DE2928346A1 - Mikrowellenfilter - Google Patents

Description

Alps Electric Co., Ltd. 10. Juli 1979

1-7 Yukigaya Otsuka-Cho, Ota-Ku, IG/ri GTU 1139

Tokyo 145"/ Japan

(Priorität der japanischen Anmeldung
Nr. 106 318/78 vom 2. August 1978.)

Mikrowellenfilter

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenfilter als Hohlraumresonator mit, in einem kastenartigen Gehäuse untergebrachten stab- oder zungenartigen, an einer Gehäusewand festen Resonatorelementen, die akustisch über ein fensterartiges Bauteil und ein Wicklungsbauteil gekoppelt sind.

Es ist bekannt, in einem Doppel-Überlagerungsempfänger eines Abstimmgerätes (double superheterodyne tuners) solche Mikrowellenfilter als das erste Zwischenfrequenz (ZF)-Filter zu verwenden. Hier ist jedoch nachteilig, daß die Frequenzcharakteristika des ersten ZF-Filters relativ leicht unstabil werden. Dies wird anhand eines Beispiels sowie der Figur 2 erläutertj die einen bekannten Filter darstellt:

In einem Gehäuse 20 des Abstimmgerätes (tuners) sind einzelne Resonatoren 21 - 23 in zugehörigen Gehäuseteilen untergebracht.

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Die Resonatoren 21 - 23 haben jeweils stangen- bzw. zungenartige Resonatorelemente 21a - 23a. Ein Ende der Zunge odgl. dient als Gewindebolzen, dessen Ende im Gehäuse 20 über eine Mutter befestigt ist. Ein der Kopplung dienendes Fenster 26 ist in einer Zwischenwand 24 zwischen den Resonatoren 21 und 22 vorhanden, ferner ebenfalls in einer Zwischenwand 25 zwischen den anderen Resonatoren 22 und 23. Ferner ist eine Koppelschleife für die Resonatoren 21 und 2 3 vorhanden, die dazu dienen, die benachbarten Resonatoren miteinander über das Kopplungsfensts⁵ 26 und die Koppelschleife 27 zu koppeln. Ferner zeigt Fig. 2 B, daß ein Deckel 28 dazu dient, die ganze Seite des Gehäuses 20 des Abstimmgerätes abzuschließen, vgl. die Pfeile in Fig. 2 B, und der Deckel wird durch (nicht dargestellte) Schrauben befestigt, so daß hierdurch das Gehäuse für die Resonatoren 21-23 durch den Deckel 28 sowie das Gehäuse 20 für den Hohlraumresonator gebildet wird. Dem Durchlaß dienende öffnungen 29 für die Koppelschleife 2 7 sind im Bereich der Resonatoren 21 und 23 im Gehäuse 20 des Abstimmgefätes ausgeformt. Durch ein bölzenartiges Abstimmglied 30 kann die Resonanzfrequenz justiert werden.

Bei dem bekannten Hohlraumresonator sind die Resonatorstäbe 21a bis 23a an das Gehäuse 20 des Abstimmgerätes über Muttern befestigt und das Gehäuse für die Resonatoren 21-23 wird durch das Gehäuse des Abstimmgerätes sowie den Deckel 28 gebildet. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß es schwierig ist, das Gehäuse 20 mit dem Deckel 28 verläßlich zu verbinden. Darüber hinaus wird die Montage dadurch erschwert, daß eine Mehrzahl von Schrauben bzw. Muttern benutzt werden muß. Die Bauweise, die Resonatorstäbe 21a bis 23a

