EP0829916A2 - Microwave component - Google Patents
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- EP0829916A2 EP0829916A2 EP97202691A EP97202691A EP0829916A2 EP 0829916 A2 EP0829916 A2 EP 0829916A2 EP 97202691 A EP97202691 A EP 97202691A EP 97202691 A EP97202691 A EP 97202691A EP 0829916 A2 EP0829916 A2 EP 0829916A2
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/387—Strip line circulators
Definitions
- the invention relates to a microwave component with an essentially trough-shaped housing part made of a bottom section and at least one wall section adjoining the periphery of the bottom section and with a cover part, the housing part and cover part enclosing an interior in which a number of essentially disk-shaped components are stacked are arranged between the bottom section and the cover part.
- a microwave circulator which has a housing in which there is an arrangement of a first ferrite disc, an inner conductor, a second ferrite disc, an outer conductor and a magnet. These components are stacked between a bottom portion of the housing and a lid, and a compression spring presses this assembly against the bottom portion of the housing.
- the compression spring is held against the upper, inner circumference of the housing by a snap ring.
- the housing is made of nickel-plated steel as a cylindrical turned part.
- the bottom section has a circular circumference; these are followed by cylindrical wall sections which are separated from one another by slots.
- this design is intended for the inner contour of the housing; its outer contour can also be rectangular.
- a groove for the snap ring is worked into the upper, inner circumference of the housing, which is formed by the upper edges of the wall sections.
- the object of the invention is to create a microwave component, for example a microwave circulator, which enables inexpensive production without loss of operating properties.
- the measures of the invention not only significantly reduce the manufacturing costs for the housing part of the microwave component, but also the costs for the assembly of the components to be arranged in the interior thereof.
- the trough-shaped housing part is significantly cheaper to manufacture than the design according to US Pat. No. 5,384,556.
- the trough-shaped housing part can be produced, for example, by deep drawing or embossing, but preferably by stamping and / or bending, in the latter case ideally requiring only a single or possibly two processing steps are.
- This trough-shaped housing part formed in one piece, for example from a single sheet metal blank, is directly positively and non-positively connected to the cover part, which is also made in one piece, in particular as a stamped part, during assembly of the microwave component after inserting the components to be arranged in the interior of the housing part, that is to say the bottom section of the housing part
- the edges of the wall section or the wall sections of the housing part facing away are adapted in their contours to the cover part and are connected to it without additional fastening elements such as screws or snap rings.
- This connection can preferably be made by gluing, soldering or welding.
- the spacing elements arranged according to the invention between the stack-like arrangement of the components in the interior of the housing part and its wall section (s) serve, on the one hand, for simple and precise centering of the components in the microwave component according to the invention and, on the other hand, can give the microwave component different operating properties by the choice of its material.
- the spacer element or the spacer elements are formed from magnetically non-conductive material.
- the spacer element or the spacer elements can be easily inserted into the trough-shaped housing part together with the components arranged in a stack when the microwave component according to the invention is assembled; an additional fixation, for example by means of adhesive, is not necessary due to the positive design of the spacer element or the spacer elements between the stacked components and the wall section (s).
- US Pat. No. 5,384,556 it is known from US Pat. No. 5,384,556 to provide a "sandwich" arrangement in the interior of the housing comprising two ferrite disks and a conductor lying between them.
- the ferrite disks shown there contain a circular disk-shaped part made of ferrite material, which is surrounded by a dielectric ring, which can be made of ceramic material. This type of ferrite disks in the circulator described in US Pat. No. 5,384,556 is intended to reduce the electrical losses in broadband applications.
- At least one spacing element from the wall section or from the wall sections of the housing part is also provided for all disk-shaped components, thereby enabling the components arranged in a stack to be saved in terms of dimensions and weight while still being easy to assemble.
- the microwave component according to the invention is preferably designed in such a way that the spacer element (s) is (are) essentially ring-shaped in such a way that they (they) arrange the stack-like arrangement of the components at least largely along the circumference of the base section or enclosing (enclosing) the dimension of the wall section or the wall sections extending at least substantially in its direction.
- This design enables particularly simple assembly and, at the same time, particularly robust fixing of the components.
- a symmetrical configuration of the spacer element or spacer elements also favors the electromagnetic properties of the microwave component according to the invention.
- At least one of the essentially disk-shaped components is designed as an electrical conductor and the spacing element (s) adjoining these electrical conductor (s) is not electrically made conductive material.
- the spacer element or the spacer elements also take on the function of electrical insulation in addition to the mechanical locking.
- they can be formed from material with a high dielectric constant.
- This can for example be plastic or Ceramic or plastic ceramic storage, so that at least a substantial part of the space adjacent to the electrical conductor between the stacked arrangement of the components and the wall section (s) is filled with the high dielectric constant mentioned.
- This space can then be used advantageously for compact, electrical or electronic circuit elements, which makes it possible to achieve a high integration density with the microwave component according to the invention and thus to increase the costs and dimensions of a microwave circuit arrangement to be constructed with the microwave component according to the invention reduce.
- the spacer element or the spacer elements is or are made of heat-resistant material. This can be heat-resistant plastic, but also ceramic material.
- a microwave circulator or a microwave insulator can in particular be formed with the microwave component according to the invention.
- a load - in particular an ohmic component - can preferably be connected to the electrical conductor in the range of the high dielectric constant described.
- the microwave component shown as an example in the drawing represents a circulator using stripline technology, which has a trough-shaped housing part 1, which consists of a bottom section 2 and a total of five wall sections 3, 4, 5, 6, 7 adjoining the circumference of the bottom section.
- a trough-shaped housing part 1 which consists of a bottom section 2 and a total of five wall sections 3, 4, 5, 6, 7 adjoining the circumference of the bottom section.
- At the bottom section 2 and wall sections 3 to 7 are stamped and bent in one piece from a magnetically conductive sheet metal, the wall sections 3 to 7 connecting at right angles to the here rectangular shape of the bottom section 2. Gaps are left between the individual wall sections 3 to 7, through which conductor connections can be led out of the housing part.
- the housing part 1 is closed by a cover part 8, which is likewise punched out of a magnetically conductive sheet metal and is welded to the edges of the wall sections 3 to 7 which face away from the base section 2.
- this connection can also be made by soldering or gluing, but this would require additional material.
- a number of essentially disk-shaped components are inserted in a stacked manner between the base section 2 and the cover part 8.
- these are, starting with the component adjoining the base section 2, a first ferrite disc 9, a flat inner conductor 10 and a second one Ferrite disc 11, a copper foil 12 forming an outer conductor, a first pole disc 13 made of magnetically conductive material, preferably of the same material as the housing part 1 and the cover part 8, a thermoflux ring 14, a second pole disc 15, which is preferably in shape and material with the first pole disc 13 coincides, a circular disc-shaped permanent magnet 16 and an annular disc spring 17.
- the disc components 17 press the abovementioned components with the reference numerals 9 to 16 against the base section 2 and thus fix them in their position.
- the inner conductor 10 is shown in dashed lines in FIGS. 2 to 5.
- the microwave component according to the invention there is a space between the above-mentioned, stacked components with the reference numerals 9 to 17 on the one hand and the wall sections 3 to 7 on the other hand, the inner contour of which is due to the circular edges of said components 9 to 17 and the outer contour is formed by the wall sections 3 to 7 arranged in a rectangle.
- This space is filled in the microwave component shown by three substantially annular spacers 18, 19, 20, which are arranged in a form-fitting manner between components 9 to 17 on the one hand and wall sections 3 to 7 on the other and like the first-mentioned components 9 to 17 in a stack the bottom section 2 up to the cover part 8.
- the disk-shaped permanent magnet 16 and the thermoflux ring 14 have smaller diameters than the ferrite disks 9, 11, the pole disks 13, 15 and the plate spring 17.
- the permanent magnet and thermoflux ring are due to the static friction on pole disks 13 and 15 and on the Disc spring 17 and secured by their contact pressure against lateral slipping in the plane of the planar extent of the base section 2 or the cover part 8.
- these elements could also be different, with the third spacer 20, which they is adjacent, have positive edges.
- the permanent magnet 16 could also be surrounded by a further spacer element, or it could be glued to the second pole disk 15.
- the microwave component shown as an exemplary embodiment forms a stripline circulator, for which purpose three connecting lines are led out of the housing part 1 as a stripline from the flat inner conductor 10.
- a first connecting conductor 21 is passed through electrically insulated between the first wall section 3 and the second wall section 4
- a second connecting conductor 22 is between the third wall section 5 and the fourth wall section 6
- a third connecting conductor 23 is between the fourth wall section 6 and the fifth Wall section 7 passed.
- the connecting conductors 21, 22, 23 can optionally be led out of the trough-shaped housing part 1 in the plane of the inner conductor 10 or cranked.
- the connecting conductors 21, 22, 23 are held between these ferrite disks 9, 11, outside of them they are held between the first spacer element 18 and the second spacer element 19.
- These spacer elements are preferably made electrically and magnetically non-conductive from a plastic material.
- the second ferrite disc 11 and the second spacer element 19 form a surface parallel to the planar extent of the bottom section 2, on which the outer conductor 12 lies flat and with its outer contour at least in some places, but preferably continuously, the wall sections 3 to 7 in an electrically conductive manner touched.
- the structure consisting of base section 2 and outer conductor 12 functions as a plane-parallel ground conductor arrangement, in the center plane of which the inner conductor 10 is guided with the connecting conductors 21, 22, 23.
- the outer conductor 12 can optionally be omitted, which makes it possible to vary the stripline type in a simple manner.
- the spacer elements 18 to 20 are formed in the region of the cutouts between the wall sections 3 to 7 up to the circumference of the base section. In particular, this results in the greatest possible mechanical support for the connecting conductors 21 to 23.
- the cover part 8 lies positively and non-positively on the stack of the spacer elements 18, 19, 20, as a result of which, on the one hand, it is brought into a defined position relative to the housing part 1 during assembly and, on the other hand, the spacer elements 18, 19 are also locked , 20 is made.
- a defined preload of the plate spring 17 can thus be set without special precautions having to be taken. This also simplifies the assembly of the microwave component according to the invention.
- the third spacer element 20 can be made of electrically conductive or non-conductive material, for example ceramic, plastic or a magnetically non-conductive metal such as aluminum. Because of the welding between housing part 1 and cover part 8, a temperature-resistant material is particularly preferred here.
