[0001] Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzfilter, das sich insbesondere zur Übertragung
von TM-Moden in transversaler Richtung eignet. Wenn von der Übertragung von TM-Moden,
bzw. TM-Wellen gesprochen wird, dann besitzt nur das elektrische Feld Anteile in der
Ausbreitungsrichtung und die magnetischen Felder befinden sich ausschließlich in der
Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. TM-Wellen werden daher auch als E-Wellen
bezeichnet.
[0002] Aus der
US 6,549,092 B1 ist ein Hochfrequenzfilter bekannt, das mehrere Resonatorkammern umfasst, die über
Öffnungen miteinander verbunden sind. In jeder Resonatorkammer befinden sich ein dielektrisches
Material und ein Innenleiter, wobei der Innenleiter einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet
ist. Über einen Speiseleiter wird der Innenleiter angeregt, wobei über diesen auch
das dielektrische Material angeregt wird. Nachteilig an diesem Hochfrequenzfilter
ist der aufwendige Aufbau, durch den sich zwingend größere Abweichungen bei den Filtereigenschaften
in der Produktion ergeben.
[0003] Die Veröffentlichung von M. Höft und T. Magath, "Compact Base-Station Filters Using
TM-Mode Dielectric Resonators" beschreibt den Aufbau eines Hochfrequenzfilters, das
mehrere dielektrische Resonatoren aufweist. Die Kopplung zwischen den einzelnen Resonatoren
erfolgt dabei parallel zur Ausbreitungsrichtung des H-Fells.
[0004] Nachteilig an diesem Aufbau ist, dass ein erhöhter Platzbedarf erforderlich ist,
um die gewünschten Filtereigenschaften realisieren zu können.
[0005] Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ein Hochfrequenzfilter zu
schaffen, das sich insbesondere zur Übertagung von TM-Moden in transversaler Richtung
eignet, wobei dieses Hochfrequenzfilter einerseits platzsparend und andererseits einfach
und kostengünstig aufgebaut werden soll.
[0006] Die Aufgabe wird bezüglich des Hochfrequenzfilters durch die Merkmale des unabhängigen
Anspruches 1 gelöst. Innerhalb des Anspruchs 14 wird ein Verfahren zum Abgleichen
eines solchen Hochfrequenzfilters beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters oder des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Abgleichen des Hochfrequenzfilters angegeben.
[0007] Das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter mit einem Gehäuse umfasst zumindest n Resonatoren,
die je eine Resonatorkammer aufweisen, die von dem Gehäuse umschlossen sind, wobei
n ≥ 2, bevorzugt n ≥ 3, weiter bevorzugt n ≥ 4, weiter bevorzugt n ≥ 5 ist. Das Hochfrequenzfilter
weist außerdem zumindest n Dielektrika auf, von denen zumindest je eines in einer
Resonatorkammer der n Resonatoren angeordnet ist. Die Resonatorkammern der n Resonatoren
sind aneinander in Signalübertragungsrichtung angeordnet, wobei die Signalübertragungsrichtung
senkrecht oder überwiegend senkrecht zum H-Feld verläuft. Jede Resonatorkammer grenzt
maximal an zwei andere Resonatorkammern an und ist von jeder anderen Resonatorkammer
durch eine von n-1 Trenneinrichtungen getrennt. Jede der n-1 Trenneinrichtungen weist
zumindest eine Koppelöffnung auf, wobei aneinander angrenzende Resonatorkammern ausschließlich
über diese Koppelöffnungen in der entsprechenden Trenneinrichtung miteinander gekoppelt
sind. Die Kopplung zwischen den Resonatorkammern erfolgt senkrecht oder mit einer
Komponente überwiegend senkrecht zum H-Feld. Ein erster Signalleitungsanschluss ist
über eine erste Öffnung im Gehäuse, insbesondere im Gehäusedeckel, mit dem zumindest
einen Dielektrikum des ersten Resonators gekoppelt, wobei
- a) der erste Signalleitungsanschluss in mittigem oder außermittigem Kontakt mit dem
Dielektrikum in der Resonatorkammer des ersten Resonators steht;
oder
- b) das Dielektrikum in der Resonatorkammer des ersten Resonators eine Vertiefung aufweist,
in die der erste Signalleitungsanschluss hineinragt;
oder
- c) das Dielektrikum in der Resonatorkammer des ersten Resonators eine durchgängige
Ausnehmung aufweist, durch die sich der erste Signalleitungsanschluss hindurch erstreckt,
wodurch der erste Signalleitungsanschluss in Kontakt mit der ersten Trenneinrichtung
steht.
[0008] Ergänzend oder alternativ gilt dies auch für einen zweiten Signalleitungsanschluss,
der in die n-te Resonatorkammer ragt. Dieser ist über eine zweite Öffnung im Gehäuse,
insbesondere im Gehäuseboden, mit dem Dielektrikum des n-ten Resonators gekoppelt,
wobei
- a) der zweite Signalleitungsanschluss in mittigem oder außermittigem Kontakt mit dem
Dielektrikum in der Resonatorkammer des n-ten Resonators steht;
oder
- b) das Dielektrikum in der Resonatorkammer des n-ten Resonators eine Vertiefung aufweist,
in die der zweite Signalleitungsanschluss hineinragt;
oder
- c) das Dielektrikum in der Resonatorkammer des n-ten Resonators eine durchgängige
Ausnehmung aufweist, durch die sich der zweite Signalleitungsanschluss hindurch erstreckt,
wodurch der zweite Signalleitungsanschluss in Kontakt mit der n-1-ten Trenneinrichtung
steht.
[0009] Dadurch, dass die Kopplung insbesondere senkrecht zu dem H-Feld erfolgt kann der
Resonator sehr kompakt aufgebaut werden. Weiterhin werden sehr gute Filterergebnisse
deshalb erzielt, weil durch den Signalleitungsanschluss direkt das mit diesem in Kontakt
stehende Dielektrikum angeregt wird. Diese Anregung erfolgt nicht indirekt dadurch,
dass sich die TM-Welle zuerst im Hohlraum des Resonators ausbreitet und ggf. noch
einen Innenleiter anregt, über den dann das Dielektrikum zum Schwingen angeregt wird.
[0010] Vorzugsweise sind der erste Signalleitungsanschluss und/oder der zweite Signalleitungsanschluss
in dem Bereich, in welchem sie in Kontakt zu dem ersten und/oder n-ten Dielektrikum
und/oder zur ersten und/oder n-1-ten Trenneinrichtung stehen, senkrecht zur Oberfläche
der Trenneinrichtung, bzw. parallel zu einer Zentralachse, die das Hochfrequenzfilter
und alle Resonatorkammern durchsetzt, angeordnet.
[0011] Besonders vorteilhaft ist außerdem, wenn der erste Signalleitungsanschluss, der in
die Vertiefung oder in die durchgängige Ausnehmung des Dielektrikums in der Resonatorkammer
des ersten Resonators eingreift, mit diesem Dielektrikum in Kontakt steht oder berührungsfrei
zu diesem Dielektrikum angeordnet ist. Das Gleiche gilt vorzugweise auch für den zweiten
Signalleitungsanschluss. Bei einer berührungsfreien Anordnung ist die Kopplung zwar
geringer, dafür ist die Montage einfacher.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abgleichen des Hochfrequenzfilters umfasst verschiedene
Verfahrensschritte. In einem Verfahrensschritt werden zu Beginn alle Koppelöffnungen
der 1+X-ten Trenneinrichtung und/oder der n-1-X-ten Trenneinrichtung geschlossen,
wobei X zu Beginn gleich 0 ist. In einem weiteren Verfahrensschritt werden ein Reflexionsparameter
am ersten Signalleitungsanschluss und/oder ein weiterer Reflexionsparameter am zweiten
Signalleitungsanschluss gemessen. Im Weiteren werden die Resonanzfrequenz und/oder
die Koppelbandbreite, bzw. die Einkoppelbandbreite auf einen gewünschten Wert eingestellt.
Mit diesem Verfahren kann die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite einer
Resonatorkammer unabhängig von weiteren Resonatorkammern auf den gewünschten Wert
eingestellt werden.
[0013] Ein weiterer Vorteil liegt vor, wenn eine oder beide Stirnseiten jedes der n-Dielektrika
mit einer Metallschicht überzogen sind, wobei diese Metallschicht dann eine der n-1
Trenneinrichtungen darstellt, und wobei zumindest eine Ausnehmung innerhalb der Metallschicht
die zumindest eine Koppelöffnung bildet. Die Verwendung entsprechend beschichteter
Dielektrika erlaubt eine weitere Verkleinerung des Hochfrequenzfilters.
[0014] Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäuseboden und einen vom Gehäuseboden beabstandeten
Gehäusedeckel. Zwischen dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel:
- a) ist eine umlaufende Gehäusewand angeordnet; oder
- b) sind zumindest ein Einsatz und eine umlaufende Gehäusewand angeordnet, wobei der
Einsatz von der umlaufenden Gehäusewand, die auch die Außenwand des Hochfrequenzfilters
bildet, umschlossen ist; oder
- c) ist zumindest ein Einsatz angeordnet, der eine Gehäusewand bildet.
[0015] Für den Fall, dass lediglich ein, vorzugsweise n Einsätze verwendet werden, kann
das Filter sehr kompakt aufgebaut werden. Zwischen den Einsätzen können sich dann
die n-1 Trenneinrichtungen befinden. Die seitlichen Umfangsflächen der Einsätze, als
auch die seitliche Umfangsfläche der n-1 Trenneinrichtungen, bilden bei der Ausführungsvariante
c) dann die Umfangswandung des Gehäuses. In der Ausführungsvariante b), in der der
zumindest eine Einsatz von einer umlaufenden Gehäusewand umgeben ist, ist das Hochfrequenzfilter
sehr stabil aufgebaut.
