FR2539933A1 - Switchable filter for microwaves - Google Patents

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FR2539933A1
FR2539933A1 FR8301070A FR8301070A FR2539933A1 FR 2539933 A1 FR2539933 A1 FR 2539933A1 FR 8301070 A FR8301070 A FR 8301070A FR 8301070 A FR8301070 A FR 8301070A FR 2539933 A1 FR2539933 A1 FR 2539933A1
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FR
France
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lines
filter
filter according
microwave
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Withdrawn
Application number
FR8301070A
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French (fr)
Inventor
Jean Lacombe
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • H01P1/2039Galvanic coupling between Input/Output

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

Switchable filter for microwaves. Filter produced on a dielectric material substrate 29 whose other face is covered with an earth plane 31. It includes first 3, 5, 7, 9 and second 11, 13, 15 elements produced in the form of microwave strip lines, diodes of the PIN type 23, 25, 27, means 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45 for controlling the diodes, in which means the second elements 11, 13, 15 may be connected to the first elements 3, 5, 7, 9 via the diodes 23, 25, 27, it being possible to establish or eliminate these connections with the aid of the control means. Application to systems with variable transfer functions operating in the microwave region.

Description

FILTRE COMMUTABLE POUR MICRO- NDES
La présente invention concerne les filtres commutables pour micro-ondes. Elle concerne plus précisément les filtres utilisés pour les longueurs d'ondes centimétriques dont la fonction de transfert peut être modifiée à l'aide d'un signal électrique auxiliaire applique sur une entrée spéciale prévue à cet effet.
SWITCHABLE FILTER FOR MICRODEVES
The present invention relates to switchable microwave filters. It relates more precisely to the filters used for the centimeter wavelengths whose transfer function can be modified using an auxiliary electrical signal applied to a special input provided for this purpose.

De tels filtres peuvent être utilisés, à titre d'exemple, dans des systèmes d'émission ou de réception à large bande dans lesquelles seule une partie de la bande est exploitée à un instant donné. Such filters can be used, for example, in broadband transmission or reception systems in which only part of the band is used at a given time.

En limitant la bande à sa partie utile de tels filtres réduisent le niveau de bruit et éliminent le cas échéant les harmoniques du signal transmis, en particulier le second harmonique généralement en gendré par les différentes fonctions constituant les systèmes de transmission fonctionnant dans le domaine des hyperfréquences.By limiting the band to its useful part, such filters reduce the noise level and, if necessary, eliminate the harmonics of the transmitted signal, in particular the second harmonic generally in gender by the different functions constituting the transmission systems operating in the microwave domain. .

Une technique connue consiste à utiliser des éléments de type "YIG" (de langlo-saxon: Yttrium Iron Carnet, c'est-à-dire des éléments à base de grenats d'yttrium et de fer) comme éléments de liaison entre des lignes de transmission micro-ondes à ruban("microstrip"). Ce sont des matériaux présentant une fréquence de résonance dont la valeur est fonction de leur état de magnétisation. A known technique consists in using elements of the "YIG" type (from langlo-saxon: Yttrium Iron Carnet, that is to say elements based on yttrium and iron garnets) as connecting elements between lines ribbon microwave transmission ("microstrip"). These are materials with a resonant frequency, the value of which depends on their state of magnetization.

