FR2606936A1 - APPARATUS FOR COMBINING CERAMIC TRANSMITTERS PROVIDED WITH A VARIABLE ELECTRICAL LENGTH SECTION AND INTERFACE WITH COUPLING LOOPS - Google Patents
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Abstract
L'APPAREIL DE COMBINAISON DE L'INVENTION COMPREND UN ENSEMBLE DE FILTRES EN RF 100 COMPENSES EN TEMPERATURE QUI SONT COUPLES A UN DISPOSITIF DE COMBINAISON A MICROBANDE 300 POUR COMBINER UN ENSEMBLE DE SIGNAUX RF D'ENTREE A APPLIQUER A UNE ANTENNE COMMUNE. LES SIGNAUX RECUS PAR UNE BOUCLE DE COUPLAGE D'ENTREE 122 DE CHAQUE FILTRE 100 SONT FILTRES ET ENVOYES AU DISPOSITIF DE COMBINAISON 300 PAR UNE BOUCLE DE COUPLAGE DE SORTIE 311. LE DISPOSITIF DE COMBINAISON COMPREND UNE PLAQUE DE CIRCUIT 310 COMPORTANT DESSUS UN ENSEMBLE DE LIGNES DE TRANSMISSION ET UNE LIGNE DE TRANSMISSION D'ACCORD EN COURT-CIRCUIT, EN MICROBANDES, TOUTES RELIEES A UNE JONCTION CENTRALE ET IL EST ACCORDE PAR UNE IMPEDANCE VARIABLE PRODUITE EN FAISANT VARIER LA POSITION D'UNE PLAQUE DIELECTRIQUE D'ACCORD SUR LA LIGNE DE TRANSMISSION D'ACCORD.THE COMBINATION APPARATUS OF THE INVENTION INCLUDES A SET OF 100 TEMPERATURE COMPENSATED RF FILTERS THAT ARE PAIRED TO A MICROBAND COMBINATION DEVICE 300 TO COMBINE A SET OF INPUT RF SIGNALS TO BE APPLIED TO A COMMON ANTENNA. THE SIGNALS RECEIVED BY AN INPUT COUPLING LOOP 122 FROM EACH FILTER 100 ARE FILTERED AND SENT TO COMBINATION DEVICE 300 THROUGH OUTPUT COUPLING LOOP 311. THE COMBINATION DEVICE INCLUDES A CIRCUIT PLATE 310 WITH A SET OF LINES ABOVE. OF TRANSMISSION AND A LINE OF TRANSMISSION OF TUNING IN SHORT-CIRCUIT, IN MICROBANDS, ALL CONNECTED TO A CENTRAL JUNCTION AND IT IS TUNED BY A VARIABLE IMPEDANCE PRODUCED BY VARIING THE POSITION OF A DIELECTRIC PLATE OF TUNING ON THE LINE OF TRANSMISSION OF AGREEMENT.
Description
La présente invention concerne de façon générale des disposi-The present invention relates generally to arrangements
tifs de combinaison ou multiplex en radiofréquence (RF) couplant un radio frequency (RF) combination or multiplex tifs coupling a
ensemble d'émetteurs RF à une seule antenne et, plus particulière- set of RF transmitters with a single antenna and, more particularly-
ment, à un dispositif d'accord de longueur électrique variable et couplant une interface en boucle pour un dispositif de combinaison ment, to a variable electrical length tuning device and coupling a loop interface for a combination device
d'émetteurs en céramique.ceramic emitters.
Afin de combiner un certain nombre d'émetteurs RF, il faut In order to combine a number of RF transmitters,
isoler les signaux RF provenant de chaque émetteur de ceux d'un au- isolate RF signals from each transmitter from those of another
tre pour empêcher une intermodulation et une détérioration possible des émetteurs. On peut utiliser des filtres RF du type à cavité to prevent intermodulation and possible deterioration of the transmitters. RF filters of the cavity type can be used
remplie d'air pour assurer un isolement entre les émetteurs RF. filled with air to insulate between RF transmitters.
Chaque filtre à cavité est accordé pour qu'il ne laisse passer que le signal RF provenant de l'émetteur auquel il est connecté, chaque émetteur RF produisant un signal RF de fréquence différente. On peut combiner les signaux de sortie de chaque filtre et les envoyer à une antenne commune par un dispositif de combinaison du type indiqué et décrit dans le brevet des E.U.A. n 4 375 622. Chaque filtre est couplé à ce dispositif de combinaison par des longueurs exactement égales d'un câble coaxial. Le dispositif de combinaison est accordé Each cavity filter is tuned to pass only the RF signal from the transmitter to which it is connected, each RF transmitter producing an RF signal of different frequency. The output signals from each filter can be combined and sent to a common antenna by a combination device of the type indicated and described in the U.S. Patent. No. 4,375,622. Each filter is coupled to this combination device by exactly equal lengths of a coaxial cable. The combination device is tuned
au moyen de lignes de transmission ou de tronçons d'accord régla- by means of transmission lines or regulated tuning sections
bles manuellement, qui sont couplés identiquement au dispositif de manually, which are identically coupled to the
combinaison par un câble coaxial. Cependant, ces dispositifs de com- combination by coaxial cable. However, these communication devices
binaison sont non seulement difficiles à accorder, mais également not only difficult to tune, but also
coûteux et ils nécessitent une quantité excessive d'un espace pré- expensive and they require an excessive amount of pre-
cieux.heavens.
Un dispositif classique utilisé pour compenser en température A classic device used to compensate for temperature
ces filtres à cavité est décrit dans le brevet des E.U.A. these cavity filters are described in the U.S. Patent.
NO 4 024 481. Cependant, ces filtres à cavité remplie d'air sont à la fois coûteux et de dimensions relativement grandes, de telle sorte que ces filtres à cavité prennent une quantité excessive d'espace précieux à des emplacements d'antenne éloignés situés en NO 4,024,481. However, these air filled cavity filters are both expensive and relatively large, so that these cavity filters take up an excessive amount of valuable space at remote antenna locations located in
haut de buildings et de montagnes.high of buildings and mountains.
On peut réduire les dimensions de ces filtres RF en utilisant un résonateur en céramique. Un tel filtre mettant en oeuvre un The dimensions of these RF filters can be reduced by using a ceramic resonator. Such a filter implementing a
résonateur en céramique est décrit dans le brevet des E.U.A. ceramic resonator is described in the U.S. patent.
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NI 4 241 322. Bien qu'en prévoyant un filtre plus compact, le réso- NI 4 241 322. Although providing a more compact filter, the reso-
nateur en céramique contenu dans ce filtre peut présenter de grands décalages dela fréquence de résonance puisqu'il n'est pas compensé pour des variations de température ambiante et induites par dissipation d'énergie en RF. Un autre filtre décrit dans le The ceramic element contained in this filter can have large shifts in the resonant frequency since it is not compensated for variations in ambient temperature and induced by dissipation of RF energy. Another filter described in the
brevet des E.U.A. N 4 019 161 met en oeuvre des dispositifs clas- U.S. patent N 4 019 161 implements standard devices
siques pour compenser en température un résonateur en céramique monté sur un substrat de circuit micro-intégré, mais il ne prévoit to compensate in temperature a ceramic resonator mounted on a micro-integrated circuit substrate, but it does not provide
pas de dissipation de chaleur dans le résonateur en céramique. no heat dissipation in the ceramic resonator.
En conséquence, un but de la présente invention est de four- It is therefore an object of the present invention to provide
nir un résonateur en céramique perfectionné qui soit compensé à la fois pour des variations de température ambiante et des variations provide an advanced ceramic resonator that is compensated for both room temperature variations and variations
induites par dissipation.induced by dissipation.
Un autre but de la présente invention est de fournir un fil- Another object of the present invention is to provide a thread
tre RF compact et économique comportant un résonateur en céramique placé en sandwich entre des disques de compensation de température tre compact and economical RF comprising a ceramic resonator sandwiched between temperature compensation discs
et des écrans électromagnétiques etenfermé dans un logement métal- and electromagnetic screens and enclosed in a metal housing
lique. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un filtre RF perfectionné comportant un résonateur en céramique couplé thermiquement par des disques de compensation à un logement métallique pour réduire au minimum une augmentation de température lique. Yet another object of the present invention is to provide an improved RF filter comprising a ceramic resonator thermally coupled by compensating discs to a metal housing to minimize a temperature increase
due à une dissipation d'énergie dans le résonateur en céramique. due to energy dissipation in the ceramic resonator.