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über Befestigungselemente mit dem Abstimmgehäuse 20 zu verbinden, genügt zwar allgemeinen aber nicht speziellen Ansprüchen. Schwingungsteehnisch ist entschieden nachteilig, daß die Kontaktberührung der Resonatorstäbe 21a bis 23a im Basisteil des Gehäuses nicht mehr frequenzstabil ist, wenn der Hohlraumresonator bei ausgesprochen hohen Frequenzen,z.B. im Bereich von zwei bis drei GHz arbeiten muß. Dann werden die ÜbertragungsVerluste unzulässig hoch, wenn hohe Ansprüche gestellt werden. Auch wurde festgestellt, daß wegen der mechanischen Schwingung und stoßartigen Belastung die Resonanzfrequenz sieh in nachteiligerweise änderte so daß die Frequenzcharakteristik nicht mit der erforderlichen Güte eingehalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellenfilter anzugeben, bei dem die Übertragungsverluste verringert, die Frequenzstabilität erhöht und die Bauart bzw. Montage des Hohlraumresonators vereinfacht und verbilligt wird, insbesondere für relativ hohe Frequenzbereiche.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche gelöst. -

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Blockdarstellung, einen Schaltkreis für einen Doppel-Überlagerungsempfänger in einem Abstimmgerät, der Mikrowellenfilter gemäß Erfindung zugeschaltet . sind. :

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Fig. 3A, 3B bzw. 3C der Mikrowellenfilter als Hohlraumresonator in Draufsicht bzw. im Schnitt nach Linie A-A' der Fig. 3A bzw. in Seitenansicht.

In dem Doppelüberlagerungsempfänger für das Abstimmgerät in Pig. I sind vorhanden: Antenne 1, ein Verstärker 2,eine erste Mischstufe 3, ein veränderbarer Oscillator 4, ein erster ZP-Pilter 5* bestehend aus einem Mikrowellenfilter, eine zweite Mischstufe 6, ein Taktoscillator 7 mit fester Frequenz, ein zweiter ZF-Filter, ein zweiter ZF-Verstärker, eine Ausgangsklemme 10, eine Verteilerstufe 11 (Element A), eine Verteilerstufe 12 (Element B), Normalfrequenzgenerator 13, eine PLL-Mischstufe 14, ein Niederpaßfilter 15, eine PLL-Stufe 16, eine Tafel 17 einer integrierten Schaltung (A), eine Tafel 18 für integrierte Schaltung (B) und eine Tafel 19 für eine integrierte Schaltung (Element C).

Schalttafel 17 bzw. A arbeitet derart, daß eingangs Signale von der Antenne 1 dem Verstärker 2 hinzugefügt werden, um den Ausgang des Verstärkers 2 über die erste Mischstufe 3 mit dem Ausgang des veränderbaren Oscillators 4, verteilt in der Verteilerstufe A (11), zu mischen; ferner wird durch die Tafel A die gemischte Ausgangsleistung dem ersten ZF-Filter 5 zugeführt.

Die Tafel B mit der integrierten Schaltung, gestrichelt dargestellt als Bauteil 18, mischt mit Hilfe der zweiten Mischstufe 6 die ersten, vom ZP-Filter 5 herrührenden ZP-Signale mit dem Ausgang des Pestfrequenzoscillators 12, der von der Verteilerstufe 12

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(bzw. B) gesteuert wird, so daß das Signalgemisch im Ausgang dem zweiten ZF-Filter 8 zugeführt und dann die zweiten ZF-Signale durch den Verstärker 9 verstärkt und die Ausgangsleistung an der Klemme 10 abgegriffen wird.

Die integrierte Schalttafel C, in Fig. 1 mit Element 19 bezeichnet, dient dazu, über einem Normalfrequenzgenerator die von den integrierten Schalttafeln A bzw. B₅ d.h. Elementen 17 bzw. 18 herrührende Ausgangsleistung zusammenzusetzen.Die Ausgangssignale gelangen zum Normalfrequenzgenerator 13 einmal vom Schaltkreis über den veränderbaren Oscillator 4 und Verteilerstufe 11, zum anderen über Taktoscillator 7 und Verteilerstufe 12 von Schaltkreis 18. Das Ausgangssignalgemisch von Generator 13 gelangt in die PLL-Mischstufe 14, derart, daß ferner mit Hilfe des nachgeschalteten Niederpaßfilters 15 nur Niederfrequenzen durchgelassen werden, die einer Arbeitsgrenzfrequenz einer Freqjenzverteilerstufe entsprechen (wie nachfolgend erläutert wird und in der PLL-Stufe 16 vorhanden ist), und das Ausgangssignalgemisch gelangt vom Niederpaßfilter zur PLL-Stufe 16, was dazu dient, den veränderbaren Oscillator 4 im Schaltkreis A zu steuern und zwar in Abhängigkeit von den. von der PLL-Stufe herrührenden AusgangsSignalen. Die PLL-Stufe 16 besteht aus einem veränderbaren Frequenzteiler, einem Programmschalter, einem Phasendetektor, einem Bezugssignal generator und einem Niederpaßfilter. Der PLL-Ereis ist ein geschlossener Schaltkreis, welcher die PLL-Stufe 16, den veränderbaren Oscillator 4, die PLL-Mischstufe 14 und den Niederpaßfilter 15 enthält. Wenn man nun die entsprechende Kanalfrequenz empfängt, ist folgendes:

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Wenn die Differenz ^p _osc;| ~ ^p _osc? zwischen der Frequenz P , des veränderbaren Oscillators 4 und der Frequenz F ~ des Taktoscillators auf einem konstanten Wert gehalten wird, dann ist der Ausgang P., Fp an der Klemme 10 des Abgriffs ebenfalls stets konstant.

Den Doppelüberlagerungsempfänger des Abstimmgerätes erhält man, indem man die Tafel A des integrierten Schaltkreises 17, die Tafel B des integrierten Schaltkreises 18 und die Tafel C des integrierten Schaltkreises 19 verbindet und den ersten ZF-Filter 5, welcher als Mikrowellenfilter dient, zuschaltet, wie Fig. 1 es zeigt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. 3 ist im Resonatorgehäuse 31 eine Mehrzahl von Resonatoren 32 - 34 vorhanden. Diese Resonatoren 32 - 34 haben stab- bzw. zungenförmige Resonatorelemente 32a bis 34a, die zusammen mit dem Gehäuse 31 ausgeformt sind, also einstückig ausgebildet sind. Die Anordnung und Ausbildung der Resonatorstäbe ist im einzelnen aus Fig. 3B beispielhaft ersichtlich. Es ist ferner eine akustische Koppelöffnung, z.B. ein Koppelfenster 37 vorhanden. Das Koppelfenster 37 hat eine besondere Form und Anordnung. Zwar ist es noch teilweise in einer Zwischenwand 35 des Gehäuses 31 vorhanden, wobei die Zwischenwand 35 die Resonatoren 32 und 33 trennt, aber es erstreckt sich noch in die Wand 36 des Gehäuses 31 zwischen Resonator 33 und Resonator 34. Eine Kopplungsschleife 38 ist zwischen Resonator 32 und Resonator 34 angeordnet, und ferner sind die benachbarten Resonatoren miteinander über Koppelfenster 37 und Koppelschleife 38 akustisch gekoppelt. Ferner, wie insbesondere aus Fig. 3 B ersichtlich, ist eine Bodenplatte 31a des Resonators mit einer öffnung 39 versehen,

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welche mit dem Koppelfenster 37 in der Zwischenwand 35 (oder Ifend 36) in. Verbindung steht. In den Resonatoren 32 und 34 wird in der Bodenplatte 31a ein Loch 40 ausgeformt, vgl. Fig. 3C, welches sich außerhalb der öffnung 39j vgl. Fig. 3 Aj befindet. Ferner wird eine. Nut odgl. 41 in einer Seitenplatte 31b ausgeformt, vgl. Fig. 3 B und Fig. 3 C. Die Kopplungsschleife 38 wird so ausgelegt , daß sie durch das Loch 40 und die Nut 41 verläuft. Bauteil 17 entspricht hier der Tafel A mit dem integrierten Schaltkreis, Bauteil l8 der Tafel B mit dem anderen integrierten Schaltkreis und Bauteil I9 der Tafel C mit dem dritten integrierten Schaltkreis, welche den Tafeln A bis C der integrierten Schaltkreise gemäß Fig. 1 entsprechen. Die Signale von der Tafel A mit dem integrierten Schaltkreis, Bauteil 17, werden im Betrieb durch die Kopp lungs schleife 38, vgl. rechte Seite der Fig. 3 A,eingeiührt und der Tafel B bzw. 18 mit dem integrierten Schaltkreis über Kopplungsschleife 38, die sich auf der linken Seite befindet, zugeführt. Die integrierten Schaltkreistafeln werden durch Leitungen 42 miteinander verbunden, Fig. 3 A.

Aus Vorgehendem ist ersichtlich, daß die Mikrowellenfilter gemäß dieser Erfindung solche Resonatoren 32 bis 34 aufweisen, deren Resonatorelemente bzw. Resonatorstäbe 32a bis 34a zunächst mit dem Gehäuse 31 in vorteilhafter Weise einstückig ausgeführt sind. Die benachbarten Resonatoren sind durch besonders ausgeformte Koppelfenster akustisch gekoppelt, wobei letztere nicht nuritder Resonatoren trennenden Zwischenwand angeordnet sind, sondern in einer weiteren Wand, z.B. Wand 36· Ferner kann zusätzlich eine öffnung 39 vorgesehen werden, die mit dem KoppeIfenster 37 in

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Verbindung steht und aus einer Bodenplatte 31a ausgeformt ist. Dies ergibt auch folgende Vorteile:

Treten mechanische Schwingungen oder stoßartige Erschütterungen auf, so bleibt der Kontaktzustand der Resonanzstäbe 33a, 32a, relativ zum Gehäuse 31, immer stabil. Dies hat den Vorteil, daß die Übertragungsverluste sich verringern und der Resonanzzustand stabil bleibt, auch dann, wenn im Hochfrequenzband von 2 bis 3 GHz gearbeitet wird; man kann also die vorbestimmte Frequenzcharakteristika strenger als bisher einhalten. Weiter ist von Vorteil, daß die Koppelschleife 38 leichter als bisher über die öffnung 39 hindurch justiert werden kann. Als weiterer wesentlicher Vorteil fällt erfindungsgemäß an, daß die Anzahl der Einzelteile und die Anzahl der Montageschritte und damit auch die Montageungenauigkeiten wesentlich verringert werden, die üblicherweise zur Qualitätseinbuße führen.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Gehäuse 31 vorteilhaft aus einer Aluminiumlegierung bestehen kann, so daß der Oberflächenwiderstand des Gehäuses herabgesetzt wird. Man kann, im Einzelfall, das Gehäuse auch aus Eisenblech herstellen, wobei dann jedoch ein überzug aus Silber oder Kupfer vorteilhaft ist. Die Herabsetzung des Oberflächenwiderstandes ist jedoch gerade bei Arbeiten mit Mikrowellen (etwa 2 GHz) wesentlich.

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ORIGINAL INSPECTED

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Leerseite

Claims (5)

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   Patent ansprüehe

   l.j Mikrowellenfilter als Hohlraumresonator, insbesondere für einen Doppel-Überlagerungsempfänger eines Abstimmgerätes, mit in" einem kastenartjgen Gehäuse untergebrachten,stab- oder zungenartigen, an einer Gehäusewand festen Resonatorelementen, die akustisch über ein,in der Zwischenwand des Gehäuses vorhandenes Fenster und eine Koppelschleife gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Resonatorelemente (33a>> (32a) und das Resonatorgehäuse (31), (3Ia) einstückig ausgebildet sind und das Köppelfenster (37) in mindestens-eine öffnung (39) im Resonatorgehäuse oder In eine Bodenplatte (31a) des Resonators, übergeht.
2. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bodenplatte (3Ia) des Resonators mit einem außerhalb der öffnung (39) liegenden separaten Loch (40) versehen ist. -
3. 3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenplatte (51b), die mit dem Resonator gehäuse in Verbindung steht, eine Nut (4l)für die in dieser Nut eingebettete sowie durch

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   - 2 das Loch (kO) verlaufende Koppelschleife (38) ausgebildet ist.
4. 4. Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonatorgehäuse aus einer Aluminiumlegierung oder aus, mit Silber oder Kupfer beschichtetem Eisenblech besteht,
5. 5. Filter nach einem der Ansprüche 1 - 5» dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Fernseh-Kanalwähler vorhanden ist.

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