Wellentyps des Resonanzraumes 62 ausgerichtet. Insbesondere ist eine gemeinsame Verschiebeachse der Koppeleinrichtungen 65, 66 quer zu einer gemeinsamen Verschiebeachse der Koppeleinrichtungen 15, 63 ausgerichtet.
Der H1 13-Wellentyp weist entlang einer Zylinderachse des zylinderförmigen Resonanzraumes 62 drei Resonanzhalbwellen auf. Somit gibt es an der zylinderförmigen Wand des Resonanzraumes 62 bzw. entlang der Zylinderachse drei Positionen mit jeweils maximaler elektrischer Feldstärke bzw. mit maximalen magnetischen Feldkomponenten, die parallel zur Zylinderachse des Resonanzraumes 62 angeordnet sind. Die Koppeleinrichtungen 15, 63, 65, 66 können an einer oder mehreren dieser Positionen für jeden entarteten Wellentyp angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird für die Kopplung des jeweiligen Resonanzwellentyps mittels der Koppeleinrichtungen 15, 63 das mittlere elektrische bzw. magnetische Feldmaximum verwendet. Die Kopplung des entarteten HE1 13 Wellentyps ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels eines außermittigen Feldmaximums, in Figur 9a mittels des rechten Feldmaximums, mittels der Koppeleinrichtungen 65, 66 realisiert. Somit sind die Koppeleinrichtungen 65, 66 im Bereich der zylinderförmigen Wand des Resonanzraumes 62 und mit einem Abstand von der Hälfte der Resonanzwellenlänge des H 1 13-Wellentyps bzw. mit 1/3 der Länge des Resonanzraumes 62 von den Koppeleinrichtungen 15, 63 beabstandet.
Aufgrund einer gleichzeitigen Bewegung der Einstellelemente 19, 20 in eine Position für die Kolbenstirnflächen 21 , 22, wie mit den gestrichelten Linien 66, 67 angedeutet, ist eine Reduzierung der Feldstärke an allen Kopplungseinrichtungen 15, 63, 65, 66 erreichbar. Hierdurch ergibt sich somit eine Reduzierung der Kopplungswerte und damit eine Änderung der Bandbreite des Bandpassfilters 60. Alternativ oder zusätzlich kann eine Veränderung der Mittenfrequenz erfolgen, indem lediglich eine der beiden Einstellelemente 19, 20 oder beide Einstellelemente 19, 20 in voneinander abweichende Richtungen oder mit unterschiedlichen Beträgen bewegt werden.
Fig. 10 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines sechsten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 69. Das Bandpassfilter 69 ist als ein mehrstufiges Filter ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Bandpassfilter 69 zwei Hohlraumresonatoren 70, 71 auf. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die beiden Hohlraumresonatoren 70 und 71 ein Filter zweiter Ordnung. Die beiden zugehörigen Resonanzräume 72, 73 sind nacheinander folgend in der Art einer Reihenschaltung angeordnet und miteinander verbunden. Hierbei ist der erste Resonanzraum 72 mit der als Einkoppeleinrichtung dienenden Koppeleinrichtung 15 und der zweite Resonanzraum 73 mit der als Auskoppeleinrichtung dienenden Koppeleinrichtung 16 verbunden. Eine zusätzliche Koppeleinrichtung 74 ist zwischen dem ersten Resonanzraum 72 und dem zweiten Resonanzraum 73 angeordnet. Hierbei wird mittels der Koppeleinrichtung 74 der Resonanzraum 72 mit dem Resonanzraum 73 verbunden. Die Resonanzräume 72, 73 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet. Hier bestehen die Resonanzräume 72, 73 aus jeweils zwei Resonanzraumsegmenten bzw. Resonanzraumteilen 75, 76. Hier sind die Resonanzraumteile 75, 76 beispielhaft gleichartig ausgebildet. Die Resonanzraumteile 75, 76 haben jeweils eine geschlossene Stirnseite 83 bzw. 84. Ein von der Stirnseite 83 bzw. 84 jeweils abgewandtes Ende der Resonanzraumteile 75, 76 ist offen. Zum Ausbilden des Resonanzraumes 72 bzw. 73 sind die offenen Enden der Resonanzraumteile 75 und 76 einander zugewandt und