CA1131322A - Filtre hyperfrequence - Google Patents
Filtre hyperfrequenceInfo
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- CA1131322A CA1131322A CA348,679A CA348679A CA1131322A CA 1131322 A CA1131322 A CA 1131322A CA 348679 A CA348679 A CA 348679A CA 1131322 A CA1131322 A CA 1131322A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
- 9 - . Filtre hyperfréquence. L'invention porte sur un filtre hyperfréquence réalisé en guide d'ondesde section rectangulaire, à n cavités résonnantes couplées par des iris à un tronçon de guide d'entrée, entre elles, et à un tronçon de guide de sortie. Le grand côté de section de chacune des cavités est de longueur supérieure à celle du grand côté de section des tronçons de guide d'entrée et de sortie et est défini pour que la dimension de chaque iris soit la plus petite possible. On réalise ainsi des filtres passe-bande à réponses parasites réduites,et à fréquence centrale variable par simple modification des longueurs électriques des cavités.
Description
` 11449 ~13~3~2 . pl.
, Filtre hyperfréquence La présente invention porte sur des filtres hyperfréquences, en particulier des filtres réalisés en guides d'ondes de section rectangulaire.
Les ~iltres passe-bande réalisés en guides d'ondes de section rectangulaire les plus utilisés sont constitués chacun de n cavités résonnantes, chacune de longueur voisine de~ go/2,~ go étant la longueur d'onde guidée à la fréquence centrale F du filtre, couplées entre elles~ Les cavités extrêmes de rang 1 et n sont reliées chacune à
10 un guide d'onde d'accès standard. Les iris effectuent les différents oouplages entre les guides d'accès et les cavités de rang 1 et n, et entre cavités successives de rang 1 à n. Dans les realisations connues, ces filtres sont de struct~e linéaire et obtenus à partir d'un guide d'ondes, dont la section rectangulaire est de dimensions 15 standardisées pour le type de filtre à obtenir défir,i par la fréquence centrale Fo et la largeur de bande désirées, cloisonné par des obstacles 3éparés par une longueur voisine de~ go/2, ou d'un ~ultiple de~ go/2, qui définissent les cavités résonnantes et le couplage entre cavités successives et avec les guides d'accès à travers les fenêtres ou 20 iris de couplage qu'ils comportent respectivement.
Ce~ filtres sont réversibles, l'un des accès jouant ici le rôle de guide d'onde d'entrée, l'autre le rôle de guide d'onde de sortie, ces rôles pouvant être intervertis. De tels filtres peuvent être calculés selon les méthodes exposées dans l'ouvrage de G. L~
25 Matthaei, L. Young, E.M.T. Jones "Microwave filters, Impedance matching networks, and Coupling structuresn, Mc Graw-Hill Book Company, New-York, en particulier aux pages 434, 450, 461, 463 et 234.
U~ des principaux inconvénients de ces filtres réside dans l'apparition de bandes passantes parasites aux fréquences supériaure~
3o à la fréquence centrale Fo de la bande passante utile. En particulier, la première bande passante parasite apparaît lorsque la longueur d'onde ~ g dans les cavités est voisine de 2 (~ go/2), ~ go étant la longueur d'onde guidée à la fréquence centrale Fo du filtre. Ainsi par exemple, un filtre selon cette structure de bande passante de 1,4 35 GHz et de ~réquence centrale Fo de 32 GHz présente une première bande passante parasite centrée environ à 46 GHz et s'étendant avec un taux d'ondulation fortement variable sur plusieurs gigahertz.
,. - ~ , ~l~3~,3;~ `
Ces bandes passantes parasites, et en particulier la première bande parasite, ne sont pas d'une manière générale gênantes dans les systèmes de filtrage à bande étroite, mais sont par contre inadmis-sibles dans les systèmes de filtrage à large bande, le filtre devenant "transparent" dans des plages de fréquence situées en dehors de sa bande passante utile.
Pour tenir compte de ce problème relatif aux bandes parasites, en particulier la première bande passante, une solution est proposée dans le brevet américain n 3 153 20~ au nom de Henry J. Riblet.
Cette solution fait appel à l'utilisation de tronçons de guide d'ondes de sections différentes ayant des fréquences de coupure différentes et des impédances caractéristiques différentes de manière que les cavités, accordées 3ur une même ,réquence fondamentale, aient des fréquences de résonance supérieures à la fréquence fondamentale qui soient dif~érentes entre elles.
De tels filtres à bande étroite sont utilisés notamment dans les ensembles de filtrage, ils doivent alors présenter des fréquences centrales décalées les unes des autres selon les canaux de fréquence à combiner, c'est-à-dire à assembler ou à séparer.
Pour ce type d'application, il est connu d'utiliser des Piltres à bande étroite de fréquence centrale ajustable. Une solution connue pour la réalisation de Piltres d0 fréquence centrale ajustable est donnée par le brevet américain n 3 130 380 au nom de David F.Bowman.
Selon ce brevet, les oavités ont toutes une même largeur ~ g/2 délimitée par l'intervalle entre pistons.Les variations de fréquence de résonance des cavités sont obtenues en Paisant varier la distance entre pistons ;
les variations de couplage sont, elles, obtenues en déplaçant la position des cavités par rapport aux iris de couplage. Pour obtenir de plus grandes plages de couplage entre cavités et entre tronçons d'entrée et de sortie et cavités adjacentes et obtenir le couplage nécessaire pour un filtre défini on peut en outre faire varier les dimensions des iris de couplage.
La présente invention a notamment pour but de repousser vers des gammes de fréquences plus élevées les réponses parasites de tels filtres de manière à éviter au maximum toute transmission parasite hors bande passante utile du filtre, ceci notam~ent en repoussant ~ '' . '. ' 1::L3~2 en fréquence les réponse~ parasites existantes et en améliorant l~atténua-tion hors bande passante du filtre, mais essentiellement pour but de permettre d'obtenir un Liltre passe-bande de courbe de réponse définie dépla~able dans une bande importante de fréquences sans prati--5 quement pas de variation de ses caractéristiques, ceci sans modi~i-cation d'aucune nature à la 3tructure mécanique du filtre ni modifi-cation en position et/ou en dimension des iris de couplage.
La présente invention a pour objet un filtre hyperfréquence comportant un premier tronçon de guide d'ondes d'entrée et un deuxième 10 troncon de guide d'ondes de sortie, tous deux de section rectangulaire, et n cavités résonnantes, également de section rectangulaire, couplées au moyen d'iris de couplage re~pectivement audit tronçon de guide d'ondes d'entrée, entre elles, et audit tronçon de guide d'ondes de sortie avec lesquels elles sont alignées, et chacune comportant 15 au moins une vis diélectrique de réglage de sa fréquence d'accord montée sur 3a grande paroi caractérisé en ce que le srand côté ac, 1 ~ c ~ n, de la section de chacune desdites cavités e~t de longueur supérieure à celle du grand côté de la section de chacun desdits tronçons de guide d'entrée et de sortie, et que ledit côté ac est 20 choi9i pour former avec la dimension transversale i de chaque iri3 de couplage le couple de paramètrss défi.nissant sensiblement la plus petite dimension i de l'iris considéré.
Dans le filtre selon la présente invention, le déplacement de la courbe de rép~nse e~t uniquement obtenu par réglage de la fré-25 ~uence d'accord de chaque cavité.
Les caractéristique~ et avantages de la présente in~ention res30rtiront de la description faite ci-après en regard des dessins ci-annexés~ ~ans ces dessins :
- la figure 1 représente un filtre con~orme à l'invention, - la figure 2 représente deux courbes permettant d'expliquer le choix des valeur du grand côté des cavités et des iris de couplage oour un filtre à bande passante étroite, selon la figure 1, dont on peut faire varier la fréquence centrale, - la figure 3 représente les courbes de réponse d'un filtre à bande étroite calculé à partir des courbes de la ~igure 2 et d'un filtre calculé selon l'art antérieur lorsque l'on fait varier la . . ~
3~3~
~réquence centrale du ~iltre, Dans la figure 1, on a illustré un premier mode de réalisation d'un ~iltre passe-bande selon l'invention. Il comporte un tronson de guide d'ondes d'entrée 1, un troncon de guide d'ondes de qortie 2 et trois cavités ré~onnantes intermédiaire~, 3, 4 et 5 respectivement.
Le tronçon de guide d'ondes d'entrée 1 est de section rectangulaire, de grand côté aO et de petit côté bo, l'onde électromagnétique à
~iltrer se propage dans ce tronçon de guide d'ondes d'accès en mode TElo rectargulaire. Le tronçon de guide d'onde~ de sortie 2 est de même section rectangulaire que le tronçon de guide d'ondes d'entrée 1.
