FR2634949A1 - WIDE BAND WAVE FILTER - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un filtre large bande en guide d'onde comprenant une susceptance selfique d'entrée et une susceptance selfique de sortie 14, 15, et deux obstacles métalliques 17 disposés respectivement à environ lambda g/4 (lambda g longueur d'onde guidée) de ces susceptances d'entrée et de sortie. Application notamment aux télécommunications par faisceaux hertziens.The present invention relates to a broadband waveguide filter comprising an input inductive susceptance and an output inductive susceptance 14, 15, and two metal obstacles 17 respectively arranged at approximately lambda g / 4 (lambda g length d (guided wave) of these input and output susceptances. Application in particular to radio-relay telecommunications.
Description
Filtre large bande en guide d'ondeBroadband waveguide filter
L'invention concerne un filtre large bande en guide d'onde. The invention relates to a broadband waveguide filter.
Les filtres d'antenne ou de branchement en guide d'onde sont réalisés, en général, à partir du mode fondamental de propagation en guide (rectangulaire ou circulaire), par la réalisation d'obstacles selfiques qui définissent des cavités résonantes en > g/2 (. g = longueur d'onde guidée), comme décrit dans le manuel intitulé "microwave filters, impédance - matching network and coupling structures" de G.L. MATTHAEI, L. YOUNG, E.M.T. JONES (Me GRAW-HILL BOOK The waveguide antenna or branch filters are generally made from the fundamental mode of propagation in a guide (rectangular or circular), by the realization of inductive obstacles which define resonant cavities in> g / 2 (.g = Guided wavelength), as described in GL MATTHAEI, L. YOUNG, EMT manual, "microwave filters, impedance - matching network and coupling structures" JONES (Me GRAW-HILL BOOK
COMPANY 1964), au chapitre 8, section 8-06 pages 450 à 459. COMPANY 1964), Chapter 8, Section 8-06, pages 450 to 459.
Ces susceptances selfiques peuvent être réalisées de différentes façons; par exemple: - une tige, - un rideau de tiges, - un volet selfique, - un obstacle plan E. Toutes ces réalisations possèdent une réponse en fréquence de type L = X ( > o/ >g). Les susceptances d'entrée sont donc difficilement réalisables et ne permettent pas d'atteindre les caractéristiques de R.O.S..:etport d'ondes stationnaires) d'entrée recherchées lorsqu'il s'agit de large bande. De plus la variation de la longueur d'onde dans les guides dissymétrise la réponse amplitude fréquence (dégradation de la réjection sur le flanc supérieur du filtre par effet de proximité de These inductive susceptances can be realized in different ways; for example: - a rod, - a curtain of rods, - an inductive flap, - a plane obstacle E. All these realizations have a frequency response of type L = X (> o /> g). The input susceptances are therefore difficult to achieve and do not achieve the characteristics of R.O.S ..: stationary waveport) input sought when it is broadband. Moreover, the variation of the wavelength in the guides dissymmetries the frequency amplitude response (degradation of the rejection on the upper side of the filter due to the proximity effect of
la seconde bande passante).the second bandwidth).
Dans les systèmes actuels de vidéo-transmission par satellite, les In current satellite video transmission systems, the
bandes de réception s'élargissent. reception bands widen.
Pour la bande KU on trouve: ,95 - 11,7 GHz (10,7 - 11,7 GHz) 11,7 - 12,2 GHz For the KU band there are:, 95 - 11.7 GHz (10.7 - 11.7 GHz) 11.7 - 12.2 GHz
30. 12,5 - 12,75 GHz (12,25 - 12,75 GHz). 30. 12.5 - 12.75 GHz (12.25 - 12.75 GHz).
Mais, avec les amplificateurs à faible bruit d'entrée, équipés des nouveaux transistors (type H.E.M.T ou "High Electron Mobility transistor") , par exemple, l'ensemble de la bande 10,7 - 12,75 GHz est accessible pour des températures de bruit d'entrée inférieure à 1500K But, with the low input noise amplifiers, equipped with new transistors (HEMT type or "High Electron Mobility transistor"), for example, the entire band 10.7 - 12.75 GHz is accessible for temperatures input noise less than 1500K
voire 130 K.even 130 K.