Des électro-aimants excités par le signal de commutation magnetisent les YIG à un niveau prédéterminé pour obtenir la fonction de transfert désirée. Parmi les inconvénients de cette technique il faut citer :
- I'encombrement et le poids du filtre en raison de la présence du ou des électro-aimants,
- les pertes d'insertion sont élevées en raison de la valeur importante de la partie résistive des YIG au moment de la résonance,
- les YIG introduisent des variations d'impédance importantes créant des réflexions et des taux d'ondes stationnaires élevés,
- la constante de temps propre du ou des électro-aimants est élevée (temps de commutation supérieur à 10 millisecondes),
- la présence d'électro-aimants s'oppose à la réalisation d'un
filtre intégré en technologie microélectronique,
- la magnétisation des YIG doit être ajustée avec- précision,
- les organes de commande des électro-aimants sont com
plexes et volumineux,
- l'ensemble de par son volume est mal adapté à une utilisation
dans les systèmes embarqués.
Electromagnets energized by the switching signal magnetize the YIGs to a predetermined level to achieve the desired transfer function. The disadvantages of this technique include:
- the size and weight of the filter due to the presence of the electromagnet (s),
- the insertion losses are high due to the large value of the resistive part of the YIGs at the time of resonance,
- the YIGs introduce significant impedance variations creating reflections and high standing wave rates,
- the proper time constant of the electromagnet (s) is high (switching time greater than 10 milliseconds),
- the presence of electromagnets prevents the creation of a
integrated filter in microelectronic technology,
- the magnetization of the YIGs must be adjusted with precision,
- the control elements of the electromagnets are com
plexes and bulky,
- the whole by its volume is ill-suited to use
in embedded systems.

Une autre technique connue consiste à utiliser des commuta
teurs électroniques permettant d'aiguiller le signal dans deux directions au choix. Un premier commutateur placé à l'entrée du filtre et fonctionnant en synchronisme avec un second commutateur placé à la sortie permet de faire transiter le signal au choix dans deux
filtres séparés ayant des fonctions de transfert différentes et
prédéterminées.Cette technique présente aussi un certain nombre
d'inconvénients parmi lesquels il faut mentionner:
- des pertes d'insertion élevées dues à la présence de deux
commutateurs en série,
- un taux d'ondes stationnaires élevé introduit par ces com
mutateurs,
- une duplication totale des filtres conduisant à un mauvais
facteur d'exploitation, l'un des filtres n'étant pas utilisé à un instant quelconque,
- une surface d'intégration importante due à l'existence de
deux filtres et de deux commutateurs.
Another known technique consists in using commuta
electronic sensors to route the signal in two directions. A first switch placed at the input of the filter and operating in synchronism with a second switch placed at the output makes it possible to transmit the signal as desired in two
separate filters with different transfer functions and
This technique also has a number of
disadvantages among which we must mention:
- high insertion losses due to the presence of two
switches in series,
- a high standing wave rate introduced by these com
mutators,
- total duplication of filters leading to poor
operating factor, one of the filters not being used at any time,
- a large integration area due to the existence of
two filters and two switches.

Pour pallier ces inconvénients de l'art connu, I'invention pro
pose un filtre commutable pour micro-ondes compact, de faibles
dimensions, entièrement intégré constitué de lignes micro-ondes à
rubans déposés sur un substrat dont certaines peuvent être rendues
actives ou non au moyen d'interrupteurs du type semiconducteurs
disposés de façon à ne pas introduire de pertes d'insertion ou de
réflexions importantes.
To overcome these drawbacks of the known art, the invention pro
installs a switchable filter for compact microwaves, low
dimensions, fully integrated consisting of microwave lines to
ribbons deposited on a substrate, some of which can be rendered
active or not by means of semiconductor type switches
arranged so as not to introduce insertion losses or
important reflections.

L'invention a donc pour objet un filtre commutable pour micro-ondes comprenant un substrat en matériau diélectrique placé sur un plan de masse, ledit substrat comportant des premiers et seconds éléments constitués de lignes micro-ondes à rubans, des moyens de connexions entre eux de ces premiers et seconds éléments caractérisé en ce que les moyens de connexions sont des dispositifs semiconducteurs commandables et en ce qu'il comprend des moyens pour la commande de ces dispositifs semiconducteurs de manière à établir ou supprimer sélectivement les connexions entre les premiers et seconds éléments. The subject of the invention is therefore a switchable microwave filter comprising a substrate made of dielectric material placed on a ground plane, said substrate comprising first and second elements made up of microwave ribbed lines, means of connection between them. of these first and second elements characterized in that the connection means are controllable semiconductor devices and in that it comprises means for controlling these semiconductor devices so as to selectively establish or remove the connections between the first and second elements .

