EP0768725A2 - Dielektrischer Resonator sowie Verwendung - Google Patents

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EP0768725A2
EP0768725A2 EP96114592A EP96114592A EP0768725A2 EP 0768725 A2 EP0768725 A2 EP 0768725A2 EP 96114592 A EP96114592 A EP 96114592A EP 96114592 A EP96114592 A EP 96114592A EP 0768725 A2 EP0768725 A2 EP 0768725A2
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EP
European Patent Office
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dielectric
resonator according
dielectric resonator
insert
slots
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EP96114592A
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EP0768725A3 (de
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Dietmar Dr.-Ing. Schmitt
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Tesat Spacecom GmbH and Co KG
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators

Definitions

  • the invention relates to a dielectric resonator in the resonator housing of which there is at least one dielectric insert.
  • Dielectric resonators with differently structured dielectric inserts are known from IEEE Tansactions on Microwave Theory and Techniques, Volume 42, No. 7, July 1994, pages 1296 and 1297 and from GB 2276039 A, for example ring structures, rods and disks with round or square cross sections . These structures serve to concentrate the electromagnetic fields in dominant modes. Due to the relatively high dielectric constant DK, a factor of ⁇ is obtained with the same resonance frequency DK ⁇ smaller dimensions.
  • EP 496 592 A1 also discloses a dielectric resonator with one or more short circular cylinders, which are connected to the inner walls of the resonator housing via superconducting bridges.
  • the resonator according to the invention with the features of claim 1 and the further developments contained in the subclaims is based on the following findings:
  • the presence of dual or triple modes is decisive for the size of filters constructed from dielectric resonators. If more than one mode vibrates at a frequency, this is called degeneracy. The higher the number of modes, the cheaper the filter structure.
  • Another important parameter in the design of resonators is the distance between the modes used or the modes at one frequency from the lower and higher modes or frequencies at which other modes are capable of oscillation. This distance is important for multiplexers consisting of directly coupled filters.
  • the dielectric resonator according to the features of claim 1 has modes with the same resonance frequency (degeneracy), a sufficiently high mode spacing being achievable through the slots. Since the slots extend far to the center, the basic mode is suppressed, which is usually a single mode in cylindrical structures, depending on the thickness of the dielectric in the central region, and is used in standard filters according to the prior art. At the same time, at least one dual mode is formed in the dielectric resonator according to the invention, the energy of which is located in the central region of the dielectric insert.
  • the structure of the insert according to the invention can be realized in one piece or by the composition of standard geometric elements, such as disc-like triangles or trapezoids, circular segments, etc., which are arranged with respect to one another in such a way that at least two respectively opposite and radially extending towards the center slots which are symmetrical to one another are formed. If a certain thickness is used, particularly in the central region, a triple mode or even higher modes can also be used.
  • Another advantage of the slotted structure is the possibility of making the mode spacing adjustable within certain limits by suitable choice of the width or cross-sectional area of the slits and their length. Any necessary coupling of the two (dual mode) or higher modes can also take place in the slots, for example by means of tuning elements, for example in the form of bars or sawing in to different extents, for example in the form of stepped slots.
  • the dielectric resonator according to the invention can thus be used as a resonator with dual, triple or higher modes of high quality, relatively large mode spacing, in particular also at high powers. Because of the good matching and coupling options, the dielectric resonator is suitable for the construction of microwave filters.
  • Figure 1 shows the shape of a conventional dielectric insert for a dielectric resonator.
  • the metallic resonator housing consists of a circular cylinder with the inner diameter R and the inner height H. It contains a dielectric insert in the form of a circular cylindrical dielectric ceramic disk with the diameter r and the height h.
  • a C-band filter should be implemented with a center frequency of 3.7 GHz and using dual-mode cavity resonators.
  • the EH11 ⁇ mode is used as the working mode.
  • FIG. 2 shows a dielectric resonator according to the invention, which has a slot structure.
  • a mode distance of 39.5% from the next higher mode can be achieved.
  • Figure 2 shows only one embodiment for a large mode spacing. Other structures with an even larger mode spacing are possible.
  • the dielectric resonator shown in FIG. 2 consists of a circular-cylindrical resonator housing 1, with a disk-like, likewise circular-cylindrical, one-piece dielectric insert 2.
  • a disk-like, likewise circular-cylindrical, one-piece dielectric insert 2 Starting from the disk jacket, two mutually opposite, symmetrical slots 3 are arranged, which extend radially towards the center.
  • the total of four slots 3 have essentially the same cross section or, as shown, are formed as a truncated pyramid and taper at an angle of 15 ° in the direction of the disk center.
  • the center planes of the slots 3 are each perpendicular to the top surfaces of the resonator housing or the top surfaces of the circular cylindrical insert 2.
  • the slots 3 are arranged according to the invention so that they intersect the electrical field lines of the TE01 mode.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 has further advantages with regard to the preferred direction of the dual modes, which can be used for the coupling in microwave filter structures (simple cascading of several dielectric resonators according to the invention).
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a dielectric insert according to the invention.
  • This insert consists of a cylinder 25 in the central region, around which circular segments 21, 22, 23 and 24 are arranged. These segments 21 to 24 are arranged with respect to one another in such a way that two adjacent segments each form the slots 3, which are point-symmetrical and run radially toward the center of the insert, due to the mutual spacing of their segment surfaces.
  • the central region - cylinder 25 - of the dielectric insert projects beyond the remaining regions - segments 21 to 24 - with regard to its thickness (cylinder height). Due to this training, higher modes in particular are capable of oscillation.
  • the number can be selected by choosing different dielectric constants, for example a high dielectric constant in the central area compared to a low dielectric constant in the outer areas (segments) of the oscillatable modes and the mode distance.
  • the dielectric insert i.e. between the resonator housing wall 1 and the dielectric insert 3
  • there is filler material with a dielectric constant of, for example, ⁇ 2 to 4.
  • the associated field line images FIGS. 4 to 15
  • FIG. 4 to 15 show, there are 3 in the air-filled or vacuum-filled slots the highest electrical field components.
  • the energy density of the modes is concentrated in the dielectric in all cases.
  • FIG. 3 there is a six-tuple mode.
  • FIG. 16 A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 16.
  • the dielectric insert 2 consists of a disk-like structure of the same thickness with a rectangular outer boundary.
  • the resonator housing 1 is also rectangular.
  • the slots 3 each run from the corners of the rectangular structure towards the center of the pane and are point-symmetrical to one another in pairs. Here, too, the slits narrow towards the center of the disk.
  • the electrical fields, designated Ex, and the magnetic fields, designated Bx are shown here in two planes in FIGS. 17 to 24. x takes the values 1 and 2 here (dual mode).
  • a spherical structure can also be chosen as a further embodiment of the dielectric insert according to the invention with slots that run from the surface of the sphere towards the center of the sphere.
  • the slots 3 When configured as a plate or pill symmetrical in two planes, the slots 3 run almost to the center of the insert and thus prevent the basic mode, which is usually a single mode (depending on the thickness of the plate or pill) and is used for standard filters. At the same time, a dual mode is formed, the energy of which is in the middle of the structure.
  • such a structure can also be realized as a composition of standard geometric elements, such as trapezoids and a small cuboid in the middle or triangles and a pill or cuboid in the middle. The same applies to circular cylindrical or spherical structures.
  • the slotted structure also offers the possibility to regulate the mode spacing within certain limits with the length and width of the slits.
  • a necessary coupling of the two modes (dual mode operation) can also take place in the slots, for example by tuning rods or sawing to different degrees or by grading (FIG. 16).
  • the embodiment shown in FIG. 16 offers the following advantages: In order to suppress high field strengths on the one hand (risk of multipacting) and on the other hand to enable more favorable heat conduction (energy dissipation from the dielectric into the resonator housing), a compromise must be striven for while at the same time achieving high quality. Materials with relatively little loss and low dielectric constants are placed like a jaw chuck (cuboid areas 4) between the housing wall and the dielectric and hold the insert or its parts by an external force (spring, screws, etc.).
  • the cross-sectional areas of all slots should be smaller overall than the total cross-sectional area of the dielectric material.