-2 Les liaisons en duplexé, qui sont effectuées, nécessitent de se préserver des perturbateurs. L'un de ceux-ci se trouve être le signal émission (14 - 14,5 GHz) qui, malgré le découplage de polarisation, est -2 The duplex connections, which are made, need to be protected from disrupters. One of these happens to be the transmit signal (14 - 14.5 GHz) which, despite polarization decoupling, is
insuffisamment atténué.insufficiently attenuated.
Pour satisfaire aux critères système, on dispose un filtre à large bande passante entre l'accès réception du duplexeur de polarisation et l'amplificateur à faible bruit. Mais, en raison du pourcentage élevé (supérieur à 20 %) de bande passante demandé au filtre, la conception de ce filtre n'est pas envisageable en utilisant les dispositifs de l'art To meet the system criteria, a broadband filter is provided between the receive port of the bias duplexer and the low noise amplifier. But, because of the high percentage (greater than 20%) of bandwidth requested to the filter, the design of this filter is not conceivable using the devices of the art
connu.known.
En utilisant, les techniques connues d'accord par vis d'appoint (effet capacitif), il est difficile d'obtenir une large bande passante (supérieure ou égale à 20 %), en modifiant l'iris d'entrée et l'iris de sortie. D'autre part un filtre en mode TEO1 possède une seconde bande passante centrée approximativement à \ g = k' go/2 ( ' go étant la By using the known techniques of tuning by means of screws (capacitive effect), it is difficult to obtain a large bandwidth (greater than or equal to 20%) by modifying the input iris and the iris Release. On the other hand a filter in TEO1 mode has a second bandwidth centered approximately at \ g = k 'go / 2 (' go being the
longueur d'onde correspondant à la deuxième réponse en fréquence). wavelength corresponding to the second frequency response).
Celle-ci est plus basse que 2 wo (wo = 2 fo, fo fréquence centrale de la première bande passante) du fait de variation de la longueur d'onde X g et de celle des susceptances de couplage. Elle entraine une détérioration de l'affaiblissement hors bande ( affaiblissement supérieur recherché). Souvent, dans les dispositifs de l'art connu le nombre des cavités est augmenté jusqu'à obtenir la réfection, en négligeant l'augmentation exponentielle du temps et des difficultés This is lower than 2 wo (wo = 2 fo, fo central frequency of the first bandwidth) due to variation of the wavelength λg and that of the coupling susceptances. It causes a deterioration of the out-of-band attenuation (desired higher attenuation). Often, in the devices of the known art, the number of cavities is increased until the repair is obtained, neglecting the exponential increase in time and difficulties
251iées au réglage.251the setting.
Un palliatif existe en utilisant un guide en "U" (ou "ridge" en anglais), ou en double "U", tel que décrit dans le brevet US n 4 675 631: le guide possède une variation en À/ Xg plus faible mais sa conception reste compliquée du fait de l'utilisation de 3Otransformateurs d'accès disposés aux deux extrémités du filtre, ou de A palliative exists using a "U" (or "ridge") guide, or "U" double, as described in US Pat. No. 4,675,631: the guide has a smaller variation in λ / λg. but its design remains complicated because of the use of access transformers arranged at both ends of the filter, or of
"U" partiels disposés dans chacune des cavités. "U" partial arranged in each of the cavities.
Il est connu d'utiliser un obstacle métallique épais en le plaçant au centre d'un guide d onde pour réaliser l'adaptation d'une impédance dans une large bande de fréquences, comme décrit dans le manuel intitulé "0NDES CENTIMETRIQUES": lignes-circuits-antennes, aux Editions CHIRON - 3 - It is known to use a thick metal obstacle by placing it in the center of a waveguide to adapt an impedance in a wide frequency band, as described in the manual entitled "CENTIMETRIC ONDES": lines- circuits-antennes, at Editions CHIRON - 3 -
(chapitre V pages 256 à 258).(chapter V pages 256 to 258).
