Abstimmbarer Filterkreis
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Neuerung
Die H.'3 betrifft eineil abstimmbaren Filterkreis für sehr
kurze elektromagnetische Wellen beispielsweise Dezimeterwellen.
Der Filterkreis besteht aus einem wenigstens an einem Ende
offe-
nen Koaxialleitungsresonator, dessen Innenleiter zur Abstimmung
in der Länge veränderbar ausgebildet ist.Tunable filter circuit -------------
innovation
The H.'3 concerns a tunable filter circuit for very
short electromagnetic waves such as decimeter waves.
The filter circuit consists of an open at least at one end
nen coaxial line resonator, whose inner conductor to vote
is designed to be variable in length.
Derartige Filterkreise werden beispielsweise für mehrkreisige Ultrakurzwellen-
und dezimeterwellenfilter benötigt, die über einen größeren Frequenzbereich durchstimmbar
sein sollen. Zur Durchstimmung ist es erforderlich, daß die Abstimmelemente, in
diesem Falle die Innenleiters mittels einer Gleichlaufvorrichtung
derart gleichsinnig bewegt werden, daß hinreichender Gleichlauf
c2
der einzelnen Filterkreise in den Abstimmkurven gegeben ist. Damit
dies gewährleistet ist, ist es in der Praxis erforderlich, die einzelnen Resonatoren
mit sehr hoher Genauigkeit gleichartig und die Gleichlaufvorrichtung mit sehr hoher
Präzision auszubilden. Es treten dabei Forderungen in der Längsverschiebung der
einzelnen Resonatoren auf, die z.B. derart sind, daß die Abweichung der Längenänderung
des Innenleiters in dem einen Resonator von der Längenänderung des Innenleiters
eines anderen Resonators z.B. nicht größer als 3 bis 4 sein darf. Das ist ein bei
der Fertigung unerwünscht hohes Maß an Fabrikationsgenauigkeit. Ein ähnliches Problem
tritt beispielsweise dann auf, wenn in einem Überlagerungsempfänger für sehr kurze
elektromagnetische hellen ein Resonator dem Oszillator und wenigstens ein weiterer
Resonator der Eingangsschaltung angehört. In diesem Fall tritt die zusätzliche Schwierigkeit
auf daß der eine der Resonatoren über den gesamten Durchstimmbereich um einen konstanten
Frequenzwert gegenüber dem anderen Resonator verstimmt sein muß, wodurch die Anforderung
an die
Antriebsvorrichtung noch mehr kompliziert wird.
Neuerung
Der mm liegt die Aufgabe zugrunde einen abstimmbaren Fil-
terkreis für sehr kurze elektromagnetischehellen, unter anderem
gerade in dieser Hinsicht wesentlich zu verbessern.
Neuerung
Gemäß der wird vorgeschlagen, einen abstimmbaren Filter-
kreis für sehr kurze elektromagnetische Wellen ? bestehend
aus einer
wenigstens an einem Ende offenen Koaxialleitungsresonator mit
län-
genveränderbarem Innenleiter in der Weise auszubilden ;, daß
zur Er-
zielung eines vorgegebenen Verlaufes der Abstimmkurve vorzugswei-
se, einstellbare Kapazitätsstempel im Verschiebungsbereich
des In-
- .
nenleiterendes vorgesehen sind, die vom Außenleiter her in
das Bein
tungsinnere eintauchend in der Verschiebungsrichtung des Innenlei-
terendes gestaffelt sind. Dieser Filterkreis kann als Einzelelement
mit besonderer, wählbarer Abstimmcharakteristik Verwendung
finden.
Der Filterkreis kann auch im einleitend erläuterten Sinn einem
- mehrkreisigen Filter zugehöreno
.-Neuerung-
Nachstehend wird die Xx : 92atumg anhand von Ausführungsbeispielen
näher-erläuterte In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
die Fig. 1 einen üblichen Koaxialleitungsresonator, der mit
den
Neuerung
Mitteln nach der Lehre der'-zur Erzielung eine ?
gewünschten Abstimmcharakteristik versehen ist, während
in Fig. 2 eine besondere Ausbildung der Mittel wiedergegeben
ist
und
die Fig « 3 ein zweikreisiges Bandfilter zeigt, auf das die
Lehre
Neuerung
nach der MdLw : angewendet ist.
In Fig. 1 ist ein Eoaxialleitungsresonator bestehend aus einem
Außenleiter 1 und einem in Leitungsrichtung verschiebbaren
Innen-
.,
leiter 2 dargestellt.DerInnenleiter'"ist an dem einen Leitungs-
ende beispielsweise mittels Kontaktfedern 3 gegen den Außenleiter
kurzgeschlossen während er am anderen Ende frei ist. Am offenen
Resonatorende ist der Außenleiter 1 zur Vermeidung unerwünschter
Abstrahlung von Hochfrequenzenergie in an sich bekannter leise
mit-
tels einer Abschlußplatte 4 geschlossen. Im Verschiebungsbereich
des Innenleiterendes 5 sind Kapazitätsstempel 6 bis 10 im Außenleiter 1 vorgesehen
? die in das Leitungsinnere eintauchen. Die Stempel 6 bis 10 können aus Metall oder
aus Dielektrikum bestehen, wobei im ? alle der Verwendung von Dielektrikum die Dielektrizitätskonstante
des verwendeten Materials zweckmäßig wesentlich größer als die Dielektrizitätskonstante
des den Resonator 1, 2 ausfüllenden Mediums, z.B. Luft, zu wählen ist. Die einzelnen
Stempel 6 bis 10 sind in Verschiebungsrichtung des Innenleiters 2 gestaffelt, so
daß in der gestrichelt eingezeichneten Abstimmstellung 11 (kürzeste Betriebswellenlänge)
im wesentlichen nur der Stempel 6 von Einfluß auf die Kapazität des Resonators 1,
2 ist und die anderen Stempel 7 bis 9 bei zunehmendem Eintauchen des Innenleiters'2-also
bei Abstimmung nach längeren Wellen hinnacheinander wirksam werden. Je nachdem wie
groß die Eintauchtiefe der einzelnen Stempel in Abhängigkeit von ihren geometrischen
Abmessungen gewählt ist, wird durch diese zusätzlichen Kapazitäten die Abstimmkurve
des Resonators 1, 2 geändert. Die Abstimmkurve ist daher durch mehr oder weniger
starkes Eintauchen der. einzelnen Kapazitätsstempel innerhalb gewisser Grenzen frei
wählbar, wodurch die bisher gegebene Behinderung bei der Verbindung des Resonators
mit einer Gleichlaufvorrichtung oder sonstigen Abstimmvorrichtung entfällt. 'Die
Kapazitätsstempel müssen nicht, so wie in Fig. 1 gezeigt,
1
längs einer Mantellinie gestaffelt angeordnet werden, sondern
kön-
nen auch beispielsweise längs einer Schraubenlinie über den
ge-
samten Resonator verteilt angeordnet sein. Die Anordnung der Schrauben
ist also bis auf die Bedingung der Staffelung in Verschiebungsrichtung des Innenleiterendes
frei wählbare Es hat sich gezeigt ? daß es in manchen Fällen zweckmäßig ist ? die
Hauptcharakteristik der gewünschten Abstimmkurve bei einem Restnator nach Fig. 1
nicht durch die einzelnen Kapazitätsstempel festzulegen sondern beispielsweise dadurch,
daß statt der Stempel ein Profilstück vorgesehen wird, das etwa der Anordnung der
Stempel und möglichst genau dem gewünschten Verlauf der zusätzlichen Kapazität entspricht.
In Figo 2 ist hierfür ein Beispiel dargestellt, bei dem die Stempel 6 bis 10 durch
einen profilähnlichen Teil 12 ersetzt sind, der beispielsweise anstelle der Stempel
6 bis 10 bei einem Resonator nach Fig. 1 im Leitungsinneren anzuordnen ist. Aus
Symmetriegründen empfiehlt es sich hierbei, zumindest an der diametral gegenüberliegenden
Stelle des Außenleiters 1 ein weiteres derartiges Profilstück 12 vorzusehen, was
auch bei der alleinigen Verwendung von Kapazitätsstempeln zweckmäßig sein kann.Such filter circuits are required, for example, for multi-circuit ultra-short wave and decimeter wave filters which should be tunable over a larger frequency range. For tuning, it is necessary that the tuning elements, in this case the inner conductor, by means of a synchronizing device be moved in the same direction in such a way that sufficient synchronism
c2
of the individual filter circuits is given in the tuning curves. In order to ensure this, it is necessary in practice to design the individual resonators in the same way with very high accuracy and to design the synchronizing device with very high precision. There are requirements for the longitudinal displacement of the individual resonators, for example such that the deviation of the change in length of the inner conductor in one resonator from the change in length of the inner conductor of another resonator must not be greater than 3 to 4, for example. This is an undesirably high level of manufacturing accuracy in production. A similar problem occurs, for example, when in a heterodyne receiver for very short electromagnetic waves one resonator belongs to the oscillator and at least one further resonator belongs to the input circuit. In this case, the additional difficulty arises that one of the resonators must be detuned over the entire tuning range by a constant frequency value compared to the other resonator, whereby the requirement on the Drive device becomes even more complicated.
innovation
The task of the mm is to create a tunable filter
circle for very short electromagnetic waves, among other things
to improve significantly in this regard.
innovation
According to the, it is proposed to use a tunable filter
circle for very short electromagnetic waves? consisting of a
at least at one end open coaxial line resonator with a long
to train gene changeable inner conductor in such a way that for the
targeting a given course of the tuning curve, preferably
se, adjustable capacity stamp in the displacement range of the in-
-.
nenleiterendes are provided, which from the outer conductor into the leg
inside immersed in the direction of displacement of the inner line
terendes are staggered. This filter circuit can be used as a single element
find use with special, selectable tuning characteristics.
The filter circuit can also be one in the sense explained in the introduction
- Multi-circuit filter belonging o
.-Innovation-
In the following, the Xx: 92atumg is based on exemplary embodiments
shows in more detail-explained in the accompanying drawings
Fig. 1 shows a conventional coaxial line resonator with the
innovation
Means according to the doctrine of'-to achieve a?
desired tuning characteristic is provided while
In Fig. 2 a special embodiment of the means is shown
and
FIG. 3 shows a two-circle band filter to which the teaching
innovation
according to the MdLw: is applied.
In Fig. 1, an Eoaxialleitungsresonator is composed of one
Outer conductor 1 and an inner conductor that can be moved in the direction of the line
.,
head 2 is shown. The inner conductor '"is on one line
end for example by means of contact springs 3 against the outer conductor
short-circuited while it is free at the other end. On the open
The end of the resonator is the outer conductor 1 to avoid undesirable effects
Radiation of high-frequency energy in the well-known low-frequency
means of an end plate 4 closed. In the displacement area of the inner conductor end 5 are capacitance stamps 6 to 10 provided in the outer conductor 1? which dip into the inside of the pipe. The stamps 6 to 10 can be made of metal or dielectric, with the? all of the use of dielectric, the dielectric constant of the material used should expediently be chosen to be substantially greater than the dielectric constant of the medium filling the resonator 1, 2, for example air. The individual punches 6 to 10 are staggered in the direction of displacement of the inner conductor 2, so that in the tuning position 11 shown in dashed lines (shortest operating wavelength), essentially only the punch 6 has an influence on the capacitance of the resonator 1, 2 and the other punches 7 to 9 become effective with increasing immersion of the inner conductor'2 - that is, when coordinated after longer waves one after the other. Depending on how great the immersion depth of the individual stamps is selected as a function of their geometric dimensions, the tuning curve of the resonator 1, 2 is changed by these additional capacitances. The tuning curve is therefore more or less immersed in the. individual capacitance stamps can be freely selected within certain limits, which eliminates the hitherto given hindrance when connecting the resonator to a synchronizing device or other tuning device. '' The capacity stamps do not have to, as shown in Fig. 1, 1
be staggered along a surface line, but can
also, for example, along a helical line across the
entire resonator be arranged distributed. The arrangement of the screws is therefore freely selectable except for the staggering requirement in the direction of displacement of the inner conductor end. Has it been shown? that it is useful in some cases? The main characteristic of the desired tuning curve in a restnator according to FIG. 1 is not to be determined by the individual capacitance stamps but, for example, in that instead of the stamps a profile piece is provided which corresponds approximately to the arrangement of the stamps and as closely as possible to the desired course of the additional capacitance. An example of this is shown in FIG. 2, in which the punches 6 to 10 are replaced by a profile-like part 12 which, for example, instead of the punches 6 to 10 in a resonator according to FIG. 1 is to be arranged inside the line. For reasons of symmetry, it is advisable here to provide a further such profile piece 12 at least at the diametrically opposite point of the outer conductor 1, which can also be useful when capacitance stamps are used alone.
Die Hauptcharakteristik kann auch dadurch festgelegt werden9 daß beispielsweise
das Profil nach Fig. 2 über die gesamte innere Landung des Außenleiters 1 erstreckt
wird, so daß sich eine Art . konusförmige Ausbildung der Innenfläche des Außenleiters
1 ergibt.The main characteristic can also be determined by 9, for example
the profile according to FIG. 2 extends over the entire inner landing of the outer conductor 1
so that a kind. conical design of the inner surface of the outer conductor
1 results.
Ein Ausführungsbeispiel für die letzterwähnte Ausbildung ist in Form
eines zweikreisigen Bandfilters in der Fig. 3 wiedergegeben.One embodiment of the last-mentioned training is in the form
of a two-circuit band filter shown in FIG. 3.
Da die beiden Resonatoren 13, 14 des Bandfilters als gleichartig ausgebildet
angenommen sind ; ist nur der eine der Resonatoren im Schnitt dargestellt. Dieser
Resonator 14 besteht aus einem Außenleiter 15 konstanten Durchmessers und einem
weiteren Außenleiterteil 16 dessen innere Landung 17 etwa einer Kegelfläche entspricht
also konusförmig ausgebildet ist. Der Innenleiter des Resonators 14 besteht aus
einem über eine Endplatte 18 mit dem Außenleiterteil 15 verbundenen rohrförmigen
Abschnitt 19 und einem in Richtung der Resonatorachse verschiebbaren Teil 20. Zur
eindeutigen Führung des Teiles 20 in Achsrichtung des Resonators ist dieser über
ein Keramikzwischenstück 21 mit einer weiteren metallischen Fortfuhrung 22 versehen,
die einen Ansatz 23 für die Befestigung der nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtungen
besitzt Der Innendurchmesser des Innenleiters 19 ist derart gering gewählte daß
darin für die Betriebswellenlänge des Resonators 14 die Hohlrohrwellenausbreitungsbedingungen
mit Sicherheit nicht erfüllt sind. Der Abstand zwischen den benachbarten Stirnflächen
der Tei-
le 20 und 22 ist derart groß gewählt, daß die periodische Dämp-
fung für etwa entweichende Betriebswellen hinreichend groß
ist,
Diese Ausbildung stellt sicher, daß einerseits ein Entweichen von Hochfrequenzenergie
praktisch ausgeschlossen ist, andererseits sowohl der Innenleiterteil 20 als auch
der Innenleiterteil 22 aus Metall bestehen können. Bei unmittelbarer Verbindung
der Teile
20 und 22 wäre nämlich sonst eine Koaxialleitung gegeben, über
die
in gewisses Maße Hochfrequenzenergie ungehindert entweichen
könne
derNeuerung-
te. Diese Ausbildung ? die an sich neu ist, ist bei/
gxgzustand ganz besonders zweckmäßig. Sie ist aber auch allge-
mein bei sonstigen Resonatoren bzw. Innenleiterdurohführungen mit Vorteil anwendbar.Since the two resonators 13, 14 of the band filter are assumed to be of identical design; only one of the resonators is shown in section. This resonator 14 consists of an outer conductor 15 of constant diameter and a further outer conductor part 16, the inner landing 17 of which corresponds approximately to a conical surface, that is to say is conical. The inner conductor of the resonator 14 consists of a tubular section 19 connected to the outer conductor part 15 via an end plate 18 and a part 20 that is displaceable in the direction of the resonator axis The internal diameter of the inner conductor 19 is selected to be so small that the hollow tube wave propagation conditions are definitely not met for the operating wavelength of the resonator 14. The distance between the adjacent end faces of the part le 20 and 22 is chosen so large that the periodic damping
fungus is sufficiently large for any escaping operating waves,
This design ensures that, on the one hand, an escape of high-frequency energy is practically excluded, and on the other hand, both the inner conductor part 20 and the inner conductor part 22 can be made of metal. When the parts are connected directly 20 and 22 would otherwise be a coaxial line through which
to a certain extent, high-frequency energy can escape unhindered
the renewal
te. This training? which is new in itself is at /
gxgstatus is particularly useful. But it is also general
mine can be used with advantage in other resonators or inner conductor duroheads.
Der Teil 20 ist im Teil 19 mittels einer Art Muffe 24 geführt, die
zweckmäßig aus einem dielektrischen Material ? insbesondere Teflon besteht. Der
Innenleiterteil 22 ist mit einem nicht näher dargestellten Außengewinde versehen,
das in ein Gegengewinde
in der ringförmigen Einschnürung 25 geführt ist, die in-einer
an
der Endplatte 18 befestigten Buchse 26 vorgesehen ist. Durch
Dre-
Teil
hung des einen festen/bildenden Innenleiters 20, 21, 22 wird
daher
der axiale Vorschub erreicht. Im Innern des Außenleiters 16
sind
aus der, landungsf'läche 17 hervorstehende Kapazitätsstempel
27 längs
vier symmetrisch verteilter Mantellinien angeordnet und zwar derart daß sämtliche
Kapazitätsstempel 27 in Verschiebungsrichtung des Innenleiters 20,22 betrachtet
auf einer Schraubenlinie liegen.The part 20 is guided in the part 19 by means of a type of sleeve 24, which is expediently made of a dielectric material? in particular Teflon is made. The inner conductor part 22 is provided with an external thread, not shown in detail, which is in a mating thread is guided in the annular constriction 25, the in-a
the end plate 18 attached bushing 26 is provided. By Dre-
part
hung of a solid / forming inner conductor 20, 21, 22 is therefore
the axial feed is reached. Inside the outer conductor 16 are
from the landing area 17 protruding capacity stamps 27 longitudinally
four symmetrically distributed surface lines are arranged in such a way that all capacitance stamps 27, viewed in the direction of displacement of the inner conductor 20, 22, lie on a helical line.
Würden nämlich sämtliche Schrauben auf einer Mantellinie angeordnet
sein oder auf symmetrisch verteilter Mantellinien jedoch jeweils in gleichen Querschnittsebenen,
so würde nur eine wesentlich grobere Eintellung der Feinstruktur der gewünschten
Abstimmkurve gewährleistet sein. Die einzelnen Kapazitätsstempel, die beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 aus Metallschrauben bestehen, sind durch den Außenleitermantel 16 hindurchgeführt
und daher von außerhalb des Resonators 14 zugänglich. Der gewünschte Verlauf der
Abstimmkurve kann daher in betriebsmäßigen Zustand eingestellt werden. Bei gefundener
Einstellung ist es dann möglich, die einzelnen Schrauben 27 in an sich bekannter
Weise festzulegen, beispielsweise
mittels eines Lacküberzuges oder
mittels Kontermuttern und dergleichen.All the screws would be arranged on a surface line
be or on symmetrically distributed surface lines but in the same cross-sectional planes,
so only a much more coarse adjustment of the fine structure would be the desired one
Tuning curve be guaranteed. The individual capacity stamps in the exemplary embodiment
3 consist of metal screws, are passed through the outer conductor jacket 16
and therefore accessible from outside the resonator 14. The desired course of the
The tuning curve can therefore be set in the operational state. When found
It is then possible to adjust the individual screws 27 in a manner known per se
Way to set, for example
by means of a lacquer coating or
by means of lock nuts and the like.
Die Zuführung der Hochfrequenzenergie zu dem Resonator 14 erfolgt
ebenso wie die Abnahme der Hochfreauenzenergie aus dem Resonator 13 mittels je einer
Koppelschleife 28, die ebenso wie die Koppelschleife 29 zwischen den Resonatoren
in vorteilhafter Weise derart ausgebildet ist, daß sie sowohl elektrisch als auch
magnetisch koppelt. Die Ausgestaltung ist hierzu derart getroffen, daß über den
gesamten Durchstimmbereich des etwa maßstäblich dargestellten Filters, das sind
z.B. 610 MHz bis 960 MHz, konstante Bandbreite gegeben ist. Dies läßt sich dadurch
erreichen, daß der Abstand h der Koppelschleifen entsprechend gewählt wird, und
daß die sogenannten"kalten"Enden der Koppelschleifen dem kurzgeschlossenen Resonatorende
benachbart angeordnet sind. 3 Figuren Schutz
7Rscsn. ansprü. che
The supply of the high-frequency energy to the resonator 14 takes place as well as the removal of the high-frequency energy from the resonator 13 by means of a coupling loop 28 which, like the coupling loop 29 between the resonators, is advantageously designed in such a way that it couples both electrically and magnetically. For this purpose, the design is made in such a way that a constant bandwidth is given over the entire tuning range of the filter shown approximately to scale, that is, for example, 610 MHz to 960 MHz. This can be achieved in that the distance h of the coupling loops is selected accordingly, and that the so-called "cold" ends of the coupling loops are arranged adjacent to the short-circuited resonator end. 3 figures protection 7Rscsn. claims che