La figure 1 illustre une structure de principe retenue pour réaliser un filtre commutable selon un mode préféré de l'invention. FIG. 1 illustrates a principle structure adopted for producing a switchable filter according to a preferred embodiment of the invention.

La figure 2 définit les conditions à remplir pour éliminer l'harmonique 2 d'un signal se situant dans une bande de fréquences comprise entre f et 3 f. FIG. 2 defines the conditions to be fulfilled in order to eliminate the harmonic 2 from a signal lying in a frequency band between f and 3 f.

La figure 3 définit les valeurs des fréquences nécessaires à la détermination du filtre décrit à l'aide de la figure I. FIG. 3 defines the values of the frequencies necessary for determining the filter described with the aid of FIG.

La figure 4 illustre la réalisation pratique du filtre obtenue à partir de la structure de base décrite à l'aide de la figure 1. FIG. 4 illustrates the practical embodiment of the filter obtained from the basic structure described with the aid of FIG. 1.

La figure 5 indique les pertes d'insertion mesurées sur le filtre de la figure 4. Figure 5 shows the insertion losses measured on the filter of Figure 4.

La figure 1 illustre schématiquement une structure retenue pour réaliser un filtre commutable selon un mode préféré de l'invention. Ce filtre doit être passant dans une bande de fréquences allant de 6,5 à 19,5 GHz lorsqu'il est commuté dans une position et éliminer l'harmonique 2 d'un signal se situant dans cette bande avec une atténuation au moins égale à 20 dB lorsqu'il est commuté dans l'autre position. FIG. 1 schematically illustrates a structure used to produce a switchable filter according to a preferred embodiment of the invention. This filter must be passing in a frequency band going from 6.5 to 19.5 GHz when it is switched to a position and eliminate the harmonic 2 of a signal located in this band with an attenuation at least equal to 20 dB when switched to the other position.

Les paramètres électromagnétiques d'un tel filtre peuvent être déterminés de façon classique notamment à partir d'une méthode publiée dans la revue '1EEE transactions on microwave theory and techniques" de juillet 1970 pages 402/404, l'article ayant pour titre "Design Tables for a Class of Optimum Microwave Bandstop Filters". Comme le montre la figure 1, un filtre à trois cellules a été retenu. Le taux d'ondulation dans la bande est limité à 0,25 db. The electromagnetic parameters of such a filter can be determined in a conventional manner, in particular from a method published in the review '1EEE transactions on microwave theory and techniques "of July 1970 pages 402/404, the article having for title" Design Tables for a Class of Optimum Microwave Bandstop Filters ". As shown in Figure 1, a three-cell filter was chosen. The ripple rate in the band is limited to 0.25 db.

Cette structure de filtre comprend une ligne micro-onde à rubans longitudinale terminée à l'entrée et à la sortie du filtre sur une impédance R, cette ligne n'est pas commutée et reste en fonction de
manière permanente ;elle est constituée de quatre lignes en casca
de 3, 5, 7 et 9. Les lignes 3 et 9 placées respectivement à l'entrée
et à la sortie du filtre ont une impédance caractéristique
de 50 ohms. L'impédance caractéristique des lignes intermé
diaires 5 et 7 est de 58,1 ohms. Trois autres lignes transversa
les 11, 13 et 15 peuvent être branchées en dérivation sur la ligne
longitudinale respectivement en trois points 17, 19 et 21 en rendant
conductrices trois diodes PIN 23, 25 et 27. Les impédances carac
téristiques de ces trois lignes, 13 et 15 sont respectivement
de 71,7, 47,8 et 71, 7 ohms.
This filter structure comprises a microwave line with longitudinal strips terminated at the input and at the output of the filter on an impedance R, this line is not switched and remains as a function of
permanently; it consists of four lines in casca
3, 5, 7 and 9. Lines 3 and 9 placed respectively at the entrance
and at the filter output have a characteristic impedance
50 ohms. The characteristic impedance of intermediate lines
diaries 5 and 7 is 58.1 ohms. Three other transversa lines
11, 13 and 15 can be branched on the line
longitudinal respectively at three points 17, 19 and 21 making
conductive three PIN 23, 25 and 27 diodes.
of these three lines, 13 and 15 are respectively
from 71.7, 47.8 and 71.7 ohms.

