EP1172881B1 - Mikrowellenfilter - Google Patents
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- EP1172881B1 EP1172881B1 EP01305922A EP01305922A EP1172881B1 EP 1172881 B1 EP1172881 B1 EP 1172881B1 EP 01305922 A EP01305922 A EP 01305922A EP 01305922 A EP01305922 A EP 01305922A EP 1172881 B1 EP1172881 B1 EP 1172881B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- coupling
- waveguide
- aperture
- cavity
- microwave filter
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
Definitions
- the present invention relates to a microwave filter specified in the preamble of claim type.
- a microwave filter is in the US-A-2,749,523 described.
- ⁇ corresponds to the waveguide wavelength at the filter center frequency.
- the passband of the microwave filter has relatively symmetrical properties with respect to the filter center frequency.
- the first coupling aperture and the second coupling aperture are shaped such that they have parallel first large coupling diaphragm axes, and the coupling waveguide has a cross section with a large coupling waveguide axis which runs parallel to the first large coupling diaphragm axes.
- the modes for example, H11n
- the modes are coupled via their magnetic field components, which are oriented parallel to the first large coupling diaphragm axis or the large coupling waveguide axis.
- Such wave types can be present as resonance wave types for the filter function as well as occur outside of the pass frequency band as spurious resonance.
- the coupling device further comprises a third coupling aperture associated with the first wall defining the first cavity and a fourth coupling aperture associated with the second wall defining the second cavity
- the third coupling aperture and the fourth coupling aperture by one further coupling waveguide are connected, and the further coupling waveguide has a length of approximately (2n + 1) ⁇ / 4
- two independent ⁇ / 4 couplings are made possible by the respective configuration of the coupling diaphragm and the coupling waveguide, the respective coupling to corresponding polarized wave types can be adjusted
- the third coupling diaphragm and the fourth coupling diaphragm are shaped such that they have parallel second large coupling diaphragm axes, and that the further coupling waveguide has a cross section with a further large coupling waveguide axis which is parallel runs to the second large coupling aperture axes.
- wave types are coupled via their magnetic field components, which are oriented parallel to the second large coupling aperture axes and the other large coupling waveguide axis.
- the large coupling waveguide axis and the other large coupling waveguide axis are arranged perpendicular to each other.
- one ⁇ / 4 coupling couples only the vertically polarized (H11n) modes
- the other ⁇ / 4 coupling couples only the degenerate horizontally polarized (H11n) modes.
- the first cavity and / or the second cavity may be bounded by the walls of a resonator.
- first coupling diaphragm and / or the second coupling diaphragm is arranged on an end face of a resonator. This is especially true when the corresponding adjacent end faces are aligned in parallel.
- the third coupling diaphragm and / or the fourth coupling diaphragm is arranged on an end face of a resonator.
- At least one resonator may be a round resonator and / or at least one resonator may be a rectangular resonator. Furthermore, it is conceivable that at least one resonator is an elliptical resonator.
- At least one resonator is completely or partially filled with dielectric and / or ferroelectric materials.
- the coupling waveguide and the other coupling waveguide are preferably formed by rectangular waveguide or elliptical waveguide, since they have the mentioned major axes.
- the coupling factor tuning means are preferably provided, which may be formed by at least one tuning screw, preferably at least one tuning means in the coupling waveguide and / or a tuning means extends into the further coupling waveguide.
- the alignment of the tuning means is, in particular when it comes to tuning screws, chosen such that the tuning means extends perpendicular to the large coupling waveguide axis and / or the other large coupling waveguide axis. If the tuning means are formed by tuning screws, the coupling factor can be easily adjusted by turning the appropriate tuning screw.
- FIG. 1 shows a side view of a first embodiment of the microwave filter according to the invention.
- a first cavity 1 and a second cavity 5 form two round resonators.
- the coupling device comprises in this Embodiment, a first coupling panel 2, which is assigned to a first end wall defining the first cavity 1, a second coupling panel 4, which is associated with a second end wall, which limits the second cavity 5, and a coupling waveguide 3, in the illustrated case by a Rectangular waveguide is formed.