[0016] Ein weiterer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilter besteht außerdem,
wenn ein Durchmesser zumindest einer Resonatorkammer durch zumindest einen Einsatz,
insbesondere durch einen ringförmigen Einsatz, der sich an der Gehäusewand anlehnt,
definiert und/oder vorgegeben wird. Dadurch kann die Resonanzfrequenz eingestellt
werden. Das insbesondere formschlüssige Anlehnen des Einsatzes an der Gehäusewand
stellt zudem sicher, dass der Einsatz nicht über die Zeit in seiner Position verschiebbar
ist.
[0017] Ein Vorteil ist außerdem dann gegeben, wenn zumindest ein Verdrehschutzelement zwischen
zumindest einer der n-1 Trenneinrichtungen und dem zumindest einen Einsatz und/oder
dem angrenzenden Dielektrikum angebracht wird, was das gegenseitige Verdrehen dieser
Elemente verhindert. Dabei ist es auch möglich, dass zumindest je ein Verdrehschutzelement
zwischen dem Gehäuseboden und/oder dem Gehäusedeckel und/oder der Gehäusewand und
dem Einsatz in der ersten Resonatorkammer und der n-ten Resonatorkammer angebracht
ist, wobei dieser das gegenseitige Verdrehen dieser Elemente verhindert. Dadurch ist
sichergestellt, dass sich die Resonanzfrequenzen und die Gruppenlaufzeiten der einzelnen
Resonatoren durch Erschütterungen des Hochfrequenzfilters nicht über die Zeit verändern.
[0018] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters besteht wenn die Einsätze
von zumindest zwei nicht direkt aneinander angrenzenden n-Resonatoren eine Öffnung
aufweisen, wobei die zumindest beiden Öffnungen durch einen Kanal miteinander verbunden
werden, der beispielsweise zumindest teilweise innerhalb der Gehäusewand verläuft.
In diesem Kanal verläuft ein elektrischer Leiter, wobei der elektrische Leiter die
beiden Resonatoren kapazitiv und/oder induktiv miteinander koppelt. Auf diese Art
und Weise ist es trotz des kompakten Aufbaus des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters
möglich eine Überkopplung zwischen zwei nicht direkt benachbarten Resonatoren zu erreichen.
[0019] Innerhalb des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters können die n-Dielektrika scheibenförmig
sein, bzw. alle oder einige der n-Dielektrika können sich vollständig oder teilweise
in ihren Abmessungen unterscheiden. Es ist auch möglich, dass alle oder zumindest
eines der n-Dielektrika das Volumen ihrer jeweiligen Resonatorkammer vollständig oder
teilweise ausfüllen. Durch die geometrische Gestaltung und die Anordnung der Dielektrika
kann das Verhalten jedes Resonators in Bezug auf seine Resonatorfrequenz und seine
Koppelbandbreite entsprechend eingestellt werden.
[0020] Die Kopplung zwischen den einzelnen Resonatoren wird dadurch erhöht, indem das Dielektrikum
im ersten Resonator mit der ersten Trenneinrichtung und das Dielektrikum in n-ten
Resonator mit n-1-ten Trenneinrichtung in Kontakt steht wobei die übrigen Dielektrika
der restlichen n-2 Resonatoren mit beiden, die jeweilige Resonatorkammer begrenzenden
Trenneinrichtungen in Kontakt stehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn außerdem
das Dielektrikum im ersten Resonator zusätzlich mit dem Gehäusedeckel und das Dielektrikum
im n-ten Resonator mit dem Gehäuseboden in Kontakt steht. Unter dem Wortlaut "in Kontakt
stehen", wird verstanden, dass sich zwei Gebilde zumindest berühren. Die Dielektrika
der n-Resonatoren sind dabei bevorzugt mit der jeweiligen Trenneinrichtung oder den
jeweiligen Trenneinrichtungen fest verbunden, wodurch die Kopplung verbessert wird.
[0021] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters besteht auch dadurch,
dass sich die Anordnung und/oder die Größe und/oder die Querschnittsform zumindest
einer Koppelöffnung einer der n-1 Trenneinrichtungen vollständig oder teilweise zu
der Anordnung und/oder der Größe und/oder der Querschnittsform einer Koppelöffnung
einer anderen der n-1 Trenneinrichtungen unterscheidet. Dabei ist es auch möglich,
dass sich die Anzahl der Koppelöffnungen in den n-1 Trenneinrichtungen untereinander
vollständig oder teilweise unterscheidet. Dadurch kann die Kopplung zwischen den einzelnen
Resonatoren auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
[0022] Zur weiteren Abstimmung des Hochfrequenzfilters ist es auch möglich, das jede Resonatorkammer
zumindest eine zusätzliche Öffnung nach außerhalb des Gehäuses aufweist, wobei über
diese zusätzliche Öffnung zumindest ein Abstimmelement in die Resonatorkammer eingeführt
werden kann. Der Abstand zwischen dem Abstimmelement, welches durch die zumindest
eine zusätzliche Öffnung in die Resonatorkammer eingeführt ist, kann zu dem entsprechenden
jeweiligen Dielektrikum innerhalb der Resonatorkammer verändert werden. Dabei können
auch mehrere Abstimmelemente in eine Resonatorkammer eingeführt werden, wobei beispielsweise
ein Abstimmelement vollständig aus einem Metall oder einem metallischen Überzug besteht,
wohingegen das andere Abstimmelement ein dielektrisches Material umfasst. Das Abstimmelement,
welches aus einem metallischen Material besteht kann zur Grobabstimmung und das Abstimmelement,
welches ein dielektrisches Material umfasst zur Feinabstimmung der Resonanzfrequenz
und/oder der Koppelbandbreite des entsprechenden Resonators verwendet werden.
[0023] Dabei kann der Abstand des zumindest eine Abstandselements zu dem jeweiligen Dielektrikum
innerhalb der Resonatorkammer auch soweit verringert werden, dass es mit diesem direkt
in Kontakt steht. Das Dielektrikum jeder Resonatorkammer kann außerdem eine Einbuchtung
aufweisen, wobei der Abstand zwischen dem Abstimmelement und dem Dielektrikum derart
verringerbar ist, dass das Abstimmelement in die Einbuchtung des jeweiligen Dielektrikums
eintaucht und mit diesem dadurch im Kontakt steht. Das Abstimmelement tritt dabei
insbesondere senkrecht zur Signalübertragungsrichtung in die Resonatorkammer ein.
[0024] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abgleichen des Hochfrequenzfilters wird für die
übrigen Resonatorkammern entsprechend wiederholt. Nachdem die Resonanzfrequenz und/oder
die Koppelbandbreite des ersten und/oder letzten, also n-ten Resonators auf den gewünschten
Wert eingestellt ist, werden in einem weiteren Verfahrensschritt zumindest eine Koppelöffnung
der 1+X-ten Trenneinrichtung und/oder der n-1-X-ten Trenneinrichtung geöffnet. Im
Weiteren wird der Wert der Zählervariable X um 1 erhöht. Anschließend werden die vorherigen
Verfahrensschritte erneut ausgeführt. Es werden abermals ein Reflexionsfaktor am ersten
Signalleitungsanschluss und/oder ein Reflexionsfaktor am zweiten Signalleitungsanschluss
gemessen. Im Anschluss daran werden die Koppelöffnungen zu den nächsten Resonatoren
geöffnet und der Wert der Zählervariable nochmals erhöht. Das Abgleichen des Hochfrequenzfilters
beginnt bei den Resonatoren, in die die Signalleitungsanschlüsse eingreifen, also
bei den äußersten Resonatoren, und endet bei dem Resonator oder bei den Resonatoren
die im Zentrum des Hochfrequenzfilters angeordnet sind.
[0025] Für den Fall, dass das Hochfrequenzfilter eine ungerade Anzahl an Resonatorkammern
besitzt, muss der Resonator im Zentrum des Hochfrequenzfilters einmal für die Messung
des Reflexionsfaktors am ersten Signalleitungsanschluss herangezogen werden und ein
anderes Mal für die Messung des Reflexionsfaktors am zweiten Signalleitungsanschluss.
Die Koppelöffnungen der beiden Trenneinrichtungen, die den Resonator im Zentrum des
Hochfrequenzfilters umgeben, müssen je nach Messung des jeweiligen Reflexionsfaktors
zum jeweils anderen Signalleitungsanschluss hin geschlossen sein.
[0026] Im Anschluss daran, oder wenn bei einer geraden Anzahl von Resonatoren alle Koppelöffnungen
geöffnet sind, können neben den Reflexionsfaktoren am ersten Signalleitungsanschluss
und/oder am zweiten Signalleitungsanschluss auch der Vorwärts-Transmissionsfaktor
und/oder der Rückwärts-Transmissionsfaktor gemessen werden.
[0027] Die Resonanzfrequenzen und/oder die Koppelbandbreiten können für jeden Resonator
dadurch verändert werden, indem der Durchmesser der Resonatorkammer verändert wird,
was beispielsweise durch Austauschen des zumindest einen Einsatzes durch einen anderen
Einsatz mit geänderten Abmessungen möglich ist. Es kann auch die Anordnung und/oder
die Anzahl und/oder die Größe und/oder die Querschnittsform von der zumindest einer
Koppelöffnung durch Drehen und/oder Austauschen von der zumindest einen Trenneinrichtung
verändert werden. Das Eindrehen oder Ausdrehen von zumindest einem Abstimmelement
in zumindest eine Resonatorkammer ermöglicht ebenfalls das Ändern der Resonanzfrequenz
und/oder der Koppelbandbreite. Schließlich kann auch das Dielektrikum in der Resonatorkammer
durch ein anderes Dielektrikum mit geänderten Abmessungen ausgetauscht werden.