  • the resonance frequency of the basic mode e.g. in cylindrical standard structures TEO1 mode
  • it is advantageous to choose the resonance frequency of the basic mode e.g. in cylindrical standard structures TEO1 mode to be approximately as large as the resonance frequencies of the higher modes.
  • the individual segments of the dielectric insert are attached to the inner walls of the housing, it is advantageous to attach these segments to these walls in particular to increase the resonator quality via superconducting bridges, for example HTSL elements.

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

Abstract

Bei einem dielektrischen Resonator ist der dielektrische Einsatz (2) so ausgebildet, daß mindestens zwei jeweils gegenüberliegende sich in Richtung Zentrum hin radial erstreckende und zueinander symmetrische Schlitze (3) entstehen. Durch die radialen Schlitze (3) läßt sich ein dielektrischer Resonator mit hohem Modenabstand bei hoher Güte erreichen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen dielektrischen Resonator in dessen Resonatorgehäuse sich mindestens ein dielektrischer Einsatz befindet.
    • Stand der Technik
  • Aus IEEE Tansactions on Microwave Theory and Techniques, Volume 42, Nr. 7, Juli 1994, Seiten 1296 und 1297 und aus GB 2276039 A sind dielektrische Resonatoren mit verschieden strukturierten dielektrischen Einsätzen bekannt, zum Beispiel Ringstrukturen, Stäbe und Scheiben mit runden oder guadratischen Querschnitten. Diese Strukturen dienen dort zur Konzentration der elektromagnetischen Felder in dominanten Moden. Aufgrund der relativ hohen Dielektrizitätszahl DK erhält man bei gleicher Resonanzfrequenz um den Faktor √ DK ¯
    Figure imgb0001
     geringere Abmessungen. Aus der EP 496 592 A1 ist ebenfalls ein dielekrischer Resonator mit einem oder mehreren kurzen Kreiszylinder/n bekannt, der/die über supraleitende Brücken mit den Innenwänden des Resonatorgehäuse verbunden ist/sind.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Resonator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise die in den Unteransprüchen enthaltenen Weiterbildungen beruht auf folgenden Erkenntnissen: Entscheidend für die Größe von aus dielektrischen Resonatoren aufgebauten Filtern ist das Vorhandensein von Dual- oder Tripelmoden. Schwingt bei einer Frequenz mehr als ein Mode, so spricht man von Entartung. Je höher die Anzahl der Moden ist, um so volumengünstiger ist der Filteraufbau. Eine weitere wichtige Kenngröße beim Design von Resonatoren ist der Abstand des verwendeten Modes beziehungsweise der Moden bei einer Frequenz zu den niedrigeren und höheren Moden beziehungsweise Frequenzen, an denen andere Moden schwingähig sind. Dieser Abstand ist für Muliplexer bestehend aus direkt gekoppelten Filtern wichtig.
  • Der dielektrische Resonator gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 weist Moden mit gleicher Resonanzfrequenz (Entartung) auf, wobei durch die Schlitze ein genügend hoher Modenabstand erreichbar ist. Da sich die Schlitze weit zum Zentrum hin erstrecken, wird der Grundmode unterdrückt, der in der Regel bei zylindrischen Strukturen ein Single-Mode ist, abhängig von der Dicke des Dielektrikums im Zentralbereich, und bei Standardfiltern nach dem Stand der Technik ausgenutzt wird. Gleichzeitig bildet sich beim dielektrischen Resonator nach der Erfindung zumindest ein Dualmode aus, dessen Energie sich im Zentralbereichs des dielekrischen Einsatzes befindet. Die erfindungsgemäße Struktur des Einsatzes läßt sich einstückig realisieren oder durch die Zusammensetzung von geometrischen Standardelementen, wie zum Beispiel scheibenartige Dreiecke, beziehungsweise Trapeze, Kreissegmente usw., die so zueinander angeordnet sind, daß mindestens zwei jeweils gegenüberliegende sich in Richtung Zentrum hin radial erstreckende und zueinander symmetrische Schlitze entstehen. Verwendet man eine bestimmte Dicke insbesondere im Zentralbereich, so läßt sich auch ein Tripelmode beziehungsweise noch höhere Moden ausnutzen. Ein weiterer Vorteil der geschlitzten Struktur besteht in der Möglichkeit durch geeignete Wahl der Breite beziehungsweise Querschnittsfläche der Schlitze und ihrer Länge den Modenabstand in gewissen Grenzen einstellbar zu machen. Eine gegebenenfalls notwendige Verkopplung der beiden (Dualmode) beziehungsweise höheren Moden kann ebenfalls in den Schlitzen etwa durch Abstimmelemente, zum Beispiel in Form von Stäben oder unterschiedlich weites Einsägen, zum Beispiel in Form von gestuften Schlitzen, erfolgen.
  • Zur Halterung des dielektrischen Einsatzes im Resonatorgehäuse können herkömmliche Maßnahmen verwendet werden, wie zum Beispiel keramische Stützkörper, Andruckschrauben, Federelemente usw. oder auch die Maßnahmen gemäß der älteren Anmeldung DE 1 95 24 633.0 verwendet werden.
  • Der erfindungsgemäße dielektrische Resonator läßt sich somit als Resonator mit Dual-, Tripel oder höheren Moden hoher Güte, relativ großem Modenabstand insbesondere auch bei hohen Leistungen einsetzen. Wegen der guten Abgleich- und Verkopplungsmöglichkeiten eignet sich der dielekrische Resonator zum Aufbau von Mikrowellenfiltern.
    • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichungen dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1 die Form eines herkömmlichen Einsatzes für einen dielektrischen Resonator,
    • Figur 2 die Form eines dielektrischen Einsatzes für einen Resonator nach der Erfindung,
    • Figur 3 ein Ausführungsbeispiel insbesondere für höhere Moden,
    • Figuren 4 bis 15 Feldlinienbilder zum Ausführungsbeispiel nach Figur 3,
    • Figur 16 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit rechteckförmigem dielektrischen Einsatz,
    • Figuren 17 bis 24 Feldlinienbilder für das Ausführungsbeispiel nach Figur 16.
    Beschreibung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt die Form eines herkömmlichen dielektrischen Einsatzes für einen dielektrischen Resonator. Das metallische Resonatorgehäuse besteht aus einem Kreiszylinder mit dem Innendurchmesser R und der Innenhöhe H. Darin ist ein dielektrischer Einsatz in Form einer kreiszylindrischen dielektrischen Keramikscheibe untergebracht mit dem Durchmesser r und der Höhe h. Nachfolgend wird angenommen, daß ein C-Bandfilter realisiert werden soll mit einer Mittenfrequenz von 3,7 GHz und unter Benutzung von Dual-Mode-Hohlraumresonatoren. Der EH11δ-Mode wird als Arbeitsmode benutzt. Die Dielektrizitätskonstante ist zu ε = 36 angenommen. Unter diesen Annahmen läßt sich eine maximale Distanz des Arbeitsmodes gegenüber unerwünschten Moden gemäß nachfolgender Tabelle erreichen:
    Modentyp Frequenz/GHz Relat. Distanz zum Mode 2/3
    1 3,062 18,1 %
    2/3 3,739
    4 4,626 23,7 %
  • Diese Tabelle gilt für:
    r/R =0,66; h/H = 0,33; r/h = 1,75
  • Größere Modenabstände können für diesen Resonatortyp und den gewählten Arbeitsmode nicht erreicht werden.
  • In Figur 2 ist nun ein erfindungsgemäßer dielektrischer Resonator aufgezeigt, der eine Schlitzstruktur aufweist. Mit diesem Resonator laßt sich bei der gleichen Resonanzfrequenz und dem EH11δ-Mode als Grundmode ein Modenabstand von 39,5% zum nächsthöheren Mode erzielen. Figur 2 stellt nur ein Ausführungsbeispiel für einen großen Modenabstand dar. Andere Strukturen mit noch größerem Modenabstand sind möglich.