stoßen aneinander an. In der Ebene, in der die offenen Enden der Resonanzraumteile 75, 76 gemäß der strichpunktierten Linie 78 aneinander stoßen, sind die Kopplungseinrichtungen 15, 16 und 74 angeordnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Resonanzraumteile 75, 76 gemäß dem Doppelpfeil 79 jeweils die gleiche Tiefe. Hierbei bezieht sich die Tiefe auf die Distanz von der Stirnseite 83 bzw. 84 bis zum offen Ende des jeweiligen Resonanzraumteiles 75, 76 bzw. bis zur Ebene gemäß der strichpunktierten Linie 78. Somit sind die Koppeleinrichtungen 15, 16, 74 bei diesem Beispiel mittig an einer Seite zwischen den beiden Stirnseiten 83, 84 der Resonanzraumteile 75, 76 angeordnet.
Alternativ können die Resonanzraumteile 75, 76 unterschiedliche Geometrien, Dimensionen oder Tiefen aufweisen, wie dies beispielhaft mittels der gestrichelten Linie angedeutet ist. Beispielsweise kann der Resonanzraumteil 75 eine gemäß dem Doppelpfeil 80 geringere Tiefe als der Resonanzraumteil 76 gemäß dem Doppelpfeil 81 aufweisen. Hierdurch sind die Koppeleinrichtungen 15, 16 und 74 außermittig zwischen den Stirnseiten 83, 84 der Resonanzraumteile 75, 77 angeordnet. Des Weiteren können die Resonanzraumteile 75, 76 zum Bilden des Resonanzraumes 72 und die Resonanzraumteile 75, 75 zum Bilden des Resonanzraumes 73 unterschiedliche Tiefen aufweisen.
Somit sind mittels verschiedener Resonanzraumteile 75, 76 unterschiedliche Resonanzräume 72, 73 realisierbar. Hierbei ergibt sich aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der Koppeleinrichtungen 15, 16, 74 eine Einstellbarkeit der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz des Bandpassfilters 69.
Fig. 1 1 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines siebten erfindungsgemäßen Bandpassfilters 85. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Bandpassfilter 85 entspricht weitgehend dem Bandpassfilter 10 gemäß Fig. 1 , jedoch ist hier Allerdings ist bei dem Bandpassfilter 85 lediglich ein einziges Einstellelement 19 vorgesehen. Mittels der Kolbenstirnfläche 21 des Einstellelementes 19 sind die Ausmaße des Resonanzraumes 12 veränderbar. Hierbei ist die Relativposition der Koppeleinrichtungen 15, 16 zu der Kolbenstirnfläche 21 veränderbar, wodurch die Mittenfrequenz und die Bandbreite des Bandpassfilters 85 einstellbar ist. Fig. 12 zeigt eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Bandpassfilters 86. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Der Resonanzraum 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Dimension und Gestalt des Resonanzraum-Gehäuses 82 bestimmt. Ein Einstellelement zum Verändern der Dimension des Resonanzraumes 12 ist nicht vorgesehen. Die Lage bzw. die Relativposition der Koppeleinrichtungen 15, 16 in Bezug zum Resonanzraum 12, insbesondere zu den Stirnseiten 77.1 und 77.2 ist im Hinblick auf eine gewünschte Bandbreite und Mittenfrequenz vorab berechnet worden. Somit ist die Lage bzw. die Relativposition der Koppeleinrichtungen 15, 16 in Bezug zum Resonanzraum 12 frei wählbar, um eine gewünschten Bandbreite und Mittenfrequenz zu realisieren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Koppeleinrichtungen 15, 16 außermittig zwischen den beiden Stirnseiten 77.1 und 77.2 angeordnet und dauerhaft bzw. stationär an dem unveränderbaren Resonanzraum 12 befestigt. Für eine abschließende Optimierung oder Feinjustierung des einstellbaren Filters nach einem der vorgenannten beispielhaften Ausführungsformen kann die Dimension und/oder Position der Koppeleinrichtungen 15, 16, 32, 33, 42, 63, 65, 66, insbesondere entlang einer Achse zwischen den Einstellelementen 19, 20, 37, 38, 56, 57 einstellbar sein.