Les trois cavités résonnantes 3, 4 et 5 sont identiques et d'axe longitudinal commun avec celui des deux tronçons de guide d'ondes d'entrée et de sortie. Elles sont obtenues par un tronçon de guide d'ondes de qection rectangulaire, de grand côté a, avec a ~ aO, et de petit côté b, avec b = b , limité à ses deux extrémités et cloisonné
intérieurement par des obstacles selfiques 6, 7, 8 et 9. Ces obstacle3 sel~iques déPinissent des iri3 de couplage 16, 17, 18 et 19 respec-tivement, ou ~enêtres ici rectangulaire~, entre le tronçon de guide d'entrée 1 et la cavité résonnante adjaoente 3, entre les cavités 3 et 4 et les cavités 4 et 5 et en~in entre la cavité 5 et le tronçon de guide de sortie 2. Ces obstacle~ soni; disposés respectivement à une longueur voisine de~ go/2 entre eux, ~ go étant la longueur d'onde guidée à la ~réquence centrale F~) de ce filtre.
Dans ce filtre, des vis diélectriques 13, 14 et 15 respectivement, montées chacune sur la grande paroi de ].argeur a de chaque cavité
pour déboucher au centre de cette cavité, permettent par variation de leur en~oncement un réglage des longueurs électriques des cavité~
et une correction de l'incidence des variations de température.
Les bandes passantes parasites proviennent principalement des résonances parasites des cavité~ qui se produisent lorsque la longueur d'onde g dans les cavités est voisine de 2 t~ go/2) ainsi que de la résonance des iri~ de couplage. L'idéal eut été d'utiliser des iris capaciti~s dont la fréquence de résonance est élevée, mais/
dans les ~iltres dont la largeur de bande relative est de quelques pourcents, les dimenqions de ces iris sont trop ~aiblPs et leur réali-sation mécanique présente des di~icultés. Des iris de couplage sel~iques ~3~3~
ont donc été adoptés et on a cherché à réduire leurs dimensions pour déplacer leur résonance vers le~ fréquences élevées. D'autre part, les cavités des filtres ont été fortement surdimensionnées ~uirant le grand côté a du guide rectangulaire formant la cavité en mode TE 101 rectangulaire. Contrairement à ce que l'on aurait pu croire, ceci ne provoque pas l'excitation de modes para3ites 3upérieurs, par contre la longueur d'onde guidée ~ g qui est reliée à la longueur d'onde dans l'air ~ par la relation :
~g =
~ - (~/2a)2 tend à se rapprocher de ~ , et la première bande passante parasite qui apparait lorsque la longueur d'onde ~ g dans les cavités est voisine de 2 ( ~ g ~2) se trouve repoussée vers les hauteq fréquences.
Les iri~ de couplage 16 à 19 dans le filtre selon l'invention, à cavltés 3urdi~ensionnées par rapport aux guides d'entrée et de 30rtie, sont dimensionnés en fonction de la dimension du aôté a de la section des cavités. La dimension transversale des iris tlargeur d'iris rectangulaire ou diamètre d'iris circulaire) ainsi que la valeur du côté a des cavités constituent un couple de paramètres qui, selon l'invention, est choisi pour que l'iris présente 3ensiblement la plus petite dimension. Dans ces conditions, les essais et tests e~Pectués par la Demanderesse ont montré que les bandes pas3antes parasites 30nt repou~sées en fréquence, mai3 surtout qu'on peut déplacer la courbe de réponse du filtre dan~ une grande bande de fréquences ~an9 aucune modification mécanique. Ce déplacement de la aourbe de réponse du filtre est ePfectué par ~imple modi~ication des longueurs électrique3 de3 cavités obtenue en faisant varier l'enfonaement des vis diéleotriques 13, 14, 15 (figure 1), les dimensions données aux iris de couplage restant inchangées. Cette propriété est très intéres-sante, en particulier parce que les iris sont situés dans de~ zonesoù les courant3 électromagnétiques sont intenses.
Dans la fi~ure 2, on a illustré les variations des dimensions transversales i des iris en ~onction de différentes valeurs du côté
a pour un filtre passe-bande de 38 MHz et de fr~quence centrale Fo = 5,9 GHz.
