DE10361809A1

DE10361809A1 - Topology for dielectric filter e.g. for satellite communications, has resonators in rows with one row displaced from next row by half spacing of resonators

Info

Publication number: DE10361809A1
Application number: DE2003161809
Authority: DE
Inventors: Tobias Dr. Kässer; Franz-Josef Goertz
Original assignee: Tesat Spacecom GmbH and Co KG
Current assignee: Tesat Spacecom GmbH and Co KG
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2005-07-28

Abstract

A topology for dielectric filters with coupled resonators uses more transverse couplings than is needed at least to convert or re-position the filter function.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung für passive dielektrische Hochfrequenzfilter, die aus gekoppelten Resonatoren bestehen und die Nullstellen in der Transmission aufweisen.The Invention is based on an arrangement for passive dielectric high-frequency filters, consisting of coupled resonators and the zeros in have the transmission.

Üblicherweise besteht ein Filter aus einer Reihe von Resonatoren, die derart miteinander verkoppelt sind, dass es einen Signalpfad gibt, der vom Eingang zum Ausgang führt und alle Resonatoren exakt einmal berührt. Dieser Signalpfad wird auch Hauptkoppelpfad genannt, und die Kopplungen auf diesem Pfad sind die Hauptkopplungen.Usually For example, a filter consists of a series of resonators connected to each other are coupled, that there is a signal path from the input leads to the exit and all resonators touched exactly once. This signal path is also called main coupling path, and the couplings on this path are the main couplings.

Betrachtet man z.B. ein Filter, das aus 10 Resonatoren besteht und das 8 symmetrisch zur Mittelfrequenz liegende Nullstellen in der Transmission aufweist, so ist ein gängiges Schema zur Umsetzung dieses Filters die sogenannte kanonische Topologie, die wie folgt beschrieben werden kann. Die 10 Resonatoren sind in 2 nebeneinanderliegenden Reihen angeordnet, wobei eine obere Reihe von links nach rechts von 1 bis 5 durchnummeriert ist und eine untere Reihe von links nach rechts von 10 nach 6. Der Eingang bzw. die Quelle liegt an Resonator 1 an und der Ausgang bzw. die Last an Resonator 10. Der Hauptkoppelpfad ist dann derjenige, der die Resonatoren gemäß ihrer Nummerierung verbindet. Zur Erzeugung der erforderlichen 8 Nullstellen werden Querkopplungen derart angeordnet, dass die jeweils übereinanderliegenden Resonatoren verbunden werden, d.h. 1 mit 10, 2 mit 9, 3 mit 8 und 4 mit 7. Hierbei ist charakteristisch, dass diese Querkopplungen stets eine gerade Anzahl von Resonatoren auf dem Hauptkoppelpfad überbrücken (z.B. überbrückt die Querkopplung 3–8 vier Resonatoren, nämlich 4, 5, 6 und 7), weshalb man sie auch symmetrische Querkopplungen nennt. Jede symmetrische Querkopplung erzeugt ein Paar symmetrisch liegender Nullstellen (d.h. symmetrisch zur Mittenfrequenz des Filters), die 8 Nullstellen werden also durch 4 symmetrische Querkopplungen erzeugt. Hätte das Filter nur zwei Nullstellen, so müsste man diese in der kanonischen Topologie durch eine Querkopplung zwischen den Resonatoren 4 und 7 erzeugen. Es gilt nämlich, dass die Anzahl der Nullstellen gleich ist der Anzahl der Resonatoren insgesamt minus der Anzahl der Resonatoren, welche auf dem kürzesten Signalpfad zwischen Eingang und Ausgang liegen. Bei einer Querkopplung zwischen den Resonatoren 4 und 7 ist dieser kürzeste Signalpfad über die Resonatoren 1-2-3-4-7-8-9-10, d.h. er umfasst 8 Resonatoren, womit die Anzahl der Nullstellen sich zu 10 – 8 = 2 ergibt. Umgekehrt wäre es auch möglich, in dem Hauptbeispiel durch Ergänzen einer Querkopplung zwischen Quelle und Last die Anzahl der Resonatoren auf dem kürzesten Signalpfad zu Null zu machen und damit insgesamt 10 Nullstellen zu erzeugen; dies ist die maximal mögliche Anzahl Nullstellen.Considering, for example, a filter consisting of 10 resonators and having 8 zeros in the transmission symmetric to the center frequency, a common scheme for implementing this filter is the so-called canonical topology, which can be described as follows. The 10 resonators are arranged in 2 adjacent rows, with an upper row from left to right of FIG 1 to 5 is numbered and a bottom row from left to right of 10 to 6 , The input or the source is connected to the resonator 1 on and the output or the load on the resonator 10 , The main coupling path is then the one connecting the resonators according to their numbering. To generate the required 8 zeros cross-couplings are arranged such that the superposed resonators are connected, ie 1 With 10 . 2 With 9 . 3 With 8th and 4 With 7 , It is characteristic here that these cross-couplings always bridge an even number of resonators on the main coupling path (for example, bridges the cross-coupling 3 - 8th four resonators, namely 4 . 5 . 6 and 7 ), which is why they are also called symmetric cross-couplings. Each symmetric cross coupling generates a pair of symmetrical zero points (ie symmetric to the center frequency of the filter), so the 8 zeros are generated by 4 symmetric cross couplings. If the filter had only two zeros, one would have to do this in the canonical topology by a cross-coupling between the resonators 4 and 7 produce. Namely, the number of zeros is equal to the total number of resonators minus the number of resonators located on the shortest signal path between input and output. With a cross-coupling between the resonators 4 and 7 is this shortest signal path across the resonators 1 - 2 - 3 - 4 - 7 - 8th - 9 - 10 ie he includes 8th Resonators with which the number of zeros is 10 - 8 = 2. Conversely, it would also be possible in the main example to make the number of resonators on the shortest signal path zero by supplementing a cross-coupling between source and load and thus to generate a total of 10 zeros; this is the maximum possible number of zeros.

Es ist charakteristisch, dass die Umsetzung von Nullstellen in kanonischer Topologie keine Wahlfreiheit mehr lässt: bei vorgegebener Lage der Pole und Nullstellen der Filterfunktion ist der Wert, den jede einzelne Kopplung annehmen muss, exakt vorgegeben. Die Filterfunktion lässt sich durch die Anordnung nur dann reproduzieren, wenn jede einzelne Kopplung exakt den vorgegebenen Wert annimmt.It is characteristic that the conversion of zeros into canonical Topology leaves no room for choice: at a given location Poling and zeroing the filter function is the value that each individual coupling must take, exactly predetermined. The filter function let yourself by reproducing the arrangement only if every single coupling exactly the given value.

Bei der Umsetzung des beispielhaften Filters in dielektrischer Technik zeigt sich allerdings, dass die Einfügedämpfung sowie die Gruppenlaufzeit eine Schräglage aufweisen. Diese Schräglage hat als Ursache Dispersion, d.h. eine frequenzabhängige Ausbreitungsgeschwindigkeit: für tiefere Frequenzen ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit verringert und damit die Gruppenlaufzeit ebenso wie die Einfügedämpfung erhöht. Die Schräglagen sind derart stark ausgeprägt, dass die Filterspezifikationen in aller Regel verletzt werden, und deshalb ist eine Maßnahme zur Kompensation dieser Schräglage erforderlich.at the implementation of the exemplary filter in dielectric technique shows, however, that the insertion loss and the group delay an oblique position exhibit. This skew has as cause dispersion, i. a frequency-dependent propagation velocity: for deeper ones Frequencies, the propagation speed is reduced and thus increases the group delay as well as the insertion loss. The slopes are so strong, that the filter specifications are usually violated, and therefore is a measure to compensate for this tilt required.

In US 5,739,733 ist eine Lösung beschrieben, bei der die Schräglage durch einen externen Entzerrer kompensiert wird. Der Entzerrer ist in derselben Technologie wie das Filter hergestellt, über einen Zirkulator an die Ausgangsleitung des Filters angeschlossen und in der Mittenfrequenz derart relativ zum Filter verschoben, dass die Mittenfrequenz des Entzerrers außerhalb des Durchlassbands des Filters liegt. Diese Lösung ist aber insofern nachteilig, als der externe Entzerrer und der Zirkulator erheblich zu Masse, Volumen und Hochfrequenzverlusten der gesamten Anordnung beitragen.In US 5,739,733 describes a solution in which the skew is compensated by an external equalizer. The equalizer is made in the same technology as the filter, connected to the output line of the filter via a circulator and shifted in the center frequency relative to the filter such that the center frequency of the equalizer is outside the pass band of the filter. However, this solution is disadvantageous in that the external equalizer and the circulator contribute significantly to ground, volume and high frequency losses of the entire array.

In US 5,608,363 ist ein Filter beschrieben, bei dem die Schräglage bereits im Filter selbst kompensiert wird. Dies wird erreicht, indem zusätzlich zu den symmetrischen Querkopplungen noch asymmetrische hinzugefügt werden, die eine ungerade Anzahl von Resonatoren auf dem Hauptkoppelpfad überbrücken. Bei dem beschriebenen Filter sind ebenfalls die Resonatoren in 2 nebeneinanderliegenden Reihen angeordnet. Hier werden die Dielektrika im TE01δ-Mode betrieben und sind in quadratischen Hohlräumen eingebracht. Gezeigt ist ein 10 kreisiges Filter, bei dem die Resonatoren in 2 Reihen angeordnet sind, mit den Resonatoren 1 bis 5 von links nach rechts in der oberen Reihe und 10 bis 6 (von links nach rechts) in der unteren Reihe. Hier ist die Anordnung derart, dass Resonator 1 exakt über Resonator 10 liegt, 2 über 9 usw. Die symmetrischen Querkopplungen verlaufen in diesem Schema damit vertikal durch eine Trennwand, und die asymmetrischen Querkopplungen verlaufen schräg und durch den Schnittpunkt zweier Trennwände. Insgesamt liegen bei dieser Anordnung vier mal je vier Resonatoren auf den Ecken eines Quadrats (nämlich 1-2-9-10, 2-3-8-4, 3-4-7-8 und 4-5-6-7), und in jeder dieser vier Quadrate muss genau eine asymmetrische Querkopplung realisiert werden. Es ist wiederum nachteilig, dass die Werte der zu realisierenden Querkopplungen genau festliegen und es nicht zu umgehen ist, die sehr kleinen und empfindlichen Querkopplungen umzusetzen.In US 5,608,363 a filter is described in which the skew is already compensated in the filter itself. This is achieved by adding, in addition to the symmetric cross-couplings, asymmetric ones that bridge an odd number of resonators on the main coupling path. In the described filter also the resonators are arranged in two adjacent rows. Here, the dielectrics are operated in TE01δ-mode and are incorporated in square cavities. Shown is a 10-circle filter in which the resonators are arranged in 2 rows, with the resonators 1 to 5 from left to right in the top row and 10 to 6 (from left to right) in the bottom row. Here the arrangement is such that resonator 1 exactly above the resonator 10 lies, 2 above 9 etc. In this scheme, the symmetrical cross couplings extend vertically through a dividing wall, and the asymmetrical cross couplings run obliquely and through the intersection of two dividing walls. In total, in this arrangement, four times each four resonators on the corners of a square (viz 1 - 2 - 9 - 10 . 2 - 3 - 8th - 4 . 3 - 4 - 7 - 8th and 4 - 5 - 6 - 7 ), and in each of these four squares exactly one asymmetric cross-coupling must be realized. It is again disadvantageous that the values of the cross-couplings to be realized are exactly fixed and it is unavoidable to implement the very small and sensitive cross-couplings.

In US 6,337,610 ist ein Filter gezeigt, das den Stand der Technik insofern erweitert, dass die Resonatoren derart angeordnet sind, dass es keinen Signalpfad mehr gibt, der vom Eingang zum Ausgang führt und der alle Resonatoren exakt einmal berührt. Mit dem gezeigten Filter ist es möglich, eine asymmetrische Filterkurve zu realisieren, die insgesamt deutlich weniger Kopplungen aufweist als etwa bei Realisierung in kanonischer Topologie. Allerdings ist das eingesetzte Filter insofern nachteilig, als es sehr empfindlich ist, indem beispielsweise bei Änderung der Betriebstemperatur die Filterfunktion stark degradiert.In US 6,337,610 For example, a filter is shown which extends the prior art in that the resonators are arranged such that there is no longer a signal path leading from the input to the output, which contacts all the resonators exactly once. With the filter shown, it is possible to realize an asymmetric filter curve, which overall has significantly fewer couplings than, for example, when implemented in canonical topology. However, the filter used is disadvantageous in that it is very sensitive, for example, by heavily degrading the filter function when changing the operating temperature.

Die Erfindung und Ihre VorteileThe invention and your benefits

Die erfindungsgemäße Topologie für Dielektrische Filter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird verwendet in Eingangsmultiplexern in der Satellitenkommunikation und hat den Vorteil, dass sich die inhärente Schräglage in der Gruppenlaufzeit kompensieren lässt. Die erfindungsgemäßen Anordnungen für Filter in dielektrischer Technologie bestehen aus gekoppelten Resonatoren, die im TE01δ- Mode betrieben werden, und die mittels eines Hauptkoppelpfads sowie mittels Querkopplungen verbunden sind, wobei letztere Nullstellen in der Transmission erzeugen. Diese Anordnungen bieten zur Realisierung der Querkopplungen mehr Positionen an als minimal erforderlich wären. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es deshalb, eine Filterkurve mit verschiedenen Werten der Koppelkonstanten wiederzugeben. Diese Auswahl ist vorteilhaft, da die Werte dann so gewählt werden können, dass die Realisierung des Filters einfacher ist und dass das realisierte Filter weniger empfindlich ist.The topology according to the invention for dielectrics Filter with the characterizing features of the main claim is used in input multiplexers in satellite communication and has the advantage that the inherent skew in the group delay compensate. The arrangements according to the invention for filters in dielectric technology consist of coupled resonators, those in the TE01δ- mode operated, and by means of a main coupling path and means Cross-couplings are connected, the latter zeros in the Generate transmission. These arrangements offer for realization the cross-couplings more positions than would be required minimal. The inventive arrangement therefore allows a filter curve with different values of Playback coupling constants. This selection is advantageous because the values are then chosen can be that the realization of the filter is simpler and that the realized Filter is less sensitive.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wird die Anzahl der Kopplungen mit negativem Vorzeichen minimiert, da die Umsetzung von negativen Vorzeichen technologisch aufwändiger ist als die von positiven Vorzeichen. Die vorgegebene Filterfunktion erfordert bei Umsetzung in bekannter kanonischer Topologie vier Kopplungen mit negativem Vorzeichen, während in der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Variante 1 nur noch drei negative Kopplungen auftreten.To an advantageous embodiment of the invention, the number the couplings with a negative sign minimized since the implementation of negative signs technologically more complex than that of positive Sign. The default filter function requires implementation in known canonical topology, four couplings with negative Sign, while in the inventive arrangement according to variant 1 only three negative couplings occur.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, sehr kleine Absolutwerte in den Querkopplungen zu vermeiden.To Another advantageous embodiment of the invention is possible, to avoid very small absolute values in the cross-couplings.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung ist es auch möglich, einzelne Kopplungen derart klein zu machen, dass sie bei der Realisierung gar nicht mehr berücksichtigt werden müssen.To an additional one advantageous embodiment, it is also possible, individual couplings to make so small that they are not at the realization more considered Need to become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Reihe zur nächsten Reihe um den halben Abstand der Resonatoren versetzt, um die Querkopplungen zu vereinfachen.To a further advantageous embodiment of the invention is the one row to the next Row offset by half the distance of the resonators to the cross-couplings to simplify.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, den Zeichnungen und den Ansprüchen zu entnehmen.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description of the embodiments, the drawings and the claims refer to.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following described in more detail. Show it:

1: Eine beispielhafte erfindungsgemäße Filtertopologie 1 : An exemplary filter topology according to the invention

2: Eine alternative beispielhafte erfindungsgemäße Filtertopologie 2 : An alternative exemplary filter topology according to the invention

3: Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Filtertopologie nach 1 sowie Tab. 4 Variante 1 3 : An embodiment of the filter topology according to the invention 1 as well as Tab. 4 Variant 1

4: Filterkurven für Filter. Oben Beträge von Transmission und Reflektion unten Gruppenlaufzeit. 4 : Filter curves for filters. Above amounts of transmission and reflection below group delay.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels erläutert, welches ein Filter mit 10 Resonatoren und mit 8 Nullstellen in der Transmission bzw. S21 ist. Ein solches Filter erfüllt typische Kundenanforderungen für Eingangsmultiplexer in der Satellitenkommunikation. In diesem Beispiel ist die Lage der Nullstellen in der normierten komplexen Frequenzebene wie folgt:

Tabelle 1: Lage der Nullstellen in der Transmission einer typischen Filterfunktion. The invention will be explained by way of example, which is a filter with 10 resonators and with 8 zeros in the transmission or S21. Such a filter meets typical customer requirements for input multiplexers in satellite communications. In this example, the location of the zeros in the normalized complex frequency plane is as follows:

Table 1: Location of the zeros in the transmission of a typical filter function.

Die ersten vier dieser Nullstellen liegen auf der imaginären Frequenzachse und dienen der Verbesserung der Flankensteilheit, wobei je 2 Nullstellen ober- und unterhalb des Durchlassbands liegen. Die weiteren vier Nullstellen liegen in der komplexen Ebene symmetrisch zum Ursprung und bewirken einen flachen Verlauf von Einfügedämpfung und Gruppenlaufzeit im Durchlassband.The first four of these zeros are on the imaginary frequency axis and serve to improve the edge steepness, each with 2 zeros above and below the pass band. The other four Zeros are symmetric to the origin in the complex plane and cause a flat course of insertion loss and group delay in the pass band.

Die bei Realisierung in dielektrischer Technik auftretende Schräglage kann kompensiert werden, indem man die Filterkurve derart entwirft, dass sie eine Schräglage mit exakt entgegengesetzter Steigung aufweist. Dies verändert zuerst die Lage der Nullstellen der Transmission bzw. S21; für eine realistische Steigung sind die im Vergleich zu Tabelle 1 verschobenen Nullstellen wie folgt:

Tabelle 2: Veränderte Lage der Nullstellen zur Kompensation des Dispersionseffekts bei Filtern in dielektrischer Technik. The skew occurring in realization in dielectric technique can be compensated by designing the filter curve to have an inclined position of exactly opposite slope. This first changes the position of the zeros of the transmission or S21; for a realistic slope, the zeros shifted from Table 1 are as follows:

Table 2: Altered position of the zeros to compensate for the dispersion effect in filters in dielectric technique.

In 4 ist die hierzu gehörende Filterkurve dargestellt. Die Filterkurve in den Graphen ist im Vergleich zu den Nullstellen entnormiert auf eine Mittenfrequenz von 11050 MHz und eine Bandbreite von 36 MHz. Man erkennt insbesondere in der Laufzeit deutlich die gewünschte Schräglage: für tiefere Frequenzen ist die Laufzeit im Entwurf erniedrigt, was die Erhöhung durch Dispersion nach Umsetzung kompensiert.In 4 the corresponding filter curve is shown. The filter curve in the graph is de-normalized to a center frequency of 11050 MHz and a bandwidth of 36 MHz compared to the zeros. The desired skew position is clearly recognizable, especially during runtime: for lower frequencies, the runtime is reduced in the design, which compensates for the increase due to dispersion after conversion.

Bei Umsetzung der schräglagenbehafteten Entwürfe in ein Koppelschema gibt es Unterschiede im Vergleich zu den nicht schräglagenbehafteten Entwürfen. Die normierten Koppelkonstanten für das genannte Beispiel lauten in kanonischer Topologie:

Tabelle 3: Koppelkonstanten für die Nullstellen aus Tabelle 2 in kanonischer Topologie; die Zahlen 0 bzw. 11 bedeuten Eingang bzw. Ausgang, und Fi bedeutet eine Verstimmung der Mittenfrequenz von Resonator i. There are differences in the implementation of the slanted designs in a coupling scheme compared to the non-slanted designs. The normalized coupling constants for the given example are in canonical topology:

Table 3: Coupling constants for the zeros from Table 2 in canonical topology; the numbers 0 and 11 respectively mean input and output, and Fi means a detuning of the center frequency of resonator i.

Der wichtige Unterschied zur Umsetzung ohne Schräglage liegt darin, dass zusätzlich zu den symmetrischen Querkopplungen nun auch solche hinzukommen, die eine ungerade Anzahl Resonatoren auf dem Hauptkoppelpfad überbrücken (z.B. K1,9); diese nennt man auch asymmetrische Querkopplungen, was auf den asymmetrischen Verlauf der Filterfunktion verweist. Diese Querkopplungen nehmen sehr kleine Werte an, was die Realisierung stark erschwert; es gilt wiederum, dass in kanonischer Topologie bei vorgegebener Filterfunktion auch die Werte dieser asymmetrischen Querkopplungen exakt vorgegeben sind und dass die gegebene Filterkurve nur mit genau diesen Koppelwerten wiedergegeben werden kann.Of the important difference to the implementation without tilt is that in addition to The symmetrical cross-couplings now also be added to those that bridge an odd number of resonators on the main coupling path (e.g. K1,9); These are also called asymmetric cross couplings, what on the asymmetric course of the filter function refers. These cross-couplings assume very small values, which makes the realization much more difficult; Again, it is true that in canonical topology at given Filter function also the values of these asymmetric cross-couplings are given exactly and that the given filter curve only with can be reproduced exactly these coupling values.

Die Erfindung betrifft neuartige Anordnungen für Filter in dielektrischer Technik, bestehend aus gekoppelten Resonatoren mit einem Hauptkoppelpfad und mit Querkopplungen, welche Nullstellen in der Transmission erzeugen. Neuartig an den erfindungsgemäßen Anordnungen ist, dass zur Realisierung einer vorgegebenen Filterkurve die Werte der einzelnen Kopplungen nicht mehr eindeutig vorgegeben sind, sondern dass vielmehr eine Anordnung die Möglichkeit bietet, mit verschiedenen Werten der Koppelkonstanten dieselbe Filterfunktion wiederzugeben. Dies erlaubt es, die Werte so zu wählen, dass das Filter einfacher herzustellen ist und dass das hergestellte Filter weniger empfindlich ist. Erzielt wird diese Wahlfreiheit dadurch, dass die neuartigen Anordnungen mehr Positionen zur Umsetzung der Querkopplungen anbieten als minimal erforderlich wären.The The invention relates to novel arrangements for filters in dielectric Technology consisting of coupled resonators with a main coupling path and with cross-couplings which produce zeros in the transmission. Novel to the arrangements according to the invention is that to realize a given filter curve the values the individual couplings are no longer clearly specified, but rather that an arrangement offers the possibility of having different ones Values of the coupling constant to play the same filter function. This allows you to choose values that make the filter easier and that the filter produced is less sensitive is. This freedom of choice is achieved by the fact that the novel arrangements offer more positions to implement the cross-couplings as minimal would be required.

Die 1 zeigt eine solche Anordnung. Die 10 Resonatoren 1 bis 10 sind in dielektrischer Technik realisiert und werden im TE01δ- Mode betrieben, der eine einfache Realisierung, eine gute Abgleichbarkeit sowie hohe unbelastete Güten erlaubt. Die Quelle 21 ist an den Resonator 1 gekoppelt und die Last 22 ist an den Resonator 10 gekoppelt. Von oben betrachtet sind die dielektrischen Resonatoren 1 bis 10 rund (im Bild grau schattiert) und in metallische Hohlräume eingebracht. Die metallischen Hohlräume sind, von oben betrachtet, ebenfalls rund. Die Resonatoren sind derart angeordnet, dass es einen Signalpfad gibt, der alle Resonatoren exakt einmal berührt; die Hauptkopplungen dieses Pfads sind in der 1 mit einfachen Strichen gezeigt. Außerdem sind die symmetrischen Querkopplungen ebenfalls gezeigt, und zwar mit doppelten Strichen; man erkennt in der 1 die erforderlichen 4 symmetrischen Querkopplungen. Die Realisierung der Kopplungen erfolgt mit kapazitiven Durchführungen durch die Trennwände für negative Kopplungen, für solche mit positivem Vorzeichen werden induktive Blenden genutzt. Außerdem sind in der Zeichnung mit dreifachen Strichen die asymmetrischen Querkopplungen gezeigt. Erfindungsgemäß ist, dass die Anzahl der Positionen zur Umsetzung der asymmetrischen Querkopplungen größer ist als die Anzahl der erforderlichen asymmetrischen Querkopplungen. Mit Position zur Umsetzung ist gemeint, dass die zu koppelnden Resonatoren unmittelbar aneinanderstoßen und an dieser Stelle nur eine gemeinsame Trennwand haben. Für die 4 erforderlichen asymmetrischen Querkopplungen (wie sie z.B. bei Realisierung in kanonischer Topologie umzusetzen wären) sind somit 5 Positionen möglich, nämlich K1,3, K4,10, K5,7, K6,8 und K7,9. Dies ist ein neuer Freiheitsgrad, der wie folgt genutzt werden kann: während bei Filteranordnungen gemäß Stand der Technik die Zahlenwerte aller Kopplungen fest sind, gibt es bei dem erfindungsgemäßen Filter eine Vielzahl von Möglichkeiten, um jeweils dieselbe vorgegebene Filterkurve wiederzugeben. So kann man die Filterkurve aus 4 in der Anordnung gemäß 1 unter anderem mit den drei folgenden Varianten an Koppelkonstanten realisieren:

Tabelle 4: Drei beispielhafte Varianten zur Wiedergabe einer vorgegebenen Filterfunktion gemäß 4 in der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß 1. The 1 shows such an arrangement. The 10 resonators 1 to 10 are implemented in dielectric technology and are operated in TE01δ- mode, which allows a simple implementation, a good Abgleichbarkeit and high unloaded grades. The source 21 is to the resonator 1 coupled and the load 22 is to the resonator 10 coupled. Viewed from above are the dielectric resonators 1 to 10 round (shaded gray in the picture) and inserted into metallic cavities. The metallic cavities are, viewed from above, also round. The resonators are arranged such that there is a signal path that touches all the resonators exactly once; the main couplings of this path are in the 1 shown with simple strokes. In addition, the symmetrical cross couplings are also shown, with double dashes; one recognizes in the 1 the required 4 symmetrical cross couplings. The couplings are realized with capacitive feedthroughs through the partition walls for negative couplings, for those with positive signs inductive diaphragms are used. In addition, the asymmetric cross-couplings are shown in the drawing with triple dashes. According to the invention, the number of positions for implementing the asymmetric cross-couplings is greater than the number of asymmetrical cross-couplings required. By position for implementation, it is meant that the resonators to be coupled abut one another directly and at this point have only one common dividing wall. For the 4 required asymmetric cross couplings (as they would be implemented, for example, in realization in canonical topology) thus 5 positions are possible, namely K1,3, K4,10, K5,7, K6,8 and K7,9. This is a new degree of freedom that can be used as follows: whereas in filter arrangements according to the prior art the numerical values of all couplings are fixed, there are a large number of possibilities in the filter according to the invention to reproduce the same given filter curve in each case. So you can turn off the filter curve 4 in the arrangement according to 1 among others with the following three variants of coupling constants:

Table 4: Three exemplary variants for reproducing a given filter function according to FIG. 4 in the arrangement according to the invention according to FIG.

In 2 ist eine alternative Anordnung der Resonatoren dargestellt. Die zehn Resonatoren 11 bis 20 sind wie in 1 in dielektrischer Technik realisiert und werden im TE01δ-Mode betrieben. Die Quelle 23 ist an den Resonator 11 gekoppelt und die Last 24 ist an den Resonator 20 gekoppelt. Auch bei dieser Anordnung gibt es zur Realisierung der erforderlichen vier asymmetrischen Querkoppelungen mehr als vier Positionen, nämlich K11,19; K12,14; K15,19; K16,18 und K18,20.In 2 an alternative arrangement of the resonators is shown. The ten resonators 11 to 20 are like in 1 implemented in dielectric technology and are operated in TE01δ-mode. The source 23 is to the resonator 11 coupled and the load 24 is to the resonator 20 coupled. Also in this arrangement, there are more than four positions, namely K11,19, for realizing the required four asymmetrical cross couplings; K12,14; K15,19; K16,18 and K18,20.

In 3 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Filtertopologie nach 1 gezeigt. In dem metallischen Gehäuse 27 sind zehn runde Vertiefungen 1 bis 10 eingebracht. Jede Vertiefung enthält einen dielektrischen Einsatz 28 (grau gezeichnet) und ist damit ein Resonator. Der Resonator wird im TE01δ-Mode betrieben. Das Gehäuse enthält eine Vorrichtung zur Zuführung des Hochfrequenzsignals (Quelle) 21 an den ersten Resonator 1 und zur Wegleitung des Signals (Last) 22 vom letzten Resonator 10. Zur Realisierung der positiven Kopplungen ist die Gehäusetrennwand zwischen den zu koppelnden Resonatoren mit einer Öffnung 25 versehen, die als induktive Blende wirkt. Zur Realisierung der negativen Kopplungen ist in der Gehäusetrennwand, zwischen den zu koppelnden Resonatoren eine kapazitive Durchführung 26 angebracht. Diese besteht aus einem kurzen Stück metallischem Draht, der in die jeweiligen Gehäusevertiefungen hineinragt und bis in die Nähe der dielektrischen Einsätze 28 reicht und der elektrisch isoliert an der Trennwand befestigt ist, durch Klebung in einer Kunststoffhülse. Das Gehäuse 27 enthält kleinere Gewinde 29 die dazu dienen einen metallischen Deckel auf dem Gehäuse 27 festzuschrauben. Das Gehäuse enthält Befestigungslöcher 30 mit denen der Filter auf einer Bodenplatte befestigt werden kann.In 3 is an embodiment of the filter topology according to the invention 1 shown. In the metallic housing 27 are ten round depressions 1 to 10 brought in. Each well contains a dielectric insert 28 (drawn in gray) and is thus a resonator. The resonator is operated in TE01δ mode. The housing contains a device for supplying the high-frequency signal (source) 21 to the first resonator 1 and to the routing of the signal (load) 22 from the last resonator 10 , To realize the positive couplings, the housing partition is between the resonators to be coupled with an opening 25 provided, which acts as an inductive diaphragm. In order to realize the negative couplings, a capacitive implementation is provided in the housing partition, between the resonators to be coupled 26 appropriate. This consists of a short piece of metallic wire, which projects into the respective housing recesses and into the vicinity of the dielectric inserts 28 ranges and is electrically isolated on the partition wall, by gluing in a plastic sleeve. The housing 27 contains smaller threads 29 which serve a metallic lid on the housing 27 tighten. The housing contains mounting holes 30 with which the filter can be mounted on a base plate.

Alle in der Beschreibung den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description the following claims and the drawings shown Features can both individually and in any combination with each other invention essential be.

1 bis 10, 11 bis 201 until 10, 11 to 20: Resonatorenresonators
21, 2321 23: Quellesource
22, 2422 24: Lastload
2525: induktive Blendeninductive dazzle
2626: kapazitive Durchführungencapacitive bushings
2727: metallisches Gehäusemetallic casing
2828: dielektrische Einsätzedielectric Calls
2929: Gewindethread
3030: Befestigungslöchermounting holes

Claims

Topology for coupled-cavity dielectric filters, characterized in that more cross-couplings exist than are at least necessary to implement the filter function.

Topology according to Claim 1, characterized that the resonators are operated in the single-mode technique.

Topology according to Claim 1, characterized that the resonators in the TE01δ-mode operate.

Topology according to Claim 1, characterized that the resonators are arranged planar.

Topology according to Claim 4, characterized that the resonators are arranged in rows.

Topology according to Claim 5, characterized that the resonators are arranged in rows and one row to next Row offset by half the distance of the resonators, so that two resonators of one row with a resonator of the next row form a triangle.

Topology according to Claim 6, characterized in that the resonators are arranged in 3 rows with a first row of 4 resonators ( 2 . 1 . 10 . 9 . 13 . 14 . 15 . 16 ) with a second row of 4 resonators ( 3 . 4 . 7 . 8th . 12 . 19 . 18 . 17 ) which is offset from the first row, so that the first resonator ( 3 . 12 ) of the second row between the first two resonators ( 2 . 1 . 13 . 14 ) are arranged in the first row and form a triangle with these, with a third row of two resonators ( 5 . 6 . 11 . 20 ) which is offset from the second row so that either the first resonator of the third row ( 5 ) forms a triangle with which two th and third resonator ( 4 . 7 ) of the second row, or the first resonator ( 11 ) of the third row forms a triangle with the first and second resonators ( 12 . 19 ) of the second row are.

Topology according to claim 5, characterized in that the coupling of the source ( 21 ) at the second resonator ( 1 ) is arranged in the first row and the decoupling of the load ( 22 ) on the third resonator ( 10 ) of the first row is arranged.

Topology according to claim 5, characterized in that the coupling of the source ( 23 ) at the first resonator ( 11 ) of the third row and the decoupling of the load ( 24 ) at the second resonator ( 20 ) of the third row.

Topology according to Claim 8, characterized in that the second resonator ( 1 ) in the first row with the first resonator ( 2 ) is coupled in the first row and this with the first resonator ( 3 ) is coupled in the second row and this with the second resonator ( 4 ) is coupled in the second row and this with the first resonator ( 5 ) is coupled in the third row and this with the second resonator ( 6 ) is coupled in the third row and this with the third resonator ( 7 ) is coupled in the second row and this with the fourth resonator ( 8th ) is coupled in the second row and this with the fourth resonator ( 9 ) is coupled in the first row and this with the third resonator ( 10 ) is coupled in the first row.

Topology according to Claim 10, characterized in that symmetrical cross-couplings between the second resonator ( 1 ) in the first row and the third resonator ( 10 ) in the first row, between the second resonator ( 1 ) in the first row and the second resonator ( 4 ) in the second row, between the second resonator ( 4 ) in the second row and the third resonator ( 7 ) in the second row and between the third resonator ( 7 ) in the second row and the third resonator ( 10 ) are present in the first row.

Topology according to Claim 11, characterized in that asymmetric cross-couplings between the second resonator ( 1 ) in the first row and the first resonator ( 3 ) in the second row, between the third resonator ( 10 ) in the first row and the second resonator ( 4 ) in the second row, between the third resonator ( 7 ) in the second row and the first resonator ( 5 ) in the third row, between the fourth resonator ( 9 ) in the first row and the third resonator ( 7 ) in the second row and between the fourth resonator ( 8th ) in the second row and the second resonator ( 6 ) are present in the third row.

Topology according to Claim 9, characterized in that the first resonator ( 11 ) in the third row with the first resonator ( 12 ) is coupled in the second row and this with the first resonator ( 13 ) is coupled in the first row and this with the second resonator ( 14 ) is coupled in the first row and this with the third resonator ( 15 ) is coupled in the first row and this with the fourth resonator ( 16 ) is coupled in the first row and this with the fourth resonator ( 17 ) is coupled in the second row and this with the third resonator ( 18 ) is coupled in the second row and this with the second resonator ( 19 ) is coupled in the second row and this with the second resonator ( 120 ) is coupled in the third row.

Topology according to claim 13, characterized in that symmetrical cross-couplings between the first resonator ( 11 ) in the third row and the second resonator ( 20 ) in the third row, between the first resonator ( 12 ) in the second row and the second resonator ( 19 ) in the second row, between the second resonator ( 14 ) in the first row and the second resonator ( 19 ) in the second row and between the third resonator ( 15 ) in the first row and the third resonator ( 18 ) are present in the second row.

Topology according to claim 14, characterized in that asymmetric cross-couplings between the first resonator ( 12 ) in the second row and the second resonator ( 14 ) in the first row, between the second resonator ( 19 ) in the second row and the third resonator ( 19 ) in the first row, between the third resonator ( 18 ) in the second row and the fourth resonator ( 16 ) in the first row, between the first resonator ( 11 ) in the third row and the second resonator ( 19 ) in the second row and between the second resonator ( 20 ) in the third row and the third resonator ( 18 ) are present in the second row.

Topology according to claim 1, characterized in that the source ( 21 . 23 ) to the first Resona gate ( 1 . 11 ) and is coupled to at least one further resonator.

Topology according to claim 1, characterized in that the load ( 22 . 24 ) to the last resonator ( 10 . 20 ) and is coupled to at least one further resonator

Topology according to claim 1, characterized in that a cross-coupling between the source ( 21 . 23 ) and the load ( 22 . 24 ) is available.

Topology according to one of the preceding claims, characterized characterized in that negative couplings with capacitive feedthroughs be realized and positive couplings with inductive diaphragms will be realized.