- the coupling waveguide 3 connects the first coupling diaphragm 2 and the second coupling diaphragm 4.
- the length of the coupling waveguide designated by 3 is approximately ⁇ / 4, where ⁇ is the waveguide wavelength of the coupling waveguide at the filter frequency, preferably the filter center frequency.
- FIG. 2 shows a sectional view taken along in FIG FIG. 1 marked section line AA.
- FIG. 2 It can be seen that the first coupling panel 2 in this embodiment has a rectangular shape.
- the in FIG. 2 Coupling waveguide indicated by the dashed line likewise has a rectangular cross section, that is to say it is a rectangular waveguide which is arranged symmetrically with respect to the first diaphragm 2.
- corresponding tuning means for example in the form of one or more tuning screws, provide, with which the coupling factor can be adjusted accordingly.
- FIG. 3 is a side sectional view of a second embodiment of the microwave filter according to the invention.
- a first cavity 10 and a second cavity 50 constitute two round physical resonators.
- Two independent ⁇ / 4 couplings are provided.
- the first ⁇ / 4 coupling is defined by a first coupling aperture 20 associated with a first wall defining the first cavity 10, a second coupling aperture 40 associated with a second wall defining the second cavity 50, and a coupling waveguide 30 formed.
- the coupling waveguide 30 connects the first coupling diaphragm 20 and the second coupling diaphragm 40.
- the second ⁇ / 4 coupling is a fourth coupling diaphragm 90, that of the second wall, through a third coupling diaphragm 70 associated with the first wall defining the first cavity is assigned, which limits the second cavity 50 and a further coupling waveguide 80 is formed.
- the coupling waveguide 80 connects the third coupling diaphragm 70 with the fourth coupling diaphragm 90 FIG. 3 not shown, both the length of the coupling waveguide 30 and the length of the coupling waveguide 80 is approximately (2n + 1) ⁇ / 4, where ⁇ again corresponds to the waveguide wavelength at the filter frequency, preferably the filter center frequency.
- FIG. 4 shows a sectional view of the second embodiment of the microwave filter according to the invention along the in FIG. 3 drawn section line BB.
- the coupling waveguide 30 and the further coupling waveguide 80 are in the in the FIGS. 3 and 4 illustrated embodiment formed by rectangular waveguide, as shown in particular by the dashed lines in FIG. 4 can be seen. Due to the rectangular shape, the first coupling diaphragm 20 and the second coupling diaphragm 40 have first large coupling diaphragm axes.
- the coupling waveguide 30 in the form of a rectangular waveguide has a first large waveguide axis, which runs parallel to the first large coupling diaphragm axes.
- the third coupling aperture 70 and the fourth coupling aperture 90 have a rectangular shape so as to have parallel second large coupling aperture axes.
- the further coupling waveguide 80 in the form of a rectangular waveguide has a further large coupling waveguide axis, which runs parallel to the second large coupling diaphragm axes.
- the large coupling waveguide axis and the other large coupling waveguide axis perpendicular to each other.
- the ⁇ / 4 coupling formed by the first coupling diaphragm 20, the second coupling diaphragm 40 and the coupling waveguide 30 exclusively couples the vertically polarized (H11n) shaft types.
- the coupled formed by the third coupling aperture 70, the fourth coupling aperture 90 and the other coupling waveguide 80 ⁇ / 4 coupling only the degenerate horizontally polarized (H11n) wave types.
- Parasitic couplings of other types of waves for example resonance modes (for example E01n wave types), which are used for filter function as well as disturbing wave types which lie outside the passband, are also suppressed in this embodiment, provided that they do not have corresponding (parallel magnetic) field components in the region of Have coupling aperture. Therefore, a very good Fernabseletechnisch can be achieved in this embodiment with two independent ⁇ / 4 couplings.
- tuning means in the form of two tuning screws 60, 100 are provided.
- the tuning screw 60 extends adjustably into the coupling waveguide 30, perpendicular to its large coupling waveguide axis.
- a tuning screw 100 extends into the further coupling waveguide 80, likewise perpendicular to the large axis of this further coupling waveguide 80.