  • Der in Figur 2 dargestellte dielektrische Resonator besteht aus einem kreiszylindrischen Resonatorgehause 1, mit einem scheibenartigen ebenfalls kreiszylindrisch ausgebildeten einstückigen dielektrischen Einsatz 2. Vom Scheibenmantel ausgehend sind jeweils zwei paarweise gegenüberliegende zueinander symmetrische Schlitze 3 angeordnet, die sich radial in Richtung Zentrum hin erstrecken. Die insgesamt vier Schlitze 3 weisen im wesentlichen gleichen Querschnitt auf oder sind, wie dargestellt, als Pyramidenstumpf ausgebildet und verjüngen sich unter einem Winkel von 15° in Richtung Scheibenzentrum hin. Die Mittelebenen der Schlitze 3 stehen jeweils senkrecht zu den Deckflächen des Resonatorgehäuses beziehungsweise den Deckflächen des kreiszylinderförmigen Einsatzes 2. Mit den Dimensionierungen: R/r = 1,2; h/r = 0,5428; H/h =4,5; ri/r =0,28; ε =30; r =11,2 mm, wobei R den Innenradius des Resonatorgehäuses 1, r den Radius des kreiszylindrischen Einsatzes 2, H die Innenhöhe des Resonatorgehäuses, h die Höhe des kreiszylindrischen Einsatzes 2 und ri den Radius des Schlitzgrundes angibt, gilt eine entsprechende Tabelle für die niedrigsten Modentypen:
    Modentyp Frequenz/GHz Relat. Distanz zum Mode 1/2
    1/2 3,72
    2 5,19 39,5%
  • Die Schlitze 3 sind erfindungsgemäß so angeordnet, daß sie die elektrischen Feldlinien des TE01-Modes schneiden.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 besitzt weitere Vorteile bezüglich der Vorzugsrichtung der Dualmoden, die für die Kopplung in Mikrowellenfilterstrukturen ausgenutzt werden können (einfache Kaskadierung mehrerer erfindungsgemäßer dielektrischer Resonatoren).
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen dielektrischen Einsatz zeigt Figur 3. Dieser Einsatz besteht aus einem Zylinder 25 im Zentralbereich, um den herum kreisringförmige Segmente 21, 22, 23 und 24 angeordnet sind. Diese Segmente 21 bis 24 sind so zueinander angeordnet, daß jeweils zwei benachbarte Segmente durch den gegenseitigen Abstand ihrer Segementflächen die jeweils paarweise zueinander punktsymmetrischen radial zum Zentrum des Einsatzes hin verlaufenden Schlitze 3 bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel überragt der Zentralbereich - Zylinder 25 - des dielektrischen Einsatzes die übrigen Bereiche - Segmente 21 bis 24 - bezüglich seiner Dicke (Zylinderhöhe). Durch diese Ausbildung sind insbesondere höhere Moden schwingähig. Durch die Wahl unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten, zum Beispiel einer hohen Dielektrizitätskonstante im Zentralbereich gegenüber einer niedrigen Dielektrizitätskonstante in den Außenbereichen (Segmenten) läßt sich die Anzahl der schwingfähigen Moden und der Modenabstand beeinflussen. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 besteht der Zentralbereich aus demselben Material wie die um ihn herum angeordneten Segmente (ε = 30 bis 38). Außerhalb des dielektrischen Einsatzes, also zwischen Resonatorgehäusewand 1 und dielektrischem Einsatz 3 befindet sich Füllmaterial mit einer Dielektrizitätskonstante von zum Beispiel ε = 2 bis 4. Wie die zugehörigen Feldlinienbilder (Figuren 4 bis 15) zeigen, ergeben sich in den luft- beziehungsweise vakuumgefüllten Schlitzen 3 die höchsten elektrischen Feldkomponenten. Die Energiedichte der Moden ist in allen Fällen im Dielektrikum konzentriert. Dies bewirkt eine relativ hohe Güte. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 liegt ein Sixtupel-Mode vor. Die schwingfähigen Moden in den Figuren 4 bis 15 sind bezüglich der elektrischen Felder mit Ex und bezüglich der magnetischen Felder mit Bx bezeichnet. (x = 1 bis 6).