Fig. 13 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren. Das Verfahren dient zum Herstellen, Betreiben und/oder Einstellen eines erfindungsgemäßen Bandpassfilters.
Nach dem Start des Verfahrens gemäß Schritt S10 erfolgt gemäß Schritt S11 ein Berechnen und/oder ein freies Wählen einer Relativposition mindestens einer Koppeleinrichtung zum Einkoppeln und/oder Auskoppeln eines Signals in bzw. aus einem Resonanzraum eines Hohlraumresonators des Bandpassfilters. Die Relativposition kann verändert werden, indem die Position der Koppeleinrichtung an dem Resonanzraum frei gewählt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Position, die Gestalt und/oder die Dimension des Resonanzraumes verändert werden.
Gemäß Schritt S12 ist zu entscheiden, ob eine dauerhafte Verstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite des Bandpassfilters gewünscht ist. Ist keine dauerhafte Verstellbarkeit gewünscht, erfolgt gemäß Schritt S13 ein dauerhaftes Festsetzen der Positionierung. Hierdurch ist die zunächst frei gewählte und/oder berechnete Relativposition der Koppeleinrichtung in Bezug zum Resonanzraum unveränderbar und dauerhaft festgesetzt. Ein dauerhaftes Festsetzen der Positionierung kann beispielsweise durch die Verwendung von vorgefertigten Resonanzraumteilen erfolgen oder durch eine einmalige Befestigung der Koppeleinrichtung an einer frei ausgewählten Stelle eines vorgegebenen Resonanzraumes realisiert werden. In diesen Fällen kann auf Einstellelemente und Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Einstellelemente verzichtet werden. Anschließend ist das Verfahren gemäß Schritt S15 beendet.
Ist eine dauerhafte Verstellbarkeit gewünscht, erfolgt gemäß Schritt S14 ein lösbares Einstellen der Positionierung. Somit ist die zunächst frei gewählte und/oder berechnete Relativposition der Koppeleinrichtung in Bezug zum Resonanzraum nachträglich veränderbar. Es kann somit lediglich ein temporäres und/oder wieder auflösbares Arretieren der Relativposition erfolgen. B e z u q s z e i i c h e n I i s t e :
Bandpassfilter 49 Bandpassfilter
Holraumresonator 50 Hohlraumresonator
Resonanzraum 51 Resonanzraum
Seite 52 Seite
Seite 53 Seite
Koppeleinrichtung 54 Stirnseite
Koppeleinrichtung 55 Stirnseite
Signalleiter 56 Erstes Einstellelement
Signalleiter 57 Weiteres Einstellelement
Erstes Einstellelement 58 Pfeil
Weiteres Einstellelement 59 Pfeil
Kolbenstirnfläche 60 Bandpassfilter
Kolbenstirnfläche 61 Hohlraumresonator
Innenfläche 62 Resonanzraum
Erste Antriebseinrichtung 63 Koppeleinrichtung
Weitere Antriebseinrichtung 64 Signalleiter
Pfeil 65 Koppeleinrichtung
Pfeil 66 Koppeleinrichtung
Seite 67 Gestrichelte Linie
Seite 68 Gestrichelte Linie
Pfeil 69 Bandpassfilter
Bandpassfilter 70 Hohlraumresonator
Koppeleinrichtung 71 Hohlraumresonator
Koppeleinrichtung 72 Resonanzraum
Erste Antriebseinrichtung 73 Resonanzraum
Weitere Antriebseinrichtung 74 Koppeleinrichtung
Bandpassfilter 75 Resonanzraumteil
Erstes Einstellelement 76 Resonanzraumteil
Weiteres Einstellelement 77 Stirnseite
Hohlraumresonator 78 strichpunktierte Linie
Resonanzraum 79 Doppelpfeil
Signalleiter 80 Doppelpfeil
Koppeleinrichtung 81 Doppelpfeil
Stirnseite 82 Resonanzraum-Gehäuse
Stirnseite 83 Stirnseite
Pfeil 84 Stirnseite
Pfeil 85 Bandpassfilter
Pfeil 86 Bandpassfilter
Pfeil 87 Kompensationseinrichtung A Teilfigur
B Teilfigur
510 Start
51 1 Berechnen und/oder freies Wählen einer Relativposition mindestens einer Koppeleinrichtung
