-
Über einen großen Bereich abstimmbares Filter
-
Die Erfindung befaßt sich mit einem über einen großen Bereich abstimmbaren
Sperrfilter, insbesondere zur Unterdrückung des Bild- und/oder Tonträgers eines
Fernsehkanals in Fernseh-Empfangsanlagen, das aus einem Resonator mit Leitungskopplung,
vorzugsweise einem #/4-Resonator besteht, dessen mit einer Stirnseite des Resonators
elektrisch leitend verbundener Innenleiter in seiner elektrischen Länge veränderlich
ist.
-
Derartige Sperrfilter werden in der Fernsehempfangstechnik zur Ausblendung
starker Nachbarkanalsender und zur Unterdrückung von Echoempfang bei unterschiedlicher
Einfallrichtung angewandt.
-
Die Verwirklichung fest abgestimmter Sperrfilter bis etwa f = 230
MHz bereitet wegen der relativ geringen Anzahl von
Normkanälen kaum
Schwierigkeiten. Die Anzahl der festen Abstimmungen ist gering (12 Kanäle) und es
braucht keine große Anzahl verschiedener Lagertypen bereitgehalten zu werden. Im
UHF-Bereich (470-862 MHz) sind jedoch 48 Fernsehkanäle untergebracht. Es ist daher
wünschenswert, mit einer einzigen abstimmbaren Anordnung den gesamten UHF-Bereich
zu überstreichen.
-
Ein solches von 470...862 MHz abstimmbares Sperrfilter ist bekannt
(D-PS Nr. 1191 442 und Funkschau 1964, Heft 9, S.225-226).
-
Dieses Filter wird parallel in den Leitungsverlauf einer Empfangsantennenanlage
eingefügt und besteht aus einer Induktivität und der über ein einziges Einstellorgan
zu betätigenden Kapazitäten. Die Sperrtiefe des Filters soll über den ganzen Abstimmbereich
konstant sein. Praktisch hat sich jedoch gezeigt, daß hierür zwei Ausführungen notwendig
sind (Siemens Katalog "Empfangsantennen und Verteileranlagen für Hörfunk und Fernsehen"
1973/74, Seite 167, Best.Nr. S 43 109-W-A1 und S 43109 -WA2). Dabei sind sowohl
die Sperrtiefe als auch der Dämpfungsverlauf bei beiden Ausführungen unterschiedlich.
-
Neben dem Nachteil der Notwendigkeit von zwei Lagertypen für das Überstreichen
der UHF-Fernsehbereichs mit einer stark unsymmetrischen Lage der 3 dB-Punkte zur
eingestellten Resonanzfrequenz sind derartige Sperren auch nicht als Nachbarkanalsperren
geeignet. Ihre Selektivität reicht auch nicht zur Unterdrückung eines Trägers (Bild-
bzw. Tonträger) aus, der im Nachbarkanal liegt. Ein weiterer Nachteil ist, daß nur
ein Anschlußpunkt für beide Koaxialkabel vorhanden ist und der stichleitungsartige
anschluß zu einer größeren Welligkeit im Durchlaßbereich führt.
-
Die Erfindung hat die Aufgabe diese Nachteile zu vermeiden und ein
abstimmbares Sperrfilter zu schaffen, das mit einem Aufbau den gesamten UHF-Bereich
überstreicht, und so hohe Selektivität besitzt, daß es als Sperre im Nachbarkanal
verwendet werden kann.
-
Zur Lösung der Aufgabe macht die Erfindung von der Ankopplung einer
Hochfrequenzleitung an den Resonator Cebrauch. Leitungsankoppelungen an Resonatoren
sind an sich bekannt (Meinke-Gundlach "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" 2.Auflage
Seiten 468 bis 469), wobei jedoch vorzugsweise eine Leitungskopplung am Fußpunkt
des Resonators üblich ist. Es sind auch Sperrfilter mit Leitungskopplung im kapazitiven
Bereich des Resonators bekannt geworden (Kathrein-Sperrfilter K 6431 ...).
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung von der Anwendung
der Leitungsankopplung im gemischt kapazitiv- induktiven Bereich aus und wendet
Maßnahmen gemäß dem Hauptanspruch und den Unteransprüchen an, aus denen auch Ausgestaltungen
der Erfindung entommen werden können.
-
Durch die Erfindung gelangt man zu einem über den Bereich von 470....860
MHz abstimmbarem Sperrfilter, dessen Sperrtiefe konstant ist und das bei jeder Abstimmung
symmetrisch zur Resonanzfrequenz liegende 3 dB-Punkte besitzt. Nach einer Ausgestaltung
der Erfindung kann das Sperrfilter mit besonders geringer Welligleit im Durchlaßbereich
aufgebaut werden. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Leitungsankopplung
so ausgebildet, daß die ankommende und die abgehende Leitung in je eine koaxiale
Steckbuchse gesteckt werden können, wobei sich ein optimaler Anbau an Empfangsantennenanlagen
ergibt.
-
Einzelheiten der Erfindung werden mit Hilfe von Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen abstimmbaren Sperrfilters.
-
Fig. 2 einen Schnitt durch das Sperrfilter nach Fig. 1 in der Ebene
A mit Sicht in Pfeilrichtung B. Der Innenleiter ist zur Verdeutlichung zusätzlich
aufgebrochen.
-
Fig.3a, 3b eine Ausgestaltung des Ankoppelbandes als flacher, trapezförmiger
Blechzuschnitt in Grund- und Aufriß.
-
Fig.3a, 3c eine Ausgestaltung des Ankoppelbandes als rinnenförmig
geformter Blechzuschnitt in Grund- und Aufriß.
-
Fig. 4 eine Ausgestaltung des Ankoppelbandes mit einem zweiten Blechzuschnitt
zur Verbesserung der Anpassung der Leitungsankopplung.
-
Fig. 5 den Verlauf der Sperrdämpfung eines erfindungsgemäßen Sperrfilters
bei Abstimmung auf 480, 660 und 860 MHz.
-
Das in Fig. 1 dargestellte abstimmbare Sperrfilter 1 besteht aus einer
Grundplatte 2 mit Befestigungsbohrungen 3,4,auf welcher ein Resonator 5 befestigt
ist. Dieser hat zwei quadratische Stirnflächen 6 und 7, die durch ein Hohlprofil
8 mit quadratischem Querschnitt miteinander verbunden sind. An der Stirnfläche 6
ist der mittels einer Flügelmutter 9 in seiner Länge veränderliche Innenleiter 10
elektrisch leitend befestigt. Die zweite Stirnfläche 7 ist mit einem Stift 11 versehen,
der, wie später näher ausgeführt, in eine Bohrung des Innenleiters 10 hineinragt.
-
Die Leitungsankopplung wird über ein Ankoppelband 12 bewirkt, das
an den Innenleiteranschlüssen 13 der als koaxiale Durchführungsstellen der Leitungsankopplung
dienenden Koaxialbuchsen 14, 15, elektrisch leitend befestigt ist. Die eine Koaxialbuchse
14 ist im Hohlprofil 8 in der Nähe der Stirnfläche 7, also am kapazitiven Ende des
Resonators, befestigt. Mehr gegen die Mitte des Resonators 5 ist die zweite Koaxialbuchse
15 befestigt. Der Abstand der beiden Koaxialbuchsen 14,15, beträgt zwischen #/25
und #/8 Sie sind derartig angeordnet, daß ihre Verbindungslinie 16 parallel zur
Achse 17 des Innenleiters 10 und des Stiftes 11 läuft. Das Ankoppelband 12 kann
entweder, wie in Fig. 1 dargestellt ein flaches, rechteckiges Blech sein, oder
aber
eineder später eingehend beschriebenen Formen aufweisen.
-
Es kann an den Innenleiteranschlüssen 13 derartig befestigt sein,
daß es am kapazitiven Ende des Resonators 5 geringeren Abstand zur Achse 17 hat
als an der Stelle seiner Befestigung am Innenleiter 13 der Koaxialbuchse 15 (in
Fig. 1 nicht sichtbar). Mit anderen Formen des Ankoppelbandes 12 ist auch ein zur
Achse 17 des Innenleiters 10 paralleler Einbau möglich.
-
Abstimmbare Sperrfilter nach der Erfindung können selbstverständlich
auch in anderer Form, z.B. mit rohrförmigem Hohlprofil 8 oder mit andersartiger
Verstellung der Länge des Innenleiters 10, etc. hergestellt werden. Die weiteren
Erläuterungen werden auf das in Fig. 1 angegebenen Ausführungsbeispiel beschränkt.
-
Ein Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Sperrfilter 1 zeigt Fig.
2. Die Stirnfläche 6 ist auf nicht näher ausgeführte Weise mit dem Hohlprofil 8
verbunden und trägt den Innenleiter 10, der aus einem Rohr 31 besteht, in das eine
zylindrische Verlängerung 32 von geringfügig kleinerem Außendurchmesser eingeschoben
ist. Die Verlängerung 32, die ebenso wie das Rohr 31 in Fig. 2 aufgebrochen dargestellt
ist, besitzt an dem der Stirnfläche 7 zugekehrten Ende eine Zentralbohrung 33, in
die der Stift 11 eintaucht. An der Verlängerung 32 ist ein Bolzen 34 befestigt,
der ein Gewinde 35 trägt, mittels dem die Verlängerung 32 im Lager 38 mit der Flügelmutter
9 gegen eine Feder 36 im Rohr 31 hin- und herbewegt werden kann. Damit dabei eine
sichere hochfrequenztaugliche Kontaktierung zwischen Rohr 31 und Verlängerung 32
vorhanden ist, vermindert man auf an sich bekannte Art die Wandstärke des Rohres
31 und schlitzt die Zone 37 (siehe auch Fig. 2).
-
Die entstehenden Kontakt zungen werden geringfügig nach innen gerichtet,
damit sie die Verlängerung 32 federnd umfassen. Auf diese Weise kann durch Verstellen
der Flügelmutter 9 einesteils
die wirksame Länge des Innenleiters
10 (Induktivität) und anderenteils auch die, durch das Eintauchen des Stiftes 11
in die Zentralbohrung 33 der Verlängerung 32 gebildete, Resonator-Kopfkapazität
geändert werden. An der Oberseite des Hohlprofils 8 sind die Koaxialbuchsen 14 und
15 so befestigt, daß deren Außenleiter elektrisch leitend mit dem Hohlprofil 8 verbunden
sind. Das Ankoppelband 12 liegt auf den Innenleiteranschlüssen 13 auf und kann beispielsweise
durch Lötung mit diesen verbunden-sein.
-
Dabei kann das Ankoppelband 12 entweder, wie in Fig. 2 gezeigt ist,
in einem Winkel «zur Achse 17 des Innenleiters 10 und des Stiftes 11 angebracht
sein, oder aber bei entsprechender Form des Ankoppelbandes 12 auch bei festem Abstand
achsparallel eingebaut sein. Im ersten Fall wird der Winkel CC so bemessen, daß
die Sperrtiefe über den ganzen Abstimmbereich konstant ist.
-
Im zweiten Fall wird eine Form des Ankoppelbandes gewählt,die bei
achsparallelem Einbau dieselbe Wirkung hat.
-
Solche Formen sind Fig. 3 gezeigt. So stellt die Fig. 3a den Grundriß
zweier trapezförmiger Ankoppelbänder 41 mit den in Fig. 3b und Fig. 3c gezeigten
flachen bzw. rinnenförmigen Aufrissen dar, welche sich zum achsparallelen Einbau
in den Resonator 5 eignen. Die Seite des trapezförmigen Ankoppelbandes 41, welche
die größere Breite besitzt wird dabei zur Erreichung der zweckdienlichen gemischt
kapazitiv-induktiven Kopplung mit der Koaxialbuchse 14 verbunden. In diesem Falle
weiden die beiden Innenleiteranschlüsse 13 der Koaxialbuchsen 14,15 dieselbe Länge
auf.
-
Eine weitere nicht näher dargestellte Ausgestaltung der Erfindung
gestattet eine Einstellung des Abstandes und/oder der Neigung (Winkel α) zur
Achse 17 zum Abgleich des gewünschten Verlaufs der Sperrtiefe. Eine einfache Maßnahme
ist, im Ankoppelband
12, 41 Bohrungen vorzusehen, durch welche
die Innenleiteranschlüße 13 der Koaxialbuchsen 14, 15 ragen. Durch Verschieben des
Ankoppelbandes 12, 41 auf den Innenleiteranschlüssen 13 kann dessen Lage justiert
werden. Eine Verlötung mit nachfolgendem Entfernen der überragenden Innenleiteranschlußstücke
fixiert die getroffene Einstellung. Ebenso kann das Ankoppelband 12, 41 federnd
mit den Innenleiteranschlüssen 13 verbunden sein und mittels isolierter Stellschrauben
von außen aus in die erforderliche Lage gebracht werden.
-
Um die Welligkeit der in den Resonator ein- und ausgeführten Ankoppelleitung
im Durchlaßbereich gering zu halten, kann das Ankoppelband 12, 41 gemäß Fig.4 z.B.
durch einen weiteren, parallel zur Innenwandung 51 des Hohlprofils 8 angeordneten
Steg 52 ergänzt werden, der die Anpassung der Ankoppelleitung verbessert, Abstand
und Form dieses Steges 52 können nach bekannten Regeln gestaltet werden.
-
Fig. 5 zeigt schließlich das Verhalten der Sperrdämpfung in Abhängigkeit
von der Frequenz. Man erkennt, daß bei der unteren, mittleren und höchsten Betriebsfrequenz
(480, 660, 860 MHz) gleichartiges Sperrverhalten erreichbar ist, wobei die 3 dB-Punkte
symmetrisch zum Dämpfungsmaximum liegen. Gleichartiges Sperrverhalten wird auch
mit geringen Abweichungen bei allen anderen Betriebsfrequenzen erzielt. Eine Sperrtiefervon
20 dB und jeweils + 1,2. MHz Abstand der 3 dB-Punkte ließ sich mit einem Aufbau
des erfindungsgemäßen Sperrfilters erreichen, wenn ein Hohlprofil 8 mit den Abmessungen
40 x 40 x 100 mm und ein Durchmesser des Rohrs 31 von 12 mm verwendet wurde.Filter
dieser Ausführung sind als Nachbarkanalsperre geeignet. Sie können selektiv zur
Sperrung des Bild- oder Tonträger des störenden Kanals eingesetzt werden. Durch
Serienschaltung zweier derartiger Filter kann sowohl der Bild- als auch der Tonträger
eines Nachbarkanals ausgesperrt werden, ohne daß eine wesentliche Dämpfung des Nutzkanals
auftritt.
-
Die Sperrtiefe (und damit der Abstand der 3 dB-Punkte) läßt sich durch
Annähern oder Entfernen des Ankoppelbandes 12,41 vom Innenleiter 10 in bestimmten
Grenzen einstellen, ohne daß dabei die Neigung des Ankoppelbandes oder seine Form
wesentlich verändert werden müssen.
-
-Patentansprüche-