La figure 2 définit les conditions à remplir pour éliminer l'har
monique 2 d'un signal se situant dans une bande de fréquence
comprise entre f et 3 f. Pour la clarté de l'explication la fréquence
de fonctionnement inférieure de la bande, qui en général peut être
quelconque, est ici réduite à runité d'où fl = 1. La valeur de la
fréquence de fonctionnement supérieure f3 prend de ce fait la
valeur 3. Un simple examen de la figure 2 montre que seul un signal
de fréquence comprise entre 1 et 1,5 peut avoir son harmonique 2
dans la bande, et -plus précisément dans la partie f2 - f3 correspondant aux valeurs 2 et 3 de cette bande. Un signal de fréquence
inférieure à 1 ntest pas à considérer car il se trouve en deçà de la
fréquence de fonctionnement fl, de même tout signal de fréquence
supérieure à 1,5 a son harmonique 2 située au-delà de la fré
quence 3-
En conséquence si le signal transmis est de fréquence si
tuée entre 1,5 et 3, le filtre est commuté en position "pseudo passe
tout" et la bande transmise couvre la gamme de t à f3. Si le signal
transmis est de fréquence située entre 1 et 1,5 le filtre est commuté
en position "éliminateur de bande" et la bande transmise couvre la
gamme de fl à f4. II y a donc lieu de réaliser un filtre commutable a deux fonctions de transfert différentes.Pour une fréquence de fonctionnement inférieure fl de la bande considérée la figure 2 définit clairement la valeur des autres fréquences nécessaires à la détermination du filtre: f3 = 3 fl, f2= 2fl' 4 = f3/2 et f0= (f2 +f3) /2. Les plages H1 et H2 indiquent respectivement les régions ou se trouve le signal et son harmonique 2.
Figure 2 defines the conditions to be fulfilled to eliminate the har
monique 2 of a signal located in a frequency band
between f and 3 f. For clarity of explanation the frequency
lower operating band, which in general can be
arbitrary, is here reduced to unity from where fl = 1. The value of the
higher operating frequency f3 thereby takes the
value 3. A simple examination of figure 2 shows that only a signal
of frequency between 1 and 1.5 can have its harmonic 2
in the band, and more precisely in the part f2 - f3 corresponding to the values 2 and 3 of this band. A frequency signal
less than 1 is not to be considered because it is below the
operating frequency fl, likewise any frequency signal
greater than 1.5 has its harmonic 2 located beyond the fré
quence 3-
Consequently if the signal transmitted is of frequency if
killed between 1.5 and 3, the filter is switched to the "pseudo pass" position
all "and the band transmitted covers the range from t to f3. If the signal
transmitted is of frequency between 1 and 1.5 the filter is switched
in the "band eliminator" position and the transmitted band covers the
range from fl to f4. It is therefore necessary to make a switchable filter with two different transfer functions. For a lower operating frequency fl of the band considered, FIG. 2 clearly defines the value of the other frequencies necessary for determining the filter: f3 = 3 fl, f2 = 2fl '4 = f3 / 2 and f0 = (f2 + f3) / 2. The ranges H1 and H2 respectively indicate the regions where the signal and its harmonic 2 are located.

