DE2006864A1 - Microwave band pass filter for suppressing higher harmonics - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 14. Februar 1970 Applicant: Stuttgart, February 14, 1970

Nippon Electric Company, Limited P 2257 7-15, Shiba Gochome, Minato-ku
Tokio / JapanNippon Electric Company, Limited P 2257 7-15, Shiba Gochome, Minato-ku
Tokyo / Japan

Vertreter;Representative; ³³

PatentanwaltPatent attorney

Dipl.-Ing. Max Bunke . -. ,Dipl.-Ing. Max Bunke. -. ,

7000 Stuttgart 17000 Stuttgart 1

Schloßstr. 73 BSchlossstrasse 73 B

Mikrowellenbandpaßfilter zur Unterdrückung von höheren Harmonischen ~Microwave band pass filter for suppression of higher harmonics ~

Die Erfindung betrifft ein Bandpaßfilter zur Unterdrückung von höheren Harmonischen, bestehend aus einem Wellenleiterabschnitt zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, einem Paar von Blindleitwertelementen, die an der Innenseite des Wellenleiterabschnitts angeordnet sind, um einen Hohlraum-The invention relates to a bandpass filter for suppression of higher harmonics, consisting of a waveguide section for the propagation of electromagnetic waves, a Pair of susceptibility elements, which are arranged on the inside of the waveguide section, around a cavity

109808/1178109808/1178

resonator zu begrenzen· wenigstens einer Schraube, die einstellbar an der Wand des Vellenleiterabschnitts befestigt ist, in den Hohlraum des Wellenleiters ragt und als kapazitives Element für den Hohlraumresonator dient. Bei einem solchen Filter soll die beliebige Selektivität der Grundwellenkonponente erhalten bleiben.resonator to limit · at least one screw that adjustably attached to the wall of the waveguide section is, protrudes into the cavity of the waveguide and as a capacitive element for the cavity resonator serves. With such a filter, any selectivity of the fundamental wave component should be retained.

In einem Sende-Empfangs-Gerät eines Mikrowellen-Nachrichtensystems wird eine Wanderwellenröhre als Leistungsverstärker auf der Sendeseite verwendet. Eine Wanderwellenröhre besitzt jedoch eine Kichtlinearität, derzufolge unvermeidbar höhere Harmonische in der Verstärkungsstufe erzeugt werden. Solche harmonischen Komponenten sind für die Mikrowellenübertragung nicht nur unnötig, sondern für das gesamte System unerwünscht, da es für die übertragung übermäßige Energie erfordert. Solche unerwünschten Komponenten sollen daher entfernt werden. Gewöhnlich ist ein Bandpaßfilter an das Ausgangsende des Wanderwellenröhrenverstärkers für diesen Zweck gekoppelt. Ein übliches Bandpaßfilter des Wellenleitertyps ist jedoch nicht geeignet, höhere harmonische Komponenten zu unterdrücken. Es läßt die höheren Harmonischen zusammen mit den Grundkomponenten durchlaufen. Um diese Harmonischen zu entfernen, muß zusätzlich zu dem Bandpaßfilter ein Tiefpaßfilter verwendet werden.In a transceiver of a microwave communication system a traveling wave tube is used as a power amplifier on the transmission side. One However, traveling wave tube has a nonlinearity, consequently higher harmonics are inevitably generated in the gain stage. Such harmonious Components are not only unnecessary for microwave transmission, they are undesirable for the entire system, as it requires excessive energy for transmission. Such undesirable components should therefore be removed. Usually a band pass filter is at the output end of the traveling wave tube amplifier is coupled for this purpose. A common waveguide type band pass filter however, it is not suitable for suppressing higher harmonic components. It leaves the higher harmonics run through together with the basic components. To remove these harmonics, in addition to a low-pass filter can be used in addition to the band-pass filter.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellenbandpaßfilter zu schaffen, das in der Lage ist, unerwünschte höhere harmonische Komponenten zu unterdrücken, so daß für den Zweck der Unterdrückung von Harmonischen keine zusätzliche FiItereinrichtung benötigt wird.The invention is therefore based on the object to provide a microwave band-pass filter that is capable is to suppress undesirable higher harmonic components, so that for the purpose of suppression no additional filter device for harmonics is needed.

109808/1178109808/1178

Gelöst wiTd die·· Aufgab· dadurch, daß der axial« Abstand zwischen den Blindleitwertelementen derart bestiMit ist· daß die Resonanzfrequenzen des Resonators für höhere Schwingung»typen außerhalb des Bandes liegen, das zur Unterdrückung der höheren harmonischen Vellenkomponenten notwendig ist, die in der elektro-■agnetischen Welle enthalten sind, und daß die einstellbare Schraube an der Stelle angeordnet ist, an der sie als kapazitives Element für den besonderen Schwingung·typ für die Grundwellenkomponente der elektromagnetischen Welle und nicht für die Typen der höheren harmonischen Komponenten dient.The problem is solved by the fact that the axial distance between the susceptibility elements is that the resonance frequencies of the resonator for higher vibration types are outside the band lie, that is to suppress the higher harmonic Wave components is necessary in the electromagnetic ■ agnetic Shaft are included and that the adjustable Screw is arranged in the place where it acts as a capacitive element for the particular Vibration · type for the fundamental wave component of the electromagnetic wave and not for the types of serves higher harmonic components.

