DE102015008894A1

DE102015008894A1 - Gewindelose Abstimmelemente für Koaxialresonatoren und Verfahren zur Abstimmung derselben

Info

Publication number: DE102015008894A1
Application number: DE102015008894.7A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Obermayer; Franz Rottmoser; Michael Spunt
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-12
Also published as: EP3320578A1; EP3320578B1; ES2767719T3; WO2017005926A1; CN107851877A; CN107851877B; US20180212298A1; US10651529B2

Abstract

Ein Hochfrequenzfilter (1) in koaxialer Bauweise umfasst zumindest einen Resonator (2) mit einem ersten Innenleiter (3) und mit einem Außenleitergehäuse (4). Das Außenleitergehäuse (4) umfasst einen Gehäuseboden (5), einen vom Gehäuseboden beabstandeten Gehäusedeckel (6) und eine zwischen dem Gehäuseboden (5) und dem Gehäusedeckel (6) umlaufende Gehäusewand (14). Der erste Innenleiter (3) ist mit dem Gehäuseboden (5) galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäuseboden (5) in Richtung des Gehäusedeckels (6). Der Resonator (2) umfasst einen zweiten Innenleiter (7), der mit dem Gehäusedeckel (6) galvanisch verbunden ist und sich in axialer Richtung vom Gehäusedeckel (6) in Richtung des Gehäusebodens (5) erstreckt. Der erste und/oder zweite Innenleiter (3, 7) weisen eine Innenleiter-Bohrung (8, 15) auf, wobei in einer Innenleiter-Bohrung (8, 15) ein Abstimmelement (9) gewindelos axial verschiebbar angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise, welches über zumindest ein Abstimmelement abgestimmt werden kann, wobei das Abstimmelement gewindelos innerhalb des Hochfrequenzfilters verfahrbar ist.
In funktechnischen Anlagen, insbesondere im Mobilfunkbereich, wird häufig für Sende- und Empfangssignale eine gemeinsame Antenne benutzt. Dabei verwenden die Sende- und 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 Frequenzfilterung 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 oder zur Zusammenführung oder Trennung von Mobilfunkbändern werden heutzutage unter anderem Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise eingesetzt. Zwei zusammengeschaltete Hochfrequenzfilter bilden dabei eine sogenannte Duplexweiche, die eine weitgehend entkoppelte Zusammenschaltung von Sendern und Empfängern auf eine gemeinsame Antenne ermöglicht. Beispielsweise kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden, die beide ein bestimmtes Frequenzband zulassen (Bandpassfilter). Alternativ kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern verwendet werden, die beide ein bestimmtes Frequenzband sperren (Bandsperrfilter). Ferner kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern verwendet werden, von denen ein Filter Frequenzen unterhalb einer Frequenz zwischen Sende- und Empfangsband hindurch lässt und Frequenzen oberhalb dieser Frequenz sperrt (Tiefpassfilter), und das andere Filter Frequenzen unterhalb einer Frequenz zwischen Sende- und Empfangsband sperrt und darüber liegende Frequenzen durchlässt (Hochpassfilter). Auch weitere Kombinationen aus den soeben genannten Filtertypen sind denkbar. Dies gilt auch für Hochfrequenzfilter, die als Einzelfilter aufgebaut sind, also nur einen Eingang und einen Ausgang aufweisen.
Hochfrequenzfilter, welche aus koaxialen Resonatoren bestehen, lassen sich einfach aus Fräs- oder Gussteilen herstellen. Darüber hinaus gewährleisten diese Resonatoren eine hohe elektrische Güte sowie eine relativ große Temperaturstabilität.
Um optimale Filterergebnisse erreichen zu können, ist allerdings eine Feinabstimmung nach der Herstellung notwendig.
Aus der WO 2014/063829 A1 ist ein Hochfrequenzfilter bekannt, bei dem Abstimmelemente in den Resonator eingeführt werden. Das Einführen dieser Abstimmelemente bewirkt eine Veränderung der Resonanzfrequenz des Hochfrequenzfilters. Die Abstimmelemente werden dabei von außerhalb des Hochfrequenzfilters eingedreht. Dies geschieht über eine Gewindeverbindung zwischen dem Abstimmelement und einer Buchse, die in eine Öffnung des Hochfrequenzfilters eingesetzt ist.
Nachteilig an der WO 2014/063829 A1 ist, dass das Einbringen einer solchen Buchse zusammen mit dem notwendigen Gewinde aufwendig ist und eine Abstimmung nur schwer automatisiert erfolgen kann.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es daher ein Hochfrequenzfilter und ein Verfahren zur Abstimmung des Hochfrequenzfilters zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger und einfacher herzustellen, bzw. durchzuführen ist und bessere Ergebnisse liefert.
Die Aufgabe wird bezüglich des Hochfrequenzfilters durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens zum Abgleichen des Hochfrequenzfilters durch die Merkmale des Anspruchs 20 gelöst. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters.
Das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise umfasst zumindest einen Resonator mit einem ersten Innenleiter und mit einem Außenleitergehäuse. Das Außenleitergehäuse umfasst einen Gehäuseboden, einen vom Gehäuseboden beabstandeten Gehäusedeckel und eine zwischen dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel umlaufende Gehäusewand. Ein erster Innenleiter ist mit dem Gehäuseboden galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäuseboden in Richtung des Gehäusedeckels. Der erste Innenleiter endet im Abstand vor dem Gehäusedeckel und/oder ist von dem Gehäusedeckel galvanisch getrennt. Der Resonator umfasst außerdem einen zweiten Innenleiter, der galvanisch mit dem Gehäusedeckel verbunden ist und sich in axialer Richtung vom Gehäusedeckel in Richtung des Gehäusebodens erstreckt. Der erste und der zweite Innenleiter sind axial unverschieblich und koaxial zueinander angeordnet. Der erste Innenleiter und der Gehäuseboden sind, wie auch der zweite Innenleiter und der Gehäusedeckel, vorzugsweise einteilig ausgebildet. Der erste und/oder zweite Innenleiter weisen eine Innenleiterbohrung auf. Die Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters durchsetzt das Außenleitergehäuse und mündet in eine Einführöffnung. Ein Abstimmelement ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters axial verschiebbar angeordnet. Dabei ist das Abstimmelement so ausgebildet und/oder so angeordnet, dass ein Abschnitt des Abstimmelements unterschiedlich weit in den freien Abstandsraum zwischen den beiden Innenleitern eintaucht.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Abstimmelement axial verschiebbar ist, wodurch keinerlei Gewinde notwendig ist. Dadurch, dass das Abstimmelement gewindelos in der Innenleiter-Bohrung axial verschiebbar ist, können kleinere Filter hergestellt werden, weil der Durchmesser der Innenleiter-Bohrung nicht mehr auf einen Mindestdurchmesser beschränkt ist, der bisher notwendig war, um noch ein Gewinde aufnehmen zu können. Durch den Wegfall des Gewindes kommt es auch beim Abstimmen zu weniger metallischem Abrieb, der im Hochfrequenzfilter störende Effekte hervorrufen würde (PIM – passive Intermodulation). Das Abstimmelement kann beispielsweise eingepresst, vorzugsweise mit Druckluft in die Innenleiter-Bohrung eingeschossen werden. Weiterhin vorteilhaft ist, dass es neben einem ersten Innenleiter noch einen zweiten Innenleiter gibt, wobei sich beide Innenleiter koaxial aufeinander zu verlaufen. Dadurch können verbesserte Filterwirkungen erzielt werden, wobei die Abstimmung des Hochfrequenzfilters besonders einfach erfolgen kann, indem das Abstimmelement unterschiedlich weit in den Resonator hineingeschoben wird.