Un tel obstacle consiste en un bloc parallélipèdique qui forme une section de guide en U, dans le guide d'onde rectangulaire (TEO1), Such an obstacle consists of a parallelepiped block which forms a U-shaped guide section in the rectangular waveguide (TEO1).
terminé par des discontinuités de section droite. terminated by discontinuities of cross section.
L'invention a pour objet de pallier les inconvénients décrits The object of the invention is to overcome the disadvantages described
précédemment en faisant appel à un tel obstacle épais. previously by appealing to such a thick obstacle.
L'invention propose, en effet, un filtre large bande en guide d'onde comprenant une susceptance selfique d'entrée et une susceptance selfique de sortie, caractérisé par le fait qu'il comporte deux obstacles métalliques disposés respectivement à environ > g/4 (A g: The invention proposes, in fact, a broadband waveguide filter comprising an input inductive susceptance and an output self-sustaining susceptance, characterized in that it comprises two metal obstacles arranged respectively at approximately> g / 4 (A g:
longueur d'onde guidée) de ces susceptances d'entrée et de sortie. guided wavelength) of these input and output susceptances.
Avantageusement les susceptances d'entrée et de sortie sont des rideaux de tiges, comprennant une vis de compensation pour régler conjointement le R.O.S. des accès et la réjection hors bande, Chaque Advantageously, the input and output susceptances are curtain rods, comprising a compensation screw for jointly adjusting the R.O.S. access and out-of-band rejection, each
obstacle métallique étant un téton de compensation. metallic obstacle being a compensating nipple.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs The features and advantages of the invention will emerge from elsewhere
de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en description which will follow, by way of non-limiting example, in
référence aux figures annexées sur lesquelles: - Les figures 1 et 2 illustrent deux vues en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation du filtre de l'invention selon les plans I-I de reference to the appended figures in which: - Figures 1 and 2 illustrate two longitudinal sectional views of an embodiment of the filter of the invention according to plans I-I of
la figure 2, et II - II de la figure 1. Figure 2, and II - II of Figure 1.
- Les figures 3 et 4 illustrent une vue de coté et une vue de dessus - Figures 3 and 4 illustrate a side view and a view from above
d'un élément du filtre de l'invention. of a filter element of the invention.
- Les figures 5 et 6 représentent deux courbes illustrant le - Figures 5 and 6 show two curves illustrating the
fonctionnement du filtre selon l'invention. operation of the filter according to the invention.
Les figures 1 et 2 représentent une réalisation du filtre de l'invention qui comprend: - un guide d'onde 10, surmonté ici d'une barrette 11 de renfort, et terminé à ses deux extrémités par deux brides 12 et 13 de fixation, - une série de susceptances inductives régulièrement réparties réalisées chacune par un rideau de deux tiges verticales 14 disposées dans un plan tranversal du guide, une vis d'accord 15 correspondant à deux tiges située dans un plan longitudinal médian, parallèlement aux dites tiges, FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the filter of the invention which comprises: a waveguide 10, surmounted here by a reinforcing bar 11, and terminated at its two ends by two clamps 12 and 13 for fixing, a series of regularly distributed inductive susceptances each produced by a curtain of two vertical rods 14 arranged in a transverse plane of the guide, a tuning screw 15 corresponding to two rods situated in a median longitudinal plane, parallel to said rods,
étant positionnée dans le même plan transversal que les tiges. being positioned in the same transverse plane as the stems.
- une série de susceptances capacitives constituées chacune d'une vis -4d'accord 16 située entre deux vis d'accord 15 de deux susceptances inductives successives à égale distance de chacune d'elles, - Deux obstacles épais 17 disposés respectivement entre les deux susceptances extrêmes (14,15) et les extrémités du guide à environ g/4 de ces susceptances ( Xg: longueur d'onde guidée), sur la partie du a series of capacitive susceptances each consisting of a tuning screw 16 located between two tuning screws 15 of two successive inductive susceptances at equal distance from each of them, two thick obstacles placed respectively between the two susceptances extremes (14,15) and the ends of the guide at approximately g / 4 of these susceptances (Xg: guided wavelength), on the part of the
guide d'onde opposée à celle qui supporte les vis d'accord. waveguide opposite to that which supports the tuning screws.
Le filtre de l'invention utilise donc à chaque extrémité un obstacle épais 17 et une vis de compensation 15, (celle de la susceptance inductive la plus proche) pour régler conjointement le The filter of the invention therefore uses at each end a thick obstacle 17 and a compensation screw 15 (that of the nearest inductive susceptance) to jointly adjust the
R.O.S. des accès et la réjection hors bande. R.O.S. access and out-of-band rejection.
Le fait de placer un tel obstacle à A g/4 des susceptances d'entrée et de sortie permet de compenser le R.O.S. (Rapport d'onde stationnaire) à large bande par l'action conjuguée de sa longueur The fact of placing such an obstacle at A g / 4 of the input and output susceptances makes it possible to compensate the R.O.S. (Broadband Ratio) broadband by the combined action of its length
effective (environ X g/4) et de la vis d'accord. effective (about X g / 4) and the tuning screw.
A partir de cet effet, il est possible d'obtenir une vis d'accord 15 dont le dépassement dans le guide atteint une longueur de g/4 (résonance) sur les fréquences de la bande à rejeter. Un effet stop bande est créé au niveau des susceptances d'entrée par la définition de l'impédance ramenée par la vis 15: ZT-+jZc.tg (B.t)28 Z =Zc ZcTjZT.tg (B.1) ZT = 0 B 27- c 3. 10 m/s z= zcZc+jZT.tg (B.1)f d'o Z = jZctg (Bl) 1 = >/4 alors Z =jZc.tg (2kr.4) &.4_o avec: From this effect, it is possible to obtain a tuning screw 15 whose excess in the guide reaches a length of g / 4 (resonance) on the frequencies of the band to be rejected. A band stop effect is created at the level of the input susceptances by the definition of the impedance brought back by the screw 15: ZT- + jZc.tg (Bt) Z = Zc ZcTjZT.tg (B.1) ZT = 0 B 27- c 3. 10 m / sz = zcZc + jZT.tg (B.1) f of where Z = jZctg (Bl) 1 => / 4 then Z = jZc.tg (2kr.4) & .4_o with:
- ZT: impédance de terminaison de la partie ramenée en court- - ZT: impedance of termination of the part reduced in short-
circuit sur la paroi supérieure; - Zc: impédance caractéristique (ici supérieure à 150-IQ; Dans un exemple de réalisation on utilise un guide 10 rectangulaire ayant les caractéristiques suivantes: -5- - longueur: 200 mm; - largeur: 19,05 mm; - hauteur: 9,52 mm; - des susceptances selfiques (15,14) au nombre de 13 - des susceptances capacitives (16) au nombre de 12. Dans cet exemple de réalisation on utilise comme obstacle épais deux tétons de compensation, tels que représenté sur les figures 3 et 4, qui comprennent trois parties 20,21 et 22 situées le long d'un axe de symétrie &: - deux parties extrêmes 20, 22 cylindriques, dont l'une 20 est introduite dans un trou réalisé dans le guide, - une partie centrale 21 cylindrique, de diamètre supérieur à celui des deux autres parties, et qui comprend deux méplats 23 et 24 disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie h dudit téton, ces circuit on the upper wall; Zc: characteristic impedance (here greater than 150-IQ) In an exemplary embodiment, a rectangular guide 10 having the following characteristics is used: length: 200 mm, width: 19.05 mm, height: 9 52 mm; - inductive susceptances (15,14) to the number of 13 - capacitive susceptances (16) to the number of 12. In this embodiment, two compensating pins are used as thick obstacle, as shown in FIGS. 3 and 4, which comprise three parts 20, 21 and 22 situated along an axis of symmetry: two cylindrical end portions 20, 22, one of which is introduced into a hole made in the guide; central portion 21 cylindrical, greater in diameter than the other two parts, and which comprises two flats 23 and 24 arranged symmetrically with respect to the axis of symmetry h of said stud, these
méplats étant positionnés paralléllement à l'ouverture du guide. flats being positioned parallel to the opening of the guide.