Gemäß der Erfindung läßt sich fin Mikrowellenbandpaßfilter schaffen, das eine ausreichend hohe Unterdrlickungseigenschaft gegen die zweite harmonische Komponente besitzt, die unter den höher harmonischen Komponenten vorherrscht»According to the invention, a microwave band pass filter can be used create that has a sufficiently high suppression property against the second harmonic component possesses that among the higher harmonic Components predominate »

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß di· höheren harmonischen Komponenten im wesentlichen durch Unterdrückung der zweiten harmonischen Komponente unterdrückt werden können, da die Komponenten, die höher sind als die zweite, sehr schwach sind und vernachlässigt warden können. Da die zweiten höheren Harmonischen in dem. Bereich konzentriert sind, in dem die Übertragungsechwingungstypen der Mikrowellen konzentriert sind, können die zweiten höheren Harmonischen durch Beseitigung der Komponenten der höheren Schwingungstypen unterdrückt werden.The invention is based on the fact that the higher Harmonic components can be suppressed essentially by suppressing the second harmonic component, since the components are higher are considered the second, are very weak and neglected can be. Since the second higher harmonics in the. Area are concentrated in which the Transmission vibration types of microwaves concentrated the second higher harmonics by eliminating the components of the higher vibrational types be suppressed.

10980 8/117810980 8/1178

In den Figuren 1 bia 10 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigttIn Figures 1 to 10 of the drawings, the subject the invention shown for example and explained in more detail below. It shows

Pig. 1 scheaatisch ein Übliches Bandpaßfilter;Pig. 1 schematically a conventional band-pass filter;

Fig* 2 ein VellenforadiagrasM, aus de« die Kennlinien des Bandpaßfiltere der Fig. 1 hervorgehen;Fig. 2 a VellenforadiagrasM, from which the characteristics of the bandpass filter of FIG. 1;

Fig» 3 verschiedene Schwingungstypen, die in einen Bandpaßfilter der Rechteckwellenart Möglich sind}Fig »3 different types of vibrations, which are in a Bandpass filters of the square wave type are possible}

Fig. k Kennlinien des Filters zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung; K shows characteristics of the filter to explain the principle of the invention;

Fig. 5 scheeatisch ein Bandpaßfilter geaäß dir Erfindung} Fig. 5 Scheatically a bandpass filter according to the invention}

Flg. 6 die Kennlinie des Filters der Fig. 5 J undFlg. 6 shows the characteristic of the filter of FIG. 5J and

Fig. 7 bis IO scheaatisch weitere AuefUhrungsbeispiele geaäß der Erfindung.7 to 10 schematically show further exemplary embodiments according to the invention.

In Fig. 1, die scheswtiech eine perspektivische Ansicht de« üblichen Bandpaßfilter· zeigt, sind BlifidleitwertelesMnte 11 und 11', von denen jedes aus drei» senkrecht zu der Breitseite eines Rechteckvellenleitere fO für die TE ₁₀-Ausbreitungeart angeordneten Stäben besteht« «fit eine« Abstand von einer halben Leiterwellenlänge A g (d.h. A g/2) angeordnet und bilden einen Hohlraua-In Fig. 1, which shows a perspective view of the "usual bandpass filter", are blifid conductance elements 11 and 11 ', each of which consists of three _{rods arranged "perpendicular to the broad side of a rectangular waveguide f0 for the TE 10} propagation type""fit one «A distance of half a conductor wavelength A g (ie A g / 2) and form a cavity

109800/1171109800/1171

resonator 12. Mehrere Resonatoren 12 und 13 sind in Reihe mit einem Abstand von Λ g/4 angeordnet. Jeder der Resonatoren 12 und 13 besitzt eine Abstimmschraube Ik, um an jedem Resonator 12 und 13 den abgestimmten Zustand zu erzielen.resonator 12. Several resonators 12 and 13 are arranged in series with a distance of Λ g / 4. Each of the resonators 12 and 13 has a tuning screw Ik in order to achieve the tuned state at each resonator 12 and 13.

Dieses Bandpaßfilter besitzt die Dämpfungs/Frequenz-Kennlinie, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. In der Zeichnung ist gezeigt, daß die Grenzfrequenz fc₂₀ für den TE₂₀-Typ gegeben ist durchThis band-pass filter has the attenuation / frequency characteristic as shown in FIG. In the drawing it is shown that the cutoff frequency fc ₂₀ for the TE ₂₀ type is given by

c
20 ⁼ ä 'c
20 ⁼ ä '

wobei a die Breite der Breitseite und c die Lichtgeschwindigkeit bezeichnet. Aus der Kurve ist ebenfalls zu ersehen, daß das Bandpaßfilter nur in dem Bereich selektiv ist, in dem die Frequenz f kleiner als fc_2Q ist. In dem Bereich oberhalb fc₂n ^{werden die} Eigenschaften unbestimmt, da das Auftreten möglicher höherer Schwingungstypen die Funktion des Filters stört. Allgemein ist die zweite Harmonische 2f_1Q1, die zweimal so groß ist wie die Frequenz ?_1Ο1 des Durchlaßbereichs des Bandpaßfilters, höher als f^c _2o und ist in dem Be reich enthalten, in dem eine Störung verursacht wird.where a is the width of the broadside and c is the speed of light. It can also be seen from the curve that the bandpass filter is selective only in the range in which the frequency f is less than fc _2Q . In the range above fc ₂ n ^{, the} properties are indeterminate, since the occurrence of possible higher types of oscillation disturbs the function of the filter. In general, the second harmonic is 2f _1Q1 , which is twice the frequency? _1Ο1 of the pass band of the bandpass filter, higher than f ^c _2o, and is rich in the region in which interference is caused.

