DE1926501B2 - Tiefpaßfilter für elektrische Schwingungen - Google Patents

Description

*L_U

erfüllt ist; hierbei bedeutet Y_L„ den auf den Wellenleitwert Y₀ = 1/Z₀ der Anschlußleituhgen (8, 8') bezogenen Wellenleitwert des jeweiligen Leitungszuges höheren Wellenwiderstandes (2, 4, 6), wenn Z₀ der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen (8, 8') ist und 1 y₍„_,,,„+,, den auf den Wellenleitwert Y₀ der Anschlußleitungen (8, 8') bezogenen Koppelwellenleitwert, der zwischen zwei benachbarten, am Leitungszug (z. B. 4) mit dem Wellenleitwert Y_L/1 angeschalteten Leitungszügen kleineren Welienwiderstands (z. B. 3,5) wirksam ist.

2. Tiefpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszüge kleineren Wellenwiderstandes (1, 3, 5, 7) als rechteckförmige metallische Beläge mit untereinander gleicher Länge ausgebildet und derart auf der Isolierstoffplatte (9,9') angeordnet sind, daß ihre Begrenzung durch eine in Richtung der Anschlußleitungen (8,8') verlaufende gerade Linie (12) erfolgt, und daß der maximale Abstand (b) der gefalteten Leitungszüge (2, 4, 6) von dieser Linie gleich der Länge (b) der rechteckförmigen metallischen Beläge (1, 3, 5, 7) ist (F i g. 3).

6o

Die Erfindung betrifft ein Tiefpaßfilter für elektrische Schwingungen, das nach Art gedruckter Schaltungen als erdsymmetrisches oder erdunsymmetrisches Streifenleitungsfilter derart ausgebildet ist, daß zwischen zwei Isolierstoffplatten bzw. auf einer Seite einer Isolierstoffplatte wenigstens ein Leitungszug fsotrstoSatte mit einem durchgehenden metall,- «-hen Belag versehen sind. .

Tiefpaßfilter, deren Grenzfrequenzen zwischen etwa 300 und etwa 1500 MHz Hegen, werden häufig noch mU sogenannten konzentrierten Schr.ltelemen en d. h. Ξ"ο mit Spulen und Kondensatoren, aufgebaut. Solche Schalungen lassen sich häufig verhältnismäßig raumsparend aufbauen, jedoch tritt die Schwierigkeit auf. daß insbesondere die Induktivitäten kaum mit gcnüeender Genauigkeit reproduzierbar herzustellen Snd wodurch der für den Abgleich des Hlters erforderliche Aufwand verhältnismäßig hoch wird. Darüber hinaus zeilen solche Filter Dämpfungsanbruche ,m sSrrbercich. deren Frequenzlage wegen der auftre enden Fertigungsstreuungen praktisch nur schwer vorauszusehen ist. Um diesen Schw.engke.ten ,u Leonen, »st es bereits bekanngeworden. T.efpaU-finals Streifenleitungsfilter in der Art gedruckter Schaltungen auszubilden, bei deren Dimensionierung eine bei koaxialen Mikrowellenfiltern bereits bekannte Technik dahingehend angewendet wird, daß mehrere einzelne Lcitungselemente mit jeweils gleicher e ek-Sicher Lan« in Kette geschaltet werden Die Wellenwiderstände^ dieser einzelnen Lcitungselemente s,nd dabei abwechselnd kleiner und großer als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen. Derartige F.her haben jedoch den Nachteil, daß für das gesamte Filter eine verhältnismäßig große Baulänge erforderlich ist. F ine spürbare Verringerung der erforderlichen Baulänge läßt sich demgegenüber mit einem weiterhin bekannten, als Streifenleitungsfilter ausgebildeten Tiefpaßfilter erreichen, dessen Aufbau schematisch in Fi e la dargestellt ist und dessen Grundkonzept beispielsweise durch die Zeitschrift »IEEE Transactions on Mii-Towave Theory and Techniques«. Januar 1964. 5.94 bis 111, bekanntgeworden ist. Ein derartigem HUer besteht aus zwei Isolierstoffplatten die j. n.ü einem durchgehenden metallischen Belag versehen Sind, der als Massebelag dient und der in einem Vierpol die durchgehende Leitung nachbildet Zwischen den beiden Isolierstoffplatten ist die in Fig la dargestellte Leitungsstruktur angeordnet, die nach Art der Druck- oder Ätztechnik auf eine der Platten aufgebracht ist. Die Anschlußleitungen des Filters sind mit 8 und 8' bezeichnet und können beispielsweise an einen zur besseren Übersicht nicht näher dargestellten koaxialen Anschluß herangeführt sein Die Leitungen 8 und 8' sind über Leitungsabschnitte 2, 4 und 6, deren Wellenwiderstand großer als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen und 8' ist, miteinander verbunden. Senkrecht zu den Leitungszügen 8,2,4,6 und 8' liegen weitere Leitungszüge, die mit den Bezugsziffern 1, 3, S und 7 versehen sind und deren Wellenwiderstand kleiner ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen 8 bzw. 8'. Alle Leitungsabschnitte haben untereinander die gleiche Länge /.

Für die Tiefpaßstruktur nach Fig. la ist in Fig. Ib das elektrische Ersatzschaltbild unter Verwendung von Zweidrahtleitungen dargestellt, und es sind Tür wirkungsgleiche Leituagsabschnitte die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 a verwendet. Die Leitungsabschnitte 8 und 8' stellen die Anschlußleitungen dar und haben den Wellenwidei stand Z₀. Den Leitungsabschnitten 2, 4 und 6 sind die Wellenwiderotände Z₂, Z₄ und Z₆ zugeordnet. Die Leitungsabschnitte 1, 3, 5 und 7 bilden einseitig offene . Stichleitungen jeweils mit dem Wellenwiderstand Z₁, Z₃, Z₅ und Z₇. Der geometrischen Länge/ der einzelnen Leitungsabschnitte in Fig. la ist im elektrischen Ersatzschaltbild nach Fi g. 1 b die elektrische Länge b zugeordnet, die sich nach an sich bekannten Formeln in Winkelgraden ausdrücken läßt.

Die Struktur nach Fig. la und 1 b ähnelt einer LC-Abzweigschaltung, wobei an Stelle jedes L ein Vierpol-Leitungselement, an Stelle jedes C ein am Ende offenes Leitungstlement vorhanden ist und alle diese Leitungselemente wieder die gleiche elektrische Länge b, jedoch verschiedene Wellenwiderstände Z₁. haben. Ein derartiges Filter hat je einen (n -1- l),'2fachen Dämpfungspol bei b = τ'2, 3 n/2, 5.-1 /2 usw. und einen (« — l)/2fachen Dämpfungspol bei «> = x, wenn η is der Grad des Filters ist, d. h., η ist die Zahl aller Leitungselemente. Eine exakte Dimensionierung ist. basierend auf einer älteren Arbeit von E. M. T. Jones in »IRE-Convention Record«, 1956, Part 5, S. 19, »Synthesis of wide-band microwave filters to have prescribed insertion loss«, mit den Methoden der Netzwerksynthese möglich. Die geometrische Gesamtlänge ist wegen der endlichen Breite der Stichleitungen meist wesentlich größer als l(n - l)/2.

Bekanntl^;ch haben alle Leitungselement-Tiefpässe periodisch wiederkehrende Durchlaßbereiche. Ist b„ die elektrische Länge der Leitungselemente für <·> = <·>_Β (mit ai_D = 2nf_D und /_Dals Grenzfrequenz), so beginnt der zweite, im allgemeinen unerwünschte Durchlaßbereich bei h_D = ι - b_D. Um das Verhältnis

<"ό··Ό = h_D!k_D = ("f - b_D)fh_D

möglichst groß zu machen, wird man b_D so klein wie möglich wählen. Hierdurch verringert sich zwar zusätzlich die erforderliche Baulänge, jedoch weichen die in Schaltungen nach den Fig. la bzw. Ib auftretenden Wellenwiderstände um so mehr vom Wellenwiderstand Z₀ der Anschlußleitungen 8, 8' nach größeren und kleineren Werten ab, je kleiner b_D wird. Die Grenze für b_D liegt dort, wo die hochohmigen Leitungselemente zu schmal für eine ätztechnische Fertigung werden, und es zeigt sich, daß b_D im allgemeinen größer als 30° gewählt werden muß. Auf Grund dieser durch die Praxis gesetzten Grenze ergeben sich noch immer relativ große Abstände zwischen den einzelnen als Stichleitungen wirkenden Leitungsabschnitten, so daß insbesondere bei Tiefpaßfiltern, bei denen zur Erzielung der geforderten Filtercharakteristik eine größere Anzahl von Stichleitungsabschnitten erforderlich ist, eine verhältnismäßig langgezogene Anordnung unvermeidlich ist. Es hat dies zur Folge, daß der für die gesamte gedruckte Schaltung zur Verfugung stehende Raum nicht optimal ausgenutzt wird.

Zum möglichst raumsparenden Aufbau von Tiefpaßfiltern der einleitend genannten Art ist es durch die britische Patentschrift 579 414 bereits bekanntgeworden, die einzelnen Resonatorabschnitte über Koppelleitungen miteinander zu koppeln, die in der Art von Mäanderabschnitten ausgebildet sind. Dies bedeutet aber, daß diese Leitungszüge zwischen den Leitungszügen niedrigeren Wellenwiderstandes angeordnet sind, was zur Folge hat, daß eine Kopplung zwischen den einzelnen Leitungsabschnitten nicht auftreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Streifenleitungsfilter ausgebildetes Tiefpaßfilter anzugeben, bei dem die Vorteile der Streifenleitungstechnik erhalten bleiben, jedoch der für ein derartiges Filter erforderliche Platzbedarf in sofern erheblich verringert wird, als durch vorgebbare Verkopplungen zwischen einzelnen Leitungsabschnitten eine Versteilerung der Dämpfungscharakteristik ermöglicht wird, so daß vorgegebene Dämpfungsforderungen bereits mit einer geringeren Anzahl von Resonatoren erfüllt werden können.

Ausgehend von einem Tiefpaßfilter für elektrische Schwingungen, das nach Art gedruckter Schaltungen als erdsymmetrisches oder erdunsymmetrisches Streifenleitungsfilter derart ausgebildet ist, daß zwischen zwei Isolierstoffp'.utten bzw. auf einer Seite einer Isolierstoffplatte wenigstens ein Leitungszug angeordnet ist. dessen Wellenwiderstand größer ist als der Wellenwiderstand zweier mit diesem Leitungszug beidseitig verbundener, die Anschlußleitungen des Tiefpaßfilters bildender Leitungszüge. und bei dem weiterhin an den Enden des Leitungszuges höheren Wellenwiderslandes weitere, als einseitig offene Stichleitungen ausgebildete Leitungszüge angeschaltet sind, deren Wellenwiderstand kleiner ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen, und bei dem weiterhin die den Leitungszügen ubgewandten Oberflächen bzw. Oberfläche der lsolicrstoffplatten bzw. Isolierstoffplatte mit einem durchgehenden metallischen Belag versehen sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß der Leitungszug höheren Wellenwiderstandes derart gefaltet und derart angeordnet ist, daß zwischen benachbarten Leitungszügen kleineren Wellenwiderstandes eine elektromagnetische Kopplung auftritt, und daß der Abstand zwischen den den kleineren Wellenwiderstand aufweisenden Leitungszügen derart gewühlt ist, daß die Beziehung

'111 1

> 1 y

11« +11 = _Ί ' l

CrPuIIt ist; hierbei bedeutet Y_Lll den auf den Wellenlcitwert V₀ =■ 1 Z₀ der Anschlußleitungen bezogenen Wellenleitwert des jeweiligen Leitungszuges höheren WeI-lcnwiderstandes, wenn Z₀ der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen ist und I V_(M-ιηο+ιι den ^au^ den Wellenleitwert V₀ der Anschlußleitungen bezogenen Koppelwellenleitwcrt, der zwischen zwei benachbarten, am Leitungszug mit dem Wellenleitwert Y_Lß angeschalteten Leitungszügen kleineren Wellenwiderstandes wirksam ist.

Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausgegangen, daß sich der Abstand zwischen den einzelnen Stichleitungesabschnitten erheblich verringern läßt, wenn die in F i g. 1 mit den Bezugsziffern 2. 4 und 6 bezeichneten Leitungsabschnitte, deren Wellenwiderstand größer ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen 8 und 8', nicht als langgestreckte, sondern als gefaltete Leitungszüge ausgebildet werden. Durch diese Maßnahme ergibt sich zwar eine zusatz-

liehe Kopplung zwischen den einzelnen gefalteten Leitungshälften und auch zwischen den als Stichleitungen wirkenden Leitungsabschnitten, die zunächst als störende Erscheinung zu bewerten sind. Wie sich zeigt.gelingt es jedoch, diese zusätzlichen Kopplungen in die Bemessung des Tiefpaßfilters einzubeziehen.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung

Fig. la und 1 b ein bereits erläutertes bekanntes Filter.

Fig. 2a und 2b ein Filter gemäß der Erfindung,

Fig. 3 die Schallung des zu F i g. 2 äquivalenten normierten Tiefpasses.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2, bei dem die Fig. 2 a eine Draufsicht auf die Leitungsstruklur und die Fig. 2 b eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A von Fig. 2a zeigt, ist die aus dielektrischem Material bestehende Schaltungsplatte 9 zu erkennen. Auf einer Seite der Platte 9 ist ein durchgehender metallischer Belag IO aufgebracht, der zweckmäßig so groß ausgebildet ist, daß der Großteil aller elektrischen Streufeldlinien, die von den auf der gegenüberliegenden Seite angebrachten Leitungszügen ausgehen, auf ihn auftreffen. In Fig. 2b sind auch die auf der anderen Seite der Isolierstoffplatte 9 liegenden Leitungszüge 8, 1 und 2 zu erkennen. Zur Erzielung eines erdsymmetrischen Aufbaus liegt auf den Leitungszügen eine zur Platte 9 gleichartige Platte 9' dielektrischen Materials, auf deren Außenseite ein weiterer durchgehender metallischer Belag 10' aufgebracht ist. Die Beläge 10 und 10' bilden gemeinsam den Masseanschluß und können beispielsweise über die Außenleiter koaxialer Anschlußleitungen miteinander verbunden werden. Für diesen Fall sind die Innenleiter der koaxialen Anschlußleitungen mit den Anschlußstreifenleitungen 8 bzw. 8' zu verbinden.

Zum besseren Vergleich sind beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 genau so viele Leitungselemente wie auch beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 verwendet, und es sind wiederum wirkungsgleiche Abschnitte mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Im Ausführungsbeiel der Fig. 2a haben die Leitungsabschnitte 2, 4 und 6 wiederum einen Wellenwiderstand, der größer ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen 8 und 8'. Die als Stichleitungen wirkenden Leitungsabschnitte 1,3,5 und 7 haben einen Wellenwiderstand, der kleiner ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen. Die Leitungsabschnitte 2, 4 und 6 sind gefaltet, wodurch zwischen den als Stichleitungen wirkenden Abschnitten 1, 3, 5 und 7 Koppelleitwerte auftreten, die mit 1 Y₁₃, 1 Y₃₅ und 1 Y₅₇ bezeichnet sind. Diese Koppelwellenleitwerte sind auf den Wellenleitwert Y₀ der Anschlußleitungen 8, 8' bezogen, und es gilt die Beziehung Y₀ = 1/Z₀. wenn Z₀ der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen ist. Der Abstand der Stichleitungen 1. 3, 5 und 7 muß nun so gewählt werden, daß. in allgemeiner Schreibweise ausgedrückt, die Beziehung

iv > l y

Bezogen auf die Stichleitungsabschnitte 3 und 5 bedeutet die vorstehende Bedingungung:

Wie aus Fig. 2a ferner zu erkennen ist, sind den Leitungsabschnitten 2, 4 und 6 die Wellenleitwerte ^i.2- YiA und Y_L6 zugeordnet, die zwischen den einzelnen Leitungshälften der gefalteten Leitungsabschnitte 2,4 und 6 auftretenden Kopplungen sind durch auf V₀ bezogene Leitwerte I Y₂, I Y₄ und I Y₆ berücksichtigt.

Im Ausfuhrungsbeispiel der F i g. 2 ist ein für die Praxis besonders günstiges Ausführurjgsbeispiel insofern dargestellt, als die einzelnen Stichleitungsabschnitte 1, 3, 5 und 7 als rechteckförmige leitende Beläge ausgebildet und derart auf der Isolierstoffplatte 9 angeordnet sind, daß ihre eine Begrenzung durch eine gerade Linie 12 erfolgt. Die elektrische Länge der Stichleitungsabschnitte ist mit b bezeichnet, und es sind nun auch die gefalteten Leitungen 2, 4 und 6 derart ausgebildet, daß ihr maximaler Abstand von der Begrenzungslinie 12 ebenfalls den Wert b hat. Auf diese Weise läßt sich ein möglichst gedrängter Aufbau aller Leitungszüge erreichen.

Im folgenden soll noch die Bemessung und die Wirkungsweise der in Fig. 2a gezeigten Struktur erläutert werden.

Man kann sich die Schaltungsstruktur nach Fig. 2 a dadurch entstanden denken, daß man bei der Struktur nach F i g. 1 a die gegenüber den Anschlußleitungen 8 den größeren Wellenwiderstand aufweisenden Leitungselemente 2, 4, 6 faltet und derart verlängert, daß das gefaltete Element wieder die elektrische Länge h bekommt. Durch die Faltung entsteht zwangsläufig eine elektromagnetische Kopplung zwischen den beiden Leitungselementhälften; weiterhin entsteht durch das damit verbundene Zusammenrücken der am Ende offenen Stichleitungsabschnitte 1, 3. 5. 7 zwischen benachbarten Stichleitungsabschnitten eine elektromagnetische Kopplung. Diese letztere Kopplung ist durchaus erwünscht und beeinflußt die Eigenschaften des Tiefpasses wesentlich.

Der in Fig. 2a gezeigte Streifenleitungs-Tiefpaß

ähnelt äußerlich einer Schaltung aus konzentrierten Elementen. Er ist jedoch im Gegensatz zu Ausführungen mit 7. B. wendelförmig gestalteten Induktivitäten einer exakten Berechnung auch bei Grcnzfrequenzcn im Mikrowellenbereich zugängig.

Im folgenden werden Dimensionierungsformeln für einen derartigen Streifenleitungs-Tiefpaß mit maximal flacher oder Tschebyscheffscher Durchlaßcharakteristik angegeben. Die Bemessungsformeln gelten für einen solchen Tiefpaß, der je einen n-fachen

Dämpfungspol bei b, = τ/Ζ 3 .-τ/Z 5 .τ/2 usw. hat, wenn η der Grad des Filters ist, d. h.. /7 ist die Zahl aller Leitungselemente.

Die aus den Selektionsforderungen gegebenen Frequenzen /„ und f_s mit /„ als Durchlaßgrenzfrequenz

und /_s als Sperrfrequenz werden nach Gleichung (1) und (2) in den sogenannten Leitungs-Frequenzparameter Ω transformiert:

gilt. Y_L„ ist dabei der auf den Wellenleitwert Y₀ der Anschlußleitungen bezogene Wellenleitwert des Leitungszuges höheren Wellenwiderslandes, der jeweils zwei benachbarte Stichleitungsabschnitte verbindet.

"Ό .

ft,=

"'s

u = ^tan/7v

^s tan h

(1)

(21

w ir V V d d

Hierbei ist <·_ν die Kreisfrequenz, bei der die elektrische Lunge der Sirichleitungen 1. 3. 5, 7 den Wert n,2 hat.

Mit Rücksicht auf den erforderlichen Fächenbcdarf wird man die Länge der Stichleitungen, d.h. b_lh möglichst klein wählen. Ein in der Praxis brauchbarer Wert liegt beispielsweise bei b„ % 15°. Hat man den Wert für b_n festgelegt, so ergibt sich aus Gleichung (I) der Wert für ·■>, und daraus die geometrische Länge / der Slichlcitungen nach Gleichung (3):

1

(3)

wobei i_r die relative Dielektrizitätskonstante der Isolierstoffplatlen 9 und 9', c die Lichtgeschwindigkeit und f_r die zur Kreisfrequenz m_r gehörende Frequenz sind.

Die infolge des Streufelds am offenen Leitungsende notwenige Verkürzung ist hierin noch nicht berücksichtigt. Aus den geforderten Werten für den maximal zulässigen Reflexionsfaktor r„ im Durchlaßbercich und die Sperrdämpfung a_s bei /_s sowie aus dem nach Gleichung (2) errechneten Wert i>_s ergeben sich der erforderliche Grad /1 der für die folgenden Formeln als ungerade vorausgesetzt ist - und die Elementewerte des äquivalenten normierten Tiefpasses.

Ein solcher Tiefpaß ist in F i g. 3 dargestellt, und zwar für den Grad η = 7, den auch die in Fig. 2a gezeigte Schaltung hat. Die Indizes der Elemente in Fig. 3 entsprechen zur besseren übersieht den Bezugsziffern der Elemente von Fig. 2a.

Die gestrichelt eingezeichneten Kapazitäten C₂. C₄ und C,, sollen zunächst unberücksichtigt bleiben: der Zusammenhang dieser Elemente mit der Schaltonüsstruktur nach Fig. 2a wird später noch erläutert.

Zum Aufbau eines Filters )7-ten Grades wären in der Schaltung nach F i g. 3 entsprechend η Schaltelemente vorzusehen.

Die HlementcwcrteC,. L₂. C₃ . . C_n lassen sich nach den Methoden der Betricbsparamciertheorie errechnen. Beispielsweise sei hier auf die Arbeit von Saal und U 1 b r i c h »Op. the Design of Filters by Synthesis« in der Zeitschrift »IRE-Transactions on Circuit Theory«. Dezember 1958. S. 284ff., und eine weitere Arbeil von Saal »Der Entwurf von Filtern mit Hilfe des Katalogs normierter Tiefpässe« in der Zeitschrift »Frequenz«. Bd. 15. 1961, Heft 4. verwiesen.

Die Streifenleitungs-Ausführung besteht nun aus (n +■ 1)2 offenen Stichleitungselementen mit den Grundwellenleitwerten Y_n. Y₍₃ ... Y_Cn und den zwischen denselben wirksamen Koppelwellenleitwerten ¹ * i3- ^{1 y}.i5 ■ ■ · 1 *'(«--2»» sowie aus (n - 1)2 gefa'teten Loitungsclementen mit den Grundwcllenleitwerten V,- V

IA

' IAn I)

und den zwischen deren Hälften '₂. I)₄ ...

rksamen Koppclwcllenleitwenen 1
I Y_n. _u (siehe F ig. 2 a).

Dii-se Wcllenleitwerte errechnen sich aus den F Iermnten C₁. /.₂. C, ... C_n des normierten Tiefpasses w.'bc: μ - 2. 4 ... (n 1) und ι = 3. 5 ... in - 2) sind:

• cot h„

i)

■)

Y_n =
Y_n. = Y_n, =

C, · cot b_B - Y_L1 C_rcolb_n - Κ,.₍₁,_,,
C_n-coib„ - Y_Un-_u

Hierbei sind die Werte für I Y₁₁ frei wählbar, unc man wird sie zweckmäßigerweise möglichst kleii wählen, während für die Werte I Y₁₃, I Y_3S usw. di< Bedingung gilt: .

1Mb

¹ 11· ■

Diese Wellenleitwerte sind nuf den Wcllenlcit wert Y_n = ₇ der Anschlußleitung normiert. Au

diesen Wellenleitwerten lassen sich nach bekanntei Methoden die geometrischen Abmessungen dei Slreifenleitungselemente festlegen, z. B. nach der Arbei von G e t s i η g e r »Coupled Rectangular Bars Bet ween Parallel Plates«, die in der Zeitschrift IRE-Trans actions on Microwave Theory and Techniques, 1962 Nr. 1. S. 65 ff. erschienen ist.

In Gleichung (6) gilt das Gleichheitszeichen füi solche Filter nach Fig. 2 a, bei denen alle Dämpfungs pole, wie eingangs bereits erläutert wurde, bei dei Kreisfrequenz <■>, und deren ungeradzahligen Vielfachen liegen. Ersetzt man in Gleichung (6) das Gleichheitszeichen durch das »Größerw-Zeichen, d. h.

ΙΗμ + M

dann läßt sich eine beliebige Frequenzverteilung der Dämpfungspole erzwingen. Gleichung (6) gehl dadurch in Gleichung (7) über

\Y,

ItI 1 )(μ + 1 )

11 ^CO' "D

wobei unter C_((I__{1H/1 + 1|} die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Kapazitäten C₂, C₄ und C₆ zu versteher sind. Bekanntlich lassen sich mit Tiefpaßschaltungen, bei denen die im Längszweig liegenden Induktivitäten durch Kapazitäten überbrückt sind. Dämpfungspole bei beliebig vorgebbaren Frequenzen erzielen. Der Berechnungsgang für die übrigen Schaltelemente verläuft in der vorstehend bereits angegebenen Weise.
Die vorstehenden Überlegungen gelten auch für erdunsymmetrisch ausgebildete Streifenleitungsfilter, bei denen jeweils nur eine Isolierstoffplatte verwendet ist, die auf einer Seite die Schaltungsstruktur und aul der anderen den durchgehenden metallischen Belag trägt. In F i g. 2b würde dies bedeuten, daß beispielsweise die Isolierstoffplatte 9' und der zugehörige Belag 10'fortfallen. Die angegebenen Bemessungsformeln gelten entsprechend, wobei lediglich zu berücksichtigen ist. daß die effektive Dielektrizitätskonstante bei diesem Leitungstyp von der Breite des jeweiligen Leitungszuges abhängig ist.

Wie bereits erwähnt, ist bei der beschriebenen Tiefpaßstruktur die minimale, noch praktisch realisierbare elektrische Länge der Leitungselementc etwa halb so groß wie bei bisher bekannten Strukturen Das resultiert daraus, daß die Werte für Y₁^₁₁. die die Breite der gefalteten Leitungselemente bestimmen, etwa doppelt so groß sind wie bei bekannten Strukturen. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß einerseits der Flächen bedarf bei gleichen Selektionseigenschaften wesentlich kleiner ist und andererseits das für die Breite des Sperrbcrcichs maßgebende Verhältnis ··■» '■·„ sich bis etwa um den Faktor 2 größer erzielen läßt.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

409 551/183

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Tiefpaßfilter Tür elektrische Schwingungen, das nach Art gedruckter Schaltungen als erdsymmetrisches oder erdunsymmetrisches Streifenleitungsfilter derart ausgebildet ist, daß zwischen zwei Isolierstoffplatten bzw. auf einer Seite einer Isolierstoffplatte wenigstens ein Leitungszug angeordnet ist, dessen Wellenwiderstand größer ist als der Wellenwiderstand zweier mit diesem Leitungszug beidseitig verbundener, die Anschlußleitungen des Tiefpaßfilters bildender Leitungszüge, und bei dem weiterhin an den Enden des Leitungszuges höheren Wellenwiderstandes weitere, als einseitig offene Stichleitungen ausgebildete Leitungszüge angeschaltet sind, deren Wellenwiderstand kleiner ist als der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen, und bei dem weiterhin die den Leitungszügen abgewandten Oberflächen bzw. Oberfläche der Isolierstoffplatten bzw. Isolierstoffplatte mit einem durchgehenden metallischen Belag versehen sind, dadurchgekennzeichnet, daß der Leitungszug höheren Wellenwiderstandes (2, 4, 6) derart gefaltet und derart angeordnet ist. daß zwischen benachbarten Leitungszügen kleineren Wellenwiderstandes (1, 3, 5, 7) eine elektromagnetische Kopplung auftritt, und daß der Abstand zwischen den den kleineren Wellenwiderstand aufweisenden Leitungszügen (1, 3, 5. 7) derart gewählt ist, daß die Beziehung α t ict Hessen Wellenwiderstand größer ist TZ Welenwidetand zweier mit diesem Ldiung,- £. wÄiSndeoer.^die Anschlußleitungen des XoXw bildender Leitungszuge, und be; dem Xei Knan den Enden des Leitungszuges höheren Sienwiderstandes weitere, als cinseiüg offene Stich-S üngen ausgebildete Leitungszüge angeschaltet sind, deren Wellenwiderstand kleiner .st als der Wellenderen ^we'^lcl _Acnlußleitungen und bei dem