512 Dauerhafte Verstellbarkeit gewünscht?
513 Dauerhaftes Festsetzen der Positionierung
514 Lösbares Einstellen der Positionierung
515 Ende

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
Bandpassfilter mit mindestens einem Hohlraumresonator (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ), der einen Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 72, 73) hat, mit mindestens einer Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) zum Einkoppeln eines Eingangssignals in den Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 72, 73) und mindestens einer Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) zum Auskoppeln eines Ausgangssignals aus dem Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 72, 73), dadurch gekennzeichnet, dass die Relativposition der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) und/oder des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite frei wählbar ist.
Bandpassfilter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Relativposition der der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) und/oder des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) fest vorgebbar oder frei einstellbar ist, insbesondere ist die Lage und/oder die Relativposition des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) in Bezug zu der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite wählbar, fest vorgebbar oder frei einstellbar.
Bandpassfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) an einer Seite (13, 14, 52, 53) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) zwischen zwei Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62) angeordnet ist, wobei ein Abstand der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu mindestens einer Stirnseite (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) zum Einstellen einer Mittenfrequenz und/oder einer Bandbreite wählbar, frei einstellbar und/oder fest vorgebbar ist.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Abhängigkeit von der gewünschten Mittenfrequenz und/oder Bandbreite zwischen zwei Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) frei einstellbar und/oder frei vorgebbar ist, insbesondere ist die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) wahlweise mittig und/oder außermittig zwischen den Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) anordenbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewählte Position der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) zwischen zwei Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) dauerhaft festgesetzt oder veränderbar ist, insbesondere ist der Abstand der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) zu den Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) nach einer erstmaligen Positionierung festgelegt oder veränderbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 72, 73) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, vorzugsweise ist der Resonanzraum (72, 73) aus mindestens zwei Resonanzraumteilen (75, 76) zusammengesetzt, insbesondere sind die zwei Resonanzraumteile (75, 76) im Bereich der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) miteinander verbindbar, besonders bevorzugt ist eine gewünschte Mittenfrequenz und/oder Bandbreite mittels Resonanzraumteilen (75, 76) unterschiedlicher Geometrien, Dimensionen und/oder Tiefen realisierbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein bewegbares Einstellelement (19, 20, 37, 38, 56, 57) zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite vorgesehen ist, insbesondere ist mindestens eine Stirnseite (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) als ein Einstellelement zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite ausgebildet, vorzugsweise ist mindestens einer Stirnseite (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) ein Einstellelement (19, 20, 37, 38, 56, 57) zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite zugeordnet.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein bewegbares erstes Einstellelement (19, 37, 56) zum Einstellen einer Mittenfrequenz und durch mindestens ein bewegbares weiteres Einstellelement (20, 38, 57) zum Einstellen einer Bandbreite.
Bandpassfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) mindestens eine physikalische Eigenschaft des Hohlraumresonators (11 , 39, 50, 61 , 70, 71 ), insbesondere eines Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 ), hinsichtlich einer wahlweisen Einstellbarkeit der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite veränderbar ist, vorzugsweise sind die Ausmaße und/oder die effektive Dielektrizitätskonstante eines Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 72, 73) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) mittels des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) veränderbar und/oder einstellbar.
Bandpassfilter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) als eine Verschiebung ausgebildet ist, insbesondere ist die Bewegung des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) mittels einer Steuerung steuerbar, vorzugsweise sind das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) unabhängig voneinander steuerbar und/oder bewegbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einstellelement (19, 37, 56) und/oder das weitere Einstellelement (20, 38, 57) linear verschiebbar gelagert sind, insbesondere sind das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) an zwei voneinander abgewandten Stirnseiten (43, 44, 54, 55, 77, 83, 84) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) angeordnet, vorzugsweise sind das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) entlang einer gemeinsamen, insbesondere linearen, Verschiebeachse und/oder Verschiebebahn verschiebbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hohlraumresonatoren (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) zum Ausbilden eines Filters höherer Ordnung und/oder eines mehrstufigen Filters miteinander gekoppelt sind, insbesondere sind erste Einstellelemente (19, 37, 56) der mehreren Hohlraumresonatoren (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) mittels einer ersten Antriebseinrichtung (24, 34) gemeinsam bewegbar und/oder steuerbar, vorzugsweise sind weitere Einstellelemente (20, 38, 57) der mehreren Hohlraumresonatoren (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) mittels einer weiteren Antriebseinrichtung (25, 35) gemeinsam bewegbar und/oder steuerbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einstellelement (19, 37, 56) und/oder das weitere Einstellelement (20, 38, 57) in Verbindung mit einer Innenfläche (23) eines Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) sind, insbesondere sind das erste Einstellelement (19, 37, 56) und/oder das weitere Einstellelement (20, 38, 57) kontaktfrei zum Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 73, 74) angeordnet, vorzugsweise ist zwischen dem Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) und dem ersten Einstellelement (19, 37, 56) und/oder dem weiteren Einstellelement (20, 38, 57) eine Führungseinrichtung angeordnet, besonders bevorzugt ist zwischen dem Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) und dem ersten Einstellelement (19, 37, 56) und/oder dem weiteren Einstellelement (20, 38, 57) eine Drosselstruktur zum Verhindern eines Austretens und/oder einer Streuung von elektromagnetischen Wellen aus dem Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 73, 74) heraus angeordnet.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einstellelement (19) und/oder das weitere Einstellelement (20) als ein einen Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 73, 74) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) teilweise begrenzender Kolben ausgebildet ist, insbesondere sind mittels des Kolbens die Ausmaße eines Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50,
61 , 70, 71 ) und/oder die Lage der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu einem Teil einer Innenfläche (23) des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) einstellbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einstellelement (37, 56) und/oder das weitere Einstellelement (38, 57) als ein Dielektrikum, ein elektrischer Leiter und/oder ein magnetischer Leiter ausgebildet ist, insbesondere sind mittels des Dielektrikums, des elektrischen Leiters und/oder des magnetischen Leiters die elektrischen und/oder magnetischen Feldeigenschaften eines Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) einstellbar.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) starr mit dem Resonanzraum (12, 40, 51 ,
62, 73, 74) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) verbunden sind, insbesondere sind die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) an der gleichen Seite (13, 14, 52, 53), an zwei verschiedenen und/oder an zwei voneinander abgewandten Seiten (13, 14, 52, 53) des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) angeordnet, vorzugsweise sind die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet, insbesondere weist die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) eine Blende, eine Sondenkopplung, eine Schraube und/oder einen Metallstift auf.
Bandpassfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensationseinrichtung zum Ausgleichen einer Veränderung der Mittenfrequenz und/oder der Bandbreite aufgrund einer Temperaturveränderung vorgesehen ist, insbesondere wirkt die Kompensationseinrichtung mit mindestens einem Einstellelement (19, 20, 37, 38, 56, 57) zum Einstellen der Mittenfrequenz und/oder Bandbreite zusammen, vorzugsweise weist die Kompensationseinrichtung eine Temperaturmesseinrichtung, eine Steuerung zum temperaturabhängigen Steuern des mindestens einen Einstellelementes (19, 20, 37, 38, 56, 57) und/oder ein Positionierungselement mit einem temperaturabhängigen Ausdehnungsverhalten zum temperaturabhängigen Positionieren des mindestens einen Einstellelementes (19, 20, 37, 38, 56, 57) auf.
Verfahren zum Betreiben und/oder Einstellen eines Bandpassfilters (10, 31 , 36, 49, 60, 69, 85, 86) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bandbreite und/oder die Mittenfrequenz eingestellt wird, indem die Relativposition der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) und/oder des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) frei gewählt wird, vorzugsweise wird die gewählte Relativposition fest vorgegeben oder veränderbar eingestellt, insbesondere wird die Lage der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der (16, 32, 33, 74) Auskoppeleinrichtung zwischen zwei Stirnseiten des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74, 83, 84) eingestellt und/oder frei wählbar vorgegeben, vorzugsweise wird alternativ oder zusätzlich die Lage eines ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder eines weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) in Bezug zur Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder zur Auskoppleinrichtung (16, 74, 32, 33) geändert.
Verfahren nach Anspruch 18 und mit einem Bandpassfilter (10, 31 , 36, 49, 60, 69, 85) nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer Bewegung des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) wahlweise die Mittenfrequenz oder die Bandbreite, oder die Mittenfrequenz gemeinsam mit der Bandbreite eingestellt wird, vorzugsweise wird die Bandbreite und/oder die Mittenfrequenz eingestellt, indem die Lage des ersten Einstellelementes (19, 37, 56) und/oder des weiteren Einstellelementes (20, 38, 57) in Bezug zur Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder zur Auskoppleinrichtung (16, 32, 33, 74) geändert wird. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite eingestellt wird, indem das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) gemeinsam und/oder gleichzeitig, insbesondere entlang einer gemeinsamen Verschiebachse und/oder Verschiebebahn, in die gleiche Richtung verschoben werden, wobei das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) jeweils um denselben Betrag verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittenfrequenz eingestellt wird, indem das erste Einstellelement (19, 37, 56) oder das weitere Einstellelement (20, 38, 57) verschoben wird, oder das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) gleichzeitig, vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse und/oder Verschiebebahn, in zwei zueinander entgegen gesetzte Richtungen verschoben werden, wobei das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) jeweils um denselben Betrag verschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite und die Mittenfrequenz gleichzeitig eingestellt werden, indem das erste Einstellelement (19, 37, 56) und das weitere Einstellelement (20, 38, 57) mit unterschiedlichen Beträgen gleichzeitig, vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Verschiebeachse und/oder Verschiebebahn, in die gleiche Richtung oder in zwei zueinander entgegen gesetzte Richtungen verschoben wird.
Verfahren zum Herstellen eines Bandpassfilters (10, 31 , 36, 49, 60, 69, 85, 86) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem zum Bereitstellen einer Einstellbarkeit der Bandbreite und/oder der Mittenfrequenz die Relativposition der Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder der Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) in Bezug zu Teilen des Hohlraumresonators (1 1 , 39, 50, 61 , 70, 71 ) und/oder des Resonanzraumes (12, 40, 51 , 62, 73, 74) berechnet und/oder frei gewählt wird, vorzugsweise wird die Einkoppeleinrichtung (15, 32, 33, 42, 74) und/oder die Auskoppeleinrichtung (16, 32, 33, 74) entsprechend der berechneten und/oder gewählten Relativposition an dem Resonanzraum (12, 40, 51 , 62, 73, 74) festgesetzt oder frei einstellbar angeordnet.
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