[0028] Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben
Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:
- Figur 1:
- eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters;
- Figur 2:
- eine Darstellung die erläutert, dass ein Magnetfeld senkrecht zur Signalübertragungsrichtung
angeordnet ist;
- Figur 3
- einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter, der mehrere Resonatoren
mit den jeweiligen Resonatorkammern zeigt, die über Koppelöffnungen in Trenneinrichtungen
miteinander verbunden sind;
- Figur 4
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei Abstimmelemente unterschiedlich weit in die einzelnen Resonatorkammern eingeführt
sind;
- Figur 5
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei eine Überkopplung zwischen zwei verschiedenen, nicht nebeneinander liegenden,
Resonatorkammern stattfindet, und dabei das Abstimmelement in das Dielektrikum eintauchen
kann;
- Figur 6
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei mehrere Überkopplungen zwischen zwei verschiedenen, nicht nebeneinander liegenden,
Resonatorkammern stattfinden;
- Figur 7
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei die Resonatorkammern vollständig durch jeweils ein Dielektrikum ausgefüllt sind;
- Figur 8
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei die Resonatorkammern vollständig durch jeweils ein Dielektrikum ausgefüllt sind
und wobei ein erster und ein zweiter Signalleitungsanschluss jeweils ein Dielektrikum
außermittig kontaktiert;
- Figur 9A
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei die Dielektrika zumindest an ihrer Stirnseite einen elektrisch leitfähigen Überzug
aufweisen und als Trenneinrichtung fungieren;
- Figur 9B
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters,
wobei die Einsätze zusammen mit einem Gehäusedeckel und dem Gehäuseboden das Gehäuse
bilden;
- Figur 10
- ein Flussdiagramm, das erläutert, wie die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite
eines Resonators eingestellt wird, um das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter abzugleichen;
- Figur 11
- ein weiteres Flussdiagramm, das erläutert, wie die Resonanzfrequenzen und/oder die
Koppelbandbreiten für die weiteren Resonatoren eingestellt werden, um das erfindungsgemäße
Hochfrequenzfilter abzugleichen;
- Figur 12
- ein weiteres Flussdiagramm, das erläutert, wie die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite
für den Resonator in der Mitte des Hochfrequenzfilters eingestellt wird;
- Figur 13
- ein weiteres Flussdiagramm, das erläutert, wie das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter
abgeglichen wird, nachdem in jeder Trenneinrichtung zumindest eine Koppelöffnung geöffnet
ist; und
- Figur 14
- ein weiteres Flussdiagramm, das erläutert, durch welche Maßnahmen die Resonanzfrequenz
und/oder die Koppelbandbreite innerhalb eines Resonators verändert werden kann.
[0029] Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1
in Explosionsdarstellung. Das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter 1 umfasst ein Gehäuse
2, welches einen Gehäuseboden 3 und einen vom Gehäuseboden 3 beabstandeten Gehäusedeckel
4 und eine zwischen dem Gehäuseboden 3 und dem Gehäusedeckel 4 umlaufende Gehäusewand
5 aufweist. Sowohl der Gehäusedeckel 4, als auch der Gehäuseboden 3 weisen zumindest
eine Öffnung auf, über die ein Signalleitungsanschluss 30
1, 30
2, wie er später dargestellt wird, eingeführt werden kann. Dabei wird ein erster Signalleitungsanschluss
30
1 durch die Öffnung des Gehäusedeckels 4 dem Hochfrequenzfilter 1 zugeführt und ein
zweiter Signalleitungsanschluss 30
2 durch die Öffnung im Gehäuseboden 3. Die Öffnungen im Gehäusedeckel 4 und im Gehäuseboden
3 müssen nicht im Zentrum des Gehäusebodens 3 oder des Gehäusedeckels 4 angeordnet
sein. Es ist auch möglich, dass die Öffnungen außermittig angeordnet sind. Vorzugsweise
können sowohl der Gehäusedeckel 4, als auch der dem Gehäusedeckel 4 gegenüberliegende
Gehäuseboden 3 abgenommen werden. Im montierten Zustand des Hochfrequenzfilters 1
sind der Gehäusedeckel 4 und der Gehäuseboden 3 vorzugsweise mit der umlaufenden Gehäusewand
5 verschraubt.
[0030] Das Hochfrequenzfilter 1 weist außerdem noch eine Vielzahl an Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n auf, wobei jeder der n-Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n zumindest eine Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n umfasst. Bei n handelt es sich dabei um eine natürliche Zahl ≥ 1.
[0031] Innerhalb jeder Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n befindet sich zumindest ein Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n. Dieses Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n ist bevorzugt scheiben- oder zylinderförmig ausgebildet. Es erstreckt sich über das
gesamte Volumen der jeweiligen Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n oder nur über einen Teil davon.
[0032] Die einzelnen Resonatorkammern 7
1, 7
2, ..., 7
n werden durch Trennreinrichtungen 9
1, 9
2, ... 9
n-1 voneinander getrennt. Bei diesen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ... 9
n-1 handelt es sich bevorzugt um Trennscheiben. Diese Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material oder sind mit einem solchen überzogen.
Jede dieser Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 weist zumindest eine Koppelöffnung 10 auf. Die Größe, die geometrische Form, die
Anzahl und die Anordnung der Koppelöffnung 10 innerhalb der jeweiligen Trenneinrichtung
9
1, 9
2, ..., 9
n-1 kann beliebig gewählt werden und sich von Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 zu Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 unterscheiden. Der Durchmesser der Koppelöffnungen 10 beträgt je nach Frequenzbereich
beispielsweise nur den Bruchteil eines Millimeters. Er kann, insbesondere bei tiefen
Frequenzen auch mehrere Millimeter betragen. Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 sind bevorzugt dünner, als die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n. Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 sind bevorzugt nur wenige Millimeter dick, bevorzugt sind sie dünner als 3 Millimeter,
weiter bevorzugt sind sie dünner als 2 Millimeter.
[0033] Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 und das Gehäuse 2 sind als jeweils separate voneinander getrennte Bauteile ausgebildet.
Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 werden im montierten Zustand des Hochfrequenzfilters 1 von der umlaufenden Gehäusewand
5 des Hochfrequenzfilters 1 vollständig umgeben und sind lediglich und ausschließlich
im Inneren des Hochfrequenzfilters 1 angeordnet. Sie werden bevorzugt nicht mit dem
Gehäuse 2 verschraubt. Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 können bei geöffnetem Gehäusedeckel 4 und/oder Gehäuseboden 3 in diesen eingesetzt
werden. Dies bedeutet, dass sie kein Teil der Außenwand des Hochfrequenzfilters 1
darstellen. In einer Ausführungsform der Erfindung liegen die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 auf den jeweiligen Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n auf und stützen sich vorzugsweise ausschließlich über diese an dem Gehäuseboden 3
und/oder an dem Gehäusedeckel 4 des Hochfrequenzfilters 1 ab.
[0034] Jede Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n kann auch zumindest einen Einsatz 11
1, 11
2, ..., 11
n umfassen. Bei einem solchen Einsatz 11
1, 11
2, ..., 11
n handelt es sich bevorzugt um einen Ring, der sich mit seiner Außenfläche an einer
Innenfläche der Gehäusewand 5 bevorzugt formschlüssig abstützt. Ein solcher Einsatz
11
1, 11
2, ..., 11
n, welcher elektrisch leitfähig ist, kann zur Einstellung des Volumens der Resonatorkammer
7
1, 7
2, ..., 7
n und damit zur Einstellung der Resonanzfrequenz verwendet werden.
[0035] Das Gehäuse 2 des Hochfrequenzfilters 1 ist vorzugsweise frei von Innenleitern gehalten,
die mit einem Ende galvanisch mit dem Gehäuse 2 verbunden sind.
[0036] In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 ist außerdem noch eine Zentralachse 12 dargestellt,
die durch das Hochfrequenzfilter 1 verläuft. Die Signalübertragungsrichtung 21 entspricht
dabei der Zentralachse 12. Die Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n sind dabei übereinander angeordnet. Jeder Resonator 6
1, 6
2, ..., 6
n hat daher maximal zwei direkt benachbarte Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n, wobei die Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n voneinander durch die jeweiligen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 getrennt sind. Eine Kopplung der einzelnen Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n ist nur über die jeweiligen Koppelöffnungen 10 innerhalb der Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 möglich.
[0037] Die Kopplung der einzelnen Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n erfolgt dabei parallel oder überwiegend parallel zur Signalübertragungsrichtung 21.
Das H-Feld 20 breitet sich dabei senkrecht oder mit einer Komponente überwiegend senkrecht
zur Signalübertragungsrichtung 21 aus.
[0038] Alle Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n werden von der Zentralachse 12 durchsetzt. Die Zentralachse 12 trifft dabei senkrecht
auf die Stirnseite der jeweiligen Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n auf.
[0039] Die Innenwandung des Gehäuses 5 des Hochfrequenzfilters 1 ist im Querschnitt bevorzugt
zylinderförmig. Gleiches gilt auch für die Innenwandung der jeweiligen Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n. Andere Formen im Querschnitt sind allerdings auch möglich. Beispielsweise können
die Innenwandungen im Querschnitt der Form eines Rechtecks oder eines Quadrats oder
eines Ovals oder eines regelmäßigen oder unregelmäßigen n-Polygons entsprechen oder
diesem angenähert sein.
[0040] Figur 2 zeigt eine Darstellung, die erläutert, dass ein Magnetfeld 20 (H-Feld), senkrecht
zur Signalübertragungsrichtung 21 angeordnet ist. Die Magnetfeldlinien breiten sich
dabei radial um die Signalübertragungsrichtung 21 nach außen hin aus. Die Zentralachse
12 und die Signalübertragungsrichtung 21 sind bevorzugt deckungsgleich.