Un autre but de la présente invention est de fournir un cir- Another object of the present invention is to provide a circuit
cuit d'accord de dispositif de combinaison perfectionné qui produise une impédance d'entrée qui puisse varier dans un intervalle centré improved combination device tuning that produces an input impedance that can vary within a centered interval
à peu près à une impédance d'entrée prédéterminée. roughly at a predetermined input impedance.
Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif de combinaison de signaux RF compact et économique Yet another object of the present invention is to provide a compact and economical RF signal combining device
qui comprenne un circuit d'accord à réactance variable unique. which includes a single variable reactance tuning circuit.
Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif de combinaison de signaux RF perfectionné mettant en Yet another object of the present invention is to provide an improved RF signal combining device which
oeuvre une interface de couplage unique entre un dispositif de com- operates a unique coupling interface between a communication device
binaison à microbande et deux filtres en céramique ou plus. microstrip hoeing and two or more ceramic filters.
Brièvement décrite, la présente invention englobe un filtre RF comprenant un résonateur en céramique placé en sandwicn entre Briefly described, the present invention encompasses an RF filter comprising a ceramic resonator placed sandwiched between
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des premier et second disques de compensation de température et des first and second temperature compensation discs and
première et seconde plaques de protection. Le résonateur, la pre- first and second protection plates. The resonator, the first
mière plaque de protection et le premier disque de compensation peuvent comportel des trous alignés concentriquement dans lesquels est inséré un noyau d'accord pour régler la fréquence de résonance du résonateur en céramique. Le résonateur, les premier et second The first protection plate and the first compensating disc can have concentrically aligned holes in which a tuning core is inserted to adjust the resonant frequency of the ceramic resonator. The resonator, the first and second
disques de compensation, les première et seconde plaques deprotec- compensation discs, the first and second protective plates
tion et le noyau d'accord sont entourés et maintenus en rapport spa- tion and the tuning nucleus are surrounded and maintained in spa-
tial entre eux par un logement métallique. Des signaux d'entrée et de sortie peuvent être envoyés au filtre RF au moyen de boucles de couplage d'entrée et de sortie respectives qui peuvent être placées tial between them by a metal housing. Input and output signals can be sent to the RF filter by means of respective input and output coupling loops which can be placed
à n'importe quel emplacement approprié sur le logement métallique. at any suitable location on the metal housing.
Brièvement décrite, la présente invention englobe un appa- Briefly described, the present invention encompasses an apparatus
reil de combinaison de signaux RF incluant une interface de coupla- RF signal combining board including a coupling interface
ge unique entre un dispositif de combinaison à microbande et deux single age between a microstrip combination device and two
filtres en céramique ou plus. Le dispositif de combinaison à micro- ceramic filters or more. The micro- combination device
bande comprend en outre un circuit d'accord unique et une plaquette band further includes a single tuning circuit and a wafer
de circuit de substrat comportant un ensemble de lignes de transmis- of a substrate circuit comprising a set of transmission lines
sion en microbandes et des plaquettes de circuit de couplage cou- sion in microstrips and coupler circuit boards
plant chacune un filtre en céramique correspondant à une jonction. each plant a ceramic filter corresponding to a junction.
Le circuit d'accord unique comprend une plaquette de circuit de substrat comportant un premier côté et un second côté, le second The single tuning circuit includes a substrate circuit board having a first side and a second side, the second
côté étant recouvert d'une couche métallique; une ligne de transmis- side being covered with a metallic layer; a transmission line
sion d'accord comportant une entrée couplée à la jonction du dispo- tuning channel with an input coupled to the junction of the device
sitif de combinaison à microbande, ayant une longueur prédéterminée, placée sur le premier côté de la plaquette de circuit de substrat et étant terminée par une impédance de terminaison prédéterminée; microstrip combination signal, having a predetermined length, placed on the first side of the substrate circuit board and being terminated by a predetermined termination impedance;
une plaque diélectrique ayant une constante diélectrique prédéter- a dielectric plate having a dielectric constant predeter-
minée pour recouvrir la ligne de transmission d'accord, l'impédance mined to cover the chord transmission line, the impedance
d'entrée du circuit d'accord ayant une impédance d'entrée prédéter- input of the tuning circuit having a predetermined input impedance-
minée quand la plaque diélectrique recouvre une moitié de la ligne de transmission d'accord; et un dispositif pour régler la quantité mined when the dielectric plate covers half of the tuning transmission line; and a device for adjusting the quantity
dont la plaque diélectrique recouvre la ligne de transmission d'ac- whose dielectric plate covers the transmission line
cord afin de faire varier l'impédance d'entrée du circuit d'accord cord to vary the input impedance of the tuning circuit
dans un intervalle centré à peu près à l'impédance d'entrée pré- in an interval centered approximately at the pre-input impedance
déterminée.determined.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente in- Other features and advantages of the present in-
vention seront mis en évidence dans la description suivante, don- vention will be highlighted in the following description,
née à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins an- born by way of nonlimiting example, with reference to the drawings an-
nexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'exemple de réalisation préféré du filtre RF de la présente invention; la Figure 2 est un schéma fonctionnel d'un appareil de combinaison mettant en oeuvre avantageusement des filtres RF tels attached in which: Figure 1 is an exploded perspective view of the preferred embodiment of the RF filter of the present invention; Figure 2 is a block diagram of a combination device advantageously using RF filters such
que représentés sur la Figure 1 pour envoyer des signaux RF d'émet- as shown in Figure 1 to send RF signals
teurs RF respectifs à un dispositif de combinaison pour une appli- respective RF devices to a combination device for an application
cation à une antenne commune;cation to a common antenna;
la Figure 3 est une vue d'en haut d'un dispositif de combi- Figure 3 is a top view of a combi device
naison à microbande et du filtre RF représenté sur la Figure 1; la Figure 4 est une vue d'en haut d'une plaquette de circuit micro band and RF filter shown in Figure 1; Figure 4 is a top view of a circuit board
en boucle de couplage mise en oeuvre dans le dispositif de combi- coupling loop implemented in the combi device
naison à microbande représenté sur la Figure 3; la Figure 5 est une vue d'en bas de la plaquette de circuit représentée sur la Figure 4; la Figure 6 est une vue d'en haut de la plaquette de circuit à microbande mise en oeuvre dans le dispositif de combinaison à microbande représenté sur la Figure 3; microstrip house shown in Figure 3; Figure 5 is a bottom view of the circuit board shown in Figure 4; Figure 6 is a top view of the microstrip circuit board used in the microstrip combining device shown in Figure 3;
la Figure 7 représente le circuit d'accord utilisé pour ac- Figure 7 shows the tuning circuit used for ac-
corder le dispositif de combinaison à microbande représenté sur la Figure 3; la Figure 8 est une vue éclatée du circuit d'accord et d'un dispositif utilisé pour accorder le dispositif de combinaison à microbande représenté sur la Figure 3; et la Figure 9 est une vue d'en bas du dispositif de combinaison string the microstrip combination device shown in Figure 3; Figure 8 is an exploded view of the tuning circuit and a device used to tune the microstrip combining device shown in Figure 3; and Figure 9 is a bottom view of the combination device
à microbande représenté sur la Figure 3. with microstrip shown in Figure 3.
Sur la Figure 1, on a représenté une vue éclatée d'un filtre In Figure 1, there is shown an exploded view of a filter
RF 100 qui est particulièrement bien adapté pour servir dans l'appa- RF 100 which is particularly suitable for use in the appliance
reil de combinaison d'antenne de la Figure 2 pour combiner deux émetteurs RF ou plus fonctionnant dans la gamme de fréquences de 870-896 mHz. La valeur nominale Q non chargé du filtre 100 est égale Figure 2 antenna combination module to combine two or more RF transmitters operating in the frequency range of 870-896 mHz. The nominal value Q not loaded of the filter 100 is equal
à environ 14000. Le décalage de fréquence du filtre 100 dans l'inter- to around 14000. The frequency offset of filter 100 in the inter-
valle des températures ambiantes de - 30 C à + 6GO C est au maximum Valley of ambient temperatures from - 30 C to + 6GO C is at the maximum
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oe 55 kHz par rapport à la fréquence nominale à la température am- oe 55 kHz with respect to the nominal frequency at am-
biante.Les dimensions nominales du filtre lO0 sont 14 cm de diamètre et une longueur de 7,6 cm, à comparer au diamètre de 15,2 cm et à The nominal dimensions of the lO0 filter are 14 cm in diameter and a length of 7.6 cm, compared to the diameter of 15.2 cm and
la longueur de 33 cm d'un filtre à cavité remplie d'air classique. the 33 cm length of a conventional air filled cavity filter.
