DE1906059A1

DE1906059A1 - Kammfilter

Info

Publication number: DE1906059A1
Application number: DE19691906059
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Moerz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1969-02-07
Publication date: 1970-08-13
Also published as: FR2030362A1

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH FT-BK/Sch/kö

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Kammfilter

Die Erfindung befasst sich mit einem breitbandigen Kammfilter mit λ/^-Resonatoren»

Mikrowellen-Breitbandfilter sind meist als Kamm- oder Interdigitalfilter ausgebildet, die alle mit λ/4-Resonatoren arbeiten. Ein Kammfilter ist, wie dies in den Figuren la und Ib dargestellt ist« so aufgebaut, dass ein rechteckiges Aussenleitersystem H durch auf einer Schmalseite angeordnete Metallstempel Sl, S2 ... Sn, die als xA-Resonatoren wirken, unterteilt ist. Die Einkopplung und die Auskopplung wird bei derartigen Filtern meist in koaxialer Weise vorgenommen. In der Figur 2 ist in schematischer Weise der Aufbau eines Interdigitalfilter dargestellt. Es unterscheidet sich von dem in den Figuren la, Ib dargestellten Filter lediglich dadurch, dass die Metallstempel Sl ... Sn alternierend auf der Oberoder Unterseite des Hohlleiters angeordnet sind.

Die Kopplung bei derartigen Filtern erfolgt durch die elektromagnetischen Felder zwischen den einzelnen Resonatoren. Die Felder klingen mit wachsender Entfernung exponentiell ab. Je grosser die Bandbreite eines derartig aufgebauten Filters ist, um so kleiner muss der Abstand der Resonatoren gewählt werden. Dies erklärt den Nachteil dieser Filter, welcher darin liegt, dass man die mechanischen Toleranzen sehr klein halten muss.

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Vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein derartiges Breitbandfilter aufzuzeigen, bei welchem dieser Nachteil praktisch nicht besteht«

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Filter wird hierzu erfindungsgemäss vorgeschlagen, zwischen den einzelnen Resonatoren Leitungen einzufügen, deren Abstand von der Qrund- platte der Filteranordnung und deren Wellenwiderstände WLn, ebenso wie der Abstand der Resonatoren untereinander so ge wählt sind, dass die gewünschte Kopplung zwischen den Einzelresonatoren entsteht.

Wie diese erfindungsgemässe Lösung ausgeführt werden kann, sei anhand der folgenden Figuren erläutert.

In der Fig. 3 ist ein gemäss der Erfindung aufgebautes Kammfilter im Längsschnitt dargestellt. Es besteht aus einem Abschnitt eines rechteckigen Aussenleitersystems H, dessen eine Schmalseite als Grundplatte G für die Filteranordnung dient. Auf dieser Grundplatte sind die einzelnen Metallstempel Sl, S2 ... Sn aufgesetzt, die in bekannter Weise zur Bildung der λ/^-Resonatoren Rl, R2 ... Rn dienen. Gemäss der Erfindung sind zur Erzielung der erforderlichen Kopplung zwischen den einzelnen Stempeln Koppelleitungen Ll, L2 ... Ln einge fügt. Die Stärke der Kopplung zwischen den Resonatoren Rn hängt vom Abstand al, a2 ... an, vom Abstand xl, x2 ... xn der Koppelleitungen von der Grundplatte und vom Wellenwider-

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stand Win der Koppelleitungen Ll, L2 ... Ln ab. Der Abstand der Stempel soll dabei kleiner oder gleich einer Viertel-Wellenlänge sein. Die Resonatoren selbst werden aus den einseitig geerdeten Metallstempeln Sl, S2 ... Sn gebildet, die einen vorgegebenen Wellenwiderstand aufweisen und deren Länge ungefähr 1/4 der Wellenlänge entspricht, die der unteren Grenzfrequenz des Durchlassbereiches zugeordnet ist,

E3 ist nicht zwingend erforderlich, dass alle Resonatoren gleichen Wellenwiderstand aufweisen, vielmehr wird man vorzugsweise die eingangs- und ausgangsseitigen Resonatoren Ll und Ln so ausbilden, dass sie den doppelten Wellenwiderstand der übrigen Resonatoren aufweisen» Dies bringt den Vorteil, dass man alle Kopplungen ungefähr gleich machen kann, d.h. bei gleichen Abständen al, a2 .,. an und bei gleichen Wellenwiderständen der Koppe!leitungen Ll, L2 ... Ln werden die Abstände x2, x3 ·.· (n -l) der Koppel leitungen L2, Lj5 ... (Ln -l) gleich.

Bei der Dimensidnierung des Filters ist zu beachten, dass die einzelnen Resonatoren durch die Teilankopplung mittels der Koppelleitungen etwas gegen höhere Frequenzen verstimmt werden. Dies lässt sich in an sich bekannter Weise durch kapazitive Belastung mittels Abgleichschrauben AS ausgleichen.