La figure 3 définit les valeurs des fréquences oX fl f2, f3 et f4 nécessaires à la détermination du filtre décrit à l'aide de la figure I. De façon simplifiée le fonctionnement du filtre peut être décrit de la façon suivante. Les lignes micro-ondes transversales 11, 13 et 15 (figure 1) sont des lignes ouvertes à une extrêmité et accordées en quart d'onde sur la fréquence f0 de 16,25 CHz. A cette fréquence f0 les lignes 11, 13 et 15 présentent à leur extrémité côte diodes l'équivalent d'un circuit résonant série de Q fini, c'est-à-dire une impédance réduite à un faible terme résistif.A cette fréquence de 16,25 GHz, la ligne longitudinale 3, 5, 7, 9 est donc court-circuitée en trois points et ne transmet pas ce signal; il travaille essentiellement en mode réflexion. Les lignes 11, 13, et 15 ont des impédances prédéterminées pour qu'aux fréquences de 13 et 19,5 GHz, leur réactance soit suffisamment faible pour introduire une atténuation de 20 db. FIG. 3 defines the values of the frequencies oX fl f2, f3 and f4 necessary for determining the filter described with the aid of FIG. I. In a simplified manner, the operation of the filter can be described as follows. The transverse microwave lines 11, 13 and 15 (FIG. 1) are lines open at one end and tuned in quarter-wave on the frequency f0 of 16.25 CHz. At this frequency f0, lines 11, 13 and 15 have at their diode side the equivalent of a finite series Q resonant circuit, i.e. an impedance reduced to a low resistive term. 16.25 GHz, the longitudinal line 3, 5, 7, 9 is therefore short-circuited at three points and does not transmit this signal; it essentially works in reflection mode. Lines 11, 13, and 15 have predetermined impedances so that at frequencies of 13 and 19.5 GHz, their reactance is low enough to introduce an attenuation of 20 db.

II résulte de ces considérations que si les diodes 23, 25, 27 (figure 1) sont rendues conductrices les lignes transversales 11, 13 et 15 éliminent dans la bande f2 - f3 le second harmonique issu d'un signal se trouvant dans la bande fl- f4. Au contraire si les diodes sont bloquées la ligne micro-onde longitudinale transmet toute la bande f1 - i sans atténuation notable. It follows from these considerations that if the diodes 23, 25, 27 (FIG. 1) are made conductive, the transverse lines 11, 13 and 15 eliminate in the band f2 - f3 the second harmonic from a signal found in the band fl - f4. On the contrary if the diodes are blocked the longitudinal microwave line transmits the entire band f1 - i without noticeable attenuation.

La figure 4 illustre la réalisation pratique obtenue à partir de la structure de base décrite à l'aide de la figure 1. La technologie choisie consiste à placer les lignes micro-ondes à rubans (microstrip) sur une face d'une lame en matériau diélectrique 29, L'autre face étant entièrement métallisée pour constituer un plan de masse 31. FIG. 4 illustrates the practical embodiment obtained from the basic structure described with the aid of FIG. 1. The technology chosen consists in placing the microwave ribbons lines (microstrip) on one side of a blade of material dielectric 29, the other face being entirely metallized to constitute a ground plane 31.

