EP0154703B1 - Resonator - Google Patents

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EP0154703B1
EP0154703B1 EP19840115210 EP84115210A EP0154703B1 EP 0154703 B1 EP0154703 B1 EP 0154703B1 EP 19840115210 EP19840115210 EP 19840115210 EP 84115210 A EP84115210 A EP 84115210A EP 0154703 B1 EP0154703 B1 EP 0154703B1
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EP
European Patent Office
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resonator
metal layer
slit
support
resonance frequency
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EP19840115210
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English (en)
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EP0154703A3 (en
EP0154703A2 (de
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Heinz Diplomingenieur Pfizenmaier
Franz Strauss
Ewald Ingenieur Schmidt (Grad.)
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/08Strip line resonators
    • H01P7/082Microstripline resonators

Definitions

  • the invention is based on a resonator according to the type specified in the preamble of claim 1.
  • Such a resonator is known (US-A-2 838 736) which has a tubular, rigid dielectric, the outer lateral surface of which carries a metal layer.
  • the inner lateral surface has no metal layer.
  • the resonant frequency of the resonator is set by applying an electrical voltage to a cylindrical core made of dielectric material located in the cavity.
  • Resonators are already known (Kurt Rint, Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker, Wegig-Verlag, Volume V, 1981, pages 566 ff.), which are manufactured using stripline technology.
  • Such resonators consist of a flat plate made of dielectric material with short-circuited or open line pieces located thereon.
  • Such resonators have the disadvantage that they take up a relatively large amount of space on a circuit board.
  • the resonator according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a high mechanical stability and a high long-term constancy of the electrical properties is achieved by the tubular, monolithic structure. Another advantage is that the resonator is of high quality and that it produces reproducible values even in series production.
  • a resonator in which the resonance frequency of the resonator can be tuned by changing the width of the slot is particularly advantageous. In this way, coordination is possible without fear of loss of quality.
  • a resonator according to the invention consists of a tubular support 11, which is provided on its outer lateral surface 12 with a metal layer 13 and on its inner lateral surface with a metal layer 14.
  • the outer metal layer 13 has a continuous slot 15 and extending in the axial direction of the carrier 11 at the lower end of the slot two pads 16, 17 for conductors 18 and 19.
  • a conductor 20 is conductively connected to the inner metal layer 14.
  • the tubular support 11 is made of a dielectric material, preferably barium titanate, and the metal layers 13 and 14 are applied, for example, by electroplating, by vapor deposition, in a printing process using thick-film technology or by another suitable process.
  • the dimensioning of the resonator depends on the dielectric constant of the carrier material, the diameter and the wall thickness of the carrier as well as on the geometry of the outer metal layer 13 in such a way that the four-pole properties are optimal, in particular with regard to the insertion loss and the phase response.
  • FIG. 2 An equivalent circuit diagram of the resonator according to FIG. 1 is shown in FIG. 2.
  • the connections 30, 31 correspond to the connection surfaces 16 and 17, the capacitor 32 and the covering 33 correspond to the slot 15 in connection with the outer metal layer 13, the conductor 34 of the inner metal layer 14 and the connections 35, 36 to the conductor 20.
  • the inner metal layer 40 (FIG. 3) is provided with a longitudinal slot 41, while the outer lateral surface 42 is completely provided with a metal layer 43. This ensures that the resonator is stray field.
  • the contacting of the inner metal layer 40 can take place in an analogous manner to the connection areas 16 and 17 according to FIG. 1 or by means of plated-through holes 44 and 45 which end on the outside of the carrier 42 in two recesses 46, 47 of the outer metal layer 43.
  • the shielding of the resonator can be further improved if a tubular support 50 (FIG. 4) is closed at both ends with a shielding cover 51, 52.
  • a tubular support 50 (FIG. 4) is closed at both ends with a shielding cover 51, 52.
  • inner and outer metal layers 53, 54 can each be provided with a continuous longitudinal slot 55, 56. In this case it is advantageous to arrange the slots diametrically opposite one another.
  • a double resonator 60 is created in that a tubular support 61 is provided with two axially separated metal layers 63, 64. Two separate metal layers are then likewise present on the inside of the carrier 61. If necessary, more than two metal layers can also be arranged on the carrier, so that a triple or multiple resonator and thus a filter circuit are produced.
  • the frequency adjustment of the resonators according to FIGS. 1 and 3 to 5 is preferably carried out by providing additional slots in the inner or outer metal layer; see. for example Fig. 4, dashed slot 57.
  • a frequency adjustment can also be carried out by changing the slot width of the existing slots, for example 15 in Fig. 1.
  • Another possibility of frequency adjustment of a resonator according to the invention is to insert a suitable cylindrical adjustment core into the interior of the tubular carrier.
  • connection surfaces 16 and 17 protrude beyond the lower edge of the tubular support 11 and fit into corresponding slots in the printed circuit board.
  • a corresponding connection surface could then be provided instead of the conductor 20.
  • the connection surfaces would be arranged on appropriately shaped projections of the carrier.

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einem Resonator nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung aus.
  • Es ist ein derartiger Resonator bekannt (US-A-2 838 736), der ein rohrförmiges, starres Dielektrikum aufweist, dessen äußere Mantelfläche eine Metallschicht trägt. Die innere Mantelfläche hat bei dem bekannten Resonator keine Metallschicht. Die Einstellung der Resonanzfrequenz des Resonators erfolgt durch Anlegen einer elektrischen Spannung an einen im Hohlraum befindlichen zylindrischen Kern aus dielektrischem Material.
  • Es sind schon Resonatoren bekannt (Kurt Rint, Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker, Hüthig-Verlag, Band V, 1981, Seiten 566 ff.), die in Streifenleitertechnik hergestellt sind. Derartige Resonatoren bestehen aus einer ebenen Platte aus dielektrischem Material mit darauf befindlichen kurzgeschlossenen oder offenen Leitungsstücken. Derartige Resonatoren haben den Nachteil, daß sie auf einer Leiterplatte verhältnismäßig viel Platz beanspruchen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Resonator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch den rohrförmigen, monolithischen Aufbau eine hohe mechanische Stabilität und eine hohe Langzeitkonstanz der elektrischen Eigenschaften erreicht wird. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Resonator eine hohe Güte aufweist und daß er auch bei einer Serienfertigung reproduzierbare Werte ergibt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Resonators möglich. Besonders vorteilhaft ist ein Resonator, bei dem die Resonanzfrequenz des Resonators durch eine Veränderung der Breite des Schlitzes abstimmbar ist. Auf diese Weise ist eine Abstimmung möglich, ohne daß dadurch ein Güteverlust befürchtet werden muß.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
  • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Resonanzkreises in einer ersten Ausführungsform,
    Fig. 2
    ein Ersatzschaltbild eines Resonators nach Fig. 1,
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht eines Resonators in einer anderen Ausführungsform,
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht eines auseinandergezogen dargestellten Resonators und
    Fig. 5
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Resonators, der als Doppelresonator ausgebildet ist.
    Beschreibung der Erfindung
  • Ein in Fig. 1 mit 10 bezeichneter erfindungsgemäßer Resonator besteht aus einem rohrförmigen Träger 11, der auf seiner äußeren Mantelfläche 12 mit einer Metallschicht 13 und auf seiner inneren Mantelfläche mit einer Metallschicht 14 versehen ist. Die äußere Metallschicht 13 weist einen in Achsrichtung des Trägers 11 verlaufenden durchgehenden Schlitz 15 und am unteren Ende des Schlitzes zwei Anschlußflächen 16, 17 für Leiter 18 und 19 auf. Ein Leiter 20 ist mit der inneren Metallschicht 14 leitend verbunden. Der rohrförmige Träger 11 besteht aus einem dielektrischen Material, vorzugsweise aus Bariumtitanat, und die Metallschichten 13 und 14 sind beispielsweise durch Galvanisieren, durch Aufdampfen, in einem Druckverfahren in Dickschichttechnik oder einem anderen geeigneten Verfahren aufgebracht.
  • Die Dimensionierung des Resonators erfolgt in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstante des Trägermaterials, dem Durchmesser und der Wandstärke des Trägers sowie von der Geometrie der äußeren Metallschicht 13 in der Weise, daß die Vierpoleigenschaften insbesondere im Hinblick auf die Einfügungsdämpfung und den Phasengang optimal sind.
  • Ein Ersatzschaltbild des Resonators nach Fig. 1 ist in Fig. 2 gezeigt. Darin entsprechen die Anschlüsse 30, 31 den Anschlußflächen 16 und 17, der Kondensator 32 und der Belag 33 dem Schlitz 15 in Verbindung mit der äußeren Metallschicht 13, der Leiter 34 der inneren Metallschicht 14 und die Anschlüsse 35, 36 dem Leiter 20.
  • In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Resonators ist die innere Metallschicht 40 (Fig. 3) mit einem Längsschlitz 41 versehen, während die äußere Mantelfläche 42 vollständig mit einer Metallschicht 43 versehen ist. Damit wird erreicht, daß der Resonator streufeldarm ist. Die Kontaktierung der inneren Metallschicht 40 kann in analoger Weise zu den Anschlußflächen 16 und 17 gemäß Fig. 1 erfolgen oder mittels durchkontaktierter Löcher 44 und 45, die auf der Außenseite des Trägers 42 in zwei Aussparungen 46, 47 der äußeren Metallschicht 43 enden.
  • Die Abschirmung des Resonators läßt sich noch weiter verbessern, wenn ein rohrförmiger Träger 50 (Fig. 4) an beiden Enden mit einem Abschirmdeckel 51, 52 abgeschlossen wird. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist außerdem gezeigt, daß gegebenenfalls auch innere und äußere Metallschicht 53, 54 mit je einem durchgehenden Längsschlitz 55, 56 versehen sein können. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Schlitze diametral gegenüberliegend anzuordnen.
  • Nach Fig. 5 wird ein Doppelresonator 60 dadurch geschaffen, daß ein rohrförmiger Träger 61 mit zwei axial getrennten Metallschichten 63, 64 versehen ist. Auf der Innenseite des Trägers 61 sind dann ebenfalls zwei getrennte Metallschichten vorhanden. Gegebenenfalls können auf dem Träger auch mehr als zwei Metallschichten angeordnet sein, so daß ein Dreifach- oder Mehrfachresonator und damit eine Filterschaltung entsteht.
  • Der Frequenzabgleich der Resonatoren gemäß den Fig. 1 und 3 bis 5 erfolgt vorzugsweise dadurch, daß zusätzliche Schlitze in der inneren oder äußeren Metallschicht vorgesehen werden; vgl. zum Beispiel Fig. 4, gestrichelt eingezeichneter Schlitz 57. Ein Frequenzabgleich kann auch durch ein Verändern der Schlitzbreite der vorhandenen Schlitze, zum Beispiel 15 in Fig. 1, vorgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit des Frequenzabgleichs eines erfindungsgemäßen Resonators besteht darin, in das Innere des rohrförmigen Trägers einen passenden zylindrischen Abgleichkern einzuschieben.
  • Aus herstellungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, zwei rohrförmige Träger ineinanderzustecken, von denen der innere Träger zum Beispiel die Struktur nach Fig. 1 hat und der äußere Träger die Struktur nach Fig. 4. Die erfindungsgemäßen Resonatoren lassen sich mit Vorteil auf Funkgeräte-Leiterplatten anbringen, wobei gegebenenfalls die Anschlußflächen 16 und 17 (Fig. 1) über den unteren Rand des rohrförmigen Trägers 11 hervorragen und in entsprechende Schlitze der Leiterplatte passen. Anstelle des Leiters 20 könnte dann eine entsprechende Anschlußfläche vorgesehen sein. Die Anschlußflächen würden in diesem Fall auf entsprechend geformten Vorsprüngen des Trägers angeordnet sein.

Claims (9)

  1. Resonator mit einem rohrförmigen, starren Träger (11) aus einem dielektrischen Material, auf dessen äußerer Mantelfläche (12) eine die Mantelfläche vollständig bedeckende Metallschicht (13) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die innere Mantelfläche mit einer diese Mantelfläche vollständig bedeckenden Metallschicht (14) versehen ist, daß mindestens eine der Metallschichten durch einen in Achsrichtung des Trägers verlaufenden Schlitz (15), dessen Breite die Resonanzfrequenz des Resonators (10) beeinflußt, unterbrochen ist und daß an einem Ende des Trägers in der Metallschicht (13) zu beiden Seiten des Schlitzes je ein Anschluß (16, 17) sowie an der inneren Metallschicht (14) mindestens ein weiterer Anschluß vorgesehen sind.
  2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Resonators (10) durch eine Veränderung der Breite des Schlitzes (15) abstimmbar ist.
  3. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Resonators (10) durch Einschieben eines Abgleichstiftes in das Innere des rohrförmigen Trägers (11) einstellbar ist.
  4. Resonator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Resonators durch mindestens einen zusätzlichen Schlitz (57) in der äußeren Metallschicht (54) einstellbar ist.
  5. Resonator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Metallschicht (43) ohne Schlitz und die innere Metallschicht (40) mit einem Schlitz (41) versehen ist.
  6. Resonator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Seiten des rohrförmigen Trägers (50) durch je einen Abschirmdeckel (51, 52) abgeschlossen sind.
  7. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Träger (61) mindestens zwei in axialer Richtung des Trägers voneinander getrennte äußere Metallschichten (63, 64) und eine gleiche Zahl von inneren Metallschichten aufweist.
  8. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Träger (11) aus Bariumtitanat besteht.
  9. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Resonator mit einer inneren Metallschicht (40) mit Längsschlitz (41) die Anschlüsse durch durchkontaktierte Löcher (44, 45) nach außen geführt sind und daß die äußere Metallschicht (43) um die Löcher herum entfernt ist.
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