- one or more of the coupling panels 2, 4; 20, 40 have any contour, for example rectangular with rounded corners, elliptical, round, and so on.
- rectangular waveguides with rounded corners or elliptical waveguides are conceivable.
- the cross-sectional dimensions of these coupling waveguides are preferably chosen such that only the fundamental mode is propagatable while the cut-off frequency of the next higher orthogonal polarized mode is substantially higher than the center frequency of the filter passband.
- the present invention is not limited to frontally coupled round resonators, but also embodiments with lateral coupling are conceivable.
- microwave filters with rectangular, elliptical and other Resonatoraus exiten are conceivable.
- One or more of the resonators may be wholly or partially filled with dielectric or ferromagnetic materials as needed.
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art. Ein derartiges Mikrowellenfilter ist in der
US-A-2 749 523 beschrieben. - Beispiele für gattungsgemäße Mikrowellenfilter sind beispielsweise beschrieben in "A Four-Cavity Elliptic Waveguide Filter, A.E. Williams, IEEE Transactions on Microwave Theory and Tech., Dezember 1970, Seiten 1109 ff.". Die gattungsgemäßen Mikrowellenfilter nutzen mehrere entartete Wellentypen für die Realisierung von Filterncharakteristika. Die Kopplungen zwischen Wellentypen, die sich in benachbarten Hohlräumen befinden, werden bei den bekannten Filtern durch eine oder mehrere Blenden realisiert, die in einer zwei Hohlräume begrenzenden Zwischenwand vorgesehen sind. Durch derartige Blenden erfolgt jedoch nicht nur die gewünschte Kopplung zwischen zwei vorgesehenen Wellentypen, sondern es werden auch weitere parasitäre Kopplungen zwischen anderen orthogonalen Wellentypen hervorgerufen, die ebenfalls für die Realisierung der Filterfunktion verwendet werden. Weiterhin werden auch unerwünschte Kopplungen von anderen störenden Wellentypen hervorgerufen, die außerhalb des Filterdurchlassbandes existieren beziehungsweise resonieren und damit die Selektionseigenschaften nachteilig beeinflussen.
- Um diese unerwünschten Kopplungen beziehungsweise die dadurch hervorgerufenen Effekte zu verringern ist es aus der
DE-3813812 bereits bekannt, eine bevorzugte Kopplung der gewünschten Wellentypen dadurch zu erreichen, dass speziell geformte Blenden verwendet werden, die beispielsweise eine Schlitzform aufweisen, oder dadurch, dass die Position der Blenden in der die benachbarten Hohlräume begrenzenden Zwischenwand derart gewählt wird, dass die orthogonalen Wellentypen im Bereich der Blenden unterschiedliche Feldstärken aufweisen. Durch diese Maßnahmen können die parasitären Kopplungen zwar in gewissem Umfang gegenüber der gewünschten Kopplung reduziert werden, die parasitären Kopplungen wirken sich jedoch immer noch nachteilig aus. Sie beeinträchtigen insbesondere die sogenannte Fernabselektion, unterhalb und oberhalb des Durchlassbandes in einem Abstand vom Durchlassband, der größer als das Vierfache der jeweiligen Filterbandbreite ist. Aus diesem Grund können Selektionen von > 80 dB mit bekannten Mikrowellenfiltern, die eine geringe Anzahl von Hohlräumen aufweisen, nicht erreicht werden. - Bei den bekannten Mikrowellenfiltern kann die Beeinträchtigung des Fernabselektionsverhaltens durch störende Wellentypen, die außerhalb des Durchlassbandes existenzfähig sind, nur in unbefriedigender Weise eingeschränkt werden. Die Ursache hierfür besteht insbesondere darin, dass durch die Wahl der Blendenform und -position überwiegend nur der Realisierung der gewünschten Filterfunktion Rechnung getragen werden kann.