Les éléments déjà cités portent les mêmes références et ne sont pas décrits une seconde fois. Les trois diodes 23, 25, et 27 choisies du type PIN, sont commandées simultanément dans un mode parallèle, en courant pour leur mise en conduction et en tension pour leur mise à l'état bloqué. Des filtres passe-bas permettent de leur appliquer un signal continu de commutation sans affecter les impédances du filtre dans le domaine des micro-ondes. A cette fin trois lignes en quart d'onde 33, 35 et 37 relient respectivement au plan de masse les lignes transversales 11, 15 et 13. Par ailleurs une autre ligne quart d'onde constituée des éléments 39 et 41 découplés du plan de masse par de faibles condensateurs 43 et 45 relie le guide longitudinal du filtre à la borne de commande de commutation 47.Les lignes constituant le filtre passe-bas sont accordées en quart d'onde sur la fréquence centrale f2 ; leur faible largeur physique contribue à augmenter leur impédance caractéristique et de ce fait leur atténuation aux fréquences extrêmes fl et 3. Selon la polarité du signal de commutation les trois diodes auront soit leurs cathodes soit leurs anodes reliées au guide longitudinal. Des condensateurs de liaisons 49 et 51 suppriment la transmission du signal continu de commutation vers le reste de Péquipement.The elements already cited have the same references and are not described a second time. The three diodes 23, 25, and 27 chosen from the PIN type, are controlled simultaneously in a parallel mode, with current for their conduction and with voltage for their setting in the blocked state. Low-pass filters allow a continuous switching signal to be applied to them without affecting the filter impedances in the microwave range. To this end, three quarter-wave lines 33, 35 and 37 respectively connect the transverse lines 11, 15 and 13 to the ground plane. Furthermore, another quarter-wave line consisting of elements 39 and 41 decoupled from the ground plane by weak capacitors 43 and 45 connects the longitudinal guide of the filter to the switching control terminal 47. The lines constituting the low-pass filter are tuned in quarter wave on the central frequency f2; their small physical width contributes to increasing their characteristic impedance and therefore their attenuation at the extreme frequencies f1 and 3. Depending on the polarity of the switching signal the three diodes will have either their cathodes or their anodes connected to the longitudinal guide. Link capacitors 49 and 51 suppress transmission of the continuous switching signal to the rest of the equipment.

La figure 5 indique les pertes d'insertions mesurées sur le filtre de la figure 4. La courbe 55 montre l'atténuation du filtre en position "pseudo-passe-tout"; cette atténuation, de l'ordre de deux décibels, varie peu dans la bande de 6,5 GHz à 19,5 GHz. La courbe 53 indique l'atténuation en mode éliminateur de bande; entre 6,5 et 9,75 GHz, bande où se trouve le signal, I'atténuation est sensiblement la même qu'en position "pseudo-passe-tout", par ailleurs dans la bande de 13 à 19,5 GHz où peut se trouver l'harmonique 2, l'atténuation est au minimum de 20 db. FIG. 5 indicates the losses of insertions measured on the filter of FIG. 4. Curve 55 shows the attenuation of the filter in the "pseudo-all-pass" position; this attenuation, of the order of two decibels, varies little in the band from 6.5 GHz to 19.5 GHz. Curve 53 indicates the attenuation in band eliminator mode; between 6.5 and 9.75 GHz, band in which the signal is located, the attenuation is substantially the same as in the "pseudo-all-pass" position, moreover in the band from 13 to 19.5 GHz where can find harmonic 2, attenuation is at least 20 db.

Un des aspects essentiels de l'invention est de proposer un filtre commutable qui, contrairement à l'art antérieur, présente
SIMULTANEMENT les avantages suivants:
- le filtre fonctionne dans le domaine des micro-ondes,
- il peut être entièrement intégré en microelectronique,
- ses dimensions, inférieures ici à 25 millimètres carrés, permettent son introduction directement dans les fonctions existantes d'un système,
- ses pertes d'insertion sont faibles car il ne comporte pas d'éléments de commutation en série entre l'entrée et la sortie et en "pseudo passe-tout" les éléments transversaux se déconnectent entièrement,
- son taux d'ondes stationnaires, particulièrement dans le mode "pseudo-passe-tout" est faible car les diodes PIN à l'état bloqué ont une capacité inférieure à 0,02 pF,
- le temps de commutation est inférieur à 10 nanosecondes,
- I'emploi de diodes PIN réduit considérablement la puissance nécessaire à la commutation,
- le circuit de commande de la commutation est très simple,
- le filtre ne nécessite pas de réglages critiques,
- le filtre n'est pas sensible à l'environnement en particulier aux champs magnétiques extérieurs,
- la fabrication d'un tel filtre fait appel à une technologie éprouvée, fiable et économique,
- ce type de filtre est particulièrement adapté aux systèmes embarqués.
One of the essential aspects of the invention is to propose a switchable filter which, unlike the prior art, has
SIMULTANEOUSLY the following advantages:
- the filter works in the microwave field,
- it can be fully integrated in microelectronics,
- its dimensions, here less than 25 square millimeters, allow its introduction directly into the existing functions of a system,
- its insertion losses are low because it does not have switching elements in series between the input and the output and in "pseudo all-pass" the transverse elements are completely disconnected,
- its standing wave rate, particularly in the "pseudo-all-pass" mode, is low because the PIN diodes in the blocked state have a capacity of less than 0.02 pF,
- the switching time is less than 10 nanoseconds,
- the use of PIN diodes considerably reduces the power required for switching,
- the switching control circuit is very simple,
- the filter does not require critical adjustments,
- the filter is not sensitive to the environment, in particular to external magnetic fields,
- the manufacture of such a filter uses proven, reliable and economical technology,
- this type of filter is particularly suitable for on-board systems.

