(19) |
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(11) |
EP 1 825 559 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.08.2010 Patentblatt 2010/33 |
(22) |
Anmeldetag: 10.11.2005 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2005/012062 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2006/063640 (22.06.2006 Gazette 2006/25) |
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(54) |
HOCHFREQUENZFILTER SOWIE VERFAHREN ZUM ABSTIMMEN EINES HOCHFREQUENZFILTERS
HIGH-FREQUENCY FILTER AND METHOD FOR TUNING A HIGH-FREQUENCY FILTER
FILTRE HAUTE FREQUENCE ET PROCEDE POUR ACCORDER UN FILTRE HAUTE FREQUENCE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
16.12.2004 DE 102004060695
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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29.08.2007 Patentblatt 2007/35 |
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Patentinhaber: Kathrein-Austria Ges.M.B.H. |
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6330 Kufstein (AT) |
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(72) |
Erfinder: |
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- MAYR, Ingo
A-6342 Niederndorf (AT)
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(74) |
Vertreter: Flach, Dieter Rolf Paul et al |
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Andrae Flach Haug
Adlzreiterstrasse 11 83022 Rosenheim 83022 Rosenheim (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
US-A- 4 521 754 US-B1- 6 320 483
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US-A- 5 329 687 US-B1- 6 407 651
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 2003, Nr. 12, 5. Dezember 2003 (2003-12-05) & JP 2004
349823 A (MURATA MFG CO LTD), 9. Dezember 2004 (2004-12-09)
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
[0002] In funktechnische 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] Hochfrequenzfilter 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 benachbarten zu einem Deckel liegt, der auf der Oberseite
des Gehäuses angeordnet ist. Beim Auftreten von Temperaturschwankungen kommt es zu
einer Veränderung der mechanischen Länge des Innenleiterrohrs. Da die mechanische
Länge umgekehrt proportional zur Frequenz ist, sinkt die Resonanzfrequenz des Filters,
wenn die mechanische Länge mit zunehmender Temperatur steigt. Dieser dominierende
Effekt führt beispielsweise bei einem Filter mit einer Resonanzfrequenz von einem
1 GHz bei einem Temperaturunterschied von 40°C zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz
um 1 MHz. Bei Temperaturveränderungen tritt ein weiterer zweiter Effekt auf. Am freien
Ende des Innenleiters ist eine Kapazität zwischen dem Deckel und dem Innenleiterrohr
ausgebildet (sog. Kopf-Kapazität). Diese Kapazität ist auch frequenzbestimmend. Kommt
es zu einer Temperaturerhöhung, dehnen sich das Innenleiterrohr und die Wände des
Außenleitergehäuses um den gleichen Faktor aus. Da die Wände des Außenleitergehäuses
höher sind als das Innenleiterrohr, kommt es zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen
Innenleiterrohr und Deckel, was eine Abnahme der Kopf-Kapazität zur Folge hat und
zu einer Erhöhung der Resonanzfrequenz führt. Dieser Effekt wirkt somit der Verminderung
der Resonanzfrequenz aufgrund der größeren mechanischen Länge des Innenleiterrohrs
bei Temperaturerhöhungen entgegen. Der Effekt ist aber sehr gering und fällt nicht
ins Gewicht.
[0004] Um den Effekt der Abnahme der Kopf-Kapazität bei Temperaturerhöhungen zu verstärken,
ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Teile des Innenleiterrohrs oder auch den
gesamten Innenleiter aus einem anderen Material mit einem geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als das Außenleitergehäuse zu fertigen. Dadurch wird bei einer Temperaturerhöhung
die Kopf-Kapazität noch kleiner und kompensiert den Effekt der Frequenzzunahme durch
die temperaturbedingte Längenausdehnung. Mit solchen Filtern kann eine Temperaturkompensation
dahingehend erreicht werden, dass die Resonatoren im Filter in einem bestimmten Temperaturbereich
eine konstante Resonanzfrequenz aufweist. Diese Art der Kompensation hat jedoch einige
Nachteile. Dadurch, dass der Innenleiter oder Teile des Innenleiters aus einem anderen
Material als das Gehäuse bestehen, tritt immer eine Störstelle zwischen zwei Materialien
auf, selbst wenn beide miteinander verlötet werden. Dies kann abgesehen von Fertigungsproblemen
auch Intermodulationsprobleme hervorrufen. Ferner müssen mehrere unterschiedliche
Materialien im hochfrequenzkritischen Resonatorraum zusammengefügt werden, wobei mechanische
Toleranzen in diesem Raum gravierende Einflüsse auf das Filter haben können. Wird
ein Innenleiter z. B. nicht auf wenige hundertstel Millimeter genau im Filter platziert,
verändert sich die Koppelbandbreite zu allen benachbarten Resonatoren, was wiederum
Probleme bei der Abstimmung mit sich bringen kann. Auch in der Entwicklungsphase des
Filters muss viel Zeit für die Optimierung aufgewendet werden, da für fast jeden Innenleiter
ein eigenes Kompensationselement entwickelt werden muss. Bei der Serienfertigung hat
man darüber hinaus eine Vielzahl von verschiedenen unterschiedlichen Teilen, die zusammengefügt
werden müssen, was die Montage erschwert. Insbesondere kann es zu Verwechslungen bei
der Montage kommen und es müssen Sonderwerkzeuge während der Montage verwendet werden.
Hierdurch steigt auch der Preis für das Filter.
[0005] Aus der Druckschrift
US 6,407,651 B1 ist ein gattungsbildendes Hochfrequenzfilter bekannt, bei dem ein auf dem Innenleiterrohr
aufgesetztes Kompensationselement verwendet wird, das über einen Balg mit der Oberseite
des Innenleiterrohrs verbunden ist. Die Position des Kompensationselementes kann über
eine Einstellschraube verändert werden. Durch die Verwendung von unterschiedlichen
Materialien für das Kompensationselement und die Schraube kann eine Temperaturkompensation
des Filters durchgeführt werden.
[0006] Ein Hochfrequenz-Koaxialresonator ist auch aus der
US 6 320 483 B1 bekanntgeworden. Hierin wird ein zum Stand der Technik gehörender Resonator beschrieben,
der einen Innenleiter, einen Außenleiter und einen Deckel umfasst. Ferner ist beschrieben,
dass die Weite des Koaxialresonators verringert werden kann, allerdings nur mit Problemen.
Aufgrund der Reduzierung der Dicke der Konstruktion ist es allerdings notwendig, den
Innenleiter durch ein zusätzliches Abstützelement zu stützen. Es handelt sich dabei
um eine parallel zur Decken- bzw. Bodenplatte verlaufende stabförmige Abstützkonstruktion,
die in der Mitte einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der vom Innenleiter durchsetzt
wird. Die horizontal wegstehenden Abstützarme liegen an der Innenseite des koaxialen
Resonators an.
[0007] Ein Hochfrequenz-Resonator allgemein ist unter anderem auch aus der
US 5 329 687 A bekanntgeworden.
[0008] Schließlich ist ein gattungsbildender Hochfrequenz-Koaxialresonator mit einer Temperatur-Kompensationseinrichtung
auch aus der
US 6 407 651 B1 bekannt geworden. Dieser Hochfrequenz-Koaxialresonator umfasst ein Außenleitergehäuse
mit einem daran axial angeordneten Innenleiterrohr, welches bevorzugt einstückig mit
dem Außenleitergehäuse verbunden ist. Das Innenleiterrohr endet im Abstand unterhalb
eines das Außenleitergehäuse verschließenden Deckels. Das Innenleiterrohr ist mit
einer das Innenleiterrohr durchsetzenden Längsbohrung versehen, in welche von unten
her eine Schraube eindrehbar ist. Die Schraube ist in ein Gegenstück eindrehbar, welches
im Abstand zum freien Ende des Innenleiterrohres einen umlaufenden Rand aufweist,
so dass zwischen diesem umlaufenden Rand des Gegenstücks und dem freien Stirnrand
des Innenleiterrohres ein balgförmiges Element eingesetzt werden kann. Die Schraube
weist dabei einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der geringer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient
des beispielsweise aus Aluminium bestehenden Innenleiterrohres. Das balgförmige Ausgleichselement
besteht ferner aus einem anderen Material verglichen mit dem Material der Schraube
sowie des Innenleiterrohres.
[0009] Im Falle einer Temperaturzunahme mit einer entsprechenden Vergrößerung der Axiallänge
des Innenleiterrohres wird durch diese Kompensationseinrichtung sichergestellt, dass
das balgförmige Kompensationselement entsprechend weiter zusammengepresst wird, da
sich die Gesamtkonstruktion aus Schraube und Gegenstück in der Gesamtlänge demgegenüber
nur geringfügig in der Länge ändert.
[0010] Diese Ausführungsform weist aber auch diverse Nachteile auf, da zusätzliche Elemente
notwendig sind, das balgförmige Element an der umlaufenden Stirnwand des Innenleiterrohrs
angeschweißt werden muss etc.. Auch Intermodulationsprobleme können dadurch bedingt
sein.
[0011] Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise
zu schaffen, der einfacher zu fertigen ist als aus dem Stand der Technik bekannte
Filter und dessen Hochfrequenzeigenschaften auf einfache Weise verändert werden können.
[0012] Diese Aufgabe wird gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0013] Das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter zeichnet sich unter anderem dadurch aus,
dass es mechanisch mit wenigstens einem Abschnitt des Innenleiterrohres verbunden
ist, also mehr oder weniger direkt auf das Innenleiterrohr einwirkt. Von daher bedarf
es keines weiteren zusätzlich vorgesehenen Ausgleichselementes, welches bei einer
temperaturbedingten Verlängerung des Innenleiterrohres quasi gestaucht oder verkürzt
wird, wie dies in dem gattungsbildenden Stand der Technik gemäß der
US 6 407 651 B1 vorgesehen ist.
[0014] In dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilter besteht das Innenleiterrohr aus wenigstens
einem ersten Material und das Kompensationselement aus wenigstens einem zweiten Material.
Der Begriff Innenleiterrohr ist hierbei allgemein zu verstehen und umfasst jede Art
von pfahlförmigen Elementen mit innerem Hohlraum. Insbesondere kann das Innenleiterrohr
im Querschnitt beliebige Formen annehmen, z.B. eine Vierkant-, Sechskant- oder eine
zylindrische Form und dergleichen. Die Materialien sind derart verbunden, dass das
wenigstens eine zweite Material auf das wenigstens eine erste Material zumindest eines
Teilabschnitts des Innenleiterrohrs mechanisch derart einwirkt, dass die Temperaturausdehnung
des ersten Materials und/oder die Länge des Innenleiterrohrs beeinflusst wird Dies
wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass das Innenleiterrohr aus einem Material
besteht, welches einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist als das Material
des Kompensationselementes. Somit wird also erreicht, dass durch die mechanische Verbindung
zwischen erstem und zweitem Material Eigenschaften des zweiten Materials das erste
Material beeinflussen. Mit anderen Worten wird also der Temperaturausdehnungskoeffizient
des zweiten Materials, also des Kompensationselementes, dem ersten Material, also
dem Innenleiterrohr, "aufgezwungen". Wird der Temperaturausdehnungskoeffizient des
zweiten Materials geringer als der des ersten gewählt, kann auf diese Weise eine Temperaturkompensation
stattfinden. Darüber hinaus kann die Länge des Innenleiterrohrs durch mechanische
Kraftausübung des Kompensationselementes auf das Innenleiterrohr beeinflusst werden.
In dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilter kann vorzugweise darauf verzichtet werden,
das Innenleiterrohr separat aus einem anderen Material als das Gehäuse zu fertigen.
Somit wird die Herstellung des Filters erleichtert, da keine mechanischen Toleranzen
beim Zusammenfügen unterschiedlicher Materialien auftreten und keine Sonderwerkzeuge
zur Montage benötigt werden. Ferner werden Intermodulationsprobleme vermieden, da
keine Störstellen an Verbindungspunkten zwischen unterschiedlichen Materialen vorliegen.
Darüber hinaus kann die mechanische Krafteinwirkung des zweiten Materials auf das
erste Material leicht beeinflusst werden, so dass das Filter wesentlich schneller
und einfacher zu optimieren ist.
[0015] Erfindungsgemäß ist das Kompensationselement im Bereich des freien Endes des Innenleiterrohrs
und/oder im Wesentlichen innerhalb des Innenleiterrohrs angeordnet, also vorzugsweise
unterhalb des freien Endes des Innenleiterrohres, so dass das Material des Kompensationselementes
selbst die Kopf-Kapazität im Wesentlichen nicht direkt beeinflusst. Ferner kann das
Kompensationselement lösbar mit dem Innenleiterrohr verbunden sein, so dass je nach
Einsatzzweck das Kompensationselement gegen ein anderes ausgetauscht werden kann.
[0016] In einer besonders bevorzugten Variante übt das Kompensationselement eine im Wesentlichen
auf den Gehäuseboden gerichtete Kraft auf den zumindest einen Teilabschnitt des Innenleiterrohrs
aus, wodurch auf einfache Weise eine Beeinflussung der Temperaturausdehnung des ersten
Materials sowie eine Verminderung des Länge des Innenleiterrohrs durch die nach unten
gerichtete Kraft erreicht werden kann. In einer weiteren Variante ist der wenigstens
eine Teilabschnitt des Innenleiterrohrs ein Abschnitt mit geringerer Dicke des Innenleiterrohrs.
Das erste Material des Innenleiterrohrs setzt somit dem zweiten Material des Kompensationselementes
weniger Kraft entgegen, so dass eine mit dem Kompensationselement bewirkte Temperaturkompensation
verstärkt wird.
[0017] In einer besonders bevorzugten Variante ist das wenigstens eine zweite Material des
Kompensationselementes ein Material mit einer höheren Zugfestigkeit als das wenigstens
eine erste Material des Innenleiterrohrs. Vorzugsweise ist die Zugfestigkeit des wenigstens
einen zweiten Materials um wenigstens 100%, vorzugsweise wenigstens 150%, besonders
bevorzugt um wenigstens 200% größer als die Zugfestigkeit des wenigstens einen ersten
Materials. Darüber hinaus kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials
größer sein als der des zweiten Materials, und zwar insbesondere um wenigstens 50%,
vorzugsweise um wenigstens 100%, besonders bevorzugt um wenigstens 130 %. Das Innenleiterrohr
kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein und das Kompensationselement kann
aus Stahl und/oder Keramik bestehen.
[0018] In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist das Kompensationselement
im Wesentlichen nicht nur im Inneren des Innenleiterrohrs aufgenommen, sondern zudem
mechanisch mit einem Innenflächenabschnitt des Innenleiterrohrs verbunden. Der Innenflächenabschnitt
kann hierbei am unteren Ende, im mittleren Bereich oder am oberen Ende des Innenleiterrohrs
liegen. Auf diese Weise kann die Größe des Teilabschnitts verändert werden, auf die
das zweite Material des Kompensationselementes einwirkt. Je höher der Innenflächenabschnitt
im Innenleiterrohr positioniert ist, um so größer wird die Kompensation der Längenausdehnung
des Materials, sofern das Kompensationselement eine auf dem Gehäuseboden gerichtete
Kraft ausübt. Vorzugsweise ist der Gehäuseboden des Außenleitergehäuses an seiner
Unterseite mit einer Öffnung zum Inneren des Innenleiterrohrs versehen, über welche
das Kompensationselement auf einfache Weise zugänglich ist.
[0019] In einer weiteren bevorzugten Variante ist die Kraft, mit der das wenigstens eine
zweite Material des Kompensationselementes auf das wenigstens eine erste Material
des Innenleiterrohrs einwirkt, veränderbar. Dies erfolgt in einer besonders bevorzugten
Variante der Erfindung mit einem Kompensationselement, das durch eine im Inneren des
Innenleiterrohrs positionierte Schraube gebildet wird, die in wenigstens einem im
Inneren des Innenleiterrohrs ausgebildeten Gewindeabschnitt eingeschraubt ist. Der
wenigstens eine Gewindeabschnitt kann beliebig im Inneren des Innenleiterrohrs positioniert
werden, insbesondere kann er im unteren Teil, im mittleren Teil oder im oberen Teil
des Innenleiterrohrs liegen, wodurch die Stärke der Kompensation beeinflusst wird.
In einer bevorzugten Variante ist an einem Ende der Schraube ein Schraubwerkzeug zum
Verdrehen der Schraube positionierbar ist, wobei dieses Ende an der Öffnung an der
Unterseite des Gehäusebodens angeordnet ist. Somit kann von außen in einfacher Weise
die Zugkraft der Schraube auf das Innenleiterrohr beeinflusst werden und das Filter
abgestimmt werden.
[0020] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schraube
einen inneren Hohlraum auf. Vorzugsweise ist ferner wenigstens ein an oder benachbart
zum freien Ende des Innenleiterrohrs angeordnetes Abstimmelement umfassend metallisches
und/oder dielektrisches Material vorgesehen. Das Abstimmelement kann beispielsweise
in einem auf der Gehäuseoberseite des Außenleitergehäuses positionierten Deckel angeordnet
sein, es ist jedoch auch möglich, dass das Abstimmelement wenigstens teilweise im
Innenleiterrohr positioniert ist. Im letzteren Fall ist das Abstimmelement vorzugsweise
wenigstens teilweise im inneren Hohlraum der Schraube aufgenommen, wobei der innere
Hohlraum hierzu insbesondere einen Innengewindeabschnitt an seinem benachbart zum
freien Ende des Innenleiterrohrs liegenden Ende zum Einschrauben des Abstimmelementes
aufweist.
[0021] Das Außenleitergehäuse ist vorzugsweise einstückig mit dem Innenleiterrohr, beispielsweise
als Fräs- oder Gussteil ausgebildet, so dass keine Intermodulationsprobleme durch
Stoßstellen im Filter auftreten. Das erfindungsgemäße Filter kann beispielsweise als
Duplexweiche, Bandpassfilter oder Bandsperrfilter ausgebildet sein.
[0022] Das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter kann zudem optimal hergestellt werden. Dazu
wird ein Außenleitergehäuse mit einem Gehäuseboden und einer Gehäusewand hergestellt,
wobei im Inneren des Außenleitergehäuses wenigstens ein Innenleiterrohr aus wenigstens
einem ersten Material ausgebildet oder angeordnet wird. Anschließend wird wenigstens
ein Kompensationselement aus wenigstens einem zweiten Material mit dem Innenleiterrohr
verbunden und schließlich erfolgt die Abstimmung der elektrischen Hochfrequenzeigenschaften
des Filters dadurch, dass die mechanische Kraft, die das wenigstens eine zweite Material
des Kompensationselementes auf das wenigstens eine erste Material des Innenleiterrohrs
ausübt, entsprechend eingestellt wird. Bei dem Herstellungsverfahren wird das wenigstens
eine Innenleiterrohr vorzugsweise einstückig mit dem Außenleitergehäuse ausgebildet,
wodurch die Fertigung des Filters stark vereinfacht wird.
[0023] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend detailliert anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
[0024] Es zeigen:
- Figur 1:
- eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer ersten Ausführungsform des
erfindungsgemä- ßen Hochfrequenzfilters;
- Figur 1A:
- eine Detailansicht des Ausschnitts X der Figur 1;
- Figur 2:
- eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer zweiten Ausführungsform des
erfindungs- gemäßen Hochfrequenzfilters;
- Figur 3:
- eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer dritten Ausführungsform des
erfindungs- gemäßen Hochfrequenzfilters;
- Figur 3A:
- eine Detailansicht des Ausschnitts Y der Figur 3;
- Figur 4:
- eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer vierten Ausführungsform des
erfindungs- gemäßen Hochfrequenzfilters.
[0025] Figur 1 zeigt in geschnittener Seitenansicht einen Resonator, der in einer ersten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters verwendet wird. Das Hochfrequenzfilter
selbst kann aus einer Vielzahl von solchen Resonatoren bestehen. Der Resonator der
Figur 1 umfasst ein Außenleitergehäuse 1 mit einem Gehäuseboden 1a, aus dem sich eine
umlaufende Gehäusewand 1b erstreckt. In der Gehäusewand können Koppelöffnungen zur
elektrischen Verkopplung zu benachbarten Resonatoren vorgesehen sein, und die Gehäuse
aller Resonatoren können integral aus einem Material gebildet sein. In dem Gehäuseboden
1a ist einstückig ein Innenleiter in der Form eines zylindrischen Innenleiterrohrs
2 ausgebildet, wobei das Innenleiterrohr mittig innerhalb des durch die Gehäusewand
1b gebildeten Hohlraums angeordnet ist. Auf der Oberseite des Außenleitergehäuses
1 ist ein Deckel 3 mittels mehrerer Schrauben 4 angeschraubt. Es ist auch denkbar,
dass der Deckel nicht an der Gehäuseoberseite befestigt ist, sondern dass der Deckel
an seinem Rand einen oberen Teil der Gehäusewand umfasst, der mit einem unteren Teil
der Gehäusewand in einem Bereich zwischen Gehäuseoberseite und Gehäuseboden verbunden
ist. Ggf. kann der Deckel auch die gesamte Gehäusewand umfassen und auf dem Gehäuseboden
mit dem Außenleitergehäuse verbunden sein. In der Mitte des Deckels befindet sich
ein Abstimmelement 5, das eine Einpressbuchse 5a umfasst, die in den Deckel 3 eingepresst
ist und einen oberen Abschnitt 501 oberhalb des Deckels sowie einen unteren Abschnitt
502 unterhalb des Deckels aufweist. In der Einpressbuchse ist ein Innengewinde vorgesehen,
in das eine Abstimmspitze 5b eingeschraubt ist, die aus dem unteren Ende der Einpressbuchse
5a vorsteht. Die Abstimmspitze weist an ihrem oberen, in der Einpressbuchse befindlichen
Ende eine Sechskantaufnahme (nicht gezeigt) auf, so dass mit einem entsprechenden
Sechskantschlüssel der Abstand der Abstimmspitze zum oberen, freien Ende 2a des Innenleiterrohrs
2 verändert werden kann. Diese Abstandsänderung hat wiederum Einfluss auf die Kapazität
zwischen Innenleiterrohr und Deckel, wodurch sich die Resonanzfrequenz des Resonators
beeinflussen lässt und sich somit das Hochfrequenzfilter abstimmen lässt. Die Einpressbuchse
und die Abstimmspitze können beide beispielsweise aus Messing bestehen.
[0026] Im Inneren des Innenleiterrohrs ist ein Kompensationseinrichtung 6 vorgesehen, die
nachfolgend teilweise auch als Kompensationselement 6 bezeichnet wird. Sie umfasst
eine Kompensationsschraube 6', die nachfolgende teilweise auch als Schraube 6' bezeichnet
wird, welche ein durch einen verdickten Rand angedeutetes Außengewinde 6a und einen
Schraubenkopf 6b umfasst. Die Schraube 6' wurde durch eine Öffnung 1c im Boden des
Gehäuses 1 über die Unterseite des Bodens in das Innenleiterrohr 2 eingesetzt und
am freien Ende 2a mit dem Innenleiterrohr 2 verschraubt. Das Innenleiterrohr weist
hierzu am Ende 2a einen verdickten Abschnitt auf, an dem ein Innengewinde 2b vorgesehen
ist, das durch dick gezeichnete Linien angedeutet ist. Das Innengewinde 2b und das
Außengewinde 6a passen ineinander, so dass die Schraube 6' im Innenleiterrohr 2 eingeschraubt
werden kann. Hierzu sind am Schraubenkopf 6b ein oder mehrere Schlitze oder ein Innensechskant
vorgesehen, um ein Schraubwerkzeug zum Verdrehen der Kompensationsschraube einzuführen.
In Figur 1 ist die Länge der Schraube 6' derart gewählt, dass nur ein kleiner vorderer
Abschnitt 6c des Außengewindes 6a in das untere Ende des Innengewindes 2b eingreift.
Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, stützt sich der Schraubenkopf 6b versetzt
zum Innengewinde 2b am Innenleiterrohr 2 und/oder in oder am Gehäuseboden 1a ab. Es
ist jedoch auch möglich, dass die Schraube länger ausgestaltet ist und weiter in das
Innengewinde 2b eingeschraubt ist.
[0027] Die Schraube 6' ist innen hohl ausgestaltet und umfasst einen unteren, sich vom Schraubenkopf
6b nach oben erstreckenden zylindrischen Hohlraum 6d mit kleinem Durchmesser, an den
sich ein Hohlraum 6e mit größerem Durchmesser anschließt, der sich bis zur oberen
Spitze 6c der Schraube 6' erstreckt. In dem oberen Hohlraum 6e ist ein Innengewinde
6f (mit einer dickeren schwarzen Linie angedeutet) vorgesehen, in das ein weiteres
Abstimmelement eingeschraubt werden kann, wie weiter unten noch näher beschrieben
wird.
[0028] Die Schraube 6' besteht vorzugsweise aus einem anderen Material, beispielsweise aus
einem anderen Metall oder einer Keramik, als das Außenleitergehäuse 1 und das integral
in diesem Gehäuse ausgebildete Innenleiterrohr. Es wird für die Schraube 6' vorzugsweise
ein Material verwendet, das eine höhere Zugfestigkeit und einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als das Innenleiterrohr aufweist. Insbesondere ist die Zugfestigkeit des Materials
der Schraube um wenigstens 100 %, vorzugsweise um wenigstens 150 % und besonders bevorzugt
um wenigstens 200 % größer als die Zugfestigkeit des Materials des Innenleiterrohrs.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Innenleiterrohrs ist vorzugsweise um wenigstens
50 %, insbesondere um wenigstens 100 % und besonders bevorzugt um wenigstens 130 %
größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Schraube. Beispielsweise kann die Schraube
6' aus Stahl bestehen, wohingegen das Innenleiterrohr 2 aus Aluminium besteht. Als
Werkstoff für das Innenleiterrohr kommt z.B. Aluminium vom Typ EN AW-5083 in Frage,
welches eine Dehngrenze R
p0,2 von mindestens 105 N/mm
2 und eine Zugfestigkeit R
m von wenigstens 255 N/mm
2 aufweist. Der Temperaturausdehnungskoeffizient dieses Materials beträgt 24,2 x 10
-6/K. Als Material für die Schraube kann z.B. Edelstahl vom Typ X17CrNi 16-2 verwendet
werden. Dieser Edelstahl hat eine Dehngrenze R
p0,2 von wenigstens 600 N/mm
2 und eine Zugfestigkeit R
m von wenigstens 800 N/mm
2. Der Temperaturausdehnungsbeiwert dieses Materials liegt bei 10,0 x 10
-6/K. Bei den soeben genannten Materialien ergibt sich bei einer Einspannlänge von 48
mm und einer Temperaturdifferenz von 40°C ein Unterschied in der Längenausdehnung
von 0,027 mm.
[0029] Die Schraube 6' wird in das obere Gewinde 2b des Innenleiterrohrs mit einem Drehmoment
eingeschraubt, so dass eine Zugkraft auf das Innenleiterrohr in Richtung auf den Gehäuseboden
ausgeübt wird, welche derart groß ist, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials
der Schraube dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials des Innenleiterrohrs
"aufgezwungen" wird. Eine Wärmeausdehnung des Materials des Innenleiterrohrs, welche
die Wärmeausdehnung der Schraube überschreitet, wird somit durch die Kompensationsschraube
6'* verhindert, da der Innenleiter mit zunehmender Temperatur im elastischen Bereich
aufgrund der Zugkraft der Schraube "kurzgehalten" wird.
[0030] Bei herkömmlichen Resonatoren wird die Resonanzfrequenz aufgrund der Erhöhung der
mechanischen Länge des Innenleiterrohrs bei Temperaturerhöhungen vermindert. Diesem
Effekt wird in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch entgegengewirkt,
dass die Temperaturausdehnung durch den geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten der
Schraube vermindert wird und gleichzeitig der Abstand zwischen Deckel 3 und freiem
Ende 2a des Innenleiterrohrs erhöht wird, was zu einer Abnahme der Kapazität zwischen
Deckel und Innenleiterrohr führt. Hierdurch wird eine Verminderung der Resonanzfrequenz
bewirkt, so dass das in Figur 1 gezeigte Filter temperaturabhängige Schwankungen der
Resonanzfrequenz auf einfache Art und Weise kompensiert. Darüber hinaus wird ein einfaches
Abstimmen des Filters durch Veränderung der Zugspannung der Schraube, d. h. durch
Verdrehen der Schraube 6' im Innengewinde 2b, ermöglicht. Ein Erhöhen der Zugspannung
führt nämlich aufgrund der größeren Zugfestigkeit des Materials der Kompensationsschraube
6' zu einer geringfügigen Verkürzung der mechanischen Länge des Innenleiterrohrs 2,
was wiederum die Resonanzfrequenz beeinflusst. Somit kann durch einfaches Verdrehen
der Kompensationsschraube 6' die Resonanzfrequenz geeignet abgestimmt werden. Die
Stärke der Kompensation kann in dem Filter der Figur 1 auch dadurch beeinflusst werden,
dass die Wandstärke des Innenleiterrohrs verändert wird. Je dünnwandiger das Innenleiterrohr
ist, desto kleiner ist die Kraft des Innenleiterrohrs, welche der Zugkraft der Schraube
bei Wärmeausdehnungen entgegenwirkt. Folglich ist die Kompensation bei dünnen Innenleiterrohren
stärker als bei dicken Innenleiterrohren.
[0031] Figur 1A zeigt eine Detailansicht des in Figur 1 gezeigten Ausschnitts X am oberen
freien Ende 2a des Innenleiterrohrs 2. Man erkennt hier im Detail den verdickten Abschnitt
des Innenleiterrohrs 2 am freien Ende 2a, wobei dieser verdickte Abschnitt am oberen
Ende eine zylindrisch umlaufende Schulter 2c aufweist, wodurch eine Öffnung 2d gebildet
wird, in welche die Abstimmspitze 5b eingreift. Es ist ferner nochmals detailliert
ersichtlich, dass lediglich die vorderste Spitze 6c der Schraube 6' in das Innengewinde
2b des Innenleiterrohrs 2 eingreift.
[0032] Figur 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters. Der Resonator der Figur 2 entspricht in
seinem Aufbau weitestgehend dem Resonator der Figur 1. Der einzige Unterschied besteht
darin, dass anstatt des Abstimmelements 5 im Deckel 3 ein Abstimmelement 5' verwendet
wird, das in dem Innengewinde 6f der Kompensationsschraube 6' eingeschraubt ist. Das
Abstimmelement 5' umfasst eine Buchse 5b', welche an ihrem unteren Ende zwei Außengewindeabschnitte
5c' aufweist, die durch zwei Einschnitte 5d' (mit verdickten Linien angedeutet) voneinander
getrennt sind. Im Bereich der Einschnitte 5d' ist die Buchse 5b' leicht gestaucht.
Hierdurch wird eine Klemmwirkung der im Innengewinde 6f eingeschraubten Außengewindeabschnitte
5c' bewirkt, so dass das Abstimmelement bei Vibrationen nicht seine Position in der
Schraube verändert. In der Buchse 5b' befindet sich das eigentliche Abstimmteil 5a',
welches in der Ausführungsform der Figur 2 aus dielektrischem und vorzugsweise keramischem
Material besteht und in der Buchse 5b' eingepresst ist. Das Abstimmteil erstreckt
sich aus der Buchse 5b' nach oben durch die obere Öffnung im freien Ende 2a des Innenleiterrohrs
2 und beeinflusst ebenfalls die Resonanzfrequenz des Resonators. Die Abstimmung kann
durch die Veränderung der Position des Abstimmelements 5' im Innengewinde 6f der Schraube
6' bewirkt werden.
[0033] Figur 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators in einer dritten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters. Der Aufbau des Filters der Figur 3 ist
ähnlich zu dem Filter der Figur 1, insbesondere wird das gleiche, im Deckel 3 befindliche
Abstimmelement 5 verwendet. Auch die Kompensationsschraube 6' der Figur 3 entspricht
der Kompensationsschraube 6' der Figur 1. Der wesentliche Unterschied des Filters
der Figur 3 zu Figur 1 besteht darin, dass der verdickte Abschnitt des Innenleiterrohrs
mit dem Innengewinde 2b nicht mehr am oberen, freien Ende 2a des Innenleiterrohrs
2, sondern im mittleren Bereich des Innenleiterrohrs angeordnet ist.
[0034] Eine detaillierte Darstellung des Ausschnitts Y, welche den verdickten Abschnitt
im mittleren Bereich des Innenleiterrohrs 2 zeigt, ist hierbei aus Figur 3A ersichtlich.
Analog zur Ausführungsform der Figur 1 wird die Kompensationseinrichtung 6 in Form
einer Schraube 6' mit dem Außengewinde 6a in das Innengewinde 2b derart eingeschraubt,
dass der Wärmeausdehnungskoeffizient der Schraube dem Innenleiterrohr aufgezwungen
wird. Im Unterschied zu Figur 1 wirkt sich die hierdurch bewirkte Kompensation der
Wärmeausdehnung jedoch nicht auf die gesamte Länge des Innenleiterrohrs aus, sondern
nur auf den unteren Abschnitt des Innenleiterrohrs, der sich von dem verdickten Abschnitt
des Innengewindes 2b bis zur Oberseite des Gehäusebodens 1a erstreckt. Im Bereich
oberhalb des Gewindes 2b dehnt sich das Innenleiterrohr 2 gemäß seinem eigenen Temperaturausdehnungskoeffizienten
aus. Da der Temperaturausdehnungskoeffizient des Materials des Innenleiterrohrs vorzugsweise
größer als der Koeffizient der Kompensationsschraube ist, erfolgt in der Ausführungsform
der Figur 3 bei Temperaturerhöhungen eine größere Ausdehnung der Gesamtlänge des Innenleiterrohrs,
so dass sich die Resonanzfrequenz aufgrund der sich stärker vergrößernden mechanischen
Länge des Resonators und des sich weniger stark vergrößernden Abstands zwischen Deckel
3 und freiem Ende 2a des Innenleiterrohrs stärker verändert. Man kann somit in einfacher
Weise die Stärke der Temperaturkompensation anpassen, indem der Abschnitt des Innenleiterrohrs,
auf den die Zugkraft der Kompensationsschraube wirkt, verändert wird. Es ist hierbei
auch möglich, dass der Gewindeabschnitt 2b noch weiter nach unten bis zum Fußpunkt
des Innenleiterrohrs verschoben wird, wobei bei immer tiefer liegendem Gewindeabschitt
2b die Temperaturkompensation immer geringer wird. Analog zu Figur 1 kann auch durch
Erhöhung des Anzugsmoments der Schraube 6' die Länge des Innenleiterrohrs 2 verändert
werden, so dass durch die Kompensationsschraube 6' auch eine Abstimmung des Filters
erreicht werden kann.
[0035] Figur 4 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Resonators einer vierten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters. Die Ausführungsform der Figur 4 entspricht
im Wesentlichen der Ausführungsform der Figur 3. Insbesondere ist das Innenleiterrohr
und die Kompensationsschraube sowie das Gehäuse identisch zu Figur 3 ausgestaltet.
Im Unterschied zu Figur 3 wird jedoch das Abstimmelement 5' verwendet, das bereits
in Figur 2 beschrieben wurde. Dieses Abstimmelement wird in das Innengewinde 6f des
oberen Hohlraums 6e der Kompensationsschraube 6' eingeschraubt. Da die Bauteile der
Ausführungsform der Figur 4 bereits im Vorangegangenen in Bezug auf Figur 1 bzw. Figur
2 beschrieben wurden, wird auf eine detaillierte Beschreibung der Figur 4 verzichtet.
1. Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise, umfassend einen oder mehrere Resonatoren,
wobei wenigstens einer der Resonatoren folgende Merkmale umfasst:
- einen als Innenleiterrohr (2) ausgestalteten Innenleiter aus wenigstens einem ersten
Material,
- ein Außenleitergehäuse (1) mit einem Gehäuseboden (1a), einer Gehäusewand (1b) und
einem sich aus der Gehäusewand (1b) erstreckenden oder auf der Gehäuseoberseite positionierten
Deckel (3), wobei das Innenleiterrohr (2) mit dem Gehäuseboden (1a) elektrisch verkoppelt
ist und ein freies Ende (2a) des Innenleiterrohrs (2) benachbart zu der Gehäuseoberseite
und/oder dem Deckel (3) liegt,
- ein Kompensationselement (6) aus wenigstens einem zweiten Material, und
- das wenigstens eine erste Material weist einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
auf als das wenigstens eine zweite Material,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- das Kompensationselement (6) ist im Inneren des Innenleiterrohrs (2) angeordnet,
- und das Kompensationselement (6) ist mechanisch mit wenigstens einem Abschnitt des
Innenleiterrohrs (2) verbunden, wodurch das Kompensationselement (6) auf zumindest
einen Abschnitt des Innenleiterrohrs (2) durch mechanische Kraftausübung derart einwirkt, dass eine an sich stattfindende temperaturbedingte
Längenänderung des Innenleiterrohrs (2) verringert wird.
2. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (6) lösbar mit dem Innenleiterrohr (2) verbunden ist.
3. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (6) eine im Wesentlichen auf den Gehäuseboden (1a) gerichtete
Kraft auf den zumindest einen Teilabschnitt des Innenleiterrohrs (2) ausübt.
4. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Teilabschnitt ein Abschnitt verminderter Dicke des Innenleiterrohrs
(2) ist.
5. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Material des Kompensationselementes (6) eine höhere Zugfestigkeit
aufweist als das wenigstens eine erste Material des Innenleiterrohrs (2).
6. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit des wenigstens einen zweiten Materials um wenigstens 100%, vorzugsweise
um wenigstens 150 %, besonders bevorzugt um wenigstens 200% größer ist als die Zugfestigkeit
des wenigstens einen ersten Materials.
7. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des wenigstens einen ersten Materials um wenigstens
50%, vorzugsweise um wenigstens 100%, besonders bevorzugt um wenigstens 130 % größer
ist als der wärmeausdehnungskoeffizient des wenigstens einen zweiten Materials.
8. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Material Aluminium ist und/oder das wenigstens eine zweite
Material Stahl und/oder Keramik umfasst.
9. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (6) mechanisch mit wenigstens mit einem Abschnitt der Innenfläche
des Innenleiterrohrs (2) verbunden ist.
10. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abschnitt der Innenfläche im unteren und/oder mittleren und/oder
oberen Teil des Innenleiterrohrs (2) positioniert ist.
11. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (1a) an seiner Unterseite eine Öffnung (1c) zum Inneren des Innenleiterrohrs
(2) aufweist, über welche das Kompensationselement (6) zugänglich ist.
12. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (6) eine im Inneren des Innenleiterrohrs (1) positionierte
Schraube (6') umfasst oder daraus besteht, die in wenigstens einem im Inneren des
Innenleiterrohrs (2) ausgebildeten Gewindeabschnitt (2b) eingeschraubt ist.
13. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (6') durch eine Öffnung (1c) im Boden (1a) des Gehäuses (1) über die
Unterseite des Bodens (1a) in das Innenleiterrohr (2) eingesetzt und am freien Ende
(2a) mit dem Innenleiterrohr (2) verschraubt ist.
14. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gewindeabschnitt (2b) im Innenleiterrohr (2) in dessen unteren
Bereich in Höhe oder benachbart zum Boden (1a) und/oder im mittleren Bereich und/oder
im oberen Teil des Innenleiterrohres (2) benachbart zu dessen freiem Ende (2a) positioniert
ist.
15. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wenn abhängig von Anspruch
13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Ende (6b) der Schraube (6') eine von der Unterseite des Bodens (1a)
zugängliche Schlüsselfläche ausgebildet ist, worüber die Schraube (6') unterschiedlich
einstellbar und entsprechend den unterschiedlichen Einstellungen die hierüber auf
das Innenleiterrohr (2) einwirkende Kraftausübung zur Beeinflussung und/oder Veränderung
der tatsächlichen Länge des Innenleiterrohrs (2) einstellbar ist.
16. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (6') einen inneren Hohlraum (6d, 6e) aufweist.
17. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an oder benachbart zum freien Ende (2a) des Innenleiterrohrs (2) angeordnetes
Abstimmelement (5, 5') umfassend dielektrisches und/oder leitendes Material vorgesehen
ist.
18. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstimmelement (5, 5') an dem auf die Gehäuseoberseite des Außenleitergehäuses
(1) positionierten Deckel (3) befestigt ist.
19. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstimmelement (5, 5') wenigstens teilweise im Innenleiterrohr
(2) positioniert ist.
20. Fiochfrequenzfilter nach Anspruch 19, wenn abhängig von Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstimmelement (5, 5') zumindest teilweise im inneren Hohlraum (6e) der Schraube
angeordnet ist.
21. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Hohraum (6d, 6e) an seinem benachbart zum freien Ende (2a) des Innenleiterrohrs
(2) liegenden Ende einen Innengewindeabschnitt (6f) zum Einschrauben des Abstimmelementes
(5, 5') aufweist.
22. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenleitergehäuse (1) einstückig mit dem Innenleiterrohr (2), insbesondere als
Fräs- oder Gussteil, ausgebildet ist.
23. Hochfrequenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoren derart ausgestaltet und gekoppelt sind, dass eine Duplexweiche gebildet
wird.
24. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoren derart ausgestaltet und gekoppelt sind, dass ein Bandpassfilter oder
ein Bandsperrfilter gebildet wird.
25. Verfahren zum Abstimmen eines Hochfrequenzfilters nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kraft, die das wenigstens eine zweite Material des Kompensationselementes
(6) auf das wenigstens eine erste Material des Innenleiterrohrs (2) ausübt, zum Abstimmen
der elektrischen Hochfrequenzeigenschaften des Fiochfrequenzfilters verwendet wird.
1. High-frequency filter of a coaxial construction, comprising one or more resonators,
at least one of the resonators having the following features:
- an inner conductor configured as an inner conductor tube (2) and made of at least
one first material,
- an outer conductor housing (1) having a housing base (1a), a housing wall (1b) and
a cover (3) which extends from the housing wall (1b) or is positioned on the upper
face of the housing, the inner conductor tube (2) being electrically connected to
the housing base (1 a) and a free end (2a) of the inner conductor tube (2) being positioned
adjacent to the upper face of the housing and/or to the cover (3),
- a compensation member (6) made of at least one second material, and
- the at least one first material has a greater thermal expansion coefficient than
the at least one second material,
characterised by the following further features:
- the compensation member (6) is arranged inside the inner conductor tube (2),
- and the compensation member (6) is mechanically connected to at least a portion
of the inner conductor tube (2), and consequently the compensation member (6) acts
upon at least a portion of the inner conductor tube (2) by the exertion of mechanical
force, in such a way as to reduce a change in the length of the inner conductor tube
(2), this change being due to temperature and taking place of its own accord.
2. High-frequency filter according to claim 1, characterised in that the compensation member (6) is releasably connected to the inner conductor tube (2).
3. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the compensation member (6) exerts a force, which is directed substantially towards
the housing base (1a), on the at least one sub-portion of the inner conductor tube
(2).
4. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the at least one sub-portion is a reduced-thickness portion of the inner conductor
tube (2).
5. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the at least one second material of the compensation member (6) has a higher tensile
strength than the at least one first material of the inner conductor tube (2).
6. High-frequency filter according to claim 5, characterised in that the tensile strength of the at least one second material is at least 100 %, preferably
at least 150 %, more preferably at least 200 % greater than the tensile strength of
the at least one first material.
7. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the thermal expansion coefficient of the at least one first material is at least
50 %, preferably at least 100 %, more preferably at least 130 % greater than the thermal
expansion coefficient of the at least one second material.
8. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the at least one first material is aluminium and/or the at least one second material
comprises steel and/or ceramic material.
9. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the compensation member (6) is mechanically connected to at least a portion of the
inner surface of the inner conductor tube (2).
10. High-frequency filter according to claim 9, characterised in that the at least one portion of the inner surface is positioned in the lower and/or central
and/or upper part of the inner conductor tube (2).
11. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the housing base (1 a) comprises on the lower face thereof an opening (1 c) to the
interior of the inner conductor tube (2), via which opening the compensation member
(6) is accessible.
12. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the compensation member (6) comprises or consists of a screw (6') which is positioned
in the interior of the inner conductor tube (1) and which is screwed into at least
one thread portion (2b) formed in the interior of the inner conductor tube (2).
13. High-frequency filter according to claim 12, characterised in that the screw (6') is inserted into the inner conductor tube (2) via the lower face of
the base (1a) through an opening (1c) in the base (1a) of the housing (1) and the
free end (2a) of said screw is screwed to the inner conductor tube (2).
14. High-frequency filter according to either claim 12 or claim 13, characterised in that the lower region of the at least one thread portion (2b) in the inner conductor tube
(2) is positioned at the level of or adjacent to the base (1a) and/or in the central
region and/or in the upper part of the inner conductor tube (2) adjacent to the free
end (2a) thereof.
15. High-frequency filter according to any one of claims 12 to 14, when dependent on claim
13, characterised in that a key surface accessible from the lower face of the base (1 a) is formed on one end
(6b) of the screw (6'), via which key surface the screw (6') can be set in various
ways, and in accordance with the various settings, the exertion of force acting on
the inner conductor tube (2) via this screw can be adjusted to influence and/or change
the actual length of the inner conductor tube (2).
16. High-frequency filter according to any one of claims 12 to 15, characterised in that the screw (6') comprises an internal cavity (6d, 6e).
17. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one tuning member (5, 5') is provided, which is arranged on or adjacent
to the free end (2a) of the inner conductor tube (2) and comprises dielectric and/or
conductive material.
18. High-frequency filter according to claim 17, characterised in that the at least one tuning member (5, 5') is fastened to the cover (3) positioned on
the upper housing face of the outer conductor housing (1).
19. High-frequency filter according to either claim 17 or claim 18, characterised in that the at least one tuning member (5, 5') is positioned at least in part in the inner
conductor tube (2).
20. High-frequency filter according to claim 19, when dependent on claim 18, characterised in that the tuning member (5, 5') is arranged at least in part in the internal cavity (6e)
of the screw.
21. High-frequency filter according to claim 20, characterised in that the internal cavity (6d, 6e) comprises, on the end thereof adjacent to the free end
(2a) of the inner conductor tube (2), an inner thread portion (6f) for screwing in
the tuning member (5, 5').
22. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the outer conductor housing (1) is formed in one piece with the inner conductor tube
(2), in particular as a milled or cast part.
23. High-frequency filter according to any one of the preceding claims, characterised in that the resonators are configured and coupled in such a way as to form a duplexer.
24. High-frequency filter according to any one of claims 1 to 22, characterised in that the resonators are configured and coupled in such a way as to form a band-pass filter
or a bandstop filter.
25. Method for tuning a high-frequency filter according to any one of the preceding claims,
characterised in that the mechanical force exerted on the at least one first material of the inner conductor
tube (2) by the at least one second material of the compensation member (6) is used
to tune the electrical high-frequency properties of the high-frequency filter.
1. Filtre haute fréquence de réalisation coaxiale, comprenant un ou plusieurs résonateurs,
dans lequel l'un au moins des résonateurs présente les éléments suivants :
- un conducteur intérieur conçu comme tube conducteur intérieur (2) en au moins un
premier matériau,
- un boîtier conducteur extérieur (1) avec un fond de boîtier (1a), une paroi de boîtier
(1b) et un couvercle (3) qui s'étend depuis la paroi de boîtier (1b) ou qui est positionné
sur la face supérieure du boîtier, dans lequel le tube conducteur intérieur (2) est
couplé électriquement avec le fond de boîtier (1a) et une extrémité libre (2a) du
tube conducteur intérieur (2) est située au voisinage de la face supérieure du boîtier
et/ou du couvercle (3),
- un élément de compensation (6) en au moins un second matériau, et
- ledit au moins un premier matériau présente un coefficient de dilatation thermique
plus élevé que ledit au moins un second matériau. caractérisé par les autres caractéristiques suivantes :
- l'élément de compensation (6) est agencé à l'intérieur du tube conducteur intérieur
(2),
- et l'élément de compensation (6) est relié mécaniquement à au moins un tronçon du
tube conducteur intérieur (2), grâce à quoi l'élément de compensation (6) agit sur
au moins un tronçon du tube conducteur intérieur (2) en exerçant une force mécanique
de telle façon qu'une variation de longueur du tube conducteur intérieur (2) apparaissant
en raison de la température est réduite.
2. Filtre haute fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de compensation (2) est relié de manière détachable au tube conducteur
intérieur (2).
3. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de compensation (6) exerce sur ledit au moins un tronçon partiel du tube
conducteur intérieur (2) une force qui est essentiellement orientée vers le fond du
boîtier (1a).
4. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un tronçon partiel est un tronçon d'épaisseur réduite du tube conducteur
intérieur (2).
5. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un second matériau de l'élément de compensation (6) présente une résistance
à la traction plus élevée que ledit au moins un premier matériau du tube conducteur
intérieur (2).
6. Filtre haute fréquence selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résistance à la traction dudit au moins un second matériau est plus élevée d'au
moins 100 %, de préférence d'au moins 150 %, de façon particulièrement préférée d'au
moins 200 %, que la résistance à la traction dudit au moins un premier matériau.
7. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coefficient de dilatation thermique dudit au moins un premier matériau est plus
élevé d'au moins 50 %, de préférence d'au moins 100 %, de façon particulièrement préférée
d'au moins 130 %, que le coefficient de dilatation thermique dudit au moins un second
matériau.
8. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un premier matériau est de l'aluminium et/ou ledit au moins un second
matériau comprend de l'acier et/ou une céramique.
9. Filtre à haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de compensation (6) est relié mécaniquement à au moins un tronçon de la
surface intérieure du tube conducteur intérieur (2).
10. Filtre haute fréquence selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit au moins un tronçon de la surface intérieure est positionné dans la partie
inférieure et/ou médiane et/ou supérieure du tube conducteur intérieur (2).
11. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond du boîtier (1a) présente à sa face inférieure une ouverture (1c) vers l'intérieur
du tube conducteur intérieur (2), via laquelle l'élément de compensation (6) est accessible.
12. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de compensation (6) comprend ou est constitué par une vis (6') positionnée
à l'intérieur du tube conducteur intérieur (1), laquelle est vissée dans au moins
un tronçon taraudé (2b) réalisé à l'intérieur du tube conducteur intérieur (2).
13. Filtre haute fréquence selon la revendication 12, caractérisé en ce que la vis (6') est introduite dans le tube conducteur intérieur (2) via la face inférieure
du fond (1a) à travers une ouverture (1c) dans le fond (1a) du boîtier (1) et est
vissée avec le tube conducteur intérieur (2) à l'extrémité libre (2a).
14. Filtre haute fréquence selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que ledit au moins un tronçon taraudé (2b) dans le tube conducteur intérieur (2) est
positionné dans sa zone inférieure à la hauteur de ou au voisinage du fond (1a) et/ou
dans la région médiane et/ou dans la partie supérieure du tube conducteur intérieur
(2) au voisinage de son extrémité libre (2a).
15. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications 12 à 14, prise en dépendance
de la revendication 13, caractérisé en ce que, à l'une des extrémités (6b) de la vis (6'), il est réalisé une surface à clé accessible
depuis la face inférieure du fond (1a), via laquelle la vis (6') est réglable de manière
différente et l'application via cette surface d'une force agissant sur le tube conducteur
intérieur (2) en correspondance des différents réglages afin d'influencer et/ou de
modifier la longueur effective du tube conducteur intérieur (2) est réglable.
16. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que la vis (6') comporte une cavité intérieure (6d, 6e).
17. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un élément d'accord (5, 5') agencé à ou au voisinage de l'extrémité
libre (2a) du tube conducteur intérieur (2) qui comprend un matériau diélectrique
et/ou conducteur.
18. Filtre haute fréquence selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit au moins un élément d'accord (5, 5') est fixé sur le couvercle (3) positionné
sur la face supérieure du boîtier conducteur extérieur (1).
19. Filtre haute fréquence selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que ledit au moins un élément d'accord (5, 5') est positionné au moins partiellement
dans le tube conducteur intérieur (2).
20. Filtre haute fréquence selon la revendication 19, pris en dépendance de la revendication
18, caractérisé en ce que l'élément d'accord (5, 5') est agencé au moins partiellement dans la cavité intérieure
(6e) de la vis.
21. Filtre haute fréquence selon la revendication 20, caractérisé en ce que la cavité intérieure (6d, 6e) présente, à son extrémité située au voisinage de l'extrémité
libre (2a) du tube conducteur intérieur (2), un tronçon de taraudage (6f) pour le
vissage de l'élément d'accord (5, 5').
22. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier conducteur extérieur (1) est réalisé d'une seule pièce avec le tube conducteur
intérieur (2), en particulier sous forme de pièce fraisée ou de pièce de fonderie.
23. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les résonateurs sont conçus et couplés de telle manière qu'il se forme une dérivation
duplex.
24. Filtre haute fréquence selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les résonateurs sont conçus et couplés de telle manière qu'il se forme un filtre
passe-bande ou un filtre de blocage de bande.
25. Procédé pour accorder un filtre haute fréquence selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la force mécanique que ledit au moins un second matériau de l'élément de compensation
(6) exerce sur ledit au moins un premier matériau du tube conducteur intérieur (2)
est utilisée pour accorder les propriétés électriques à haute fréquence du filtre
haute fréquence.
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