- Bei dem aus der
US-A-2 749 523 bekannten Mikrowellenfilter der eingangs genannten Art ist der ersten und der zweiten Wand jeweils nur eine Koppelblende zugeordnet. - Bei einem aus der
US-A-5 268 659 bekannten Mikrowellenfilter sind zwei Wellenleiterabschnitte über einen kleinen rechteck- oder kreiszylindrischen Wellenleiterabschnitt miteinander gekoppelt. - In der
FR-2 749 107 - Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen, in den Ansprüchen angegebenen Wellenfilter vorgesehen ist, dass die Koppeleinrichtung wenigstens eine zweite Koppelblende umfasst, die einer zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum begrenzt, dass die erste Koppelblende und die zweite Koppelblende durch einen Koppelhohlleiter verbunden sind, und dass der Koppelhohlleiter eine Länge von ungefähr (2n+1)λ/4, mit n=0,1,2,3..., aufweist, wobei λ die Hohlleiterwellenlänge des Koppelhohlleiters bei der Filterfrequenz ist, können parasitäre Kopplungen sowohl von anderen orthogonalen Wellentypen als auch von unerwünschten störenden Wellentypen nahezu vermieden werden. Dadurch werden sehr gute Fernabselektionseigenschaften erreicht. Beispielsweise ist es auch mit Mikrowellenfiltern, die nur eine geringe Anzahl von Hohlräumen aufweisen, möglich, Werte > 80 dB zu erzielen. Dadurch, dass der Koppelhohlleiter die durch dessen Geometrie bestimmte Koppelhohlleiterwellenlänge von (2n+1)λ/4 aufweist, wird weiterhin eine optimale Energieübertragung ermöglicht.
- Vorzugsweise entspricht λ der Hohlleiterwellenlänge bei der Filtermittenfrequenz. Bei einer derartigen Wahl von λ weist der Durchlassbereich des Mikrowellenfilters bezüglich der Filtermittenfrequenz relativ symmetrische Eigenschaften auf.
- Die erste Koppelblende und die zweite Koppelblende sind derart geformt, dass sie parallele erste große Koppelblendenachsen aufweisen, und der Koppelhohlleiter weist einen Querschnitt mit einer großen Koppelhohlleiterachse auf, die parallel zu den ersten großen Koppelblendenachsen verläuft. Bei einer derartigen Geometrie werden die Wellentypen (zum Beispiel H11n) über ihre magnetischen Feldkomponenten gekoppelt, die parallel zu den ersten großen Koppelblendenachse beziehungsweise der großen Koppelhohlleiterachse orientiert sind. Durch die Verwendung von zwei Koppelblenden und der aperiodischen Dämpfung der orthogonalen Polarisation im Koppelhohlleiter werden parasitäre Kopplungen orthogonaler Wellentypen (zum Beispiel H11n) nahezu vollständig unterdrückt. Weiterhin werden Kopplungen aller Wellentypen, die über deren senkrecht zur Öffnung orientierte elektrische Feldkomponenten miteinander koppeln würden (zum Beispiel E01n), unterbunden. Derartige Wellentypen können sowohl als Resonanzwellentypen für die Filterfunktion vorhanden sein, als auch außerhalb des Durchlassfrequenzbandes als Störresonanz auftreten.
- In dem die Koppeleinrichtung weiterhin eine dritte Koppelblende, die der ersten Wand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum begrenzt, und eine vierte Koppelblende umfasst, die der zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum begrenzt, die dritte Koppelblende und die vierte Koppelblende durch einen weiteren Koppelhohlleiter verbunden sind, und der weitere Koppelhohlleiter eine Länge von ungefähr (2n+1)λ/4 aufweist, werden zwei unabhängige λ/4-Kopplungen ermöglicht, wobei durch die jeweilige Ausgestaltung der Koppelblenden und der Koppelhohlleiter die jeweilige Kopplung an entsprechend polarisierte Wellentypen angepasst werden kann
- Um unabhängige λ/4-Kopplungen einsetzen zu Können, ist vorgesehen, dass die dritte Koppelblende und die vierte Koppelblende derart geformt sind, dass sie parallele zweite große Koppelblendenachsen aufweisen, und dass der weitere Koppelhohlleiter einen Querschnitt mit einer weiteren großen Koppelhohlleiterachse aufweist, die parallel zu den zweiten großen Koppelblendenachsen verläuft. Je nach Ausrichtung der zweiten großen Koppelblendenachsen und der weiteren großen Koppelhohlleiterachse werden Wellentypen über ihre magnetischen Feldkomponenten gekoppelt, die parallel zu den zweiten großen Koppelblendenachsen und der weiteren großen Koppelhohlleiterachse orientiert sind.