Le filtre commutable objet de l'invention n'est pas limité au seul exemple de réalisation qui vient d'être décrit. D'autres variantes peuvent, par exemple, être réalisées de la façon suivante:
- intégration des lignes de transmission en mode de propagation coplanaire,
- choix d'une configuration différente,
- réalisation de fonctions de transfert différentes,
- commutation à plus de deux états,
- bande de fréquences étendue à plusieurs octaves,
- réjection d'harmoniques de rangs plus élevés,
- éléments de commutation autres que des diodes PIN
The switchable filter which is the subject of the invention is not limited to the single embodiment which has just been described. Other variants can, for example, be produced as follows:
- integration of transmission lines in coplanar propagation mode,
- choice of a different configuration,
- realization of different transfer functions,
- switching to more than two states,
- frequency band extended to several octaves,
- rejection of higher rank harmonics,
- switching elements other than PIN diodes

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Filtre commutable pour micro-ondes comprenant un substrat en matériau diélectrique (29) placé sur un plan de masse (31), ledit substrat (29) comportant des premiers (3, 5, 7, 9) et se conds(11, 13,15) éléments constitués de lignes microndes à rubans, des moyens de connexions entre eux de ces premiers et seconds éléments, caractérisé eÀ ce que les moyens de connexions sont des dispositifs semiconducteurs commandables (23, 25, 27) et en ce qu'il comprend des moyens (33, 35, 37, 39, 41, 43, 45) pour la commande de ces dispositifs semiconducteurs de manière à établir ou supprimer sélectivernent les connexions entre les premiers et seconds éléments. 1. Switchable microwave filter comprising a substrate of dielectric material (29) placed on a ground plane (31), said substrate (29) comprising firsts (3, 5, 7, 9) and conds (11, 13,15) elements consisting of microwave lines with ribbons, means of connection between them of these first and second elements, characterized in that the connection means are controllable semiconductor devices (23, 25, 27) and in that it comprises means (33, 35, 37, 39, 41, 43, 45) for controlling these semiconductor devices so as to selectively establish or suppress the connections between the first and second elements. 2. Filtre selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premiers éléments sont constitués de quatre lignes microondes (3, 5, 7, 9) associées en cascade reliant de façon permanente l'entrée et la sortie du filtre, les seconds éléments sont constitués de trois lignes micro-ondes (11, 13, 15) du type quart d'onde, chacune de ces lignes (11, 13, 15) ayant une extrémité ouverte, L'autre extrémité étant connectée en dérivation sur l'ensemble des lignes (3, 5, 7, 9) constituant les premiers éléments à travers des dispositifs semiconducteurs (23, 25, 27) en des points prédé -terminés (17, 19, 21) de façon à constituer un filtre à trois cellules. 2. Filter according to claim 1 characterized in that the first elements consist of four microwave lines (3, 5, 7, 9) associated in cascade permanently connecting the input and the output of the filter, the second elements consist three microwave lines (11, 13, 15) of the quarter wave type, each of these lines (11, 13, 15) having one open end, the other end being connected in bypass on all the lines (3, 5, 7, 9) constituting the first elements through semiconductor devices (23, 25, 27) at predefined points (17, 19, 21) so as to constitute a three-cell filter. 3. Filtre selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les dispositifs semiconducteurs sont des diodes du type PIN. 3. Filter according to claims 1 or 2 characterized in that the semiconductor devices are PIN type diodes. 