Dans cette figure 2, la courbe d1~ illustrant les variatians de dimen-sions il des iris 16 et 19 de couplage entre le guide d'entrée 1 3~
ou le guide de sortie 2 et la cavité ad~acente, ain~i que la courbe d2, illu3trant les variations de dimensions i2, des iris 17 et 18 de couplage deq cavités entre elle~, permettent de dé~inir les dimensions a, i1 et i2. Pour ce Piltre, les valeurs a, i1 et i2 choisies 30nt les suivantes :
a - 65 mm, il = 12,77 mm, i2 = 7 mm.
La demanderesse précise que ce même Piltre de Préquence centrale Fo = 5,9 GHz et de bande pa~sante de 38 MHz réali~é selon l~art connu à cavitéq résonnantes de qection identique à celle des guides d'entrée et de sortie était dé~ini par deq valeurs standardi ées suivantes :
aO ~ 34,85 mm, bo = 15,80 mm Pour cette valeur de aO, les iris précédents affectés de l'indice o supplémentaire avaient pour dimensions :
i10 = 15,53 mm, i20 = 9,41 mm-D'autre part, la réalisation d'un Piltre passe-bande de fréquence centrale Fo de 6,'1 GHz et de bande passante de 38 MHz, dans lequel aO = 34,85 mm et bo ~ 15,80 mm a = 65 m~
conduit, après un calcul d'optimisation tel que celui ef~ectué pour le filtre précédent de fréquence centrale 5,9 GHz et illuqtré dans la ~igure 2, à adopter des iris de dimensions i1 = 12,15 mm i2 = 6,53 mm.
La faible variation des valeurs physiques des iris, ~ 0,6 mm et ~ i2 = 0~47 mm, c'est-à-dire la faible variation des couplages entre le Piltre de Préquence centrale de 5,9 GHz et celui de Préquence centr~le de 6,4 GHz9 indique que l'on peut 3péci~ier un Piltre ayant une ~réquence centrale de 6,4 GHz, par exemple, et que l'on peut déplacer sa courbe de réponse jusqu'à la fréquence 5,9 GHz en agisqant uniquement sur l'enfoncement des vis diélectriques placées au centre des cavité~ et ~ans modifier les iris de couplage. Dan~ ce cas, la courbe de réponse (trait plein) telle qu'on peut la voir sur la ~igure 3, en particulier la perte dans la bande passante et la largeur de bànde, varie peu lors de son déplacement.
'~' ' '~ .
:~3~3;2~
\
En regard de cette possibilité de réglage en fréquence des filtres réali3és ~elon l'invention, la demanderesse indique que dars un filtre réalisé qelon l'art connu, avec des cavité~ de ~ection identique à celle de~ tronçons de guide d'entrée et de sortie, la variation de~ valeur~ phy~ique~ de~ iri3 lor~que la fréquence centrale du filtre pa~e de 6,4 GHz à 5,9 G~z eqt ~ i1O~æ ~ i20~c 1,7 mm, ce qui conduit impérativement à un réglage de~ dimen~ions des iris pour obtenir un décalage en fréquence de ~a bande pa~ante 3i on veut éviter des déformation~ importantes de 9a courbe de répon~e, en particulier des pertes dans la bande passante et de largeur de bande telle~ que celles représentées par la courbe en pointillé à gauche de la figure 3.
On notera que le~ ~iltre~ tel3 que ceux qui viennent d'être décrit~ peuvent être utili~é~ dan~ de~ ensembles de ~iltrage, ad~oint~
à un circulateur ou à de~ coupleurs hybride~ à - 3 dB comme dans ~ C2~~ S
le brevet~n 2.346.868 de la demanderes~e.
: .
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, Filtre hyperfréquence La présente invention porte sur des filtres hyperfréquences, en particulier des filtres réalisés en guides d'ondes de section rectangulaire.
Les ~iltres passe-bande réalisés en guides d'ondes de section rectangulaire les plus utilisés sont constitués chacun de n cavités résonnantes, chacune de longueur voisine de~ go/2,~ go étant la longueur d'onde guidée à la fréquence centrale F du filtre, couplées entre elles~ Les cavités extrêmes de rang 1 et n sont reliées chacune à
10 un guide d'onde d'accès standard. Les iris effectuent les différents oouplages entre les guides d'accès et les cavités de rang 1 et n, et entre cavités successives de rang 1 à n. Dans les realisations connues, ces filtres sont de struct~e linéaire et obtenus à partir d'un guide d'ondes, dont la section rectangulaire est de dimensions 15 standardisées pour le type de filtre à obtenir défir,i par la fréquence centrale Fo et la largeur de bande désirées, cloisonné par des obstacles 3éparés par une longueur voisine de~ go/2, ou d'un ~ultiple de~ go/2, qui définissent les cavités résonnantes et le couplage entre cavités successives et avec les guides d'accès à travers les fenêtres ou 20 iris de couplage qu'ils comportent respectivement.
Ce~ filtres sont réversibles, l'un des accès jouant ici le rôle de guide d'onde d'entrée, l'autre le rôle de guide d'onde de sortie, ces rôles pouvant être intervertis. De tels filtres peuvent être calculés selon les méthodes exposées dans l'ouvrage de G. L~
25 Matthaei, L. Young, E.M.T. Jones "Microwave filters, Impedance matching networks, and Coupling structuresn, Mc Graw-Hill Book Company, New-York, en particulier aux pages 434, 450, 461, 463 et 234.
U~ des principaux inconvénients de ces filtres réside dans l'apparition de bandes passantes parasites aux fréquences supériaure~
3o à la fréquence centrale Fo de la bande passante utile. En particulier, la première bande passante parasite apparaît lorsque la longueur d'onde ~ g dans les cavités est voisine de 2 (~ go/2), ~ go étant la longueur d'onde guidée à la fréquence centrale Fo du filtre. Ainsi par exemple, un filtre selon cette structure de bande passante de 1,4 35 GHz et de ~réquence centrale Fo de 32 GHz présente une première bande passante parasite centrée environ à 46 GHz et s'étendant avec un taux d'ondulation fortement variable sur plusieurs gigahertz.
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Ces bandes passantes parasites, et en particulier la première bande parasite, ne sont pas d'une manière générale gênantes dans les systèmes de filtrage à bande étroite, mais sont par contre inadmis-sibles dans les systèmes de filtrage à large bande, le filtre devenant "transparent" dans des plages de fréquence situées en dehors de sa bande passante utile.
Pour tenir compte de ce problème relatif aux bandes parasites, en particulier la première bande passante, une solution est proposée dans le brevet américain n 3 153 20~ au nom de Henry J. Riblet.
Cette solution fait appel à l'utilisation de tronçons de guide d'ondes de sections différentes ayant des fréquences de coupure différentes et des impédances caractéristiques différentes de manière que les cavités, accordées 3ur une même ,réquence fondamentale, aient des fréquences de résonance supérieures à la fréquence fondamentale qui soient dif~érentes entre elles.
De tels filtres à bande étroite sont utilisés notamment dans les ensembles de filtrage, ils doivent alors présenter des fréquences centrales décalées les unes des autres selon les canaux de fréquence à combiner, c'est-à-dire à assembler ou à séparer.
Pour ce type d'application, il est connu d'utiliser des Piltres à bande étroite de fréquence centrale ajustable. Une solution connue pour la réalisation de Piltres d0 fréquence centrale ajustable est donnée par le brevet américain n 3 130 380 au nom de David F.Bowman.
Selon ce brevet, les oavités ont toutes une même largeur ~ g/2 délimitée par l'intervalle entre pistons.Les variations de fréquence de résonance des cavités sont obtenues en Paisant varier la distance entre pistons ;
les variations de couplage sont, elles, obtenues en déplaçant la position des cavités par rapport aux iris de couplage. Pour obtenir de plus grandes plages de couplage entre cavités et entre tronçons d'entrée et de sortie et cavités adjacentes et obtenir le couplage nécessaire pour un filtre défini on peut en outre faire varier les dimensions des iris de couplage.
La présente invention a notamment pour but de repousser vers des gammes de fréquences plus élevées les réponses parasites de tels filtres de manière à éviter au maximum toute transmission parasite hors bande passante utile du filtre, ceci notam~ent en repoussant ~ '' . '. ' 1::L3~2 en fréquence les réponse~ parasites existantes et en améliorant l~atténua-tion hors bande passante du filtre, mais essentiellement pour but de permettre d'obtenir un Liltre passe-bande de courbe de réponse définie dépla~able dans une bande importante de fréquences sans prati--5 quement pas de variation de ses caractéristiques, ceci sans modi~i-cation d'aucune nature à la 3tructure mécanique du filtre ni modifi-cation en position et/ou en dimension des iris de couplage.
