FI87405C - Hoegfrekvensfilter - Google Patents

Description

1 87405

Suurtaajuussuodatin - Högfrekvensfilter

Esillä oleva keksintö koskee helix-resonaattoreita käyttävää 5 suurtaajuusuodatinta ja tarkemmin sanottuna tällaisen suo dattimen kytkentäaukon tai -aukkojen säätöä.

Helix-resonaattorin käyttö virityselementtinä on hyvin tunnettua ja sitä käytetään laajasti suurtaajuusalueen, 10 etenkin 100-1000 MHz, suodattamissa. Tällaiset resonaattorit käsittävät induktiiviset elementit, jotka ovat l.leriökelaksi kierretty johdin ja sitä etäisyyden päässä ympäröivä metallinen kotelo. Eräässä resonaattorityypissä kelan matalaimpe-danssinen (maadoitettu) pää voi olla yhdistetty suoraan 15 metalliseen koteloon. Tämä tapahtuu käytännössä niin, että lieriökelaksi kierrettävä johdin on tässä päässä jonkin matkaa suora ja suunnilleen kohtisuorassa resonaattorin kotelon päätypintaa vastaan, jolloin ensimmäinen lieriökelan kierros on siis tämän suoran jalan määräämällä etäisyydel-20 lä kotelon päätypinnasta. Kelan vastakkainen, korkeaimpe-danssinen pää on erillään kotelosta kytkeytyen siihen ka-pasitiivisesti. Resonaattori voidaan liittää sähköisesti muuhun suodatinpiiriin joko siten, että matalaimpedanssista päätä ei yhdistetä koteloon, vaan siihen liittyy kotelosta 25 eristetty liitäntäjohdin tai että tiettyyn kohtaan helix-resonaattoria juotetaan liitäntä johdin, joka viedään kote-.··.. losta eristettynä kotelon ulkopuolelle. Helix-resonaatto rin resonanssitaajuus on funktio kelan fysikaalisista dimensioista, kapasitiivisesta rakenteesta ja korkeaimpedanssisen 30 pään ja kotelon välisestä etäisyydestä. Tämän takia määrätyn taajuusalueen resonaattorin aikaansaamiseksi sen valmistuksessa vaaditaan tarkka ja täsmällinen rakenne.

Patentista FI-78198 on tunnettu helix-resonaattori, jossa 35 resonaattorikela on tuettu eristelevyllä, jolloin osaan eristelevyä on sijoitettu liuskajohdoista muodostettu sähköinen piiri, johon resonaattori on kytketty sähköisesti.

"...· Tapa valmistaa tapituskohdaltaan tarkka ja toistettavissa 2 874G5 oleva helix-resonaattori on esitetty patenttihakemuksessa FI-884953. Siinä rakenne on osin sama kuin patentin FI-78198 mukaisessa resonaattorissa, mutta eristelevyn pinnalla on mikroliuskajohdin tietyllä kohdalla, jolloin liitettäessä 5 kela eristelevyyn se kytkeytyy aina samalla kohdalla mikro-liuskaan. Mikroliuskajohdin voidaan viedä ulos resonaattorista suoraan tai se voi liittyä patentin FI-78198 mukaiseen tukena toimivan eristelevyn sähköiseen piiriin.

10 Tunnetaan ennestään helix-resonaattoreita käyttäviä suurtaa-juussuodattimia, jotka käsittävät metallisen tai metalloidun kotelon, jossa on useita spiraalinmuotoisia resonaattorike-loja, jotka on erotettu toisistaan metallisilla tai metal-loiduilla väliseinillä, joihin on tehty kytkentäaukkoja 15 erillisten resonaattoreiden välisen sähköisen kytkennän säätämiseksi. Kytkentäaukko on yksinkertaisesti resonaattoreiden väliseen väliseinään meistetty määrätyn kokoinen aukko. Eri suodatinversioissa on eri resonanssitaajuuksil-la aukon koko erilainen, eli kullakin versiolla on oma 20 aukkokoko. Aukkojen koon on oltava erittäin tarkka, käytännössä toleranssi leveydelle ja korkeudelle on ± 0,01 mm. Niinpä aikaisemmin on tietyn kokoista aukkoa varten tehty oma loveustyökalu, eli jokaisella aukkokoolla on loveustyö-kalu. Tämän tekniikan epäkohtana on mm., että tarvitaan ··. 25 suuri määrä työkaluja, eli yhtä monta kuin on erilaista aukkokokoa, ja huomioonottaen työkalujen kalleus, tällä tekniikalla on kustannuksia nostava vaikutus. Eräänä toisena epäkohtana on, että aukkojen mittaerot joskus ovat hyvin pieniä, jolloin on olemassa vaara, että samannäköisiä kote-30 loita, joissa on hieman erilaiset aukot, sekoitetaan keskenään. Vielä eräänä kustannuksiin vaikuttavana epäkohtana on suuret välivarastot suursarjatuotannossa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada suurtaajuussuodatin, 35 jolla vältetään edellä esitetyt epäkohdat, ja jolla helposti ja suurella tarkkuudella voidaan säätää resonaattoripiirien välistä sähköistä kytkentää.

Il 3 87 405

Keksinnölle tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Keksintö koskee näin ollen ensisijaisesti helix-resonaatto-5 reita käyttävää suurtaajuussuodatinta, joka käsittää metallisen tai metalloidun kotelon, jossa on vähintään kaksi spi-raalinmuotoista resonaattorikelaa, jotka on erotettu toisistaan metallisella tai metalloidulla väliseinällä, jossa on aukko, jonka koolla vaikutetaan resonaattoreiden väliseen 10 kytkentään. Tunnusomaista on se, että siinä on liuskamainen säätöelin, joka ulottuu aukon yhdestä reunasta väliseinän tasossa aukkoon ja jonka pituus on lyhyempi kuin aukon sää-töelimen suuntaisen sivun pituus, jolloin säätöelimen kokoa pienentämällä voidaan suurentaa aukon kokoa ja siten säätää 15 resonaattoripiirien välistä sähköistä kytkentää.

Keksinnön mukaisesti väliseinä ja liuska on edullisesti muodostettu yhtenäisestä metallilevystä.

20 Keksintö perustuu siihen oivallukseen, että sen sijaan, että valmistettaisiin suuri määrä koteloita, joissa on erisuuruiset aukot väliseinissä, valmistetaan vain yksi peruskotelo, johon kotelon valmistusvaiheessa muodostetaan väliseinän aukkoon väliseinän pinnan suuntainen liuska, jota koontapis-: :2:5 teessä voidaan lyhentää yksinkertaisella työkalulla ver- siokohtaisesti. Lyhentäminen säätää kytkentää karkealla tasolla. Hienosäätö voidaan suorittaa kiertämällä liuskaa ja siten muuttamalla portaattomasti aukon pinta-alaa. Näin saadaan helposti ja halvalla versiokohtainen mitoitus aukolle.

- 3°

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin edullisten suoritusmuotojen muodossa viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää pystyleikkausta eräästä keksinnön 35 mukaisesta suurtaajuussuodattimesta, kuvio 2 esittää perspektiivikuvaa kuvion 1 mukaisen suurtaajuussuodattimen kotelorakenteesta, 4 97405 kuvio 3 esittää kuviossa 2 esitetyn rakenteen erästä yksityiskohtaa, kuvio 4 esittää samaa rakennetta kuin kuvio 3 keksinnön mukaisesti modifioituna, ja 5 kuvio 5 esittää samaa rakennetta kuin kuvio 4 keksinnön mukaisesti modifioituna.

Kuviossa 1 on suurtaajuussuodattimen metallinen tai metallilla päällystetty kotelo merkitty viitenumerolla 1. Tässä 10 esimerkkitapauksessa on kotelo 1 jaettu kahdella väliseinällä 5 ja 6 kolmen lokeron muodostamiseksi. Jokaiseen lokeroon on sovitettu spiraalin muotoon kierretty johdin, joka muodostaa helix-resonaattorin kelan 2, 3 ja 4. Kukin kela on liitetty ns. matalaimpedanssisesta päästään kotelon 1 poh-15 jaan kelan suoran osuuden kautta, joka muodostaa resonaattorin jalan 12, 13 ja 14. Liitäntä resonaattoreiden välillä tai muuhun ympäristöön tapahtuu keloihin 2, 3 ja 4 juotettujen johtimien 15, 16 ja 17 avulla, jotka voivat olla kelojen tukemiseen käytetyn eristelevyn (ei esitetty) sähköiseen 20 piiriin liitettyjä mikroliuskajohtimia. Tätä järjestelyä nimitetään tapitukseksi. Yläpäästä eli korkeaimpedanssisesta päästä kelat 2, 3 ja 4 ovat avoimet ja muodostavat kapasi-tiivisen kytkennän resonaattorikotelon päähän. Kelat 2, 3 ja 4 voivat olla tuetut, kuten edellä on mainittu, niiden si-^:2¾ sälle asennetulla eristelevyllä, joka puolestaan on tuettu - koteloon 1 tai tuenta voidaan järjestää muullakin tunnetulla : tavalla. Liitettäessä resonaattorit sähköiseen kytkentään kotelo 1 maadoitetaan. Väliseiniin 5 ja 6, joiden rakenne ilmenee paremmin kuviosta 2, on tehty kytkentäaukot 7 ja 8. 30

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista suurtaajuussuodatinta, josta resonaattorikelat on jätetty pois. Kotelo 1 on väliseinillä 5 ja 6 jaettu kolmeen osastoon, kuten edellä on mainittu. Väliseinissä 5 ja 6 on kytkentäaukot 7 ja 8, joi-35 hin on tehty säädettävät liuskat 9 ja 10, joiden yksityiskohtaisempi rakenne ilmenee kuviosta 3.

8 7 4 G 5

D

Kuvio 3 esittää kuviossa 2 esitetyn väliseinän 5 rakennetta. Väliseinässä 5 on suorakaiteen muotoinen kytkentäaukko 7, johon on tehty säädettävä liuska 9, joka edullisesti on muodostettu samasta levyaihiosta kuin väliseinä ja on välisei-5 nän suuntainen. Tässä esimerkkitapauksessa liuska on suorakaiteen muotoinen liuska 9, jonka pitkiin sivuihin on tehty loveukset. On kuitenkin selvää, että liuskan muoto samoin kuin kytkentäaukon muoto voivat keksinnön puitteissa poiketa edellä esitetyistä.

10

Kuviossa 3 esitetty säädettävä liuska 9 voidaan suodattimen koontapisteessä lyhentää yksinkertaisella työkalulla ver-siokohtaisesti, jolloin päädytään kuviossa 4 esitettyyn rakenteeseen, jossa lyhennetty liuska on merkitty viitenume-15 rolla 11 väliseinän pinnan tasosta poispäin. Liuskan lyhentäminen säätää resonaattoripiirien välistä sähkökytkentää karkealla tasolla. Sähkökytkentä voidaan edelleen hienosää-tää kääntämällä lyhennettyä liuskaa 11, jolloin päädytään kuviossa 5 esitettyyn rakenteeseen, jossa käännetty liuska 20 on merkitty viitenumerolla 12. Tällä Viimeksimainitulla liuskan kääntämisellä voidaan portaattomasti muuntaa kytkentäaukon kokoa.

Edellä on kuvattu vain yhtä keksinnön mukaista suoritusmuo-25 toa ja on selvää, että sitä voidaan patenttivaatimusten puitteissa muunnella. Niinpä resonaattorikotelo voi sisältää kulloinkin halutun määrän toisistaan väliseinillä erotettuja resonaattorikeloja, jotka voivat olla sovitettuina yhteen riviin tai kahteen tai useampaan rinnakkaiseen riviin. Edel-• 30 lä esitettyjen resonaattorikelojen, joissa on suorat jalka-osat, ohella voidaan myös käyttää muita sinänsä tunnettuja kelatyyppejä.

Claims (4)

6 87405

1. Helix-resonaattoreita käyttävä suurtaajuussuodatin, joka käsittää metallisen tai metalloidun kotelon (1), jossa kotelossa on vähintään kaksi spiraalinmuotoista resonaatto- 5 rikelaa (2, 3, 4), jotka on erotettu toisistaan metallisella tai metalloidulla väliseinällä (5, 6), jossa voi olla aukko (7, 8), jonka koolla vaikutetaan resonaattoripiirien väliseen sähköiseen kytkentään, tunnettu siitä, että siinä on liuskamainen säätöelin (9, 10), joka ulottuu aukon (7, 8) 10 yhdestä reunasta väliseinän (5, 6) tasossa aukkoon (7, 8) ja jonka pituus on lyhyempi kuin aukon (7, 8) säätöelimen (9, 10) suuntaisen sivun pituus, jolloin säätöelimen kokoa pienentämällä voidaan suurentaa aukon (7, 8) kokoa ja siten säätää resonaattoripiirien välistä sähköistä kytkentää. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suurtaajuussuodatin, tunnettu siitä, että säätöelin (9, 10) ja väliseinä (5, 6) on muodostettu samasta kappaleesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suurtaajuussuodatin, tunnettu siitä, että aukon (7, 8) koon suurentaminen tapahtuu lyhentämällä säätöelintä leikkaamalla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suurtaajuussuodatin, 25 tunnettu siitä, että aukon (7, 8) koon suurentaminen tapahtuu taivuttamalla säätöelintä (9, 10) väliseinän (5, 6) tasosta poispäin. 7 87405