DE2148038C3

DE2148038C3 - Notch filter

Info

Publication number: DE2148038C3
Application number: DE19712148038
Authority: DE
Inventors: Reinhard 7900 Ulm Kruppa
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-09-25
Filing date: 1971-09-25
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2148038B2; DE2148038A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche mit nahe benachbarten Betriebsfrequenzen, insbesondere eine Sende-ZEmpfangsweiche eines Funksprechgerätes mit geringen Gegensprechabständen, bei dem im Längszweig auf das zu sperrende Frequenzband abgestimmte Paralielresonanzkreise vorgesehen sind, die als Leitungskreise mit gewendeltem Innenleiter ausgeführt und über Koppelschleifen induktiv in den Längszweig eingekoppelt sind und denen eine weitere Reaktanz in Reihe geschaltet ist, die derart dimensioniert ist, daß der Längszweig für die durchzulassende Frequenz einen Serienresonanzkreis darstellt.The invention relates to a band-stop filter for a crossover with closely adjacent operating frequencies, in particular a transmit / receive switch of a radio communication device with low intercom distances, in the case of the parallel resonance circuits matched in the series branch to the frequency band to be blocked are provided as line circles with coiled Inner conductors are executed and inductively coupled into the series branch via coupling loops and which another reactance is connected in series, which is dimensioned such that the series branch for the frequency to be passed represents a series resonance circuit.

Ein solches Bandsperrenfilter ist mit Ausnahme des Teilmerkmals, daß den in den Längszweig über Koppelschleifen eingekoppelten Parallelresonanzkreisen eine weitere Reaktanz in Reihe geschaltet ist, die derart dimensioniert ist, daß der Längszweig für die durchzulassende Frequenz einen Serienresonanzkreis darstellt, bereits aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 70 15 736 bekannt, während das besagte Teilmerkmal der DE-PS 8 92 202 entnehmbar ist.Such a band-stop filter is with the exception of the partial feature that the in the series branch over Coupling loops coupled parallel resonance circuits a further reactance is connected in series, the is dimensioned such that the series branch for the frequency to be passed is a series resonant circuit represents, already known from the German utility model 70 15 736, while said partial feature the DE-PS 8 92 202 can be found.

Frequenzweichen für Funksprechgeräte, die im UHF-Bereich arbeiten, enthalten, wenn das Funksprechgerät mit geringem Gegensprechabstand arbeiten soll, Leitungskreise, da nur solche Kreise die für eine solche Frequenzweiche notwt. Jige Güte aufweisen. So beschreibt die deutsche Gebrauchsmusterschrift 70 15 736 eine abstimmbare Frequenzweiche, die Leitungskreise mit gewendeltem Innenleiter enthält.Crossovers for two-way radios operating in the UHF range are included when the two-way radio should work with a small intercom distance, line circles, since only such circles for one such a crossover is necessary. Jige goodness. This is how the German utility model describes it 70 15 736 a tunable crossover that contains circuits with coiled inner conductors.

Diese Art der Ausführung eines Leitungskreises spart gegenüber einer Ausführung mit gestreckten Leitern erheblich Raum. Derartige Leitungskreise sind in geeigneter Weise in den elektrischen Leitungszug zwischen Antenne und Sender bzw. Antenne und Empfänger einzukuppeln. Dieses kann, wie in der genannten Gebrauchsmusterschrift beschrieben, mit Hilfe von Koppelschleifen erfolgen.This type of execution of a line circuit saves compared to an execution with straight conductors considerable space. Such circuit lines are in a suitable manner in the electrical cable run to be coupled between antenna and transmitter or antenna and receiver. This can, as in the described utility model, with the help of coupling loops.