- Die große Koppelhohlleiterachse und die weitere große Koppelhohlleiterachse sind senkrecht zueinander angeordnet. Bei diesen zwei unabhängigen λ/4-Kopplungen koppelt die eine λ/4-Kopplung ausschließlich die vertikal polarisierten (H11n) Wellentypen, während die andere λ/4-Kopplung nur die entarteten horizontal polarisierten (H11n) Wellentypen koppelt.
- Der erste Hohlraum und/oder der zweite Hohlraum können von den Wänden eines Resonators begrenzt sein.
- In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die erste Koppelblende und/oder die zweite Koppelblende an einer Stirnseite eines Resonators angeordnet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die entsprechenden benachbarten Stirnseiten parallel ausgerichtet sind.
- Ebenso kann vorgesehen sein, dass die dritte Koppelblende und/oder die vierte Koppelblende an einer Stirnseite eines Resonators angeordnet ist.
- Zumindest ein Resonator kann ein Rundresonator sein und/oder zumindest ein Resonator kann ein rechteckiger Resonator sein. Weiterhin ist es denkbar, dass zumindest ein Resonator ein elliptischer Resonator ist.
- Um die Wellenausbreitung innerhalb eines Resonators zu beeinflussen kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Resonator ganz oder teilweise mit dielektrischen und/oder ferroelektrischen Materialien gefüllt ist.
- Um die Koppeleigenschaften durch die Anordnung der großen Achsen entsprechend beeinflussen zu können sind der Koppelhohlleiter und der weitere Koppelhohlleiter vorzugsweise durch Rechteckhohlleiter oder elliptische Hohlleiter gebildet, da diese die erwähnten großen Achsen aufweisen.
- Zur Abstimmung des Koppelfaktors sind vorzugsweise Abstimmmittel vorgesehen, die durch wenigstens eine Abstimmschraube gebildet sein können, wobei sich vorzugsweise zumindest ein Abstimmmittel in den Koppelhohlleiter und/oder ein Abstimmmittel in den weiteren Koppelhohlleiter erstreckt.
- Die Ausrichtung der Abstimmmittel ist, insbesondere wenn es sich um Abstimmschrauben handelt, derart gewählt, dass sich die Abstimmmittel senkrecht zu der großen Koppelhohlleiterachse und/oder der weiteren großen Koppelhohlleiterachse erstreckt. Wenn die Abstimmmittel durch Abstimmschrauben gebildet sind kann der Koppelfaktor in einfacher Weise durch ein Verdrehen der entsprechenden Abstimmschraube eingestellt werden.
- Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch das erfindungsgemäße Mikrowellenfilter sowohl Kopplungen der orthogonalen Wellentypen, als auch aller Wellentypen, die über deren elektrische Feldkomponente koppeln würden, nahezu unterbunden werden können. Auf diese Weise wird eine wesentlich bessere Fernabselektionseigenschaft als bei den bekannten Filtern erzielt.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert.
- Es zeigen:
-
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters in einer Seitenansicht; -
Figur 2 eine Schnittansicht der inFigur 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters entlang der inFigur 1 kenntlich gemachten Schnittlinie A-A; -
Figur 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters in einer Seiten-Schnittansicht; und -
Figur 4 eine Schnittansicht der inFigur 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters entlang der inFigur 3 kenntlich gemachten Schnittlinie B-B. -
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters. Ein erster Hohlraum 1 und ein zweiter Hohlraum 5 bilden zwei Rundresonatoren. Die Koppeleinrichtung umfasst bei dieser Ausführungsform eine erste Koppelblende 2, die einer ersten Stirnwand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum 1 begrenzt, eine zweite Koppelblende 4, die einer zweiten Stirnwand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum 5 begrenzt, und einen Koppelhohlleiter 3, der im dargestellten Fall durch einen Rechteckhohlleiter gebildet ist. Der Koppelhohlleiter 3 verbindet die erste Koppelblende 2 und die zweite Koppelblende 4. Im dargestellten Fall beträgt die Länge des mit 3 bezeichneten Koppelhohlleiters etwa λ/4, wobei λ die Hohlleiterwellenlänge des Koppelhohlleiters bei der Filterfrequenz, vorzugsweise der Filtermittenfrequenz ist. Die Länge des Koppelhohlleiters 3 ist nicht auf λ/4 beschränkt, sondern es sind alle Längen einsetzbar, die über die Beziehung (2n+1)λ/4, mit n=0,1,2,3..., erhalten werden. Durch die inFigur 1 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters können die gewünschten Wellentypen, die in den benachbarten Hohlräumen 1, 5 vorhanden sind, gekoppelt werden, während eine Kopplung weiterer orthogonaler Wellentypen, die in diesen Hohlräumen für die Filterfunktion ausgenutzt werden, nahezu unterbunden wird. -
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der inFigur 1 gekennzeichneten Schnittlinie A-A.Figur 2 ist zu entnehmen, dass die erste Koppelblende 2 bei dieser Ausführungsform eine rechteckige Form aufweist. Der inFigur 2 durch die gestrichelte Linie angedeutete Koppelhohlleiter weist dabei ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt auf, das heißt es handelt sich um einen Rechteckhohlleiter, der symmetrisch zu der ersten Blende 2 angeordnet ist. - Obwohl dies in den
Figuren 1 und 2 nicht dargestellt ist, ist es auch bei dieser Ausführungsform denkbar, entsprechende Abstimmmittel, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Abstimmschrauben, vorzusehen, mit denen der Koppelfaktor entsprechend angepasst werden kann. -
Figur 3 ist eine Seiten-Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters. Ein erster Hohlraum 10 und ein zweiter Hohlraum 50 stellen zwei physikalische Rundresonatoren dar. Bei der Ausführungsform gemäßFigur 3 sind zwei unabhängige λ/4-Kopplungen vorgesehen. Die erste λ/4-Kopplung ist durch eine erste Koppelblende 20, die einer ersten Wand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum 10 begrenzt, eine zweite Koppelblende 40, die einer zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum 50 begrenzt, und einen Koppelhohlleiter 30 gebildet. Der Koppelhohlleiter 30 verbindet die erste Koppelblende 20 und die zweite Koppelblende 40. Die zweite λ/4-Kopplung ist durch eine dritte Koppelblende 70, die der ersten Wand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum begrenzt, eine vierte Koppelblende 90, die der zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum 50 begrenzt und einen weiteren Koppelhohlleiter 80 gebildet. Der Koppelhohlleiter 80 verbindet die dritte Koppelblende 70 mit der vierten Koppelblende 90. Obwohl dies inFigur 3 nicht eingezeichnet ist, beträgt sowohl die Länge des Koppelhohlleiters 30 als auch die Länge des Koppelhohlleiters 80 ungefähr (2n+1)λ/4, wobei λ wiederum der Hohlleiterwellenlänge bei der Filterfrequenz, vorzugsweise der Filtermittenfrequenz entspricht. -
Figur 4 zeigt eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrowellenfilters entlang der inFigur 3 eingezeichneten Schnittlinie B-B. - Anhand der
Figuren 3 und 4 ist die gegenseitige Lage der ersten Koppelblende 20, der zweiten Koppelblende 40, der dritten Koppelblende 70 und der vierten Koppelblende 90 zu erkennen. Der Koppelhohlleiter 30 und der weitere Koppelhohlleiter 80 sind bei der in denFiguren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform durch Rechteckhohlleiter gebildet, wie dies insbesondere anhand der gestrichelten Linien inFigur 4 zu erkennen ist. Durch die rechteckige Form weisen die erste Koppelblende 20 und die zweite Koppelblende 40 erste große Koppelblendenachsen auf. Der Koppelhohlleiter 30 in Form eines Rechteckhohlleiters weist eine erste große Hohlleiterachse auf, die parallel zu den ersten großen Koppelblendenachsen verläuft. In ähnlicher Weise weisen die dritte Koppelblende 70 und die vierte Koppelblende 90 eine rechteckige Form auf, so dass sie parallele zweite große Koppelblendenachsen aufweisen. Auch der weitere Koppelhohlleiter 80 in Form eines Rechteckhohlleiters weist eine weitere große Koppelhohlleiterachse auf, die parallel zu den zweiten großen Koppelblendenachsen verläuft. Bei der in denFiguren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform verlaufen die große Koppelhohlleiterachse und die weitere große Koppelhohlleiterachse senkrecht zueinander. - Die durch die erste Koppelblende 20, die zweite Koppelblende 40 und den Koppelhohlleiter 30 gebildete λ/4-Kopplung koppelt ausschließlich die vertikal polarisierten (H11n) Wellentypen. Im Gegensatz hierzu koppelt die durch die dritte Koppelblende 70, die vierte Koppelblende 90 und den weiteren Koppelhohlleiter 80 gebildete λ/4-Kopplung nur die entarteten horizontal polarisierten (H11n) Wellentypen. Parasitäre Kopplungen anderer Wellentypen, beispielsweise Resonanzwellentypen (zum Beispiel E01n-Wellentypen), die zur Filterfunktion herangezogen werden, sowie störende Wellentypen, die außerhalb des Durchlassbandes liegen, werden auch bei dieser Ausführungsform unterdrückt, sofern sie keine entsprechenden (parallele magnetische) Feldkomponenten im Bereich einer Koppelblende aufweisen. Daher kann auch bei dieser Ausführungsform mit zwei unabhängigen λ/4-Kopplungen eine sehr gute Fernabselektion erreicht werden.
- Bei der in den
Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform sind Abstimmmittel in Form von zwei Abstimmschrauben 60, 100 vorgesehen. Die Abstimmschraube 60 erstreckt sich einstellbar in den Koppelhohlleiter 30, und zwar senkrecht zu dessen großer Koppelhohlleiterachse. In ähnlicher Form erstreckt sich eine Abstimmschraube 100 in den weiteren Koppelhohlleiter 80, ebenfalls senkrecht zur großen Achse dieses weiteren Koppelhohlleiters 80. - Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es denkbar, dass eine oder mehrere der Koppelblenden 2, 4; 20, 40 eine beliebige Kontur aufweisen, beispielsweise rechteckig mit abgerundeten Ecken, elliptisch, rund, und so weiter. Gleiches gilt für den Koppelhohlleiter 3 und den weiteren Koppelhohlleiter 80. Diese müssen nicht zwingend als Rechteckhohlleiter vorliegen. Beispielsweise sind Rechteckhohlleiter mit abgerundeten Ecken oder elliptische Hohlleiter denkbar. Um die guten Selektionseigenschaften zu erzielen, werden die Querschnittsabmessungen dieser Koppelhohlleiter vorzugsweise derart gewählt, dass nur der Grundwellentyp ausbreitungsfähig ist, während die Grenzfrequenz des nächsthöheren orthogonal polarisierten Wellentyps wesentlich höher ist als die Mittenfrequenz des Filterdurchlassbandes.
- Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf stirnseitig gekoppelte Rundresonatoren beschränkt, sondern es sind auch Ausführungsformen mit seitlicher Ankopplung denkbar.
- Alternativ sind auch Mikrowellenfilter mit rechteckigen, elliptischen und anderen Resonatorausführungen denkbar. Einer oder mehrere der Resonatoren können bei Bedarf ganz oder teilweise mit dielektrischen oder ferromagnetischen Materialien gefüllt sein.
- Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Claims (16)
- Mikrowellenfilter mit einem ersten Hohlraum (1;10), mit wenigstens einem zweiten Hohlraum (5; 50), und mit einer Koppeleinrichtung, die zumindest einen in dem ersten Hohlraum (1; 10) vorhandenen Wellentyp mit zumindest einem in dem zweiten Hohlraum (5; 50) vorhandenen Wellentyp koppelt, wobei die Koppeleinrichtung wenigstens eine erste Koppelblende (2; 20) umfasst, die einer ersten Wand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum (1; 10) begrenzt, die Koppeleinrichtung wenigstens eine zweite Koppelblende (4; 40) umfasst, die einer zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum (5; 50) begrenzt, die erste Koppelblende (2; 20) und die zweite Koppelblende (4; 40) durch einen Koppelhohlleiter (3; 30) verbunden sind, der Koppelhohlleiter (3; 30) eine Länge von ungefähr (2n+1) λ /4, mit n=0,1,2,3..., aufweist, wobei λ die Hohlleiterwellenlänge des Koppelhohlleiters bei der Filterfrequenz ist, die erste Koppelblende (2; 20) und die zweite Koppelblende (4; 40) derart geformt sind, dass sie parallele erste große Koppelblendenachsen aufweisen, und der Koppelhohlleiter (3; 30) einen Querschnitt mit einer großen Koppelhohlleiterachse aufweist, die parallel zu den ersten großen Koppelblendenachsen verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Koppeleinrichtung weiterhin eine dritte Koppelblende (70) umfasst, die der ersten Wand zugeordnet ist, die den ersten Hohlraum (10) begrenzt, und eine vierte Koppelblende (90) umfasst, die der zweiten Wand zugeordnet ist, die den zweiten Hohlraum (50) begrenzt, dass die dritte Koppelblende (70) und die vierte Koppelblende (90) durch einen weiteren Koppelhohlleiter (80) verbunden sind, dass der weitere Koppelhohlleiter (80) eine Länge von ungefähr (2n+1) λ/4 aufweist, dass die dritte Koppelblende (70) und die vierte Koppelblende (90) derart geformt sind, dass sie parallele zweite große Koppelblendenachsen aufweisen, dass der weitere Koppelhohlleiter (80) einen Querschnitt mit einer weiteren großen Koppelhohlleiterachse aufweist, die parallel zu den zweiten großen Koppelblendenachsen verläuft, und dass die große Koppelhohlleiterachse und die weitere große Koppelhohlleiterachse senkrecht zueinander angeordnet sind. - Mikrowellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiterwellenlänge des Koppelhohlleiters bei der Filtermittenfrequenz ist.
- Mikrowellenfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hohlraum (1; 10) und/oder der zweite Hohlraum (5; 50) einen Resonator bildet.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Koppelblende (2;20) und/oder die zweite Koppelblende (4; 40) jeweils an einer Stirnseite eines Resonators angeordnet ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Koppelblende (70) und/oder die vierte Koppelblende (90) jeweils an einer Stirnseite eines Resonators angeordnet ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (1,5; 10,50) ein Rundresonator ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (1,5; 10,50) ein rechteckiger Resonator ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (1,5;10,50) ein elliptischer Resonator ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (1,5;10,50) ganz oder teilweise mit dielektrischen und/oder ferroelektrischen Materialien gefüllt ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelhohlleiter (3; 30) und/oder der weitere Koppelhohlleiter (80) durch einen Rechteckhohlleiter gebildet ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelhohlleiter (3; 30) und/oder der weitere Koppelhohlleiter (80) durch einen elliptischen Hohlleiter gebildet ist.
- Mikrowellenfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstimmung der Kopplung Abstimmmittel (60, 100) vorgesehen sind.
- Mikrowellenfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmmittel (60, 100) durch wenigstens eine Abstimmschraube (60; 100) gebildet sind.
- Mikrowellenfilter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Abstimmmittel (60) in den Koppelhohlleiter (3; 30) erstreckt, und/oder dass sich zumindest ein Abstimmmittel (100) ein den weiteren Koppelhohlleiter (80) erstreckt.
- Mikrowellenfilter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Abstimmmittel (60) senkrecht zu der großen Koppelhohlleiterachse des ersten Koppelhohlleiters in den ersten Koppelhohlleiter (3; 30) erstreckt.
- Mikrowellenfilter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Abstimmmittel (100) senkrecht zu der weiteren großen Koppelhohlleiterachse des weiteren Koppelhohlleiters in den weiteren Koppelhohlleiter (80) erstreckt.
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