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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter, einen Signalmultiplexer und die Verwendung eines Mikrowellenfilters.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In Kommunikationssatelliten werden Eingangssignale, die in eine Vielzahl von Frequenzen kodiert sind, über eine Eingangsantenne empfangen, weiterverarbeitet und gewöhnlich in eine weitere Richtung über eine Ausgangsantenne abgestrahlt. Zur Weiterverarbeitung der Signale werden die empfangenen Frequenzen beispielsweise mittels Bandpassfiltern in Frequenzbändern aufgespalten, verstärkt und wieder zusammengeführt.
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Diese Filter arbeiten in der Regel im Mikrowellenbereich und müssen normalerweise Signale hoher Leistung bei geringen Verlusten verarbeiten können. Beispielsweise können hierzu Hohlleiterfilter verwendet werden, bei denen mehrere auf das Frequenzband abgestimmte Hohlraumresonatoren in Reihe gekoppelt sind. Die Hohlraumresonatoren sind dabei über Koppelblenden (d. h. Öffnungen mit geringerem Durchmesser als das Volumen der Hohlraumresonatoren) miteinander verbunden, die die Breite des Durchlassfrequenzbandes bestimmen.
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Die Bandbreite eines Mikrowellenfilters hängt maßgeblich von der Menge der zwischen den Resonatoren koppelnden Energie ab. In einer typischen Hohlleiterfilteranordnung wird der Anteil der koppelnden Energie durch die Größe der Koppelblenden zwischen den Resonatoren bestimmt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Unter Umständen ist es wünschenswert, die Breite der verarbeiteten Frequenzbänder einstellen zu können, beispielsweise um die zu verarbeitende Leistung besser auf verschiedene Kanäle verteilen zu können. Die oben genannten Mikrowellenfilter können jedoch nicht in ihrer Bandbreite eingestellt werden. Einstellbare Bandpassfilter aus elektronischen Komponenten sind zwar bekannt, die dabei verwendeten Prinzipien lassen sich jedoch nicht ohne weiteres auf Hohlraumresonatoren übertragen. Es wird auf die Druckschriften
DE2845050A1 ,
US4060779A ,
US20030092577A1 und
US8085118B2 verwiesen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein flexibel einsetzbares Mikrowellenfilter bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter, das beispielsweise aus Hohlleiterresonatoren besteht. Das Mikrowellenfilter kann dazu ausgeführt sein, an einen Hohlraumleiter, wie etwa die Hohlleitersammelschiene eines Multiplexers, angeschlossen zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mikrowellenfilter einen ersten einstellbaren Koppelresonator, der über eine erste Koppelblende mit einem Eingang des Mikrowellenfilters verbunden ist; einen Frequenzresonator, der dazu ausgeführt ist, eine Transmissionsfrequenz des Mikrowellenfilters festzulegen und der mit dem ersten einstellbaren Koppelresonator über eine zweite Koppelblende verbunden ist; und einen zweiten einstellbaren Koppelresonator, der mit dem Frequenzresonator über eine dritte Koppelblende verbunden ist. Der zweite Koppelresonator kann beispielsweise über eine vierte Koppelblende mit dem Ausgang des Mikrowellenfilters, einem weiteren Resonator oder Hohlraumleiter verbunden sein.
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Ein Resonator kann im Allgemeinen ein Hohlraum sein, der ein Volumen bereitstellt, in dem das Mikrowellensignal, d. h. eine elektromagnetische Welle, schwingen kann.
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Ein Frequenzresonator kann ein resonanter Resonator sein, der insbesondere mit der Transmissionsfrequenz resonant ist.
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Ein Koppelresonator kann ein Resonator sein, der nicht auf die Transmissionsfrequenz abgestimmt ist und dessen Resonanzfrequenz stark von der Transmissionsfrequenz abweicht.
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Die Koppelblenden können Verbindungen bzw. Öffnungen zwischen Resonatoren sein, die einen geringeren Durchmesser als die Resonatoren aufweisen. Insbesondere können die Koppelblenden Öffnungen sein, die nicht einstellbar bzw. verstellbar sind.
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Die Resonanzfrequenz eines Resonators kann durch Einstellen des zugehörigen Volumens verändert werden. Beispielsweise kann das Volumen mit einem Schieber vergrößert und verkleinert werden. Im vorliegenden Fall kann die Resonanzfrequenz eines einstellbaren Koppelresonators eingestellt werden, beispielsweise indem das Volumen des Koppelresonators verändert wird.
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Durch das Verstellen bzw. das Einstellen der Resonanzfrequenz der Koppelresonatoren kann die Bandbreite des Frequenzbandes, das von dem Mikrowellenfilter übertragen wird (indem das Mikrowellenfilter eine hohe Transmissionsleistung aufweist), verstellt bzw. eingestellt werden.
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Auf diese Weise können hohe Leistungen von beispielsweise mehr als 100 W und Frequenzen im Mikrowellenbereich relativ verlustarm in einem einstellbaren Frequenzband um eine Transmissionsfrequenz gefiltert werden. Die Transmissionsfrequenz des Mikrowellenfilters kann als Mittelfrequenz des Transmissionsfrequenzbandes definiert werden.
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Insgesamt erfolgt die Einstellung der Bandbreite des Mikrowellenfilters mit Hilfe von Koppelresonatoren und nicht durch Einstellen der Koppelblenden. Außerdem kann mit Hilfe von einstellbaren Kopplungen der Degradation der Filteranpassung bei Einstellung der Mittenfrequenz durch Anpassung der Frequenzresonatorlängen entgegengewirkt werden.
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Ein Mikrowellenfilter mit lediglich einem Frequenzresonator und zwei Koppelresonatoren, die am Eingang und Ausgang des Mikrowellenfilters angebracht sind, kann als sogenannter 1-Kreis-Filter aufgefasst werden. Die Flankensteilheit des Transmissionsfrequenzbandes kann durch Hinzufügen weiterer Frequenzresonatoren erhöht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mikrowellenfilter weiter einen zweiten Frequenzresonator, der dazu ausgeführt ist, eine Transmissionsfrequenz des Mikrowellenfilters festzulegen und der mit dem ersten Frequenzresonator über den zweiten einstellbaren Koppelresonator verbunden ist; und einen dritten einstellbaren Koppelresonator, der mit dem zweiten Frequenzresonator verbunden ist. Mit einer Kette aus einem ersten Koppelresonator, einem ersten Frequenzresonator, einem zweiten Koppelresonator, einem zweiten Frequenzresonator und einem dritten Koppelresonator kann ein Mikrowellenfilter in der Form eines sogenannten 2-Kreis-Filters aufgebaut werden.
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Auch Ketten bzw. Reihen mit mehr als zwei (beispielsweise drei oder vier) Frequenzresonatoren können durch Hinzufügen weiterer Paare aus einem Frequenzresonator und einem Koppelresonator aufgebaut werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mikrowellenfilter eine Mehrzahl (beispielsweise 3, 4 oder mehr) von Frequenzresonatoren, zwischen die jeweils ein Koppelresonator gekoppelt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mikrowellenfilter einen weiteren Koppelresonator zwischen den Frequenzresonatoren, die eine Überkopplung zur Erzeugung der gewünschten Filterfunktion darstellen. Diese Überkopplung kann je nach Wahl der Resonanzfrequenz des Koppelresonators ein positives oder negatives Vorzeichen haben. Beispielsweise kann zwischen dem ersten und vierten Frequenzresonator ein Koppelresonator zur Realisierung einer negativen Überkopplung eingefügt werden, um eine quasi-elliptische Filterfunktion zu realisieren.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Frequenzresonator einstellbar. Auch der oder die Frequenzresonatoren können eine einstellbare Frequenz aufweisen. Dies kann durch ein verstellbares Volumen des Frequenzresonators umgesetzt sein. Auf diese Weise kann beispielsweise einer Verschiebung der Mittelfrequenz des Transmissionsfrequenzbandes, die durch Verändern der Bandbreite entstehen kann, ausgeglichen werden. Auch ist es möglich, die Mittelfrequenz gezielt einzustellen.
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Insgesamt kann das Mikrowellenfilter dazu ausgeführt sein, die Bandbreite des Transmissionsfrequenzbandes und/oder die Mittelfrequenz des Transmissionsfrequenzbandes einzustellen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst wenigstens ein Koppelresonator und/oder wenigstens ein Frequenzresonator einen Aktuator, mit dem ein Volumen des Resonators einstellbar ist. Beispielsweise kann jedem Koppelresonator und/oder jedem Frequenzresonator jeweils ein Aktuator zugeordnet sein, der die Resonanzfrequenz des jeweiligen Resonators einstellen kann. Beispielsweise kann der Aktuator einen Schieber verschieben, der eine Seitenwand des Resonatorvolumens bildet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Aktuator einen elektromechanischer Aktuator. Der Aktuator kann beispielsweise ein Piezoelement, einen Piezomotor oder einen Schrittmotor umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Frequenzresonator (oder sind alle Frequenzresonatoren) dazu ausgeführt, im TE011-Modus betrieben zu werden. Das Volumen und/oder die Innenform des Frequenzresonators kann dazu ausgeführt sein, dass lediglich elektromagnetische Mikrowellen im TE011-Modus bei der Transmissionsfrequenz im Resonator ausbreitungsfähig sind. Bei TE-Moden (transversal elektrischen Moden) handelt es sich um spezielle Wellenformen der elektromagnetischen Wellen, die sich im Hohlleiter ausbreiten. Bei TE-Wellen verschwindet nur die elektrische Komponente in Ausbreitungsrichtung, während die magnetische Komponente Werte ungleich 0 annehmen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Koppelresonator (oder sind alle Koppelresonatoren) dazu ausgeführt, im TE011-Modus betrieben zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Koppeiresonator (oder sind alle Koppelresonatoren) dazu ausgeführt, im TE111-Modus betrieben zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weicht eine Resonanzfrequenz eines Frequenzresonators um weniger als 10% einer Bandbreite eines Transmissionsfrequenzbandes von der Transmissionsfrequenz ab. Ein Frequenzresonator kann dadurch charakterisiert werden, dass er eine Resonanzfrequenz im Bereich der Transmissionsfrequenz aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weicht eine Resonanzfrequenz eines Koppelresonators um mehr als die halbe Bandbreite des Transmissionsfrequenzbandes, beispielsweise um mehr als eine gesamte Bandbreite, von der Transmissionsfrequenz ab. Ein Koppelresonator kann dadurch charakterisiert werden, dass er eine Resonanzfrequenz im Bereich außerhalb oder am Rande des Transmissionsbandes aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Volumen eines Koppelresonators geringer als ein Volumen eines Frequenzresonators. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Resonanzverhalten der Resonatoren realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Frequenzresonatoren dazu ausgeführt, auf verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt zu werden. Beispielsweise können zwei Frequenzresonatoren zueinander verstimmt sein, was die Flankensteilheit des Transmissionsbandes erhöhen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Koppelresonatoren dazu ausgeführt, auf verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt zu werden. Mit anderen Worten können die Koppelresonatoren unabhängig voneinander eingestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mikrowellenfilter wenigstens einen Überkopplungsresonator, der wenigstens zwei Resonatoren, insbesondere Frequenzresonatoren miteinander verbindet, so dass beispielsweise ein Ring von Resonatoren entsteht. Auf diese Weise kann eine Überkopplung für das Mikrowellenfilter ausgeführt werden. Die beiden Resonatoren können über einen weiteren Koppelresonator oder über eine Kette weiterer Resonatoren verbunden sein. Der Überkopplungsresonator kann ein Koppelresonator sein. Der Überkopplungsresonator kann ein einstellbarer Resonator sein. Das Vorzeichen der Überkopplung kann dabei je nach Resonanzfrequenz des Koppelresonators positiv oder negativ sein.
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Auch andere komplexere Anordnungen können mithilfe des Mikrowellenfilters zusammengefügt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Signalmultiplexer für ein Mikrowellensignal.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Signalmultiplexer dazu ausgeführt, das Mikrowellensignal in eine Mehrzahl von Bandsignalen aufzuspalten. Der Signalmultiplexer umfasst eine Mehrzahl von Mikrowellenfiltern, so wie sie obenstehend und untenstehend beschrieben sind, die dazu ausgeführt sind, die Bandsignale zu filtern.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Mikrowellenfilters, so wie er obenstehend und untenstehend beschrieben ist, in einem Kommunikationssatelliten.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kommunikationssatelliten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Mikrowellenfilters.
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3 zeigt ein Schaltsymbol für einen Impedanzinverter.
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4 zeigt ein Ersatzschaltbild für einen Impedanzinverter.
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5 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Mikrowellenfilter aus der 2.
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6 zeigt schematisch ein Mikrowellenfilter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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7 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Mikrowellenfilter aus 6.
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8 zeigt ein weiteres Ersatzschaltbild für das Mikrowellenfilter aus 6.
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9 zeigt schematisch eine räumliche Anordnung eines Mikrowellenfilters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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10 zeigt ein Diagramm mit Transmissionskurven und Reflexionskurven für ein Mikrowellenfilter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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11 zeigt schematisch ein Mikrowellenfilter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt schematisch die Signalverarbeitung in einem Kommunikationssatelliten 10. Eine Empfangsantenne 12 empfängt ein Signal, das von einem Multiplexer 14 in eine Mehrzahl von Einzelsignalen aufgespalten wird, die in einem Verstärker 16 verstärkt werden. Die verstärkten Signale werden von einem weiteren Multiplexer (d. h. Demultiplexer) 18 wieder zu einem Signal zusammengeführt, das von einer weiteren Antenne 20 abgestrahlt wird.
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Zum Filtern der Einzelsignale können die Multiplexer 14, 18 einen oder mehrere Mikrowellenfilter 22 aufweisen, so wie sie weiter oben und im Folgenden beschrieben werden.
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2 zeigt ein Mikrowellenfilter 22, der zwei Resonatoren 24, 24a, 24b umfasst. Das Mikrowellenfilter 22 umfasst einen Eingang 26 und einen Ausgang 28, die jeweils an einen Hohlleiter angeschlossen werden können, beispielsweise dem Hohlleiter eines Multiplexers 14, 18.
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Grundsätzlich ist das Mikrowellenfilter 22 ein Hohlraum, der aus unterschiedlichen Kavitäten aufgebaut ist. Die beiden Resonatoren 24a, 24b weisen dabei jeweils ein Volumen 30, 30a, 30b auf, das über Koppelblenden 32, 32a, 32b, 32c mit dem anderen Volumen bzw. mit dem Eingang 26 oder dem Ausgang 28 gekoppelt ist.
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Das in der 2 gezeigte Mikrowellenfilter 22 wird auch 2-Kreis-Filter genannt, da es genau zwei Resonatoren 24a, 24b umfasst, mit denen die Transmissionsfrequenz des Filters 22 festgelegt wird. Die Transmissionsfrequenz eines Durchlassbandes des Filters 22 (die beispielsweise über die Mitte des Durchlassbandes definiert werden kann) hängt im Wesentlichen von den Resonanzfrequenzen der Resonatoren 24a, 24b ab.
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Beide Resonatoren 24a, 24b können eine etwas zueinander verstimmte Resonanzfrequenz aufweisen, wodurch die Flankensteilheit des Durchlassbandes des Filters 22 erhöht wird. Die Resonanzfrequenz eines Resonators 24a, 24b hängt dabei vom Volumen 30a, 30b des jeweiligen Resonators ab.
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Es ist möglich, Mikrowellenfilter zu bilden, die lediglich einen Resonator 24 umfassen (sogenannte 1-Kreis Filter), die dann eine geringere Flankensteilheit aufweisen. Auch ist es möglich, drei und mehr Resonatoren 24 zu koppeln, d. h. 3-Kreis-Filter mit drei Resonatoren 24 oder 4-Kreis Filter mit vier Resonatoren 24 usw. zu bilden.
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Die Bandbreite eines Mikrowellenfilters 22 hängt maßgeblich von der Menge der zwischen den Resonatoren 24 koppelnden Energie ab. Der Anteil der koppelnden Energie wird durch die Größe der Koppelblende 32 zwischen den Resonatoren 24 bestimmt.
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Im Allgemeinen wird eine Koppelblende
32 mit Hilfe eines Impedanzinverters modelliert. Dieser invertiert die angeschlossene Impedanz gemäß:
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In der 3 ist ein Schaltsymbol für einen Impedanzinverter gezeigt. Die 4 zeigt ein Ersatzschaltbild für eine Realisierung eines Impedanzinverters mit einer Kapazität C. Die Kapazität C wird in einer Hohlleiterrealisierung mit einer kapazitiven Koppelblende 32 umgesetzt.
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In der 4 ist weiter angedeutet, dass negative Leitungslängen –φ durch Verkürzung der angeschlossenen Resonatoren realisiert werden können. Mit negativen Leitungslängen –φ kann einer Verschiebung der Transmissionsfrequenz des Filters 22 aufgrund des Koppelns mit den Blenden 32 entgegengewirkt werden.
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Die 5 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Mikrowellenfilter 22 aus der 2. Die kapazitiven Koppelblenden 32a, 32b, 32c sind als Impedanzinverter dargestellt, die Resonatoren 24a, 24b sind durch einen Schwingkreis mit einer Kapazität und einer Induktivität dargestellt.
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Die 6 zeigt schematisch ein einstellbares Mikrowellenfilter 22, dessen Bandbreite und dessen Mittel- bzw. Transmissionsfrequenz aktiv eingestellt werden kann. Die 7 zeigt analog der 5 ein Ersatzschaltbild für das Mikrowellenfilter 22 aus der 6.
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Um ein einstellbares Mikrowellenfilter 22 zu schaffen, wird der Ansatz gewählt, die Koppelblenden 32 aus der 2 mit einer Struktur aus einer Koppelblende 32, einem einstellbaren Koppelresonator 40 und einer Koppelblende 32 zu ersetzen. Die Kopplung kann dann durch die Resonanzfrequenz des Koppelresonators 40 eingestellt werden.
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Im gezeigten Fall eines 2-Kreis-Filters 22 mit zwei einstellbaren Frequenzresonatoren 24a, 24b ergibt sich folgender Aufbau:
Der erste Frequenzresonator 24a ist über einen Koppelresonator 40a mit dem Eingang 26 verbunden. Zwischen dem Eingang 26 und dem Koppelresonator 40a befindet sich eine Koppelblende 32a. Zwischen dem Koppelresonator 40a und dem Frequenzresonator befindet sich eine Koppelblende 32b.
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Der erste Frequenzresonator 24a ist über einen Koppelresonator 40b mit dem zweiten Frequenzresonator 24b verbunden. Zwischen dem ersten Frequenzresonator 24a und dem Koppelresonator 40b befindet sich eine Koppelblende 32c. Zwischen dem Koppelresonator 40b und dem zweiten Frequenzresonator 24b befindet sich eine Koppelblende 32d.
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Das in der 6 gezeigte Mikrowellenfilter 22 kann als 2-Kreis-Filter 22 aufgefasst werden, da es (genau) zwei Frequenzresonatoren 24a, 24b umfasst. Bei einem 1-Kreis-Filter mit nur einem Frequenzresonator 24a würde die Koppelblende 32d einen Ausgang des Filters bereitstellen.
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Mikrowellenfilter mir höherer Kreiszahl ergeben sich durch Ankoppeln weiterer Paare aus einem Frequenzresonator 24 und einem Koppelresonator 40.
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Im gezeigten Fall eines 2-Kreis-Filters 22 ist der zweite Frequenzresonator 24b über einen Koppelresonator 40c mit dem Ausgang 28 verbunden. Zwischen dem zweiten Frequenzresonator 24b und dem Koppelresonator 40c befindet sich eine Koppelblende 32e. Zwischen dem Koppelresonator 40c und dem Ausgang befindet sich eine Koppelblende 32f.
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Die Resonatoren 24 bzw. 40 sind dadurch einstellbar, dass ihr Volumen 30 bzw. 42 mit einem Aktuator 44 veränderbar ist. Jedem Resonator 24a, 24b, 40a, 40b bzw. 40c ist dazu ein Aktuator 44b, 44d, 44a, 44c bzw. 44e zugeordnet, der das jeweilige Volumen 30a, 30b, 42a, 42b bzw. 42c, beispielsweise durch Bewegen eines Schiebers, verändern kann.
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Die Aktuatoren 44, beispielsweise Schrittmotoren, können dabei von einer Steuerung 46 angesteuert werden, die als Eingabeparameter eine Transmissionsfrequenz und eine Bandbreite erhält und daraus die einzustellenden Volumen 30, 42 berechnet.
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Die (einstellbare) Resonanzfrequenz der Koppelresonatoren 40a, 40b, 40c kann im Vergleich zur Mittelfrequenz des Filters 22 deutlich verstimmt sein. Die Koppelresonatoren 40a, 40b, 40c können deswegen (jeweils) ein Volumen 42a, 42b, 42c aufweisen, das kleiner ist als das Volumen 30a, 30b eines Frequenzresonators 24a, 24b.
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Ein Ersatzschaltbild für die einstellbare Kopplung aus einem Koppelresonator 40 mit zwei Koppelblenden 32 ist in der 8 gezeigt.
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Die Leitungslänge φ2 repräsentiert den Koppelresonator 40, der Blindwiderstand Xp die unveränderlichen Blenden 32. Die Leitungslänge φ1 stellt analog zum Invertermodell aus der 4 die Verkürzung der angeschlossenen Resonatoren dar.
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Die 9 zeigt schematisch eine mögliche räumliche Anordnung der Koppelblenden 32 und der Resonatoren 24, 40 eines Mikrowellenfilters 22.
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Alle Resonatoren 24a, 24b, 40a, 40b, 40c sind in einer Ebene angeordnet und können beispielsweise als gemeinsame Baugruppe ausgeführt sein. Die beiden Frequenzresonatoren 24a, 24b, die zwischen sich den Koppelresonator 40b aufnehmen, sind in einer Reihe angeordnet.
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Jeweils vor den Frequenzresonatoren 24a, 24b befinden sich die Koppelresonatoren 40a und 40c. Der Eingang 26 und der Ausgang 28 befinden sich an einer Seite der Anordnung. Zwischen den Resonatoren 24, 40 (und dem Eingang 26 sowie dem Ausgang 28) befinden sich die nicht-einstellbaren bzw. unveränderlichen Koppelblenden 32a bis 32f. Über der Ebene der Resonatoren können die Aktuatoren 44 angeordnet sein.
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Die 10 zeigt ein Diagramm mit Transmissionskurven und Reflexionskurven für ein Mikrowellenfilter 22, das als 4-Kreis-Filter ausgeführt ist. In dem Diagramm ist nach rechts die Frequenz und nach oben das Transmissions- bzw. Reflexionsvermögen aufgetragen.
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In einer ersten Einstellung des Mikrowellenfilters 22 sind die Volumen 30, 42 (bzw. die Frequenzlängen der Resonatoren 24, 40) so eingestellt, dass sich eine Transmissionskurve 50 mit einer Bandbreite von etwa 36 MHz und einer Mittelfrequenz von etwa 20 GHz ergibt. Zu der Transmissionskurve 50 sind zwei Reflexionskurven 52, 54 dargestellt, die das Reflexionsverhalten des Filters 22 am Eingang 26 und am Ausgang 28 darstellen.
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In einer zweiten Einstellung des Mikrowellenfilters 22 sind die Volumen 30, 42 (bzw. die Frequenzlängen der Resonatoren 24, 40) so eingestellt, dass sich eine Transmissionskurve 56 mit einer Bandbreite von etwa 72 MHz und einer Mittelfrequenz von etwa 20 GHz ergibt. Auch zu der Transmissionskurve 54 sind zwei Reflexionskurven 58, 60 dargestellt, die das Reflexionsverhalten des Filters 22 am Eingang 26 und am Ausgang 28 darstellen.
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Zwischen den Einstellungen unterscheiden sich die effektiven Längen der Koppelresonatoren und der Frequenzresonatoren 24. Die Längenänderung, die zum Ändern der Einstellung benötigt wird, liegt in der Größenordnung von einem Millimeter.
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Die 11 zeigt ein Mikrowellenfilter 22, das vier Frequenzresonatoren 24a, 24b, 24c, 24d und sechs Koppelresonatoren 40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f aufweist, die abwechselnd über Koppelblenden 30a bis 32l verbunden sind.
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Der Mikrowellenfilter 22 aus der 11 weist eine Überkopplung auf. Dazu ist ein Koppelresonator 40f als Überkopplungsresonator 40f ausgeführt, in dem er zwei Frequenzresonatoren 24a, 24d derart miteinander verbindet, dass ein Ring aus Resonatoren entsteht.
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Die Frequenzresonatoren 24a bis 24d werden für die Einstellung der Mittenfrequenz, die Koppelresonatoren 40a bis 40f werden zur Einstellung der koppelnden Energie und damit der Bandbreite des Mikrowellenfilters 22 verwendet.
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Der Überkopplungsresonator 40f kann je nach Resonanzfrequenz eine positive oder negative Überkopplung darstellen. Die Koppelblenden 32k, 32l des Überkopplungsresonators 40f werden bei der Einstellung der Bandbreite konstant gehalten. Die Einstellung der Kopplung erfolgt durch Einstellung der Resonanzfrequenz des Resonators 40f.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