En plus d'être beaucoup plus petit qu'un filtre à cavité remplie d'air équivalent, le filtre 100 représente une économie de coût de In addition to being much smaller than an equivalent air-filled cavity filter, filter 100 represents a cost saving of
matériaux de 60% sur le filtre à cavité remplie d'air équivalent. 60% materials on the cavity filter filled with equivalent air.
Sur la Figure 1, le filtre 100 comprend un résonateur en céramique 116 qui est placé en sandwich entre un premier disque de In FIG. 1, the filter 100 comprises a ceramic resonator 116 which is sandwiched between a first disc of
compensation 114 et un second disque de compensation 120. Le résona- compensation 114 and a second compensation disk 120. The resonance
teur 116 est de préférence constitué d'un composé de céramique ayant une constante diélectrique d'au moins trente-six. Les composés de céramique disponibles dans le commerce tels que ceux incluant des quantités présélectionnnées d'oxyde de baryum, d'oxyde de titane, d'oxyde de zirconium, d'oxyde de zinc, d'oxyde de lanthane et/ou d'oxyde d'étain peuvent être utilisés. Par exemple, des composés de tor 116 is preferably made of a ceramic compound having a dielectric constant of at least thirty-six. Commercially available ceramic compounds such as those including preselected amounts of barium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, lanthanum oxide and / or oxide tin can be used. For example, compounds of
céramique appropriés sont décrits dans le brevet des E.U.A. Suitable ceramics are described in the U.S. Patent.
n 3 938 064 et dans un article de G.H. Jonker et de W. Kwestroo, No. 3,938,064 and in an article by G.H. Jonker and W. Kwestroo,
intitulé "The Ternary Systems BaO-TiO2-SnO2 et BaO-TiO2-ZrO2", pu- entitled "The Ternary Systems BaO-TiO2-SnO2 and BaO-TiO2-ZrO2", pu-
blié dans la revue Journal of American Ceramic Society, Volume 41, blié in the journal Journal of American Ceramic Society, Volume 41,
NO 10, Octobre 1958, pages 390-394 ( incorporé ici pour s'y référer). NO 10, October 1958, pages 390-394 (incorporated here for reference).
Parmi les composés de céramique décrits dans l'article de 3onker, le composé Ba2Ti9020de la Table VI,ayant la composition de 18,5 % de molécules de BaO, 77,0% de molécules de TiO2 et 4,5% de molécules de ZrO2 et ayant une constante diélectrique de quarante, peut être Among the ceramic compounds described in the article by 3onker, the compound Ba2Ti9020 from Table VI, having the composition of 18.5% of molecules of BaO, 77.0% of molecules of TiO2 and 4.5% of molecules of ZrO2 and having a dielectric constant of forty, can be
utilisé pour le résonateur 116. Beaucoup d'autres composés de céra- used for resonator 116. Many other cereal compounds
mique cités dans l'article de Jonker peuvent être pareillement uti- can be similarly used in Jonker's article
lisés. Les disques de compensation 114 et 120 sont de préférence read. The compensation discs 114 and 120 are preferably
constitués d'alumine (A1203), car l'alumine présente une faible per- made of alumina (A1203), because alumina has a low per-
te diélectrique, une conductivité thermique élevée par rapport au dielectric, high thermal conductivity compared to
résonateur en céramique 116 et un coefficient de température diélec- ceramic resonator 116 and a dielectric temperature coefficient
trique positif par rapport à celui du résonateur en céramique 116. positive plate with respect to that of the ceramic resonator 116.
Selon une caractéristique importante du filtre 100, le coef- According to an important characteristic of the filter 100, the coefficient
ficient de température diélectrique négatif du résonateur en céra- negative dielectric temperature of the ceramic resonator
mique 116 peut être essentiellement compensé par le coefficient de température diélectrique positif des disques de compensation en mique 116 can be essentially compensated by the positive dielectric temperature coefficient of the compensation discs in
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alumine 114 et 120. C'est-à-dire que le coefficient de température diélectrique de - 36 millionièmes/ C du résonateur en céramique 116 peut être sensiblement décalé par le coefficient de température diélectrique de + 113 millionièmes/ C des disques de compensation en alumine 114 et 120. Comme il est connu dans la technique, le coefficient de température, diélectrique d'un matériau diélectrique alumina 114 and 120. That is to say that the dielectric temperature coefficient of - 36 millionths / C of the ceramic resonator 116 can be appreciably offset by the dielectric temperature coefficient of + 113 millionths / C of the compensation discs in alumina 114 and 120. As is known in the art, the dielectric temperature coefficient of a dielectric material
est proportionnel aux dimensions physiques. Par conséquent, on ob- is proportional to the physical dimensions. Therefore, we
tient la compensation voulue en choisissant l'épaisseur des disques de compensation en alumine 114 et 120 pour que leur coefficient de température diélectrique soit essentiellement de même grandeur mais holds the desired compensation by choosing the thickness of the alumina compensation discs 114 and 120 so that their dielectric temperature coefficient is essentially the same magnitude but
de signe contraire par rapport au coefficient de température diélec- of opposite sign with respect to the dielectric temperature coefficient
trique du résonateur 116.resonator plate 116.
En outre, les disques de compensation en alumine 114 et 120 non seulement assurent une compensation de température ambiante, mais également réduisent au minimum l'augmentation de température due à la dissipation d'énergieRFdu résonateuren céramique 116 en prévoyant une faible résistance thermique entre le résonateur en céramique 116 et les couvercles supérieur et inférieur 112 et 128 du In addition, the alumina compensation discs 114 and 120 not only provide room temperature compensation, but also minimize the temperature increase due to energy dissipation RF from the ceramic resonator 116 by providing low thermal resistance between the resonator ceramic 116 and the upper and lower covers 112 and 128 of the
logement de filtre, et réduisent au minimum la perte en RF d'ensem- filter housing, and minimize overall RF loss
ble du filtre en supportant le résonateur 116 loin des couvercles ble of the filter by supporting the resonator 116 far from the covers
d'aluminium 112 et 128 induisant une perte. Puisque l'alumine con- of aluminum 112 and 128 inducing a loss. Since alumina con-
duit beaucoup mieux la chaleur que l'air, les disques en alumine 114 dissipates heat much better than air, 114 alumina discs
et 120 conduisent efficacement la chaleur du résonateur 116 aux cou- and 120 efficiently conduct the heat from the resonator 116 to the layers
vercles 112 et 128 et du logement 124, ce qui réduit au minimum l'augmentation de température dans le résonateur 116. Une force de 112 and 128 and housing 124, which minimizes the temperature increase in the resonator 116. A force of
compression exercée par des ressorts 144-147 d'une plaque de protec- compression exerted by springs 144-147 of a protective plate
tion 142 maintient un bon contact thermique entre le résonateur 116 tion 142 maintains good thermal contact between the resonator 116
et les couvercles 112 et 128, de telle sorte que la résistance ther- and covers 112 and 128, so that the thermal resistance
mique entre le résonateur 116 et les couvercles 112 et 128 est infé- between the resonator 116 and the covers 112 and 128 is inferior
rieure à 1 C/W (c'est-à-dire, 0,68 C/W prévue par une analyse d'étude). Par conséquent, selon une autre caractéristique du filtre , on peut coupler des émetteurs de haute puissance au filtre 100 less than 1 C / W (i.e. 0.68 C / W predicted by study analysis). Consequently, according to another characteristic of the filter, it is possible to couple high power transmitters to the filter 100.
puisque l'augmentation de température due à une dissipation d'éner- since the increase in temperature due to dissipation of energy
gie dans le résonateur en céramique 116 est réduite au minimum par la résistance thermique relativement faible entre le résonateur en gie in the ceramic resonator 116 is minimized by the relatively low thermal resistance between the resonator in
céramique 116 et les couvercles supérieur et inférieur 112 et 128. ceramic 116 and the upper and lower covers 112 and 128.
Par exemple,quand l'énergieRFdissipée dans le filtre 100 est égale For example, when the energy RF dissipated in the filter 100 is equal
à douze watts, la température du résonateur en céramique 116 n'aug- at twelve watts, the temperature of the ceramic resonator 116 does not increase
mente que de 8 C au-dessus de la température ambiante et la fré- only 8 C above room temperature and the
quence du filtre 100 se décale approximativement de 8 kHz en rai- quence of filter 100 shifts approximately 8 kHz
son de la dissipation d'énergie RF. sound of RF energy dissipation.