Die vorliegende Erfindung hat ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche zum Gegenstand, bei dem Parallelresonanzkreise im Längszweig der jeweiligen Weichenhälften angeordnet sind und jeweils auf das zu sperrende Frequenzband abgestimmt sind. Dabei sindThe present invention has a band-stop filter for a crossover to the object in which Parallel resonance circles are arranged in the longitudinal branch of the respective switch halves and each towards the blocking frequency band are matched. Are there

ίο diese über Koppelschleifen induktiv in den Längszweig der Weichenhälften eingekoppelt. Diese Koppelschleifen stellen Induktivitäten dar, denen sich die im Durchlaßbereich der jeweiligen Weichenhälfte wirksamen Blindkomponenten der angekoppelten Leitungskreise überlagern.ίο this inductively into the series branch via coupling loops of the turnout halves coupled. These coupling loops represent inductances, which the im Passage range of the respective switch half effective reactive components of the coupled line circuits overlay.

Aus der DE-PS 8 92 202 ist eine Sende-Empfangsweiche für Betriebsfrequenzen höher als 100 MHz bekannt, bei der im Sende- und itp Empfangsteil der Weiche jeweils ein als Topfkreis ausgebildeter Parallelschwingkreis direkt in den Längszweig eingeschaltet ist, wobei der Parallelschwingkreis im Sendeteil als Sperrkreis für die Empfangsfrequenz und der Parallelschwingkreis im Empfangsteil als Sperrkreis für die Sendefrequenz wirksam ist Aufgrund der Tatsache, daß hier die Empfangsfrequenz höher liegt als die Sendefrequenz, ist dem Paraüelschwingkreis im Sendeteil eine abstimmbare Kapazität, dem Parallelschwingkreis im Empfangsteil dagegen eine abstimmbare Induktivität in Serie geschaltet Die Resonanzfrequenzen der so gebildeten Serienschwingkreise müssen mittels der abstimmbaren Kapazität bzw. Induktivität auf die jeweilige Durchlaßfrequenz, d. h. auf die Sende- bzw. Empfangsfrequenz, eingestellt werden. Infolge streukapazitiver Beeinflussung durch die Abstimmittel ergeben sich in der Praxis — obwohl die abstimmbare Kapazität und die abstimmbare Induktivität in je einer separaten Kammer untergebracht sind — jedoch große Schwierigkeiten beim Abgleich auf die jeweilige Resonanzfrequenz, da beide Anschlüsse der abzustimmenden Kapazität und Induktivität auf Hochfrequenzpotential liegen.From DE-PS 8 92 202 a transceiver switch for operating frequencies higher than 100 MHz is known, in the transmit and itp receive section of the switch in each case a parallel resonant circuit designed as a pot circle is switched directly into the series branch, with the parallel resonant circuit in the transmitter as a blocking circuit for the receiving frequency and the parallel resonant circuit in the Receiving part as a blocking circuit for the transmission frequency is effective due to the fact that here the The receiving frequency is higher than the transmitting frequency, the parallel oscillating circuit in the transmitting part is a tunable one Capacitance, the parallel resonant circuit in the receiving part, on the other hand, a tunable inductance in series switched The resonance frequencies of the series resonant circuits formed in this way must be tuned using the Capacitance or inductance to the respective pass frequency, d. H. on the transmission or reception frequency, can be set. As a result of stray capacitance influencing by the tuning means, this results in practice - although the tunable capacitance and the tunable inductance are each in a separate chamber are housed - but great difficulties in adjusting to the respective resonance frequency, because both connections of the capacitance and inductance to be matched are at high frequency potential.

