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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen dielektrischen Resonator
und ein dielektrisches Filter, welches sich in einem elektronischen
Gerät wie
z.B. einem gemeinsam für
das Senden und das Empfangen von Signalen genutzten Gerät (Duplexer)
für eine
zellulare Basisstation eignet.
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BESCHREIBUNG
DES ZUGEHÖRIGEN
STANDES DER TECHNIK
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Wie in 9 allgemein
dargestellt ist, ist ein konventioneller dielektrischer Resonator
so aufgebaut, daß ein
aus Keramikmaterial bestehender dielektrischer Block 100 auf
dem Boden eines Metallgehäusekörpers 101 befestigt
ist, wobei die Öffnung des
Metallgehäusekörpers 101 von
einem Gehäusedeckel 101a verschlossen
ist, damit die elektromagnetische Feldenergie im Inneren des Gehäuses verbleibt.
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An der z.B. linken Seitenwand des
Metallgehäusekörpers 101 ist
ein Eingangsverbinder 102 angebracht, an der rechten Seitenwand
ein Ausgangsverbinder 103. Die vorderen Enden der Mittelleiter 102a und 103a des
Eingangs- und Ausgangsverbinders 102 bzw. 103 durchdringen
die linke bzw. die rechte Seitenwand und stehen in das Innere des
Metallgehäusekörpers 101 vor.
Das eine Ende der beiden spulenförmigen
Kopplungsschleifen 104 und 105 ist jeweils an
das vordere Ende des Mittelleiters 102a bzw. 103a angelötet. Das
andere Ende der Kopplungsschleifen 104 und 105 ist
fest an dem Metallgehäusekörper 101 angelötet und
elektrisch auf Masse gelegt.
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Bei einem anderen konventionellen
Beispiel eines dielektrischen Resonators, welches in 10 gezeigt ist, sind die
einen Enden von nahezu linear ausgebildeten Sonden 114 und 115 mit
den Mittelleitern der Eingangs- und Ausgangsverbinder 112 und 113 verbunden,
die in das Innere eines Metallgehäuses 111 hineinragen,
wobei die Sonden 114 und 115 entlang der inneren
Umfangswand des Metallgehäuses 111 verlaufen.
Die anderen Enden verlaufen in der Nähe des dielektrischen Blocks 100.
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In einem derart ausgebildeten dielektrischen Resonator
sind die Kopplungsschleifen 104 und 105 bzw. die
Sonden 114 und 115 magnetisch mit dem dielektrischen
Block 100 gekoppelt. Wird an die Kopplungsschleife 104 oder
die Sonde 114 ein elektrisches Signal gegeben, so bildet
die Kopplungsschleife 104 bzw. die Sonde 114 ein
Magnetfeld aus. Durch die magnetische Energie wird der dielektrische
Block 100 angeregt, es fließt ein Strom durch den dielektrischen
Block 100, und es entsteht ein Magnetfeld. Durch die magnetische
Energie wird ein Magnetfeld erzeugt, so daß ein Strom durch die Kopplungsschleife 105 bzw.
die Sonde 115 auf der Ausgangsseite fließt und demzufolge
an dem Ausgangsverbinder 103 bzw. 113 ein elektrisches
Signal ausgegeben wird.
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Bei einem konventionellen dielektrischen Resonator
mit der oben erläuterten
Ausgestaltung sind die Kopplungsschleifen 104 und 105 bzw.
die Sonden 114 und 115 baulich nicht widerstandsfähig gegenüber Vibrationen.
Die Kopplungsschleifen 104 und 105 bzw. die Sonden 114 und 115 vibrieren
stärker
als der dielektrische Resonator 100. Nachteilig ist also,
daß sich
hierdurch das Kopplungsmaß bezüglich des
dielektrischen Blocks 100 ändert.
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Um diesem Problem zu begegnen, kann
man daran denken, die Kopplungsschleifen 104 und 105 bzw.
die Sonden 114 und 115 derart zu fixieren, daß sie nicht
vibrieren, beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffs, beispielsweise
Paraffin. Allerdings leidet durch den Einsatz von Klebstoffen die
Leistungsfähigkeit
der Anordnung.
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Ein dielektrischer Resonator ähnlich dem oben
anhand der
9 erläuterten
Resonator ist aus der
DE
43 43 940 A1 bekannt, wobei dieser bekannte Resonator nicht
spulenförmige
Kopplungsschleifen sondern Kopplungsstife enthält.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
einen dielektrischen Resonator anzugeben, der nicht so einfach durch
Vibration beeinflußt
wird und eine hervorragende Leistungsstabilität aufweisen kann, sowie ein
Filter mit einem solchen Resonator.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch
die im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 5, angegebeben Merkmale.
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Da die Erregereinrichtung an dem
Gehäuse befestigt
ist, wird der dielektrische Resonator nicht so leicht durch Schwingungen
und Vibrationen beeinträchtigt,
so daß man
eine stabile Arbeitsleistung erhält.
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Das Trägerelement besteht aus einem
dielektrischen Material und Elektroden aus leitendem Material, welche
auf dem Trägerelement
ausgebildet sind, so daß die
baulichen Abmessungen der Erregereinrichtung durch Verkürzen der
Wellenlänge
des Dielektrikums verringert ist. Als dielektrisches Material kommen Kunststoffe
in Betracht, beispielsweise Teflon oder Epoxyharz, außerdem Keramikmaterialien.
Im Hinblick auf die durch das Verkürzen der Wellenlänge erzielten
Effekte ist ein Keramik-Dielektrikum mit hoher Dielektrizitätskonstante
am meisten bevorzugt. Durch Anordnen eines Trägerelements in dem Gehäuse wird
die magnetische Energie wirksam in das leitende Gehäuse abgestrahlt.
Aus diesem Grund kann der dielektrische Block effizient erregt werden.
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Bevorzugt wird die Anordnung derart
ausgebildet, daß die
Elektrode durch zwei Elektrodenmuster gebildet wird, die das Trägerelement
sandwichartig einschließen.
Das eine Elektrodenmuster ist an einem Eingangsanschluß oder einem
Ausgangsanschluß angeschlossen,
das andere Elektrodenmuster ist mit Masse verbunden. Durch Ausbildung
der beiden Elektrodenmuster mit einer Form, die einander gegenüberliegende
Teile mit dazwischenliegendem Trägerelement
aufweist, läßt sich
ein dielektrischer Resonator bilden, der eine scharfe Dämpfungskennlinie
aufweist, in der es Dämpfungszonen auf
beiden Seiten eines Frequenzdurchlaßbandes gibt.
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Man kann bevorzugt auch von einer
Ausgestaltung Gebrauch machen, bei der ein Trägerelement aus dielektrischem
Material ein Elektrodenmuster trägt,
welches zwei Elektrodenbänder
enthält,
die parallel beabstandet sind, wobei ein Kopplungsband die jeweils
einen Enden auf der gleichen Seite der beiden Elektrodenbänder koppelt,
während
die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse
an das Elektrodenmuster angeschlossen sind.
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Wenn z.B. ein Kopplungsband etwa
in Form eines "U" auf der Oberseite
des Trägerelements
ausgebildet ist und die beiden Elektrodenbänder, die sich von den beiden
Enden des Kopplungsbandes ausgehend erstrecken, parallel auf einer
Seite beabstandet sind, die dem dielektrischen Block zugewandt ist,
so erhält
man ein starkes Magnetfeld in der Nähe des dielektrischen Blocks.
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Wenn auf der Oberseite des Trägerelements ein
Kopplungsband geradlinig ausgebildet ist und sich an die beiden
Enden des Kopplungsbandes zwei Elektrodenbänder anschließen, die
auf einander abgewandten Seiten liegen, so läßt sich von den Elektrodenbändern ein
starkes Magnetfeld erzeugen.
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Durch Verwendung des dielektrischen
Resonators gemäß der Erfindung
als Eingangs- und Ausgangseinheiten eines dielektrischen Filters
erhält man
ein dielektrisches Filter, welches kaum von Vibrationen beeinflußt wird
und hervorragende Leistungsstabilität aufweist.
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Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines dielektrischen
Resonators gemäß der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators der ersten
Ausführungsform der
Erfindung;
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3 eine
Draufsicht auf den dielektrischen Resonator nach der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
grafische Darstellung des Dämpfungsverlaufs
des dielektrischen Resonators gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des dielektrischen
Resonators gemäß der Erfindung;
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6 eine
perspektivische Ansicht des dielektrischen Resonators der zweiten
Ausführungsform der
Erfindung;
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7 eine
Draufsicht auf den dielektrischen Resonator der zweiten Ausführungsform;
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8 eine
auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein dielektrisches Filter
gemäß der Erfindung;
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9 eine
Querschnittansicht eines Beispiels eines bereits konzipierten dielektrischen
Resonators; und
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10 eine
Draufsicht auf ein weiteres Beispiel eines bereits konzipierten
dielektrischen Resonators.
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DETAILIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im folgenden wird die Erfindung detailliert
erläutert.