Une telle réalisation du filtre de l'invention permet pour un même nombre de p8les, d'obtenir les caractéristiques suivantes: - Pour un filtre sans corrections: bande 10,7 - 12,75 GHz 20. R.O.S a 17 dB bande 14 - 14,5 GHz Rejection) 50 dB - Pour un filtre avec corrections: Bande 10,7 - 12,75 GHz 25.R.O.S > 23 dB Bande 14 - 14,5 GHz Such an embodiment of the filter of the invention makes it possible for the same number of pins to obtain the following characteristics: - For a filter without corrections: band 10.7 - 12.75 GHz 20. ROS at 17 dB band 14 - 14 , 5 GHz Rejection) 50 dB - For a filter with corrections: Band 10.7 - 12.75 GHz 25.ROS> 23 dB Band 14 - 14.5 GHz
Réjection > 60 dB.Rejection> 60 dB.
Ces différentes valeurs sont illustrées sur les courbes des figures et 6 qui illustrent respectivement la courbe de réponse en bande du filtre sans (26) obstacles et avec (27)obstacles de compensation, et la courbe d'adaptation dans la bande sans (28) obstacles et avec (29) These different values are illustrated on the curves of FIGS. 6 and 6 which respectively illustrate the band response curve of the filter without (26) obstacles and with (27) compensation obstacles, and the adaptation curve in the band without (28) obstacles and with (29)
obstacles de compensation.clearing obstacles.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans It is understood that the present invention has been described and shown only as a preferred example and that its constituent elements can be replaced by equivalent elements without
pour autant, sortir du cadre de l'invention. however, depart from the scope of the invention.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8810213A FR2634949B1 (en) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | WIDE GUIDE BAND FILTER |
| EP89113554A EP0352685A1 (en) | 1988-07-28 | 1989-07-24 | Broadband waveguide filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8810213A FR2634949B1 (en) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | WIDE GUIDE BAND FILTER |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2634949A1 true FR2634949A1 (en) | 1990-02-02 |
| FR2634949B1 FR2634949B1 (en) | 1991-01-04 |
Family
ID=9368891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8810213A Expired - Fee Related FR2634949B1 (en) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | WIDE GUIDE BAND FILTER |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0352685A1 (en) |
| FR (1) | FR2634949B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB766641A (en) * | 1953-08-14 | 1957-01-23 | Standard Telephones Cables Ltd | Improvements in electrical waveguide filters |
| FR1600400A (en) * | 1968-12-26 | 1970-07-20 | ||
| EP0167302A2 (en) * | 1984-06-07 | 1986-01-08 | Spar Aerospace Limited | Antenna feed networks |
-
1988
- 1988-07-28 FR FR8810213A patent/FR2634949B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-07-24 EP EP89113554A patent/EP0352685A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB766641A (en) * | 1953-08-14 | 1957-01-23 | Standard Telephones Cables Ltd | Improvements in electrical waveguide filters |
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| EP0167302A2 (en) * | 1984-06-07 | 1986-01-08 | Spar Aerospace Limited | Antenna feed networks |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES; vol. MTT-29, no. 4, avril 1981, pages 364-371, IEEE, New York, US; R.V.SNYDER: "Stepped-Ferrite tunable evanescent filters" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0352685A1 (en) | 1990-01-31 |
| FR2634949B1 (en) | 1991-01-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |