IT202000019594A1 - Filtro a cavità single-mode - Google Patents

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Luciano Accatino
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Description

Filtro a cavit? single-mode
DESCRIZIONE
Settore della Tecnica
La presente invenzione si riferisce, in generale, ad un filtro a cavit? singlemode da utilizzare in applicazioni terrestri e satellitari.
In particolare, la presente invenzione si riferisce a cavit? rettangolari singlemode configurate in modo da fornire un single-mode risonante.
Pi? in particolare la presente invenzione si riferisce ad un filtro single-mode comprendente tre o pi? (n) cavit? risonanti e quattro o pi? (n 1) iridi di accoppiamento.
Arte Nota
? noto che i filtri a cavit? single-mode vengono tipicamente utilizzati in applicazioni di collegamenti radio.
In particolare, ? noto che le societ? di telecomunicazioni, in caso di eventi speciali, come ad esempio eventi calcistici o fieristici, necessitano di utilizzare uno o pi? canali, ad esempio canali satellitari, per la diffusione di informazioni on-line, riguardanti gli eventi speciali, con canali televisivi o radiofonici.
In accordo alla tecnica nota, le societ? di telecomunicazioni prevedono di richiedere, ad esempio, un canale tra una pluralit? di canali, e, a seguito del fatto di essere abilitate all'utilizzo di un determinato canale, fanno uso di un apparato comprendente un banco di filtri comprendente una pluralit? di filtri single-mode e provvedono a selezionare, tramite un dispositivo elettromeccanico, un filtro, tra la pluralit? di filtri single-mode, predisposto per la gestione del canale abilitato.
La selezione elettromeccanica di un determinato filtro single-mode ? tale da consentire l'accesso al canale per la diffusione on-line delle informazioni relative agli eventi speciali.
Un problema della tecnica nota ? che la selezione di un canale tra una pluralit? di canali richiede di avvalersi di un'apparecchiatura comprendente un banco di filtri in cui ciascun filtro ? selezionabile solo mediante un dispositivo elettromeccanico di ingresso e di uscita.
La richiedente, in generale, ha notato che la tecnica nota non risolve il problema di selezionare in modo semplice ed efficace un canale tra una pluralit? di canali nel caso di filtri a cavit? single-mode per applicazioni satellitari e/o terrestri.
Descrizione dell?Invenzione
Scopo della presente invenzione ? quindi quello di risolvere il problema delineato sopra fornendo un filtro a cavit? single-mode molto semplice ed efficace in cui un certo canale, cio? una frequenza centrale, tra una pluralit? di canali o frequenze centrali, ? selezionabile dinamicamente in funzione del canale abilitato.
In accordo alla presente invenzione, tale scopo ? raggiunto mediante un filtro a cavit? single-mode comprendente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni che seguono.
La presente invenzione riguarda anche un processo o metodo per progettare e realizzare il filtro secondo l'invenzione.
Le rivendicazioni sono una parte integrante dell'insegnamento tecnico della presente invenzione.
Il seguente sommario dell'invenzione viene fornito per fornire una comprensione di base di alcuni aspetti e caratteristiche dell'invenzione. Questo sommario non ? una panoramica completa dell'invenzione, e come tale non ? inteso per identificare, in particolare, elementi chiave o critici dell'invenzione, o per delineare l'ambito dell'invenzione. Il suo unico scopo ? presentare alcuni concetti dell'invenzione in una forma semplificata come preludio alla descrizione pi? dettagliata che viene presentata di seguito.
In accordo all'invenzione, il filtro a cavit? single-mode comprende almeno tre cavit? rettangolari o ellittiche allineate lungo un asse rettilineo.
Preferibilmente il filtro comprende una parte superiore ed una parte inferiore predisposte per essere collegate tra loro, in modo noto, in modo da realizzare il corpo del filtro.
Lungo il filtro sono previste iridi di accoppiamento in modo che, da sinistra a destra, una prima iride di accoppiamento ? seguita da una prima cavit? seguita da una seconda iride di accoppiamento e da una seconda cavit? e cos? via, fino a che un?ultima cavit? (n) ? seguita da un?ultima iride di accoppiamento (n 1).
In accordo all'invenzione, barre di sintonizzazione sono disposte in ciascuna cavit? lungo un asse arcuato B-B, e sono sostenute su una piastra longitudinale predisposta per supportare tutte le barre di sintonizzazione.
Si pu? osservare che la prima e l'ultima cavit? (n) richiedono un maggior grado di sintonizzazione per abbassare la banda passante del filtro, mentre la cavit? o le cavit? intermedie richiedono un grado di sintonizzazione minore, purch? siano vicine il centro longitudinale del filtro, in modo da ottenere la stessa azione passabanda.
A tal fine, le barre di sintonizzazione della prima e dell'ultima cavit? sono posizionate al centro trasversale delle rispettive cavit?, poich? in tale posizione il campo elettrico interno ? al suo massimo.
Spostando trasversalmente una barra di sintonizzazione, la sua azione di sintonizzazione diminuisce, poich? in tale zona il campo elettrico interno diminuisce.
Questo spiega la posizione arcuata delle barre di sintonizzazione.
Grazie a tale configurazione ? possibile ottenere una diversa azione di sintonizzazione in ciascuna cavit? spostando tutte le barre secondo un?identica profondit? attraverso rispettivi passaggi posti su ciascuna cavit? lungo l'asse arcuato B-B.
In accordo all'invenzione il filtro comprende un dispositivo elettromeccanico o dispositivo di sintonizzazione comprendente un singolo motore configurato per ruotare in senso orario ed antiorario e per muovere simultaneamente tutto il set di barre di sintonizzazione della stessa profondit? tramite la piastra longitudinale.
In sintesi, il filtro single-mode in accordo all'invenzione ? tale da poter essere configurato per allocare qualsiasi canale tra una pluralit? di canali semplicemente cambiando la profondit? di inserimento di un set di barre di sintonizzazione posizionate lungo l'asse arcuato B-B.
In accordo all'invenzione, inoltre, ? fornito un metodo per progettare e realizzare il filtro secondo l'invenzione comprendente, ad esempio, una o pi? delle seguenti fasi:
- una prima fase in cui, sulla base di eventuali caratteristiche di riconfigurazione, il filtro ? progettato per operare in un canale superiore previsto sul campo. La struttura del filtro in guida d'onda ? quindi progettata in modo da funzionare senza alcuna azione di sintonizzazione (ci? equivale ad avere tutte le barre di sintonizzazione fuori dalle cavit?),
- una seconda fase, in cui viene determinato sperimentalmente l'asse B-B in modo da prevedere un filtro configurato per coprire tutti i canali che devono essere previsti sul campo,
- una terza fase in cui il corpo del filtro viene modificato inserendo passaggi lungo l'asse B-B come da progetto,
- una quarta fase in cui la piastra longitudinale ? realizzata in modo da comprendere le barre di sintonizzazione disposte sulla piastra longitudinale secondo l'asse B-B,
- una quinta fase in cui il dispositivo di sintonizzazione viene applicato alla piastra longitudinale e alle parti superiore o inferiore del corpo del filtro.
Descrizione Sintetica delle Figure
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla seguente descrizione di forme preferite di realizzazione fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle annesse figure, in cui elementi indicati con uno stesso o un simile riferimento numerico indicano elementi che hanno stessa o simile funzionalit? e costruzione ed in cui:
Figura 1 mostra una vista prospettica di un filtro a cavit? single-mode comprendente barre motorizzate (o comandate) in accordo ad una prima forma di realizzazione;
Figure 2a, 2b e 2c mostrano viste in sezione di un dispositivo per controllare la lunghezza di inserimento delle barre di sintonizzazione nel filtro della figura 1;
Fig.3 mostra un esempio di una vista dall'alto del filtro di Fig.1; e Figure 4a e 4b mostrano un'altra forma di realizzazione in accordo alla presente descrizione.
