DE2327912C2 - Kapazitiv gekoppeltes Hohlraumresonatorfilter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem kapazitiv gekoppelten und duroistimmbaren Hohlraumresonatorfilter mit einstellbarer Koppelung und Bandbreite, in dem die Kopplung durch Koppelöffnungen in den Trennwänden zwischen den Resonanzkreisen des Filters geschieht und aus einer Hauptkopplung und einer Nebenkopplung besteht, wobei die kapazitiv wirkende Hauptkopplung durch eine in etwa in der Mitte der Trennwand angeordnete Öffnung erfolgt.

Durch das Aneinanderreihen von Resonatoren aus Hohlleiterabschnitten lassen sich sehr kompakte, mehrkreisige Hohlraumresonatorfilter aufbauen. Diese können sowohl Resonatoren mit einem runden Durchmesser D für die EOIO-WeIIe als auch Resonatoren mit rechteckigem Querschnitt mit den Seiten a und b sein. Ihre Höhe hsoll kleiner als Λ/2 sein.

Die Kopplung zwischen den Resonatoren kann durch näherungsweise zentral angeordnete Koppelöffnungen in den Trennwänden zwischen den einzelnen Resonatoren erfolgen. Die Frequenzabstimmung ist durch das Verändern der Eintauchtiefe von Stiften, Bolzen oder Schrauben realisierbar. Sie sind so anzuordnen, daß ihre Achse senkrecht zu den elektrischen Feldlinien verläuft. Diese Abgleichelemente, Stifte, Bolzen oder Stäbe, können aus einem Isolierstoff mit wählbarer Dielektrizitätskonstante, aus Metall oder einem Stempel mit einem Metallüberzug hergestellt sein. Aber es ist zweckmäßig, die Einführung des Abgleichelements in den Resonator isoliert auszuführen, da ein StromfluQ / zu den Resonatorwänden nicht vorhanden ist.

Von Bandfiltern dieser Art wird heute eine weite Durchstimmbarkeit verlangt. Bedingt ist dies durch großen Frequenzbereich, innerhalb dessen eine kommerzielle Nachrichtenanlage heute abstimmbar sein muß und außerdem durch die breiten Frequenzbänder einer Nachrichtenverbindung. Hierbei besteht gleichzeitig die Forderung, daß die Bandbreite innerhalb des Frequenzbereiches beim Durchstimmen nahezu konstant bleibt

Diese Forderung wird dadurch unterstützt, daß das Eintauchen des Abstimmstempels i(vgl. Fig. 1) in den Resonanzraum 1, dieser immer näher in den Bereich der Koppelöffnungen kommt Dadurch wird die Kopplung immer mehr durch diesen Stempel 3 beeinfmßt, und zwar dahingehend, daß die Bandbreite B dem gewünschten Wert Bo in der Fig.2 näherkommt als ohne diese günstige Koppelbeeinflussung. Die Kurve a der F i g. 2 zeigt diesen Verlauf.

I^ Aus der DE-AS 16 16 678 ist ein Hohlraumresonatorfilter bekannt bei dem zwei Resonanzkreise entweder durch ein Koppelglied, das aus mehreren, auf den in jedem Resonanzkreis vorhandenen, in seiner Länge verstellbaren Innenleiter gerichteten Kopplungsstiften besteht oder durch ein sektorflächenartiges Koppelglied oder durch in der Trennwand zwischen den Resonanzkreisen vorhandene öffnungen miteinander gekoppelt sind. Dabei sind die Koppelstifte oder das sektorflächenartige Koppelglied oder die öffnungen in ihrer Größe und räumlichen Verteilung so bemessen, daß die Bandbreite des Filters über den Durchstimmbereich annähernd konstant ist. Die hier verwendeten Koppelvorrichtungon sind starr ausgebildet. Um eine optimal konstante Bandbreite des Filters zu erhalten,

so muß die Bemessung und Herstellung dieser starren Koppelvorrichtungen sehr genau erfolgen. Die bei der Herstellung der Koppelvorrichtungen auftretenden Toleranzen können hier nicht ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Hohlraumresonatorfilter der eingangs genannten Art mit sehr einfachen Koppelmitteln zu versehen, die es ermöglichen, beim Durchstimmen des Filters die Bandbreite innerhalb eines großen Frequenzbereichs nahezu konstant zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nebenkopplung aus einer an mindestens einer Seite des Filters zwischen zwei Resonanzkreisen angeordneten und induktiv wirkenden Koppelöffnung in der Trennwand besteht, die durch einen in der Wand des Filters gehaltenen und in die Koppelöffnung veränderbar hineintauchenden Stift einstellbar ist. Das Hohlleiterfilter kann dabei aus einem runden Hohlleiter oder auch aus einem Rechteckhohlleiter aufgebaut sein. Der Stift ist zweckmäßigerweise als Schraube ausgebildet und besteht aus Metall.

Auf diese Weise wird es möglich, die Bandbreite eines Hohlraumfilters über seinen gesamten Durchstimmbereich weitgehend konstant zu halten. Hierbei ist die Nachstimmung der Nebenkopplung nur in geringen Grenzen erforderlich.

An Hand der Zeichnung wird in einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt die

Fig. I einen Hohlleiterresonanzkreis mit rundem Querschnitt in einem Abstimmelement, die

Fig.2 Diagramme, bei denen die Abhängigkeit der Bandbreite über der Frequenz aufgetragen ist, die

F i g. 3 einen Hohlleiterresonanzkreis von rechteckigem Querschnitt mit Haupt- und Nebenkopplung und die

Fig.4 den Ausschnitt eines Hohlleiterresonanzkreises mit einer Nebenkopplung.

Die Fig. l wurde bereits zum Stand der Technik beschrieben. Es handelt sich hier um einen runden

Hohlleiter 1 vom Durchmesser D, der durch zwei in Querschnittsebene angeordnete Trennwände la einen Resonanzkreis bildet. Diese Trennwände sind durch Koppelöffnungen 2 mit dem übrigen Hohlleiter verbunden. Ein Abstimmstift 3 ist in Pfeilrichtung verschiebbar und seine Eintauchtiefe in den Resonanzkreis 1 bestimmt die Resonanzfrequenz des Kreises 1.

Die F i g. 2 zeigt Diagramme, bei denen die Bandbreite über der Frequenz aufgetragen ist. Die Kurve a erhält man mit einer Anordnung gemäß der Fig. 1, mit unveränderbaren Kopplungen 2 zwischen Resonatoren 1. Die Koppelöffnungen 2 in Verbindung mit der Abstimmung gemäß der F i g. 1 (durch Stempel 3) beeinflussen die Abhängigkeit der Bandbreite von der Frequenz, und zwar \,i günstiger Weise, da bei Annäherung des Abstimmstempels 3 an das Maximum des elektrischen Feldes die Kopplung ansteigt und auf diese Weise dem Bandbreitenabfall bei tiefen Frequenzen entgegengewirkt wird.

Der verbleibende Frequenzgang der Bandbreite ist bei hohen Anforderungen an deren Konstanz unter Umständen noch zu groß. Die bei der Herstellung der Koppelöffnung auftretenden Toleranzen müs-en ausgeglichen werden. Aus diesen Gründen müssen die Kopplungen in einem gewissen, wenn auch geringen Umfang variabel sein. Bei der gewählten Kopplung a bereitet dies jedoch erhebliche Schwierigkeiten, da die Koppelöffnungen von außen schwer zugänglich und beeinflußbar sind.

Die Erfindung sieht vor, am Rande der Resonatorzwischenwände eine induktiv wirkende Koppelöffnung 4 anzubringen. Solange diese Nebenkopplung dem Betrug nach kleiner ist als die kapazitive Hauptkopplung, überwiegt diese. Sie wird jedoch in ihrer Wirkung abgeschwächt, da die induktive Nebenkopplung gegenphasig gerichtet ist Die resultierende Bandbreite ist also verringert, wie dies in der Kurve b in der F i g. 2 dargestellt ist Die induktiv wirkende Nebenkopplung und damit auch die Gesamtkopplung, kann nun aber von außen leicht geändert werden und zwar durch Eintauchen eines Stiftes 5, der als Schraube ausgebildet sein kann (vgl. hierzu F i g. 3). Damit läßt sich die Bandbreite in dem gewünschten Umfang variieren (Kurven b, c und dm Fig.2). Ein vorgeschriebener Bandbreitenwert B = Bo läßt sich durch geeignete Wahl der Schraubeneintauchtiefe im ganzen Intervall HSfS exakt einstellen.

Die in der Fig.4 dargestellte Ausführungsform der induktiv wirkenden Koppelöffnung 4 bewirkt, daß die Mantelfläche der Schraube (nicht .xur die Stirnfläche) zur Kapazität beiträgt Das hat zur Folge, daß die Kopplungs- bzw. Bandbreitenänderung in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Schraube 5 gleichmäßig verläuft. Dadurch werden die Einstellarbeiten erleichtert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   t. Kapazitiv gekoppeltes und durchstinimbares Hohlraumresonatorfilter mit einstellbarer Kopplung und Bandbreite, in dem die Kopplung durch Koppelöffnungen in den Trennwänden zwischen den Resonanzkreisen des Filters geschieht und aus einer Hauptkopplung und einer Nebenkopplung besteht, wobei die kapazitiv wirkende Hauptkopplung durch eine in etwa in der Mitte der Trennwand angeordnete öffnung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkopplung aus einer an mindestens einer Seite des Filters zwischen zwei Resonanzkreisen (1) angeordneten und induktiv wirkenden Koppelöffnung (4) in der Trennwand i\a)besteht, die durch einen in der Wand des Filters gehaltenen und in die Koppelöffnung (4) veränderbar hineintauchenden Stift (5) einstellbar ist
2. 2. Kapazitiv gekoppeltes Hohlraumresonatorfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter runöea Hohlleiterquerschnitt hat
3. 3. Kapazitiv gekoppeltes Hohlraurnresonatorfiiier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter rechteckigen Hohlleiterquerschnitt hat
4. 4. Kapazitiv gekoppeltes Hohlraumresonatorfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus einer Schraube begeht
5. 5. Kapazitiv gekoppeltes Hohlraumresonatorfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (5) aus Metall hergestellt ist