FR2844638A1 - High frequency radio transmission high performance filter having cavity defining discs with coupling holes and alternate discs coupled using alternate male/female sections. - Google Patents

Abstract

The waveguide filter has a number of discs (2) defining cavities. The base has a coupling hole (4) between cavities. The discs are coupled together by male (3) and female (5) sections on alternate discs.

Description

Filtre en guide d'onde L'invention se rapporte à un filtre en guideWaveguide filter The invention relates to a guide filter

d'onde. Les filtres en guide d'onde sont utilisés dans les transmissions radio à haute fréquence nécessitant des filtres performants. Dans le cadre des réseaux sans fil à large bande passante, il est connu d'utiliser des fréquences de plus en plus élevées afin de permettre la transmission d'applications à haut débit comme la vidéo. Ces réseaux ont 10 également pour but de permettre des échanges de données entre au moins une station de base (fournisseurs d'accès) et une pluralité de stations utilisateurs; réseaux communément appelés point-multipoints. Actuellement, la norme MPT-1560-RA prévoit d'utiliser des fréquences situées entre 40,5  wave. Waveguide filters are used in high frequency radio transmissions requiring high performance filters. In the context of wireless broadband networks, it is known to use increasingly higher frequencies in order to allow the transmission of high speed applications such as video. The purpose of these networks is also to allow data exchanges between at least one base station (access providers) and a plurality of user stations; networks commonly called point-to-multipoint. Currently, the MPT-1560-RA standard provides for the use of frequencies between 40.5

et 42,5 GHz.and 42.5 GHz.

Pour réaliser des communications bidirectionnelles de type fullduplex il est connu d'attribuer des fréquences différentes pour l'émission et la réception. Cependant, il est nécessaire d'avoir recours à des dispositifs de filtrage performants pour séparer les signaux d'émission et de réception, l'émission brouillant la réception. Pour répondre aux contraintes de filtrage 20 (hyperfréquences, bande passante large, réjection importante hors de la bande passante), il est connu d'avoir recours à des filtres à cavités couplées  In order to carry out bidirectional communications of the fullduplex type, it is known to allocate different frequencies for transmission and reception. However, it is necessary to use efficient filtering devices to separate the transmission and reception signals, the emission interfering with the reception. To meet the filtering constraints 20 (microwave, wide bandwidth, significant rejection outside the bandwidth), it is known to use filters with coupled cavities

par des discontinuités, communément appelés filtres en guide d'onde.  by discontinuities, commonly called waveguide filters.

Les filtres en guide d'onde travaillent sur l'onde électromagnétique reçue avant que celle-ci soit transformée en signal électrique. La fonction de 25 filtrage est assurée par la forme de la structure. La taille du filtre est proportionnelle à la longueur d'onde, la longueur des cavités étant égale à  The waveguide filters work on the received electromagnetic wave before it is transformed into an electrical signal. The filtering function is provided by the shape of the structure. The size of the filter is proportional to the wavelength, the length of the cavities being equal to

un multiple de la moitié de la longueur d'onde.  a multiple of half the wavelength.

Une technique de fabrication de filtre en guide d'onde consiste à réaliser deux coquilles correspondant chacune à la moitié du filtre coupé 30 selon un plan passant par son axe central puis à rassembler les deux coquilles. Pour travailler avec des ondes millimétriques, il est nécessaire d'avoir une précision importante, inférieure à 50 pm sur le filtre fini. La réalisation de filtre en deux coquilles avec une telle précision atteint un cot de production trop important pour pouvoir être intégré dans un produit grand 35 public. Il existe d'autres techniques notamment avec des vis de réglage pour compenser les dérives des tolérances dont les cots de fabrication sont  A technique for manufacturing a waveguide filter consists in making two shells each corresponding to half of the cut filter 30 along a plane passing through its central axis and then in bringing the two shells together. To work with millimeter waves, it is necessary to have a high precision, less than 50 μm on the finished filter. The realization of a filter in two shells with such precision reaches a production cost too high to be able to be integrated into a consumer product. There are other techniques in particular with adjustment screws to compensate for deviations from the tolerances whose manufacturing costs are

également importants.also important.

La demande de brevet EP-A-1 199 768 dévoile un filtre en guide d'onde de structure moins coteuse. Le filtre de EP-A-1 199 768 est composé d'une pluralité de rondelles maintenues dans un cylindre de base carrée, rectangulaire ou circulaire. Les rondelles comportent chacune un 5 chambrage dont la profondeur correspond à la longueur d'une cavité, le fond du chambrage comportant un trou pour réaliser le couplage avec la cavité voisine. Les différentes pièces constituantes du filtre se trouvent très simplifiées ce qui permet de réduire les cots de production tout en ayant une bonne précision. Toutefois, un tel filtre comporte des problèmes 10 d'hyperstatisme dus au jeu existant entre le cylindre et l'empilage de  Patent application EP-A-1 199 768 discloses a waveguide filter with a less expensive structure. The filter of EP-A-1 199 768 is composed of a plurality of washers held in a square, rectangular or circular base cylinder. The washers each have a recess whose depth corresponds to the length of a cavity, the bottom of the recess having a hole for coupling with the neighboring cavity. The various component parts of the filter are very simplified, which makes it possible to reduce production costs while having good precision. However, such a filter has hyperstatism problems due to the play existing between the cylinder and the stack of

rondelles lorsque l'on désire monter ce filtre entre deux cartes électroniques.  washers when you want to mount this filter between two electronic cards.

L'invention propose un filtre en guide d'onde à structure peu coteuse qui remédie aux problèmes d'hyperstatisme précités. Le filtre est 15 constitué de rondelles incorporant un chambrage définissant la taille de la cavité et d'un trou de couplage. Des moyens maies tels que des ergots ou une rainure et des moyens femelles tels que des trous ou une gorge sont disposés sur les faces opposées des rondelles afin d'assurer le  The invention proposes a waveguide filter with a low-cost structure which overcomes the aforementioned hyperstatic problems. The filter consists of washers incorporating a recess defining the size of the cavity and a coupling hole. Maid means such as lugs or a groove and female means such as holes or a groove are arranged on the opposite faces of the washers in order to ensure the

positionnement des rondelles entre elles.  positioning of the washers therebetween.

L'invention est un filtre en guide d'onde comportant une pluralité de rondelles, les rondelles étant munies d'un chambrage qui définit la taille d'une cavité associée à ladite rondelle, le fond du chambrage étant percé d'un trou de couplage servant à coupler les cavités entre elles lorsque les rondelles sont assemblées, les rondelles assemblées formant un filtre en 25 guide d'onde à cavités couplées. Au moins une rondelle comporte des moyens maies et au moins une rondelle voisine comporte des moyens femelles disposés sur deux faces en vis-à-vis, les moyens maIes de ladite rondelle coopérant avec les moyens femelles de la rondelle voisine afin d'assurer le positionnement des rondelles constituant le filtre. 30 L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et  The invention is a waveguide filter comprising a plurality of washers, the washers being provided with a recess which defines the size of a cavity associated with said washer, the bottom of the recess being pierced with a coupling hole. serving to couple the cavities together when the washers are assembled, the assembled washers forming a waveguide filter with coupled cavities. At least one washer has built-in means and at least one adjacent washer has female means arranged on two opposite faces, the maIes means of said washer cooperating with the female means of the neighboring washer in order to ensure positioning washers constituting the filter. The invention will be better understood, and other features and

avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la  advantages will appear on reading the description which follows, the

description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels:  description referring to the attached drawings, among which:

la figure 1 représente un premier mode de réalisation de rondelles 35 constitutives d'un filtre selon l'invention, la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de rondelles constitutives d'un filtre selon l'invention, la figure 3 représente un filtre selon l'invention avant assemblage, la figure 4 représente un filtre assemblé selon l'invention, la figure 5 représente un troisième mode de réalisation de rondelles constitutives d'un filtre selon l'invention, la figure 6 représente un quatrième mode de réalisation de rondelles constitutives d'un filtre selon l'invention, la figure 7 représente un cinquième mode de réalisation de rondelles constitutives d'un filtre selon l'invention,  FIG. 1 represents a first embodiment of washers constituting a filter according to the invention, FIG. 2 represents a second embodiment of washers constituting a filter according to the invention, FIG. 3 represents a filter according the invention before assembly, FIG. 4 represents a filter assembled according to the invention, FIG. 5 represents a third embodiment of washers constituting a filter according to the invention, FIG. 6 represents a fourth embodiment of washers constituting a filter according to the invention, FIG. 7 represents a fifth embodiment of washers constituting a filter according to the invention,

les figures 8 et 9 illustre un filtre constitué avec des rondelles 10 conforme à la figure 7.  FIGS. 8 and 9 illustrates a filter constituted with washers 10 in accordance with FIG. 7.

Les figures sont données à titre indicatif et ne respectent pas nécessairement une échelle prédéfinie. Dans les figures, un même repère  The figures are given for information only and do not necessarily follow a predefined scale. In the figures, the same mark

correspond à un même élément.corresponds to the same element.

La figure 1 représente une rondelle 1 en perspective selon deux vues opposée. La figure la représente la rondelle 1 vu d'un premier coté o il est pratiqué un chambrage 2 circulaire dont le diamètre correspond au diamètre du guide d'onde du filtre auquel la rondelle 1 est destinée. La profondeur du chambrage 2 correspond à la longueur de la cavité définie par 20 ladite rondelle. Sur cette même face, deux ergots 3 sont positionnés autour du chambrage 2. Il va de soit que le nombre d'ergots peut être plus important. La figure lb représente cette même rondelle 1 du coté opposé o l'on peut voir un trou de couplage 4 qui traverse le fond du chambrage 2. Le 25 trou de couplage 4 forme un iris de filtre à cavités couplées lorsque les rondelles sont assemblées. Deux trous borgnes 5 placés en bordure de la rondelle 1 sont destinés à recevoir des ergots provenant d'une autre  Figure 1 shows a washer 1 in perspective in two opposite views. FIG. 1 a shows the washer 1 seen from a first side where a circular recess 2 is practiced, the diameter of which corresponds to the diameter of the waveguide of the filter for which the washer 1 is intended. The depth of the recess 2 corresponds to the length of the cavity defined by said washer. On this same face, two lugs 3 are positioned around the recess 2. It goes without saying that the number of lugs can be greater. FIG. 1b represents this same washer 1 on the opposite side where a coupling hole 4 can be seen which crosses the bottom of the recess 2. The coupling hole 4 forms a filter iris with coupled cavities when the washers are assembled. Two blind holes 5 placed at the edge of the washer 1 are intended to receive pins from another

rondelle. Il est possible d'avoir plus de deux trous borgnes 5.  washer. It is possible to have more than two blind holes 5.

La figure 2 représente une rondelle 1' qui constitue une variante 30 de la rondelle 1. La figure 2a montre la rondelle 1' coté chambrage 2. Sur le pourtour de la rondelle, une rainure circulaire 6 remplace les ergots 3 et constitue des moyens maIes de positionnement. La figure 2b représente la rondelle 1' vue de l'autre coté en perspective. Une gorge 7 est placée sur le pourtour de la rondelle 1' pour venir en concidence avec la rainure 6 d'une 35 rondelle voisine. La gorge 7 remplace les trous borgnes 5 et constitue des  Figure 2 shows a washer 1 'which constitutes a variant 30 of the washer 1. Figure 2a shows the washer 1' on the recess side 2. On the periphery of the washer, a circular groove 6 replaces the pins 3 and constitutes maIes positioning. Figure 2b shows the washer 1 'seen from the other side in perspective. A groove 7 is placed on the periphery of the washer 1 'to come into concidence with the groove 6 of a neighboring washer. The groove 7 replaces the blind holes 5 and constitutes

moyens femelles de positionnement.female positioning means.

Les rondelles 1' présentent comme avantage qu'elles sont des pièces de révolution plus facile à usiner que les rondelles 1. le matériau constitutif est préférentiellement un matériau conducteur tel que du métal. La rondelle est ensuite usinée selon des techniques classiques. Les ergots peuvent être des clavettes montées en force dans des trous borgnes. Cependant il est également possible d'avoir recours à un matériau non-conducteur, tel que du plastique ou de la mousse injectable, facilement moulable et que l'on recouvre d'une couche conductrice avant assemblage  The washers 1 'have the advantage that they are parts of revolution which are easier to machine than the washers 1. the constituent material is preferably a conductive material such as metal. The washer is then machined using conventional techniques. The pins can be keys mounted by force in blind holes. However, it is also possible to use a non-conductive material, such as plastic or injectable foam, which is easily moldable and which is covered with a conductive layer before assembly.

des rondelles. Il est également possible d'utiliser de la mousse métallisée.  washers. It is also possible to use metallized foam.

Les figures 3 et 4 représentent un filtre en guide d'onde constitué d'une pluralité de rondelles 1. Les rondelles 10 et Il des extrémités disposent de moyens de positionnement respectivement maIes et femelles d'un seul coté. Le deuxième coté des rondelles 10 et 11 peut comporter des  Figures 3 and 4 show a waveguide filter consisting of a plurality of washers 1. The washers 10 and II of the ends have positioning means respectively maIes and females on one side. The second side of the washers 10 and 11 may include

moyens de fixation pour être fixé à un support.  fixing means to be fixed to a support.

Le maintient en position des rondelles constituant le filtre peut s'effectuer selon plusieurs techniques. Une première technique consiste à usiner les éléments de maintient, ergots 3 et trous borgnes 5 ou rainure 6 et gorge 7 avec des ajustements tels que les rondelles sont montées en force afin d'assurer le maintient. Une deuxième technique consiste à coller les 20 rondelles à l'aide d'une colle conductrice. Une troisième technique, qui s'applique uniquement aux rondelles métalliques, consiste à braser les rondelles. Les exemples décrits précédemment font référence à des rondelles ayant un profil extérieur circulaire. Il est tout à fait possible d'avoir 25 des rondelles de profil extérieur rectangulaire ou carré tel que montré sur les figures 5 et 6. Le guide d'onde en lui-même peut, indépendamment du profil extérieur, être circulaire comme sur la figure 5 ou carré comme sur la figure 6. Pour réduire encore les cots d'usinage, il est possible de 30 remplacer la rainure par un chambrage de positionnement 8 de diamètre plus important que le chambrage 2 qui définit la taille de la cavité qui est associée à la rondelle. La gorge 7 peut alors être remplacée par un simple épaulement 9. L'assemblage du filtre se fait comme montré sur les figures 8 et9. D'autres variantes sont envisageables. Toute forme de positionnement peut être utilisée, les exemples décrits constituent les plus simples et donc les plus faciles à réaliser et les moins coteux. Il est également possible d'inverser les moyens maies et les moyens femelles, ou d'avoir des rondelles uniquement avec des moyens maIes et des rondelles avec uniquement des moyens femelles, l'assemblage se faisant de manière alternée.  Maintaining in position the washers constituting the filter can be done according to several techniques. A first technique consists in machining the retaining elements, pins 3 and blind holes 5 or groove 6 and groove 7 with adjustments such that the washers are force fitted in order to maintain them. A second technique consists in gluing the 20 washers using a conductive glue. A third technique, which applies only to metal washers, consists in brazing the washers. The examples described above refer to washers having a circular external profile. It is quite possible to have washers with a rectangular or square external profile as shown in FIGS. 5 and 6. The waveguide itself can, independently of the external profile, be circular as in the figure 5 or square as in FIG. 6. To further reduce the machining costs, it is possible to replace the groove by a positioning recess 8 of larger diameter than recess 2 which defines the size of the cavity which is associated with the washer. The groove 7 can then be replaced by a simple shoulder 9. The filter is assembled as shown in FIGS. 8 and 9. Other variants are possible. Any form of positioning can be used, the examples described are the simplest and therefore the easiest to perform and the least expensive. It is also possible to reverse the maies means and the female means, or to have washers only with maIes means and washers with only female means, the assembly being done alternately.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Filtre en guide d'onde comportant une pluralité de rondelles (1, 1', 1"), les rondelles étant munies d'un chambrage (2) qui définit 5 la taille d'une cavité associée à ladite rondelle, le fond du chambrage étant percé d'un trou de couplage (4) servant à coupler les cavités entre elles lorsque les rondelles sont assemblées, les rondelles assemblées formant un filtre en guide d'onde à cavités couplées, caractérisé en ce qu'au moins une rondelle comporte des moyens maies (3, 6, 8) et au moins une rondelle 10 voisine comporte des moyens femelles (5, 7, 9) disposés sur deux faces en vis-à-vis, et en ce que les moyens maIes de ladite rondelle coopère avec les moyens femelles de la rondelle voisine afin d'assurer le positionnement des  1. Waveguide filter comprising a plurality of washers (1, 1 ′, 1 "), the washers being provided with a recess (2) which defines the size of a cavity associated with said washer, the bottom of the recess being pierced with a coupling hole (4) used to couple the cavities together when the washers are assembled, the assembled washers forming a waveguide filter with coupled cavities, characterized in that at least one washer comprises integrated means (3, 6, 8) and at least one neighboring washer 10 comprises female means (5, 7, 9) arranged on two opposite faces, and in that the integrated means of said washer cooperates with the female means of the neighboring washer in order to ensure the positioning of the rondelles constituant le filtre.washers constituting the filter. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens maies sont des ergots (3), et en ce que les moyens femelles sont  2. Filter according to claim 1, characterized in that the main means are lugs (3), and in that the female means are des trous (5).holes (5). 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les  3. Filter according to claim 2, characterized in that the ergots sont des clavettes montées en force dans des trous.  pins are keys mounted by force in holes. 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens maIes comporte au moins une rainure (6), et en ce que les moyens femelles comporte au moins une gorge (7). 25  4. Filter according to claim 1, characterized in that the maIes means comprises at least one groove (6), and in that the female means comprises at least one groove (7). 25 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que la5. Filter according to claim 4, characterized in that the rainure et la gorge sont circulaires.  groove and groove are circular. 6. Filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé  6. Filter according to one of claims 1 to 5, characterized en ce que les ajustements des moyens maies et des moyens femelles correspondent à un assemblage en force assurant le maintien en position  in that the adjustments of the male means and the female means correspond to a force assembly ensuring the maintenance in position des rondelles entre elles.washers between them. 7. Filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé  7. Filter according to one of claims 1 to 5, characterized en ce que les rondelles sont collées entre elles.  in that the washers are glued together. 8. Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la  8. Filter according to claim 7, characterized in that the colle est conductrice.glue is conductive. 9. Filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé  9. Filter according to one of claims 1 to 5, characterized en ce que les rondelles sont maintenues en position par un brasage.  in that the washers are held in position by soldering. 10. Filtre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé  10. Filter according to one of claims 1 to 9, characterized en ce que les rondelles sont constituées d'un matériau conducteur.  in that the washers are made of a conductive material. 11. Filtre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé  11. Filter according to one of claims 1 to 9, characterized en ce que les rondelles sont réalisées à l'aide d'un matériau nonconducteur  in that the washers are produced using a non-conductive material recouvert d'une couche d'un matériau conducteur.  covered with a layer of conductive material. 12. Filtre selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé  12. Filter according to one of claims 1 to 11, characterized en ce que le profil extérieur des rondelles est circulaire.  in that the outer profile of the washers is circular. 13. Filtre selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé  13. Filter according to one of claims 1 to 11, characterized en ce que le profil extérieur des rondelles est rectangulaire.  in that the outer profile of the washers is rectangular. 14. Filtre selon la revendication 13, caractérisé en ce que le  14. Filter according to claim 13, characterized in that the guide d'onde est de section rectangulaire.  waveguide is of rectangular section. 15. Filtre selon la revendication 13, caractérisé en que le profil extérieur des rondelles est carré. 25  15. Filter according to claim 13, characterized in that the outer profile of the washers is square. 25 16. Filtre selon la revendication 15, caractérisé en ce que le16. Filter according to claim 15, characterized in that the guide d'onde est de section carrée.  waveguide is of square section. 17. Filtre selon l'une des revendications 12 ou 15,  17. Filter according to one of claims 12 or 15, caractérisé en ce que le guide d'onde est de section circulaire.  characterized in that the waveguide is of circular section.