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Figur 16. Der dielektrische Einsatz 2 besteht aus einer scheibenartigen Struktur gleicher Dicke mit rechteckförmiger Außenbegrenzung. Das Resonatorgehause 1 ist ebenfalls rechteckförmig. Die Schlitze 3 verlaufen jeweils von den Ecken der rechteckigen Struktur in Richtung Scheibenzentrum hin und sind paarweise zueinander punktsymmetrisch. Auch hier verjüngen sich die Schlitze zum Scheibenzentrum hin. Zwischen dem dielektrischen Einsatz 3 und dem Resonatorgehäuse 1 befinden sich quaderförmige Bereiche 4 niedriger Elektrizitätskonstante. Die elektrischen Felder, bezeichnet Ex, und die magnetischen Felder, bezeichnet mit Bx, sind hier in zwei Ebenen in den Figuren 17 bis 24 darstellt. x nimmt hier die Werte 1 und 2 an (Dualmode).
  • Als weitere Ausgestaltung des dielektrischen Einsatzes nach der Erfindung kann auch eine kugelförmige Struktur gewählt werden mit Schlitzen, die von der Kugeloberfläche in Richtung Kugelzentrum verlaufen.
  • Sowohl bei der Ausgestaltung als eine in zwei Ebenen symmetrischen Platte oder Pille laufen die Schlitze 3 bis fast zum Zentrum des Einsatzes hin und verhindern damit den Grundmode, der in der Regel ein Single-Mode ist (abhängig von der Dicke der Platte oder Pille) und bei Standardfiltern ausgenutzt wird. Gleichzeitig bildet sich ein Dualmode aus, dessen Energie sich in der Mitte der Struktur befindet. Neben den in den Figuren 2, 3 und 16 gezeigten Ausführungsbeispielen läßt sich eine solche Struktur auch als eine Zusammensetzung von geometrischen Standardelementen, wie zum Beispiel Trapezen und einem kleinen Quader in der Mitte oder Dreiecken und einer Pille oder Quader in der Mitte realisieren. Entsprechendes gilt für kreiszylinderförmige oder kugelförmige Strukturen. Die geschlitzte Struktur bietet auch die Möglichkeit mit der Länge und Breite der Schlitze den Modenabstand in gewissen Grenzen zu regulieren. Eine notwendige Verkopplung der beiden Moden (Dualmodebetrieb) kann ebenfalls in den Schlitzen, zum Beispiel durch Abstimmstäbe oder unterschiedlich weites Einsägen oder durch Stufung (Figur 16) erfolgen.
  • Neben den zuvor erwähnten Halterungsmöglichkeiten bietet insbesondere die in Figur 16 dargestellte Ausführungsform folgende Vorteile:
    Um zum einen hohe Feldstärken zu unterdrücken (Gefahr von multipacting) und zum anderen eine günstigere Wärmeleitung (Energieabfuhr aus dem Dielektrikum in das Resonatorgehäuse) zu ermöglichen, ist bei gleichzeitiger Erzielung hoher Güten ein Kompromiß anzustreben. Materialien mit relativ wenig Verlusten und niedriger Dielektrizitätskonstanten werden wie ein Backenfutter (quaderförmige Bereiche 4) zwischen Gehäusewandung und Dielektrikum gelegt und halten den Einsatz beziehungsweise dessen Teile durch eine äußere Kraft (Feder, Schrauben usw.).
  • Zur Erreichung einer hohen Güte sollten die Querschnittsflächen aller Schlitze insgesamt kleiner sein als die Gesamtquerschnittsfläche des dielektrischen Materials. Für Triple- und höhere Moden ist es günstig, die Resonanzfrequenz des Grundmodes (z.B. in zylindrischen Standartstrukturen TEO1-Mode) annähernd so groß zu wählen, wie die Resonanzfrequenzen der höheren Moden.
  • Wenn die einzelnen Segmente des dielektrischen Einsatzes an den Gehäuseinnenwänden befestigt werden, ist es vorteilhaft, diese Segmente insbesondere zur Erhöhung der Resonatorgüte über supraleitende Brücken, zum Beispiel HTSL-Elemente, an diesen Wänden zu befestigen.

Claims (23)

  1. Dielektrischer Resonator, in dessen Resonatorgehäuse (1) sich mindestens ein dielektrischer Einsatz (2) befindet, wobei der/die Einsatz/Einsätze so ausgebildet ist/sind oder im Falle eines mehrteiligen Einsatzes die Teile zueinander so angeordnet sind, daß mindestens zwei jeweils gegenüberliegende sich in Richtung Zentrum hin radial erstreckende und zueinander symmetrische Schlitze (3) entstehen.
  2. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrischer Einsatz (2) aus mindestens einer einstückigen scheibenartigen Struktur besteht, wobei die Schlitze (3) vom Scheibenmantel ausgehend in Richtung Scheibenzentrum verlaufen.
  3. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartige Struktur eine ringförmige Außenbegrenzung aufweist.
  4. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartige Struktur eine rechteckförmige Außenbegrenzung aufweist
  5. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) jeweils von den Ecken der rechteckförmigen Struktur ausgehend in Richtung Scheibenzentrum hin verlaufen.
  6. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Einsatz (2) aus einer kugelförmigen Struktur besteht, wobei die Schlitze (3) von der Kugeloberfläche ausgehend in Richtung Kugelzentrum hin verlaufen.
  7. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrischer Einsatz (2) aus mehreren Segmenten (21, 22, 23, 24) besteht, wobei jeweils zwei einander benachbarte Segmente durch den gegenseitigen Abstand ihrer Segmentflächen die Schlitze bilden.
  8. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente (21, 22, 23, 24) an den Innenwänden des Resonatorgehäuses (1) befestigt sind.
  9. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Segmente an den Innenwänden über supraleitende Brücken erfolgt.
  10. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21, 22, 23, 24) bei einem rechteckförmigen Einsatz dreiecksförmig oder trapezförmig und bei einem kreisförmigen Einsatz kreissektor- oder kreisringförmig ausgebildet sind.
  11. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Einsatz (2) aus Bereichen unterschiedlich hoher Dielektrizitätskonstanten besteht.
  12. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich des Einsatzes (2) eine höhere Dielektrizitätskonstante aufweist als jene Bereiche, in denen die Schlitze (3) vorgesehen sind.
  13. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich des dielektrischen Einsatzes (2) die übrigen Bereiche bezüglich seiner Dicke überragt.
  14. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich aus einem Zylinder (25) besteht um den herum die Segmente (21, 22, 23, 24) angeordnet sind.
  15. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21, 22, 23, 24) am Zylinder befestigt sind.
  16. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) im ihrem gesamten Verlauf im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen oder sich in Richtung Zentrum hin verjüngen.
  17. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Zentralbereiches gegenüber den übrigen Bereichen so gewählt ist, daß insbesondere höhere Moden schwingfähig sind.
  18. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) so angeordnet sind, daß sie die elektrischen Feldlinien des TE01-Modes schneiden.
  19. Dielektrischer Resonator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Schlitze (3) so gewählt ist, daß die Resonanzfrequenz des TE01-Modes annähernd so groß ist wie die Resonanzfrequenz der höheren Moden.
  20. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen aller Schlitze insgesamt kleiner sind als die Gesamtquerschnittsfläche des dielektrischen Materials.
  21. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) gestuft ausgebildet sind.
  22. Dielektrischer Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3) Abstimmelemente aufweisen.
  23. Verwendung des dielektrischen Resonators nach einem der Ansprüche 1 bis 22 für ein Mikrowellenfilter, insbesondere für Multiplexer-Anwendungen.
EP96114592A 1995-10-09 1996-09-12 Dielektrischer Resonator sowie Verwendung Withdrawn EP0768725A3 (de)

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DE19537477A DE19537477A1 (de) 1995-10-09 1995-10-09 Dielektrischer Resonator sowie Verwendung
DE19537477 1995-10-09

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Publication Number Publication Date
EP0768725A2 true EP0768725A2 (de) 1997-04-16
EP0768725A3 EP0768725A3 (de) 1999-10-13

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EP96114592A Withdrawn EP0768725A3 (de) 1995-10-09 1996-09-12 Dielektrischer Resonator sowie Verwendung

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US (1) US5859574A (de)
EP (1) EP0768725A3 (de)
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