Es stellt sich hier die Aufgabe, die im Durchlaßbereich des Filters liegenden Blindkomponenten mit möglichst wenig Aufwand an Zeit und Material derart zu kompensieren, daß die über die jeweilige Weichenhälfte zu übertragende Betriebsfrequenz nicht reflektiert wird.The task here is to minimize the reactive components lying in the pass band of the filter To compensate little expenditure of time and material in such a way that the over the respective switch half The operating frequency to be transmitted is not reflected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieseAccording to the present invention, this

Aufgabe dadurch gelöst, daß in beiden Weichenhälften als weitere Reaktanz im Längszweig des Filters den Koppelschleifen in Serie geschaltete Festkondensatoren liegen, wobei im Falle, daß die zu sperrende Frequenz kleiner ist als die Durchlaßfrequenz der Längszweig ohne die weitere Reaktanz für die Durchlaßfrequenz durch eine Induktivität im Querzweig induktiv gemacht wird, und daß die Querzweige des Filters in beiden Weichenhälften abstimmbare Kondensatoren enthalten, mit deren Hilfe eine Feinabstimmung der Serienresonanzkreise auf die erwähnte Resonanzfrequenz im jeweiligen Durchlaßbereich des Filters durchführbar ist.The object is achieved in that in both halves of the switch as a further reactance in the longitudinal branch of the filter Coupling loops in series connected fixed capacitors are, in the case that the to be blocked Frequency is less than the pass frequency of the series branch without the further reactance for the Pass frequency is made inductive by an inductance in the shunt arm, and that the shunt arms of the Filters contain tunable capacitors in both halves of the switch, with the help of which a fine-tuning of the series resonance circuits to the mentioned resonance frequency in the respective pass band of the filter is feasible.

bo Bei einem Bandsperrenfilter, bei dem die zu sperrende Frequenz größer ist als die Durchlaßfrequenz, wird sich aus dem an die Koppelschleife angekoppelten Parallelresonanzkreis in den Längszweig eine induktive Blindkomponente einkoppeln.bo With a bandstop filter where the to The blocking frequency is greater than the pass frequency, which is reflected in the coupling loop Coupled parallel resonance circuit in the series branch couple an inductive reactive component.

b5 Diese Blindkomponente, zu der der induktive Blindwiderstand der Koppelschleife hinzukommt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen in Serie geschalteten Kondensator kompensiert, so daß einb5 This reactive component, to which the inductive reactance The coupling loop is added, according to the present invention by a series switched capacitor compensated so that a

Serienresonanzkreis entsteht, der auf die Durchlaßfrequenz abzustimmen isLSeries resonance circuit arises, which is based on the pass frequency to vote isL

Bei einem Bandsperrenfilter, bei dem die zu sperrende Frequenz kleiner ist als die Durchlaßfrequenz, wird aus dem angekoppelten ParalJelresonanzkreis in den die Koppelschleife enthaltenden Leitungszug eine kapazitive Komponente eingekoppelt Auch dieser Kreis ist wiederum durch einen Serienkondensator zu einem Serienresonanzkreis zu ergänzen, dessen Resonanz auf die Durchlaßfrequenz abgestimmt werden muß. Da ein solches Filter Hochpaßeigenschafien aufweist, sind im Querzweig dieses Filters Induktivitäten vorgesehen, die in diesen Serienkreis einzubeziehen sind. Ohne die erfindungsgemäße Kompensation durch einen Serienkondensator, der bei einem Hochpaß allerdings ohnehin vorhanden ist, würde dieser Kreis im Durchlaßbereich induktiv sein. Die Größe des Kondensators ist also so zu wählen, daß die insgesamt wirksamen induktiven Komponenten zusammen mit der transformierten kapazitiven Komponente des angekoppelten Parallelkreises einen Serienresonanzkreis für die Durchlaßfrequenz bilden.In the case of a bandstop filter in which the frequency to be blocked is lower than the pass frequency, a capacitive component is also coupled from the coupled parallel resonance circuit into the line run containing the coupling loop this circuit is in turn to be supplemented by a series capacitor to form a series resonant circuit Resonance must be tuned to the pass frequency. Because such a filter has high pass properties has, inductances are provided in the shunt branch of this filter, which are included in this series circuit are. Without the compensation according to the invention by means of a series capacitor, which in the case of a high-pass filter however, if it is already present, this circuit would be inductive in the pass band. The size of the capacitor is therefore to be chosen so that the total effective inductive components together with the transformed capacitive component of the coupled parallel circuit a series resonant circuit for the Form pass frequency.