La présente invention a pour objet un filtre hyperfréquence comportant un premier tronçon de guide d'ondes d'entrée et un deuxième 10 troncon de guide d'ondes de sortie, tous deux de section rectangulaire, et n cavités résonnantes, également de section rectangulaire, couplées au moyen d'iris de couplage re~pectivement audit tronçon de guide d'ondes d'entrée, entre elles, et audit tronçon de guide d'ondes de sortie avec lesquels elles sont alignées, et chacune comportant 15 au moins une vis diélectrique de réglage de sa fréquence d'accord montée sur 3a grande paroi caractérisé en ce que le srand côté ac, 1 ~ c ~ n, de la section de chacune desdites cavités e~t de longueur supérieure à celle du grand côté de la section de chacun desdits tronçons de guide d'entrée et de sortie, et que ledit côté ac est 20 choi9i pour former avec la dimension transversale i de chaque iri3 de couplage le couple de paramètrss défi.nissant sensiblement la plus petite dimension i de l'iris considéré.
Dans le filtre selon la présente invention, le déplacement de la courbe de rép~nse e~t uniquement obtenu par réglage de la fré-25 ~uence d'accord de chaque cavité.
Les caractéristique~ et avantages de la présente in~ention res30rtiront de la description faite ci-après en regard des dessins ci-annexés~ ~ans ces dessins :
- la figure 1 représente un filtre con~orme à l'invention, - la figure 2 représente deux courbes permettant d'expliquer le choix des valeur du grand côté des cavités et des iris de couplage oour un filtre à bande passante étroite, selon la figure 1, dont on peut faire varier la fréquence centrale, - la figure 3 représente les courbes de réponse d'un filtre à bande étroite calculé à partir des courbes de la ~igure 2 et d'un filtre calculé selon l'art antérieur lorsque l'on fait varier la . . ~
3~3~
~réquence centrale du ~iltre, Dans la figure 1, on a illustré un premier mode de réalisation d'un ~iltre passe-bande selon l'invention. Il comporte un tronson de guide d'ondes d'entrée 1, un troncon de guide d'ondes de qortie 2 et trois cavités ré~onnantes intermédiaire~, 3, 4 et 5 respectivement.
Le tronçon de guide d'ondes d'entrée 1 est de section rectangulaire, de grand côté aO et de petit côté bo, l'onde électromagnétique à
~iltrer se propage dans ce tronçon de guide d'ondes d'accès en mode TElo rectargulaire. Le tronçon de guide d'onde~ de sortie 2 est de même section rectangulaire que le tronçon de guide d'ondes d'entrée 1.
Les trois cavités résonnantes 3, 4 et 5 sont identiques et d'axe longitudinal commun avec celui des deux tronçons de guide d'ondes d'entrée et de sortie. Elles sont obtenues par un tronçon de guide d'ondes de qection rectangulaire, de grand côté a, avec a ~ aO, et de petit côté b, avec b = b , limité à ses deux extrémités et cloisonné
intérieurement par des obstacles selfiques 6, 7, 8 et 9. Ces obstacle3 sel~iques déPinissent des iri3 de couplage 16, 17, 18 et 19 respec-tivement, ou ~enêtres ici rectangulaire~, entre le tronçon de guide d'entrée 1 et la cavité résonnante adjaoente 3, entre les cavités 3 et 4 et les cavités 4 et 5 et en~in entre la cavité 5 et le tronçon de guide de sortie 2. Ces obstacle~ soni; disposés respectivement à une longueur voisine de~ go/2 entre eux, ~ go étant la longueur d'onde guidée à la ~réquence centrale F~) de ce filtre.
Dans ce filtre, des vis diélectriques 13, 14 et 15 respectivement, montées chacune sur la grande paroi de ].argeur a de chaque cavité
pour déboucher au centre de cette cavité, permettent par variation de leur en~oncement un réglage des longueurs électriques des cavité~
et une correction de l'incidence des variations de température.
Les bandes passantes parasites proviennent principalement des résonances parasites des cavité~ qui se produisent lorsque la longueur d'onde g dans les cavités est voisine de 2 t~ go/2) ainsi que de la résonance des iri~ de couplage. L'idéal eut été d'utiliser des iris capaciti~s dont la fréquence de résonance est élevée, mais/
dans les ~iltres dont la largeur de bande relative est de quelques pourcents, les dimenqions de ces iris sont trop ~aiblPs et leur réali-sation mécanique présente des di~icultés. Des iris de couplage sel~iques ~3~3~
ont donc été adoptés et on a cherché à réduire leurs dimensions pour déplacer leur résonance vers le~ fréquences élevées. D'autre part, les cavités des filtres ont été fortement surdimensionnées ~uirant le grand côté a du guide rectangulaire formant la cavité en mode TE 101 rectangulaire. Contrairement à ce que l'on aurait pu croire, ceci ne provoque pas l'excitation de modes para3ites 3upérieurs, par contre la longueur d'onde guidée ~ g qui est reliée à la longueur d'onde dans l'air ~ par la relation :
~g =
~ - (~/2a)2 tend à se rapprocher de ~ , et la première bande passante parasite qui apparait lorsque la longueur d'onde ~ g dans les cavités est voisine de 2 ( ~ g ~2) se trouve repoussée vers les hauteq fréquences.
Les iri~ de couplage 16 à 19 dans le filtre selon l'invention, à cavltés 3urdi~ensionnées par rapport aux guides d'entrée et de 30rtie, sont dimensionnés en fonction de la dimension du aôté a de la section des cavités. La dimension transversale des iris tlargeur d'iris rectangulaire ou diamètre d'iris circulaire) ainsi que la valeur du côté a des cavités constituent un couple de paramètres qui, selon l'invention, est choisi pour que l'iris présente 3ensiblement la plus petite dimension. Dans ces conditions, les essais et tests e~Pectués par la Demanderesse ont montré que les bandes pas3antes parasites 30nt repou~sées en fréquence, mai3 surtout qu'on peut déplacer la courbe de réponse du filtre dan~ une grande bande de fréquences ~an9 aucune modification mécanique. Ce déplacement de la aourbe de réponse du filtre est ePfectué par ~imple modi~ication des longueurs électrique3 de3 cavités obtenue en faisant varier l'enfonaement des vis diéleotriques 13, 14, 15 (figure 1), les dimensions données aux iris de couplage restant inchangées. Cette propriété est très intéres-sante, en particulier parce que les iris sont situés dans de~ zonesoù les courant3 électromagnétiques sont intenses.
Dans la fi~ure 2, on a illustré les variations des dimensions transversales i des iris en ~onction de différentes valeurs du côté
a pour un filtre passe-bande de 38 MHz et de fr~quence centrale Fo = 5,9 GHz.
Dans cette figure 2, la courbe d1~ illustrant les variatians de dimen-sions il des iris 16 et 19 de couplage entre le guide d'entrée 1 3~
ou le guide de sortie 2 et la cavité ad~acente, ain~i que la courbe d2, illu3trant les variations de dimensions i2, des iris 17 et 18 de couplage deq cavités entre elle~, permettent de dé~inir les dimensions a, i1 et i2. Pour ce Piltre, les valeurs a, i1 et i2 choisies 30nt les suivantes :
a - 65 mm, il = 12,77 mm, i2 = 7 mm.
La demanderesse précise que ce même Piltre de Préquence centrale Fo = 5,9 GHz et de bande pa~sante de 38 MHz réali~é selon l~art connu à cavitéq résonnantes de qection identique à celle des guides d'entrée et de sortie était dé~ini par deq valeurs standardi ées suivantes :
aO ~ 34,85 mm, bo = 15,80 mm Pour cette valeur de aO, les iris précédents affectés de l'indice o supplémentaire avaient pour dimensions :
i10 = 15,53 mm, i20 = 9,41 mm-D'autre part, la réalisation d'un Piltre passe-bande de fréquence centrale Fo de 6,'1 GHz et de bande passante de 38 MHz, dans lequel aO = 34,85 mm et bo ~ 15,80 mm a = 65 m~
conduit, après un calcul d'optimisation tel que celui ef~ectué pour le filtre précédent de fréquence centrale 5,9 GHz et illuqtré dans la ~igure 2, à adopter des iris de dimensions i1 = 12,15 mm i2 = 6,53 mm.
