Reflexionsresonator

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflexionsresonator, bestehend aus einem dielektrischen Resonator, der so dimensioniert ist, daß darin Whispering Gallery Moden angeregt werden können, wobei mit dem dielektrischen Resonator eine Signalleitung gekoppelt ist, die dazu dient, dem dielektrischen Resonator Wellen zuzuführen und reflektierte Wellen mit der Resonanzfrequenz des dielektrischen Resonators zurückzuleiten.

[0002] Ein derartiger Reflexionsresonator ist einer Veröffentlichung von D. Cros, P. Guillon "Dielectric Resonator Whispering Gallery Modes Application to Millimeter Wavelength Oszillators MTT Symposium, Boston, 1991 zu entnehmen. Sowohl in dieser Veröffentlichung als auch in einem früheren Aufsatz derselben Autoren in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 38, No. 11, Nov. 1990, S. 1667 - 1674 sind Eigenschaften und vorteilhafte Anwendungen dielektrischer Whispering Gallery Mode Resonatoren dargelegt.

[0003] Aus IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Bd. 19, Nr. 7, Juli 1971, S. 643 - 652 ist ein dielektrischer TE/TM-Mode Resonator bekannt, dessen Signalleitung in zwei mit dem Resonator gekoppelte Wellenleiter aufgezweigt ist. Mit dieser Wellenleiterverzweigung soll eine stärkere Ankopplung von TE- bzw. TM-Moden an dem dielektrischen Resonator erzielt werden.

[0004] Insbesondere im Millimeterwellenbereich, beispielsweise für Oszillatoren oder Filter, ist der Einsatz von dielektrischen Whispering Gallery Mode Resonatoren von Vorteil gegenüber den konventionellen dielektrischen TE/TM Mode Resonatoren. Der dielektrische Whispering Gallery Mode Resonator hat eine wesentlich höhere Güte und kann erheblich größere Abmessungen haben als der dielektrische TE/TM Mode Resonator. Denn beim letzteren richten sich die Abmessungen nach der Ausdehnung des in ihm existenten TE bzw. TM Modus, die im Millimeterwellenbereich äußerst klein ist. Dielektrische Resonatoren mit sehr kleinen Abmessungen sind aber mit den erforderlichen Toleranzen nur sehr schwer herstellbar.

[0005] Eine wesentliche Eigenschaft der Whispering Gallery Moden ist, daß sie grundsätzliche entartet sind. Wegen ihrer Wanderwelleneigenschaft (travelling wave) ist der Koppelmechanismus dieser Moden an einen Wellenleiter verschieden vom Koppelmechanismus der Moden eines dielektrischen TE/TM Mode Resonators.

[0006] Bei dem in der eingangs als erste genannte Literaturstelle (in Fig. 11) dargestellten Reflexionsresonator ist eine als Mikrostreifenleitung ausgeführte Signalleitung an den dielektrischen Whispering Gallery Mode Resonator angekoppelt. Die hier verwendete Koppelung einer leerlaufenden Mikrostreifenleitung mit dem dielektrischen Resonator führt zu einer Aufspaltung der Resonanzfrequenzen der entarteten Whispering Gallery Moden, was zu einer in der Regel nicht erwünschten Unschärfe der Frequenzabhängigkeit des Reflexionsfaktors des Reflexionsresonators führt.

[0007] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Reflexionsresonator der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Reflexionssfaktor eine definierte und von aufgespaltenen Resonanzfrequenzen befreite Frequenzcharakteristik aufweist.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0009] Durch die Beschaltung der mit dem dielektrischen Whispering Gallery Mode Resonator gekoppelten Wellenleiter mit ihrer charakteristischen Impedanz werden auf sehr einfache und wirkungsvolle Weise Aufspaltungen der Resonanzfrequenzen der entarteten Schwingungsmoden des Reflexionsresonators unterdrückt.

[0010] Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert.

[0011] Der in der Zeichnung dargestellte Reflexionsresonator ist mit einem dielektrischen Resonator DR realisiert, der so dimensioniert ist, daß in ihm Whispering Gallery Mode angeregt werden können. Es gibt zwei Arten von Whispering Gallery Moden. Die einen sind die WGE-Moden, bei denen das elektrischen Feld transversal bezüglich der Rotationsachse des dielektrischen Resonators ausgerichtet ist, und die anderen sind WGH-Moden, bei denen das magnetische Feld transversal zur Rotationsachse des dielektrischen Resonators ausgerichtet ist. Welche dieser entarteten Moden in dem dielektrischen Resonator DR angeregt werden, hängt von der Ankopplung von Wellenleitern an den Resonator ab.