En se référant à nouveau à la Figure 1, on voit que le loge- Referring again to Figure 1, we see that the
ment destiné au filtre 100 comprend un couvercle supérieur 112, un logement 124 et un couvercle inférieur 128 qui sont de préférence moulés à partir d'un alliage d'aluminium (par exemple, l'alliage d'aluminium n 380). Le couvercle supérieur 112 comprend un chapeau ment intended for the filter 100 comprises an upper cover 112, a housing 124 and a lower cover 128 which are preferably molded from an aluminum alloy (for example, aluminum alloy No. 380). The top cover 112 includes a cap
supérieur 132 dans lequel un manchon fileté 133 constitué de préfé- upper 132 in which a threaded sleeve 133 consisting of preferably
rence de laiton est fixé par pression. Le couvercle supérieur 112 comprend également une partie creuse pour recevoir une plaque de protection 142. La plaque de protection 142 comprend trois ergots 160,161 et 162 pour positionner le disque 114. Pareillement, le couvercle inférieur 128 comprend une zone creuse destinée à recevoir une plaque de protection 148 et une partie du disque 120. Le degré The rence of brass is fixed by pressure. The upper cover 112 also includes a hollow part for receiving a protective plate 142. The protective plate 142 comprises three lugs 160, 161 and 162 for positioning the disc 114. Likewise, the lower cover 128 comprises a hollow zone intended to receive a protective plate protection 148 and part of the disc 120. The degree
élevé 121 du disque 120 s'insère dans le trou formé dans le résona- high 121 of the disc 120 fits into the hole formed in the reson-
teur 116. Les ergots 160, 161 et 162 de la plaque de protection 142, teur 116. The pins 160, 161 and 162 of the protective plate 142,
le degré élevé 121 du disque 120 et la zone creuse du couvercle in- the high degree 121 of the disc 120 and the hollow zone of the cover
férieur 128 maintiennent le résonateur 116 dans un rapport spatial approprié avec les disques 114 et 120. Le couvercle supérieur 112 est fixé au logement 124 au moyen de quatre vis qui s'insèrent dans quatre trous, par exemple, 107 et 108 à la périphérie du couvercle 112 et du logement 124. Un anneau en forme de 0,150,constitueun joint d'étanchéité à l'humidité et, s'il est imprégné ou recouvert d'un matériau conducteur, un joint d'étanchéité électromagnétique entre 128 keep the resonator 116 in an appropriate spatial relationship with the disks 114 and 120. The upper cover 112 is fixed to the housing 124 by means of four screws which are inserted in four holes, for example, 107 and 108 at the periphery of the cover 112 and housing 124. A 0.150-shaped ring constitutes a moisture seal and, if impregnated or covered with a conductive material, an electromagnetic seal between
le couvercle supérieur 112 et le logement 124. Le couvercle infé- the upper cover 112 and the housing 124. The lower cover
rieur 128 est de préférence moulé avec le logement 124, mais, dans d'autres exemples de réalisation du filtre 100, on peut séparer le couvercle inférieur 128 du logement 124 et le fixer à celui-ci au laughter 128 is preferably molded with the housing 124, but, in other embodiments of the filter 100, one can separate the lower cover 128 from the housing 124 and fix it to the
moyen de vis.screw means.
Afin de produire un filtre à Q élevé, on réalise le logemer: des filtres RF typiquement à partir d'un matériau très conducteur In order to produce a high Q filter, we make the logemer: RF filters typically from a very conductive material
tel que le cuivre ou on recouvre ses surfaces intérieures de celui- such as copper or its inner surfaces are covered with it
ci. Pour des informations détaillées sur la conception du filtre, this. For detailed information on filter design,
-8 2606936-8 2606936
on se référera aux deux articles suivants: "Design of Cylindrical Dielectric Resonators in Inhomogeneous Media", de René R. Bonetti refer to the following two articles: "Design of Cylindrical Dielectric Resonators in Inhomogeneous Media", by René R. Bonetti
et Ali E. Atia, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techni- and Ali E. Atia, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techni-
ques, Volume MTT-29, N 4, pp. 323-326, Avril 1981; et "Microwave Bandpass Filters Containing High-Q dielectric Resonators", de Sey- mour B.Cohn, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume MTT-16, NO 4, pp. 218-227, Avril 1968. Bien que l'aluminium ques, Volume MTT-29, N 4, pp. 323-326, April 1981; and "Microwave Bandpass Filters Containing High-Q dielectric Resonators", by Seymour B. Cohn, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume MTT-16, NO 4, pp. 218-227, April 1968. Although aluminum
ne soit pas aussi bon conducteur que le cuivre, l'aluminium est cou- is not as good a conductor as copper, aluminum is costly
lable et moins coûteux que le cuivre. Dans l'exemple de réalisation préféré du filtre 100, les parties de logement 112, 124 et 128 sont constituées de l'alliage d'aluminium n 380. Cependant, en raison lable and less expensive than copper. In the preferred embodiment of the filter 100, the housing parts 112, 124 and 128 are made of aluminum alloy No. 380. However, due
de la conductivité inférieure de l'aluminium, les parties de loge- of the lower conductivity of aluminum, the housing parts
ment 112, 124 et 128 dissipent une certaine partie du champ exté- 112, 124 and 128 dissipate a certain part of the external field
rieur du résonateur 116, ce qui diminue la valeur de Q du filtre of the resonator 116, which decreases the value of Q of the filter
100 jusqu'à neuf pour cent (9%).100 to nine percent (9%).
Selon une autre caractéristique du filtre 100, la diminution According to another characteristic of the filter 100, the decrease
de la valeur de Q du filtre 100 due aux parties de logement en alu- of the Q value of the filter 100 due to the aluminum housing parts
minium 112, 124 et 128 est essentiellement évitée en utilisant une plaque de protection très conductrice 142 entre le disque 114 et le minimum 112, 124 and 128 is essentially avoided by using a highly conductive protective plate 142 between the disc 114 and the
couvercle supérieur 112 et une autre plaque de protection très con- upper cover 112 and another very protective cover
ductrice 148 entre le disque 120 et le couvercle inférieur 128. Une troisième plaque de protection très conductrice 140 est également placée sur la surface supérieure du noyau d'accord 118. Les plaques conductive 148 between the disc 120 and the lower cover 128. A third highly conductive protective plate 140 is also placed on the upper surface of the tuning core 118. The plates
de protection 140, 142 et 148 sont de préférence constituées de cui- 140, 142 and 148 are preferably made of leather
vre (l'argent ou l'or sont également appropriés) pour obtenir le che- vre (silver or gold are also appropriate) to obtain the
min à faibles pertes voulu pour le champ extérieur à la surface su- min at low losses wanted for the external field on the surface
périeure du noyau d'accord 118, à la surface supérieure du disque 114, et à la surface inférieure du disque 120, respectivement. Dans d'autres exemples de réalisation, on pourrait réaliser les plaques of the tuning core 118, to the upper surface of the disc 114, and to the lower surface of the disc 120, respectively. In other exemplary embodiments, the plates could be produced
de protection 140, 142 et 148 avec un matériau non conducteur et re- protective 140, 142 and 148 with non-conductive material and
couvert de cuivre, d'argent ou d'or, ceux-ci ayant tous une conduc- covered with copper, silver or gold, these all having a conduct-
tivité supérieure à 1,3 x 107 mhos/m qui est la conductivité de l'alliage d'aluminium no 380. En utilisant les plaques de protectior en cuivre 140, 142 et 148, les parties de logement 112, 124 et 128 tivity greater than 1.3 x 107 mhos / m which is the conductivity of aluminum alloy no 380. Using the protective copper plates 140, 142 and 148, the housing parts 112, 124 and 128
peuvent être constituées d'aluminium ou d'autres matériaux métalli- may be made of aluminum or other metallic materials
ques de faible conductivité qui sont bien meilleur marché que le low conductivity which are much cheaper than
9 26069369 2606936
cuivre ou les matériaux recouverts de cuivre sans diminuer la va- copper or copper coated materials without decreasing the
leur de Q du filtre 100. Par conséquent, le filtre 100 est relative- their of Q of filter 100. Therefore, filter 100 is relative-
ment économique tout en ayant en même temps une valeur de Q relati- economic while at the same time having a relative Q value
vement élevée.high.