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1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen dielektrischen
Resonators. 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, 3 ist eine Draufsicht des
dielektrischen Resonators von oben. In einigen Zeichnungen sind
nur die Umrißlinien
von Komponenten dargestellt, so daß die Lagebeziehung der Komponenten
ersichtlich ist.
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Grundsätzlich ist ein dielektrischer
Resonator 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung so aufgebaut, daß in
einem Gehäuse 2 ein
dielektrischer Block 3 und zwei Trägerelemente 4 untergebracht
sind.
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Das Gehäuse 2 besteht aus
einem leitenden Material, vorzugsweise Kupfer, und hat die Form
eines Kästchens.
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Der dielektrische Block 3 besteht
aus Keramikmaterial als Dielektrikum, beispielsweise BaO-TiO2-Nd2O3,
und hat zylindrische Form. Auf der Oberseite und der Unterseite
des dielektrischen Blocks 3 befinden sich eine obere Stirnelektrode 3a und
eine untere Stirnelektrode 3b, die beispielsweise durch
Sintern einer leitenden Paste gebildet sind.
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Die obere Stirnelektrode 3a und
die untere Stirnelektrode 3b des dielektrischen Blocks 3 sind elektrisch
verbunden mit und haften an den Innenseiten einer oberen Platte 2a bzw.
einer unteren Platte 2b des Gehäuses 2, wobei diese
Verbindung durch eine leitende Paste oder eine Lötpaste hergestellt ist.
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Die beiden Trägerelemente 4 bestehen
aus dem gleichen Material, beispielsweise dielektrischem Keramikmaterial,
aus dem auch der dielektrische Block 3 besteht, und die
Trägerelemente 4 haben
jeweils prismatische Form. Ein erstes Elektrodenmuster 5 und
ein zweites Elektrodenmuster 6 sind auf jeweils einem Satz
einander abgewandter Seitenflächen
ausgebildet, auf der gesamten Bodenfläche befindet sich eine Bodenflächenelektrode 7.
Das erste und das zweite Elektrodenmuster 5 und 6 und
die Bodenflächenelektrode 7 bestehen
aus einem leitenden Material wie Cu oder Ag und sind als Film auf
den Flächen
des Trägerelements 4 ausgebildet.
Das erste Elektrodenmuster 5 hat die Form ähnlich dem Buchstaben "L" und besitzt einen vertikalen Seitenteil 5a,
der sich entlang der Seite erstreckt, die von der Oberseite zu der
Unterseite des Trägerelements 4 der
vier Seitenflächen
des Trägerelements 4 verläuft, ferner
einen horizontalen Seitenteil Sb, der entlang der Seite verläuft, die
etwa die Grenze zwischen der Seitenfläche und der Oberseite des Trägerelements 4 bildet.
Ein Ende des horizontalen Teils Sb geht über in den vertikalen Seitenteil 5a,
das andere Ende ist offen. Das zweite Elektrodenmuster 6 besitzt
ebenfalls etwa die Form des Buchstabens "L" mit
einem vertikalen Seitenteil 6a entlang der Seite, die sich
von der Oberseite zur Bodenseite von den vier Seitenflächen des
Trägerelements 4 erstreckt,
mit einem horizontalen Teil 6b entlang der Seite, die die
Grenze zwischen der Seitenfläche
und der Oberseite bildet, und mit einem Kopplungsteil 6c zum
Verbinden des horizontalen Teils 6b mit der Bodenflächenelektrode 7.
Das erste und das zweite Elektrodenmuster 5 und 6 sind
derart aufgebaut, daß mindestens
ein Teil des vertikalen Seitenteils 5a und ein Teil des
vertikalen Seitenteils 6a einander über das Trägerelement 4 gegenüberliegen.
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Das erste und das zweite Elektrodenmuster 5 und 6 und
die Bodenflächenelektrode 7 können z.B. durch Ätzen oder ähnliches
gebildet werden, nachdem auf den Flächen des Trägerelements 4, auf
denen diese Elektroden auszubilden sind, Elektrodenmaterial niedergeschlagen
wurde. Alternativ können die
Elektrodenmuster 5 und 6 mit der jeweils gewünschten
Form durch Aufstäuben
gebildet werden.
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Die Bodenfläche des Trägerelements 4 ist unter
Einsatz einer Lötpaste
oder einer leitenden Paste fest mit der Innenseite der Bodenplatte 2b des Gehäuses 2 verbunden,
und die Bodenflächenelektrode 7 ist
elektrisch auf Masse gelegt. Die vertikalen Seitenteile 5a und 6a des
ersten und des zweiten Elektrodenmusters 5 und 6 befinden
sich in der Nähe des
dielektrischen Blocks 3 und sind so angeordnet, daß sie parallel
zu der axialen Richtung des dielektrischen Blocks 3 verlaufen.