[0041] Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter 1,
der mehrere Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n mit den jeweiligen Resonatorkammern 7
1, 7
2, ..., 7
n zeigt, die über Koppelöffnungen 10 in den Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 miteinander verbunden sind. Ein erster Signalleitungsanschluss 30
1 wird durch eine Öffnung im Gehäusedeckel 4 geführt. Ein zweiter Signalleitungsanschluss
30
2 wird dagegen durch eine Öffnung im Gehäuseboden 3 geführt. Die Öffnungen im Gehäusedeckel
4 und im Gehäuseboden 3 sind bevorzugt mittig angeordnet. Eine außermittige Anordnung
ist ebenfalls möglich. Der erste Signalleitungsanschluss 30
1 berührt eine Stirnseite des ersten Dielektrikums 8
1. Dadurch wird das erste Dielektrikum 8
1 direkt durch den ersten Signalleitungsanschluss 30
1 angeregt. Der erste Signalleitungsanschluss 30
1 steht daher in Kontakt mit dem ersten Dielektrikum 8
1. Die Stirnseite des ersten Dielektrikums 8
1 steht in diesem Ausführungsbeispiel nicht in Kontakt mit dem Gehäusedeckel 4, was
bedeutet, dass die Stirnseite 8
1 den Gehäusedeckel 4 nicht berührt. Der zweite Signalleitungsanschluss 30
2 berührt ebenfalls eine Stirnseite des n-ten Dielektrikums 8
n, und steht mit diesem in Kontakt. Dadurch wird das n-te Dielektrikum 8
n direkt durch den zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 angeregt. Die Stirnseite des n-ten Dielektrikums berührt den Gehäuseboden 3 nicht,
steht also mit diesem nicht in Kontakt. Das Hochfrequenzfilter 1 aus Figur 3 weist
fünf Resonatoren 6
1, 6
2, 6
3, 6
4, ..., 6
n auf, die jeweils eine Resonatorkammer 7
1, 7
2, 7
3, 7
4, ..., 7
n besitzen. Jeder Resonator 6
1, 6
2, 6
3, 6
4, ..., 6
n ist durch eine Trenneinrichtung 9
1, 9
2, 9
3, ..., 9
n-1 von den anderen Resonatoren 6
1, 6
2, 6
3, 6
4, ..., 6
n getrennt. Jeder Resonator 6
1, 6
2, 6
3, 6
4, ..., 6
n umfasst ein Dielektrika 8
1, 8
2, 8
3, 8
4, ..., 8
n.
[0042] Die Signalleitungsanschlüsse 30
1 und 30
2 sind an verschiedenen, insbesondere an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 an
diesem angeordnet. Insbesondere durchsetzt der erste Signalleitungsanschluss 30
1 den Gehäusedeckel 4 und der zweite Signalleitungsanschluss 30
2 den Gehäuseboden 3 oder umgekehrt.
[0043] Die Dielektrika 8
1, 8
2, 8
3, 8
4, ..., 8
n können alle aus dem gleichen Material bestehen. Es ist auch möglich, dass nur einige
der Dielektrika 8
1, 8
2, 8
3, 8
4, ..., 8
n aus dem gleichen Material bestehen und andere Dielektrika 8
1, 8
2, 8
3, 8
4, ..., 8
n aus einem anderen Material. Es können auch alle Dielektrika 8
1, 8
2, 8
3, 8
4, ..., 8
n aus verschiedenen Materialien gebildet sein.
[0044] In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 3 füllen die einzelnen Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n das Volumen der jeweiligen Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n nicht vollständig aus. Die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n weisen in diesem Ausführungsbeispiel die gleichen Abmessungen bezüglich ihrer jeweiligen
Höhe und ihres jeweiligen Durchmessers auf. Die Einsätze 11
1, 11
2, 11
3, 11
4, ..., 11
n weisen alle den gleichen Außendurchmesser auf. Ihre Wandstärke, also der Innendurchmesser
ist allerdings unterschiedlich. Dies bedeutet, dass das Volumen der einzelnen Resonatorkammern
7
1, 7
2, ..., 7
n unterschiedlich ist. Die Außenflächen der Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n, also die Umfangswandung, steht in Kontakt mit einer Innenfläche der Gehäusewand
5. Der elektrisch leitfähige Gehäusedeckel 4 steht sowohl in elektrischem Kontakt
mit einer Stirnseite des Gehäuses 5, als auch mit einer Stirnseite des ersten Einsatzes
11
1. Der Gehäuseboden 3 steht ebenfalls in elektrischem Kontakt mit dem Gehäuse 5 und
einer Stirnseite des n-ten Einsatzes 11
n.
[0045] Es wird an dieser Stelle angemerkt, dass das Gehäuse 5 elektrisch leitfähig sein
kann, also beispielsweise aus Metall bestehen kann, aber nicht muss. Mit anderen Worten
kann das Gehäuse 5 aus jedem anderen beliebigen Material, insbesondere aus einem elektrisch
nicht leitfähigen Material wie einem Dielektrikum oder Kunststoff, bestehen. Die Funktion
des Gehäuses 5 ist, die im Inneren des Gehäuses 5 befindlichen Komponenten mechanisch
zusammenzuhalten und mechanisch zu fixieren. Das Gehäuse 5 kann allerdings nur dann
aus einem Dielektrikum bestehen, wenn sichergestellt ist, dass die Resonatorkammern
7
1, 7
2, ..., 7
n gegenüber der Umgebung des Hochfrequenzfilters 1 geschirmt sind. Eine solche Schirmung
kann beispielsweise durch die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n erfolgen.
[0046] Die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 weisen einen Außendurchmesser auf, der bevorzugt einem Innendurchmesser der Gehäusewand
5 entspricht. Dies bedeutet, dass eine Außenfläche, also eine Umfangswandung jeder
Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 die Innenfläche des Gehäuses 5 berührt, also in mechanischem Kontakt mit dieser steht.
Die Koppelöffnungen 10 einer Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 können sich von den Koppelöffnungen der anderen Trenneirichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 bezüglich ihrer Anordnung, also Ausrichtung und/oder ihrer Anzahl und/oder ihrer
Größe und/oder ihrer Querschnittsform unterscheiden. Innerhalb des Ausführungsbeispiels
aus Figur 3 weisen die Koppelöffnungen 10 der einzelnen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 einen unterschiedlichen Durchmesser auf und sind beispielsweise an unterschiedlichen
Stellen der Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 angeordnet. Die Koppelöffnungen 10 verbinden die einzelnen Resonatorkammern 7
1, 7
2, ..., 7
n miteinander, wobei sie einerseits von dem freien Volumen eines Resonators 6
1, 6
2, ..., 6
n oder von dem Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n des Resonators 6
1, 6
2, ..., 6
n umgeben sind. Ein elektrisch leitfähiger Einsatz 11
1, 11
2, ..., 11
n kann eine Koppelöffnung 10 nicht überdecken. Es ist auch möglich, dass sich die Querschnittsform
der einzelnen Koppelöffnungen 10 über die Länge, also über die Höhe verändert. Zwischen
den einzelnen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 und den Einsätzen 11
1, 11
2, ..., 11
n besteht üblicherweise kein Hohlraum. Gleiches gilt bevorzugt auch für den ersten
Einsatz 11
1 und den Gehäusedeckel 4, sowie für den n-ten Einsatz 11
n und den Gehäuseboden 3.
[0047] Zwischen den Einsätzen 11
1, 11
2, ..., 11
n sowie den Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 und der Gehäusewand 5 besteht üblicherweise ebenfalls kein Abstand.
[0048] Die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n stehen ebenfalls in Kontakt mit ihrer jeweiligen Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1. Die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n können dabei mit den jeweiligen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 verpresst und/oder verlötet sein.
[0049] Bevorzugt sind auch die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n mit den entsprechenden Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 formschlüssig miteinander verpresst und/oder verlötet. Dadurch wird auch ein Verdrehen
der einzelnen Elemente zueinander verhindert, wodurch sich die elektrischen Eigenschaften
des Hochfrequenzfilters 1 über einen längeren Zeitraum nicht verändern.
[0050] Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1. Das erste Dielektrikum 8
1 steht an seiner Stirnseite in Kontakt mit dem Gehäusedeckel 4. Ein Abstand zwischen
dem ersten Dielektrikum 8
1 und dem Gehäusedeckel 4 liegt nicht vor. Gleiches gilt auch für das n-te Dielektrikum
8
n, welches mit seiner Stirnseite ebenfalls in Kontakt mit dem Gehäuseboden 3 steht.
Ein Abstand zwischen dem n-ten Dielektrikum 8
n und dem Gehäuseboden 3 liegt nicht vor. Die Elemente des Hochfrequenzfilters 1 sind
bevorzugt miteinander verpresst. Dieses Verpressen äußert sich beispielsweise dadurch,
dass die einzelnen Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n teilweise in die einzelnen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 hinein ragen.
[0051] Das Hochfrequenzfilter 1 weist außerdem mehrere Abstimmelemente 40
1, 40
2, 40
3, 40
4, ..., 40
n auf. Zumindest je ein Abstimmelement 40
1, 40
2, ..., 40
n ist durch eine zusätzliche Öffnung 41
1, 41
2, 41
3, 41
4, ..., 41
n in die Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n des zumindest einen der n-Resonatoren 6
1, 6
2, ... 6
n eingeführt. Die Öffnungen 41
1, 41
2, ..., 41
n erstrecken sich durch die Gehäusewand 5 und durch den entsprechenden Einsatz 11
1, 11
2, ..., 11
n in die Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n hinein. Das entsprechende Abstimmelement 41
1, 41
2, ..., 41
n kann dann in die jeweilige Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n hinein oder herausgedreht werden. Der Abstand zwischen dem Abstimmelement 41
1, 41
2, ..., 41
n und dem jeweiligen Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n ist veränderbar. Die jeweilige Öffnung 41
1, 41
2, ..., 41
n verläuft bevorzugt senkrecht zur Signalausbreitungsrichtung 21 und damit ebenfalls
senkrecht zur Zentralachse 12.
[0052] Der Abstand des zumindest einen Abstimmelements 40
1, 40
2, ..., 40
n zu dem jeweiligen Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n in der Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n ist soweit verringerbar, dass es mit dem Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n in Kontakt steht, also dieses berührt.
