Hohlleiterbandfilter Die Erfindung bezieht sich auf ein hinsichtlich
der Durchlaßfrequenz in einem größerenFrequenzbereich durchstimmbares Hohlleiterbandfilter
für sehr kurze elektromagnetische Wellen, dessen Resonatoren aus beiderseitig kurzgeschlossenen
Hohlleiterabschnitten bestehen und bei dem die kapazitiv wirksamen Koppelanordnungen
der einzelnen Resonatoren derart angeordnet sind, daß sich innerhalb des Durchstimmfrequenzbereiches
eine wenigstens nahezu konstante Bandbreite ergibt.Waveguide band filter The invention relates to a with regard to
the pass frequency in a larger frequency range tunable waveguide band filter
for very short electromagnetic waves, whose resonators are made up of short-circuited on both sides
Waveguide sections exist and in which the capacitively effective coupling arrangements
of the individual resonators are arranged in such a way that they are within the tuning frequency range
results in at least an almost constant bandwidth.
Filteranordnungen der vorbezeichneten Art werden beispielsweise in
Antennenweichen oder in Verstärkern für Dezimeter- und Zentimeterwellen benötigt.
Die Durchstimmung derartiger Filter erfolgt meist mittels Kurzschlußschiebem oder
Abstimmstiften. Dabei zeigt sich, daß bei Durchstimmung über einen größeren Frequenzbereich
von beispielsweise 10 % der Mittenfrequenz des Durchlaßbereichs, der häufig in der
Größenordnung von einigen Tausendstel der Mittenfrequenz des Durahlaßbereiches liegt,
die Bandbreite des Filters innerhalb des Durchlaßbereiches nicht konstant ist, sondern
größeren, störenden Schwankungen unterliegt.Filter arrangements of the aforementioned type are for example in
Antenna switches or in amplifiers for decimeter and centimeter waves are required.
Such filters are usually tuned by means of a short-circuit slide or
Voting pins. It shows that when tuning over a larger frequency range
for example 10% of the center frequency of the passband, which is often found in the
Is of the order of a few thousandths of the center frequency of the dura range,
the bandwidth of the filter is not constant within the passband, but rather
is subject to larger, disruptive fluctuations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf
dem es möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.The invention is based on the object of providing a way
which it is possible to face these difficulties.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß die
Koppelanordnungen derart im Wirkungsbereich der ebenfalls kapazitiv wirkend ausgebildeten
und aus einem einzigen, für die Abstimmung wesentlichen Abschnitt bestehenden Durchstimmelemente
angeordnet sind, daß deren von der Abstimmung abhängige Rückwirkung auf die Koppelelemente
dem Filter innerhalb des Durchstimmfrequenzbereiches eine wenigstens nahezu konstante
Bandbreite gibt.According to the invention, this object is achieved in such a way that the
Coupling arrangements in such a way in the effective area of the likewise capacitive acting
and a single tuning element that is essential for tuning
are arranged that their reaction, which is dependent on the vote, on the coupling elements
the filter within the tuning frequency range an at least almost constant
Bandwidth there.
Es ist an sich durch die USA.-Patentschrift 2 694186 ein Wellenfilter
mit induktiver Kopplung bekannt, bei dem ebenfalls eine im wesentlichen konstante
Bandbreite innerhalb des Durchstimmbereiches erreicht werden soll. Gegensätzlich
zum Erfindungsgegenstand handelt es sich hierbei jedoch um ein Wellenfilter mit
induktiver Kopplung, bei dem die Abstimmung mittels eines die geometrische Länge
des Resonanzraumes verändernden Kurzschlußschiebers erfolgt. Während also beim Erfindungsgegenstand
die kapazitive Einwirkung des Durchstimmelementes auf die Koppelanordnung ausgenutzt
wird, ist für die bekannte Anordnung die Änderung der Feldverteilung in Abhängigkeit
von der Durchstimmung des Filters für die Wirkungsweise maßgebend. Nachstehend wird
die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.It is in itself a wave filter by U.S. Patent 2,694,186
known with inductive coupling, in which also an essentially constant
Bandwidth is to be achieved within the tuning range. Opposite
the subject matter of the invention, however, is a wave filter with
inductive coupling, in which the vote by means of the geometric length
of the resonance chamber changing short-circuit slide takes place. So while with the subject matter of the invention
exploited the capacitive effect of the tuning element on the coupling arrangement
is, for the known arrangement, the change in the field distribution is dependent
of the tuning of the filter is decisive for the mode of operation. Below is
the invention explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die F i g. 1 zeigt ein aus zwei Resonatoren bestehendes zweikreisiges
Bandfilter, das beispielsweise über eine Koaxialleitung 1 gespeist wird und
dessen Ausgang beispielsweise in eine Hohlleitung 2 rechteckförmigen Querschnitts
übergeht. Beide Filterkreise 3, 4 bestehen aus kurzen Hohlleiterabschnitten rechteckförmigen
Querschnitts, die mit ihren Breitseiten aufeinanderliegend an den Enden durch metallische
Begrenzungswände abgeschlossen sind. Die Kopplung zwischen den einzelnen Resonatoren
und den der Zuführung bzw. Abnahme der elektromagnetischen Wellen dienenden Leitungen
1, 2 ist als Stiftkopplung ausgebildet. Ein erster Kopplungsstift 5, der durch eine
entsprechende, in an sich bekannter Weise bemessene Öffnung in der zugehörigen Abschlußwand
des Resonators 3 vorgesehen ist, dient zur Anregung von elektromagnetischen Wellen
in dem Resonator 3. Der Wellentyp ist dabei derart, daß ein Maximum der elektrischen
Feldstärke, die in Richtung der Stiftachse verläuft, im Zentrum des Resonators auftritt,
mit dem die Achse des Stiftes 5 wenigstens angenähert zusammenfällt. In der gemeinsamen
Begrenzungswand zwischen den Resonatoren 3 und 4 ist ein durch eine dort vorgesehene
Öffnung durchgreifender weiterer Koppelstift 6 vorgesehen, der beispielsweise mittels
einer Keramikscheibe in der Begrenzungswand gehalten wird und der vorzugsweise in
Flucht mit dem Koppelstift 5 liegt. Ein zum Koppelstift 5 gleichartig ausgebildeter
und angeordneter Koppelstift? dient zur Verbindung des Resonators 4 mit der Ausgangsleitung
2, indem dieser Sift in eine an sich bekannte Hohlleiterkoppelsonde im Innern der
Hohlleitung 2 übergeht. Die Durchstimmung der beiden Resonatoren 3, 4 erfolgt in
der Weise, daß Ringscheiben 9, 9' aus Metall oder Dielektrikum mittels je eines
Stiftes, z. B. Keramikstiftes 10 bzw. 10', von der schmalen Hohlleiter-
Seite
her in das Hohlleiterinnere eintauchend angeordnet sind. Die Eintauchtiefe ist mittels
eines an die Keramikstifte 10,10' jeweils angesetzten Gewindes
11,11' einstellbar. Die Größe, d. h. Durchmesser und Stärke der zur Durchstimmung
dienenden Scheiben 9, 9', ist in Abhängigkeit von der Länge, dem Durchmesser
und der örtlichen Lage der Koppelstifte 5, 6, 7 in den Resonatoren 3, 4 sowie von
der Länge der die Resonatoren 3, 4 bildenden Hohlleiterabschnitte derart
gewählt, daß sich eine wenigstens nahezu konstante Bandbreite innerhalb des Durchstimmbereichs
der Filteranordnung ergibt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung läßt sich wie folgt
darlegen.The F i g. 1 shows a two-circuit band filter consisting of two resonators, which is fed for example via a coaxial line 1 and the output of which merges into a hollow line 2 with a rectangular cross section, for example. Both filter circuits 3, 4 consist of short waveguide sections of rectangular cross-section, which are closed with their broad sides lying on top of one another at the ends by metallic boundary walls. The coupling between the individual resonators and the lines 1, 2 used to supply or remove the electromagnetic waves is designed as a pin coupling. A first coupling pin 5, which is provided through a corresponding, in a known manner dimensioned opening in the associated end wall of the resonator 3, is used to excite electromagnetic waves in the resonator 3. The wave type is such that a maximum of the electric field strength , which runs in the direction of the pin axis, occurs in the center of the resonator with which the axis of the pin 5 coincides at least approximately. In the common boundary wall between the resonators 3 and 4, a further coupling pin 6 penetrating through an opening provided there is provided, which is held in the boundary wall, for example, by means of a ceramic disk and which is preferably in alignment with the coupling pin 5. A coupling pin designed and arranged in the same way as the coupling pin 5? serves to connect the resonator 4 to the output line 2, in that this pin merges into a waveguide coupling probe known per se in the interior of the hollow line 2. The tuning of the two resonators 3, 4 takes place in such a way that ring disks 9, 9 'made of metal or dielectric by means of a pin, for. B. ceramic pin 10 or 10 ', from the narrow waveguide side are arranged immersed in the interior of the waveguide. The immersion depth can be adjusted by means of a thread 11, 11 ' attached to each of the ceramic pins 10, 10'. The size, ie diameter and thickness of the discs 9, 9 'used for tuning depends on the length, the diameter and the local position of the coupling pins 5, 6, 7 in the resonators 3, 4 and on the length of the resonators 3, 4 forming waveguide sections is selected such that there is at least an almost constant bandwidth within the tuning range of the filter arrangement. The mode of operation of this arrangement can be explained as follows.
Ohne die Durchstimmelemente würde mit zunehmender Frequenz die Kopplung
pedes Kopplungselementes etwa linear zunehmen. Durch die seitlich an die Kopplungsstifte
beim Durchstimmvorgang sich heranschiebenden Metall- oder Dielektrikummasse wird
erreicht, daß eine zusätzliche Kapazität auftritt, welche nach niedrigen Frequenzen
hin eine Verstärkung der Kopplung jedes Koppelelementes 5, 6, 7 zur Folge hat. Durch
entsprechende Wahl der Einzelabmessungen läßt sich erreichen, daß dann innerhalb
des Durchstimmbereiches ein etwa parabolischer Verlauf der Bandbreite in Abhängigkeit
von der Frequenz auftritt, so wie es in der F i g. 2 für die Filteranordnung nach
F i g. 1 gezeigt ist. Wie aus diesem Schaubild ersichtlich, ist eine wenigstens
nahezu konstante Bandbreite innerhalb des Durchstimmbereiches erreicht.Without the tuning elements, the coupling would with increasing frequency
pedes coupling element increase approximately linearly. By the side of the coupling pins
during the tuning process, a metal or dielectric mass is pushed up
achieves that an additional capacitance occurs, which after low frequencies
towards a reinforcement of the coupling of each coupling element 5, 6, 7 has the consequence. By
Appropriate choice of the individual dimensions can then be achieved within
of the tuning range an approximately parabolic course of the bandwidth depending on
of the frequency occurs as shown in FIG. 2 for the filter arrangement according to
F i g. 1 is shown. As you can see from this diagram, there is at least one
Almost constant bandwidth achieved within the tuning range.