Nella presente descrizione, termini come verticale e orizzontale, superiore e inferiore sono usati per indicare elementi o parti aventi orientamento e posizione come convenzionalmente definiti nell'uso comune, cos? che, nella presente descrizione, tali termini devono essere interpretati nel modo convenzionalmente previsto secondo l'uso comune.
Descrizione di Forme Preferite di Realizzazione
Con riferimento alle Fig.1, 2a, 2b, 2c e 3, ? mostrato un filtro a cavit? singlemode 10, comprendente, ad esempio in accordo all'esempio, sei cavit? rettangolari 15 allineate lungo un asse rettilineo A-A.
In accordo ad altre forme di realizzazione, il filtro single-mode comprende tre o pi? cavit? rettangolari o ellittiche senza per questo allontanarsi dall'ambito dell'invenzione come rivendicata.
Preferibilmente il filtro 10 comprende una parte superiore 16a ed una parte inferiore 16b configurate per essere collegate tra loro, in modo noto, cos? da formare il corpo del filtro 10.
Lungo il filtro 10 sono previste, in modo noto, iridi di accoppiamento 12 cos? che, da sinistra a destra, una prima iride di accoppiamento 12 ? seguito da una prima cavit? 15 a cui segue un secondo iride di accoppiamento 12 ed una seconda cavit? 15 e cos? via, fino a che un'ultima cavit? 15 (n) ? seguita da un?ultima iride di accoppiamento 12 (n 1).
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, le barre di sintonizzazione 11 sono situate in ciascuna cavit? 15 lungo un asse arcuato B-B, ad esempio sulla parte superiore 16a del filtro 10, e sono trattenute da staffe 21 di supporto delle barre di sintonizzazione su una piastra longitudinale 35 configurata per supportare tutte le barre di sintonizzazione 11.
Preferibilmente tutte le barre di sintonizzazione sono realizzate in modo da comprendere la stessa lunghezza e la prima barra di sintonizzazione 11 e l'ultima barra di sintonia sono allineate sia all'asse rettilineo A-A che all'asse arcuato B-B.
In accordo alla forma di realizzazione preferita, le barre poste tra la prima e l'ultima barre di sintonizzazione sono poste in prossimit? del centro di ciascuna cavit? ma disallineate rispetto all'asse A-A e allineate all'asse arcuato B-B con un determinato disallineamento rispetto all'asse rettilineo A-A.
Grazie a tale configurazione ? possibile ottenere una diversa azione di sintonizzazione in ciascuna cavit? spostando tutte le barre 11 in accordo ad un?identica profondit? attraverso rispettivi passaggi 18a situati in ciascuna cavit? 15 lungo l'asse arcuato B-B.
In sintesi, il filtro single-mode 10 in accordo alla forma di realizzazione descritta ? tale da essere configurato per allocare qualsiasi canale tra una pluralit? di canali semplicemente cambiando la profondit? di inserimento di un set di barre di sintonizzazione 11 posizionate lungo l'asse arcuato B-B.
Infatti, poich? la quantit? di sintonizzazione richiesta dalla prima e dall'ultima cavit? del filtro ? massima, mentre, spostandosi verso il centro del filtro, la quantit? di sintonizzazione richiesta diminuisce, la posizione delle barre di sintonizzazione ? allineata all'asse A-A, nella prima e nell?ultima cavit?, ed ? sfalsata dal centro, cio? allineata all'asse B-B, per l'altra o per le cavit? centrali.
Per questo motivo l?altra o le barre centrali di sintonizzazione sono allineate lungo l'asse arcuato B-B.
Quando una barre di sintonizzazione ? disallineata trasversalmente dalla posizione centrale della cavit?, la sua azione di sintonizzazione diventa inferiore poich? il campo elettrico ? inferiore in qualsiasi posizione disallineata trasversalmente dalla posizione centrale. Grazie alle considerazioni di cui sopra, ? possibile determinare sperimentalmente l'azione di sintonizzazione inferiore richiesta dalle cavit? centrali e diventa possibile ottenere una profondit? identica di ciascuna asta con azioni di sintonizzazione differenti in ciascuna cavit?.
