168835. lajstromszámú szabadalom • Hőkompenzált mikrohullámú üregrezonátor
3 168835 4 Cél, hogy az üregrezonátorok hőkompenzálását oly módon oldjuk meg, hogy lehetővé tegyük a • kör keresztmetszetű üregrezonátoroknál a frekvencia stabilizálását hőkompenzálással. Ugyanakkor az általunk javasolt megoldással a négyszög keresztmetszetű üregrezonátorok hőkompenzálását az ismert megoldásokhoz képest egyszerűbben azaz kisebb geometriai méretekkel valósíthatjuk meg. A találmány lényege: hőkompenzált mikrohullámú üregrezonátor, célszerűen egymásra csatolt üregrezonátorokból alkotott sávszűrő, amelynek lényege az, hogy az üreget határoló felületnek a villamos vagy mágneses térerő maximuma közelében levő legalább egyik része az üregrezonátor anyagánál nagyobb hőtágulási együtthatójú fémezhető anyagból, pl. fémezhető műanyagból van kiképezve. Ezen anyagnak az üreg belseje felé néző felülete van a fémréteggel bevonva. A fémezhető anyagot az üregnek egy vagy több részén elhelyezhetjük, azonban az anyag összegezett vastagsági mérete az üreg a félhullámhosszának egészszámú többszöröséhez viszonyítva egyenes arányban van a két anyag hőtágulási együtthatóinak értékeivel. A találmány példakénti kiviteli alakját kör keresztmetszetű TE i ]! módusú hengeres üregrezonátorokból alkotott szűrő alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra A találmány szerinti üregrezonátor oldalnézetét ábrázolja vázlatos metszetben, a 2. ábra Egymással csatolt találmány szerinti üregrezonátorokból alkotott hengeres keresztmetszetű mikrohullámú szűrők egy részét szemlélteti felülnézetben vázlatosan. A találmány szerinti kör keresztmetszetű TE1U módusú hengeres üregrezonátor — amint az a 1. ábrán látható — a szűrő alaplapjával párhuzamos síkkal ketté van metszve, és így az üregrezonátor két szimmetrikus fél 4 üregből áll. A szűrők 4 üregei ahogy azt a 2. ábra ábrázolja a palástjuk mentén levő 1 résekkel vannak egymással csatolásban. Az üregrezonátorokat 3 hangoló bottal hangolják, illetőleg állítjuk be a kívánt rezonanciafrekvenciát. A csatolás mértékét az 1 üregek között a 2 csatolás állítóval szabályozzuk. A hőkompenzálást azáltal érjük el, hogy az üregrezonátor alaplapján egyik, vagy mindkét végén (az 1. ábrán láthatóan mindkét végén) fémbevonattal rendelkező 5 fémezhető anyag lemezt alkalmazunk. A fémlemez az 5 fémezhető anyagból kiképzett műanyaglemeznek az üreg belseje felé néző oldalán van kiképezve. Az 1. ábrán a nagy L méret az üreg frekvenciáját meghatározó hosszúság, a félhullámhossz egész számú többszöröse. Az 1,, ill. 12 méretek a hőkompenzáló műanyag betéteknek vastagsági méretét jelzi. Az 1. ábra esetében az l! egyenlő 12 mérettel. L' méret az üregrezonátor teljes megmunkálási hossza. Az 5 műanyag lemezből alkotott falrész, vagy falrészek együttes vastagságának (l! + 12 ) mérete az üregrezonátor teljes megmunkálási hosszának L' méretéhez, úgy aránylik, mint az üregrezonátor 5 anyagának és a 5 fémezhető műanyag lemez anyagának hőtágulási együtthatói, másszóval a 5 fémezhető műanyag lemez vagy lemezek együttes vastagságát az üregben úgy kell meghatározni, hogy ez az együttes vastagsági méret és az üreg teljes 10 megmunkálási hosszának L' mérete közötti viszonyszám azonos legyen az üregrezonátor anyagának és a nálánál nagyobb hőegyütthatójú folirozott 5 fémezhető műanyag lemez hőtágulási együtthatóinak viszonyszámával. 15 Fémezhető anyagként a példakénti esetben galvanizálható poliamid, vagy polietilén van alkalmazva. Az alkalmazott anyag kiválasztásával szemben äz a követelmény, hogy hőtágulási együtthatójának értéke többszörösen, nagyobb legyen az üregrezonátor anyagának hőtágulási együtthatójához képest. Egy további követelmény, hogy a hőtágulási együttható a hő függvényében az alkalmazott hőintervallumban lineárisan változzon. Egy további kö-25 vetelmény, hogy a kompenzáló anyag fémfelülettel bevonható legyen (pl. galvanizálás útján.) A fémezhető 5 műanyag lemeznek a 4 üreg felé néző oldalával ellenkező oldala a 4 üreg falához van fixen rögzítve. 30 Igen fontos követelmény az is, hogy az alkalmazott hő, pára és nyomásviszonyok között az alaktartó legyen. A találmány szerinti megoldással elérhető, hogy a szűrő frekvenciastabilitása 0 C° — 50 C° hőmérséklet tartományban az invár anyagból készült mikrohullámú üregrezonátorok, illetőleg szűrők frekvenciastabilitásával azonos legyen. 40 &3 A találmány igen nagy előnye, hogy úgy a hengeres, mint a négyszög keresztmetszetű üregrezonátorokból alkotott mikrohullámú szűrők legszigorúbb követelményeit, a teljesen invár anyagból 45 készült szerkezetek műszaki jelemzőit kielégíti, ugyanakkor igen egyszerű felépítésű. Előállítása olcsó, és a szűrő teljes geometriai méretei az invár szűrőkhöz képest csak a fémezhető anyag vastagsági méreténél nagyobbak. 50 Előnyként jelentkezik az is, hogy az üregrezonátort, illetőleg a szűrőszerkezetet könnyűfémből is kialakíthatjuk, amelynek hőtágulási együtthatójára nem kell tekintettel lenni, mert azt a találmány 55 szerinti módon egyszerű eszközökkel kompenzálható. Szabadalmi igénypontok: 60 1. Hőkompenzált mikrohullámú üregrezonátor, célszerűen egymással csatolt üregrezonátorokból alkotott sávszűrők részére, azzal jellemezve, hogy az üreget határoló - a villamos vagy mágneses térerő 65 maximum helye közelében levő legalább — egyik 2