La plaque de protection en cuivre 142 comprend également trois ergots 160, 161 et 162 pour positionner le disque 114, et elle comprend en outre des parties relevées 144, 145, 146 et 147 pour produire une force élastique quand le couvercle 112 et le logement 124 sont assemblés. Ainsi, les parties de logement 112, 124 et 128 enferment totalement le résonateur en céramique pris en sandwich 116 et compriment les parties relevées 144, 145, 146 et 147 de la plaque 142 pour produire une force élastique afin de maintenir le rapport spatial entre le résonateur en céramique 116 et les disques The copper protection plate 142 also includes three lugs 160, 161 and 162 for positioning the disc 114, and it further includes raised parts 144, 145, 146 and 147 to produce an elastic force when the cover 112 and the housing 124 are assembled. Thus, the housing parts 112, 124 and 128 completely enclose the sandwiched ceramic resonator 116 and compress the raised parts 144, 145, 146 and 147 of the plate 142 to produce an elastic force in order to maintain the spatial relationship between the ceramic resonator 116 and the discs
de compensation en alumine 114 et 120. En outre, les parties rele- of alumina 114 and 120. In addition, the rel-
vées 144, 145, 146 et 147 de la plaque de protection en cuivre 142 ves 144, 145, 146 and 147 of the copper protection plate 142
sont rendues suffisamment grandes pour qu'elles conduisent la cha- are made large enough to conduct cha-
leur du disque 114 au couvercle supérieur 112 pour réduire au mini- from disc 114 to top cover 112 to minimize
mum l'augmentation de température du résonateur 116 due à une dissi- mum the increase in temperature of the resonator 116 due to dissipation
pation d'énergie. Dans d'autres exemples de réalisation, le résona- energy pation. In other embodiments, the resonance
teur en céramique 116 et les disques de compensation en alumine 114 et 120 peuvent être maintenus en rapport spatial entre eux en les liant ensemble avec un adhésif approprié tel que du verre fritté ou ceramic ceramic 116 and the alumina compensating disks 114 and 120 can be maintained in spatial relationship with one another by bonding them together with a suitable adhesive such as sintered glass or
une couche de soudure.a layer of solder.
La fréquence de résonance du résonateur en céramique 116 peut être réglée au moyen de l'arbre d'accord fileté 102 et du noyau d'accord diélectrique 118 fixé à celui-ci. La fréquence de résonance du résonateur 116 diminue quand le noyau d'accord 118 est inséré dans des trous essentiellement concentriques formés dans la plaque The resonant frequency of the ceramic resonator 116 can be adjusted by means of the threaded tuning shaft 102 and the dielectric tuning core 118 fixed thereto. The resonant frequency of the resonator 116 decreases when the tuning core 118 is inserted into essentially concentric holes formed in the plate
de protection 142, le disque 114 et le résonateur 116. Dans l'exem- 142, the disc 114 and the resonator 116. In the example
ple de réalisation préféré, le disque 120 ne comprend pas de trou pour le noyau d'accord 118 puisqu'il n'est pas nécessaire d'insérer le noyau d'accord 118 dans le disque 120 afin d'obtenir la gamme d'accord voulue. Dans d'autres exemples de réalisation, le disque ple of preferred embodiment, the disc 120 does not include a hole for the tuning core 118 since it is not necessary to insert the tuning core 118 into the disc 120 in order to obtain the tuning range wanted. In other exemplary embodiments, the disc
peut comporter également un trou concentrique avec les trous for- may also have a hole concentric with the holes
més dans le disque 114 et dans le résonateur 116. Le noyau d'accord 118 est de préférence constitué d'un matériau céramique à faibles més in the disc 114 and in the resonator 116. The tuning core 118 is preferably made of a ceramic material with low
26069362606936
pertes, tel que, par exemple, le même matériau céramique utilisé pour le résonateur 116. Le noyau d'accord 118 non seulement fait varier la fréquence de résonance, mais également élimine certains modes de résonance parasite (en maintenant constantes les dimensions d'ensemble du logement quand la fréquence du résonateur 116 est accordée), réduit au minimum la diminution de Q du résonateur (car il met en oeuvre un matériau céramique à faibles pertes), et permet d'avoir un bon contact thermique entre les disques 114 et 120 losses, such as, for example, the same ceramic material used for the resonator 116. The tuning core 118 not only varies the resonance frequency, but also eliminates certain parasitic resonance modes (keeping the overall dimensions constant of the housing when the frequency of the resonator 116 is tuned), minimizes the decrease in Q of the resonator (because it uses a ceramic material with low losses), and allows to have a good thermal contact between the discs 114 and 120
et le résonateur 116 sur toutes ses surfaces supérieure et inférieu- and the resonator 116 on all of its upper and lower surfaces
re. Bien que le résonateur 116 soit de préférence accordé au moyen re. Although the resonator 116 is preferably tuned by means
du noyau d'accord 118, on peut également utiliser un autre disposi- of the tuning core 118, another arrangement can also be used
tif d'accord classique approprié.appropriate classic chord.
L'arbre d'accord 102 est fileté et est en correspondance avec le manchon en laiton fileté de façon correspondante 133, qui est The tuning shaft 102 is threaded and is in correspondence with the correspondingly threaded brass sleeve 133, which is
ajusté par pression dans le chapeau supérieur 132 du couvercle supé- press fit into the top cap 132 of the top cover
rieur 112. La position de l'arbre 102 peut être maintenue de façon fixe en serrant un écrou 104 et une rondelle 106. L'arbre d'accord 102, le logement 124 et les couvercles 112 et 128 sont de préférence constitués d'aluminium. Puisque l'aluminium est non ferreux, l'arbre laughing 112. The position of the shaft 102 can be fixedly maintained by tightening a nut 104 and a washer 106. The tuning shaft 102, the housing 124 and the covers 112 and 128 are preferably made of aluminum . Since aluminum is non-ferrous, the tree
d'accord 102, le logement 124 et les couvercles 112 et 128 présen- 102, housing 124 and covers 112 and 128 present
tent une diminution de Q moins grande quand ils sont soumis à des try to decrease Q less when they are subjected to
champs magnétiques extérieurs s'ils sont constitués d'aluminium plu- external magnetic fields if they are made of more aluminum
tôt que d'acier ou d'autres matériaux ferreux. sooner than steel or other ferrous materials.
L'arbre d'accord 102, le noyau d'accord 118, le manchon 133, les disques de compensation 114 et 116 et les parties de logement The tuning shaft 102, the tuning core 118, the sleeve 133, the compensation discs 114 and 116 and the housing parts
112, 124 et 128 peuvent également être constitués de matériaux pré- 112, 124 and 128 can also be made of pre-
sélectionnés ayant chacun des coefficients de dilatation différents selected each with different coefficients of expansion
pour compenser les variations de la fréquence de résonance du réso- to compensate for variations in the resonance frequency of the reso-
nateur 116 à la température ambiante. Par exemple, on peut compenser 116 at room temperature. For example, we can compensate
partiellement le déplacement du noyau d'accord 118 à des températu- partially the displacement of the chord nucleus 118 at temperatures
res ambiantes au moyen du manchon 133 et de la hauteur du chapeau ambient by means of the sleeve 133 and the height of the hat
supérieur 132 du couvercle supérieur 112. C'est-à-dire que la com- 132 of the upper cover 112. That is to say that the com-
pensation de température voulue est réalisée par la différence du coefficient de dilatation entre, et les dimensions respectives,le/ du manchon 133, l'/de l'arbre d'accord 102, le/du chapeau supérieur 132 et le/du noyau d'accord 118. Cet agencement peut compenser une variation de 1,1 millionièmes/ C du coefficient de température thought of desired temperature is achieved by the difference in the coefficient of expansion between, and the respective dimensions, the / of the sleeve 133, the / of the tuning shaft 102, the / of the upper cap 132 and the / of the core d 118. This arrangement can compensate for a variation of 1.1 millionths / C of the temperature coefficient
dans le pire des cas de fréquence du filtre 100. in the worst case of frequency of filter 100.
Les dimensions des différents éléments d'un exemple de réa- The dimensions of the different elements of an example of a
lisation de filtre 100 pour un fonctionnement à des fréquences com- filter 100 for operation at frequencies
prises entre 865 et 902 MHz sont énumérées ci-dessous dans le Ta- bleau I. Dans cet exemple de réalisation, le résonateur 116 et le noyau d'accord 118 sont constitués du composé de céramique, les disques 114 et 120 d'alumine, le manchon 133 de laiton, l'arbre d'accord 102 d'aluminium et les parties de logement 112, 124 et 128 de l'alliage d'aluminium no 380. Les dimensions exactes des éléments d'un exemple de réalisation du filtre 100 varient en fonction de la fréquence de fonctionnement voulue et des matériaux choisis pour taken between 865 and 902 MHz are listed below in Table I. In this embodiment, the resonator 116 and the tuning core 118 consist of the ceramic compound, the disks 114 and 120 of alumina, the sleeve 133 of brass, the tuning shaft 102 of aluminum and the housing parts 112, 124 and 128 of aluminum alloy no 380. The exact dimensions of the elements of an exemplary embodiment of the filter 100 vary depending on the desired operating frequency and the materials chosen for
chacun des éléments.each of the elements.
Tableau I - Dimensions du filtre en centimètres Elément supereu tr Longueur Résonateur 116 6,81 3,20 1,96 Disque 114 7,11 3,20 2,90 Disque 120 7,11 - 2,87 Noyau 118 3,05 - 3,48 Arbre 102 0,97 - 5,84 Logement 124 14,27 13,97 7,62 Couvercle supérieur 112 14,27 3,81 2,29 Table I - Dimensions of the filter in centimeters Upper element tr Length Resonator 116 6.81 3.20 1.96 Disc 114 7.11 3.20 2.90 Disc 120 7.11 - 2.87 Core 118 3.05 - 3 , 48 Shaft 102 0.97 - 5.84 Housing 124 14.27 13.97 7.62 Top cover 112 14.27 3.81 2.29
Couvercle inférieur 128 14,27 - -Bottom cover 128 14.27 - -
En se référant ensuite à la Figure 2, on voit qu'on a repré- Referring next to Figure 2, we see that we have represented
senté un appareil de combinaison d'antenne pour coupler des émet- felt an antenna combination device to couple transmitters
teurs RF 201-205 ayant différentes fréquences de signaux à une an- RF sensors 201-205 having different signal frequencies at one year
tenne commune 231. Des filtres 211-215 sont de préférence des fil- common valve 231. Filters 211-215 are preferably fil-
tres 100 mettant en application la présente invention. Le disposi- very 100 implementing the present invention. The disposi-
tif de combinaison 221 est de préférence le dispositif de combinai- combination device 221 is preferably the combination device
son à microbande 300 représenté sur la Figure 3. Le dispositif de combinaison 221 peut être également un dispositif de combinaison d'antenne classique approprié tel qu'il est indiqué et décrit dans microstrip sound 300 shown in FIG. 3. The combination device 221 can also be a suitable conventional antenna combination device as indicated and described in
le brevet des E.U.A. NO 4 375 622, qui est cité à titre de référence. the U.S. patent NO 4,375,622, which is cited for reference.
En utilisant le filtre RF 100 pour les filtres 211-215, on peut ré- Using the RF 100 filter for filters 211-215, you can
duire de façon importante les exigences d'ensemble sur les dimen- significantly reduce the overall requirements on the dimensions
sions et l'espace de l'appareil de combinaison représenté sur la Figure 2. Puisque l'espace fait prime à des emplacements 12 zbos sions and the space of the combination device shown in Figure 2. Since space takes precedence at locations 12 zbos
12 260693612 2606936
d'antenne situés à distance, on peut réaliser des économies substan- antenna located remotely, substantial savings can be made
tielles en utilisant le filtre 100.using the filter 100.
Sur la Figure 3, on a représenté une vue d'en haut du fil- In Figure 3, there is shown a top view of the wire-
tre 100 et du dispositif de combinaison à microbande 300 mettant en oeuvre la présente invention. Le couvercle supérieur 112 du filtre tre 100 and the microstrip combining device 300 implementing the present invention. The upper cover 112 of the filter
est retiré pour indiquer plus clairement les boucles de cou- is removed to more clearly indicate the neck loops
* plage 122 et 311. Deux vis sont insérées dans des trous 139 pour* range 122 and 311. Two screws are inserted in holes 139 for
monter chacun des cinq filtres 100 sur un panneau de montage appro- mount each of the five filters 100 on a suitable mounting panel
prié. Quatre vis sont insérées dans des trous 108 pour monter le prayed. Four screws are inserted into holes 108 to mount the
couvercle supérieur 112 sur le logement 124. upper cover 112 on the housing 124.
Des signaux RF sont envoyés au filtre 100 de la Figure 3 au RF signals are sent to filter 100 in Figure 3 to
moyen de la boucle de couplage 122 d'un connecteur 136 et de la bou- by means of the coupling loop 122 of a connector 136 and the plug
cle de couplage 311 sur une plaquette de circuit 301. Dans l'exem- coupling key 311 on a circuit board 301. In the example
ple de réalisation préféré du filtre 100, les boucles de couplage 122 et 311 sont placées essentiellement dans le même plan que le centre du résonateur 116 et sont disposées à environ 120 l'une de l'autre comme le montre la Figure 3. Puisque l'emplacement exact de la boucle de couplage 122 n'est pas critique pour le fonctionnement du filtre 100, on peutégalement placer la boucle de couplage 122 sur le logement 124 à n'importe quel emplacement approprié dans le plan du centre du résonateur 116, tant que la boucle de couplage 122 et la boucle de couplage 311 sont suffisamment séparées pour éviter In the preferred embodiment of the filter 100, the coupling loops 122 and 311 are placed essentially in the same plane as the center of the resonator 116 and are arranged about 120 from one another as shown in Figure 3. Since the exact location of the coupling loop 122 is not critical for the operation of the filter 100, it is also possible to place the coupling loop 122 on the housing 124 at any suitable location in the plane of the center of the resonator 116, as long as that the coupling loop 122 and the coupling loop 311 are sufficiently separated to avoid
un couplage direct indésirable.undesirable direct coupling.
Le dispositif de combinaison 300 de la Figure 3 comprend une plaquette de circuit de substrat 310 (voir également la Figure 6), un logement métallique 320 et cinq plaquettes de circuit de.couplage 301-305 (voir également les Figures 4 et 5). Un connecteur de sortie 902 (voir Figure 9) est soudé au centre de la plaquette de circuit de substrat 310 et s'étend hors du dessous du logement métallique 320. La plaquette 310 est de préférence constituée d'un matériau The combiner 300 of Figure 3 comprises a substrate circuit board 310 (see also Figure 6), a metal housing 320 and five coupling circuit boards 301-305 (see also Figures 4 and 5). An output connector 902 (see Figure 9) is soldered to the center of the substrate circuit board 310 and extends out from below the metal housing 320. The board 310 is preferably made of a material
diélectrique approprié pour des lignes de transmission en microbande. dielectric suitable for microstrip transmission lines.
Dans l'exemple de réalisation préféré du dispositif de combinaison In the preferred embodiment of the combination device
300, la plaquette de circuit de substrat 310 est constituée d'alu- 300, the substrate circuit board 310 is made of aluminum
mine. Les plaquettes de circuit de couplage 301-305 sont fixées au logement 320 avec une vis. Une barrette 314 est soudée entre une boucle de couplage 312 et la masse sur la plaquette 310, et une mine. The coupling circuit boards 301-305 are fixed to the housing 320 with a screw. A strip 314 is welded between a coupling loop 312 and the mass on the wafer 310, and a
13 260693613 2606936
barrette 313 est soudée entre la boucle de couplage 312 et une ligne strip 313 is welded between the coupling loop 312 and a line
en microbande correspondante située sur la plaquette 310. Des bar- in corresponding microstrip located on the plate 310. Bars-
rettes semblables sont utilisées pour coupler les plaquettes 301, 303, 304 et 305 à la plaquette 310. Le logement 320 est fixé par deux vis à un plateau 154 situé sur chaque filtre 100. Une fois fixé à chacun des cinq filtres 100, le logement 320 est enfermé en fixant une plaque métallique supérieure 330 au moyen de vis (voir similar rettes are used to couple the plates 301, 303, 304 and 305 to the plate 310. The housing 320 is fixed by two screws to a plate 154 located on each filter 100. Once fixed to each of the five filters 100, the housing 320 is enclosed by fixing an upper metal plate 330 by means of screws (see
la Figure 8).Figure 8).
