DE102004056257A1

DE102004056257A1 - Grundkörper für einen YIG-Filter oder YIG-Oszillator

Info

Publication number: DE102004056257A1
Application number: DE102004056257A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hohenester; Claus Tremmel
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-05-24
Also published as: JP2008521300A; DE502005006542D1; US7557678B2; JP4801672B2; US20080117002A1; EP1771915B1; EP1771915A1; WO2006056343A1

Abstract

Ein Grundkörper (2) für ein YIG-Bandpaßfilter (1) oder einen YIG-Oszillator ist aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet und umfaßt Filterkammern (3), die in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei die Filterkammern (3) durch Kanäle (6) miteinander verbunden sind und in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (4) angeordnet und durch in den Filterkammern (3) angeordnete Koppelschleifen (5) elektromagnetisch gekoppelt sind. In dem Grundkörper (2) sind Schlitze (11) und (12) ausgebildet, in welche sich mit den Koppelschleifen (5) verbundene Kontaktfahnen (10) erstrecken. Ausnehmungen (9) schneiden die Schlitze (11) und (12) und dienen zur Aufnahme von Lotmasse, Kontaktfahnen (10) sind in den Ausnehmungen (9) durch die Lotmasse fixiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für ein YIG-Bandpaßfilter oder einen YIG-Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

YIG-Bandpaßfilter oder YIG-Oszillatoren verfügen über zumindest ein YIG-Element, welches vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und aus einem Yttrium-Eisen-Granat (Yttrium-Iron-Garnet YIG) hergestellt ist. Die Resonatorwirkung wird mittels Koppelschleifen vermittelt, die so ausgebildet und angeordnet sein müssen, daß der Mittelpunkt des YIG-Elements und der Mittelpunkt des Biegeradius einer Koppelschleife genau übereinstimmen.

Ein YIG-Bandpaßfilter mit entsprechend ausgebildeten Koppelschleifen ist beispielsweise aus der US 4,480,238 bekannt. Der durchstimmbare YIG-Bandpaßfilter weist dabei einen Grundkörper auf, welcher Schlitze zur Aufnahme von isolierten Plättchen umfaßt, die an einer Kante eine leitfähige Beschichtung aufweisen, die als Kopplungsleitung dient. Weiterhin sind Filterkammern zur Aufnahme der YIG-Elemente vorgesehen. Die Plättchen werden so über die YIG-Elemente in die Schlitze eingelegt, daß die YIG-Elemente in Einbuchtungen in den mit der leitfähigen Beschichtung versehenen Kanten angeordnet sind. Die YIG-Elemente und die Plättchen werden in festen Positionen fixiert.