La faible variation des valeurs physiques des iris, ~ 0,6 mm et ~ i2 = 0~47 mm, c'est-à-dire la faible variation des couplages entre le Piltre de Préquence centrale de 5,9 GHz et celui de Préquence centr~le de 6,4 GHz9 indique que l'on peut 3péci~ier un Piltre ayant une ~réquence centrale de 6,4 GHz, par exemple, et que l'on peut déplacer sa courbe de réponse jusqu'à la fréquence 5,9 GHz en agisqant uniquement sur l'enfoncement des vis diélectriques placées au centre des cavité~ et ~ans modifier les iris de couplage. Dan~ ce cas, la courbe de réponse (trait plein) telle qu'on peut la voir sur la ~igure 3, en particulier la perte dans la bande passante et la largeur de bànde, varie peu lors de son déplacement.
'~' ' '~ .
:~3~3;2~
\
En regard de cette possibilité de réglage en fréquence des filtres réali3és ~elon l'invention, la demanderesse indique que dars un filtre réalisé qelon l'art connu, avec des cavité~ de ~ection identique à celle de~ tronçons de guide d'entrée et de sortie, la variation de~ valeur~ phy~ique~ de~ iri3 lor~que la fréquence centrale du filtre pa~e de 6,4 GHz à 5,9 G~z eqt ~ i1O~æ ~ i20~c 1,7 mm, ce qui conduit impérativement à un réglage de~ dimen~ions des iris pour obtenir un décalage en fréquence de ~a bande pa~ante 3i on veut éviter des déformation~ importantes de 9a courbe de répon~e, en particulier des pertes dans la bande passante et de largeur de bande telle~ que celles représentées par la courbe en pointillé à gauche de la figure 3.
On notera que le~ ~iltre~ tel3 que ceux qui viennent d'être décrit~ peuvent être utili~é~ dan~ de~ ensembles de ~iltrage, ad~oint~
à un circulateur ou à de~ coupleurs hybride~ à - 3 dB comme dans ~ C2~~ S
le brevet~n 2.346.868 de la demanderes~e.
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Claims
REVENDICATION
Filtre hyperfréquence comportant un premier tronçon de guide d'ondes d'entrée et un deuxième tronçon de guide d'ondes de sortie, tous deux de section rectangulaire, et n cavités résonnantes, également de section rectangulaire, couplées au moyen d'iris de couplage respec-tivement audit tronçon de guide d'ondes d'entrée, entre elles, et audit tronçon de guide d'ondes de sortie avec lesquels elles sont alignées et chacune comportant au moins une vis diélectrique de réglage de leur fréquence d'accord montée sur sa grande paroi, carac-térisé en ce que le grand côté ac, 1 ? c ? n, de la section de chacune desdites cavités (3, 4, 5) est de longueur supérieure à celle du grand côté de la section de chacun desdits tronçons de guide d'entrée et de sortie (1, 2) et que ledit côté ac est choisi pour former avec la dimension transversale i de chaque iris de couplage (16, 19) le couple de paramètres définissant sensiblement la plus petite dimension i de l'iris considéré, les vis diélectriques (13, 14, 15) constituant à elles seules des moyens de déplacement de la bande passante du filtre.
Filtre hyperfréquence comportant un premier tronçon de guide d'ondes d'entrée et un deuxième tronçon de guide d'ondes de sortie, tous deux de section rectangulaire, et n cavités résonnantes, également de section rectangulaire, couplées au moyen d'iris de couplage respec-tivement audit tronçon de guide d'ondes d'entrée, entre elles, et audit tronçon de guide d'ondes de sortie avec lesquels elles sont alignées et chacune comportant au moins une vis diélectrique de réglage de leur fréquence d'accord montée sur sa grande paroi, carac-térisé en ce que le grand côté ac, 1 ? c ? n, de la section de chacune desdites cavités (3, 4, 5) est de longueur supérieure à celle du grand côté de la section de chacun desdits tronçons de guide d'entrée et de sortie (1, 2) et que ledit côté ac est choisi pour former avec la dimension transversale i de chaque iris de couplage (16, 19) le couple de paramètres définissant sensiblement la plus petite dimension i de l'iris considéré, les vis diélectriques (13, 14, 15) constituant à elles seules des moyens de déplacement de la bande passante du filtre.
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