Chaque plaquette de circuit de couplage 301-305 s'insère dans des ouvertures correspondantes 152 formées dans le logement 124 du filtre 100, et chacune d'elles est rendue étanche à l'humidité au moyen d'une enveloppe de caoutchouc, par exemple, 340. Un signal d'émetteur provenant d'un émetteur, par exemple 201, est appliqué Each coupling circuit board 301-305 is inserted into corresponding openings 152 formed in the housing 124 of the filter 100, and each of them is made moisture-proof by means of a rubber casing, for example, 340. A transmitter signal from a transmitter, for example 201, is applied
au connecteur 136 et envoyé au résonateur 116 par la boucle de cou- to connector 136 and sent to resonator 116 through the loop
plage 122. Le signal d'émetteur filtré est détecté par la boucle de couplage 311 située sur la plaquette de circuit 301. Le circuit en microbande situé sur la plaquette 310 combine les cinq signaux track 122. The filtered transmitter signal is detected by the coupling loop 311 located on the circuit board 301. The microstrip circuit located on the board 310 combines the five signals
d'émetteurs et les envoie à un connecteur de sortie 902 (voir Fi- transmitters and sends them to an output connector 902 (see Fig.
gure 9).gure 9).
On va se référer maintenant aux Figures 4 et 5 o on a repré- We will now refer to Figures 4 and 5 where we have represented
senté plus en détail la plaquette de circuit de couplage 301 et la boucle de couplage 301. La boucle de couplage 311 est recouverte d'une couche métallique, de préférence d'une couche de cuivre, sur la surface supérieure de la plaquette 301, de préférence dans un matériau dit PTFE à fibres réparties inégalement ayant une constante felt in more detail the coupling circuit board 301 and the coupling loop 301. The coupling loop 311 is covered with a metal layer, preferably a layer of copper, on the upper surface of the board 301, preferably in a material called PTFE with unevenly distributed fibers having a constant
diélectrique nominale égale à 2,1. La plaquette 301 est fixée au lo- nominal dielectric equal to 2.1. The plate 301 is fixed to the lo-
gement 320 du dispositif de combinaison 300 au moyen d'une vis qui s'insère dans un trou 402. La plaquette 301 contient une ligne de 320 of the combination device 300 by means of a screw which is inserted into a hole 402. The plate 301 contains a line of
transmission en microbande de cinquante ohms 411, la boucle de cou- fifty-ohm 411 microstrip transmission, the neck loop
plage 311 et un plot de masse 413. Comme le montre la Figure 5, seu- range 311 and a ground pad 413. As shown in Figure 5, only
le une partie 502 de la surface inférieure de la plaquette 301 est the part 502 of the lower surface of the wafer 301 is
recouverte de cuivre. La partie 502 est opposée à la ligne de trans- covered with copper. Part 502 is opposite the line of trans-
mission en microbande de cinquante ohms 411 et au plot de masse 413. fifty-ohm microstrip mission 411 and ground stud 413.
C'est-à-dire que la surface inférieure de la plaquette 301 n'est pas That is, the bottom surface of the wafer 301 is not
recouverte à l'opposée de la boucle de couplage 311. covered opposite the coupling loop 311.
On va se référer maintenant à la Figure 6 o on a représenté We will now refer to Figure 6 where we have represented
plus en détail la plaquette de circuit de substrat 310. La plaquet- in more detail the substrate circuit board 310. The board-
te 310 est recouverte de cuivre sur son côté inférieur et comprend te 310 is coated with copper on its underside and includes
cinq lignes de transmission en microbandes de cinquante ohms 601- five transmission lines in microbands of fifty ohms 601-
605 d'égales longueurs sur son côté supérieur pour envoyer des si- 605 of equal lengths on its upper side to send si-
gnaux d'émetteurs filtrés correspondants à une jonction 620. La jonction 620 comporte un trou en son centre pour y introduire le conducteur central du connecteur de sortie 902 (voir Figure 9). La gnals of filtered transmitters corresponding to a junction 620. The junction 620 has a hole in its center to introduce the central conductor of the output connector 902 (see Figure 9). The
plaquette 310 comprend également une ligne de transmission en ser- plate 310 also includes a transmission line in ser-
pentin 610 pour la jonction d'accord 620. pentin 610 for the junction of agreement 620.
On va se référer maintenant à la Figure 7 o on a représenté We will now refer to Figure 7 where we have represented
un circuit unique d'accord à réactance variable de la présente in- a single tuning circuit with variable reactance of the present in-
vention incluant la ligne de transmission en serpentin 610 et une vention including the 610 serpentine transmission line and a
plaque d'accord diélectrique 630 pour accorder le dispositif de com- dielectric tuning plate 630 for tuning the com
binaison à microbande 300 de la Figure 3. La ligne 610 est une ligne de transmission en court-circuit d'une longueur de 3L/4, ayant microstrip binning 300 of FIG. 3. Line 610 is a short-circuit transmission line with a length of 3L / 4, having
une réactance d'entrée infinie quand la moitié de sa longueur physi- an infinite input reactance when half of its physical length
que L est recouverte de la plaque d'accord diélectrique 630. La that L is covered with the dielectric tuning plate 630. The
ligne 610 peut avoir la forme d'un serpentin comme on l'a représen- line 610 can have the shape of a serpentine as we have shown
tée ou elle peut être simplement droite ou avoir n'importe quelle autre forme imposée par une application proposée de celle-ci. La or it can be simply straight or have any other shape imposed by a proposed application of it. The
ligne 610 et la plaque d'accord 630 constituent ensemble une impé- line 610 and the tuning plate 630 together constitute an impe
dance dont la réactance peut être changée d'un état inductif à-un état capacitif simplement en déplaçant la plaque 630 par rapport à la ligne 610, par exemple d'une position B à une position C. L'unique circuit d'accord à réactance variable de la Figure 7 dance whose reactance can be changed from an inductive state to a capacitive state simply by moving the plate 630 relative to the line 610, for example from a position B to a position C. The only tuning circuit to variable reactance of Figure 7
présente une impédance d'entrée ZI = jX, o la valeur de la réactan- has an input impedance ZI = jX, where the value of the reactan-
ce d'entrée X est changée en déplaçant la plaque 630 par rapport à la ligne 610. Selon la présente invention, la valeur de variation de la réactance d'entrée X est déterminée par la longueur de la ligne this input X is changed by moving the plate 630 relative to the line 610. According to the present invention, the variation value of the input reactance X is determined by the length of the line
610 et la constante diélectrique de la plaque d'accord 630. En aug- 610 and the dielectric constant of the tuning plate 630. In aug-
mentant la longueur de la ligne 610 ou la constante diélectrique de la plaque 630, on augmente l'intervalle d'accord de réactance et lying about the length of the line 610 or the dielectric constant of the plate 630, the interval of reactance tuning is increased and
vice versa. Le centre de l'intervalle d'accord de réactance est dé- vice versa. The center of the reactance tuning interval is
terminé par l'impédance de fin de ligne 610 et la longueur de la ligne 610. En général, l'impédance d'entrée ZI peut être calculée par l'équation: terminated by end of line impedance 610 and line length 610. In general, the input impedance ZI can be calculated by the equation:
26069362606936
_ZT/ZO + jtg(>L)1 (1) Z EZ, o I 0 - 1 + (ZT/Zo)jtg(PL)o =L = 2(f/c) (L1/Erl + L2/Er2); f est la fréquence; c est la vitesse de la lumière; Z0 est l'impédance caractéristique de la ligne 630; ZT est l'impédance de fin de ligne 630; la ligne 630 a une longueur physique L = L1 + L2; et Erl et cr2 sont les constantes diélectriques effectives des _ZT / ZO + jtg (> L) 1 (1) Z EZ, o I 0 - 1 + (ZT / Zo) jtg (PL) o = L = 2 (f / c) (L1 / Erl + L2 / Er2) ; f is the frequency; c is the speed of light; Z0 is the characteristic impedance of line 630; ZT is the end of line impedance 630; line 630 has a physical length L = L1 + L2; and Erl and cr2 are the effective dielectric constants of
parties recouverte et non recouverte L1 et L2, respectivement. covered and uncovered parts L1 and L2, respectively.
Dans l'exemple de réalisation préféré de l'unique circuit In the preferred embodiment of the single circuit
d'accord à réactance variable de la Figure 7, la ligne de transmis- according to variable reactance of Figure 7, the transmission line
sion d'accord 610 se termine par un court-circuit, c'est-à-dire que ion of agreement 610 ends in a short circuit, that is to say that
ZT = 0. Quand elle se termine par un court-circuit, l'équation ci- ZT = 0. When it ends in a short circuit, the equation
dessus pour l'impédance d'entrée ZI de la ligne 610 se réduit à: above for the input impedance ZI of line 610 is reduced to:
(2) ZI = jZ0 tg (OL).(2) ZI = jZ0 tg (OL).