Das gewindelose Verschieben ist in diesem Zusammenhang auch nicht bekannt. Zwar wird in der US 4,460,878 ein gewindeloses Verschieben von verschiedenen Bauelementen gezeigt, allerdings handelt es sich dabei nicht um ein Abstimmelement, sondern um eine Verlängerung des Innenleiters. Der Einsatz mehrerer Innenleiter, sowie deren unverschiebliche Anbringung an einem Gehäusedeckel und an einem Gehäuseboden, wird genauso wenig gezeigt, wie dass die Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters in einer Einführöffnung an dem Außenleitergehäuse mündet und somit direkt von außen zugänglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abstimmung des Hochfrequenzfilters, wie er beispielsweise gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 beschrieben worden ist, umfasst verschiedene Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Hochfrequenzfilter verschlossen. In dem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Herstellen einer Verbindung zwischen einer Befestigungseinrichtung, die am Abstimmelement angeordnet ist, mit einer Koppeleinrichtung der Verstelleinrichtung. In einem nächsten Verfahrensschritt wird das Abstimmelement in die Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters eingesetzt. Diese Schritte können dabei in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Im Weiteren werden die Filtereigenschaften gemessen, wobei je nach Messergebnis das Abstimmelement weiter in Richtung der Einführöffnung oder weg von der Einführöffnung mittels der Koppeleinrichtung der Verstelleinrichtung verschoben wird. Im Anschluss daran werden die Verfahrensschritte ”Messen” und ”Verschieben” so lange wiederholt, bis das Hochfrequenzfilter die gewünschten Filtereigenschaften aufweist. Ist dieser Zustand erreicht, wird eine Klebeverbindung zwischen dem Abstimmelement und der Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters hinzugefügt, wodurch das Abstimmelement in seiner axialen Position innerhalb der Innenleiter-Bohrung dauerhaft unverschieblich fixiert ist.
Besonders vorteilhaft ist hier das axiale Verschieben des Abstimmelements innerhalb der Innenleiter-Bohrung, welches besonders einfach über die Koppeleinrichtung, die Bestandteil der Verstelleinrichtung ist, mittels eines Linearmotors oder Schrittmotors erfolgen kann.
Das Abstimmelement weist außerdem vorzugsweise einen Bereich mit einem verbreiterten Durchmesser auf, wobei der Bereich mit verbreitertem Durchmesser sich entweder in der Mitte des Abstimmelements oder an dem Ende des Abstimmelements befindet, welches sich näher an der Einführöffnung befindet. Dies bedeutet, dass dieser Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser ein Übermaß bezüglich der Innenleiter-Bohrung aufweist und der übrige Bereich ein Untermaß bezüglich der Innenleiter-Bohrung aufweist. Der Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser bewirkt, dass auch der Bereich ohne den verbreiterten Durchmesser zentriert innerhalb der Innenleiter-Bohrung angeordnet ist. Das Abstimmelement liegt dabei kraftschlüssig innerhalb der Innenleiter-Bohrung an, kann aber dennoch axial mittels eines Schrittmotors oder eines Linearmotors verschoben werden. Eine selbständige Verschiebung des Abstimmelements erfolgt nicht mehr, so dass dieses beispielsweise sehr einfach mittels einer Klebeverbindung dauerhaft an der Innenleiter-Bohrung, also an der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung, fixiert werden kann.
Vorteilhaft ist auch, wenn das Abstimmelement im Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser in radialer Richtung auf die Längsachse zu elastisch verformbar ist, wobei sich die Längsachse zentral durch das Abstimmelement erstreckt. Hierzu kann der Bereich mit dem vergrößerten Durchmesser zumindest teilweise geschlitzt ausgeführt sein. Dadurch kann das Abstimmelement einfacher in die Innenleiter-Bohrung eingeführt werden, wobei gleichzeitig dennoch sichergestellt ist, dass das Abstimmelement kraftschlüssig innerhalb der Innenleiter-Bohrung anliegt und sich nicht aufgrund der Schwerkraft alleine, oder von Erschütterungen innerhalb des Herstellungs- bzw. Abgleichverfahrens des Hochfrequenzfilters in seiner Position verändert.
Das Abstimmelement ist in der Innenleiter-Bohrung des ersten Innenleiters angeordnet und ragt aus diesem heraus in die Innenleiter-Bohrung des zweiten Innenleiters hinein, wobei sich beide Innenleiter an ihrer Stirnseite vorzugsweise nicht berühren und weiter vorzugsweise überlappungsfrei zueinander angeordnet sind, so dass keiner der beiden Innenleiter in den jeweils anderen Innenleiter eintaucht. Dabei wäre es auch möglich, wenn das Abstimmelement in der Innenleiter-Bohrung des zweiten Innenleiters angeordnet ist und aus diesem heraus in die Innenleiter-Bohrung des ersten Innenleiters hineinragt. Auch hier sollten sich beide Innenleiter nicht berühren und können außerdem überlappungsfrei zueinander angeordnet sein. Eine Überlappung wäre allerdings auch möglich. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Innenleiter-Bohrung des ersten Innenleiters einen größeren Durchmesser auf, als der zweiter Innenleiter insgesamt, wobei der zweite Innenleiter dann in die Innenleiter-Bohrung des ersten Innenleiters zumindest teilweise eintaucht. Zwischen beiden Innenleitern, die sich in diesem Fall zumindest teilweise radial nach außen überlappen, ist ein Abstandsraum gebildet, d. h. die Innenleiter berühren sich nicht. Das Abstimmelement ist in diesem Fall so ausgebildet und/oder angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt des Abstimmelements unterschiedlich weit in den freien Abstandsraum zwischen den beiden Innenleitern eintaucht. Das Abstimmelement kann in diesem Fall beispielsweise pilzförmig ausgebildet sein. Gleiches gilt auch für den Fall, dass die Innenleiter-Bohrung des zweiten Innenleiters einen größeren Durchmesser aufweist, als der erste Innenleiter und dieser dann in die Innenleiter-Bohrung des zweiten Innenleiters eintaucht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es auch möglich sein, dass das Abstimmelement an dem Ende, welches von der Einführöffnung am weitesten beabstandet ist, eine Aufnahmeöffnung aufweist. In diesem Fall kann, wenn das Abstimmelement in der Innenleiter-Bohrung des ersten Innenleiters angeordnet ist, der zweite Innenleiter in die Aufnahmeöffnung des Abstimmelements eintauchen. Gleiches gilt auch dann, wenn das Abstimmelement in der Innenleiter-Bohrung des zweiten Innenleiters angeordnet ist, wobei in diesem Fall der erste Innenleiter in dieses eintaucht.
Die entsprechenden Ausführungsbeispiele bezüglich der Anordnung des Abstimmelements zu dem ersten und/oder zweiten Innenleiter und die Anordnung der beiden Innenleiter zueinander sind abhängig von dem Frequenzbereich, über den das Hochfrequenzfilter abgestimmt werden muss.