[0053] Das erste Dielektrikum 8
1 in dem ersten Resonator 6
1 weist eine Vertiefung auf, in die die erste Signalleitung 30
1 hinein ragt. Dadurch wird die Kopplung verstärkt. Vorzugsweise steht die erste Signalleitung
30
1 in Kontakt mit dem Dielektrikum 8
1. Es wäre allerdings auch möglich, dass die erste Signalleitung 30
1 berührungsfrei zu dem ersten Dielektrikum 8
1 in diesem angeordnet ist. Gleiches gilt auch für das n-te Dielektrikum 8
n im n-ten Resonator 6
n. Die Vertiefung kann mittig oder außermittig an dem Dielektrikum 8
1, 8
n angebracht sein.
[0054] Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1.
[0055] Das Dielektrikum 8
1 in der ersten Resonatorkammer 7
1 weist eine durchgängige Ausnehmung aus, durch die sich die erste Signalleitung 30
1 hindurch erstreckt. Die erste Signalleitung 30
1 kommt dabei direkt in Kontakt mit der ersten Trenneinrichtung 9
1. Gleiches gilt auch für den zweiten Signalleitungsanschluss 30
2, welcher sich durch eine durchgängige Ausnehmung in dem n-ten Dielektrikum 8
n des n-ten Resonators 6
n hindurch erstreckt und in Kontakt mit der n-1-ten Trenneinrichtung 9
n-1 steht. Vorzugsweise stehen die jeweiligen Signalleitungsanschlüsse 30
1, 30
2 auch in Kontakt mit dem jeweiligen Dielektrikum 8
1, 8
n, das von diesen durchsetzt wird. Sie könnten allerdings zu diesen auch berührungsfrei
angeordnet sein. Die durchgängige Ausnehmung kann mittig oder außermittig an dem Dielektrikum
8
1, 8
n angebracht sein.
[0056] Der Teil des Signalleitungsanschlusses 30
1, 30
2, welcher in Kontakt mit den jeweiligen Dielektrikum 8
1, 8
n oder mit der jeweiligen Trenneinrichtung 9
1, 9
n-1 steht, verläuft parallel zur Zentralachse 12, bzw. parallel zur Signalübertragungsrichtung
21. Die anderen Teile des Signalleitungsanschlusses 30
1, 30
2 müssen nicht parallel zur Signalübertragungsrichtung 21, bzw. zur Zentralachse 12
verlaufen. Bevorzugt verlaufen diejenigen Teile der beiden Signalleitungsanschlüsse
30
1, 30
2 parallel zur Signalübertragungsrichtung 21, die sich innerhalb der ersten oder n-ten
Resonatorkammer 7
1, 7
n befinden.
[0057] Das zweite Dielektrikum 8
2 in der zweiten Resonatorkammer 7
2 weist außerdem eine Einbuchtung auf, so dass ein zweites Abstimmelement 40
2 in das zweite Dielektrikum 8
2 eintauchen kann.
[0058] Die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n von zumindest zwei nicht direkt aneinander angrenzenden Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n weisen eine Öffnung 50
1, 50
2 auf. Die zumindest beiden Öffnungen 50
1, 50
2 werden durch einen Kanal 51 miteinander verbunden, wobei dieser Kanal 51 bevorzugt
parallel zu der Signalausbreitungsrichtung 21, also parallel zur Zentralachse 12 verläuft.
Dieser Kanal 51 verläuft zumindest teilweise innerhalb der Gehäusewand 5. Es ist auch
möglich, dass dieser Kanal vollständig innerhalb der Gehäusewand 5 verläuft. Es ist
auch möglich, dass dieser Kanal nicht innerhalb der Gehäusewand 5 verläuft, sondern
einzig durch die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n und die dazwischen liegenden Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1.
[0059] Innerhalb dieses Kanals 51 verläuft ein elektrischer Leiter 52. Dieser elektrische
Leiter 52 koppelt die zumindest beiden Resonatoren 6
1, 6
n kapazitiv und/oder induktiv miteinander. Ein erstes Ende 53
1 des elektrischen Leiters 52 ist mit der ersten Trenneinrichtung 9
1 verbunden. Das erste Ende 53
1 des elektrischen Leiters 52 verläuft dabei bevorzugt parallel zur Signalausbreitungsrichtung
21 und damit parallel zur Zentralachse 12. Ein zweites Ende 53
2 des elektrischen Leiters 52 ist mit der n-1-ten Trenneinrichtung 9
n-1 galvanisch verbunden. Das zweite Ende 53
2 verläuft ebenfalls bevorzugt parallel zur Signalausbreitungsrichtung 21 und damit
parallel zur Zentralachse 12. Das erste und das zweite Ende 53
1, 53
2 können mit den jeweiligen Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ... 9
n-1 beispielsweise mittels einer Lötverbindung verbunden werden. Durch den elektrischen
Leiter 52 wird eine Überkopplung zwischen zwei Resonatoren 6
1, 6
2, ... 6
n erreicht, wodurch eine steilere Filterflanke des Hochfrequenzfilters 1 erreicht werden
kann.
[0060] Der elektrische Leiter 52, der innerhalb des Kanals 51 verläuft, ist innerhalb diesem
bevorzugt über nicht dargestellte dielektrische Abstandselemente von den Wänden, die
den Kanal 51 umschließen, elektrisch getrennt und durch diese in seiner Position gehalten.
[0061] Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es zwei Überkopplungen.
Eine erste Überkopplung findet zwischen dem ersten Resonator 6
1 und dem n-ten Resonator 6
n statt. Ein elektrischer Leiter 52 koppelt diese beiden Resonatoren 6
1, 6
n miteinander. Ein erstes Ende 53
1 des elektrischen Leiters 52 ist diesmal allerdings mit dem Gehäusedeckel 4 verbunden.
[0062] Eine zweite Überkopplung findet zwischen dem zweiten Resonator 6
2 und dem vierten Resonator 6
4 statt. Ein elektrischer Leiter 60 koppelt diese beiden Resonatoren 6
2, 6
4 miteinander. Ein erstes Ende 61
1 des zweiten elektrischen Leiters 60 ist mit der zweiten Trenneinrichtung 9
2 verbunden. Ein zweites Ende 61
2 des elektrischen Leiters ist mit der n-1-ten Trenneinrichtung 9
n-1 verbunden. Gestrichelt dargestellt ist eine Möglichkeit, dass das zweite Ende 61
2 des zweiten elektrischen Leiters 60 auch mit der dritten Trenneinrichtung 9
3 verbunden sein könnte.
[0063] Damit sich die Filtereigenschaften während des Betriebs nicht ändern, sind die innerhalb
des Hochfrequenzfilters 1 angeordneten Elemente gegen Verdrehen gesichert. Dies geschieht
durch mehrere Verdrehschutzelemente 62, die ein Verdrehen verhindern. Die Verdrehschutzelemente
62 können aus einer Kombination zwischen einem Vorsprung und einer Aufnahmeöffnung
bestehen. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel 4 einen Vorsprung aufweisen, der in
eine entsprechende Aufnahmeöffnung innerhalb des ersten Einsatzes 11
1 eingreift. Die Verdrehschutzelemente 62 sind bevorzugt zwischen zumindest einer der
n-1-Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n und dem zumindest einen Einsatz 11
1, 11
2, ..., 11
n und/oder dem angrenzenden Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n angebracht. Bevorzugt wird allerdings je ein Verdrehschutzelement 62 zwischen dem
Gehäuseboden 3 und/oder dem Gehäusedeckel 4 und/oder der Gehäusewand 5 und dem Einsatz
11
1 in der ersten Resonatorkammer 7
1 und dem Einsatz 11
n in der n-ten Resonatorkammer 7
n angebracht, der das gegenseitige Verdrehen derjenigen Elemente verhindert, die am
nächsten am ersten und/oder am zweiten Signalleitungsanschluss 30
1, 30
2 angeordnet sind. Dadurch wird auch ein Verdrehen derjenigen Elemente verhindert,
die weiter innen in dem Hochfrequenzfilter 1 angeordnet sind.
[0064] Das Hochfrequenzfilter 1 ist bevorzugt in Stapelbauweise realisiert, wobei alle Resonatoren
6
1, 6
2, ..., 6
n übereinander angeordnet sind. Die Verdrehschutzelemente 62 verhindern dabei, dass
sich die elektrischen Eigenschaften der einzelnen Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n zu denen beispielsweise die Resonanzfrequenzen gehören, verändern.
[0065] Figur 7 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1. Die einzelnen Resonatorkammern 7
1, 7
2, ..., 7
n sind dabei vollständig durch das jeweilige Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n ausgefüllt. Die Höhe jedes Dielektrikums 8
1, 8
2, ..., 8
n entspricht der Höhe des jeweiligen Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n. Der Außendurchmesser jedes Dielektrikums 8
1, 8
2, ..., 8
n entspricht in etwa dem Innendurchmesser des jeweiligen Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n. Das Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n liegt mit seiner Umfangswandung an einer Innenwandung des jeweiligen Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n formschlüssig an.
[0066] Figur 8 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1. Der erste Signalleitungsanschluss 30
1 kontaktiert das erste Dielektrikum 8
1 außermittig. Gleiches gilt für den zweiten Signalleitungsanschluss 30
2, welcher das n-te Dielektrikum außermittig kontaktiert. Trotz der Tatsache, dass
die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n das Volumen ihrer jeweiligen Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n vollständig ausfüllen, kann ebenfalls eine Überkopplung zwischen zwei nicht direkt
benachbarten Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n erreicht werden. Innerhalb des Ausführungsbeispiels aus Figur 8 findet eine Überkopplung
zwischen dem ersten Resonator 6
1 und dem dritten Resonator 6
3 statt. Das erste Dielektrikum 8
1 und das dritte Dielektrikum 8
3, also die Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n zwischen deren Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n eine Überkopplung stattfinden soll, weisen in Längsrichtung einen bevorzugt durchgehenden
Schlitz 80 auf. Dieser durchgehende Schlitz 80 kann beispielsweise mittels einer Diamantsäge
in das aus einer Keramik bestehende Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n eingebracht werden. Innerhalb dieses Schlitzes 80 ist zumindest das erste Ende 53
1 und das zweite Ende 53
2 des elektrischen Leiters 52 angeordnet.
[0067] Figur 9A zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hochfrequenzfilters 1. Die Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 ist dabei integraler Bestandteil jedes Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n. Dies bedeutet, dass eine oder beide Stirnseiten jedes der n-Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n mit einer Metallschicht überzogen sind. Diese Metallschicht stellt dann eine der
n-1-Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 dar. Eine Ausnehmung 90 innerhalb der Metallschicht, also innerhalb des Überzugs,
stellt dabei eine Koppelöffnung 10 zwischen zwei Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n dar. Aneinander angrenzende Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n besitzen die Ausnehmungen 90 innerhalb des Überzugs aus der Metallschicht jeweils
an den gleichen Stellen, so dass eine Kopplung in Signalausbreitungsrichtung 21 ermöglicht
wird.
[0068] Figur 9B zeigt eine abgewandelte Ausführungsform aus Figur 9A. Im Unterschied zu
Figur 9A bilden die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n die Gehäusewand 5. Das Gehäuse 2 wird in diesem Fall aus den Einsätzen 11
1, 11
2, ..., 11
n, dem Gehäuseboden 3 und dem Gehäusedeckel 4 gebildet. Die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n werden vorzugsweise durch Schrauben 91 miteinander verbunden, die sich weiter vorzugsweise
parallel zur Zentralachse 12 erstrecken. Eine ergänzende oder alternative Verbindung
durch einen Kleber oder durch eine Löt- und/oder Schweißverbindung ist ebenfalls möglich.
Die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n könnten ebenfalls durch eine Rastverbindung werkzeugfrei miteinander verbunden werden.
In diesem Fall könnte ein Vorsprung an der Oberfläche eines Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n, die (die Oberfläche) parallel zu dem Gehäusedeckel 4 oder Gehäuseboden 3 verläuft,
in eine Öffnung des benachbarten Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n eingeführt werden, wobei der Vorsprung durch eine Drehbewegung derart in der Öffnung
verschoben wird, dass sich die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n nichtmehr voneinander lösen, wenn lediglich eine Kraft entlang der Zentralachse 12
aufgebracht wird.
[0069] Für den Fall, dass die Trenneinrichtungen 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 nicht in Form einer Beschichtung auf den Dielektrika 8
1, 8
2, ..., 8
n ausgebildet sind, wären diese zwischen den Einsätzen 11
1, 11
2, ..., 11
n angeordnet. Sie könnten dann entweder einen Teil der Außenwandung der Gehäusewand
5 darstellen oder in einer Einbuchtung der Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n, in deren Bereich die Einsätze 11
1, 11
2, ..., 11
n eine verringerte Dicke aufweisen, angeordnet sein. In diesem Fall wären die Trenneinrichtungen
9
1, 9
2, ..., 9
n-1 von außen unsichtbar.
[0070] Figur 10 zeigt ein Flussdiagramm, welches erläutert, wie die Resonanzfrequenz und/oder
die Koppelbandbreite für einen Resonator 6
1, 6
2, ..., 6
n eingestellt wird, um den erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilter 1 abzugleichen. Zu
Beginn wird eine Zählervariable X mit 0 definiert. Anschließend wird der Verfahrensschritt
S
1 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
1 werden alle Koppelöffnungen 10 der 1+x-ten Trenneinrichtung und/oder der n-1-ten
Trenneinrichtung geschlossen. Mit Blick auf den Längsschnitt in Figur 4 wären dies
die Koppelöffnungen 10 in der ersten Trenneinrichtung 9
1 und in der letzten Trenneinrichtung 9
n-1.
[0071] Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
2 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
2 wird der Reflexionsfaktor an dem ersten Signalleitungsanschluss 30
1 und/oder an dem zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 gemessen. Der gemessene Reflexionsfaktor wird einzig aus den geometrischen Eigenschaften
des ersten und des n-ten Resonators 6
1, 6
n bestimmt.
[0072] Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
3 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
3 wird die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite des ersten und/oder des n-ten
Resonators 6
1, 6
n auf einen bestimmten Wert eingestellt. Im Wechsel dazu wird wiederum der Verfahrensschritt
S
2 ausgeführt, um den geänderten Reflexionsfaktor erneut zu messen, um dann festzustellen,
ob der Verfahrensschritt S
3 abermalig ausgeführt werden muss, oder ob die eingestellten Werte für die Resonanzfrequenz
und/oder der Koppelbandbreite den gewünschten Werten bereits entsprechen.
[0073] Das Abgleichen des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1 erfolgt von außen nach
innen, also beginnend bei den Resonatoren 6
1, 6
n die an den ersten und/oder zweiten Signalleitungsanschlüssen 30
1, 30
2 angeordnet sind. Nach und nach werden sukzessiv weitere Resonatoren 6
2, 6
3, ..., 6
n-2 durch Öffnen der jeweiligen Koppelöffnungen hinzu geschalten. Dieser Vorgang wird
beispielsweise in Figur 11 beschrieben.
[0074] Figur 11 zeigt ein weiteres Flussdiagramm, welches erläutert, wie die Resonanzfrequenzen
und/oder die Koppelbandbreiten für die weiteren Resonatoren 6
2, 6
3, ..., 6
n-1 eingestellt werden, um den erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilter 1 abzugleichen. Für
den Fall, dass die Resonanzfrequenzen und/oder die Koppelbandbreite für den ersten
Resonator 6
1 und/oder für den n-ten Resonator 6
n eingestellt worden sind, wird der Verfahrensschritt S
4 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
4 wird zumindest eine Koppelöffnung 10 der 1+X-ten Trenneinrichtung und/oder der n-1-X-ten
Trenneinrichtung geöffnet. Mit Hinblick auf Figur 4 wäre dies die Koppelöffnung 10
in den Trenneinrichtungen 9
1 und 9
n-1.
[0075] Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
5 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
5 wird der Wert von X um 1 erhöht. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
6 aufgeführt, in dem erneut die Verfahrensschritte S
1, S
2, S
3, S
4, S
5 ausgeführt werden und zwar so lange, bis alle Koppelöffnungen 10 geöffnet sind. Dies
bedeutet, dass im Anschluss daran mit Blick auf Figur 4 die Koppelöffnungen 10 der
Trenneinrichtung 9
2 und die Koppelöffnungen 10 der Trenneinrichtung 9
3 geschlossen werden. Es wird abermals der Reflexionsfaktor am ersten Signalleitungsanschluss
30
1 und/oder am zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 gemessen. Im Anschluss daran wird abermals die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite
der beiden ersten und der beiden letzten Resonatoren 6
1, 6
2 und 6
n, 6
n-1 eingestellt.
[0076] Im Anschluss daran wird der Wert für X abermals um 1 erhöht, also der Verfahrensschritt
S
5 erneut durchgeführt.
[0077] Anhand von Figur 4 ist zu sehen, dass es eine ungerade Anzahl an Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n gibt. Der Resonator 6
3, also der Resonator in der Mitte des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1 wird
beim Verfahren zum Abgleichen des Hochfrequenzfilters 1 einmal für die Berechnung
des Reflexionsfaktors an dem ersten Signalleitungsanschluss 30
1 und einmal für die Berechnung des Reflexionsfaktors an dem zweiten Signalleitungsanschluss
30
2 verwendet.
[0078] Dieser Sachverhalt findet sich in dem Flussdiagramm aus Figur 12 wieder, welches
erläutert, wie die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite für den Resonator
in der Mitte des Hochfrequenzfilters 1 eingestellt wird. Für den Fall, dass X den
Wert (n-1)/2 erreicht, was in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4 dem Wert "2" entspricht,
werden die Verfahrensschritte S
7 und/oder S
8 und S
9 durchgeführt.
[0079] Innerhalb des Verfahrensschritts S
7 werden die Koppelöffnungen 10 der X-ten Trenneinrichtung geöffnet und die Koppelöffnungen
10 der X+1-ten Trenneinrichtung geschlossen. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur
4 würden die Koppelöffnungen in der Trenneinrichtung 9
2 geöffnet und in der Trenneinrichtung 9
3 geschlossen werden. Im Anschluss daran wird der Reflexionsfaktor am ersten Signalleitungsanschluss
30
1 gemessen und die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite entsprechend eingestellt
werden.
[0080] Stattdessen oder alternativ dazu wird in dem Verfahrensschritt S
8 die Koppelöffnung 10 der X+1-ten Trenneinrichtung geöffnet und die Koppelöffnungen
10 der X-ten Trenneinrichtung geschlossen. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4
würden in diesem Fall die Koppelöffnungen 10 in der Trenneinrichtung 9
2 geschlossen werden, wohingegen die Koppelöffnung 10 innerhalb der Trenneinrichtung
9
3 geöffnet werden würden. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
2 erneut ausgeführt und der Reflexionsfaktor am zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 gemessen. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
3 ausgeführt, in welchem die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite eingestellt
werden.
[0081] Die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite des Resonators in der Mitte des
erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1 muss derart eingestellt werden, dass sowohl
für den Reflexionsfaktor am ersten Signalleitungsanschluss 30
1, als auch für den Reflexionsfaktor am zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 ein annehmbarer Wert erreicht wird. Ggf. müssen hierzu Kompromisse eingegangen werden.
[0082] Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
9 ausgeführt und es werden die Koppelöffnungen der X-ten und der X+1-ten Trenneinrichtung
geöffnet. In diesem Zustand sind alle Koppelöffnungen 10 in allen Trenneinrichtungen
9
1, 9
2, ..., 9
n-1 geöffnet. Dieser Zustand tritt automatisch nach Durchlaufen des Flussdiagrams aus
Figur 11 ein, wenn es eine gerade Anzahl von Resonatoren 6
1, 6
2, ..., 6
n gibt.