- the two other spacer elements 18, 19 can be advantageous be made of a material with a high dielectric constant, for example a corresponding plastic or a ceramic material, possibly also a plastic with an incorporated ceramic admixture.
- the area of the spacer elements 18, 19 can then be used completely for the installation of compact microwave circuit elements, which, like the connecting conductors 21, 22, 23, can be implemented using stripline technology.
- thermoflux ring 14 The arrangement shown, comprising the pole disks 13, 15 and the thermoflux ring 14, is used in the embodiment presented for temperature compensation.
- One of the pole disks 13, 15 and the thermoflux ring 14 can optionally be dispensed with here.
- the plate spring 17 By appropriate dimensioning of the plate spring 17, this can also be used specifically to compensate for manufacturing tolerances in the dimensions of the components in the interior of the housing part 1 in the direction perpendicular to the areal extent of the base section 2.
- the dimensioning of the plate spring 17 is preferably such that the contact pressure required to lock the components is ensured even when the manufacturing tolerances are most unfavorably combined. This also saves costs for the manufacture of the components mentioned.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrowellen-Bauelement mit einem im wesentlichen wannenförmigen Gehäuseteil aus einem Bodenabschnitt und wenigstens einem am Umfang des Bodenabschnitts sich anschließenden Wandabschnitt und mit einem Deckelteil, wobei Gehäuseteil und Deckelteil einen Innenraum umschließen, in dem eine Anzahl im wesentlichen scheibenförmiger Bauteile stapelförmig zwischen Bodenabschnitt und Deckelteil angeordnet sind.The invention relates to a microwave component with an essentially trough-shaped housing part made of a bottom section and at least one wall section adjoining the periphery of the bottom section and with a cover part, the housing part and cover part enclosing an interior in which a number of essentially disk-shaped components are stacked are arranged between the bottom section and the cover part.
Aus der US-PS 5,384,556 ist ein Mikrowellen-Zirkulator bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in welchem sich eine Anordnung aus einer ersten Ferritscheibe, einem Innenleiter, einer zweiten Ferritscheibe, einem Außenleiter und einem Magneten befindet. Diese Bauteile sind stapelförmig zwischen einem Bodenabschnitt des Gehäuses und einem Deckel angeordnet, und eine Druckfeder preßt diese Anordnung gegen den Bodenabschnitt des Gehäuses. Die Druckfeder wird gegen den oberen, inneren Umfang des Gehäuses durch einen Sprengring gehalten. Das Gehäuse ist als zylindrisches Drehteil aus vernickeltem Stahl hergestellt. Der Bodenabschnitt weist dabei einen kreisförmigen Umfang auf; an diesen schließen sich zylindermantelförmige Wandabschnitte an, die durch Schlitze voneinander getrennt sind. Diese Gestaltung ist in jedem Fall für die Innenkontur des Gehäuses vorgesehen; seine Außenkontur kann auch rechteckförmig sein. In jedem Fall ist in den oberen, inneren Umfang des Gehäuses, der durch die oberen Berandungen der Wandabschnitte gebildet wird, eine Rille für den Sprengring eingearbeitet.From US Pat. No. 5,384,556 a microwave circulator is known which has a housing in which there is an arrangement of a first ferrite disc, an inner conductor, a second ferrite disc, an outer conductor and a magnet. These components are stacked between a bottom portion of the housing and a lid, and a compression spring presses this assembly against the bottom portion of the housing. The compression spring is held against the upper, inner circumference of the housing by a snap ring. The housing is made of nickel-plated steel as a cylindrical turned part. The bottom section has a circular circumference; these are followed by cylindrical wall sections which are separated from one another by slots. In any case, this design is intended for the inner contour of the housing; its outer contour can also be rectangular. In any case, a groove for the snap ring is worked into the upper, inner circumference of the housing, which is formed by the upper edges of the wall sections.
Bei diesem bekannten Aufbau erweist sich insbesondere die Herstellung des Gehäuses als sehr kostspielig, da sie mehrere Arbeitsschritte auf insbesondere Dreh- und Fräsmaschinen beinhaltet. Diese recht teuren Fertigungsschritte führen insbesondere bei einer Großserienherstellung zu einer spürbaren Verteuerung der gesamten Anordnung.In this known construction, the manufacture of the housing proves to be very expensive, since it involves several work steps, in particular on turning and milling machines. These quite expensive manufacturing steps lead Particularly in the case of large series production, the entire arrangement becomes noticeably more expensive.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Mikrowellen-Bauelement, beispielsweise einen Mikrowellen-Zirkulator, zu schaffen, das eine kostengünstige Fertigung ohne Einbußen in den Betriebseigenschaften ermöglicht.The object of the invention is to create a microwave component, for example a microwave circulator, which enables inexpensive production without loss of operating properties.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Mikrowellen-Bauelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
- das Gehäuseteil einerseits und das Deckelteil andererseits je einstückig spanlos aus magnetisch leitendem Werkstoff geformt sind,
- das Deckelteil mit dem Gehäuseteil unmittelbar form- und kraftschlüssig verbunden ist
- und angrenzend an die stapelförmige Anordnung der Bauteile in wenigstens nahezu der gesamten Höhe des Innenraumes zwischen Bodenabschnitt und Deckelteil wenigstens ein magnetisch nichtleitendes Abstandselement angeordnet ist zum formschlüssigen Ausfüllen eines Zwischenraumes zwischen der stapelförmigen Anordnung der Bauteile und dem bzw. den Wandabschnitt(en) entlang wenigstens eines Teils derjenigen Abmessung des Wandabschnitts bzw, der Wandabschnitte. die sich zumindest im wesentlichen in Richtung des Umfangs des Bodenabschnitts erstreckt.
- the housing part on the one hand and the cover part on the other hand are each formed in one piece without cutting from magnetically conductive material,
- the cover part is directly connected to the housing part in a positive and non-positive manner
- and at least one magnetically non-conductive spacer element is arranged adjacent to the stacked arrangement of the components in at least almost the entire height of the interior between the base section and the cover part for the positive filling of an intermediate space between the stacked arrangement of the components and the wall section (s) along at least one Part of that dimension of the wall section or the wall sections. which extends at least substantially in the direction of the circumference of the base section.
Durch die Maßnahmen der Erfindung werden nicht allein die Herstellungskosten für das Gehäuseteil des Mikrowellen-Bauelements spürbar verringert, sondern auch die Kosten für die Montage der in dessen Innenraum anzuordnenden Bauteile. Dabei wird insbesondere das wannenförmige Gehäuseteil gegenüber der Ausbildung nach US-PS 5,384,556 in seiner Herstellung deutlich verbilligt. Das wannenförmige Gehäuseteil kann beispielsweise durch Tiefziehen oder Prägen, vorzugsweise jedoch durch Stanzen und/oder Biegen hergestellt werden, wobei im letzteren Fall idealerweise nur ein einziger oder allenfalls zwei Bearbeitungsschritte erforderlich sind. Dieses wannenförmige, einstückig z.B. aus einem einzigen Blechzuschnitt geformte Gehäuseteil wird mit dem ebenfalls einstückig insbesondere als Stanzteil gefertigten Deckelteil bei der Montage des Mikrowellen-Bauelements nach Einlegen der in dem Innenraum des Gehäuseteils anzuordnenden Bauteile unmittelbar form- und kraftschlüssig verbunden, d.h. dem Bodenabschnitt des Gehäuseteils abgewandte Berandungen des Wandabschnitts bzw. der Wandabschnitte des Gehäuseteils sind in ihren Konturen dem Deckelteil angepaßt und werden mit diesem ohne zusätzliche Befestigungselemente wie beispielsweise Schrauben oder Sprengringe verbunden. Diese Verbindung kann vorzugsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen erfolgen.The measures of the invention not only significantly reduce the manufacturing costs for the housing part of the microwave component, but also the costs for the assembly of the components to be arranged in the interior thereof. In particular, the trough-shaped housing part is significantly cheaper to manufacture than the design according to US Pat. No. 5,384,556. The trough-shaped housing part can be produced, for example, by deep drawing or embossing, but preferably by stamping and / or bending, in the latter case ideally requiring only a single or possibly two processing steps are. This trough-shaped housing part, formed in one piece, for example from a single sheet metal blank, is directly positively and non-positively connected to the cover part, which is also made in one piece, in particular as a stamped part, during assembly of the microwave component after inserting the components to be arranged in the interior of the housing part, that is to say the bottom section of the housing part The edges of the wall section or the wall sections of the housing part facing away are adapted in their contours to the cover part and are connected to it without additional fastening elements such as screws or snap rings. This connection can preferably be made by gluing, soldering or welding.
Die erfindungsgemäß zwischen der stapelförmigen Anordnung der Bauteile im Innenraum des Gehäuseteils und dessen Wandabschnitt(en) angeordneten Abstandselemente dienen beim erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement einerseits der einfachen und präzisen Zentrierung der Bauteile und können andererseits durch Wahl ihres Werkstoffes dem Mikrowellen-Bauelement unterschiedliche Betriebseigenschaften geben. Um die magnetischen Eigenschaften des Gehäuseteils und des Deckelteils, die aus magnetisch leitendem Werkstoff geformt sind, nicht zu beeinflussen, wird das Abstandselement bzw. werden die Abstandselemente aus magnetisch nicht leitendem Werkstoff geformt. Das Abstandselement bzw. die Abstandselemente können bei der Montage des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements zusammen mit den stapelförmig angeordneten Bauteilen einfach in das wannenförmige Gehäuseteil eingelegt werden; eine zusätzliche Fixierung beispielsweise durch Klebstoff erübrigt sich durch die formschlüssige Ausbildung des Abstandselements bzw. der Abstandselemente zwischen den stapelförmig angeordneten Bauteilen und dem bzw. den Wandabschnitt(en). An dieser Stelle sei bemerkt, daß es aus der US-PS 5,384,556 bekannt ist, im Innenraum des Gehäuses eine "Sandwich"-Anordnung aus zwei Ferritscheiben und einem zwischen ihnen liegenden Leiter vorzusehen. Die dort gezeigten Ferritscheiben enthalten ein kreisscheibenförmiges Teil aus Ferritmaterial, welches von einem dielektrischen Ring umgeben ist, der aus Keramikmaterial gefertigt sein kann. Durch diese Art von Ferritscheiben in dem in der US-PS 5,384,556 beschriebenen Zirkulator sollen die elektrischen Verluste bei breitbandigen Anwendungen verringert werden.The spacing elements arranged according to the invention between the stack-like arrangement of the components in the interior of the housing part and its wall section (s) serve, on the one hand, for simple and precise centering of the components in the microwave component according to the invention and, on the other hand, can give the microwave component different operating properties by the choice of its material. In order not to influence the magnetic properties of the housing part and the cover part, which are formed from magnetically conductive material, the spacer element or the spacer elements are formed from magnetically non-conductive material. The spacer element or the spacer elements can be easily inserted into the trough-shaped housing part together with the components arranged in a stack when the microwave component according to the invention is assembled; an additional fixation, for example by means of adhesive, is not necessary due to the positive design of the spacer element or the spacer elements between the stacked components and the wall section (s). At this point it should be noted that it is known from US Pat. No. 5,384,556 to provide a "sandwich" arrangement in the interior of the housing comprising two ferrite disks and a conductor lying between them. The ferrite disks shown there contain a circular disk-shaped part made of ferrite material, which is surrounded by a dielectric ring, which can be made of ceramic material. This type of ferrite disks in the circulator described in US Pat. No. 5,384,556 is intended to reduce the electrical losses in broadband applications.
Bei der Erfindung wird darüberhinaus für alle scheibenförmigen Bauteile wenigstens ein Abstandselement zum Wandabschnitt bzw. zu den Wandabschnitten des Gehäuseteils vorgesehen, wodurch für die stapelförmig angeordneten Bauteile eine Ersparnis in Abmessungen und Gewicht bei trotzdem einfacher Montage ermöglicht wird.In the case of the invention, at least one spacing element from the wall section or from the wall sections of the housing part is also provided for all disk-shaped components, thereby enabling the components arranged in a stack to be saved in terms of dimensions and weight while still being easy to assemble.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Mikrowellen-Bauelement derart ausgebildet, daß das (bzw. die) Abstandselement(e) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist (sind) derart, daß es (sie) die stapelförmige Anordnung der Bauteile wenigstens weitgehend entlang des Umfangs des Bodenabschnitts bzw. der sich zumindest im wesentlichen in dessen Richtung erstreckenden Abmessung des Wandabschnitts bzw. der Wandabschnitte umschließt (umschließen). Durch diese Ausbildung wird eine besonders einfache Montage und gleichzeitig besonders robuste Fixierung der Bauteile erzielt. Darüberhinaus begünstigt eine symmetrische Ausgestaltung des Abstandselements bzw. der Abstandselemente auch die elektromagnetischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements.The microwave component according to the invention is preferably designed in such a way that the spacer element (s) is (are) essentially ring-shaped in such a way that they (they) arrange the stack-like arrangement of the components at least largely along the circumference of the base section or enclosing (enclosing) the dimension of the wall section or the wall sections extending at least substantially in its direction. This design enables particularly simple assembly and, at the same time, particularly robust fixing of the components. In addition, a symmetrical configuration of the spacer element or spacer elements also favors the electromagnetic properties of the microwave component according to the invention.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements ist wenigstens eines der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile als elektrischer Leiter ausgebildet und ist (bzw. sind) das (die) an diese(n) elektrischen Leiter angrenzende(n) Abstandselement(e) aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff ausgebildet. Das Abstandselement bzw. die Abstandselemente übernehmen in diesem Fall außer der mechanischen Arretierung auch die Funktion einer elektrischen Isolierung. Sie können insbesondere aus Werkstoff mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise Kunststoff oder Keramik oder Kunststoffkeramikeinlagerung sein, so daß zumindest ein wesentlicher Teil des an den elektrischen Leiter angrenzenden Zwischenraumes zwischen der stapelförmigen Anordnung der Bauteile und dem bzw. den Wandabschnitt(en) mit der genannten hohen Dielektrizitätskonstanten ausgefüllt ist. Dieser Raum ist dann vorteilhaft für kompakte, elektrische oder elektronische Schaltungselemente nutzbar, wodurch es ermöglicht wird, mit dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement eine hohe Integrationsdichte zu erreichen und somit Kosten und Abmessungen einer mit dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement aufzubauenden Mikrowellen-Schaltungsanordnung in günstiger Weise zu verringern.In an advantageous development of the microwave component according to the invention, at least one of the essentially disk-shaped components is designed as an electrical conductor and the spacing element (s) adjoining these electrical conductor (s) is not electrically made conductive material. In this case, the spacer element or the spacer elements also take on the function of electrical insulation in addition to the mechanical locking. In particular, they can be formed from material with a high dielectric constant. This can for example be plastic or Ceramic or plastic ceramic storage, so that at least a substantial part of the space adjacent to the electrical conductor between the stacked arrangement of the components and the wall section (s) is filled with the high dielectric constant mentioned. This space can then be used advantageously for compact, electrical or electronic circuit elements, which makes it possible to achieve a high integration density with the microwave component according to the invention and thus to increase the costs and dimensions of a microwave circuit arrangement to be constructed with the microwave component according to the invention reduce.
Für die Lötung oder Verschweißung des Deckelteils mit dem wannenförmigen Gehäuseteil ist es außerdem vorteilhaft, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Abstandselement bzw. die Abstandselemente aus wärmebeständigem Werkstoff ausgebildet ist bzw. sind. Dies kann wärmebeständiger Kunststoff, aber auch keramisches Material sein.For the soldering or welding of the cover part to the trough-shaped housing part, it is also advantageous if, according to a further embodiment of the invention, the spacer element or the spacer elements is or are made of heat-resistant material. This can be heat-resistant plastic, but also ceramic material.
Mit dem erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelement kann insbesondere ein Mikrowellen-Zirkulator oder ein Mikrowellen-Isolator ausgebildet sein. Für die Ausbildung des letzteren kann bevorzugt eine Last- insbesondere ein ohmsches Bauelement - mit dem elektrischen Leiter im beschriebenen Bereich der hohen Dielektrizitätskonstanten verbunden sein.A microwave circulator or a microwave insulator can in particular be formed with the microwave component according to the invention. For the formation of the latter, a load - in particular an ohmic component - can preferably be connected to the electrical conductor in the range of the high dielectric constant described.
Ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-Bauelement ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-Bauelement in der Seitenansicht mit teilweiser Schnittdarstellung (Schnitt A-A),
- Fig. 2
- eine Schnittdarstellung durch das Mikrowellen-Bauelement nach Fig. 1 entlang der Schnittebene B - B,
- Fig. 3
- eine Schnittdarstellung durch das Mikrowellen-Bauelement nach Fig. 1 entlang der Schnittebene C - C,
- Fig. 4
- eine Schnittdarstellung durch das Mikrowellen-Bauelement nach Fig. 1 entlang der Schnittebene D - D und
- Fig. 5
- eine Schnittdarstellung durch das Mikrowellen-Bauelement nach Fig. 1 entlang der Schnittebene E - E.
- Fig. 1
- an inventive microwave component in side view with partial sectional view (section AA),
- Fig. 2
- 2 shows a sectional illustration through the microwave component according to FIG. 1 along the sectional plane B - B,
- Fig. 3
- 2 shows a sectional illustration through the microwave component according to FIG. 1 along the sectional plane C - C,
- Fig. 4
- a sectional view through the microwave component of FIG. 1 along the section plane D - D and
- Fig. 5
- a sectional view through the microwave component of FIG. 1 along the section plane E - E.
In allen Figuren der Zeichnung sind übereinstimmende Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.In all figures of the drawing, matching parts are provided with identical reference numerals.
Das in der Zeichnung beispielhaft dargestellte Mikrowellen-Bauelement stellt einen Zirkulator in Streifenleitungstechnik dar, der ein wannenförmiges Gehäuseteil 1 aufweist, welches aus einem Bodenabschnitt 2 und insgesamt fünf am Umfang des Bodenabschnitts sich anschließenden Wandabschnitten 3,4,5,6,7 besteht. Am Bodenabschnitt 2 und Wandabschnitte 3 bis 7 sind einstückig aus einem magnetisch leitenden Blech gestanzt und gebogen, wobei die Wandabschnitte 3 bis 7 rechtwinklig an dem hier rechteckförmigen Umfang des Bodenabschnitts 2 anschließen. Zwischen den einzelnen Wandabschnitten 3 bis 7 sind Lücken ausgespart, durch die Leiterbahnanschlüsse aus dem Gehäuseteil herausgeführt werden können.The microwave component shown as an example in the drawing represents a circulator using stripline technology, which has a trough-shaped
Das Gehäuseteil 1 ist durch ein Deckelteil 8 verschlossen, welches ebenfalls aus einem magnetisch leitenden Blech gestanzt ist und mit den Berandungen der Wandabschnitte 3 bis 7, die dem Bodenabschnitt 2 abgewandt sind, verschweißt ist. Wahlweise kann diese Verbindung auch durch Löten oder Kleben erfolgen, was jedoch zusätzlichen Materialeinsatz erfodern würde.The
In dem durch das Gehäuseteil 1 und das Deckelteil 8 gebildeten Innenraum ist eine Anzahl im wesentlichen scheibenförmiger Bauteile stapelförmig zwischen dem Bodenabschnitt 2 und dem Deckelteil 8 eingesetzt. In der Reihenfolge der Schichtung sind dies, beginnend mit dem an den Bodenabschnitt 2 angrenzenden Bauteil, eine erste Ferritscheibe 9, ein flächiger Innenleiter 10, eine zweite Ferritscheibe 11, eine einen Außenleiter bildende Kupferfolie 12, eine erste Polscheibe 13 aus magnetisch leitendem Material, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Gehäuseteil 1 und das Deckelteil 8, ein Thermofluxring 14, eine zweite Polscheibe 15, die vorzugsweise in Form und Material mit der ersten Polscheibe 13 übereinstimmt, ein kreisscheibenförmiger Permanentmagnet 16 und eine kreisringförmige Tellerfeder 17. Durch die Tellerfeder 17 werden die vorgenannten Bauteile mit den Bezugszeichen 9 bis 16 gegen den Bodenabschnitt 2 gepreßt und so in ihrer Lage fixiert. Zur Orientierung ist in Fig. 2 bis 5 der Innenleiter 10 gestrichelt eingezeichnet.In the interior formed by the
Zwischen den vorstehend aufgezählten, stapelförmig angeordneten Bauteilen mit den Bezugszeichen 9 bis 17 einerseits und den Wandabschnitten 3 bis 7 andererseits besteht im gezeigten Beispiel für das erfindungsgemäße Mikrowellen-Bauelement ein Zwischenraum, dessen Innenkontur durch die kreisförmigen Berandungen der genannten Bauteile 9 bis 17 und dessen Außenkontur durch die im Rechteck angeordneten Wandabschnitte 3 bis 7 gebildet wird. Dieser Zwischenraum ist bei dem dargestellten Mikrowellen-Bauelement durch drei im wesentlichen ringförmige Abstandselemente 18, 19, 20 ausgefüllt, die formschlüssig zwischen den Bauteilen 9 bis 17 einerseits und den Wandabschnitten 3 bis 7 andererseits angeordnet sind und wie die erstgenannten Bauteile 9 bis 17 stapelförmig auf dem Bodenabschnitt 2 bis hinauf zum Deckelteil 8 liegen.In the example shown for the microwave component according to the invention, there is a space between the above-mentioned, stacked components with the reference numerals 9 to 17 on the one hand and the
In der Darstellung des beschriebenen Ausführungsbeispiels weisen der scheibenförmige Permanentmagnet 16 und der Thermofluxring 14 kleinere Durchmesser auf als die Ferritscheiben 9,11, die Polscheiben 13,15 und die Tellerfeder 17. Permanentmagnet und Thermofluxring werden durch die Haftreibung an Polscheiben 13 und 15 sowie an der Tellerfeder 17 und durch deren Anpreßdruck gegen seitliches Verrutschen in der Ebene der flächigen Ausdehnung des Bodenabschnitts 2 bzw. des Deckelteils 8 gesichert. Wahlweise könnten diese Elemente auch abweichende, mit dem dritten Abstandselement 20, welches ihnen benachbart ist, formschlüssige Berandungen aufweisen. Auch könnte der Permanentmagnet 16 von einem weiteren Abstandselement umgeben sein, oder er könnte mit der zweiten Polscheibe 15 verklebt werden.In the illustration of the exemplary embodiment described, the disk-shaped
Das als Ausführungsbeispiel dargestellte Mikrowellen-Bauelement bildet einen Streifenleitungs-Zirkulator, wozu vom flächigen Innenleiter 10 drei Anschlußleitungen als Streifenleiter aus dem Gehäuseteil 1 herausgeführt sind. Von diesen ist ein erster Anschlußleiter 21 elektrisch isoliert zwischen dem ersten Wandabschnitt 3 und dem zweiten Wandabschnitt 4 hindurchgeführt, ein zweiter Anschlußleiter 22 ist zwischen dem dritten Wandabschnitt 5 und dem vierten Wandabschnitt 6 und ein dritter Anschlußleiter 23 ist zwischen dem vierten Wandabschnitt 6 und dem fünften Wandabschnitt 7 hindurchgeführt. Die Anschlußleiter 21,22,23 können wahlweise in der Ebene des Innenleiters 10 oder gekröpft aus dem wannenförmigen Gehäuseteil 1 herausgeführt sein. Im Bereich des Durchmessers der Ferritscheiben 9,11 werden die Anschlußleiter 21,22,23 zwischen diesen Ferritscheiben 9,11 gehalten, außerhalb derselben sind sie zwischen dem ersten Abstandselement 18 und dem zweiten Abstandselement 19 gehalten. Diese Abstandselemente, deren Höhe mit den Höhen der Ferritscheiben 9,11 übereinstimmt, sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial elektrisch und magnetisch nicht leitend ausgebildet. Vom Bodenabschnitt 2 abgewandt bilden die zweite Ferritscheibe 11 und das zweite Abstandselement 19 eine Fläche parallel zur flächigen Ausdehnung des Bodenabschnitts 2, auf der der Außenleiter 12 flächig aufliegt und mit seiner Außenkontur wenigstens an einigen Stellen, vorzugsweise aber durchgehend die Wandabschnitte 3 bis 7 elektrisch leitend berührt. Dadurch fungiert das Gebilde aus Bodenabschnitt 2 und Außenleiter 12 als planparallele Masseleiteranordnung, in deren Mittelebene der Innenleiter 10 mit den Anschlußleitern 21,22,23 geführt ist. Wahlweise kann der Außenleiter 12 entfallen, wodurch in einfacher Weise eine Variation des Streifenleitungstyps möglich ist.The microwave component shown as an exemplary embodiment forms a stripline circulator, for which purpose three connecting lines are led out of the
Wie aus den Schnittdarstellungen der Figuren 2 bis 5 hervorgeht, sind die Abstandselemente 18 bis 20 im Bereich der Aussparungen zwischen den Wandabschnitten 3 bis 7 bis an den Umfang des Bodenabschnitts ausgeformt. Insbesondere ergibt sich dadurch für die Anschlußleiter 21 bis 23 eine weitestmögliche mechanische Abstützung.As can be seen from the sectional views in FIGS. 2 to 5, the
Im Bereich der vier Ecken des Bodenabschnitts 2 sind in diesem Durchbrüche vorgenommen, durch die Elemente zur Befestigung des Mikrowellen-Bauelements auf einem (nicht dargestellten) Trägerteil wie beispielsweise einer Montageplatte, einer Platine oder dgl., geführt werden können, beispielsweise Schrauben oder Nieten. Im Bereich dieser Durchbrüche 24,25,26,27 sind alle auf dem Bodenabschnitt 2 stapelförmig aufliegenden Bauteile, d.h. im vorliegenden Beispiel die Abstandselemente 18,19,20 und das Deckelteil 8, ausgespart, so daß die genannten Befestigungselemente keinen Einfluß auf den inneren Aufbau des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements nehmen.In the area of the four corners of the
Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Deckelteil 8 form- und kraftschlüssig auf dem Stapel aus den Abstandselementen 18,19,20 auf, wodurch es einerseits bei der Montage in eine definierte Position gegenüber dem Gehäuseteil 1 gebracht wird und andererseits auch eine Arretierung der Abstandselemente 18,19,20 vorgenommen wird. Zugleich ist damit eine definierte Vorspannung der Tellerfeder 17 einstellbar, ohne daß dazu besondere Vorkehrungen getroffen werden müßten. Auch dies vereinfacht die Montage des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Bauelements.In the exemplary embodiment shown, the
Das dritte Abstandselement 20 kann aus elektrisch leitendem oder nicht leitendem Material hergestellt sein, beispielsweise Keramik, Kunststoff oder einem magnetisch nicht leitenden Metall wie beispielsweise Aluminium. Wegen der Verschweißung zwischen Gehäuseteil 1 und Deckelteil 8 wird hier insbesondere ein temperaturfestes Material bevorzugt. Die beiden anderen Abstandselemente 18,19 können vorteilhaft aus einem Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten ausgebildet sein, beispielsweise einem entsprechenden Kunststoff oder einem Keramikmaterial, ggf. auch einem Kunststoff mit eingelagerter Beimengung aus Keramik. Der Bereich der Abstandselemente 18,19 ist dann komplett für den Einbau kompakter Mikrowellen-Schaltungselemente nutzbar, die beispielsweise wie die Anschlußleiter 21,22,23 in Streifenleitungstechnik ausgeführt sein können.The
Die dargestellte Anordnung aus den Polscheiben 13,15 und dem Thermofluxring 14 dient in der vorgestellten Ausführung zur Temperaturkompensation. Wahlweise kann hier auf eine der Polscheiben 13,15 und den Thermofluxring 14 verzichtet werden.The arrangement shown, comprising the
Durch entsprechende Bemaßung der Tellerfeder 17 kann diese auch gezielt zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen in den Abmessungen der Baueteile im Innenraum des Gehäuseteils 1 in Richtung senkrecht zur flächigen Ausdehnung des Bodenabschnitts 2 ausgenutzt werden. Die Dimensionierung der Tellerfeder 17 erfolgt bevorzugt derart, daß auch bei ungünstigster Summierung der Fertigungstoleranzen der benötigte Anpreßdruck für die Arretierung der Bauteile gewährleistet ist. Dadurch können zusätzlich Kosten für die Fertigung der genannten Bauteile eingespart werden.By appropriate dimensioning of the
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, daß
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, daß das (bzw. die) Abstandselement(e) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist (sind) derart, daß es (sie) die stapelförmige Anordnung der Bauteile wenigstens weitgehend entlang des Umfangs des Bodenabschnitts bzw. der sich zumindest im wesentlichen in dessen Richtung erstreckenden Abmessung des Wandabschnitts bzw. der Wandabschnitte umschließt (umschließen).Microwave component according to claim 1,
characterized in that the spacer element (s) is (are) essentially ring-shaped in such a way that they (they) arrange the stack-like arrangement of the components at least largely along the circumference of the base section or enclosing (enclosing) the dimension of the wall section or the wall sections extending at least substantially in its direction.
dadurch gekennzeichnet, däß wenigstens eines der im wesentlichen scheibenförmigen Bauteile als elektrischer Leiter ausgebildet ist und däß das (bzw. die) an diese(n) elektrischen Leiter angrenzende(n) Abstandselement(e) aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff ausgebildet ist (sind).Microwave component according to claim 1 or 2,
characterized in that at least one of the essentially disk-shaped components is designed as an electrical conductor and that the spacing element (s) adjoining these electrical conductor (s) is (are) made of electrically non-conductive material.
dadurch gekennzeichnet, daß das (bzw. die) an den (die) elektrischen Leiter angrenzende(n) Abstandselement(e) aus Werkstoff mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten ausgebildet ist (sind).Microwave component according to claim 3,
characterized in that the spacer element (s) adjoining the electrical conductor (s) is (are) made of material with a high dielectric constant.
dadurch gekennzeichnet, daß das (bzw. die) Abstandselement(e) aus wärmebeständigem Werkstoff ausgebildet ist (sind).Microwave component according to one of the preceding claims,
characterized in that the spacer element (s) is (are) made of heat-resistant material.
dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für das (die) Abstandselement(e) keramisches Material enthält.Microwave component according to one of the preceding claims,
characterized in that the material for the spacer element (s) contains ceramic material.
dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil mit dem Gehäuseteil verklebt, verschweißt oder verlötet ist.Microwave component according to one of the preceding claims,
characterized in that the cover part is glued, welded or soldered to the housing part.
gekennzeichnet durch eine Ausbildung mit einem Mikrowellen-Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Microwave circulator,
characterized by training with a microwave component according to one of the preceding claims.
gekennzeichnet durch eine Ausbildung mit einem Mikrowellen-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Microwave isolator,
characterized by an embodiment with a microwave component according to one of claims 1 to 7.
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