[0012] Der Reflexionsresonator besitzt am Eingang eine Signalleitung L, welche in zwei parallel geschaltete Wellenleiter L1 und L2 aufgezweigt ist. Jede dieser beiden Wellenleiter L1 und L2 ist mit dem dielektrischen Resonator DR gekoppelt. Die beiden Wellenleiter L1 und L2 seien z.B. Mikrostreifenleitungen; es können aber auch in anderer Technik ausgeführte Leitungen, z.B. dielektrische Bildleitungen, Hohlleiter usw. sein. Über die Signalleitung L und die davon abzweigenden Wellenleiter L1 und L2 werden einerseits dem dielektrischen Resonator DR Wellen zugeführt, und andererseits diejenigen Wellen zurückgeleitet, die vom dielektrischen Resonator DR reflektiert werden, weil sie die Resonanzfrequenzen des dielektrischen Resonators DR haben. Die Resonanzfrequenzen des dielektrischen Resonators DR hängen von dessen Dimensionierung ab.

[0013] Der Betrag des Reflexionsfaktors des Reflexionsresonators ist umso größer, je stärker die Wellenleiter L1 und L2 mit dem dielektrischen Resonator DR gekoppelt sind. Die Kopplung wird durch den Abstand des Resonators zu den Wellenleitern L1 und L2 und die effektive Koppellänge bestimmt. Die Phase des Reflexionsfaktors hängt vom Abstand des dielektrischen Resonators DR vom Verzweigungspunkt der beiden Wellenleiter L1 und L2 ab.

[0014] Durch die beschriebene Ankopplung über zwei verzweigte Wellenleiter L1 und L2 tritt die eingangs erwähnte unerwünschte Aufspaltung der Moden nicht mehr auf, auch dann nicht wenn die beiden Wellenleiter L1 und L2 verschieden stark an den dielektrischen Resonator DR angekoppelt sind.

[0015] Abweichend von der zeichnerischen Darstellung können die beiden Wellenleiter L1 und L2 verschieden lang und an beliebigen Stellen am Umfang des dielektrischen Resonators DR angekoppelt sein.

[0016] An den Enden ist jeder der beiden Wellenleiter L1 und L2 mit seiner charakteristischen Impedanz abgeschlossen. Dadurch werden Wellen, deren Frequenzen nicht mit den Resonanzfrequenzen des dielektrischen Resonators DR (Eigenresonanzen der Leiteranordnung) übereinstimmen, weitgehend gedämpft. Der Reflexionsfaktor des Reflexionsresonators soll also außerhalb der Resonanzfrequenz möglichst wenig von Null abweichen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Zusammenschaltung der Wellenleiter L1 und L2 die charakteristische Impedanz der Signalleitung L ergibt.

Ansprüche

1. Reflexionsresonator, bestehend aus einem dielektrischen Resonator, der so dimensioniertist, daß seine Funktion auf der Anregung von Whispering Gallery Moden beruht, wobei mit dem dielektrischen Resonator eine Signalleitung gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalleitung (L) in zwei Wellenleiter (L1, L2) verzweigt ist und daß jeder der beiden Wellenleiter (L1, L2), mit dem dielektrischen Resonator (DR) gekoppelt ist, und
daß jeder der beiden verzweigten Wellenleiter (L1, L2) an seinem Ende mit einem Absorber (R) abgeschlossen ist, so daß Wellen außerhalb des Resonanzfrequenzbereichs des dielektrischen Resonators (DR) weitgehend gedämpft werden und die Signalleitung (L) an ihrem Eingang für Frequenzen außerhalb der Resonanzfrequenzen des dielektrischen Resonators (DR) angepaßt ist.

Claims

1. Reflection resonator, consisting of a dielectric resonator which is dimensioned in such a way that its function is based on the excitation of whispering gallery modes, a signal line being coupled to the dielectric resonator, characterized in that the signal line (L) is branched into two waveguides (L1, L2) and in that each of the two waveguides (L1, L2) is coupled to the dielectric resonator (DR), and in that each of the two branched waveguides (L1, L2) is closed off at its end by an absorber (R), so that waves outside the resonant frequency range of the dielectric resonator (DR) are substantially attenuated and the signal line (L) is matched at its input for frequencies outside the resonant frequencies of the dielectric resonator (DR).

Revendications

1. Résonateur réflectif, qui consiste en un résonateur diélectrique et qui a une dimension telle que son fonctionnement repose sur la mise en mouvement de modes de Whispering Gallery, un circuit d'acheminement de signaux étant couplé au résonateur diélectrique, résonateur réflectif caractérisé en ce que le circuit d'acheminement de signaux (L) se subdivise en deux guides d'ondes (L1, L2) et en ce que chacun des deux guides d'ondes (L1, L2), montés en dérivation, est fermé à son extrémité par un absorbeur (R), de telle sorte que des ondes en dehors de la gamme de fréquence de résonance du résonateur diélectrique (DR) sont largement amorties et que le circuit d'acheminement des signaux (L) est ajusté à son entrée pour des fréquences en dehors des fréquences de résonance du résonateur diélectrique (DR).

Zeichnung