Nachteilig an den aus der Praxis bekannten YIG-Bandpaßfiltern mit Drahtschleifen als Koppelelementen ist insbesondere, daß die Herstellung der YIG-Filter durch das händische Biegen der Koppelschleifen aufwendig, kompliziert und mit einer hohen Ausschußquote verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen Grundkörper für ein YIG-Filter oder einen YIG-Oszillator zu schaffen, der die Verwendung von vorgefertigten Koppelschleifen bei reproduzierbar hoher Montagepräzision ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundkörpers sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters mit YIG-Elementen und Koppelschleifen,
2 eine schematische Aufsicht auf das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters mit YIG-Elementen und Koppelschleifen gemäß 1, und
3A–B eine schematische Aufsicht von unten und von oben auf das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers eines YIG-Bandpaßfilters ohne YIG-Elemente und Koppelschleifen.
Die 1 und 2 zeigen in einer schematischen, perspektivischen Ansicht bzw. einer schematischen Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines YIG-Bandpaßfilters 1, der einen Grundkörper 2 und im Ausführungsbeispiel vier in dem Grundkörper 2 ausgebildete Filterkammern 3 mit ebenso vielen YIG-Elementen 4 aufweist.
Die YIG-Elemente 4 sind dabei kugelförmig aus einem Yttrium-Eisen-Granat ausgebildet und durch Koppelschleifen 5 elektromagnetisch gekoppelt.
Die Filterkammern 3 sind durch Kanäle 6 miteinander verbunden, in welche die Koppelschleifen 5 eingelegt werden. Die Kanäle besitzen dabei genügend Abstand zu den jeweiligen Koppelschleifen, um mit diesen Leitungssysteme zu bilden. Die Anzahl der Filterkammern 3 ist dabei nicht auf vier beschränkt, sondern kann auch weniger oder mehr betragen.
Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, verlaufen die Kanäle 6 dabei nicht in voller Länge durch die gesamte axiale Erstreckung des Grundkörpers 2. Zwischen den Filterkammern 3 sind die Kanäle 6 nur bis zu einer bestimmten Tiefe, die etwas mehr als die Einlegetiefe der Kopplungsleitungen 5 beträgt, ausgebildet. Die 3A und 3B verdeutlichen dies durch zwei Darstellungen des Grundkörpers 2 in entgegengesetzten Blickrichtungen. In 3A ist die Unterseite 7 des Grundkörpers 2 dargestellt, während 3B die Oberseite 8 zeigt. In 3A sind entsprechend die Kanäle 6 zwischen den Filterkammern 3 nicht sichtbar, da sie sich nicht durch die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers 2 erstrecken, während sie in 3B an der Oberfläche 8 sichtbar sind.
Demgegenüber sind jenseits der Filterkammern 3 sich mit blinden Enden radial nach außen erstreckende Schlitze 11 über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers ausgebildet. Ebenfalls existiert ein Schlitz 12 zwischen den Resonatoren am Ein- und Ausgang des Filters.
Ebenfalls radial außerhalb der Filterkammern 3 sowie die Schlitze 11 und 13 schneidend sind Ausnehmungen 9 ausgebildet, welche sich im Gegensatz zu den zwischen den Filterkammern 3 verlaufenden Kanälen 6 durch die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers 2 erstrecken. Die Ausnehmungen 9 erfüllen dabei die Aufgabe, einerseits die Koppelschleifen 5 aufzunehmen und gleichzeitig die Zufuhr von Lotmasse bei der Montage der Koppelschleifen 5 zu ermöglichen.
Um die einfache Montage der Koppelschleifen 5 zu ermöglichen, werden diese zunächst mittels eines geeigneten Verfahrens wie Ätzen, Laserschneiden oder Erodieren aus einer Folie in gleichbleibender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hergestellt. Die Koppelschleifen 5 weisen dabei zur Erleichterung der Montage Kontaktfahnen 10 auf, die vorzugsweise einstückig mit den Koppelschleifen 5 ausgebildet und vorzugsweise rechteckig geformt sind, wobei eine Kantenlänge der Kontaktfahnen 10 ungefähr der axialen Dicke des Grundkörpers 2 entspricht.
Dies erleichtert die Montage der Koppelschleifen 5, da diese nach dem Einlegen in die Schlitze 11 und 13 so weit in die Schlitze 11 und 13 hineinrutschen, bis die Kontaktfahnen 10 auf dem Montageuntergrund aufliegen, auf welchem der Grundkörper 2 während des Montagevorgangs liegt. Die Kontaktfahnen 10 schließen dann mit der Unterseite 7 und der Oberseite 8 des Grundkörpers 2 bündig ab. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Koppelschleifen 5 stets in gleicher Position hochgenau montiert werden können und der gewünschte elektromagnetische Kopplungsgrad erreicht werden kann.
Die in die Ausnehmungen 9 eingebrachte Lotmasse schließt die Kontaktfahnen 10 so ein, daß einerseits eine zuverlässige Fixierung der Koppelschleifen 5 in den Ausnehmungen 9 und andererseits eine leitende Verbindung zwischen dem Grundkörper 2 und den Koppelschleifen 5 erfolgt. Die Lotmasse fließt dabei ebenfalls bis auf die Montageunterlage und schließt somit ebenfalls unten und oben bündig mit der Oberseite 8 und der Unterseite 7 des Grundkörpers 2 ab, so daß nach der Montage ein glattes Bauteil vorliegt, welches ohne Gefahr von Verhaken oder Verlieren der Koppelschleifen 5 weiterbearbeitet werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt und für beliebig ausgestaltete YIG-Filter 2 oder YIG-Oszillatoren geeignet. Die einzelnen Merkmale sind dabei beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Grundkörper (2) für YIG-Filter (1) oder YIG-Oszillatoren, wobei der Grundkörper (2) aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet ist und Filterkammern (3) in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, wobei die Filterkammern (3) durch Kanäle (6) miteinander verbunden sind und in den Filterkammern (3) YIG-Elemente (4) angeordnet und durch sich in die Filterkammern (3) erstreckende Koppelschleifen (5) elektromagnetisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper (2) Ausnehmungen (9) ausgebildet sind, in welche sich mit den Koppelschleifen (5) verbundene Kontaktfahnen (10) erstrecken.
Grundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (9) über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
Grundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (6) zwischen den Filterkammern (3) nicht bis zu einer maximalen Einschubtiefe der Koppelschleifen (5) in axialer Richtung in dem Grundkörper (2) ausgebildet sind, so daß zwischen den Kanälen und den jeweiligen Koppelschleifen genügend Abstand verbleibt, um Leitungssysteme zu bilden.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Schlitze (11) mit blinden Enden über die Filterkammern (3) hinaus radial nach außen erstrecken und der Ein- mit dem Ausgangsresonator (4) über einen Schlitz (12) miteinander verbunden sind.
Grundkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (11) mit blinden Enden sowie der Schlitz (12) zwischen dem Ein- und dem Ausgangsresonator (4) über die gesamte axiale Dicke des Grundkörpers (2) erstrecken.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) einen runden, abgerundeten oder langlochförmigen Querschnitt aufweisen.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) radial außerhalb der Filterkammern (3) sowie zwischen dem Ein- und dem Ausgangsresonator (4) angeordnet sind.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) die Schlitze (11) und (12) schneidend ausgebildet sind.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) zur Aufnahme von Lotmasse geeignet sind.
Grundkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (10) in den Ausnehmungen (9) durch die Lotmasse fixiert sind.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Koppelschleifen (5) ausgebildeten Kontaktfahnen (10) bündig mit einer Oberseite (8) und einer Unterseite (7) des Grundkörpers (2) abschließen.
Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (10) rechteckig ausgebildet sind.