Vorzugsweise verbreitert sich die Innenleiter-Bohrung in Richtung der Einführöffnung, also in Richtung nach außerhalb des Außenleitergehäuses. Diese Verbreiterung kann im Längsschnitt beispielsweise getapert oder konisch sein. Eine parabelförmige Verbreiterung ist ebenfalls möglich. Dadurch wird nicht nur das Einführen des Abstimmelements erleichtert, sondern diese Verbreiterung kann auch der leichteren Aufnahme von Klebemittel dienen, durch welches das Abstimmelement dauerhaft fest in der Innenleiter-Bohrung fixiert werden kann.
Es ist ebenfalls möglich, dass das Abstimmelement eine erste Gleitfläche als Umfangsfläche aufweist, die sich zumindest in dem Bereich erstreckt, in welchem das Abstimmelement innerhalb der Innenleiter-Bohrung geführt ist. In der Innenleiter-Bohrung befindet sich vorzugsweise als Innenwandung eine zweite Gleitfläche, wobei die Reibungskoeffizienten der ersten und der zweiten Gleitfläche derart gewählt werden müssen, dass das Abstimmelement sicher innerhalb der Innenleiter-Bohrung angeordnet ist und einzig durch den Einsatz eines Schrittmotors oder eines Linearmotors nach dem Einsetzen axial verschiebbar ist.
Dabei ist es auch möglich, dass in die Innenleiter-Bohrung eine Buchse eingesetzt wird, die vorzugsweise elastisch ausgebildet ist und vorzugsweise weiterhin aus einem dielektrischen Material besteht. Die Buchse dient dabei dazu, eine kraftschlüssige Verbindung zu dem Abstimmelement herzustellen. Die Buchse kann beispielsweise aus einer Gummimasse bestehen. Die Buchse ist dabei innerhalb der Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters formschlüssig oder kraftschlüssig angeordnet. Anstelle einer Buchse kann auch eine Hülse verwendet werden, wobei die Hülse über das Abstimmelement gezogen wird, bevor das Abstimmelement in die Innenleiter-Bohrung eingesetzt wird. Eine Buchse befindet sich stattdessen bereits in der Innenleiter-Bohrung bevor das Abstimmelement eingesetzt wird. Sowohl die Buchse, als auch die Hülse, die vorzugsweise beide aus einem dielektrischen Material bestehen, erlauben, dass das Abstimmelement anstatt aus einem dielektrischen Material, aus welchem es vorzugsweise gebildet ist, auch aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden kann.
Bei dem Einsatz einer Buchse weisen deren Enden vorzugsweise einen zumindest teilweise umlaufenden Flansch auf, so dass die Buchse axial unverschieblich innerhalb der Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters angeordnet ist. Ein erstes Ende der Buchse stützt sich mit seinem zumindest teilweise umlaufenden Flansch auf einer Schulter auf, die innerhalb der Innenleiter-Bohrung des ersten oder zweiten Innenleiters angeordnet ist. Die Innenleiter-Bohrung weist daher einen Absatz auf und ist daher zumindest teilweise getapert. Ein zweites Ende der Buchse stützt sich mit seinem zumindest ebenfalls teilweise umlaufenen Flansch an einer Außenseite des Außenleitergehäuses an der Einführöffnung der Innenleiter-Bohrung ab.
Das Abstimmelement weist außerdem an dem Ende, welches sich näher an der Einführöffnung befindet eine Befestigungseinrichtung auf. Diese Befestigungseinrichtung dient dazu, um ein Hilfsmittel mit dem Abstimmelement verbinden zu können, wobei über dieses Hilfsmittel eine Zug- bzw. Druckbewegung an das Abstimmmittel übertragen werden kann, wodurch dieses innerhalb der Innenleiter-Bohrung hin und her bewegt werden kann. Bei diesem Hilfsmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Verstelleinrichtung, die eine Koppeleinrichtung aufweist, wobei die Koppeleinrichtung mit der Befestigungseinrichtung verbunden ist. Zumindest ein Teil der Koppeleinrichtung ist von außerhalb der Einführöffnung in diese einführbar oder eingeführt. Über diese Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung können dann die genannten Zug-, als auch Druckkräfte übertragen werden. Die Verstelleinrichtung umfasst dabei auch noch zusätzlich den Linear- oder Schrittmotor.
Die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung ist als lösbare Verbindung ausgestaltet. Hierzu kommen insbesondere eine Bajonettverbindung, oder eine Schraubverbindung, oder eine Verriegelung, oder eine Vakuumverbindung in Frage.
Um ein reibungsloses Verschieben des Abstimmelements innerhalb der Innenleiter-Bohrung gewährleisten zu können, sind die Befestigungseinrichtung und das Abstimmelement vorzugsweise einteilig ausgebildet.
Nach dem Abgleich des Filters wird das Abstimmelement vorzugsweise dauerhaft innerhalb der Innenleiter-Bohrung fixiert. Dies erfolgt mittels einer Klebeverbindung, wobei die Klebeverbindung von außerhalb des Außenleitergehäuses über die Einführöffnung in die Innenleiter-Bohrung eingebracht wird, wodurch das Ende des Abstimmelements, welches näher an der Einführöffnung liegt, mit der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung verbunden wird.
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:
1A, 1B: verschiedene räumliche Darstellungen eines Längsschnitts durch das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter mit einem gewindelosen Abstimmelement;
2A, 2B: verschiedene zweidimensionale Längsschnitte durch die Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters aus den 1A und 1B;
3A: eine Seitenansicht von einem Ausführungsbeispiel eines Abstimmelements, wobei ein Ende des Abstimmelements ein Übermaß und ein anderes Ende ein Untermaß bezogen auf eine Innenleiter-Bohrung aufweist;
3B: ein Querschnitt durch das Ende mit dem Übermaß des Abstimmelements aus 3A;
4A: eine Seitenansicht von einem weiteren Ausführungsbeispiel des Abstimmelements, wobei ein Ende des Abstimmelements geschlitzt ausgeführt ist und sich nach außen hin verbreitert und dadurch in seinem Ende elastisch ist;
4B: eine um einen bestimmten Drehwinkel gedrehte Seitenansicht des Abstimmelements aus 4A, wobei eine Eingriffsöffnung für eine Koppeleinrichtung sichtbar ist;
5A: einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei in die Innenleiter-Bohrung eine Buchse eingesetzt ist, zwischen der und dem Abstimmelement ein Reibschluss vorliegt;
5B: einen Querschnitt durch die Buchse aus 5A;
6: einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei beide Innenleiter überlappungsfrei zueinander angeordnet sind;
7: einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei die Buchse an der Einführöffnung als elastischer Ring ausgebildet ist;
8: eine räumliche Darstellung einer Verbindung, die von der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung in Form eines Bajonettverschlusses gebildet wird;
9A, 9B und 9C: verschiedene Längsschnitte durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung eine Verriegelung ist und wobei mittels eines Klebers das Abstimmelement innerhalb der Innenleiter-Bohrung fixiert wird;
10: ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung eine Schraubverbindung ist;
11: ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters, wobei die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Koppeleinrichtung eine Vakuumverbindung ist; und
12: ein Flussdiagramm welches erläutert, wie ein Abgleich des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters erfolgt.
1A zeigt eine räumliche Darstellung eines Längsschnitts durch das erfindungsgemäße Hochfrequenzfilter 1 mit einem gewindelosen Abstimmelement 9. Das Hochfrequenzfilter 1 umfasst zumindest einen Resonator 2, der einen ersten Innenleiter 3 und ein Außenleitergehäuse 4 aufweist. Das Außenleitergehäuse 4 umfasst einen Gehäuseboden 5, einen vom Gehäuseboden 5 beabstandeten Gehäusedeckel 6 und eine zwischen dem Gehäuseboden 5 und dem Gehäusedeckel 6 umlaufende Gehäusewand 14. Der erste Innenleiter 3 ist mit dem Gehäuseboden 5 galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäuseboden 5 in Richtung des Gehäusedeckels 6. Dabei endet der erste Innenleiter 3 im Abstand vor dem Gehäusedeckel 6 und/oder ist vom Gehäusedeckel 6 galvanisch getrennt. Der erste Innenleiter 3 und der Gehäuseboden 5 sind vorzugsweise einteilig ausgebildet. Eine mehrteilige Ausbildung wäre allerdings auch möglich.
Weiterhin umfasst der Resonator 2 noch einen zweiten Innenleiter 7. Der zweite Innenleiter 7 ist mit dem Gehäusedeckel 6 galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäusedeckel 6 in Richtung des Gehäusebodens 5. Sowohl der erste, als auch der zweite Innenleiter 3, 7 sind axial unverschieblich. Beide Innenleiter 3, 7 laufen aufeinander zu und sind koaxial zueinander ausgerichtet.
Der erste Innenleiter 3 und der Gehäuseboden 5 sind einteilig ausgebildet. Eine mehrteilige Ausbildung wäre auch möglich. Gleiches gilt für den zweiten Innenleiter 7 mit dem Gehäusedeckel 6. Der erste Innenleiter 3 weist eine Innenleiter-Bohrung 8 auf. Die Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 durchsetzt das Außenleitergehäuse 4 und mündet in eine Einführöffnung 13. In dem Ausführungsbeispiel aus 1A wird der Gehäuseboden 5 durch die Innenleiter-Bohrung 8 durchsetzt.
Ein Abstimmelement 9 ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 axial verschiebbar angeordnet. Das Abstimmelement 9 ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass ein Abschnitt des Abstimmelements 9 unterschiedlich weit in den freien Abstandsraum zwischen beiden Innenleitern 3, 7 eintaucht. Bei dem Abschnitt des Abstimmelements 9, welcher in den freien Abstandsraum zwischen beiden Innenleitern 3, 7 eintaucht, handelt es sich vorzugsweise um ein Ende 11 des Abstimmelements 9, welches von dem anderen Ende 10 entfernt ist, welches näher an der Einführöffnung 13 angeordnet ist.
In dem Ausführungsbeispiel aus 1A ist die Innenleiter-Bohrung 8 einzig in dem ersten Innenleiter 3 ausgebildet. Diese Innenleiter-Bohrung 8 könnte allerdings auch, wie nachfolgend noch erläutert wird, an dem zweiten Innenleiter 7 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall der Gehäusedeckel 6 von der Innenleiter-Bohrung durchsetzt werden würde und die Einführöffnung 13 aufweisen würde.
Das Abstimmelement 9 ist in diesem Fall als Hohlzylinder ausgebildet, wobei in den Hohlzylinder vorzugsweise der zweite Innenleiter 7 einführbar ist. An dem weiteren Ende 10, welches im eingesetzten Zustand des Abstimmelements 9 näher an der Einführöffnung 13 liegt, ist eine Befestigungseinrichtung 12 ausgebildet. Diese Befestigungseinrichtung 12 dient, wie im Weiteren noch ausführlich erläutert wird, dazu, um das Abstimmelement 9 axial innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 verschieben zu können.
Das Abstimmelement 9 wird vorzugsweise in die Innenleiter-Bohrung 8 eingepresst, bzw. mit Druckluft eingeschossen. Der Außendurchmesser des Abstimmelements 9 ist derart bemessen, dass sich ein Kraftschluss zwischen dem Abstimmelement 9 und der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 vorliegt, also dass das Abstimmelement 9 nicht selbständig innerhalb der Innenleiter-Bohrung bewegen kann. Hierzu ist auch die Außenumfangsfläche des Abstimmelements 9, sowie die Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 zu berücksichtigen. Beide Flächen können als Gleitfläche gesehen werden, wobei die Seitenumfangsfläche des Abstimmelements 9 als erste Gleitfläche und die Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 als zweite Gleitfläche aufgefasst werden können. Der Reibungskoeffizient beider Gleitflächen muss derart gewählt werden, dass ein entsprechender Kraftschluss vorliegt.
Innerhalb von 1A ist die Innenwandung, also die zweite Gleitfläche der Innenleiter-Bohrung 8 glatt. Dies bedeutet, dass die Innenleiter-Bohrung 8 über kein Gewinde verfügt.
Das Abstimmelement 9 ist dabei galvanisch von dem ersten und zweiten Innenleiter 3, 7 getrennt.
Die 1B zeigt eine räumliche Darstellung eines Längsschnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel aus 1A weist der zweite Innenleiter 7 ebenfalls eine Innenleiter-Bohrung 15 auf. Das Abstimmelement 9 befindet sich in der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3. Das Abstimmelement 9 ist derart gestaltet, dass es nicht nur einen Teil der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 bedeckt, sondern auch die Stirnseite des ersten Innenleiters 3 und den Teil der Seitenumfangsfläche des ersten Innenleiters 3, welcher sich unmittelbar an die Stirnseite anschließt. Das Abstimmelement 9 weist daher eine Art Pilzform auf. In diesem Fall ist das Abstimmelement 9 in der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 angeordnet und ragt aus diesem heraus und in die Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 hinein, wobei sich beide Innenleiter 3, 7 an ihren Stirnseiten nicht berühren. Es könnte natürlich auch so sein, dass das Abstimmelement 9 in der Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 angeordnet ist.
Das Abstimmelement 9 erstreckt sich vorzugsweise über mehr als 30%, weiter bevorzugt über mehr als 40%, weiter bevorzugt über mehr als 50% der Länge der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3. Es kann sich auch über mehr als 100% der Länge erstrecken und aus der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 an der Einführöffnung 13 herausstehen. Es kann allerdings auch sein, dass das Abstimmelement 9 die Einführöffnung wie in 1B dargestellt nicht erreicht und innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 endet.
Die Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser auf, als der erste Innenleiter 3. Dadurch kann der erste Innenleiter 3 in die Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 zumindest teilweise eintauchen, wobei zwischen beiden Innenleitern 3, 7 ein Abstandsraum 16 gebildet ist, wie er in 2B dargestellt ist.
Innerhalb von 2B ist ebenfalls zu erkennen, dass ein zweiteiliger Aufbau des Abstimmelements 9 möglich ist. Ein erster Teil befindet sich innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3, wohingegen sich ein zweiter Teil außerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 befindet und beispielsweise die Stirnseite des ersten Innenleiters 3 und den Teil der Seitenumfangsfläche, welcher sich an die Stirnseite anschließt, überdeckt. Natürlich kann das Abstimmelement 9 auch einteilig ausgebildet sein. 2B zeigt dabei eine zweidimensionale Darstellung eines Längsschnitts zu dem Ausführungsbeispiel des Hochfrequenzfilters 1, welches in 1B dargestellt ist.
Umgekehrt zeigt 2A eine zweidimensionale Darstellung eines Längsschnitts von dem Ausführungsbeispiel des Hochfrequenzfilters 1, wie er in 1A dargestellt ist. Innerhalb von 2A erstreckt sich das Abstimmelement 9 fast bis an den Gehäusedeckel 6.
Grundsätzlich gilt, dass das Abstimmelement 9 verhindert, dass sich der erste Innenleiter 3 und der zweite Innenleiter 7 direkt überlappen.
Dies bedeutet, dass sich weder die Stirnseiten des ersten oder zweiten Innenleiters 3, 7 ohne Trennung durch das Abstimmelement 9 gegenüberstehen, noch dass sich zwei Seitenumfangsflächen des ersten oder zweiten Innenleiters 3, 7 ohne eine Trennung durch das Abstimmelement 9 direkt gegenüberstehen.
3A zeigt eine Seitenansicht von einem Ausführungsbeispiel eines Abstimmelements 9, wobei ein Ende 10 des Abstimmelements 9 ein Übermaß und der Rest des Abstimmelements 11 und damit u. a. ein anderes Ende 11 ein Untermaß bezogen auf eine Innenleiter-Bohrung 8 aufweist. 3B zeigt hierzu einen korrespondierenden Querschnitt durch das Ende 10 des Abstimmelements 9, an dem das Übermaß vorliegt. Das Übermaß ergibt sich aus einem zumindest abschnittsweise vergrößerten Durchmesser in Form von Erhebungen 21, die sich in Längsrichtung, also in Axialrichtung des Abstimmelements 9 erstrecken. Diese Erhebungen 21 erstrecken sich bevorzugt über eine Länge von weniger als einem Drittel, weiter bevorzugt von weniger als einem Viertel der Gesamtlänge des Abstimmelements 9.
Diese Erhebungen 21 können beispielsweise innerhalb eines Fräs- oder Gussprozesses, in welchem das Abstimmelement 9 grundsätzlich hergestellt wird, mit hinzugefügt werden.
Weiterhin ist noch eine Befestigungsöffnung 20 dargestellt, die zur Aufnahme einer Verriegelung 45 dient, wie diese in den weiteren Zeichnungen noch beschrieben wird. Das Ende 10, welches die Befestigungsöffnung 20 aufweist, wird auch als Befestigungseinrichtung 12 angesehen.
Die Erhebungen 21 des Abstimmelements 9 aus 3A sind vorzugsweise elastisch.
Das Abstimmelement 9 besteht vorzugsweise aus einem dielektrischen Material, insbesondere aus einer Keramik oder einem Kunststoff.
Die 4A und 4B zeigen eine Seitenansicht von einem weiteren Ausführungsbeispiel des Abstimmelements 9, wobei das Ende 10 des Abstimmelements 9 einen Schlitz 25 in Längsrichtung aufweist und sich nach außen hin verbreitert. Dieser Schlitz 25 bewirkt, dass das Ende 10 des Abstimmelements 9, welches, im eingesetzten Zustand, vorzugsweise näher an der Einführöffnung 13 angeordnet ist, als das andere Ende 11, elastische Eigenschaften aufweist und sich in radialer Richtung auf die Längsachse zu biegen kann, wobei die Längsachse zentral durch das Abstimmelement 9 verläuft.
Der Bereich mit dem vergrößerten Durchmesser ist in den 3A und 4A am Ende 10 des Abstimmelements 9 angeordnet. Es wäre allerdings auch denkbar, dass sich der Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser in der Mitte des Abstimmelements 9 befindet.
Die 4B zeigt eine andere Seitenansicht des Abstimmelements 9, wie es in 4A dargestellt ist, nur dass innerhalb 4B das Abstimmelement 9 um ca. 90° gedreht worden ist. In dieser Ansicht ist ebenfalls die Befestigungsöffnung 20 zu erkennen, die wiederum Teil der Befestigungseinrichtung 12 des Abstimmelements 9 ist und über die, wie später noch erläutert wird, das Abstimmelement 9 axial innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 verfahren werden kann.
5A zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, wobei in die Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 eine Buchse 31 eingesetzt ist, in die das Abstimmelement 9 eingesetzt wird, wobei zwischen der Buchse 31 und dem Abstimmelement 9 ein Kraftschluss vorliegt.
Die Buchse 31 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material. Die Buchse 31 ist dabei vorzugsweise einteilig ausgebildet, wobei eine mehrteilige Ausbildung ebenfalls möglich wäre. Für den Fall, dass die Buchse 31 aus einem dielektrischen Material gebildet ist, kann das Abstimmelement 9 auch aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein. Vorzugsweise besteht das Abstimmelement 9 allerdings ebenfalls aus einem dielektrischen Material.
Die Buchse 31 ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten oder zweiten Innenleiters 3, 7 formschlüssig oder kraftschlüssig angeordnet. Beide Enden der Buchse 31 weisen, wie im Querschnitt in 5B dargestellt, einen zumindest teilweise umlaufenden Flansch 33 auf. Dieser teilweise umlaufende Flansch 33 ist dafür verantwortlich, dass die Buchse 31 axial unverschieblich innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 angeordnet ist. Das erste Ende der Buchse 31 stützt sich mit seinem zumindest teilweise umlaufenden Flansch 33 auf einer Schulter 32 der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 innerhalb diesem ab. Das zweite Ende der Buchse 31 stützt sich mit seinem zumindest teilweise umlaufenden Flansch 33 an der Außenseite des Außenleitergehäuses 4 an der Einführöffnung 13 der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 ab. Die Buchse 31 wird vorzugsweise eingepresst.
Anstelle einer Buchse 31, die vor dem Einsetzen des Abstimmelements 9 in die Innenleiter-Bohrung 8 eingesetzt wird, wäre es auch möglich, eine Hülse auf das Abstimmelement 9 aufzusetzen, wobei das Abstimmelement 9 zusammen mit der Hülse in die Innenleiter-Bohrung 8 eingefügt wird.
Innerhalb von 5A überlappen sich die beiden Innenleiter 3, 7 teilweise, wobei in dem Überlappungsbereich das Abstimmelement 9 ausgebildet ist.
Innerhalb von 5A ist ebenfalls dargestellt, dass das Abstimmelement 9 an dem Ende 10, welches von der Einführöffnung 13 am weitesten beabstandet ist, eine Aufnahmeöffnung 30 ausgebildet ist. In die Aufnahmeöffnung 30 des Abstimmelements 9 taucht der zweite Innenleiter 7 ein.
Es wäre natürlich auch möglich, dass das Abstimmelement 9 in die Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 eingesetzt wird, wobei in diesem Fall der erste Innenleiter 3 in die Aufnahmeöffnung 30 eintauchen würde.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, welches starke Ähnlichkeit zu dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1 hat, welches in 5A gezeigt wurde. Unterschiedlich ist lediglich, dass sich beide Innenleiter 3, 7 nicht überlappen.
7 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, wobei die Buchse 31 an der Einführöffnung 13 als elastischer Ring ausgebildet ist. Das Abstimmelement 9 ist in diesem Fall wiederum in der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 ausgebildet. Einzig die Ansicht ist gedreht. Das Abstimmelement 9 könnte allerdings auch in der Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 ausgebildet sein. Die Buchse 31, welche die Form eines elastischen Rings aufweist, ragt zumindest teilweise in die Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 hinein. Beim Einführen des Abstimmelements 9 in die Innenleiter-Bohrung 8 wird der Ring daher geweitet und sorgt aufgrund seiner Elastizität für einen Kraftschluss zu dem Abstimmelement 9. Die Buchse 31 ist vorzugsweise über eine Klebeverbindung fest mit der gegenüber der Innenleiter-Bohrung 8 verbreiterten Einführöffnung 13 verbunden. In diesem Fall ist die Buchse 31 fest mit dem Gehäuseboden 5 verbunden, sie könnte allerdings genauso fest mit dem Gehäusedeckel 6 verbunden sein.
8 zeigt eine räumliche Darstellung einer Verbindung, die von der Befestigungseinrichtung 12 und der Koppeleinrichtung 41 in Form eines Bajonettverschlusses gebildet wird. Das Abstimmelement 9 weist an dem Ende 10, welches im eingesetzten Zustand der Einführöffnung 13 am nächsten liegt, die Befestigungseinrichtung 12 auf. Die Befestigungseinrichtung 12 besteht aus einem Längsschlitz und einem Querschlitz die miteinander verbunden sind. Dieser Längsschlitz und dieser Querschlitz tauchen an vorzugsweise zwei Stellen an der Seitenumfangsfläche des Abstimmelements 9 auf. Die Koppeleinrichtung 41 weist vorzugsweise an zwei Stellen einen Bereich mit einem verbreiterten Durchmesser, insbesondere einen radial nach außen weisenden Stift auf. Dieser radial nach außen zeigende Stift korrespondiert mit der zylinderförmigen Koppeleinrichtung 41 derart, dass die Koppeleinrichtung 41 in das als Hohlzylinder ausgebildete Abstimmelement 9 einführbar ist, wobei der Stift der Koppeleinrichtung 41 anschlagsbegrenzt innerhalb des Längsschlitzes geführt ist und so ein Ineinanderschieben der Koppeleinrichtung 41 in das Abstimmelement 9 erlaubt. Sobald die Anschlagsbegrenzung am Ende des Längsschlitzes durch den Stift der Koppeleinrichtung 41 erreicht ist, bewirkt eine Drehung der Koppeleinrichtung 41 im oder entgegen des Uhrzeigersinns eine Schließung des Bajonettverschlusses. Im Folgenden gleitet der Stift der Koppeleinrichtung 41 in den Querschlitz des Abstimmelements 9. Der Stift ist dabei anschlagsbegrenzt gelagert, so dass sowohl Zug-, als auch Druckkräfte verzögerungsfrei von der Koppeleinrichtung 41 auf das Abstimmelement 9 übertragen werden können.
Die Koppeleinrichtung 41 ist dabei mit einem Schrittmotor oder mit einem Linearmotor verbunden.
Bei dem Bajonettverschluss handelt es sich um eine lösbare Verbindung. Zumindest ein Teil der Koppeleinrichtung 41 befindet sich außerhalb der Einführöffnung 13, kann allerdings in diese und in die Innenleiter-Bohrung 8 eingeführt werden.
Der Längs- und der Querschlitz könnten natürlich auch in der Koppeleinrichtung 41 ausgebildet sein, wobei im Gegenzug der Stift in dem Abstimmelement 9 ausgebildet sein müsste.
Die 9A, 9B und 9C zeigen verschiedene Längsschnitte durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, wobei die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung 12 und der Koppeleinrichtung 41 eine Verriegelung 45 ist und wobei mittels eines Klebers 47 das Abstimmelement 9 innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 fixiert wird.
9A zeigt, dass ein Ende der Koppeleinrichtung 41, welches in Kontakt mit dem Abstimmelement 9 gelangt, elastisch ausgebildet ist und radial nach innen, also zu der Längsachse, die die Koppeleinrichtung 41 durchsetzt, gebogen werden kann. In dem Ausführungsbeispiel aus 9A ist das Ende der Koppeleinrichtung 41 nicht in Richtung der Längsachse gebogen, sondern befindet sich in einem entspannten Zustand. An dem Außenumfang des Endes der Koppeleinrichtung 41 befindet sich zumindest ein Stift. Innerhalb des Ausführungsbeispiels aus 9A sind es zwei Stifte. Diese beiden Stifte greifen in die Befestigungsöffnungen 20 ein, wie sie beispielsweise in den 3A und 4B dargestellt sind. Bei dieser sogenannten Verriegelung 45 kann die Koppeleinrichtung 41 in das zumindest teilweise als Hohlzylinder ausgebildete Abstimmelement 9 eingeführt und mittels einer Klickverbindung derart fest verbunden werden, dass eine Übertragung von Zug- oder Druckkräften verzögerungsfrei erfolgen kann.
Ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Abstimmelements 9 und der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 ist übertrieben dick dargestellt. Nach wie vor liegt ein Kraftschluss zwischen dem Abstimmelement 9 und der Innenleiter-Bohrung 8 vor. Das Abstimmelement 9 könnte natürlich auch in die Innenleiter-Bohrung 15 des zweiten Innenleiters 7 eingeführt und nicht wie hier in die Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 eingeführt werden.
Ferner ist eine Klebeeinrichtung 44 dargestellt, über die ein Kleber 47 in die Einführöffnung 13 eingebracht werden kann. Die Klebeeinrichtung 44 ist vorzugsweise ebenfalls Teil der Verstelleinrichtung.
Innerhalb von 9B wurde mittels der Koppeleinrichtung 41 das Abstimmelement 9 in die gewünschte Position innerhalb der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 gebracht. Das Ende der Koppeleinrichtung 41, welches mit dem Abstimmelement 9 in Kontakt steht, ist verjüngt, also hat sich in Richtung der Längsachse zusammengezogen. Die Stifte, die an der Seitenumfangsfläche des Endes der Koppeleinrichtung 41 angebracht sind, befinden sich nun nicht mehr in Eingriff mit den Befestigungsöffnungen 20 der Befestigungseinrichtung 12 des Abstimmelements 9. Die Koppeleinrichtung 41 kann durch axiale Verschiebung aus der Einführöffnung 13 des Hochfrequenzfilters 1 herausgenommen werden.
9C zeigt die Koppeleinrichtung 41, wobei sich deren Ende in Richtung der Längsachse zusammengezogen hat. Vorzugsweise weist das Ende der Koppeleinrichtung 41 die Form einer Pinzette auf, wobei an der Seitenumfangsfläche die Verbreiterungen, also die Stifte angebracht sind, die in die Befestigungsöffnungen 20 greifen. Die Spitzen der Koppeleinrichtung 41 können sich soweit zusammen ziehen, bis sie einander berühren. Innerhalb von 9C wurde außerdem bereits der Kleber 47 eingeführt, um das Abstimmelement 9 mit der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 zu verbinden.
Das Ende 10 des Abstimmelements 9, welches näher an der Einführöffnung 13 liegt, weist vorzugsweise einen geringeren Durchmesser auf, als das Abstimmelement 9 an dem anderen Ende 11 oder in der Mitte besitzt. Dadurch ergibt sich ein Hohlraum zwischen dem Abstimmelement 9 und der Innenwandung der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3, in die der Kleber 47 eingeführt werden kann.
10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, wobei die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung 12 am Abstimmelement 9 und der Koppeleinrichtung 41 eine Schraubverbindung 50 ist. Hierzu weist das Abstimmelement 9 an dem Ende 10, welches näher an der Einführöffnung 13 liegt, eine Innengewinde auf, in welches das Ende der Koppeleinrichtung 41, welches ein Außengewinde umfasst, eingreifen kann. Es wäre auch möglich, dass das Abstimmelement 9 ein Außengewinde aufweist und entsprechend mit der Koppeleinrichtung 41 verbunden ist.
11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1, wobei die Verbindung zwischen dem Abstimmelement 9, an dessen Befestigungseinrichtung 12, und der Koppeleinrichtung 41 über ein Vakuum hergestellt wird. Hierzu weist das Ende der Koppeleinrichtung 41, welches in Kontakt mit dem Abstimmelement 13 steht, Vakuumdüsen 60 auf, welche dazu in der Lage sind Luft anzusaugen. Diese Vakuumdüsen 60 stehen in Kontakt mit einer entsprechenden Eingriffsfläche an der Befestigungseinrichtung 12 des Abstimmelements 9. Dabei sollte eine Spielpassung zwischen dem Abstimmelement 9 und der Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 vorliegen. Der Spalt zwischen Abstimmelement 9 und Innenleiter-Bohrung 8 des ersten Innenleiters 3 wird abschließend mit dem Kleber 47 gefüllt. Hierbei muss ein Kleber 47 mit geeigneter Viskosität verwendet werden. Über das Vakuum wird das Abstimmelement 9 an den Vakuumdüsen 60 gehalten, sodass über eine Bewegung der Vakuumdüsen 60 das Abstimmelement 9 zur Abstimmung näher an die Einführöffnung 13 herangezogen werden kann. Um das Abstimmelement 9 weiter von der Einführöffnung 13 fortzubewegen, drücken die Vakuumdüsen 60 mechanisch an die Befestigungseinrichtung 12 und schieben so das Abstimmelement 9 weiter in den Resonator 2 hinein.
Es ist auch möglich, dass ein Teil des Abstimmelements 9, insbesondere das Ende 10, welches in Kontakt mit der Koppeleinrichtung 41 gelangt, aus dem Außenleitergehäuse 4 heraussteht.
Die Befestigungseinrichtung 12 und das Abstimmelement 9 sind vorzugsweise einteilig ausgebildet.
12 zeigt ein Verfahren zum Abgleichen des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters 1. Innerhalb des Verfahrensschritts S₁ wird das Hochfrequenzfilter verschlossen. Dies bedeutet, dass die entsprechenden Eingangsanschlüsse sowie der Gehäusedeckel 6 aufgesetzt werden. Das Hochfrequenzfilter 1 wird dabei hochfrequenzdicht verschlossen. Hierzu werden auch die Schraubverbindungen angezogen.
Innerhalb eines weiteren Verfahrensschritts S₂ wird die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung 12 des Abstimmelements 9 mit der Koppeleinrichtung 41 der Verstelleinrichtung hergestellt. Bei dieser Verbindung kann es sich, wie bereits dargelegt, um eine Bajonettverbindung 40 oder um eine Schraubverbindung 50 oder um eine Verriegelung 45 oder um eine Vakuumverbindung handeln.
Im Weiteren wird im Verfahrensschritts S₃ das Abstimmelement 9 in die Innenleiter-Bohrung 8, 15 des ersten oder zweiten Innenleiters 3, 7 eingesetzt. Dieses Einsetzen kann durch Einpressen bzw. durch Einschießen mittels Druckluft erfolgen.
Die Schritte S₁, S₂, S₃ können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S₄ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₄ werden die Filtereigenschaften gemessen. Hierzu gehört beispielsweise die Messung der Resonanzfrequenz.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S₅ ausgeführt, in welchem das Abstimmelement 9 in Richtung der Einführöffnung 13 oder weg von der Einführöffnung 13 mittels der Verstelleinrichtung verschoben wird. Über einen Linear- oder Schrittmotor können Schrittweiten in der Größenordnung von wenigen Mikrometern gewählt werden.
Sobald das Abstimmelement 9 um einen bestimmten Verfahrweg verfahren wurde, wird der Verfahrensschritts S₆ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₆ werden die Verfahrensschritte S₄ und S₆ solange wiederholt, bis die gewünschten Filtereigenschaften erreicht werden.
Sobald dies der Fall ist, wird der Verfahrensschritts S₇ ausgeführt, in welchem das Abstimmelement 9 mittels einer Klebeverbindung in der Innenleiter-Bohrung 8, 15 des ersten oder zweiten Innenleiters 3, 7 fixiert wird.
Vor oder nach dem Verfahrensschritts S₇ kann die Verbindung zwischen der Koppeleinrichtung 41 und der Befestigungseinrichtung 12 wieder getrennt und die Koppeleinrichtung 41 aus der Einführöffnung 13 entfernt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/063829 A1 [0005, 0006]
US 4460878 [0011]

Claims

Hochfrequenzfilter (1) in koaxialer Bauweise, wobei das Hochfrequenzfilter (1) folgende Merkmale aufweist: – zumindest einen Resonator (2) mit einem ersten Innenleiter (3) und mit einem Außenleitergehäuse (4); – das Außenleitergehäuse (4) umfasst einen Gehäuseboden (5), einen vom Gehäuseboden beabstandeten Gehäusedeckel (6) und eine zwischen dem Gehäuseboden (5) und dem Gehäusedeckel (6) umlaufende Gehäusewand (14); – der erste Innenleiter (3) ist mit dem Gehäuseboden (5) galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäuseboden (5) in Richtung des Gehäusedeckels (6); – der erste Innenleiter (3) endet im Abstand vor dem Gehäusedeckel (6) und/oder ist vom Gehäusedeckel (6) galvanisch getrennt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Resonator (2) umfasst einen zweiten Innenleiter (7); – der zweite Innenleiter (7) ist mit dem Gehäusedeckel (6) galvanisch verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung vom Gehäusedeckel (6) in Richtung des Gehäusebodens (5); – der erste und der zweite Innenleiter (3, 7) sind axial unverschiebbar; – der erste und der zweite Innenleiter (3, 7) sind koaxial zueinander angeordnet; – der erste und/oder zweite Innenleiter (3, 7) weisen eine Innenleiter-Bohrung (8, 15) auf; – die Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) durchsetzt das Außenleitergehäuse (4) und mündet in eine Einführöffnung (13); – ein Abstimmelement (9) ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) axial verschiebbar angeordnet; – das Abstimmelement (9) ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass ein Abschnitt des Abstimmelements (9) unterschiedlich weit in einen freien Abstandsraum zwischen den beiden Innenleitern (3, 7) eintaucht.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der erste Innenleiter (3) und der Gehäuseboden (5) sind einteilig ausgebildet und/oder der zweite Innenleiter (7) und der Gehäusedeckel (6) sind einteilig ausgebildet.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das Abstimmelement (9) oder eine darauf befindliche Hülse oder Oberflächenbeschichtung weist eine erste Gleitfläche und die Innenleiter-Bohrung (8, 15) oder eine darin eingesetzte Buchse (31) oder darin befindlichen Oberflächenbeschichtung des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) weist eine zweite Gleitfläche auf, und a) das Abstimmelement (9) ist mit seiner ersten Gleitfläche längs der zweiten Gleitfläche innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) verschiebbar und/oder b) zwischen der ersten Gleitfläche des Abstimmelementes (9) und der zweiten Gleitfläche der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) besteht ein gewindeloser Kraft- oder Reibschluss.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – eine Innenwandung der Innenleiter-Bohrung (8, 15) ist glatt.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das Abstimmelement (9) ist elektrisch leitfähig; – das Abstimmelement (9) ist galvanisch von dem ersten und zweiten Innenleiter (3, 7) getrennt.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 4 oder 5 in Verbindung mit Anspruch 3, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Hülse oder die Buchse (31) ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) formschlüssig oder kraftschlüssig angeordnet.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – beide Enden der Buchse (31) weisen einen zumindest teilweise umlaufenden Flansch (33) auf, sodass die Buchse axial unverschieblich innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) angeordnet ist; – ein erstes Ende der Buchse (31) stützt sich mit seinem zumindest teilweise umlaufenden Flansch (33) auf einer Schulter (32) der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) innerhalb diesem ab; – ein zweites Ende der Buchse (31) stützt sich mit seinem zumindest teilweise umlaufenden Flansch (33) an der Außenseite des Außenleitergehäuses (34) an der Einführöffnung (13) der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) ab.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 6 oder 7 oder nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die Buchse (31) ist einteilig oder mehrteilig ausgebildet und/oder besteht aus einem elastischen dielektrischen Material und das Abstimmelement (9): a) ist einteilig oder mehrteilig ausgebildet; und/oder b) besteht aus einem dielektrischen Material oder einem elektrisch leitfähigen Material; oder – das Abstimmelement (9): a) ist einteilig oder mehrteilig ausgebildet; und/oder b) besteht aus einem dielektrischen Material, insbesondere aus einer Keramik oder einem Kunststoff.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das Abstimmelement (9) weist einen Bereich mit einem verbreiterten Durchmesser auf; – der Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser befindet sich: a) in der Mitte des Abstimmelements (9); b) an dem Ende (10) des Abstimmelements (9), welches sich näher an der Einführöffnung (13) befindet.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der Bereich mit dem verbreiterten Durchmesser ist in radialer Richtung auf die Längsachse zu elastisch verformbar, wobei die Längsachse zentral durch das Abstimmelement (9) verläuft.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – das Abstimmelement (9) ist in der Innenleiter-Bohrung (8) des ersten Innenleiters (3) angeordnet und ragt aus diesem heraus und in die Innenleiter-Bohrung (15) des zweiten Innenleiters (7) hinein, wobei sich beide Innenleiter (3, 7) an ihren Stirnseiten nicht berühren; oder – das Abstimmelement (9) ist in der Innenleiter-Bohrung (15) des zweiten Innenleiters (7) angeordnet und ragt aus diesem heraus und in die Innenleiter-Bohrung (8) des ersten Innenleiters (3) hinein, wobei sich beide Innenleiter (3, 7) an ihren Stirnseiten nicht berühren.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – beide Innenleiter (3, 7) sind überlappungsfrei zueinander angeordnet, so dass keiner der beiden Innenleiter (3, 7) in den jeweils anderen Innenleiter (7, 3) eintaucht.
Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: a) die Innenleiter-Bohrung (8) des ersten Innenleiters (3) weist einen größeren Durchmesser auf, als der zweite Innenleiter (7); der zweite Innenleiter (7) taucht in die Innenleiter-Bohrung (8) des ersten Innenleiters (3) zumindest teilweise ein, wobei zwischen beiden Innenleitern (3, 7) ein Abstandsraum (16) gebildet ist; das Abstimmelement (9) ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass ein Abschnitt des Abstimmelements (9) unterschiedlich weit in den freien Abstandsraum (16) zwischen den beiden Innenleitern (3, 7) eintaucht; oder b) die Innenleiter-Bohrung (15) des zweiten Innenleiters (7) weist einen größeren Durchmesser auf, als der erste Innenleiter (3); der erste Innenleiter (3) taucht in die Innenleiter-Bohrung (15) des zweiten Innenleiters (7) zumindest teilweise ein, wobei zwischen beiden Innenleitern (3, 7) ein Abstandsraum (16) gebildet ist; das Abstimmelement (9) ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass ein Abschnitt des Abstimmelements (9) unterschiedlich weit in den freien Abstandsraum (16) zwischen den beiden Innenleitern (3, 7) eintaucht.
Hochfrequenzfilter nach der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das Abstimmelement (9) weist an dem Ende (11), welches von der Einführöffnung (13) am weitesten beabstandet ist eine Aufnahmeöffnung (30) auf; – das Abstimmelement (9) ist in der Innenleiter-Bohrung (8) des ersten Innenleiters (3) angeordnet, wobei der zweite Innenleiter (7) in die Aufnahmeöffnung (30) des Abstimmelements (9) eintaucht; oder das Abstimmelement (9) ist in der Innenleiter-Bohrung (15) des zweiten Innenleiters (7) angeordnet, wobei der erste Innenleiter (3) in die Aufnahmeöffnung (30) des Abstimmelements (9) eintaucht.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das Abstimmelement (9) weist an dem Ende (10), welches sich näher an der Einführöffnung (13), befindet eine Befestigungseinrichtung (12) auf; – einer Verstelleinrichtung, die eine Koppeleinrichtung (41) aufweist, wobei die Koppeleinrichtung (41) mit der Befestigungseinrichtung (12) verbunden ist, wobei zumindest ein Teil der Koppeleinrichtung (41) von außerhalb der Einführöffnung (13) in diese einführbar oder eingeführt ist; – über die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung (12) und der Koppeleinrichtung (41) können sowohl Zug-, als auch Druckkräfte übertragen werden, wodurch das Abstimmelement (9) in Richtung der Einführöffnung (13) oder von der Einführöffnung (13) weg innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) bewegbar ist oder bewegt wird.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung (12) und der Koppeleinrichtung (41) ist als lösbare Verbindung ausgestaltet, insbesondere als: a) Bajonettverbindung (40); oder b) Schraubverbindung (50); oder c) Verriegelung (45); oder d) Vakuumverbindung.
Hochfrequenzfilter nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Befestigungseinrichtung (12) und das Abstimmelement (9) sind einteilig ausgebildet.
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) verbreitert sich in Richtung der Einführöffnung (13).
Hochfrequenzfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – das Abstimmelement (9) ist innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) mittels einer Klebeverbindung (47) fixiert, wobei die Klebeverbindung (47) an dem Ende (10) des Abstimmelements (9) angebracht ist, das näher an der Einführöffnung (13) liegt.
Verfahren zur Abstimmung eines Hochfrequenzfilters (1), wobei das Hochfrequenzfilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche aufgebaut ist, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Verschließen (S₁) des Hochfrequenzfilters (1); – Herstellen (S₂) einer Verbindung zwischen einer Befestigungseinrichtung (12) des Abstimmelements (9) mit einer Koppeleinrichtung (41) der Verstelleinrichtung, – Einsetzen (S₃), insbesondere Einpressen des Abstimmelements (9) in die Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7); wobei die Verfahrensschritte Verschließen (S₁), Herstellen (S₂) und Einsetzen (S₃) in beliebiger Reihenfolge ausführbar sind; – Messen (S₄) der Filtereigenschaften; – Axiales Verschieben (S₅) des Abstimmelements (9) innerhalb der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7) in Richtung der Einführöffnung (13) oder weg von der Einführöffnung (13) mittels der Koppeleinrichtung (41) der Verstelleinrichtung; – Wiederholen (S₆) der Verfahrensschritte Messen (S₄) und Verschieben (S₅), solange bis das Hochfrequenzfilter (1) die gewünschten Filtereigenschaften aufweist; – Hinzufügen (S₇) einer Klebeverbindung (47) zwischen dem Abstimmelement (9) und der Innenleiter-Bohrung (8, 15) des ersten oder zweiten Innenleiters (3, 7).