Selon la présente invention, le centre de l'intervalle d'accord de réactance (c'est-à-dire, quand la plaque 630 recouvre une moitié de la ligne 610 ou quand L1 = L2= L/2) peut être choisi pour chaque application spécifique de l'unique circuit d'accord à réactance variable de la Figure 7. Pour l'exemple de réalisation préféré du dispositif de combinaison 300, le centre de l'intervalle de réactance a été choisi pour qu'il y ait une réactance infinie, de sorte que la réactance d'entrée X de l'impédance d'entrée ZI peut être décalée entre des réactances capacitive et inductive. Puisqu'une According to the present invention, the center of the reactance tuning interval (i.e., when plate 630 covers half of line 610 or when L1 = L2 = L / 2) can be chosen for each specific application of the single variable reactance tuning circuit in Figure 7. For the preferred embodiment of the combination device 300, the center of the reactance interval has been chosen so that there is a infinite reactance, so that the input reactance X of the input impedance ZI can be shifted between capacitive and inductive reactances. Since one
réactance infinie n'a pas d'effet sur le fonctionnement du disposi- infinite reactance has no effect on the functioning of the device
tif de combinaison 300, le dispositif de combinaison 300 est accordé par le décalage de la réactance d'entrée X de l'infini à des valeurs croissantes de réactance capacitive ou inductive pour obtenir les caractéristiques de dispositif de combinaison voulues. Pour toute impédance de terminaison spécifique ZT, l'impédance d'entrée ZI de l'unioue circuit d'accord à réactance variable de la Figure 7 est décalée dans un intervalle donné par l'équation (1) ci-dessus et Combination device 300, the combination device 300 is tuned by shifting the input reactance X from infinity to increasing values of capacitive or inductive reactance to obtain the characteristics of the desired combination device. For any specific termination impedance ZT, the input impedance ZI of the single variable reactance tuning circuit of Figure 7 is shifted in an interval given by equation (1) above and
centrée à peu près à l'impédance d'entrée prédéterminée qui est pro- centered approximately at the predetermined input impedance which is pro-
duite quand la plaoue 630 recouvre une moitié de la ligne de trans- pick when the plow 630 covers half of the trans-
mission d'accord 610 (c'est-à-dire L1 = L2= L/2). agreement mission 610 (i.e. L1 = L2 = L / 2).
16 260693616 2606936
Quand il est utilisé en association avec le dispositif de combinaison 300, le circuit d'accord unique 610 et 630 de la Figure 7 assure une compensation variable de la réactance associée à la discontinuité de microbande à la jonction 620 descinq lignes de transmission en microbandes 601-605. I1 en résulte que le dispositif When used in combination with the combination device 300, the single tuning circuit 610 and 630 in FIG. 7 provides variable compensation for the reactance associated with the discontinuity of the microstrip at the junction 620 of the five transmission lines in microstrip 601 -605. I1 follows that the device
de combinaison 300 présente une plus grande efficacité de transmis- 300 has a higher transmission efficiency
sion sur une largeur de bande plus grande que ce qu'on pourrait ob- over a wider bandwidth than you might get
tenir sans l'unique de circuit d'accord de la présente invention. hold without the unique tuning circuit of the present invention.
En outre,l'unique circuit d'accord de la présente invention peut Furthermore, the unique tuning circuit of the present invention can
être avantageusement utilisé dans n'importe quelle application ap- be advantageously used in any application ap-
propriée dans laquelle on souhaite avoir un accord inductif et/ou property in which one wishes to have an inductive agreement and / or
capacitif variable.variable capacitive.
Sur la Figure 8, on a représenté une vue éclatée de l'unique circuit d'accord à lignes en bandes et du dispositif de la présente In Figure 8, there is shown an exploded view of the single tuning circuit in strip lines and the device of this
invention utilisé pour accorder le dispositif de combinaison à micro- invention used to tune the micro combination device
bande 300 représenté sur la Figure 3. La plaque supérieure 330 est strip 300 shown in Figure 3. The upper plate 330 is
fixée au logement 320 au moyen de vis. La plaque 330 comprend égale- fixed to the housing 320 by means of screws. Plate 330 also includes
ment un trou 350 pour avoir accès à la ligne de transmission en ser- a hole 350 to access the transmission line in service
pentin 610. La plaque d'accord diélectrique 630 est liée à un bloc 806 au moyen d'un adhésif approprié. Le bloc 806 comprend trois trous dont un pour y introduire un ressort 804 et les deux autres pour des bornes 808 et 809.Une plaque de couvercle 802 comprend les bornes 808 et 809 et des trous en forme de fentes 810 et 811. Des vis s'insèrent dans les trous 810 et 811 pour fixer la plaque de pentin 610. The dielectric tuning plate 630 is bonded to a block 806 by means of an appropriate adhesive. Block 806 has three holes, one for inserting a spring 804 and the other two for terminals 808 and 809. A cover plate 802 includes terminals 808 and 809 and slot-shaped holes 810 and 811. Screws '' insert into the holes 810 and 811 to fix the plate
couvercle 802 à la plaque supérieure 330 du dispositif de combinai- cover 802 to the upper plate 330 of the combination device
son 300. Les bornes 808 et 809 de la plaque 802 positionnent le bloc 806 et la plaque d'accord diélectrique 630 sur la ligne de its 300. The terminals 808 and 809 of the plate 802 position the block 806 and the dielectric tuning plate 630 on the line of
transmission en serpentin 610. Le ressort 804 force la plaque d'ac- serpentine transmission 610. Spring 804 forces the actuating plate
cord diélectrique 630 contre la ligne de transmission en serpentin dielectric cord 630 against the serpentine transmission line
610. Pendant l'accord du dispositif de combinaison 300,1esvis rete- 610. During the tuning of the combination device 300,1
nant la plaque 802 sont desserrées et la plaque 802 est glissée en arrière puis en avant dans la direction des trous en forme de fentes 810 et 811 pour accorder le dispositif de combinaison 300. Quand The plate 802 is loosened and the plate 802 is slid back and then forward in the direction of the slot-shaped holes 810 and 811 to tune the combination device 300. When
l'accord voulu est obtenu, les vis retenant la plaque 802 sont ser- the desired agreement is obtained, the screws retaining the plate 802 are tightened
rées. L'unique dispositif d'accord et le procédé mentionnés plus haut de la présente invention permettent d'accorder rapidement et rees. The unique tuning device and the above-mentioned method of the present invention make it possible to quickly tune and
17 260693617 2606936
de façon précise le dispositif de combinaison 300. precisely the combination device 300.
Sur la Figure 9, on a représenté une vue d'en bas du disposi- In Figure 9, a bottom view of the device is shown.
tif de combinaison à microbande 300 représenté sur la Figure 3. Le connecteur de sortie 902 s'étend du bas du logement 320 et fournit le signal de sortie combiné du dispositif de combinaison 300. Le The microstrip combining device 300 shown in Figure 3. The output connector 902 extends from the bottom of the housing 320 and provides the combined output signal from the combining device 300.
connecteur 902 est fixé au logement 320 au moyen d'un écrou 904. connector 902 is fixed to housing 320 by means of a nut 904.
En résumé, on a décrit un appareil de combinaison de si- In summary, there has been described an apparatus for combining
gnaux RF nouveau qui comprend un dispositif de combinaison à micro- new RF channels that include a micro-combination device
bande couplé à des filtres en céramique par des boucles de couplage band coupled to ceramic filters by coupling loops
unique et accordé par un circuit d'accord à réactance variable uni- unique and tuned by a variable variable reactance tuning circuit
que. Le circuit d'accord nouveau comprend une ligne de transmission d'accord et une plaque d'accord diélectrique, l'intervalle d'accord than. New tuning circuit includes tuning transmission line and dielectric tuning plate, tuning interval
de celui-ci étant déterminé par la longueur de la ligne de transmis- of this being determined by the length of the transmission line-
sion d'accord et la constante diélectrique de la plaque d'accord. tuning ion and the dielectric constant of the tuning plate.
Si la ligne de transmission d'accord est terminée par un court-ci- If the chord transmission line is terminated by a short-
cuit, la réactance d'entrée du circuit d'accord nouveau peut être changée entre des réactances inductive et capacitive simplement en réglant la quantité dont la plaque d'accord diélectrique recouvre la ligne de transmission d'accord. L'unique circuit d'accord de la présente invention peut être utilisé avantageusement dans n'importe quelle application appropriée o une réactance d'entrée variable baked, the input reactance of the new tuning circuit can be changed between inductive and capacitive reactances simply by adjusting the amount by which the dielectric tuning plate covers the tuning transmission line. The unique tuning circuit of the present invention can advantageously be used in any suitable application o a variable input reactance
est nécessaire.is necessary.
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