DE69202967T2 - Elektrisches Hochfrequenzfilter mit beliebiger Ordnung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzfilter beliebiger Ordnung, das sich auf den Hochfrequenzbereich (HF, VHF, UHF) bezieht.
• Es ist insbesondere bei der Verwirklichung von radioelektrischen Sende-Empfangs-Einheiten anwendbar.
• Die Hochfrequenzfilter werden allgemein durch einen Zusammenbau von elektronischer. Steckbauteilen oder CMS-Bauteilen, mit CMS als Abkürzung von "Composants Montés en Surface = Oberflächenmontierte Bauteile", vom Kondensator-, Widerstands- oder Halbleitertyp, usw..., und von aus Draht um einen Kern oder einen Topf verwirklichten Spulen oder auch von auf ein Substrat gedruckten Spulen erhalten. In dem Fall, daß die Spulen aus Draht verwirklicht sind, entstehen aus dem heiklen manueller Verlegen sowie dem Zusammenbau auf einem Träger Nachteile. Überdies nimmt eine solche Lösung im Fall einer Schaltung mit Mehrfachspulen schnell viel Platz in Anspruch. Bei den auf ein Substrat gedruckten Spulen ist der Gütefaktor oder das Überspannungsverhältnis der Spule mit deren Volumen verknüpft. Dieses ist um so größer, je höher der Gütefaktor ist. Um jegliche Kopplung mit der äußeren Abschirmung zu verhindern, welche diese Schaltungen allgemein umgibt, ist ein Abstand zwischen der gedruckten Spule und dieser Abschirmung erforderlich, was den gesamten Platzbedarf der Schaltung weiter erhöht.
• Ziel der Erfindung ist es, die zuvor genannten Nachteile zu beseitigen.
• Hierzu schafft die Erfindung ein elektrisches Hochfrequenzfilter beliebiger Ordnung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einerseits eine oder mehrere Spulen, die durch einen einzigen, um eine gleiche Leiterplatte gewickelten Leiter gebildet sind, und andererseits kapazitive Bauteile enthält, die an der Leiterplatte befestigt und mit wenigstens einem ihrer Enden mit dem einzigen Leiter verbunden sind.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in dieser zeigen:
• - Fig. 1: eine Einzelspule, die einen Bestandteil eines erfindungsgemäßen Filters bildet;
• - Fig. 2: eine Serienschaltung zweier Spulen, die aneinanderliegend auf einer gleichen Isolierplatte angeordnet sind;
• - Fig. 3: eine Ausführungsform eines vollständigen Filters, das aus drei Spulen zusammengesetzt ist, die aus einem gleichen, um eine gedruckte Schaltung gewickelten Draht hervorgehen;
• - Fig. 4: eine von der in Fig. 1 dargestellten Spule abgeleitete Einzelspule, wobei der die Spule bildende Draht durch eine gedruckte Bahn ersetzt ist.
• Eine einen Bestandteil eines erfindungsgemäßen Filters bildende Einzelspule enthält nach Fig. 1 einen Kupferdraht 1, der in einem Raum um eine Isolierplatte 2 gewickelt ist, welcher Raum durch zwei an zwei gegenüberliegenden Rändern 2a bzw. 2b der Platte 2 eingebrachte Einschnitte 3a und 3b gebildet ist und sich in einer Richtung senkrecht zu den Ebenen der Windungen erstreckt, die durch den Kupferdraht 1 gebildet werden. Die so erhaltene Spule mit rechteckigem Querschnitt und geringer Dicke besitzt hauptsächlich den Vorteil, daß der Einfluß der auf dem Hochfrequenzgebiet üblicherweise verwendeten äußeren Abschirmungen auf das Überspannungsverhältnis maximal verringert wird. Andererseits ist das auf der Achse der Spule senkrecht zu der Ebene der Windungen ausgestrahlte Feld relativ schwach, und es ermöglicht es, wie durch die Ausführungsform der Fig. 2 gezeigt, Serienschaltungen mehrerer Spulen auf einer gleichen Platte 2 mit relativ geringen Gegeninduktivitäten in Betracht zu ziehen. Die Vorteile bestehen nun darin, daß die Berechnung und die Verwirklichung der passiven Hochfrequenzfilter wesentlich besser beherrschbar sind und deren Platzbedarf verringert ist.
• Ein weiterer Vorteil, der sich ebenfalls aus dem in Fig. 2 dargestellten Aufbau ergibt, besteht darin, daß dieser wie in Fig. 3 gezeigt die Verwirklichung von Filtern mit mehreren in Serie geschalteten Spulen mittels eines einzigen Drahts 1 ermöglicht, der in einem einzigen Arbeitsgang um eine Leiterplatte 2 gewickelt ist, wobei er über die Kontakte für eine Verbindung der Spulen mit den anderen zur Bildung des Filters erforderlichen Bauteilen C2, C4 der gedruckten Schaltung geführt ist. Wie in den Figuren 1 und 2 ist die Isolierplatte 2 bei jeder Spule vorteilhafterweise jeweils mit Einschnitten 3a, 3b von einer den erforderlichen Wicklungsraum definierenden Breite l und Höhen h versehen. Die Dicke e und die Höhe h der Platte 2, die Breite l des Einschnitts und die Windungszahl bestimmen den Wert der Induktivität jeder Spule. Gemäß Fig. 3 sind zur Bildung des Filters zwei Kondensatoren C2 und C4 auf die gedruckte Schaltung 2 aufgelötet. Metallisierte Bereiche 4, 5, 6 und 7 gestatten das Verbinden des Filters mit einer nicht dargestellten externen Träger-Leiterplatte.
• Die Erfindung ist natürlich nicht auf die soeben beschriebenen Filter beschränkt. Gemäß einer weiteren, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform kann der Draht 1 vorteilhafterweise durch eine die Platte 2 umgebende gedruckte Bahn 8 ersetzt sein. Die Windungen der Spule oder der Spulen können nun durch zwei geätzte Halbwindungen verwirklicht sein, wobei die eine auf der Vorderseite 10 der Platte 2 und die andere auf der Rückseite 11 der Platte 2 vorgesehen ist, und wobei die beiden Halbwindungen z. B. durch metallisierte Löcher 9 verbunden sind.
• Die Erfindung kann sich auf jedes andere Filter erstrecken, das eine Spule oder Spulen enthält, die mit den Frequenzbereichen HF, VHF und UHF kompatibel sind, indem für die Isolierplatte das am besten geeignete dielektrische Material verwendet wird: Polyimid, Teflon, usw.... Es ist auch möglich, auf einer gleichen gedruckten Schaltung zu der Filterungsfunktion komplementäre Funktionen vorzusehen, so wie: ein Eingang-Ausgang-Umschalten, ein Verstärken auf der Basis von CMS-Bauteilen, usw.... Es ist auch eine Serienschaltung mehrerer unterschiedlicher Filter in einem reduzierten Raum möglich. Natürlich ist es zur Anpassung der Abmessungen des Filters an die gewünschte Verlustleistung ratsam, die Abmessungen des Filters zu vergrößern, wohingegen diese für geringe Leistungen verringert werden können, indem der Durchmesser des Drahts oder die Breite der gedruckten Bahnen sowie die Abmessungen der Platte und der anderen, Bestandteile des Filters bildenden Bauteile verringert werden.

Claims (4)

1. Elektrisches Hochfrequenzfilter beliebiger Ordnung, dadurch gekennzeichnet, daß es einerseits eine oder mehrere Spulen, die durch einen Einzigen, um eine gleiche Leiterplatte (2) gewickelten Leiter (1; 8) gebildet sind, und andererseits kapazitive Bauteile enthält, die an der Leiterplatte (2) befestigt und mit wenigstens einem ihrer Enden mit dem einzigen Leiter (1; 8) verbunden sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen durch einen emaillierten Kupferdraht (1) gebildet sind, der in einem einzigen Arbeitsgang um die Leiterplatte (2) gewickelt ist, indem er über Kontakte für eine Verbindung mit den anderen, an der Leiterplatte befestigten Bauteilen des Filters geführt ist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (8) der Spule oder der Spulen aus zwei geätzten Halbwindungen gebildet sind, wobei die eine auf der Vorderseite (10) der Leiterplatte (2) und die andere auf der Rückseite (11) vorgesehen ist, und daß die beiden Halbwindungen (8) durch metallisierte Löcher (9) verbunden sind.

4. Filter nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einerseits an jedem Rand (2a, 2b) der Leiterplatte (2) eingebrachte Einschnitte (3a, 3b) aufweist, die den Raum für ein Verlegen der Spule oder der Spulen festlegen, und daß andererseits diese Einschnitte (2a, 2b) vorstehende Teile der Platte (2) bilden, durch die die äußeren Verbindungen mit dem Filter mittels metallisierter Bereiche (4, 5, 6, 7) hergestellt werden, die auf den vorstehenden Teilen geätzt sind.