Eine besonders zweckmässige AusfUhrungsform der Erfindung

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besteht darin, dass man die Koppelleitungen Ll, L2 ... Ln so ausbildet, dass sie längs den Stempeln Sl, S2 ... Sn verschiebbar sind. Damit wird eine sehr einfache Einstellmöglichkeit für die Kopplung eröffnet. Der Wellenwiderstand WLn der Koppelleitungen selbst ist ein weiterer Paramter bei der Dimensionierung derartiger Breitbandfilter, wobei es zu^ mindest für den Versuchsaufbau zweekmässig ist, auch die beiden Abstände xl und xn der koaxialen Ankoppelleitungen Ll und Ln am Eingang E und am Ausgang A der Filteranordnung variabel zu.gestalten.

Bei einer bevorzugten Anwendung der Erfindung ist es möglich unerwünschte höhere Resonanzen zu unterdrücken, um dadurch die Weitabselektion des Filters zu verbessern. Dies sei anhand der Figur 4 erläutert. Hier ist die Spannungsverteilung der Grundwelle längs des Stempels Sn durch die stark ausgezogene Kurve aufgetragen. Die strichpunktierte Kurve stellt den Spannungsverläuf bei einer Oberwelle dar, beispielsweise bei der dritten Oberwelle. Man erkennt, dass hierbei eine Null-Stelle der Spannungsverteilung vorhanden ist, welche auf dem Metallstempel Sn im Abstand xn von der Grundplatte G liegt. Man kann nun die Koppelleitungen bezüglich ihres Abstandes xn zur Grundplatte so einstellen, dass sie an den Spannungs-Null-Stellen der störenden Oberwellen liegen. Bei vielstufigen Filtern ist es darüber hinaus möglich, mehrere störende Oberwellen dadurch auszuschalten, dass man die Koppelleitungen alternierend für verschiedene Oberwellen an deren

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jeweiligen Spannungs-Null-Stellen anordnet. Die Parameter xl ... xn sind dabei durch die Forderung nach Unterdrückung von Oberresonanzen vorgegeben; die Koppelstärke wird in diesem Pail durch die übrigen Parameter ai und WLn eingestellt werden.

Die Erfindung kann auch bei Filtern Verwendung finden, die wie das in der Fig. 5a und 5b gezeigt ist, in Streifenleitertechnik (Stripline, Triplate, high-Q-Triplate) aufgebaut sind. Auf einer dielektrischen Trägerplatte Tl werden hierzu geeignete Metallkaschierungen K2 aufgetragen, die den vorberechneten Resonatoren entsprechen, wie sie beispielsweise bei einem Kammfilter in der Pig. 2 dargestellt sind. In der Fig. 5b ist längs der Schnittlinie B-B der Anordnung gemäss der Fig. 5a dargestellt, wie mittels Metallkaschierungen Kl und Kj5 und einer zusätzlichen dielektrischen Trägerplatte T2 das Breitbandfilter in Streifenleitertechnik ausgeführt werden kann. Die der Abschirmung dienenden Metallkaschierungen Kl und KjJ auf den Breitseiten der Anordnung werden mittels einer weiteren Metallkaschierung KO auf einer Schmalseite der Anordnung verlötet. Die Metallkaschierung K2 mit der in der Fig. 5a dargestellten Anordnung wird ebenfalls mit der Kaschierung KO in an sich bekannter Weise verlötet. Zum Abgleich der Anordnung sind in der einen Trägerplatte T2 Aussparungen vorgesehen, durch welche eine Abgleichschraube AS eingeführt werden kann. Die Figur der Abgleichschraube erfolgt durch eine auf die Metall-

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kaschierung 10 aufgelötete Mutter M» Die erfindungsgernässe Ausbildung des Filters ermöglicht somit den raschen Aufbau von breitbandigen Kammfiltern mit λ/4-Resonatoren, ohne dass wie bisher der Abstand der Metallstempel der einzelnen Resonatoren kritisch ist. Darüber hinaus können in einfacher Weise durch eine bestimmte Lage der Koppelleitungen unerwünschte Oberwellen beseitigt werden.

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Claims

Patentanspr Uc h e :

(l))Breitbandiges Kammfilter mit λ/4-Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Resonatoren (Rn) Leitungen (Ln) eingefügt sind, deren Abstände (xn) von der Grundplatte (G) der Filteranordnung und deren Wellenwiderstände (WLn) in Abhängigkeit vom Abstand (an) der Resonatoren (Rn) so gewählt sind, dass die gewünschte Kopplung zwischen den Einzelresonatoren (Rn) entsteht.
2) Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelleitungen (Ln) längs den Stempeln (Sn) der Resonatoren (Rn) verschiebbar ausgebildet sind.
3) Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenwiderstand der eingangsseitigen (Rl) und der ausgabeseitigen (Rn) Resonatoren doppelt so gross gewählt ist wie die Wellenwiderstände der dazwisohenliegenden Resonatoren.
4) Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Ausschaltung unerwünschter Oberwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelleitungen (Ln) an Spannungs-Null-Stellen der Stempel (Sn) für die störenden Oberwellen angebracht sind.

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5) Vielkreisiges Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelleitungen (Ln) alternierend für verschiedene Oberwellen an deren Spannungs-Null-Stellen angeordnet sind»
6) Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in Streifenleitertechnik ausge·» führt ist.

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