Infatti, spostando ad una profondit? identica tutte le barre di sintonizzazione 11 attraverso i rispettivi passaggi 18a lungo l'asse arcuato B-B, ? possibile riconfigurare il filtro e fornire un numero predeterminato di canali differenti, cio? di frequenze centrali differenti.
In sintesi, spostando ad una profondit? identica tutte le barre di sintonizzazione 11 ? possibile riconfigurare completamente il filtro, poich? ciascuna barre di sintonizzazione intermedia o centrale 11 ? predisposta per operare su una minore ampiezza del campo elettrico.
In accordo alla forma di realizzazione preferita il filtro 10 comprende un dispositivo elettromeccanico disintonizzazione (dispositivo di sintonizzazione) 30 comprendente un singolo motore 31, ad esempio un micromotore controllato elettricamente rotante in senso orario ed antiorario, configurato per muovere simultaneamente l'intera set di barre di sintonizzazione 11 della stessa profondit? tramite la piastra longitudinale 35.
In particolare, la piastra longitudinale 35, che ? compresa nel dispositivo elettromeccanico, ? configurata per collegare tutte le barre 11 al singolo motore 31, per cui il singolo motore 31 ? configurato per controllare la profondit? di inserimento di tutte le barre di sintonizzazione 11.
Preferibilmente il dispositivo elettromeccanico 30 ? collegato ad un'appropriata elettronica di pilotaggio 60 mediante fili elettrici 19a, 19b in modo tale che la profondit? di inserimento delle barre di sintonizzazione sia gestita dal motore 31 sotto il controllo dell'elettronica di pilotaggio 60.
In particolare, in accordo alla forma di realizzazione preferita, il dispositivo 30 comprende una vite senza fine 32, collegata al micromotore 31 e preferibilmente accoppiata ad un dado non rotante 33.
Pi? in particolare il dado non rotante 33 ? atto a scorrere avanti o indietro secondo la rotazione oraria o antioraria della vite senza fine 32 collegata al micromotore 31.
Preferibilmente il dado non rotante 33 ? collegato, a sua volta, ad un dado boccola 34.
Ad esempio, una prima estremit? del dado boccola 34 ? fissata al dado non rotante 33 e una seconda estremit? del dado boccola, ? preferibilmente collegata alla piastra longitudinale 35 che supporta l'intero set di barre di sintonizzazione 11.
In accordo a tale esempio, il dado boccola 34 nonch? la piastra longitudinale 35 sono configurati per scorrere avanti e indietro insieme al dado non rotante 33 e allineati, ad esempio alla parte superiore 16a, tramite perni di allineamento 26.
In sintesi, in accordo alla forma di realizzazione preferita il dado non rotante 33 e il dado boccola 34 consentono che l'intero set di barre scorra avanti o indietro nelle cavit? 15 del filtro attraverso i rispettivi passaggi 18a, previsti ad esempio nella parte superiore o inferiore, 16a o 16b, del filtro 10.
In accordo alla forma di realizzazione preferita le barre 11 sono realizzate in ceramica e i passaggi 18a sono adeguatamente allargati in modo da evitare qualsiasi contatto tra ciascun passaggio 18a e la rispettiva barra in ceramica 11; tale caratteristica ? utile per evitare attriti tra ciascuna barre di sintonizzazione 11 e il rispettivo passaggio 18a dovuti ai movimenti in avanti o indietro delle barre.
In accordo a ulteriori forme di realizzazione, le barre 11 sono realizzate in metallo o sono placcate in metallo.
In accordo a tali ulteriori forme di realizzazione, in cui sono previste barre metalliche o placcate in metallo, ? preferibilmente previsto un anello di ceramica, ad esempio nei passaggi 18a, al fine di evitare qualsiasi contatto tra ciascuna barra 11 e ciascun rispettivo passaggio 18a.
In accordo ad un'ulteriore forma di realizzazione della presente descrizione ? previsto che la parte superiore 16a o la parte inferiore 16b del filtro 10 comprenda una pluralit? di asole 18b (Fig. 4a, 4b) di una certa lunghezza L trasversali (ortogonali) all?asse A-A e situate tra la prima e l'ultima cavit? rettangolare 15.
Preferibilmente, in accordo a questa forma di realizzazione, la piastra longitudinale comprende rispettivamente asole poste al di sopra ed in corrispondenza delle asole 18b.
Le asole 18b sono configurate per fornire la possibilit? di posizionare le barre di sintonizzazione 11 lungo qualsiasi asse arcuato B-B sulla piastra longitudinale 35. Tale configurazione ? particolarmente utile per realizzare e verificare le caratteristiche del filtro 10 in termini di numero di canali o frequenze centrali prima di qualsiasi produzione.
Un processo o metodo per progettare e realizzare il filtro in accordo all'invenzione comprende preferibilmente le seguenti fasi:
- una prima fase in cui, sulla base di eventuali caratteristiche di riconfigurazione, il filtro 10 ? predisposto per operare in un canale superiore previsto sul campo. La struttura del filtro in guida d'onda ? quindi progettata in modo da funzionare senza alcuna azione di sintonizzazione (ci? equivale ad avere tutte le barre di sintonizzazione in una posizione come mostrato in Fig. 2b, cio? in una posizione superiore),
- una seconda fase, in cui viene determinato sperimentalmente l'asse B-B in modo da prevedere un filtro configurato per coprire tutti i canali che devono essere previsti sul campo,
- una terza fase in cui viene modifica la parte superiore o inferiore, 16a o 16b, del filtro 10 inserendo passaggi 18a lungo l'asse B-B come progettato,
- una quarta fase in cui la piastra longitudinale 35 ? realizzata in modo da comprendere le barre di sintonizzazione 11 posizionate sulla piastra longitudinale 35 lungo l'asse B-B in accordo alla posizione dei passaggi 18a,
- una quinta fase in cui il dispositivo di sintonizzazione 30 viene applicato alla piastra longitudinale 35 e alla parte superiore 16a, come mostrato in Fig. 2b e 2c, o alla parte inferiore 16b,
- una sesta fase in cui il dispositivo di sintonizzazione 30 ? preferibilmente collegato all'elettronica di pilotaggio 60 per controllare localmente o da remoto, tra una pluralit? di canali, la selezione di un determinato canale tramite il filtro 10 come descritto.
I filtri noti sono costituiti da una pluralit? di filtri corrispondenti al numero di canali richiesto da prevedere sul campo, per cui ciascun canale pu? essere allocato mediante un dispositivo elettromeccanico di ingresso e uno di uscita o mediante una matrice di commutazione elettromeccanica.
Vantaggiosamente il filtro proposto, in accordo alla presente invenzione, ? configurato per sostituire la pluralit? di filtri mediante un unico filtro in cui ciascun canale ? selezionabile elettronicamente semplicemente variando la profondit? di un set di barre di sintonizzazione.
Naturalmente, ovvi cambiamenti e/o varianti sono possibili rispetto a quanto sopra descritto, per quanto riguarda dimensioni, forme, materiali, componenti, elementi circuitali e connessioni, nonch? dettagli della costruzione e del procedimento descritti senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI
1. Un filtro a cavit? single-mode, comprendente
- almeno tre cavit? risonanti rettangolari o ellittiche (15) e almeno quattro iridi di accoppiamento (12) allineate lungo un asse rettilineo (A-A), detto filtro essendo configurato per essere sintonizzato mediante un dispositivo elettromeccanico (30) compreso in detto filtro (10),
- rispettive barre di sintonizzazione (11) poste in ciascuna di dette cavit? (15) e configurate per cambiare, in uso, la sintonizzazione di detto filtro (10), caratterizzato da ci? che
- dette barre di sintonizzazione (11) sono allineate lungo un asse arcuato (B-B), e da ci? che
- detto dispositivo elettromeccanico (30) ? configurato per muovere le barre di sintonizzazione (11) secondo una profondit? identica tramite un singolo motore (31) compreso in detto dispositivo elettromeccanico (30).
2. Il filtro secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo elettromeccanico (30) comprende una piastra longitudinale (35) configurata per collegare meccanicamente tutte le barre di sintonizzazione (11) a detto singolo motore (31).
3. Il filtro secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo elettromeccanico (30) comprende inoltre
- una vite senza fine (32) collegata al singolo motore (31) e accoppiata ad un dado non rotante (33) collegato ad un dado boccola (34) comprendente un'estremit? collegata alla piastra longitudinale (35), per cui detto dispositivo elettromeccanico (30) ? configurato per muovere le barre di sintonizzazione (11) secondo una profondit? identica.
4. Il filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, in cui ciascuna cavit? (15) di detto filtro comprende
- un rispettivo passaggio (18a) disposto lungo detto asse arcuato (B-B), per cui dette barre di sintonizzazione (11) sono configurate per essere movimentate secondo una profondit? identica attraverso detti rispettivi passaggi (18a) per cambiare, in uso, la sintonizzazione di detto filtro (10).
5. Il filtro secondo la rivendicazione 4, in cui
detto filtro comprende
- una parte superiore (16a) ed una parte inferiore (16b),
e dette cavit? (15) e detti rispettivi passaggi (18a)
- sono compresi rispettivamente in detta parte superiore (16a) o inferiore (16b).
6. Il filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, in cui ciascuna cavit? (15) di detto filtro comprende
- rispettive asole (18b) in una parte superiore (16a) o inferiore (16b) di detto filtro, ciascuna di dette rispettive asole essendo ortogonale all'asse rettilineo longitudinale (A-A) e comprendente una rispettiva determinata lunghezza (L), per cui le barre di sintonizzazione sono configurate per essere disposte, in uso, lungo detta certa lunghezza (L) in posizioni corrispondenti a detto asse arcuato (B-B) per sintonizzare sperimentalmente detto filtro.
7. Un metodo per realizzare un filtro a cavit? single-mode configurato per essere sintonizzato mediante un dispositivo elettromeccanico (30) compreso in detto filtro (10), detto metodo comprendendo le fasi di
- prevedere lungo un asse rettilineo (A-A) almeno tre cavit? risonanti rettangolari o ellittiche (15) e almeno quattro iridi di accoppiamento (12),
- prevedere lungo un asse arcuato (B-B) rispettivi passaggi (18a) posti su ciascuna rispettiva cavit? (15),
- prevedere barre di sintonizzazione (11) configurate per essere spostate secondo una profondit? identica attraverso detti rispettivi passaggi (18a),
- prevedere un dispositivo elettromeccanico (30) configurato per muovere tutte le barre di sintonizzazione (11) tramite un singolo motore (31) compreso in detto dispositivo elettromeccanico (30).
8. Il metodo secondo la rivendicazione 7, in cui detta fase di prevedere rispettivi passaggi (18a) posti su ciascuna rispettiva cavit? (15) comprende la fase di
- prevedere rispettive asole (18b) in una parte superiore (16a) o inferiore (16b) di detto filtro, ciascuna di dette rispettive asole essendo ortogonale all'asse rettilineo longitudinale (A-A) e comprendente una rispettiva certa lunghezza (L).
9. Il metodo secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui detta fase di prevedere un dispositivo elettromeccanico (30) configurato per muovere tutte le barre di sintonizzazione (11) comprende la fase di
- prevedere una piastra longitudinale (35) collegata meccanicamente a detto singolo motore (31) e comprendente tutte le barre di sintonizzazione (11) collegate a detta piastra longitudinale (35), per cui detto dispositivo elettromeccanico (30) ? configurato per muovere tutte le barre di sintonizzazione (11) secondo una profondit? identica.
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