167298. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus tárcsás szűrő
167298 6 nagy szelektivitású elektromechanikus szűrőt nyerjünk, a rezonátorrendszert előnyösen úgy alakítjuk ki, hogy a közbenső rezonátorok egytengelyűén vannak elrendezve, és legalább két szekciót alkotnak, mikor is a szekciók tárcsarezonátoron át össze vannak kötve egymással, és ennek a tárcsarezonátornak ugyanazon oldalán vannak elrendezve. Olyan rezonátorrendszert is javasolunk, amelynél az egymással a tárcsarezonátorok homlokoldalaihoz a csomóköröknek megfelelő pontokban rögzített hosszirányú mechanikai csatolóelemeken át összekötött rezonátorok közül legalább kettőnek egymástól eltérő geometriai méretei vannak, mikor is valamennyi tárcsarezonátor ugyanazon „csomókörös" lengési frekvenciára van hangolva, és az eltérő geometriai méretekkel rendelkező rezonátorok különböző oldallengési frekvenciákra vannak hangolva. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra elektromechanikus tárcsás szűrő; a 2. ábra az 1. ábra II—II metszete; a 3. ábra elektromechanikus tárcsás szűrő rezonátorrendszere; a 4. ábra (a, b, c, d, e) egy „csomókörös" hajlító lengéseket végző tárcsarezonátor, egy átmérője mentén helyezkedő felületi pontjainak sebességét szemléltető diagramokkal; az 5. ábra (a, b, c, d, e) két „csomókörös" hajlító lengéseket végző tárcsarezonátor, egy átmérője mentén elhelyezkedő felületi pontjainak sebességét szemléltető diagramokkal; a 6. ábra (a, b) két, kívül elrendezett mechanikai csatolóelemekkel összekötött tárcsarezonátorból álló rezonátorrendszer, valamint a rendszeren belüli jelátmenet „csomóköröknek" és „csomóátmérőknek" megfelelő rezonanciafrekvenciáknál; 7. ábra (a, b) két, mechanikai csatolóelemekkel a találmány szerinti módon összekötött tárcsarezonátorból álló rezonátorrendszer, valamint a rendszeren belüli jelátmenet „csomóköröknek" és „csomóátmérőknek" megfelelő rezonanciafrekvenciáknál; a 8. ábra a találmány szerinti elektromechanikus tárcsás szűrő rezonátorrendszerének egy másik kiviteli változata; a 9. ábra a 8. ábra felülnézete; a 10. ábra a találmány szerinti elektromechanikus tárcsás szűrő rezonátorrendszerének egy további kiviteli alakja; a 11. ábra a 10. ábra felülnézete; a 12. ábra a 8. ábra szerinti rezonátorrendszer zárórezonátorral; a 13. ábra két rezonátorszekcióból álló rezonátorrendszer; a 14. ábra eltérő geometriai méretű rezonátorokból álló rezonátorrendszer. A találmány szerinti elektromechanikus tárcsás szűrő 1. ábra szerinti kiviteli alakja fő szerkezeti részként 1 rezonátorrendszert, továbbá egy sor más szerkezeti elemet tartalmaz. Ezek a következők: 2 párnagumik, 3 ütközőbetétek, továbbá beforrasztott 5 csatlakozókkal ellátott 4 alaplap és 6 árnyékolóelem. Ezek az elemek rögzítik és pozícionálják az 1 rezonátorrendszert, légmentesen tömítik, biztosítják a csillapítást, a villamos energia bevezetését és elvezetését, valamint a külső mechanikai behatások elleni védelmet. Az elektromechanikus tárcsás szűrő a rezonátor-5 rendszeren és a felsorolt szerkezeti elemeken kívül indukciós 7 tekercseket és permanens 8 mágneseket tartalmaz (2. ábra), amelyek elektromechanikus átalakító önálló egységének elemei. A találmány és az általa elért előnyös hatások az 10 elektromechanikus tárcsás szűrő rezonátorrendszerének szerkezeti kialakításával függnek össze, ezért az alábbiakban mindenekelőtt a rezonátorrendszer felépítését tárgyaljuk. A 3. ábrán a javasolt rezonátorrendszer egyik ki-15 viteli alakját mutatjuk be. Az 1. rezonátorrendszer közbenső 9 tárcsarezonátorokból, szélső 10 rezonátorokból, mechanikai 11 csatolóelemekből és magnetostriktív 12 fémrudakból áll. A szélső 10 rezonátorok a mechanikai 11 csatoló-20 elemekkel támasztó 13 serleghez vannak rögzítve. A 13 serlegek a 2 párnagumikban vannak elrendezve (1. ábra). A 13 serlegekben vannak elhelyezve az indukciós 7 tekercsek. A permanens 8 mágnesek a 13 serlegek külső oldalán vannak rögzítve. 25 Vizsgáljuk meg azt az esetet, amikor a rezonátorrendszer mechanikai csatolóelemei gyakorlatilag tiszta hajlító lengéseket végeznek. Ilyen viszonyok akkor alakulnak ki, ha a tárcsarezonátorokat „csomókörök" kialakulásával járó hajlító lengésekre 30 késztetjük. A 4a ábra tárcsarezonátor és egyik véghelyzete abban az esetben, ha egy „csomókörös" hajlító lengéseket végez. A 4b és 4d ábrák a tárcsarezonátor átmérője mentén elhelyezkedő egyes felületi pontok 35 sebességének normális Vn és tangenciális V^ összetevőit ábrázoló diagramok. A 4c és 4e ábrák a tárcsarezonátor ugyanezen pontjai Zn és Z T impedanciáinak eloszlását mutatják. A 4. (a, b, c, d, e) ábrákból látható, hogy a tárcsa egy „csomókörös" lengései 40 esetén az Rx sugarú kör „a" pontjaiban a sebesség V n összetevője nulla ós a Zn impedancia végtelen. A két „csomókörös" lengéseknél hasonló a helyzet. Nézzük az 5. (a, b, c, d, e) ábrát. Most az első és második „csomókörnek" megfelelő R2 és R 3 sugarú 45 körök „b" és „c" pontjaiban nulla a sebesség Va összetevője, illetve végtelen a Zn impedancia. Könnyen belátható, hogy a 4a ábra „a" pontjaiban, illetve az 5a ábra „b" és ,,c" pontjaiban elrendezett mechanikai csatolóelemek két vagy több 50 tárcsarezonátorból álló rezonátorrendszer esetén csak hajlító lengéseket vihetnek át. Vizsgáljuk meg, milyen előnyöket biztosít a találmány szerinti elektromechanikus tárcsás szűrő. Ismeretes, hogy a tárcsarezonátorok csatolási 55 tényezője vagy a szűrő áteresztő sávjának szélessége a mechanikai csatolóelemek hullámellenállása és a tárcsarezonátornak a mechanikai csatolóelemek rögzítési pontjánál vett impedanciája közötti viszonnyal arányos. 60 A fentiek szerint tehát az elektromechanikus tárcsás szűrő áteresztő sávjának szélessége és rezonátorrendszerének mechanikai szilárdsága között összefüggés van. Valóban, ha viszonylag keskenysávú elektromechanikus szűrőt akarunk készíteni, 65 csökkentenünk kell a mechanikai csatolóelemek 3