4. Filtre selon les revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que, les fréquences de fonctionnement inférieure et supérieure de la bande étant respectivement fl et f3 dans le mode de fonctionnement "pseudo passe-tout", les seconds éléments (11, 13, 15) sont du type quart d'onde accordés sur une fréquence f0 =(f3 + 2fl) / 2. 4. Filter according to claims 2 or 3 characterized in that, the lower and upper operating frequencies of the band being respectively fl and f3 in the "pseudo all-pass" operating mode, the second elements (11, 13, 15 ) are of the quarter wave type tuned to a frequency f0 = (f3 + 2fl) / 2. 5. Filtre selon la revendication 4 caractérisé en ce que le rapport f3/fl est de 3 et en ce que le filtre étant dans le mode "éliminateur de bande" I'atténuation d'un signal dont la fréquence est comprise entre f2 = 2fl, et i est au moins égale à 20 dB. 5. Filter according to claim 4 characterized in that the ratio f3 / fl is 3 and in that the filter being in the "band eliminator" mode the attenuation of a signal whose frequency is between f2 = 2fl , and i is at least 20 dB. 6. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens de commandes des diodes PIN comprennent trois lignes auxiliaires à ruban (33, 35, 37) reliant respectivement au plan de masse (31) les trois lignes (Il, 15, 13) constituant les seconds éléments, une autre ligne auxiliaire constituée de deux éléments (39, 41) en cascade reliant à une borne spéciale (47) affectée à la commande de commutation les lignes (3,5, 7, 9) constituant les premiers éléments et en ce que le point de jonction des deux éléments (39, 41) branchés en cascade d'une part et la borne de commande de commutation (47) d'autre part sont reliés au plan de masse (31) à travers des condensateurs (43, 45). 6. Filter according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the control means of the PIN diodes comprise three auxiliary strip lines (33, 35, 37) connecting respectively to the ground plane (31) the three lines ( Il, 15, 13) constituting the second elements, another auxiliary line consisting of two elements (39, 41) in cascade connecting to a special terminal (47) assigned to the switching command the lines (3,5, 7, 9 ) constituting the first elements and in that the junction point of the two elements (39, 41) connected in cascade on the one hand and the switching control terminal (47) on the other hand are connected to the ground plane (31 ) through capacitors (43, 45). 7. Filtre selon la revendication 6 caractérisé en ce que les lignes auxiliaires (33, 35, 37; 39, 41) sont du type quart d'onde accordées sur une fréquence (f1. + f3) / 2 et en ce que la largeur des rubans de ces lignes est déterminée pour augmenter leur atténuation aux valeurs de fréquence extrêmes de la bande (fi, f3).  7. Filter according to claim 6 characterized in that the auxiliary lines (33, 35, 37; 39, 41) are of the quarter wave type tuned to a frequency (f1. + F3) / 2 and in that the width ribbons of these lines is determined to increase their attenuation at extreme frequency values of the band (fi, f3). 8. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les diodes PIN sont orientées de façon à être rendues simultanément conductrices dans le premier mode de fonctionnement par application d'un courant continu dans la borne de commande (47) et simultanément bloquées dans le second mode de fonctionnement par application d'une tension continue inverse sur ladite borne de commande (47).  8. Filter according to any one of claims 1 to 7 characterized in that the PIN diodes are oriented so as to be made simultaneously conductive in the first operating mode by application of a direct current in the control terminal (47) and simultaneously blocked in the second operating mode by applying a reverse DC voltage to said control terminal (47).
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