[0083] Für den Fall, dass in jeder Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n mindestens eine Koppelöffnung 10 geöffnet ist, werden die Verfahrensschritte S
2, S
10 und S
3 ausgeführt, die in dem Flussdiagramm aus Figur 13 dargestellt sind. Der Verfahrensschritt
S
2, welcher bereits mit Bezug auf Figur 10 erläutert worden ist, wird ausgeführt. Innerhalb
dieses Verfahrensschritts wird ein Reflexionsfaktor am ersten Signalleitungsanschluss
30
1 und/oder am zweiten Signalleitungsanschluss 30
2 gemessen.
[0084] Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S
10 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S
10 werden der Vorwärts-Transmissionsfaktor und/oder der Rückwärts-Transmissionsfaktor
ermittelt.
[0085] Im Anschluss daran werden nochmals die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite
auf einen bestimmten Wert eingestellt, bzw. fein justiert. Dies erfolgt in dem Verfahrensschritt
S
3. Eine Wiederholung der Verfahrensschritte S
2 und S
10 ist dabei so oft möglich, wie im Verfahrensschritt S
3 noch nicht der gewünschte Zielwert für die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite
erreicht worden ist.
[0086] Figur 14 zeigt ein weiteres Flussdiagramm, welches erläutert, durch welche Maßnahmen
die die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite innerhalb eines Resonators
6
1, 6
2, ..., 6
n verändert werden kann. Innerhalb des Verfahrensschritts S
3 können die nachfolgenden Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander
durchgeführt werden. Der Verfahrensschritt S
11 beschreibt, dass die Resonanzfrequenz und/oder die Koppelbandbreite dadurch eingestellt
werden können, dass der Durchmesser der jeweiligen Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n durch Austauschen des Einsatzes 11
1, 11
2, ..., 11
n durch einen anderen mit geänderten Abmessungen, insbesondere mit einem geänderten
Innendurchmesser erfolgen kann.
[0087] Alternativ oder in Ergänzung zu dem Verfahrensschritt S
11 kann der Verfahrensschritt S
12 durchgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S
12 kann eine vorgesehene Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n-1 gedreht werden, so dass die Koppelöffnungen 10 anders angeordnet sind. Es ist auch
möglich, dass die Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ..., 9
n durch eine andere ausgetauscht wird, wobei die Koppelöffnungen 10 eine andere Anordnung
und/oder eine andere Anzahl und/oder eine andere Größe und/oder eine andere Geometrie
aufweisen.
[0088] Optional und/oder in Ergänzung zu den Verfahrensschritten S
11 und/oder S
12 kann der Verfahrensschritt S
13 ausgeführt werden. Eine Änderung der Resonanzfrequenz und/oder der Koppelbandbreite
kann auch durch ein weiteres Eindrehen und/oder Ausdrehen von zumindest einem Abstimmelement
40
1, 40
2, ..., 40
n in die jeweilige Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n erfolgen. In eine Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n können auch mehr als ein Abstimmelement 40
1, 40
2, ..., 40
n ein- oder ausgedreht werden.
[0089] In Ergänzung oder alternativ zu den Verfahrensschritten S
11, S
12 und/oder S
13 kann auch der Verfahrensschritt S
14 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S
14 kann zumindest ein Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n in einer Resonatorkammer 7
1, 7
2, ..., 7
n durch ein anderes Dielektrikum 8
1, 8
2, ..., 8
n getauscht werden, welches geänderte Abmessungen, insbesondere in seiner Höhe und/oder
seines Durchmessers aufweist.
[0090] Innerhalb des Verfahrensschritts S
1, oder jedes Mal wenn Koppelöffnungen 10 geschlossen werden sollen, geschieht dies
bevorzugt dadurch, dass die jeweilige Trenneinrichtung 9
1, 9
2, ... 9
n durch eine solche getauscht wird, welche über keine Koppelöffnungen 10 verfügt.
[0091] Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im
Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig
miteinander kombinierbar.
1. Hochfrequenzfilter (1) mit einem Gehäuse (2) mit den folgenden Merkmalen:
- zumindest n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) , die je eine Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) umfassen, die von dem Gehäuse (2) umschlossen sind, wobei n ≥ 2, bevorzugt n ≥ 3,
weiter bevorzugt n ≥ 4, weiter bevorzugt n ≥ 5 ist;
- zumindest n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) , von denen zumindest je eines in einer Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) angeordnet ist;
- das Hochfrequenzfilter (1) weist n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) auf;
- die Resonatorkammern (71, 72, ..., 7n) der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) sind aneinander in Signalübertragungsrichtung (21) angeordnet, die senkrecht zum
H-Feld (20) liegt, wobei jede Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) maximal an zwei andere Resonatorkammern (71, 72, ..., 7n) angrenzt und von jeder durch eine Trenneinrichtung (91, 92, ..., 9n-1) getrennt ist;
- jede der n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) weist zumindest eine Koppelöffnung (10) auf, über die die angrenzenden Resonatorkammern
(71, 72, ..., 7n) miteinander gekoppelt sind;
- die Kopplung zwischen den Resonatorkammern (71, 72, ..., 7n) erfolgt senkrecht oder mit einer Komponente überwiegend senkrecht zum H-Feld (20);
- ein erster Signalleitungsanschluss (301) ist über eine erste Öffnung im Gehäuse (2) mit dem zumindest einen Dielektrikum
(81) des ersten Resonators (61) gekoppelt; und
a) der erste Signalleitungsanschluss (301) steht in mittigem oder außermittigem Kontakt mit dem Dielektrikum (81) in der Resonatorkammer (71) des ersten Resonators (61);
oder
b) das Dielektrikum (81) in der Resonatorkammer (71) des ersten Resonators (61) weist eine Vertiefung auf, in die der erste Signalleitungsanschluss (301) hineinragt;
oder
c) das Dielektrikum (81) in der Resonatorkammer (71) des ersten Resonators (61) weist eine durchgängige Ausnehmung auf, durch die sich der erste Signalleitungsanschluss
(301) hindurch erstreckt, wodurch der erste Signalleitungsanschluss (301) in Kontakt mit der ersten Trenneinrichtung (91) steht;
und/oder
- ein zweiter Signalleitungsanschluss (302) ist über eine zweite Öffnung im Gehäuse (2) mit dem Dielektrikum (8n) des n-ten Resonators (6n) gekoppelt;
und
a) der zweite Signalleitungsanschluss (302) steht in mittigem oder außermittigem Kontakt mit dem Dielektrikum (8n) in der Resonatorkammer (7n) des n-ten Resonators (6n) ;
oder
b) das Dielektrikum (8n) in der Resonatorkammer (7n) des n-ten Resonators (6n) weist eine Vertiefung auf, in die der zweite Signalleitungsanschluss (302) hineinragt;
oder
c) das Dielektrikum (8n) in der Resonatorkammer (7n) des n-ten Resonators (6n) weist eine durchgängige Ausnehmung auf, durch die sich der zweite Signalleitungsanschluss
(302) hindurch erstreckt, wodurch der zweite Signalleitungsanschluss (302) in Kontakt mit der n-1-ten Trenneinrichtung (9n-1) steht.
2. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- der erste Signalleitungsanschluss (301), der in die Vertiefung oder in die durchgängige Ausnehmung des Dielektrikums (81) in der Resonatorkammer (71) des ersten Resonators (61) eingreift, steht mit diesem Dielektrikum (81) in Kontakt oder ist berührungsfrei zu diesem Dielektrikum (81) angeordnet; und/oder
- der zweite Signalleitungsanschluss (302), der in die Vertiefung oder in die durchgängige Ausnehmung des Dielektrikums (8n) in der Resonatorkammer (7n) des n-ten Resonators (6n) eingreift, steht mit diesem Dielektrikum (8n) in Kontakt oder ist berührungsfrei zu diesem Dielektrikum (8n) angeordnet.
3. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
- die n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) sind in Signalübertragungsrichtung (21) und/oder entlang einer Zentralachse (12)
angeordnet, wobei sich das H-Feld (20) radial um die Zentralachse (12) und/oder um
die Signalübertragungsrichtung (21) nach außen hin erstreckt.
4. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
- zumindest eine der n Resonatorkammern (71, 72, ..., 7n) und/oder eines der n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) ist zylinderförmig.
5. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch die folgende Merkmale:
- jede der n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) besteht aus einem Trennblättchen, das aus Metall und/oder aus einer Metalllegierung
besteht oder Metall und/oder eine Metalllegierung umfasst; oder
- eine oder beide Stirnseiten jedes der n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) ist mit einer Metallschicht überzogen, wobei diese Metallschicht dann eine der n-1
Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) darstellt, wobei das zumindest eine Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) mit der zumindest einen der n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) einteilig ausgebildet ist und wobei zumindest eine Ausnehmung (90) in dem Überzug
der Metallschicht die zumindest eine Koppelöffnung (10) bildet.
6. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- das Gehäuse (2) umfasst einen Gehäuseboden (3) und einen vom Gehäuseboden (3) beabstandeten
Gehäusedeckel (4) ;
- zwischen dem Gehäuseboden (3) und dem Gehäusedeckel (4) :
a) ist eine umlaufende Gehäusewand (5) angeordnet; oder
b) sind zumindest ein Einsatz (111, 112, ..., 11n) und eine umlaufende Gehäusewand (5) angeordnet, wobei der zumindest eine Einsatz
(111, 112, ..., 11n) von der umlaufenden Gehäusewand (5) umschlossen ist; oder
c) ist zumindest ein Einsatz (111, 112, ..., 11n) angeordnet, der eine Gehäusewand (5) bildet.
7. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- ein Durchmesser zumindest einer Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) wird durch zumindest einen Einsatz (111, 112, ..., 11n), insbesondere durch einen ringförmigen Einsatz (111, 112, ..., 11n), der sich an der Gehäusewand (5) anlehnt, definiert und/oder vorgegeben; und/oder
- zumindest ein Verdrehschutzelement (62) ist zwischen zumindest einer der n-1 Trenneinrichtungen
(91, 92, ..., 9n-1) und dem zumindest einen Einsatz (111, 112, ..., 11n) und/oder dem angrenzenden Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) angebracht und verhindert das gegenseitige Verdrehen dieser Elemente und/oder
- zumindest je ein Verdrehschutzelement (62) ist zwischen dem Gehäuseboden (3) und/oder
dem Gehäusedeckel (4) und/oder der Gehäusewand (5) und dem Einsatz (111) in der ersten Resonatorkammer (71) und dem Einsatz (11n) in der n-ten Resonatorkammer (7n) angebracht und verhindert das gegenseitige Verdrehen dieser Elemente.
8. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- die Einsätze (111 112, ..., 11n) von zumindest zwei nicht direkt aneinander angrenzenden n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) weisen eine Öffnung (501, 502) auf;
- die zumindest beiden Öffnungen (501, 502) werden durch einen Kanal (51) miteinander verbunden, wobei dieser zumindest teilweise innerhalb
der Gehäusewand (5) verläuft;
- ein elektrischer Leiter (52) verläuft innerhalb des Kanals (51);
- der elektrische Leiter (52) koppelt die zumindest beiden Resonatoren (61, 62, ..., 6n) kapazitiv und/oder induktiv miteinander.
9. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- das Dielektrikum (81) im ersten Resonator (61) steht mit der ersten Trenneinrichtung (91) in Kontakt und das Dielektrikum (8n) im n-ten Resonator (6n) steht mit der n-1-ten Trenneinrichtung (9n-1) in Kontakt und/oder die Dielektrika (82, ..., 8n-1) der übrigen n-2 Resonatoren (62, ..., 6n-1) stehen mit beiden, die jeweilige Resonatorkammer (72, ..., 7n-1) begrenzenden Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) in Kontakt; und/oder
- das Dielektrikum (81) im ersten Resonator (61) steht mit dem Gehäusedeckel (4) in Kontakt und das Dielektrikum (8n) im n-ten Resonator (6n) steht mit dem Gehäuseboden (3) in Kontakt; und/oder
- die Dielektrika (81, 82, ..., 8n) der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) sind mit einer oder beiden Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1), die die jeweilige Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) begrenzen, fest verbunden, insbesondere verlötet oder verpresst.
10. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- die n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) sind scheibenförmig; und/oder
- alle oder einige der n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) unterscheiden sich in ihrem Material; und/oder
- alle oder einige der n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) unterscheiden sich vollständig oder teilweise in ihren Abmessungen; und/oder
- alle oder zumindest eines der n Dielektrika (81, 82, ..., 8n) füllen ein Volumen der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) ihrer jeweiligen n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) vollständig oder teilweise aus.
11. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- die Anordnung und/oder die Größe und/oder die Querschnittsform zumindest einer Koppelöffnung
(10) einer der n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) ist vollständig oder teilweise unterschiedlich zu der Anordnung und/oder der Größe
und/oder der Querschnittsform einer Koppelöffnung (10) einer anderen der n-1 Trenneinrichtungen
(91, 92, ..., 9n-1); und/oder
- die Anzahl der Koppelöffnungen (10) in den n-1 Trenneinrichtungen (91, 92, ..., 9n-1) ist vollständig oder teilweise unterschiedlich.
12. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- die Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) zumindest eines der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) weist zumindest eine zusätzliche Öffnung (411, 412, ..., 41n) nach außerhalb des Gehäuses (2) auf;
- zumindest ein Abstimmelement (401, 402, ..., 40n) ist durch diese zumindest eine zusätzliche Öffnung (411, 412, ..., 41n) in die Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) eingeführt;
- der Abstand zwischen dem Abstimmelement (401, 402, ..., 40n), das durch die zumindest eine zusätzliche Öffnung (411, 412, ..., 41n) in die Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) eingeführt ist, ist zu dem jeweiligen Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) innerhalb der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) veränderbar.
13. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 12,
gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- der Abstand des zumindest einen Abstimmelements (401, 402, ..., 40n) zu dem jeweiligen Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) in der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) ist soweit verringerbar, dass es mit diesem in Kontakt steht; oder
- das Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) in der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) weist eine Einbuchtung auf, wobei der Abstand des zumindest einen Abstimmelements
(401, 402, ..., 40n) zu dem jeweiligen Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) in der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) soweit verringerbar ist, dass dieses in die Einbuchtung des jeweiligen Dielektrikums
(81, 82, ..., 8n) eintaucht und/oder mit diesem in Kontakt steht; und/oder
- das zumindest eine Abstimmelement (401, 402, ..., 40n) ist senkrecht zu der Signalübertragungsrichtung (21) in der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) des zumindest einen der n Resonatoren (61, 62, ..., 6n) ausgerichtet; und/oder
- das zumindest eine Abstimmelement (401, 402, ..., 40n) besteht aus einem Dielektrikum oder das zumindest eine Abstimmelement (401, 402, ..., 40n) besteht aus einem Dielektrikum, das ganz oder teilweise mit einer Metallschicht
überzogen ist oder das zumindest eine Abstimmelement (401, 402, ..., 40n) besteht aus einem Metall.
14. Verfahren zum Abgleichen eines Hochfrequenzfilters, der nach einem der Ansprüche 1
bis 13 aufgebaut ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Schließen (S1) aller Koppelöffnungen (10) der 1+X-ten Trenneinrichtung und/oder der n-1-X-ten Trenneinrichtung,
mit X = 0;
- Messen (S2) eines Reflexionsfaktors am ersten Signalleitungsanschluss (301) und/oder Messen eines Reflexionsfaktors am zweiten Signalleitungsanschluss (302);
- Einstellen (S3) der Resonanzfrequenz und/oder der Koppelbandbreite auf einen gewünschten Wert.
15. Verfahren zum Abgleichen eines Hochfrequenzfilters, nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Öffnen (S4) zumindest einer der Koppelöffnungen (10) der 1+X-ten Trenneinrichtung und/oder der
n-1-X-ten Trenneinrichtung;
- Erhöhen (S5) von X um eins;
- Erneutes Ausführen (S6) der Verfahrensschritte Schließen (S1), Messen (S2), Einstellen (S3), Öffnen (S4) und Erhöhen (S5), bis alle Koppelöffnungen (10) geöffnet sind.
16. Verfahren zum Abgleichen eines Hochfrequenzfilters, nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt erneutes Ausführen (S
6) bei einer ungeraden Anzahl an Resonatorkammern (7
1, 7
2, ..., 7
n) die folgenden Verfahrensschritte umfasst wenn X den Wert (n-1)/2 erreicht:
- Öffnen (S7) zumindest einer der Koppelöffnungen (10) der X-ten Trenneinrichtung und Schließen
aller Koppelöffnungen (10) der X+1-ten Trenneinrichtung und Messen (S2) eines Eingangsreflexionsfaktors am ersten Signalleitungsanschluss (301) und Einstellen (S3) der Resonanzfrequenz und/oder der Koppelbandbreite auf einen gewünschten Wert und/oder
- Öffnen (S8) zumindest einer der Koppelöffnungen (10) der X+1-ten Trenneinrichtung und Schließen
aller Koppelöffnungen (10) der X-ten Trenneinrichtung und Messen (S2) eines Eingangsreflexionsfaktors am zweiten Signalleitungsanschluss (302) und Einstellen (S3) der Resonanzfrequenz und/oder der Koppelbandbreite auf einen gewünschten Wert; und
- Öffnen (S9) der zumindest einen Koppelöffnung (10) der X-ten und X+1-ten Trenneinrichtungen.
17. Verfahren zum Abgleichen eines Hochfrequenzfilters, nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass in jeder Trenneinrichtung (9
1, 9
2, ..., 9
n-1) zumindest eine Koppelöffnung (10) geöffnet ist folgende Verfahrensschritte ausgeführt
werden:
- Messen (S2) eines Reflexionsfaktors am ersten Signalleitungsanschluss (301) und/oder Messen eines Reflexionsfaktors am zweiten Signalleitungsanschluss (302); und/oder
- Messen (S10) eines Vorwärts-Transmissionsfaktors und/oder Messen eines Rückwärts-Transmissionsfaktors;
und
- Einstellen (S3) der Resonanzfrequenzen und/oder der Koppelbandbreite auf einen gewünschten Wert.
18. Verfahren zum Abgleichen eines Hochfrequenzfilters, nach Anspruch 14, 15, 16 oder
17 unter Berücksichtigung zumindest einem der Ansprüche 7, 8, 10, 12, 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt Einstellen die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- Verändern des Durchmessers (S11) der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) von zumindest einem Resonator (61, 62, ..., 6n) durch Austauschen des zumindest einen Einsatzes (111, 112, ..., 11n) durch einen anderen Einsatz (111, 112, ..., 11n) mit geänderten Abmessungen; und/oder
- Verändern (S12) der Anordnung und/oder der Anzahl und/oder der Größe und/oder der Querschnittsform
von zumindest einer Koppelöffnung (10) durch Drehen und/oder Austauschen von zumindest
einer Trenneinrichtung (91, 92, ..., 9n-1); und/oder
- Weiteres Eindrehen und/oder Ausdrehen (S13) des zumindest eines Abstimmelements (401, 402, ..., 40n) in die Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) von zumindest einem Resonators (61, 62, ..., 6n) ; und/oder
- Austauschen (S14) des Dielektrikums (81, 82, ..., 8n) in der Resonatorkammer (71, 72, ..., 7n) von zumindest einem Resonator (61, 62, ..., 6n) durch ein anderes Dielektrikum (81, 82, ..., 8n) mit geänderten Abmessungen.