Die Figuren 3(a) bis 3(f) zeigen Feldintensitätsstörungen (in absoluten Verten) des TE₁₀₁-Grundtyps und seiner höheren Typen TE₂₀₁, TE₁₀₂, TE^₀₁1 TE₂₀₂ und TE ₀_ eines Bandpaßfilters, das aus Blindleitwerten 21 und 21* besteht, von denen jeder drei Stäbe umfaßt, die senkrecht zu der Breitseite eines Rechteckwellen-FIGS. 3 (a) to 3 (f) show field intensity disturbances (in absolute vertices) of the TE ₁₀₁ basic type and its higher types TE ₂₀₁ , TE ₁₀₂ , TE ^ ₀₁ 1, TE ₂₀₂ and TE ₀ _ of a bandpass filter which is composed of susceptance values 21 and 21 *, each of which comprises three rods perpendicular to the broad side of a square-wave

109806/1178109806/1178

.6-.6-

leitera 20 angeordnet aind. Ba aal angenoaaen, daß dia lange Linia daa Quarachnittaraehtacka daa Rechteck-Wellenleiters in der X-Achae, dia kttrxere Linie in der Y-Achae und dia Längaachae in dar Z-Achaa liegt. Dia Intanaltataverteilung dea elektrischen Felda daa TE_1Q-Grundtyp· beaitmt einen einsigen sinusförmigen Höcker Jewella in der X-Y-Ebene und dar Y-Z-Ebene (dar aich zwiachen den InduktivitMtaataben 21 und 21* eratreckt). Pig. 3 (b) seift eine Feldintensititeverteilung daa höheren Type TE₂₀₁, dar einen ainuaföraigen Doppalhöcker in dar X-Y-Ebene und einen alnsigan Hocker in dar Y-Z-Ebene (der aich swischen den Induktivitäteatäben 21 und 21* eratrackt) bealtxt. Pig. 3(c) xelgt eine ähnliche Verteilung dea höheren Type tijno» dar einen einzigen ainusföraigen Höcker in der X-Y-Ebene und einen Doppalhöcker in dar Y-Z-Ebene beaitxt (dar aich «wischen den Induktivitäteatäben 21 und 21* erstreckt). In gleicher Velaa «eigen die Figuren 3(d), (e) und (f) Intenaltätaverteilungen höherer Typen ^TE301* ^TI202 ^{Und 1}^ 103* AllgaaMln beseichnen dia Baxugaxeichen "■" und "n" dea Auadrucka TE die Anzahl dar Höcker der IntenaitätaTerteilung dea elektriachen Feldes, die in der X-Y- und dar Y-Z-Ebana beobachtet werden.leitera 20 arranged aind. Ba aal assumed that the long Linia daa Quarachnittaraehtacka daa rectangular waveguide lies in the X-Achae, the kttrxere line in the Y-Achae and the Längaachae in the Z-Achaa. The intanal data distribution of the electric field a daa TE _1Q basic type shows a single sinusoidal cusp Jewella in the XY plane and the YZ plane (which also extends between the inductance marks 21 and 21 *). Pig. 3 (b) shows a field intensity distribution of the higher type TE ₂₀₁ , representing an ainuafoire double hump in the XY plane and an alnsigan stool in the YZ plane (which is between the inductance bars 21 and 21 *) bealtxt. Pig. 3 (c) shows a similar distribution of the higher type tijno "with a single ainus-shaped hump in the XY plane and a double hump in the YZ plane (which extends between the inductance bars 21 and 21 *). In the same way, Figures 3 (d), (e) and (f) intenal distributions of higher types ^TE 301 * ^TI 202 ^{and 1} ^ 103 * AllgaaMln denote the Baxugaxeichen "■" and "n" dea Auadrucka TE the number of humps the intensity distribution of the electric field observed in the XY- and YZ-Ebana.

Ea wird angenoaaien» daß die innere Breite» die in der X-Bichtung dea Rechteckwellenleiters 20 genessen wird, a ist, und daß die axiale Lunge dea Vellenleiterabschnitts bxw. Hohlraums, dar von den Stabreihen 21 und 21* begrenxt wird, geaeaaen in Richtung der Z-Achaa, 1 ist. Die Leiterwellenlänge Λ β der elektroxwgnatiachenIt is assumed "that the inner width" is that in the X-direction of the rectangular waveguide 20 is eaten, a, and that the axial lung of the waveguide section bxw. Cavity, represented by the rows of bars 21 and 21 * is limited, geaaen in the direction of the Z-Achaa, 1 is. The guide wavelength Λ β of the electroxwgnatiachen

109808/1178109808/1178

Velle, di· sieb in dm Wellenleiter als ^TE _aon"*^TyP *^ue* breitet, wird dann ausgedrückt durchVelle, which spreads in the waveguide as ^TE _aon "* ^T yP * ^ue *, is then expressed by

(D(D

Wenn bsi der Lance 1 des Hohlräume Resonanz auftritt, dann filtIf resonance occurs bsi the lance 1 of the cavities, then filt

&- \ β - 1 (2) & - \ β - 1 (2)

Die Resonanzfrequenz f bei der Hohlraualänge ist aus den Gleichungen (i) und (2) gegeben durchThe resonance frequency f for the hollow space length is off given by equations (i) and (2)

Norxtlert bmui die #l«ichungen (3) durch Verwendung der Grenzfrequenz fo (s ' ) und der Grenzwellenlänge Λ c (= 2a), so ändert sich die Gleichung (3) inNorxtlert bmui the solutions (3) by using the Cutoff frequency fo (s') and the cutoff wavelength Λ c (= 2a), then equation (3) changes to

Aus Gleichung (k) folgt dannIt then follows from equation (k)

(5)(5)

109808/1178109808/1178

1
2a1
2a

Pig. 4 zeigt Kennlinien, die Ergebnisse der Berechnung aus Gleichung (5) sind. In Fig. k stellt die Abszisse ^r— (die Resonanzfrequenz für den TE -Typ, noreiertPig. 4 shows characteristics that are results of calculation from equation (5). In Fig. K , the abscissa represents ^ r- (the resonance frequency for the TE type, normalized

durch die Grenzfrequenz f (s -rj) für den TE₁₀₁-Grundtyp) dar, und die Ordina-te stellt -γ— (die Länge 1 des Hohlrauas.noraiert durch die Grenzwellenlänge Ac (= 2a) des TE₁₀₁-Grundtyps) dar. Paraaeter für diese Kennlinien sind die Zahlen a und n. Die Kennlinie 31 zeigt die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f für den Grundtyp TE₁₀₁ und der Hohlraualänge l,noraiert durch die Grenzfrequenz und die Grenzwellenlänge fUr den Typ TE₁₀₁ selbst. Die Kennlinie 32 zeigt die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f eines höheren Typs TE₂₀₁ und die Hohlraualänge 1 noraiert durch die Grenzfrequenz f und die Grenwellenlänge Ac des Grundtyps ₁₀₁ In gleicher Weise zeigen die Kennlinien 3 bis 7 die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz f für ßöheren ^ΤΕ1Ο2· "301» ^TE2O2» ^TE103 ^{Und TE}3O2 ^*^{1 der} by the cutoff frequency f (s -rj) for the TE ₁₀₁ basic type), and the ordina-te represents -γ- (the length 1 of the cavity, normalized by the cutoff wavelength Ac (= 2a) of the TE ₁₀₁ basic type) The parameters for these characteristic curves are the numbers a and n. The characteristic curve 31 shows the relationship between the resonance frequency f for the basic type TE ₁₀₁ and the cavity length l, normalized by the cutoff frequency and the cutoff wavelength for the type TE ₁₀₁ itself the relationship between the resonance frequency f of a higher type TE ₂₀₁ and the hollow space length 1 normalized by the cutoff frequency f and the limit wavelength Ac of the basic type ₁₀₁ In the same way, the characteristic curves 3 to 7 show the relationship between the resonance frequency f for higher ^ΤΕ 1Ο2 · "301» ^TE 2O2 » ^TE 103 ^{and TE} 3O2 ^ * ^{1 the}

Hohlraualänge, noraiert durch die Grenzfrequenz fHollow space length, normalized by the cutoff frequency f

und die Grenzwellenlänge A c für den Grundtpy TEand the cutoff wavelength A c for the basic type TE

101*101 *

109808/117·109808/117

Ein Bandpaßfilter aus einen Rechteckwellenleiter ist allgenein so entworfen, daß es mit den Wert —7—A band pass filter made from a square waveguide is generally designed in such a way that it is associated with the value —7—

¹C ¹ C

in den Bereich zwischen 1,4 und 1,8 arbeitet. Z.B. liegt in einen WRJ-4-Wellenleitertyp für 4000 MHz der Wert ·*■=— zwischen 1,4 und 1,63. Bei den WRJ-$-works in the range between 1.4 and 1.8. E.g. one is a WRJ-4 waveguide type for 4000 MHz the value · * ■ = - between 1.4 and 1.63. At the WRJ - $ -

Vellenleitertyp für 6OOO MHz liegt -~- in den BereichThe waveguide type for 600 MHz is - ~ - in the range

*c zwischen 1,58 und 1,71* Es ist daher offensichtlich,* c between 1.58 and 1.71 * It is therefore obvious

daß die zweite Harmonische in den 7:— -Wertebereichthat the second harmonic is in the 7: - value range

¹C ¹ C

zwischen 2,8 und 3,3 bzw. zwischen 3,1 und 3*6 unterdrückt werden nuß. Un dieses Ziel zu erreichen, sollten die Resonanzkurven nie in diesen Bereich fallen. In Fig. 4 erfüllt der schraffierte Bereich diese Bedinpng. Genauer gesägt ist der Bereich günstig, in den der Vert -τ— in den Bereich zwischen 0,2 und 0,3 liegt. Der ac ^ between 2.8 and 3.3 or between 3.1 and 3 * 6 must be suppressed. In order to achieve this goal, the resonance curves should never fall within this range. In Fig. 4, the hatched area fulfills this condition. Sawn more precisely, the area in which the vert -τ- lies in the range between 0.2 and 0.3 is favorable. The ac ^

Grund hierfür ist folgender: Venn die Verte in den Bereich 0,3 und 0,6 liegen, treten die KennlinienThe reason for this is the following: Venn die Verte in are in the range 0.3 and 0.6, the characteristics occur

33» 35 und 36 jeweils für die Typen TE₁₀₂* TE₂₀₂ und TE ₀_ auf. Dies ist nicht günstig, un die höheren Typen zu beseitigen. In gleicher Weise wird in den Bereich oberhalb 0,6 die Resonanzfrequenz für den Grundtyp niedriger als die erwünschte Resonanzfrequenz33 »35 and 36 each for the types TE ₁₀₂ * TE ₂₀₂ and TE ₀ _. This is not favorable to eliminating the higher types. In the same way, in the range above 0.6, the resonance frequency for the basic type becomes lower than the desired resonance frequency

f und ist sehr schwer anzuheben. In den Bereich unter-ο f and is very difficult to lift. In the area under-ο

halb 0,2 ist die Resonanzfrequenz unnötig hoch und ebenfalls schwer abzusenken. Wählt nan daher die Hohlraunlänge 1 so, daß sie in diesen Bereich fällt, dann kann die zweite hamonische Teilschwingung unterdrückt werden. Dies erhöht jedoch den Vert von ττ—" *>uf einenhalf 0.2 the resonance frequency is unnecessarily high and also difficult to lower. Therefore choose the hollow space length 1 so that it falls within this range, then the second harmonic component can be suppressed will. However, this increases the vert of ττ- "*> τ to one

¹C ¹ C

Wert, der von 1,9 bis 2,7 reicht, wie durch die Kennlinie 31 gezeigt ist. Un ihn wieder in den Bereich zwischen 1,4 und 1,8 zurückzustellen, nuss ein kapazitives Elenent in den Hohlraun der Fig. 3(») eingefügtValue ranging from 1.9 to 2.7 as shown by the characteristic curve 31. Un him back in the field reset between 1.4 and 1.8, nut a capacitive one Element inserted into the hollow space of Fig. 3 (»)

109808/1178109808/1178

werden, ua so die Resonanzfrequenz für den Grundtyp zu verhindern. In diese· Fall aussen die Resonanzfrequenzen der höheren Typen TE₂₀ , TE₁₀₂, TE^₀₁, TE₂₀₂ und TE₁₀^ so ausgebildet werden, daß -jr— nicht in den Bereich zwischen 2,4 und 3,6 koaaen kann, da dieser Bereich zu den unerwünschten zweiten höheren Haraonischen gehört, die alt den höheren Typen aitschwingen könnten. Das Verfahren, ua dies zu erreichen, ist wie folgt:be, among other things, so to prevent the resonance frequency for the basic type. In this case, the external resonance frequencies of the higher types TE ₂₀ , TE ₁₀₂ , TE ₀₁ , TE ₂₀₂ and TE ₁₀ are formed in such a way that -jr- cannot coaa in the range between 2.4 and 3.6 because this area belongs to the undesirable second higher haraonics, which could swing old the higher types. The procedure for achieving this, among other things, is as follows:

Vie durch die Kennlinie 32 in Fig. 4 angegeben ist, ist es für den höheren Typ TE₂₀₁ ausreichend, seine Resonanzfrequenz zu veraindern oder sie ungeändert zu lassen. Vie in Fig. 3(b) gezeigt ist, liegt die Stelle, an der das Feld des Typs TE₂₀ ein Miniaua besitzt, auf der Mittellinie E-E* auf der Hauptebene des Rechteckwellenleiters 20. Dies bedeutet, dass die Resonanzfrequenz des Typs TE₂₀₁ durch Einfügung eines kapazitiven Stabes an einer Stelle alt Auanahae E-E* vermindert werden kann. In diesea Falle ist die Grenzfrequenz f _2Q, noraiert durch die Grenzfrequenz f für den Typ ( ) gleich 2, ein Vert, der ausreichend oberhalbAs indicated by the characteristic curve 32 in FIG. 4, it is _{sufficient for the higher type TE 201} to change its resonance frequency or to leave it unchanged. As shown in Fig. 3 (b), the location where the TE ₂₀ type field has a miniature oa is on the center line EE * on the main plane of the rectangular waveguide 20. This means that the TE ₂₀₁ type resonance frequency passes through Insertion of a capacitive rod at a point old Auanahae EE * can be reduced. In this case, the cutoff frequency f _2Q normalized by the cutoff frequency f for type () is 2, a vert that is sufficiently above

des Frequenzbereichs für den Typ TE₁₀₁ liegt, der von 1,4 bis 1,8 reicht. Das bedeutet, daß für den Typ der kapazitive Stab irgendwo angeordnet werden kann· Da auch die Resonanzfrequenzen für die höheren Typen TE₁₀₃, TE₁^₀₁, TE₃₀₂ alt Auenahae von TE₁₀₃ ausreichend hoch sind, ist die Unterdrückung der zweiten Haraonischen nicht problematisch· Es aüssen daher nur dl· Typen TE₁₀₂, TE₃₀₁ und TE₂₀₂ in Betracht gesogen werden Ua zu verhindern, dall die Resonanzfrequenzen für dl· drei Typen TE₁₀₂, TE₃₀₁ und TE₂₀₂ zu nieder werden und •in bestiaates besonderes Band infolge der Einfügungof the frequency range for the TE ₁₀₁ type, which extends from 1.4 to 1.8. This means that the capacitive rod can be placed anywhere for the type. Since the resonance frequencies for the higher types TE ₁₀₃ , TE ₁ ^ ₀₁ , TE ₃₀₂ old Auenahae of TE _{103 are also} sufficiently high, the suppression of the second Haraonic is not problematic · Therefore only dl · types TE ₁₀₂ , TE ₃₀₁ and TE _{202 have to be taken} into consideration. Among other things, to prevent the resonance frequencies for dl · three types TE ₁₀₂ , TE ₃₀₁ and TE _{202 from} becoming too low and · in a special band as a result of insertion

BAD OFUQtNALBAD OFUQtNAL

109808/1178109808/1178

-ΙΙ--ΙΙ-

kapazitiven Stab·· in den Hohlraum erreichen, au0 diea«r kapazitive Stab an einer aolchen Stelle angeordnet werden« an der da· Feld eine· jeden höheren Typ· TE₁₀₂, TE₃₀₁ und TE₂₀₂ ein Minimi« besitzt. Ua auch die Resonanzfrequenz der Grundwelle TE₁₀₁ abzusenken, au·· der kapazitive Stab an einer solchen Stelle angeordnet werden, an der das Feld des Grundtype TE₁₀₁ ein Maxima besitzt. FUr den Typ TE₁₀₂ sollte der kapazitive Stab auf der Mittellinie A-A* des Hohlraua· angeordnet werden, wie in Fig. 3(c) gezeigt ist. FOr den Typ TE₃₀₁ sollten die kapazitiven Stabe auf den Dreiteilungslinien B-B* und C-C* auf der Hauptebene lange der Längsachse angeordnet werden, wie in Fig. 3(d) gezeigt 1st. FUr den Typ TE₂₀₂ iet da· Eleaent auf der Mittellinie A-A* des Hohlrauas und auch der Mittellinie E-E* auf der Hauptebene des Rechteckwellenleiters, wie in Flg. 3(·) gezeigt ist. Di· diesen Typen geaelns&aen Stellen sind D und D*, an denen die Mittellinie A-A' des Hohlrauas sich alt den Dreiteilungelinien B-B* und C-C* schneidet, wie in Flg. 3(f) gezeigt 1st. Vie oben beschrieben wurde, bereitet es bei dea Typ TE₂₀₁ kein Problee, die zweite haraonische Teilschwingung zu unterdrücken. Ua den Typ TE₂₀₁ zu unterdrücken, ist es notwendig, das Bandpaßfilter ayaaetriach auszubilden, da die Feldintensit&taverteilung auf einer Seite in der Phase entgegengesetzt ist zu der der anderen Seite, bezogen auf die Mittellinie E-E* auf der Hauptebene, und daher sollte eine Koaponente einer Phase stets von einer entsprechenden Koaponente der entgegengesetzten Phase in einea Wellenleiter begleitet sein.The capacitive rod can be reached into the cavity, but the capacitive rod is also arranged at such a point where the field of each higher type TE ₁₀₂ , TE ₃₀₁ and TE _{202 has} a minimum. Among other things, lowering the resonance frequency of the fundamental wave TE ₁₀₁ , also arranging the capacitive rod at a point at which the field of the basic type TE _{101 has} a maximum. For the TE ₁₀₂ type, the capacitive rod should be placed on the center line AA * of the cavity, as shown in Fig. 3 (c). For the TE ₃₀₁ type, the capacitive bars should be arranged on the trisection lines BB * and CC * on the main plane long the longitudinal axis, as shown in Fig. 3 (d). For type TE ₂₀₂ there is the element on the center line AA * of the cavity and also the center line EE * on the main plane of the rectangular waveguide, as in Fig. 3 (·) is shown. The points common to these types are D and D *, at which the center line AA 'of the hollow space intersects the three-part lines BB * and CC *, as in Fig. 3 (f) shown 1st. As described above, with the type TE ₂₀₁ there is no problem in suppressing the second Haraonic partial oscillation. Among other things, to suppress the TE ₂₀₁ type, it is necessary to design the bandpass filter ayaaetriach, since the field intensity distribution on one side is opposite in phase to that of the other side, based on the center line EE * on the main plane, and therefore a coaponent should be a Phase must always be accompanied by a corresponding coaponent of the opposite phase in a waveguide.

BAD ORIQiNALBAD ORIQiNAL

109808/1178109808/1178

Aueführungsforaen der Erfindung werden weiterhin anhand der Figuren 5 und 6 beschrieben. Un zu verhindern, daß die Resonanzfrequenz der anderen Typen ale des Typs TE-_O1 in den Bereich unterhalb der Frequenz fallen, die zweiaal so groß wie die Resonanzfrequenz der Grundwelle ist, wird die Länge 1 des Hohlraums des Rechteckwellenleiter· gleich 1/3 X g la Gegensatz zu der entsprechenden Länge e/2 Λ g des üblichen Bandpaßfiltere geaacht und einstellbare kapazitive Eleaente (Schrauben) kl und 4»1* werden an zwei Stellen eingebaut, an denen die Dreitellungelinien 42 und k2' auf der Hauptebene des Rechteckwellenleiters 4O sich ait der Halbierenden 4*3 des Bereiche 1 zwischen den induktiven Stäben kk und kk* schneiden. Vie aus den Figuren 3(c),(d) und (e) und deren Beschreibung zu ersehen ist, sind die kapazitiven Stäbe an den Stellen angeordnet, an denen die Feldinten« eltät ein Miniaua bezüglich der höheren Typen TE₁₀₂, TE-Q₁ und TE-₀₂ "»α i" wesentlichen ein Maxiaua bezüglich des Grundtype TE₁₀₁ besitzt. Durch Verwendung der kapazitiven einstellbaren Schrauben k^ und *M · kann ein gewünschter Durchlaßbereich für den Grundtyp TE₁₀₁ erhalten werden, wobei die Resonanzfrequenzen für die hlheren Typen ausserhalb des Durchlaßbereiche gehalten werden. Auch der Typ TE₂₀₁ wird infolge der Syaaetrie de· Filters unterdrückt.Execution fora of the invention are further described with reference to FIGS. In order to prevent the resonance frequency of the other types ale of the TE- _O1 type from falling below the frequency twice as large as the resonance frequency of the fundamental wave, the length 1 of the cavity of the rectangular waveguide becomes equal to 1/3 X g la contrast to the corresponding length e / 2 Λ g of the usual bandpass filter and adjustable capacitive elements (screws) kl and 4 »1 * are installed at two points where the three-position lines 42 and k2 ' on the main plane of the rectangular waveguide 40 ait cut the bisector 4 * 3 of area 1 between the inductive rods kk and kk * . As can be seen from FIGS. 3 (c), (d) and (e) and their description, the capacitive rods are arranged at the points where the field inks are a miniature with respect to the higher types TE ₁₀₂ , TE-Q ₁ and TE- ₀₂ "» α i "essentially have a maxiaua with respect to the basic type TE ₁₀₁ . By using the capacitive adjustable screws k ^ and * M · a desired pass band can be obtained for the basic type TE ₁₀₁ , the resonance frequencies for the higher types being kept outside the pass band. The type TE ₂₀₁ is also suppressed due to the Syaaetrie de · Filters.

Flg. 6 zeigt die Däapfungs/Frequenz-Kennlinien des Filtere der Fig. 5 zur Unterdrückung der zweiten Haraonlechen. VIe «ich aus der Kennlinie ergibt, ist dieses Filter in der Lage, die htfheren Typen in de« Frequenz-Flg. 6 shows the attenuation / frequency characteristics of the Filter the Fig. 5 to suppress the second Haraonlechen. If I can find out from the characteristic curve, this is the one Filters able to select the higher types in the «frequency

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

109808/1178109808/1178

bereich zu unterdrücken, der zweimal so hoch ist wie die Resonanzfrequenzen des Grundtyps. Insbesondere unterdrückt dieses Filter die höheren Typen in dem Bereich,to suppress range that is twice as high as the resonance frequencies of the basic type. In particular, suppressed this filter the higher types in the range

x»x »

in dem γ— von 2,8 bis 3,6 erreicht, während der Vert ■ψ— für den Durchlaßbereich der Grundwelle von 1,4 bis 1^8 reicht. Somit wird die zweite harmonische Wellenkomponente beseitigt.in which γ— reaches from 2.8 to 3.6, while the vert — for the pass band of the fundamental wave ranges from 1.4 to 1 ^ 8. Thus, the second harmonic wave component is eliminated.

Die Figuren 7 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen. Diese beruhen auf der Tatsache, daß, wie oben beschrieben wurde, der höhere Typ TE₂₀₁ außerhalb der Betrachtung gelassen werden kann, wenn die zweite Harmonische unterdrückt werden soll und daher der Aufbau des Bandpaßfilters nicht symmetrisch zu sein braucht.Figures 7 to 9 show further embodiments. These are based on the fact that, as described above, the higher type TE ₂₀₁ can be left out of consideration if the second harmonic is to be suppressed and therefore the structure of the bandpass filter need not be symmetrical.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur eines der symmetrischen Elemente der Fig. 5 verwendet ist.FIG. 7 shows an embodiment in which only one of the symmetrical elements of FIG. 5 is used.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eines der einstellbaren kapazitiven Elemente (Schraube) an der gegenüberliegenden Hauptfläche des Wellenleiters angebracht ist.Fig. 8 shows a further embodiment in which one of the adjustable capacitive elements (screw) on the opposite main surface of the waveguide is appropriate.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwei kapazitive Elemente anstelle eines in der Nähe der Stelle angeordnet sind, die der des kapazitiven Elements der Fig. 7 entspricht. In ähnlicher Weise können die Anordnungen der Figuren 5 und 8 durch Ersatz des einzigen kapazitiven Elements durch mehrere kapazitive Elemente, die um die Stellen wie in Fig. 5 oder 8 angeordnet sind, abgewandelt werden.Fig. 9 shows a further embodiment in which two capacitive elements instead of one in the vicinity of the Position are arranged which corresponds to that of the capacitive element of FIG. The arrangements Figures 5 and 8 by replacing the single capacitive element by several capacitive elements, which are arranged around the points as in Fig. 5 or 8, can be modified.

