FR2725571A1 - Filtre passe-bas pour applications a haute puissance - Google Patents

Filtre passe-bas pour applications a haute puissance Download PDF

Info

Publication number
FR2725571A1
FR2725571A1 FR9510432A FR9510432A FR2725571A1 FR 2725571 A1 FR2725571 A1 FR 2725571A1 FR 9510432 A FR9510432 A FR 9510432A FR 9510432 A FR9510432 A FR 9510432A FR 2725571 A1 FR2725571 A1 FR 2725571A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
dielectric
elements
capacitive
series
inductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9510432A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2725571B1 (fr
Inventor
Ajay Asija
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harris Corp
Original Assignee
Harris Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harris Corp filed Critical Harris Corp
Publication of FR2725571A1 publication Critical patent/FR2725571A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2725571B1 publication Critical patent/FR2725571B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/202Coaxial filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

Filtre électrique (30), à haute puissance (4000 Watts), passe-bas, de taille réduite (environ 8 pouces de longueur), comportant un conducteur extérieur tubulaire (32) séparé d'une gaine diélectrique (34) par un diélectrique extérieur (36). La gaine diélectrique (34) entoure une série d'éléments capacitifs (38) et d'éléments inductifs (40) en alternance. Chacun des éléments capacitifs (38) comporte un conducteur intérieur (42), et chacun des éléments inductifs (40) comporte une bobine en fil hélicoïdal (44) entourée d'un combiné de silicone diélectrique (46a) qui contacte la gaine diélectrique (34) et les éléments (40) de façon à faciliter la conduction de chaleur depuis les éléments inductifs (40), le conducteur (32) et la gaine diélectrique (34) ajoutant un condensateur supplémentaire.

Description

Priorité: SN 08/302413 du 08.09.1994
HARRIS CORPORATION
FILTRE PASSE-BAS POUR APPLICATIONS A HAUTE PUISSANCE
La présente invention se rapporte à un filtre passe-bas pour applications à haute puissance. Les filtres électriques sont employés dans les voies de transmission H.F. pour bloquer les fréquences parasites. Les figures 1 et 2 représentent un f il_-re électrique 10 qui comporte une série d'éléments capacitifs 12 et d'éléments inductifs 14 en alternance dans un tube électroconducteur 16. Les éléments capacitifs 12 sont séparés du tube 16 par un diélectrique 18, et les éléments inductifs 14 sont entourés d'air. Les éléments 12 et 14 sont connectés directement de façon à constituer une première voie électrique 20 à travers ceux-ci. Le tube 16 constitue une deuxième voie électrique 22, avec les éléments capacitifs 12 constituant des montages en dérivation parallèles à la deuxième voie 20, tel que décrit dans
la spécification du brevet US No. 4680560.
La réduction de la taille des filtres électriques pose des problèmes car les filtres ont tendance à générer de la chaleur et la réduction de leur taille augmente les difficultés pour conduire la chaleur généree par les éléments capacitifs et inductifs à l'intérieur du filtre hors de celui-ci et, par conséquent, les filtres de taille réduite ne sont pas adaptables aux applications à haute puissance (jusqu'à environ 4000 Watts) et les filtres capables de supporter des puissances élevées ont des tailes plus
grandes que celle désirée.
Un objet de la présente invention consiste à prévoir un filtre électrique qui élimine les problèmes
de la technique antérieure.
La présente invention prévoit un filtre électriaue qui comporte un diélectrique thermoconducteur autour des éléments inductifs qui est en contact avec une gaine diélectrique thermoconductrice entourant tous les éléments et avec des éléments capacitifs adjacents af in d'améliorer la conduction de chaleur depuis les
éléments inductifs.
Un objet supplémentaire consiste à prévoir un filtre électrique dans lequel de l'air sépare le tube électroconducteur extérieur du filtre d'une gaine diélectrique intérieure qui entoure les éléments du filtre, de façon à constituer deux condensateurs reliés en série à l'intérieur de chaque élément capacitif afin d'améliorer la performance d'un filtre de taille
réduite.
L'invention prévoit en outre un filtre électrique qui comporte une gaine diélectrique thermoconductrice séparée du conducteur extérieur par un intervalle rempli d'air, la gaine et le conducteur extérieur se touchant afin d'améliorer la conduction de chaleur
depuis l'intérieur du filtre.
La présente invention comporte un filtre électrique présentant une série d'au moins un élément capacitif et d'au moins un élément inductif en alternance, la série étant à l'intérieur d'un diélectrique intermédiaire entouré d'un conducteur électrique extérieur, l'élément capacitif comorenant un conducteur électrique intérieur qui contacte le diélectrique intermédiaire, et l'élément induczif comprenant un diélectrique intérieur, autre que l'air, qui contacte le diélectrique intermédiaire et le
conducteur électrique intérieur.
La présente invention comporte également un circuit électrique comprenant une série d'éléments capacitifs et inductifs en alternance dans un tube du type électroconducteur, chacun desdits éléments capacitifs comprenant deux condensateurs reliés en série qui relient ladite série d'éléments audit tube, et chacun desdits éléments inductifs comprenant un condensateur en dérivation qui est électriquement
parallèle auxdits deux condensateurs.
L'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une coupe verticale d'un filtre électrique selon la technique antérieure représentant la série d'éléments capacitifs et inductifs en alternance. La figure 2 est un schéma de montage du filtre de
la figure 1.
La figure 3 est une coupe verticale d'un mode de
réalisation du filtre de la présente invention.
La figure 4 est un schéma de montage du filtre de
la figure 3.
La figure 5 est une coupe verticale d'une partie du conducteur extérieur et du diélectrique intermédiaire représentant le contact entre ceux-ci qui facilite la conduction lorsque le filtre est en
service.
La figure 6 est un schéma de montage d'un mode de
réalisation en option de la présente invention.
La figure 3 représente un mode de réalisation du filtre électrique 30 comportant un conducteur électrique extérieur 32 séparé d'un diélectrique intermédiaire 34 par un diélectrique extérieur 36. Le diélectrique intermédiaire 34 entoure une série d'éléments capacitifs 38 et d'éléments inductifs 40 en alternance. Chacun des éléments capacitifs 38 comporte un conducteur électrique intérieur 42 qui contacte le diélectrique intermédiaire 34. Chacun des éléments inductifs 40 comporte une bobine en fil hélicoïdal 44 entourée d'un diélectrique intérieur 46 aui contacte le diélectrique intermédiaire 34 et le conducteur
électrique intérieur 42.
Un schéma de montage du mode de réalisation de la figure 3 est représenté sur la figure 4. Une première voie de transmission 50 est fournie par les boucles 46 et une deuxième voie de transmission 52 est fournie par le conducteur extérieur 32. Chacun des éléments capacitifs 38 comporte deux condensateurs en série qui constituent un montage en dérivation entre les première et deuxième voies: un premier condensateur 54 constitué par le conducteur électrique intérieur 42 et par le diélectrique intermédiaire 34, et un deuxième condensateur 56 constitué par le diélectrique
intermédiaire 34 et par le diélectrique extérieur 36.
Chacun des éléments inductifs comporte également des condensateurs 58 et 60 montés en dérivation entre les deux voies de transmission. Les condensateurs 58 et 60 sont constitués par le diélectrique intérieur 46 entourant la bobine 44 et par le conducteur extérieur 32. Le conducteur extérieur 32 et le conducteur intérieur 42 sont hautement électroconductifs et thermoconductifs et peuvent être composés de cuivre; le diélectrique intérieur 46 est thermoconductif, présente un faible coefficient à pertes et peut être composé d'un combiné de silicone; le diélectrique intermédiaire 34 est thermoconductif, présente une constante diélectrique élevée, et peut être composé d'un combiné d'aluminium; et le diélectrique extérieur 36 peut être constitué par un diélectrique gazeux. Bien que la taille du filtre dépendra de l'application particulière, il est souhaitable que le filtre soit de taille réduite, c'est à dire qu'il possède une longueur comprise entre 5 et 10 pouces et un diamètre compris entre environ un demi pouce et un pouce et demie. En outre, quatre éléments capacitifs 38 et trois éléments inductifs 40 sont également présents. Le conducteur extérieur 32 est un tuyau en cuivre possédant un diamètre de 7/8 pouce, une longueur de 8 pouces, et un volume d'environ 5 pouces cube, et le
conducteur intérieur 42 est un barreau en cuivre massi-
possédant une longueur comprise entre environ un et deux pouces et un diamètre d'environ 5/8 pouce. Le diélectrique intérieur 46 est composé d'époxyde à faibles pertes, thermoconducteur, à base de silicone, du type connu dans le commerce sous le nom d'Eemerson & Cummings Ecosil 5954, le diélectrique intermédiaire 34 est une gaine tubulaire en oxyde d'aluminium qui peut présenter une épaisseur d'environ 0,06 pouces avec une constante diélectrique (ex = 9,3), et le diélectrique extérieur 36 est un intervalle d'environ 0,02 pouces rempli d'air. Ce mode de réalisation peut supporter 4000 Watts (environ 800 Watts par pouce cube) en charge 4: 1 avec une perte d'insertion maximale d'environ 0,05 dB dans la plage de 2-30 MHz, et avec une
fréquence de coupure de 155 MHz.
La figure 3 montre l'extrémité du filtre 30, laquelle comporte une pièce d'extrémité 62 pour contacter les voies de transmission 50 et 52. Dans la pièce d'extrémité 62, une première borne 64 contacte le conducteur extérieur 32, et une deuxième borne 66 contacte un élément capacitif 38 à l'extrémité du filtre. Une isolation 68 appropriée peut être prévue entre les deux bornes. La pièce d'extrémité 62 peut contacter un puits thermique (non représenté) afin de
conduire la chaleur hors du filtre 30.
Lors de la mise en service, le diélectriaue intermédiaire 34 fournit une constante diélectrique élevée, ce qui permet d'obtenir un condensateur à haute capacité dans un espace réduit, ainsi qu'une bonne conductivité thermique pour conduire la chaleur depuis les éléments 38 et 40. Le combiné de silicone entourant les éléments inductifs 40 transfère la chaleur depuis les éléments inductifs 40 vers les éléments capacitifs 38 avoisinants (c'est à dire vers les barreaux en cuivre) et vers le diélectrique intermédiaire 34. Le combiné de silicone est un matériau à faibles pertes et, par conséquent, la performance du filtre n'est pas diminuée. Les condensateurs supplémentaires 56-60 prévus par le diélectrique extérieur 36 et par le diélectrique intérieur 46 augmentent le pouvoir capacitif du filtre et contribuent à l'obtention d'une
performance à haute puissance.
Lorsque le filtre est en service, le conducteur extérieur 32 et le diélectrique intermédiaire 34 peuvent se dilater et se contracter de telle façon qu'ils se touchent à un ou plusieurs endroits le long de la longueur du filtre, tel que représenté sur la figure 5. Cet événement ne diminue pas la performance du filtre (la réduction du pouvoir capacitif provoquée par la perte d'une petite partie du diélectrique extérieur 36 est minimale) et il est exploité de facon avantageuse dans cette invention car il fournit une voie supplémentaire pour conduire de la chaleur hors de
l'intérieur du filtre.
Dans un mode de réalisation en option, la série d'éléments capacitifs et inductifs peut commencer et se terminer par un élément inductif au lieu d'un élément capacitif. Un schéma de montage de cette o:ionr es_ représenté sur la figure 6. La réalisation du:-Ie sera la même que sur la figure 3, avec des éléments
inductifs 40 aux extrémités.

Claims (11)

REVENDICATIONS:
1. Filtre électrique présentant une série d'au moins un élément capacitif et d'au moins un élément inductif en alternance, la série étant à l'intérieur d'un diélectrique intermédiaire entouré d'un conducteur électrique extérieur, l'élément capacitif comprenant un conducteur électrique intérieur qui contacte le diélectrique intermédiaire, et l'élément inductif comprenant un diélectrique intérieur, autre que 1 'air, qui contacte le diélectrique intermédiaire et le
conducteur électrique intérieur.
2. Filtre selon la revendication 1, dans lequel un diélectrique extérieur se trouve entre ledit diélectrique intermédiaire et ledit conducteur électrique extérieur, ledit élément capacitif comprenant par conséquent deux condensateurs en serie, un premier condensateur constitué par ledit conducteur électrique intérieur et par ledit diélectrique intermédiaire, et un deuxième condensateur constitué par ledit diélectrique intermédiaire et par ledit
diélectrique extérieur.
3. Filtre selon la revendication 2, dans lequel la structure diélectrique comprend un di--lectrique intérieur en combiné de silicone, le diélectricue intermédiaire étant en oxyde d'aluminium, et le diélectrique extérieur comprenant essentiellement de l'air.
4. Filtre selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lesdits conducteurs électriques intérieur et
extérieur comprennent du cuivre.
5. Filtre selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, dans lequel ledit conducteur
électrique extérieur et ledit diélectricue intermédiaire sont en contact lorsque le filtre est en service afin d'améliorer la conduction de chaleur
depuis ladite série.
6. Filtre selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans lequel ledit diélectrique
intermédiaire et ledit conducteur électrique extérieur
sont des cylindres creux.
7. Filtre selon la revendication 6, comprenant quatre desdits éléments capacitifs et trois desdits
éléments inductifs.
8. Filtre selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, comprenant au moins deux éléments
capacitifs, ladite série commençant et se terminant par un desdits au moins deux éléments capacitifs, dans lequel lesdits éléments capacitifs comprennent chacun un conducteur intérieur cylindrique en cuivre, un tube en oxyde d'aluminium entourant ledit tube en oxyde d'aluminium, avec une couche d'air entre ceux-ci; et un diélectrique en combiné de silicone entre ledit
élément inductif et ledit tube en oxyde d'aluminium.
9. Filtre selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, dans lequel ledit élément
inductif comprend un condensateur en dérivation
constitué avec ledit combiné de silicone.
10. Circuit électrique comprenant une série d'éléments capacitifs et inductifs en alternance dans un tube électroconducteur, dans lequel chacun desdits éléments capacitifs comprend deux condensateurs reliés en série qui relient ladite série d'éléments audit tube, et dans lequel chacun desdits éléments inductf-s comprend un condensateur en dérivation aui est
électriquement parallèle auxdits deux condensateurs.
AO
11. Circuit selon la revendication -0, comnorzanz un diélectrique intermédiaire entre ledi_ diélectrique
intermédiaire et ledit tube.
FR9510432A 1994-09-08 1995-09-06 Filtre passe-bas pour applications a haute puissance Expired - Fee Related FR2725571B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/302,413 US5576673A (en) 1994-09-08 1994-09-08 Small, low-pass filter for high power applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2725571A1 true FR2725571A1 (fr) 1996-04-12
FR2725571B1 FR2725571B1 (fr) 1998-01-16

Family

ID=23167640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9510432A Expired - Fee Related FR2725571B1 (fr) 1994-09-08 1995-09-06 Filtre passe-bas pour applications a haute puissance

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5576673A (fr)
DE (1) DE19530848A1 (fr)
FR (1) FR2725571B1 (fr)
GB (1) GB2293707B (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118072A (en) * 1997-12-03 2000-09-12 Teledyne Technologies Incorp. Device having a flexible circuit disposed within a conductive tube and method of making same
US6873225B2 (en) * 2003-04-15 2005-03-29 Microphase Corporation Diplexers with low pass filter having distributed and non-distributed (lumped) elements
US7656236B2 (en) 2007-05-15 2010-02-02 Teledyne Wireless, Llc Noise canceling technique for frequency synthesizer
US8179045B2 (en) 2008-04-22 2012-05-15 Teledyne Wireless, Llc Slow wave structure having offset projections comprised of a metal-dielectric composite stack
US9202660B2 (en) 2013-03-13 2015-12-01 Teledyne Wireless, Llc Asymmetrical slow wave structures to eliminate backward wave oscillations in wideband traveling wave tubes
TWI756136B (zh) * 2021-06-01 2022-02-21 國立臺灣大學 電源雜訊抑制電路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3568109A (en) * 1968-05-02 1971-03-02 Allen Bradley Co Variable or low pass filter
US3603902A (en) * 1964-09-02 1971-09-07 Peter A Denes Miniature broad band low pass filters with multiturn tape wound inductors
GB2174849A (en) * 1985-04-03 1986-11-12 Murata Manufacturing Co Electrical filter device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2844801A (en) * 1953-12-30 1958-07-22 Barker And Williamson Inc Low pass filter units for high frequency signal circuits
US3267396A (en) * 1963-02-28 1966-08-16 Bird Electronic Corp High power filter
GB1170582A (en) * 1965-11-17 1969-11-12 Nat Res Dev Improvements in or relating to Interference Suppressors for Electrical Equipment
US3506936A (en) * 1967-04-03 1970-04-14 Motorola Inc Parallel plate feed-through capacitor
US3541478A (en) * 1968-05-02 1970-11-17 Allen Bradley Co Electrical filter body construction having deposited outer surface
US3579156A (en) * 1968-08-15 1971-05-18 Worcester Controls Corp Shielded filter
US3909755A (en) * 1974-07-18 1975-09-30 Us Army Low pass microwave filter
US4021759A (en) * 1976-01-19 1977-05-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army EMP line filter using MOV devices
US4223287A (en) * 1977-02-14 1980-09-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electrical filter employing transverse electromagnetic mode coaxial resonators

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3603902A (en) * 1964-09-02 1971-09-07 Peter A Denes Miniature broad band low pass filters with multiturn tape wound inductors
US3568109A (en) * 1968-05-02 1971-03-02 Allen Bradley Co Variable or low pass filter
GB2174849A (en) * 1985-04-03 1986-11-12 Murata Manufacturing Co Electrical filter device

Also Published As

Publication number Publication date
GB9517306D0 (en) 1995-10-25
FR2725571B1 (fr) 1998-01-16
DE19530848A1 (de) 1996-03-14
US5576673A (en) 1996-11-19
GB2293707A (en) 1996-04-03
GB2293707B (en) 1998-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1681743B1 (fr) Agencement de connexion des écrans de câbles supraconducteurs
EP0017529B1 (fr) Condensateur céramique de puissance
EP2523291A1 (fr) Elément de dérivation destiné à une unité de câble supraconducteur
FR2725571A1 (fr) Filtre passe-bas pour applications a haute puissance
FR3064415A3 (fr) Dispositif de protection contre les surintensites d'alimentation electrique a courant fort pour l'utilisation sur carte de circuit imprime
CA1299241C (fr) Resistance de freinage pour reseau electrique a haute tension
FR2556493A1 (fr) Bobinage electromagnetique et transformateur comportant un tel bobinage
EP0586637B1 (fr) Systeme d'assemblage de condensateurs refroidis par conduction
FR3020999A1 (fr) Element d'isolation electrique entre un dispositif electrique et un organe de refroidissement du dispositif electrique ; systeme de refroidissement comprenant un tel element
EP2417680B1 (fr) Conducteur electrique a refroidissement ameliore et appareil electrique sous enveloppe etanche comportant au moins un tel conducteur
EP0020218B1 (fr) Collecteur déprimé à plusieurs étages, refroidi par rayonnement, pour tube hyperfréquence, et tube hyperfréquence comportant un tel collecteur
FR2687246A1 (fr) Parafoudre a oxyde de zinc a eclateur serie.
FR2835098A1 (fr) Generateur thermoelectrique
FR2631154A1 (fr) Resistance de puissance electrique
FR2646285A1 (fr) Tube a ondes progressives muni d'une ligne a retard a helice brasee
FR2953337A1 (fr) Paratonnerre a fonctionnement regule
JPH08293708A (ja) 共振器及びこの共振器より成るろ波器
FR2683941A1 (fr) Collecteur de faisceau d'electrons.
FR2611106A3 (fr) Element electrique chauffant en forme de plaque
FR2517117A1 (fr) Tube electronique muni d'un systeme de refroidissement
BE897507Q (fr) Chevalet de sechage electrique.
FR3136312A1 (fr) Connecteur électrique haute tension à courant de fuite limité en régime alternatif haute fréquence
EP1195871A1 (fr) Ligne polyphasée à isolation gazeuse et module de raccordement pour un passage polyphase/monophase dans une telle ligne
FR3119675A1 (fr) Système de détection de rayonnement électromagnétique et procédé de refroidissement
BE413903A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse