HOHLRAUMFILTER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hohlraumfilter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] In funktechnischen Anlagen, insbesondere im Mobilfunkbereich, wird häufig für Sende- und Empfangssignale eine gemeinsame Antenne benutzt. Dabei verwenden die Sende - oder Empfangssignale jeweils unterschiedliche Frequenzbereiche, und die Antenne muss zum Senden und Empfangen in beiden Frequenzbereichen geeignet sein. Zur Trennung der Sende- und Empfangssignale ist deshalb eine geeignete Frequenz-Filterung erforderlich, mit der einerseits die Sendesignale vom Sender zur Antenne und andererseits die Empfangssignale von der Antenne zum Empfänger weitergeleitet werden. Zur Aufteilung der Sende- und Empfangssignale werden heutzutage unter anderem Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise eingesetzt.

[0003] Hochfrequenz-Hohlraumfilter in koaxialer Bauweise umfassen koaxiale Resonatoren, bei denen in einem Außenleitergehäuse Resonatorhohlräume ausgebildet sind, in denen Innenleiter in der Form von Innenleiterrohren angeordnet sind. Die Innenleiterrohre weisen jeweils ein freies Ende auf, welches benachbart zu einem Gehäuse-Deckel liegt, der auf der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist.

[0004] Ein Hochfrequenzfilter ist beispielsweise aus der WO 2006/063640 A1 bekannt geworden. Das gattungsgemäße Hochfrequenzfilter kann dabei aus einer Vielzahl von Resonatoren bestehen, die jeweils ein Außenleitergehäuse, einen Gehäuseboden sowie einen bevorzugt koaxial zum Außenleiter angeordneten Innenleiter umfassen, der in der Regel im Abstand unterhalb des auf das Gehäuse aufsetzbaren GehäuseDeckels endet.

[0005] Bekanntermaßen werden derartige Hochfrequenz-Filter, die nachfolgend auch kurz als HF-Filter bezeichnet werden, aus einem Metallgehäuse, üblicherweise einem Aluminiumgehäuse gefertigt, beispielsweise als Fräs- oder Gussteil ausgebildet, so dass keine Intermodulationsprobleme durch Stoßstellen im Filter auftreten. Zudem wird auch der Gehäuse-Deckel ebenfalls in der Regel aus einem Metall, d.h. einem Fräs- oder Gussteil gefertigt, beispielsweise aus Aluminium, wobei der Gehäuse-Deckel zur Erzielung einer guten elektrischen Kontaktfähigkeit mit dem Gehäuse zudem bevorzugt versilbert wird.

[0006] Der Gehäuse-Deckel ist an seinem umlaufenden Rand mit einer Reihe von Bohrungen versehen, die mit entsprechenden Gewindebohrungen in den Gehäuse-Wandungen des Hohlraumfilters fluchten, so dass durch Eindrehen von Schrauben der Gehäuse-Deckel fest an dem eigentlichen Gehäuse angebracht werden kann, um hierdurch eine Hochfrequenz-dichte Montage des Deckels zu gewährleisten.

[0007] Ein gattungsbildendes Hochfrequenzfilter ist beispielsweise aus der US 3,955,161 A bekannt geworden. Es beschreibt einen Gehäuseaufbau mit mehreren Hochfrequenzkammern mit darin sich vom Boden in Richtung Deckel erhebenden Innenleitern. Sowohl das Hochfrequenzfilter-Gehäuse als auch der das Hochfrequenzfilter-Gehäuse verschließende Hochfrequenzfilter-Deckel bestehen aus Kunststoff. Beide bestehen aus einem Kunststoffgussteil. Alle Oberflächen des HF-Gehäuses sowie des HF-Deckels sind innen und außen mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen.

[0008] Im Hochfrequenz-Deckel selbst sitzen in entsprechenden Bohrungen Schrauben, die unterschiedlich weit eingedreht werden können, wobei die Schraubenschäfte mit den im Hochfrequenz-Filter angeordneten Innenleitern axial fluchten. Durch Ein- bzw. Ausdrehen der Schrauben lässt sich damit der wirksame Abstand zwischen der vorlaufenden Stirnseite des Schraubenschaftes und der gegenüberliegenden Stirnseite des Innenleiters vergrößern oder verringern, wodurch in bekannter Weise ein entsprechendes Hochfrequenzfilter abgestimmt werden kann.

[0009] Ein Hochfrequenzfilter ist grundsätzlich auch aus der US 5,329,687 A bekannt geworden. Auch dieses HF-Filter umfasst ein HF-Gehäuse und einen HF-Deckel, die wiederum aus einem gegossenen dielekrischen Material bestehen, welches anschließend mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen wurde. Auch in diesem Falle werden Abstimmschrauben verwendet, die über entsprechende Bohrungen im HF-Deckel unterschiedlich weit ein- bzw. ausgedreht werden können und dabei weiter oder weniger weit in eine entsprechend axiale Ausnehmung in einem darunter befindlichen Innenleiter des HF-Gehäuses eintauchen. Auch hierdurch kann wiederum in bekannter Weise das HF-Filter abgestimmt werden.

[0010] Ferner ist aus der DE 10 2006 030 634 A1 eine Oszillator-Anordnung als bekannt zu entnehmen, die eine integrierte Schaltung und einen externen frequenzbestimmenden Resonator aufweist, wobei der frequenzbestimmende Resonator als Hohlraumresonator eingerichtet ist und neben seiner elektrischen Funktion als Gehäuse und Träger für die integrierte Schaltung des Hochfrequenz-Oszillators dient.

[0011] Aus der US 2002/145490 A1 ist ebenfalls ein Hohlraumfilter als bekannt zu entnehmen, welches ein boxenförmiges Gehäuse mit Seitenwänden und einen Boden umfasst, dessen obenliegende Öffnung durch einen plattenförmigen Deckel verschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses sind die durch Trennwände voneinander separierten einzelnen Hohlraumresonatoren vorgesehen. Die Hohlraumresonatoren sollen gemäß dieser Vorveröffentlichung durch Extrudieren oder Gießen hergestellt sein, wobei eine oder mehrere Wände der Filteranordnung aus einem Leiterplatinen-Material geformt sind. Die verbleibenden Wände sollen in herkömmlicher Weise hergestellt sein, ohne dass dies weiter spezifiziert ist.

[0012] Schließlich ist eine Hohlraum-Filteranordnung auch aus der WO 02/06686 A1 bekannt geworden. Beschrieben wird hierin ein Hohlraumfilter, welches ebenfalls eine boxenförmige Struktur mit einem Boden und Seitenwänden und einen oben aufsitzenden Deckel aufweist. Eine bestimmte Materialwahl wurde in diesem Zusammenhang für das Gehäuse nicht vorgeschlagen.

[0013] Diese Vorveröffentlichung befasst sich mit einer spezifischen Aufgabenstellung, wie nämlich das Eindrehverhalten eines Gewindegliedes als Abstimmelement des Hohlraumresonators verbessert werden kann. Dazu ist im Deckel des Hohlraumfilters eine Abstimmhülse eingesetzt, die im Deckel eingepresst, angelötet oder in sonstiger Weise befestigt sein kann. Die Abstimmhülse weist in Axialrichtung zwei versetzt zueinander liegende Innengewinde-Bereiche auf, die nicht exakt mit dem Außengewinde der hierin eindrehbaren Abstimmhülse zusammenpassen. Bevorzugt ist die Gewindehülse im Axialabstand mit zwei radial dazu verlaufenden Nuten versehen, die eine in Axialrichtung verlaufende relative Lageveränderung der Gewindeabschnitte zueinander erlaubt, wodurch das Ein- und Ausdrehverhalten des Abstimmgliedes verändert wird.

[0014] Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Hochfrequenz-Filter zu schaffen, welches üblicherweise ein Gehäuse und einen den Gehäuseinnenraum verschließenden Deckel umfasst.

[0015] Die Erfindung wird entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0016] Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass z.B. trotz einer Versilberung eines Alu-Deckels eines HF-Filters eine noch nicht ausreichend optimale, gleichmäßig reproduzierbare mechanische und vor allem elektrische Verbindung zwischen dem Deckel und dem Gehäuse realisierbar ist.

[0017] So zeigen die nach dem Stand der Technik bekannten Hohlraumfilter weiterhin gewisse Intermodulationsprobleme.

[0018] Im Rahmen der Erfindung hat sich nunmehr gezeigt, dass sich eine deutliche Verbesserung vor allem bezüglich der elektrischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Kostenermäßigung dadurch erzielen lässt, wenn ähnlich wie im Stand der Technik von einem Hohlraumfiltergehäuse ausgegangen wird, das einen Deckel aus einem Leiterplatinenmaterial umfasst.

[0019] Dabei ist das Leiterplatinenmaterial mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, vorzugsweise einer Kupferschicht, versehen. Der Leiterplatinendeckel wird wie übliche Deckel auch bevorzugt mittels Schrauben an den Gehäuse-Wandungen des Hohlraumfilters durch Schrauben befestigt und elektrisch-galvanisch mit dem Gehäuse verbunden, weshalb die elektrisch leitfähige Schicht vorzugsweise in Form einer Kupferschicht plus einer eventuell möglichen zusätzlichen Schicht als Veredelung wie z. B. Silber, Gold oder Zinn mit der Gehäuseinnenseite des Hohlraumfilters zu liegen kommt.

[0020] Aufgrund der Verwendung einer Leiterplatine als Deckel ergibt sich eine materialbedingte relativ weiche leitende Schicht auf der Leiterplatine, vorzugsweise in Form der erwähnten Kupferschicht, wobei durch Verschrauben des Deckels mit einem entsprechenden Anzugsmoment auf das Filtergehäuse eine 100%-ige HF-dichte Verbindung erstmals gewährleistet werden kann. Vor allem ergibt sich dadurch eine weitere Kostenersparnis, da nicht ein aus Kunststoff separat gegossener Deckel hergestellt und verwendet werden muss, sondern dass sehr kostengünstig auf dem Markt erhältliche Leiterplatinen direkt als Deckel verwendet werden.

[0021] Zudem eröffnet die Verwendung von Leiterplatinenmaterial als Deckel auch die Möglichkeit, eine SMT-Bestückung der Platine mittels SMT-Bauteilen (gemäß der Surface Mounted Technology) und mit Abstimmelementen etc. durchzuführen. Beim Stand der Technik wurden diese Abstimmelemente in den Aluminiumdeckel eingepresst. Erfindungsgemäß kann hier in die Leiterplatine in eine entsprechende Bohrung ein mit einem Innengewinde versehenes Hülsenglied eingefügt und beispielsweise mit einem umlaufenden Flansch an der Innenseite des HF-Filters an der elektrisch leitfähigen Schicht anliegend (nämlich damit verlötet) eingefügt werden, in welches ein mit einem Außengewinde versehendes Abstimmelement unterschiedlich weit in das Hohlraumfilter eindrehbar ist, um das Filter entsprechend abzustimmen bzw. eine entsprechende Resonanzfrequenz einzustellen. Da dabei die Abstimmbuchse, die in einer Bohrung der Leiterplatine eingesetzt ist, mit der auf der Leiterplatine ausgebildeten elektrisch leitfähigen Schicht verlötet ist, werden hierdurch auch Intermodulationsprobleme vermieden.

[0022] Denn im Stand der Technik werden hier nur Schrauben verwendet, die direkt in entsprechenden Bohrungen in der mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogenen Kunststoffplatte eingedreht werden können, mit der Folge, dass hier eine eindeutige elektrisch-galvanische Kontaktierung zwischen Schraube und der elektrisch leitfähigen Schicht nie sichergestellt werden kann. Dies führt zu deutlichen Verschlechterungen in der Handhabung und Praxis eines so aufgebauten HF-Filters.

[0023] Schließlich erweist sich als weiterer Vorteil im Rahmen der Erfindung, dass das Leiterplatinenmaterial im jetzigen Verfahren beispielsweise mit einer Strukturierung versehen ist. Die Strukturierung kann dabei so ausgebildet sein, dass dadurch beispielsweise Gleichstrom-Leitungen (DC-Leitungen), eine mit der Leiterplatine mitbestückbare Elektronik, HF-Überkopplung etc. realisiert werden können.

[0024] Wesentlich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass die elektrisch leitfähige Massefläche, die den Koaxialresonator (Sperrtopf/Topfkreis) auf der Oberseite des Gehäuses komplett verschließt, ein grundlegender Bestandteil des Hohlraumfilters ist.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1 :

eine Querschnittsdarstellung durch ein Hohlraumfilter mit mehreren, nebeneinander angeordneten (verkoppelten) Resonatoren mit aufgesetztem Deckel;

Figur 2 :

eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1;

Figur 3 :

eine Querschnittsdarstellung durch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bzw. Figur 2;

Figur 4 :

eine vergrößerte Detaildarstellung des in Figur 1 gezeigten Ausschnittes X, welches das Abstimmelement betrifft; und

Figur 5 :

eine vergrößerte Detaildarstellung des Ausschnittes Y in Figur 3 zur Verdeutlichung der Verschraubung des Deckels mit dem Gehäuse des Hohlraumfilters.

[0026] Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung für ein Hohlraumfilter beschrieben, welches beispielsweise auch als Duplexweiche, als Bandpassfilter oder als Bandsperrfilter etc. ausgebildet sein kann.

[0027] Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Hochfrequenz-Hohlraumfilter 1, welches nachfolgend teilweise auch als HF-Hohlraumfilter 1 bezeichnet wird, ein Gehäuse 3 mit einem Boden 5 und mehreren, sich senkrecht vom Boden über eine Teilhöhe des Gehäuses 3 erstreckenden Innenleitern 7.

[0028] Dadurch wird letztlich ein Gesamtfilter geschaffen, welches aus mehreren einzelnen HF-Hohlraumfiltern 1" zusammengesetzt ist.

[0029] Die in den Figuren 1 und 2 (dort teilweise bei weggelassenem Deckel) gezeigten einzelnen HF-Hohlraumfilter sind jeweils in Kammern 101 gegliedert, die durch Begrenzungswände 105 von einem nächsten benachbarten einzelnen HF-Hohlraumfilter 101 getrennt sind, wobei die Begrenzungswände 105 jeweils aus zwei von den Seitenwandabschnitten 6 nach innen vorstehenden Wandabschnitten 105' gebildet sind. Dadurch werden quasi Blenden oder Fenster zwischen den nur teilweise nach innen vorstehenden Wandabschnitten gebildet, wobei über diese Blenden oder Fenster 107 die einzelnen HF-Filter 1" miteinander verkoppelt sind (Figur 3) .

[0030] Das Hohlraumfilter weist beispielsweise einen Eingangsanschluss in Form eines Einkoppelbereiches 9 und einen Ausgangsanschluss in Form eines Auskoppelbereiches 11 auf, der eine Einkoppelscheibe 9' (kapazitive Einkopplung) oder eine Spule oder einen Draht (im Falle einer induktiven Einkopplung) umfasst oder umfassen kann, wobei die betreffende Einkoppelscheibe oder die betreffende Einkoppelspule oder der betreffende Einkoppeldraht im Inneren mit den Bezugszeichen 9' bzw. 11' zum Einspeisen bzw. Auskoppeln einer elektromagnetischen Welle bezeichnet sind. An dem Eingangs- bzw. Ausgangsanschluss können übliche Koaxialstecker mit entsprechenden Leitungsverbindungen angeschlossen werden.

[0031] Das so aufgebaute Gehäuse 3 mit dem Gehäuse-Boden 5 und dem Innenleiter 7 wird aus einem Fräs- oder Gussteil gebildet, und zwar aus Metall bzw. aus einer Metalllegierung. Bevorzugt wird hierfür Aluminium verwendet. Da der Innenleiter mit dem Gehäuse-Boden integral oder verschraubt verbunden ist, werden hierdurch Intermodulationsprobleme vermieden.

[0032] Auf dem umlaufenden, vom Boden 5 wegweisenden Rand 15 (Figur 3) des Gehäuses 3 ist ein Gehäuse-Deckel 17 aufgelegt und mit einer Vielzahl von Schrauben 19 mit dem Gehäuse 3 fest verschraubt.

[0033] Um die einzelnen HF-Hohlraumfilter 1, d.h. den Innenraum 1' der HF-Hohlraumfilter 1 HF-mäßig dicht nach Außen abzuschirmen, besteht der Gehäuse-Deckel 17 aus einer Leiterplatine 21, also allgemein aus einem Plattenmaterial 121, welches im Vergleich zu dem verwendeten Metall für das Gehäuse, zu dem Boden und zu den um den Innenleiter umlaufend angeordneten Gehäuse-Wandungen 6 zumindest geringfügig nachgebbar und/oder zumindest geringfügig verformbar ist. Dadurch ergibt sich, dass die auf dem Plattenmaterial 121 vorgesehene Kupferschicht 25 verglichen mit dem herkömmlichen aus Metall gefertigten Gehäuse-Deckel 17 weicher, nachgiebiger und/oder elastischer, also leichter verformbar ist. Zudem kann die Dicke der Leiterplatine 21 bzw. des Plattenmaterials 121 deutlich geringer sein als die Dicke der Wandung oder des Bodens oder des Innenleiters der HF-Hohlraumfilter. So kann beispielsweise die Dicke der Leiterplatine, wie üblich, weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 4 mm, weniger als 3 mm und weniger als 2 mm, beispielsweise um 1 mm (und darunter) betragen. Üblicherweise wird die minimale Dicke bei 1,0 mm, 0, 8 mm, 0, 5 mm, 0,1 mm oder geringfügig darüber liegen. Wie beispielsweise in der Detail-Querschnittsdarstellung gemäß Figur 4 zu ersehen ist, kann die Gesamtdicke aus Leiterplatine und einer nach folgend noch erörterten leitfähigen Masseschicht 25, beispielsweise um 1,5 mm betragen. Diese Dicke D ist beispielsweise in Figur 4 eingezeichnet.

[0034] Günstige Werte für die elektrisch leitfähige Schicht der Leiterplatine vorzugsweise in Form von Kupfer können um die 30 µm bis 40 µm, beispielsweise um 35 µm liegen. Generell kann die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht z.B. 1 µm bis 300 µm, insbesondere 2 µm bis 200 µm, 3 µm bis 2 µm oder 10 µm bis 50 µm, vor allem, wie erwähnt, 30 µm bis 40 µm betragen. Allgemein kann dann davon ausgegangen werden, dass die Dicke der Kupferschicht bzw. der elektrisch leitfähigen Schicht 25, 26 beispielsweise eine Dicke aufweist, die weniger als 20 %, insbesondere weniger als 10 %, 8 %, 6 %, 4 %, 2 %, 1% oder sogar weniger als 0,5 % bzw. 0,1 % der Dicke der zugehörigen Leiterplatine 21 beträgt. Andererseits kann die Dicke auch so gewählt werden, dass die Kupferschicht mehr als 0,1 %, insbesondere mehr als 0,5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 % oder mehr als 15 % der Dicke der Leiterplatine 21 beträgt. Mit anderen Worten sind also Dickenbereiche von 1 % bis 5 % der Dicke der Leiterplatine 21 besonders günstig.

[0035] Auf der dem Gehäuse 3 zugewandt liegenden Seite, also auf der dem Innenraum 1' sowie dem umlaufenden Rand 15 des Gehäuses 3 zugewandt liegenden Innen- oder Unterseite 21a (also der Gehäuseinnenseite) ist auf der Leiterplatine 21 eine elektrisch leitfähige Schicht 25 bevorzugt in Form einer Kupferschicht 25' und gegebenenfalls eine zusätzliche Schicht 26 (siehe Figuren 4 und 5) als Veredelungsschicht vorgesehen, wobei diese optionale Schicht 26 aus einem Edelmetall wie beispielsweise Silber oder Gold oder auch aus Zinn bestehen kann.

[0036] Durch diese Anordnung ist bei entsprechend aufzubringendem Anzugsmoment auf die Schrauben 19 eine mechanisch feste und damit elektrisch eindeutige und damit reproduzierbare Verbindung zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 25 und dem umlaufenden und zur Deckelseite weisenden Rand 15 oder Auflagefläche 15 des Gehäuses 3, also letztlich mit dem Gehäuse 3 hergestellt, wobei durch die relative Nachgiebigkeit der Leiterplatine 21, also des Plattenmaterials 121, und durch das Anzugsmoment der Schrauben 19 sichergestellt ist, dass die elektrisch leitfähige Schicht 25, vorzugsweise in Form der Kupferschicht 25', umlaufend einen eindeutig definierten sicheren elektrischen Kontakt zum Material des Gehäuses 3 herstellt und aufrecht erhält. Dadurch werden kontaktbedingte Intermodulationsprobleme vermieden.

[0037] Wie aus der Schnittdarstellung und der vergrößerten Detaildarstellung gemäß Figur 3 und 4 auch zu ersehen ist, sind im Material der Leiterplatine 21 entsprechende Bohrungen 29 in axialer Verlängerung zu der zentrischen Axialachse der Innenleiter 7 vorgesehen. In diese Bohrungen 29 kann dann eine Abstimm-Buchse, also eine Abstimm-Hülse 31 eingesetzt sein, die an ihrem Außenumfang elektrisch leitfähig ist oder bevorzugt aus Metall besteht und gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen umlaufenden Anschlagsring 33 aufweist, so dass eine so gebildete Abstimm-Hülse 31 von unten her in die jeweilige Bohrung 29 soweit eingeschoben werden kann, bis der Anschlagring 33 an der elektrisch leitfähigen Schicht 25 anliegt. In dieser Position wird bevorzugt der umlaufende Außenrand 33' mit der angrenzenden elektrisch leitfähigen Schicht 25, vorzugsweise in Form der Kupferschicht 25', verlötet, wobei die so gebildete Lötung, d.h. der so gebildete Lötring mit dem Bezugszeichen 35 in Figur 3 bzw. Figur 4 gekennzeichnet ist.

[0038] In die so mit der Leiterplatine 21 mechanisch verbundene und mit der elektrisch leitfähigen Schicht 25 galvanisch verbundene Abstimmbuchse 31 kann dann ein entsprechendes, mit einem Außengewinde versehenes Abstimmelement 37 unterschiedlich weit eingedreht werden, wodurch der unterschiedlich weit, ins Innere vorragende Abstimm-Stummel 37' in unterschiedlichem Abstand zum Innenleiter, d.h. zur Oberseite 7a (Figur 1) des Innenleiters 7 enden kann.

[0039] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Innenleiter demgegenüber sogar mit größerem Durchmesser und mit einer axialen, von seiner oberen Stirnseite nach unten über eine Teillänge verlaufenden Innenausnehmung 7b (Figur 1) versehen, so dass hier der Abstimm-Stummel 37' ggf. zur Erzielung einer unterschiedlichen Abstimmung des Hohlraumfilters auch in diese Innenausnehmung 7b eintauchen kann. Das Abstimmelement 37 mit der Abstimmhülse 31 sowie deren Anordnung in der den Deckel bildenden Leiterplatine 21 ist als vergrößerte Detaildarstellung X in Figur 4 separat wiedergegeben.

[0040] Aus der vergrößerten Detaildarstellung Y gemäß Figur 5 ist ferner zu ersehen, dass an der Leiterplatine 21 am Außenumfang versetzt zueinander liegend eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen 41 eingebracht sind, die mit entsprechenden Bohrungen 43 fluchten, die parallel zur Axialausrichtung des Innenleiters und damit senkrecht zur Ebene der Leiterplatine 21 in das Gehäusewand-Material 6 eingearbeitet sind. Diese Bohrungen 43 können mit einem entsprechenden Innengewinde passend zu den verwendeten Schrauben 19 versehen sein oder ansonsten so bemessen sein, dass sich entsprechende Befestigungs-Schrauben 19 beim Eindrehen in die Bohrungen 43 in das Gehäusewand-Material 6 des Gehäuses 3 einkerben können.

[0041] Schließlich wird erwähnt, dass die elektrisch leitfähige Schicht 25, also die vorzugsweise in Form einer Kupferschicht 25' plus einer eventuell möglichen zusätzlichen Schicht 26, die als Veredelung dient und beispielsweise aus Silber, Gold oder Zinn bestehen oder diese Materialien umfassen kann, gebildete Massefläche, die den Koaxialresonator, also beispielsweise den Sperrtopf oder den Topfkreis auf der Oberseite des Gehäuses 3 komplett verschließt, ein grundlegender Bestandteil des Sperrtopfes oder des Topfkreises, also des Koaxialresonators, oder allgemein des Hohlraumfilters ist.

[0042] Schließlich wird auch erwähnt, dass beispielsweise insbesondere auf der Oberseite der Leiterplatine 21, also auf der zum Innenraum 1' gegenüberliegenden Außen- oder Oberseite 21b elektrische Funktionen realisiert sein können, beispielsweise Gleichstrom-Leitungen (DC-Leitungen) etc. Ebenso könnten hier elektronische Bauteile auf der Leiterplatine vorgesehen sein, beispielsweise SMT-Bauelemente, die gemäß der bekannten Surface Mounted Technology in einem SMT-Bestückungsverfahren auf der Leiterplatine positioniert und elektrisch kontaktiert werden. Schließlich können aber auch zusätzliche Einrichtungen zur Erreichung oder Vermeidung einer HF-Überkopplung etc. vorgesehen sein.

[0043] Nur rein vorsorglich wird erwähnt, dass unter Umständen entsprechende vorstehend erläuterte Strukturen alternativ oder ergänzend auch auf der Unter- oder Innenseite 21a der Massefläche vorgesehen sein können, indem gewisse Leiterbahnen unter Ausbildung dünner, beispielsweise durch Ätzverfahren weg gelassener (oder entfernter) leitfähiger Abschnitte ausgebildet werden. Bei Bedarf können an diesen Stellen auf der Ober- oder Außenseite 21b der Leiterplatine 21 ergänzende Metallflächen ausgebildet sein. Zusätzlich sind Metallisierungen in Bohrungen (Durchkontaktierungen) und Außenkanten (Kantenmetallisierung) möglich.

[0044] Die Leiterplatine 21 bzw. das Leiterplatinenmaterial 121 kann aus allen geeigneten und üblichen Materialien bestehen, also dielektrischen Materialien. Als Leiterplatinenmaterial kommen Leiterplatinen in Betracht, wie sie beispielsweise unter der im Handel bekannten Benennung "FR1", "FR2", "FR3", "FR4" oder beispielsweise "FR5" angeboten werden. Dabei steht die Abkürzung "FR" bekanntermaßen für flame retardant, also flammenhemmend. Derartige Leiterplatinenmaterialien können also aus folgenden Materialien bestehen oder diese Materialien umfassen, auch in beliebigen Kombinationen nämlich Phenolharz, Papier, Epoxidharz, Glasfaser, Glasfasergewebe, Keramik, PTFE (Polytetraflourethylen - Teflon).

[0045] Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik wird auch noch auf die nachfolgend wiedergegebene tabellarische Übersicht verwiesen, die das sog. E-Modul sowie die Biegefestigkeit jeweils im N-mm² für eine Kupferfolie, ein Glasfaserepoxy-Leiterplatinenmaterial sowie für einen Gehäusedeckel nach dem Stand der Technik aus AlMg3 wiedergibt, z.B. mit den folgenden, in der Praxis üblichen Mittelwerten, die problemlos um beispielsweise bis zu +/-60 %, bei Bedarf aber auch zumindest bis +/-50 %, +/-40 %, +/-20 % oder zumindest um bis zu +/-10 % von den nachfolgenden Mittelwerten nach oben bzw. nach unten abweichen können.

	E-Modul	Biegefestigkeit
	(N/mm2)	(N/mm2)
Cu-Folie	120.000	-280
Glasfaserepoxy	22.000	350-450
AlMg3	70.000	230-290

[0046] Bekanntermaßen ist der Betrag des Elastizitätsmoduls (E-Modul) größer, je mehr Widerstand ein Material seiner Verformung entgegensetzt. Ein Bauteil aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) ist also steif, ein Bauteil aus einem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul (z. B. Gummi) ist nachgiebig.

[0047] Die eigentliche "Weichheit" der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Kupferfolie (Cu-Folie) erklärt sich dadurch, dass durch die Verteilung der unterschiedlichen Materialdicken - obgleich das E-Modul der Kupferfolie gegenüber dem Material (AlMg3) um einiges höher ist - eine höhere "Weichheit" erzielt wird als beim Stand der Technik.

[0048] So beträgt beispielsweise die Dicke des Kupfers auf der Glasfaserepoxy-Leiterplatinenschicht beispielsweise nur 0,35 µm, wohingegen bei Verwendung eines Resonator-Deckels nach dem Stand der Technik beispielsweise bestehend aus AlMg3 dessen Gesamtdicke etwa 1,5 mm beträgt. Ein zusätzlicher Effekt wird durch die Kombination von Kupfer und Glasfaserepoxy erzielt, wenn durch die relativ hohe Biegefestigkeit (Starrheit) des Glasfaserepoxy-Materials ein höherer Anpressdruck der darunter liegenden Kupferschicht mit dem Filtergehäuse gegenüber einem reinen aus AlMg3 bestehenden Deckel erreicht wird.

Ansprüche

1. HF-Hohlraumfilter mit folgenden Merkmalen:

- mit einem Gehäuse (3) mit einem Gehäuse-Boden (5) und einer sich vom Gehäuse-Boden (5) erhebenden Gehäuse-Wandung (6) und zumindest einem im Innenraum (1') des Gehäuses (3) angeordneten Innenleiter (7),

- das Gehäuse (3) mit dem Gehäuse-Boden (5) und der Gehäuse-Wandung (6) sowie dem Innenleiter (7) bestehen aus Metall,

- auf einem umlaufenden Rand (15) der Gehäuse-Wandung (6) ist ein Gehäuse-Deckel (17) aufgesetzt,

- der Gehäuse-Deckel (17) weist mehrere Befestigungsbohrungen (41) auf, die mit entsprechenden Bohrungen (43) in der Gehäuse-Wandung (6) fluchten,

- der Gehäuse-Deckel (17) verschließt das Gehäuse (3), in dem mehrere Befestigungs-Schrauben (19), die Befestigungsbohrungen (41) im Gehäuse-Deckel (17) durchsetzen und in dazu axial fluchtende Bohrungen (43) in der Gehäuse-Wandung (6) des Gehäuses (3) eingedreht sind,

- der Gehäuse-Deckel (17) besteht aus einem dielektrischen Plattenmaterial (121), welches unter Wirkung der Befestigungs-Schrauben (19) zumindest geringfügig verformbar ist,

- im Gehäuse-Deckel (17) ist zumindest eine zusätzliche Bohrung (29) eingebracht, welche von einem Abstimmelement (37) durchsetzt ist, und

- auf der dem Innenraum (1') des Gehäuses und damit dem vom Gehäuse-Boden (5) wegweisenden Rand (15) der Gehäuse-Wandung (6) zugewandt liegenden Unterseite (21a) des dielektrischen Plattenmaterials (121) ist eine elektrisch leitfähige Schicht (25, 26) ausgebildet, die unter Wirkung der Befestigungs-Schrauben (19) mechanisch fest auf dem Rand (15) aufliegt und galvanisch mit dem elektrisch leitfähigen Rand (15) des Gehäuses (3) kontaktiert ist.
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

- der Gehäuse-Deckel (17) besteht aus einer Leiterplatine (21),

- die zumindest eine zusätzliche Bohrung (29) ist in der Leiterplatine (21) eingebracht, in welche eine Abstimm-Buchse (31) eingesetzt ist, die am Außenumfang einen abschnittsweise oder bevorzugt umlaufenden Anschlagring (33) umfasst, der im montierten Zustand an der elektrisch leitfähigen Schicht (25) anschlägt, wobei die aus elektrisch leitfähigem Material bestehende, insbesondere aus Metall bestehende oder mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche versehene Abstimm-Buchse (31) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (25) vorzugsweise im Bereich des Anschlagrings (33) verlötet ist,

- das Abstimmelement (27) ist in der Abstimmbuchse (31) unterschiedlich weit eindrehbar,

- auf der Leiterplatine (21) ist zumindest eine elektrisch leitfähige Struktur ausgebildet, und

- die elektrisch leitfähige Struktur umfasst zumindest eine Leiterbahn und/oder zumindest ein SMT-Bauteil und/oder zumindest eine HF-Überkopplungs-Einrichtung.

2. HF-Hohlraumfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (21) eine Dicke von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 4 mm, weniger 3 mm und insbesondere weniger als 2 mm oder um ca. 1 mm aufweist.

3. HF-Hohlraumfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Leiterplatine (21) größer als 0,1 mm, insbesondere größer als 0,5 mm, 0,8 mm und insbesondere größer als 1,0 mm ist.

4. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (25, 26) eine Dicke zwischen 1 µm bis 300 µm, insbesondere 2 µm bis 200 µm, 3 µm bis 2 µm oder 10 µm bis 50 µm, vor allem, 30 µm bis 40 µm aufweist.

5. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht (25, 26) weniger als 20 %, insbesondere weniger als 10 %, 8 %, 6 %, 4 %, 2 %, 1 % oder sogar weniger als 0, 5 % oder 0,1 % der Dicke der zugehörigen Leiterplatine (21) beträgt und/oder dass die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht (25, 26) mehr als 0,1 %, insbesondere mehr als 0, 5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6%, 8 %, 10 % oder mehr als 15 % der Dicke der Leiterplatine (21) beträgt.

6. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (25, 26) aus einer Kupferschicht (25') besteht, die gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Schicht (26) kontaktseitig versehen ist, die beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Materialien umfasst und daraus besteht, nämlich Silber, Gold oder Zinn.

7. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Struktureinrichtung auf der Außen- oder Oberseite (21b) der Leiterplatine (21) ausgebildet ist.

8. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Struktureinrichtung ganz oder teilweise auf der den Innenraum (1') des HF-Hohlraumfilters zugewandt liegenden Innen- oder Unterseite (21a) ausgebildet ist.

9. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplatinenmaterial aus einem oder mehreren der nachfolgenden Materialien zusammengefügt ist, nämlich aus Phenolharz, Papier, Epoxidharz, Glasfaser, Glasfasergewebe, Keramik, PTFE.

10. HF-Hohlraumfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzfilter das Gehäuse (3) mit dem Gehäuseboden (5), mit der Gehäuse-Wandung (6) und mit Begrenzungswänden (105) unter Ausbildung von Kammern (101) sowie den Gehäuse-Deckel (17) umfasst, wobei das Gehäuse (3) aus Metall oder einer Metalllegierung besteht, vorzugsweise in Form eines Fräs- oder Gussteils.

Claims

1. HF cavity filter with the following features:

- with a housing (3) with a housing floor (5) and a housing wall (6) which rises from the housing floor (5), and at least one inner conductor (7) which is arranged in the interior (1') of the housing (3),

- the housing (3) with the housing floor (5) and the housing wall (6) and the inner conductor (7) consist of metal,

- a housing cover (17) is placed on a surrounding edge (15) of the housing wall (6),

- the housing cover (17) has multiple fixing holes (41), which align with corresponding holes (43) in the housing wall (6),

- the housing cover (17) seals the housing (3), in which multiple fixing screws (19), which penetrate fixing holes (41) in the housing cover (17) and are screwed into holes (43) which are axially aligned to it in the housing wall (6) of the housing (3),

- the housing cover (17) consists of a dielectric board material (121), which under the effect of the fixing screws (19) is at least slightly deformable,

- in the housing cover (17), at least one additional hole (29) is made, and is penetrated by a tuning element (37), and

- on the underside (21 a) of the dielectric board material (121) facing the interior (1') of the housing and thus the edge (15) of the housing wall (6) facing away from the housing floor (5), an electrically conductive layer (25, 26) is formed, and rests mechanically firmly on the edge (15) under the effect of the fixing screws (19), and is contacted galvanically with the electrically conductive edge (15) of the housing (3),
characterised by the following further features:

- the housing cover (17) consists of a printed circuit board (21),

- the at least one additional hole (29) is made in the printed circuit board (21), into which a tuning socket (31) is inserted, which on its outer circumference, in sections or preferably surrounding it, includes a stop ring (33), which in the fitted state stops on the electrically conductive layer (25), the tuning socket (31), which consists of electrically conductive material, in particular of metal, or is provided with an electrically conductive surface, being soldered to the electrically conductive layer (25), preferably in the region of the stop ring (33),

- the tuning element (27) can be twisted into the tuning socket (31) to different distances,

- on the printed circuit board (21), at least one electrically conductive structure is formed, and

- the electrically conductive structure includes at least one track and/or at least one SMT component and/or at least one HF overcoupling device.

2. HF cavity filter according to Claim 1, characterised in that the printed circuit board (21) has a thickness of less than 5 mm, in particular less than 4 mm, less than 3 mm and in particular less than 2 mm or about 1 mm.

3. HF cavity filter according to either Claim 1 or Claim 2, characterised in that the thickness of the printed circuit board (21) is greater than 0.1 mm, in particular greater than 0.5 mm, 0.8 mm and in particular greater than 1.0 mm.

4. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the electrically conductive layer (25, 26) has a thickness between 1 µm to 300 µm, in particular 2 µm to 200 µm, 3 µm to 2 µm or 10 µm to 50 µm, above all 30 µm to 40 µm.

5. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the thickness of the electrically conductive layer (25, 26) is less than 20 %, in particular less than 10 %, 8 %, 6 %, 4 %, 2 %, 1 % or even less than 0.5 % or 0.1 % of the thickness of the associated printed circuit board (21), and/or that the thickness of the electrically conductive layer (25, 26) is more than 0.1 %, in particular more than 0.5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 % or more than 15 % of the thickness of the printed circuit board (21).

6. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the electrically conductive layer (25, 26) consists of a copper layer (25'), which if required is provided on the contact side with an additional layer (26), which for example includes and consists of one or more of the following materials, namely silver, gold or tin.

7. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 6, characterised in that the at least one structuring device is formed on the outside or top (21 b) of the printed circuit board (21).

8. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 7, characterised in that the at least one structuring device is formed partly or entirely on the inside or underside (21a) facing the interior (1') of the HF cavity filter.

9. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 8, characterised in that the printed circuit board material is composed of one or more of the following materials, namely phenolic resin, paper, epoxy resin, glass fibre, glass fibre fabric, ceramic, PTFE.

10. HF cavity filter according to any one of Claims 1 to 9, characterised in that the high frequency filter comprises the housing (3) with the housing floor (5), with the housing wall (6) and with boundary walls (105) forming chambers (101), and the housing cover (17), the housing (3) consisting of metal or a metal alloy, preferably in the formed of a milled part or casting.

Revendications

1. Filtre HF à cavité, comportant les éléments techniques suivants :

- un boîtier (3) avec un fond de boîtier (5) et une paroi de boîtier (6) qui se dresse depuis le fond de boîtier (5), et au moins un conducteur intérieur (7) agencé dans la chambre intérieure (1) du boîtier (3),

- le boîtier (3) avec le fond de boîtier (5) et la paroi de boîtier (6) ainsi que le conducteur intérieur (7) sont en métal,

- un couvercle de boîtier (17) est posé sur une bordure périphérique (15) de la paroi de boîtier (6),

- le couvercle de boîtier (17) comporte plusieurs perçages de fixation (41) qui sont alignés avec des perçages correspondants (43) dans la paroi de boîtier (6),

- le couvercle de boîtier (17) referme le boîtier (3), du fait que plusieurs vis de fixation (19) traversent les perçages de fixation (41) dans le couvercle de boîtier (17) et sont vissées dans des perçages (43), alignés axialement avec ces derniers, dans la paroi de boîtier (6) du boîtier (3),

- le couvercle de boîtier (17) est en un matériau diélectrique en forme de plaque (121) qui est au moins légèrement déformable sous l'action des vis de fixation (19),

- au moins un perçage additionnel (29) est ménagé dans le couvercle de boîtier (17), qui est traversé par un élément d'accord (37), et

- sur la face inférieure (21a), tournée vers la chambre intérieure (1') du boîtier et donc vers la bordure (15) de la paroi de boîtier (6) détournée du fond de boîtier (5), du matériau diélectrique en forme de plaque (121) est réalisée une couche électriquement conductrice (25, 26) qui est appliquée fermement sur la bordure (15) par voie mécanique sous l'action des vis de fixation (19) et qui est mise en contact galvanique avec la bordure électriquement conductrice (15) du boîtier (3), caractérisé par les caractéristiques suivantes :

- le couvercle de boîtier (17) est formé par une carte à circuits (21),

- ledit au moins un perçage additionnel (29) est ménagé dans la carte à circuits (21), et une douille d'accord (31) est introduite dans celui-ci, laquelle comprend à la périphérie extérieure une bague de butée (33) par secteur ou de préférence sur la circonférence, qui vient buter dans l'état monté contre la couche électriquement conductrice (25), de sorte que la douille d'accord (31) réalisée en matériau électriquement conducteur, en particulier en métal, ou pourvue d'une surface électriquement conductrice, est brasée avec la couche électriquement conductrice (25), de préférence dans la région de la bague de butée (33),

- l'élément d'accord (27) peut être vissé à des distances différentes dans la douille d'accord (31),

- au moins une structure électriquement conductrice est réalisée sur la carte à circuits (21), et

- la structure électrique conductrice comprend au moins une piste conductrice et/ou au moins un composant "SMT" et/ou au moins un moyen de couplage HF superposé.

2. Filtre HF à cavité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte à circuits (21) présente une épaisseur inférieure à 5 mm, en particulier inférieure à 3 mm, inférieure à 3 mm et en particulier inférieure à 2 mm ou d'environ 1 mm.

3. Filtre HF à cavité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la carte à circuits (21) est supérieure à 0,1 mm, en particulier supérieure à 0,5 mm, 0,8 mm, et en particulier supérieure à 1,0 mm.

4. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche électriquement conductrice (25, 26) présente une épaisseur entre 1 µm et 300 µm, en particulier 2 µm à 200 µm, 3 µm à 2 µm ou 10 µm à 50 µm, et avant tout 30 µm à 40 µm.

5. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche électriquement conductrice (25, 26) s'élève à moins de 20 %, en particulier moins de 10 %, 8 %, 6 %, 4 %, 2 %, 1 %, ou même moins de 0,5 % ou 0,1 % de l'épaisseur de la carte à circuits associée (21) et/ou en ce que l'épaisseur de la couche électriquement conductrice (25, 26) s'élève à plus de 0,1 %, en particulier plus de 0,5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 % ou plus de 15 % de l'épaisseur de la carte à circuits (21).

6. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche électriquement conductrice (25, 26) est une couche en cuivre (25), qui est dotée le cas échéant d'une couche supplémentaire (26) du côté contact, qui comprend par exemple un ou plusieurs des matériaux suivants et est constituée de ceux-ci, à savoir argent, or ou étain.

7. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite au moins une structure est réalisée sur la face extérieure ou la face supérieure (21b) de la carte à circuits (21)

8. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite au moins une structure est réalisée en totalité ou en partie sur la face intérieure ou la face inférieure (21a) orientée vers la chambre intérieure (1') du filtre HF à cavité.

9. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le matériau de la carte à circuits est composé d'un ou plusieurs des matériaux suivants, à savoir résine phénolique, papier, résine époxy, fibres de verre, textile en fibres de verre, céramique, PTFE.

10. Filtre HF à cavité selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le filtre à hautes fréquences comprend le boîtier (3) avec le fond de boîtier (5), avec la paroi de boîtier (6) et avec des parois de limitation (105) en réalisant des chambres (101), ainsi que le couvercle de boîtier (17), ledit boîtier (3) étant en métal ou en alliage de métal, de préférence sous la forme d'une pièce fraisée ou d'une pièce de fonderie.

Zeichnung