109808/1178109808/1178

Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei der die kapazitiven Eleaente wie in Flg. 7 zusätzlich an der unteren Hauptebene dea Wellenleiters angeordnet sind. Dia gleiche Anordnung kann in Verbindung alt den Figuren 5 und 7 durchgeführt werden.Fig. 10 shows an arrangement in which the capacitive elements as in Flg. 7 are also arranged on the lower main plane of the waveguide. The same Arrangement can be carried out in conjunction with FIGS. 5 and 7.

Anhand der verschiedenen AuefUhrungebeispiela wurden einstufige BandpaBfiltar beschrieben. Ia allgemeinen beateben die Bandpaßfilter zur Unterdrückung von höheren Haraonischen aus aehreren Stufen. Selbetveratändlich kann die Erfindung auch auf aolche aehretufige Bandpaßfilter angewendet werden. Die Erfindung let auch auf ein Viertel-Wellenlängen-Koppel- und Direkt-Koppel-Bandpaßfilter zur Unterdrückung von höheren Haraonischen anwendbar.On the basis of the various execution examples single-stage band filter described. Ia general beateben the bandpass filter to suppress higher Haraonic from several levels. Of course The invention can also be applied to such multi-stage bandpass filters be applied. The invention also extends to quarter wavelength coupling and direct coupling bandpass filters applicable to the suppression of higher Haraonics.

Dar Rechteckwellenleiter, der bei den obigen AuafUhrungabeispielen verwendet wurde, kann durch einen kreisförmigen oder elliptischen Wellenleiter ereetzt werden.The rectangular waveguide used in the above examples can be replaced by a circular or elliptical waveguide.

Auch kann die Anzahl der Blindleitwertstäbe, die bei den Ausführungabaiepielen zur Begrenzung eine» Jaden Stufe dea Filtere verwendet werden, nicht notwendigerweise drei sein. Sie kann zwei, vier oder Jede andere beliebige Zahl aein. Ausserdea können dieaa Stäbe Fensterfora oder Jede andere Fora besitzen.The number of susceptance rods used in To limit the execution, play a »jaden Level dea filters are used, not necessarily three. They can be two, four, or any other any number aein. In addition, the aa rods can have window fora or any other fora.

Bei den Auefflhrungabeispielen wurden zwei eineteilbare Schrauben ala veränderbare kapazitive Elemente an symmetrischen Stellen an der Hauptebene bzw. an den Hauptebenen verwendet. Die Anzahl dar Schrauben kann Jedoch beliebig gewählt werden. Die Stellaader kapazitiven Elemente mflaeen nicht notwendigerweiee β] trieeh aain.In the implementation examples, two divisible Screws ala changeable capacitive elements at symmetrical points on the main plane or at the Main levels used. The number of screws can be However, they can be chosen arbitrarily. The Stellaader capacitive elements do not necessarily have β] trieeh aain.

BAD ORtQtNALBAD LOCATION

109808/1178109808/1178

Di* Erfindung kann auch zur Unterdrückung höh·rar Hareoniechar ala dar »weiten Haraoniachen verwand«t warden·The invention can also be used for suppression ala dar are related to "wide Haraoniach" ·

109808/1178109808/1178

Claims (1)

PatentanspruchClaim BandpaOfliter zur Unterdrückung von höheren Harmonischen, bestehend au· einem Wellenleiterabschnitt zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, einem Paar von Blindleitwertelementen, die an der Innenseite des Wellenleiterabschnitts angeordnet sind, um einen Hohlraumresonator zu begrenzen, und wenigstens einer Schraube, die einstellbar an der Wand des Wellenleiterabschnitte befestigt ist, in den Hohlraum des Wellenleiters ragt und als kapazitives Element für den Hohlraumresonator dient, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den Blindleitwertelementen (21, 2A' ikk,kk*) derart bestimmt ist, daß die Resonanzfrequenzen des Resonators f(ir höhere Schwingung β typen außerhalb des Bandes liegen, das zur Unterdrückung der höheren harmonischen Wellenkomponenten notwendig ist, die in der elektromagnetischen Welle enthalten sind, und daß die einstellbare Schraube (^I ,^1^f) an der Stelle angeordnet ist, an der sie als kapazitives Element für den besonderen Schwingungetyp für die Grundwellenkomponente der elektromagnetischen Welle und nicht für die Typen der höheren harmonischen Komponenten dient.BandpaOfliter for the suppression of higher harmonics, consisting of a waveguide section for the propagation of electromagnetic waves, a pair of susceptance elements, which are arranged on the inside of the waveguide section to delimit a cavity resonator, and at least one screw which is adjustably fastened to the wall of the waveguide section is, protrudes into the cavity of the waveguide and serves as a capacitive element for the cavity resonator, characterized in that the axial distance between the susceptibility elements (21, 2A 'ikk, kk *) is determined such that the resonance frequencies of the resonator f (ir higher Vibration β types lie outside the band that is necessary to suppress the higher harmonic wave components contained in the electromagnetic wave, and that the adjustable screw (^ I, ^ 1 ^f ) is located at the point where it is capacitive Element for the special vibration type for the Fundamental wave component of the electromagnetic wave and not for the types of higher harmonic components. 109808/ 1 178109808/1 178