DE2118345A1 - Höchstfrequenz-Bandfilter - Google Patents

Description

Hochs tfrequenz-Bandfilter

Die Erfindung betrifft Höchstffequenz-Bandfilter mit gekoppelten Resonanzhohlräuraen, insbesondere Bandfilter dieser Art, die in einem großen Einstellbereich abstimmbar sind und ausgezeichnete Leistungen ergeben.

Solche Filter müssen als Haupteigenschaft sehr geringe Einfügungsverluste aufweisen. Pur Frequenzbereiche oberhalb von 3GHz sind daher Hohlleiteranordnungen zwingend erforderlich.

Die bekannten Hohlleiterfilter bestehen aus einer FiPlge von Resonanzhohlräumen, tiie miteinander entweder direkt über rückwirkende Wände gekoppelt sind, oder indirekt über HohlLeiterabschnitte.

Die Hohlräume sind im allgemeinen in einem gleichen Hohlleiter dadurch gebildet, daß Hindernisse quer über den Hohlleiter angeordnet sind. Diese Hindernisse (Stifte oder Blenden) stellen induktive oder kapazitive Blindwiderstände dar, die auf Grund der klassischen Formeln leicht berechenbar sind.

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Die Ausführung solcher Filter erfordert eine große mechanische Präzision hinsichtlich der Bemessung und Anbringung der Hindernisse, wenn die Filter gute Leistungen ergeben sollen, wie es insbesondere boi der Anwendung in der Raumfahrt oder bei Richtfunkverbindungen großer Kapazität erforderlich i3t.

Solche Filter sind daher teuer, und zwar vor allern auch deswegen, weil sie bei der Verwendung wenig anpassungsfähig sind: Man kann weder ihre wesentlichen Eigenschaften (Bandbreite, Sperrdämpfung) verändern noch ihre Arbeitsfrequenz merklich verschieben.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile durch die Schaffung eines Filters in Modulbauweise , das im wesentlichen durch eineu rein mechanischen Zusammenbau von Standardelementen gebildet ist, oder von Elementen, die aus solchen Standardeleraenten einfach durch die Hinzufügung von Stangen unterschiedlicher Länge abgeleitet sind, wobei eine große Vielzahl verschiedenartiger Filter unter Verwendung von wenigen Arten solcher Standardelemente · oder daraus abgeleitete Elemente erhalten werden kann,

Each der Erfindung ist ein Höchstfrequenz-Bandfilter mit η nebeneinanderliegenden Resonanzhohlräumen (η = ganze Zahl>i) gekennzeichnet durch einen rein mechanisch zusammengebauten Stapel aus η gleichen, jeweils mit Abstimmvorrichtungen versehenen rohrförmigen Elementen und aus (n + 1) Platten, nämlich (n - 1) Zwischenplatten und zwei Endplatten, die jeweils mit Kopplungsgliedern versehen sind, wobei jedes rohrförmige Element zur Bildung eines Hohlraums zwischen zwei Platten eingefügt ist.

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Ein Ausführungsbeispiel flor Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Gesamtansicht eitie,3 Ausführungsbeispiels eines- erfindungsgemäßen Filters mit metallischen V/änden, wobei Auachlußteile dargestellt sind,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils des Filters von Fig.1 und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines anderen Bestandteils des Filters von Fig.1.

Das in Fig.1 dargestellte Filter ist mit zwei möglichen Ausführungsfortuen von Endanschlüssen dargestellt. Es enthält vier gleiche rohrform ige Elemente 2, 4, 6, 8 von rechteckigem Querschnitt, die durch drei Zwischenplatten 3, 5» 7 voneinander getrennt sind. Das äusscre Ende des rohrförmigen Elements 8 ist durch ein« blatte 9 abgeschlossen,und das äussere Ende des rohrförmigen Elements 2 durch eine andere Platte, welche die gleichen Abmessungen wie die Platte 9 haben kann, bei dem dargestellten Beispiel aber in einer Richtung verlängert ist, damit sie gleichzeitig eine Wand eines Koaxial-HohlleiterÜbergangs 1 bildet«

An der Aussenseite der Platte 9 sind sechs Löcher 12 sichtbar, die durch iaa ganze Filter hindurchgehen und zur Aufnahme vonlefestigungsstangen dienen, welche die rich-tige Lage aller Elemente gewährleisten und diese zusammenhalten.

Pig.2 zeigt die Einzelheiten des rohrförmigen Elements 4, dessen Wände ausreichend dick sind, um eine gute Steifigkeit

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.KLi. gewährleisten und die Aufnahme der Befestigungsstangen in den !löchern 12 zu ermöglichen. Dieses Element tragleine Abstichvorrichtung (die in Fig.1 nicht sichtbar ist). Diese Abstimmvorrichtung besteht im wesentlichen aus einen) gegossenen Siliziuraoxydsiift 13, der in das Innere dee rohrförmigen Elements 4 ragt, und aus einer mit einem Gewinde versehenen Eührungsvorrichtung 14.

Fig.3 zeigt im einzelnen die Platte 3 mit ihren löchern Diese Platte besitzt eine Mittelöffnung, die durch eine Scheibe 15 aus einem dielektrischen Material verschlossen ist. Durch diese Scheibe geht eine Metallstange hindurch, die zwei Kopplungsantennen bildet und bei dem dargestellten Beispiel durch zwei Stangenabschnitte 17 und 18 gebildet ist, von denen die eine am Ende ein Innengewinde und die andere ein Aussengewinde trägt. Diese Abschnitte sind durch den Mittelteil der Scheibe 15 hindurch miteinander verschraubt. Man kann zur Bildu-ng der beiden Antennen auch eine einstiickige Stange verwenden, die in die Scheibe eingepreßt ist.

Die Platten 5 und 3 bilden zusammen mit dem dazwischen eingefügten rohrförmigen Element 4 einen Hohlraum, dessen Resonanzfrequenz in der Wellenform ΐΕ₁₀₁ verwendet wird.

Die Stangen 17 und 18 bilden die Kopplungsantennen für die gegenseitige Kopplung der Hohlräume. Die auf diese Weise gebildeten Filter gehören also zu den Filtern mit direkter Kopplung»

Die längen der Kopplungsantennen 17 und 18 hängen von der gTerwöngrctrten Kopplung ab .und bestimmen die Bandbreite des Filters, dessen Mittel frequenz durch die Eindringtiefe der Stifte 13 bestimmt ist. Die Art der Herstellung des

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.filters ermöglicht ein schnelles, genaues und einfaches Einführen der Kopplungsantennen*

Die Bauplatten haben Kopplungsantonnen", die in der gleichen Weise in einer dielektrischen Scheibe montiert sind., damit eine'Kopplung des Filters mit anderen Schaltungselementen möglich ist. Jede Endplatte trägt stets eine innere Antenne, die in den Hohlraum ragt, von dem die betreffende Endplatte eine Wand bildet. Pur den Anschluß eines Koaxialkabels ist diese innere Antenne an derAussenseite des Filters direkt mit dem Innenleiter eines koaxialen Verbindungsglieds i

verbunden, wie es bei 10 in Fig,1 dargestellt ist. Für den Anschluß eines Hohlleiters trägt die entsprechende Endplatte 2wei Kopplungsantennen, wie die Zwischenplatten, und die außerhalb des Filters liegende Antenne ist elektrisch mit dem Innenleiter des Koaxialteils ei nes--'-,Koaxiaileitungiriiohlleiter-über gangs verbunden, wie er bei 1 in Fig.1 dargestellt ist. Dieser Übergang ist am Ende 16 offen und am Ende 11 geschlossen, so daß die Endplatte dann eine Breitseite des Übergangs bildet»

Der beschriebene Aufbau macht es möglich, in einem großen Frequenzbereich Bandfilter mit beliebiger Zahl von HohlräumeB und beliebiger Bandbreite mit Hilfe folgender Element« au realisieren: Rohrförmige Element© aalt einer Abs ti mmvor richtung, die alle einander gleichsind, Zwischenplatten, die sich nur durch die Länge der Kopplungsantennea unterscheiden und Endpl&tten., wobei der Zusammenbau mit Hilfe von Stangen erfolgt, die sich nur durch ihre Längen unterscheiden. Endplatten können entweder mit einem koaxialen Anschlußglied der bei 10 in Fig.1 dargestellten Art versehen sein, oder es können Endplatten vorgesehen werden, die zuvor mit

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einem Übergang der bei 1 in S¹Jg. 1 gezeigten Art verbunden sind, von dem sie dann eine Wand bilden, damit das Filter mit einem Hohlleiter gekoppelt wird. Ein Filter kann mit swei Endplatten gleicher Art oder mit E.nd platten verschiedener Art ve rs «heu sein..

Die beschriebene Ausführungsform ermöglicht e3, zuverlässige Filter mit ausgezeichneten Leistungen für einen Herstellungspreis zu erhalten,der unter demjenigen von !Filtern vergleichbarer leistung liegt, die in herkömmlicher Weise ausgeführt sind.

Es können natürlich verschiedene, für den !Fachmann offensichtliche Abänderungen getroffen werden. Insbesondere können Zwischenplatten und Endplatten verwendet werden, deren Abmessungen, größer als der Querschnitt der rohrförmigen Elemente sind, wobei die für den Zusammenbau verwendeten Stangen dann nur durch die Platten, aber nicht durch die Seitenwände der rohrförmigen Elemente gehen, wodurch es möglich wird, dünnere Wände für die rohrförmigen Elemente zu verwenden.

Pa te nt a ns pr üch e

Claims (7)

1. t e η ta η s ρ r ü

   ( 1.) Hochs tfrequenz-Band filter mit n nebeneinanderliegenden ilesonanzhohlräutnen (η - ganze Zahl> 1), gekennzeichnet, durch einen rein mechanisch zusammengebauten Stapel au3 η gleichen, ,jeweils mit A b3tiaun vor richtungen versehenen rohrförmigen Elementen, und aus (n+-1) Platten, nämlich (n-1) Zwischenplatten und zwei Endplatten, die jev.'eils mit Kopplungs gliedern versehen sind, wobei jedes rohrförmige Element zur Bildung eines Hohlraums zwischen zwei Platten eingefügt ist.
2. 2. Höchstfrequenz-Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der (n+1) Platten mit Öffnungen versehen ist, und daß die (2n+i) Bauteile mit Hilfe von Befestigungsstangen zusammengebaut sind, die durch diese öffnungen hindurchgehen.
3. 3. Höchst frequenz-Band filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der (n-1) Zwischcnplattan im Mittelteil eine Öffnung aufweist, die durch eine Scheibe aus d!elektrischem Material verschlossen ist, durch die zwei Kopplungsantennen hindurchgeführt sind, die zu beiden Seiten der Zwischenplatte vorspringen, und daß die (n-1) Zwischenplatten, abgesehen von der Länge der Kopplungsantennen, gleich sind.
4. 4. Hochstfrequenz-Bandfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß jede Endplatte in ihrem Mittelteil mit einer Scheibe aus dielektrischem Material versehen iet, die eine Kopplungsantenne trägt, die von einer ins Innere des Filters'ragenden Stange gebildet ist.

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5. 5. Höchstfrequenz-Bandfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Endplatten mit einem koaxialen Anschlußglied versehen ist, dessen Innenleiter tnit der Kopplungsantenne der .Endplatte elektrisch, verbunden ist.
6. 6. Hochstfrequenz-Bandfilter nach Anspruch 4» dadurch

   ■ gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Endplatten . fest mit einem Koaxialleitung-iioh.Itei'ter-tlbergang verbanden ist, vco dem eine Wand durch die Endplatte gebildet ist, und daß die dielektrische Kopplungsscheibe dieser Endplatte eine zweite Kopplungsantenne trägt, die.von dem Filter nach außen ragt und mit dem Innenleiter des Koaxialteile des Übergangs verbunden ist.
7. 7. Höc heb frequenz-Bandfi lter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abstimmvorrichtung durch eine dielektrische Stange gebildet ist, die durch eine ait Gewinde versehene Führungsvorrichtung in das Innere des entsprechenden rohrförmigen Elements ragt.

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