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Außerdem sind ein Eingangsanschluß 8a und
ein Ausgangsanschluß 8b nahe
den freien Enden des ersten bzw. des zweiten Elektrodenmusters 5 an
den beiden Trägerelementen 4 angebracht.
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In diesem dielektrischen Resonator 1 wird eine
Erregereinrichtung durch das Trägerelement 4 mit
den Elektrodenmustern 4 und 6 und der Bodenflächenelektrode 7 auf
den Flächen
des Trägerelements 4 gebildet.
Genauer: der vertikale Seitenteil 5a des ersten Elektrodenmusters 5 und
der vertikale Seitenteil 6a des zweiten Elektrodenmusters 6 stehen
einander über
das dazwischenliegende Trägerelement 4 aus
dielektrischem Material gegenüber. Wird über den
Eingangsanschluß 8a ein
elektrisches Signal eingespeist, so fließt durch die vertikalen Seitenteile 5a und 6a des
ersten bzw. des zweiten Elektrodenmusters 5 und 6 ein
Strom, und es wird ein Magnetfeld in der Ebene erzeugt, welche die
axiale Richtung des dielektrischen Blocks 3 rechtwinklig kreuzt.
Der dielektrische Block 3 wird von der magnetischen Energie
erregt, es fließt
ein Strom durch den Block 3 und das leitende Gehäuse 2,
und es entsteht ein magnetisches Feld. Durch die magnetische Energie
wird von der Erregereinrichtung auf der Ausgangsseite ein Magnetfeld
erzeugt, demzufolge Strom durch die vertikalen Seitenteile 5a und 6a des ersten
und des zweiten Elektrodenmusters 5 bzw. 6 fließt, so daß an dem
Ausgangsanschluß 8b ein
elektrisches Signal ausgegeben wird. Die horizontalen Teile 5b und 6b des
ersten und des zweiten Elektrodenmusters 5 und 6 an
dem Trägerelement 4 bilden verteilte
konstante Leitungen, wobei sich die Resonanzfrequenz abhängig von
der Länge
dieser Teile einstellt und ändern
läßt.
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4 zeigt
dem Dämpfungsverlauf
des dielektrischen Resonators dieses Ausführungsbeispiels. Wie in 4 gezeigt ist, besitzt der
dielektrische Resonator Dämpfungszonen
auf beiden Seiten einer Durchlaßband-Frequenzzone, und
es werden scharfe Dämpfungskennwerte
erreicht. Da die Erregereinrichtung aus dem blockförmigen Trägerelement 4 und
den Elektrodenmustern 5 und 6 sowie der Bodenflächenelektrode 7 auf
den Flächen
des Trägerelements 4 besteht,
und weil das Trägerelement
4 im Inneren des leitenden Gehäuses 2 fest
haftet, wird der dielektrische Resonator nicht so leicht durch Vibration
beeinflußt,
so daß man
eine hervorragende Leistungsfähigkeit
in stabiler Weise erreichen kann.
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Da außerdem die Enegereinrichtung
dadurch erhalten wird, daß man
die Elektroden auf dem Trägerelement 4 ausbildet,
welches aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante
besteht, lassen sich die baulichen Abmessungen der Enegereinrichtung
dadurch verringern, daß man
die Wellenlänge des
Dielektrikums verkürzt.
Da die Enegereinrichtung bei etwa der Resonanzfrequenz eingesetzt
wird, läßt sich
ein starkes Magnetfeld erzeugen.
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Bei dem dielektrischen Resonator
dieser Ausführungsform
sind die beiden Trägerelemente 4 und 4 derart
angeordnet, daß sie
bezüglich
des dielektrischen Blocks 3 symmetrisch sind. Die Erfindung ist
nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Es reicht aus, die Trägerelemente 4 und 4 so
anzuordnen, daß das
Magnetfeld in der Ebene erzeugt wird, die die axiale Richtung des
dielektrischen Blocks 3 rechtwinklig kreuzt, wenn ein Strom
durch das erste und das zweite Elektrodenmuster 5 und 6 fließt. Das heißt: die
Trägerelemente 4 und 4 lassen
sich so anordnen, daß die
Längsrichtung
der Ober- und Unterseite die gleiche ist wie die radiale Richtung
der Oberseite und der Unterseite des dielektrischen Blocks 3.
Die Trägerelemente 4 und 4 müssen einen solchen
Abstand voneinander halten, daß ein
gegenseitiges Löschen
der um sie herum entstehenden Magnetfelder verhindert wird.
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Der dielektrische Resonator 1 dieser
Ausführungsform
läßt sich
auch als Eingangs-/Ausgangseinheit eines dielektrischen Filters
verwenden. Genauer gesagt: mehrere dielektrische Blöcke 3,
die jeweils in dem leitenden Gehäuse
untergebracht sind, sind derart angeordnet, daß sie elektromagnetisch miteinander
gekoppelt sind, wobei die Erregereinrichtung, jeweils bestehend
aus dem Trägerelement 4 und
den Elektrodenmustern 5 und 6 sowie der Bodenelektrode 7 auf
den Flächen
des Trägerelements 4,
an dem jeweiligen Ende angeordnet ist. Da der dielektrische Resonator 1 der
Ausführungsform
eine scharfe Dämpfungskennlinie
erreichen kann, wie sie in 4 gezeigt
ist, kann man bei Aufbau eines dielektrischen Filters unter Verwendung
des dielektrischen Resonators ein Hochleistungs-Bandpaßfilter erreichen,
welches vibrationsbeständig
ist und hervorragende Dämpfungseigenschaften
besitzt.
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5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform
des dielektrischen Resonators gemäß der Erfindung. 5 und 6 sind perspektivische Ansichten, 7 ist eine Draufsicht bei
Betrachtung von oben.
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Allgemein ist ein dielektrischer
Resonator 21 der Ausführungsform
so aufgebaut, daß ein
dielektrischer Block 30 und zwei Trägerelemente 24 und 24 in
einem Gehäuse 20 untergebracht
sind.
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Jedes der Trägerelemente 24 besteht
aus dielektrischem Keramikmaterial ähnlich demjenigen der ersten
Ausführungsform,
und ist in prismatischer Form ausgebildet. Zwei Elektrodenbänder 25 und 26 sind
parallel beabstandet auf einer Seitenfläche jedes Trägerelements 24 ausgebildet,
und auf der Oberseite ist ein etwa U-förmiges Kopplungsband 27 ausgebildet.
Beide Enden des Kopplungsbandes 27 schließen an die
Enden auf der gleichen Seite der beiden Elektrodenbänder 25 und 26 an.
Die Elektrodenbänder 25 und 26 und
das Kopplungsband 27 bestehen aus einem leitenden Material
wie z.B. Cu oder Ag und sind als Film auf den Flächen des Trägerelements 24 ausgebildet.
Eine Bodenflächenelektrode 28 aus
einem ähnlichen
leitenden Material ist auf der gesamten Bodenfläche des Trägerelements 24 ausgebildet.
Die Elektrodenbänder 25 und 26,
das Kopplungsband 27 und die Bodenflächenelektrode 28 können durch
Platieren, Ätzen,
Zerstäuben
oder ähnliches
gebildet werden, ähnlich
wie die Elektrodenmuster 5, 6 und die Bodenflächenelektrode 7 der
ersten Ausführungsform.
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Die Elektrodenbänder 25 und 26 auf
der Seitenfläche
des Trägerelements 24 befinden
sich in der Nähe
des dielektrischen Blocks 3 und sind so angeordnet, daß sie parallel
verlaufen zu der axialen Richtung des dielektrischen Blocks 30.
Die Bodenfläche des
Trägerelements 24 ist
an der Innenseite der Bodenplatte 20b des Gehäuses 20 durch
Verwendung einer Lötpaste
oder einer leitenden Paste fest angebracht, und die Bodenflächenelektrode 28 ist
mit Masse verbunden.
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Ein Eingangsanschluß 29a oder
ein Ausgangsanschluß 29b ist
mit den Kopplungsbändern 27 und 27 der
beiden Trägerelemente 24 und 24 verbunden.
Der Anschlußpunkt
des Eingangsanschlusses 29a oder des Ausgangsanschlusses 29b und
des Kopplungsbandes 27 befindet sich vorzugsweise in der
Mitte des Pfades, der von dem einen Ende zu dem anderen Ende des
Kopplungsbandes 27 verläuft.
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In dem dielektrischen Resonator 21 mit
diesem Aufbau wird eine Erregereinrichtung gebildet durch das Trägerelement 24 und
die Elektrodenbänder 25 und 26 sowie
das Kopplungsband 27 und die Bodenflächenelektrode 28,
die auf den Flächen
des Trägerelements 24 ausgebildet
sind. Genauer gesagt: wenn ein elektrisches Signal über den
Eingangsanschluß 29a eingespeist
wird, fließt
ein Strom über
das Kopplungsband 27 durch die zwei Elektroden 25 und 26,
die parallel zueinander verlaufen, und es wird ein Magnetfeld in
der Ebene erzeugt, die die axiale Richtung des dielektrischen Blocks 30 rechtwinklig
kreuzt. Durch die magnetische Energie wird der dielektrische Block 30 erregt,
es fließt
Strom durch den dielektrischen Block 30 und das leitende Gehäuse 20,
und es wird ein Magnetfeld erzeugt. Von der magnetischen Energie
wird durch die Erregereinrichtung auf der Ausgangsseite ein Magnetfeld erzeugt,
es fließt
ein Strom durch jede der beiden Elektroden 25 und 26,
und von dem Ausgangsanschluß 29b wird
ein elektrisches Signal ausgegeben.
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Die zwei Elektrodenbänder 25 und 26 und das
Kopplungsband 27 lassen sich auch als durchgehende verteilte
konstante Leitung auffassen. Beide Enden der Leitung sind mit Masse
verbunden, und es befindet sich ein Einspeisepunkt etwa in der Mitte
der Leitung, so daß die
Bänder
sich als zwei verteilte konstante Leitungen betrachten lassen, die
zwischen dem Einspeisungspunkt und Masse parallelgeschaltet sind.
Bei dieser Ausführungsform ändert sich
die Resonanzfrequenz entsprechend der Länge der beiden verteilten konstanten
Leitungen, die zwischen dem Einspeisungspunkt und Masse parallelgeschaltet
sind, d.h. den Längen
der Elektrodenbänder 25 und 26 und
der Länge
des Kopplungsbandes 27. Wenn die verteilte konstante Leitung,
deren eines Ende mit Masse verbunden ist, von dem anderen Ende aus
betrachtet wird, wird ein Parallelresonanzkreis gebildet.
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In dem dielektrischen Resonator 21 der
Ausführungsform
besteht die Erregereinrichtung aus dem blockförmigen Trägerelement 24 und
den Elektrodenbändern 25 und 26 sowie
dem Kopplungsband 27 und der Bodenflächenelektrode 28,
die auf den Flächen
des Trägerelements
ausgebildet sind. Da die Trägerelemente 24 festhaftend
an dem leitenden Gehäuse 20 angebracht
sind, wird der dielektrische Resonator 21 nicht so leicht
durch Vibration beeinflußt, so
daß man
in stabiler Weise eine hervorragende Leistung erhält.
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Da die Enegereinrichtung dadurch
erhalten wird, daß die
Elektroden an dem Trägerelement 24 ausgebildet
werden, welches aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante
besteht, lassen sich die baulichen Abmessungen der Enegereinrichtung durch
Verkürzung
der Wellenlänge
des Dielektrikums verkleinern. Da die Enegereinrichtung etwa bei
der Resonanzfrequenz eingesetzt wird, läßt sich ein starkes Magnetfeld
erzeugen. Da außerdem
zwei Elektroden (die Elektrodenbänder 25 und 26)
vorgesehen sind, die Magnetfelder in der Nähe des dielektrischen Blocks 30 erzeugen
können,
wird das zu erzeugende Magnetfeld stark.
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Der dielektrische Resonator 21 der
Ausführungsform
läßt sich
als Eingangs-/Ausgangs-Einheit eines dielektrischen Filters verwenden. 8 zeigt ein Beispiel für den Aufbau
des dielektrischen Filters, in welchem die dielektrischen Resonatoren 21 der Ausführungsform
als Eingangs- und Ausgangseinheiten verwendet sind. In dem dielektrischen
Filter des Beispiels sind drei dielektrische Blöcke 53 so in einem
leitenden Gehäuse 52 angeordnet,
daß sie elektromagnetisch
verbunden sind, und an den beiden Enden sind Enegereinrichtungen 54 und 54 vorgesehen,
jeweils bestehend aus dem Trägerelement 24 und
den Elektrodenbändern 25 und 26 sowie
dem Kopplungsband 27 und der Bodenflächenelektrode 28,
die auf den Flächen
des Trägerelements 24 ausgebildet
sind. Mit jedem der Kopplungsbänder 27 und 27 der
Enegereinrichtungen 54 und 54 ist ein Eingangsanschluß 59a bzw.
ein Ausgangsanschluß 59b verbunden.
Außerdem
ist zum Abdecken der Oberseite des leitenden Gehäuses 52 eine Blattfeder 55 angeordnet.
In dem Zustand, in welchem die Blattfeder 55 aufgesetzt
wird, steht die Oberseite des dielektrischen Blocks 53 gegenüber dem
Umfang der Blattfeder 55 gegen die Federkraft der Blattfeder 55 vor,
so daß die
auf der Oberseite des dielektrischen Blocks 53 ausgebildete
obere Stirnelektrode und die Unterseite der Blattfeder 55 sicher
in Kontakt miteinander kommen. Ein Deckelelement 56 wird
auf die Blattfeder 55 aufgesetzt, und das Deckelelement 56 und
die Blattfeder 55 werden durch Schrauben an dem leitenden
Gehäuse 52 befestigt.
Auf der Mittellinie des Deckelelements 56 in Längsrichtung
befinden sich drei Gewindelöcher 57 mit
jeweils relativ großem
Durchmesser. Durch Einschrauben von scheibenförmigen Kappenschrauben 58 in
die Gewindelöcher 57 drücken die
Bodenseiten der Kappenschrauben 58 die Blattfeder 55 nach
unten, und die Unterseite der Blattfeder 55 wird gegen
die Oberseite des dielektrischen Blocks 53 gedrückt.
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Da die Erregereinrichtungen 54 und 54 mit jeweils
dem Trägerelement 24 und
den Elektrodenbändern 25 und
26, dem Kopplungsband 27 sowie der Bodenflächenelektrode 28 an
den Flächen
des Trägerelements 24 als
Eingangs- und Ausgangseinheiten vorgesehen sind, wird das dielektrische
Filter mit einem solchen Aufbau zu einem vibrationsbeständigen Bandpaßfilter.
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Obgleich zwei parallele Leitungen
durch die Elektrodenbänder 25 und 26 zwischen
dem Eingangsanschluß in
dem Kopplungsband 27 und der Bodenflächenelektrode 28 der
Ausführungsform
gebildet werden, besteht auch die Möglichkeit eines Aufbaus in
der Weise, daß der
Eingangsanschluß und
die Bodenflächenelektrode 28 über eine
einzelne Leitung verbunden sind.
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Bei einem Aufbau ohne Bodenflächenelektrode 28 können die
Enden des Elektrodenbandes 25 offen ausgebildet werden.
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Bei einer weiteren (nicht gezeigten)
Ausführungsform
kann auch von einer Anordnung Gebrauch gemacht werden, bei der ein
lineares Kopplungsband auf der Oberseite eines prismatischen Trägerelements
gebildet ist, wobei zwei Elektrodenbänder kontinuierlich an den
beiden Enden dieses Kopplungsbandes auf den einander abgewandten
Seiten anschließen.
Vorzugsweise werden zwei Elektrodenbänder 45 und 46 entlang
der Richtung ausgebildet, welche die Oberseite und die Unterseite
des Trägerelements 44 verbindet.
Vorzugsweise ist eine aus leitendem Material bestehende Bodenflächenelektrode auf
der gesamten Bodenfläche
des Trägerelements ausgebildet.
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Das einen solchen Aufbau aufweisende
Trägerelement
ist derart angeordnet, daß das
Elektrodenband auf einer der Seitenflächen sich in der Nähe des dielektrischen
Blocks befindet, wobei die Elektrodenbänder auf den Seitenflächen parallel
zu der axialen Richtung des dielektrischen Blocks verlaufen. Die
Bodenfläche
des Trägerelements
ist fest an die Innenseite der Bodenplatte des Gehäuses angeklebt, und
die Bodenflächenelektrode
ist mit Masse verbunden. Ein Eingangsanschluß oder ein Ausgangsanschluß ist mit
dem Kopplungsband auf der Oberseite jedes der beiden Trägerelemente
verbunden. Die Verbindungsstelle von Eingangs- bzw. Ausgangsanschluß ist vorzugsweise
die Mitte des Kopplungsbandes.
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Bei einem dielektrischen Resonator
mit einem solchen Aufbau besteht die Erregereinrichtung aus den
Trägerelementen
und den Elektrodenbändern,
ferner dem Kopplungsband und der Bodenflächenelektrode, die auf den
Flächen
jedes der Trägerelemente
ausgebildet sind. Wenn ein elektrisches Signal über den Eingangsanschluß eingespeist
wird, fließt
ein Strom durch das Elektrodenband in der Nähe des dielektrischen Blocks
durch das Kopplungsband, und es wird ein Magnetfeld in der Ebene erzeugt,
die die aixale Richtung des dielektrischen Blocks rechtwinklig kreuzt.
Der dielektrische Block wird von der magnetischen Energie erregt,
und es fließt
Strom durch den dielektrischen Block und das leitende Gehäuse, und
es wird ein Magnetfeld erzeugt. Durch die Erregereinrichtung wird
auf der Ausgansseite von der magnetischen Energie ein Magnetfeld
erzeugt, es fließt
ein Strom durch die Elektrodenbänder,
und von dem Ausgangsanschluß wird
ein elektrisches Signal ausgegeben. Die Resonanzfrequenz ändert sich
abhängig
von den Längen
der Elektrodenbänder
und des Kopplungsbandes.
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Bei dem dielektrischen Resonator
der Ausführungsform
besteht die Erregereinrichtung aus den blockförmigen Trägerelementen und den Elektrodenbändern sowie
dem Kopplungsband und der Bodenflächenelektrode, die auf den
Seiten des Trägerelements
ausgebildet sind. Da die Trägerelemente
fest im Inneren des leitenden Gehäuses angebracht sind, wird
der Resonator nicht so leicht durch Vibrationen beeinflußt, so daß man in
stabiler Weise eine hervorragende Leistung erzielen kann.
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Da die Erregereinrichtung dadurch
erhalten wird, daß die
Elektroden auf dem Trägerelement
gebildet sind, welches aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante
besteht, lassen sich die baulichen Abmessungen der Erregereinrichtung
durch Verkürzen
der Wellenlänge
des Dielektrikums verkleinern. Da die Erregereinrichtung bei etwa
der Resonanzfrequenz eingesetzt wird, läßt sich ein starkes Magnetfeld
erzeugen.
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Die dielektrischen Resonatoren der
Ausführungsform
lassen sich als Eingangs- und Ausgangseinheiten des dielektrischen
Filters verwenden. Das heißt:
es reicht aus, mehrere dielektrische Blöcke so in einem leitenden Gehäuse anzuordnen,
daß sie elektromagnetisch
verbunden sind, und eine Erregereinrichtung, die jeweils das Trägerelement
und die Elektrodenbänder
sowie das Kopplungsband und die Bodenflächenelektrode, die auf den
Seiten des Trägerelements
ausgebildet sind, enthält,
an beiden Enden vorzusehen. Das so erhaltene dielektrische Filter wird
zu einem vibrationsbeständigen
Bandpaßfilter.
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Bei der Ausführungsform kann eine Konstruktion
ohne Bodenflächenelektroden
vorgesehen werden, bei der die Enden des Elektrodenbandes offen
ausgebildet sind.
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Obschon bei dem dielektrischen Resonator nach
dieser Ausführungsform
zwei Trägerelemente symmetrisch
bezüglich
des dielektrischen Blocks angeordnet sind, ist die Erfindung nicht
auf diese Ausgestaltung beschränkt.
Es reicht aus, die Trägerelemente
in der Weise anzuordnen, daß in
der Ebene, welche die axiale Richtung des dielektrischen Blocks rechtwinklig
kreuzt, ein Magnetfeld erzeugt wird, wenn ein Strom durch die auf
den Seitenflächen
gebildeten Elektrodenbänder
fließt.
Das heißt:
die Trägerelemente
lassen sich so anordnen, daß die Längsrichtung
der Oberseite und der Unterseite die gleiche ist wie die radiale
Richtung der oberen und der unteren Stirnfläche des dielektrischen Blocks. Die
Trägerelemente
müssen
voneinander einen Abstand aufweisen, um zu verhindern, daß die um
sie herum erzeugten Magnetfelder sich nicht gegenseitig aufheben.
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Obschon der dielektrische Block bei
den obigen Ausführungsformen
der Erfindung zylindrische Gestalt hat, kann er auch mit prismatischer
Form ausgebildet werden.
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Wie oben beschrieben, enthält der erfindungsgemäße dielektrische
Resonator die Erregereinrichtung, bei der der säulenförmige dielektrische Block in
einem leitenden Gehäuse
in einem elektrisch verbundenen Zustand untergebracht ist, wobei
die Erregereinrichtung ein Magnetfeld in einer Ebene erzeugt, die
die axiale Richtung des dielektrischen Blocks rechtwinklig kreuzt,
wobei durch den Block ein Strom fließt. Die Erregereinrichtung
wird gebildet durch die an dem Gehäuse befestigten Trägerelemente,
wobei mindestens ein Elektrodenmuster an dem Trägerelement ausgebildet ist,
welches mit einem Eingangsanschluß oder einem Ausgangsanschluß verbunden
ist. Mit diesem Aufbau läßt sich
der dielektrische Resonator realisieren, der nicht so leicht durch
Vibrationen beeinflußt
wird und eine sehr stabile Leistung aufweist, da die Erregereinrichtung fest
mit dem Gehäuse
verbunden ist.