Bei der Abstimmung auf die jeweilige Resonanzfrequenz ergeben sich jedoch in der Praxis Schwierigkeiten, wenn der Serienkondensator abgeglichen werden soll. Da dessen beide Elektroden auf Hochfrequenzpotential liegen, sind Beeinflussungen während der Abstimmung durch die Abstimmittel nicht leicht zu vermeiden. Die Erfindung sieht daher des weiteren vor, daß die den Koppelschleifen in Reihe liegenden Kondensatoren Festkondensatoren sind, deren Größen so gewählt sind, daß die Reihenschwingkreise schon vorabgestimmt sind, und daß in den Querzweigen des Filters abstimmbare Kondensatoren vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Feinabstimmung im Durchlaßbereich des Filters durchführbar ist Bei einem Filter, das Tiefpaßeigenschaften aufweist, sind im Querzweig ohnehin Kondensatoren vorhanden. Diese können für diesen Feinabgleich herangezogen werden. Bei einem Filter mit Hochpaßeigenschaften kann man den im Querzweig liegenden Induktivitäten Kondensatoren in Reihe schalten, die abstimmbar sind, wobei jedoch der gesamte Querzweig immer noch so zu bemessen ist, daß er induktiv wirkt. Da die abstimmbaren Kondensatoren nun nicht mehr im Längs-, sondern im Querzweig angeordnet sind, können sie einseitig an Masse gelegt werden und an der kalten Elektrode abgestimmt werden.When tuning to the respective resonance frequency, however, difficulties arise in practice, if the series capacitor is to be balanced. Since both electrodes are at high frequency potential are, it is not easy to influence the voting by the voting means avoid. The invention therefore also provides that the coupling loops lying in series Capacitors are fixed capacitors, the sizes of which are chosen so that the series resonant circuits already are tuned in advance, and that tunable capacitors are provided in the shunt branches of the filter, with the help of which the fine tuning in the pass band of the filter can be carried out Has low-pass properties, capacitors are already present in the shunt branch. These can be used for this fine adjustment can be used. In the case of a filter with high-pass properties, the im Shunt branch inductances connect capacitors in series, which are tunable, but with the entire branch is still to be dimensioned so that it acts inductively. As the tunable capacitors are no longer arranged in the longitudinal but in the transverse branch, they can be connected to ground on one side and tuned on the cold electrode.

Die Erfindung .sei anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die F i g. 1 zeigt ein Bandsperrenfilter für eine Frequenzweiche, bei dem die Durchlaßfrequenz kleiner ist als die zu sperrende Frequenz, im Durchlaßbereich also eine induktive Komponente in den Längszweig eingekoppelt wird. Die F i g. 2 zeigt ein Bandsperrenfilter, bei dem die Durchlaßfrequenz größer ist als die zu sperrende Frequenz. Beide Filter zu einer Weiche zusammengeschaltet zeigt die F i g. 3.The invention .sei explained in more detail with reference to the drawings. The F i g. 1 shows a notch filter for a Crossover, in which the pass frequency is lower than the frequency to be blocked, in the pass band so an inductive component is coupled into the series branch. The F i g. 2 shows a bandstop filter, in which the pass frequency is greater than the frequency to be blocked. Both filters to one switch connected together, FIG. 3.

Im Längszweig der Filter sind Koppelschleifen Lu Li, Lj bzw. Lu, L|2, Ln vorgesehen. Über diese Koppelschleifen wird der Resonanzwiderstand der von den Kondensatoren Ci und U, Q, und L5 usw. bis C^ und L^ gebildeten Parallelresonanzkreis eingekoppelt. Diese Parallelresonanzkreise sind auf die jeweils zu sperrende Frequenz abgestimmt Das in F i g. 1 dargestellte Beispiel hat Tiefpaßeigenschaften und enthält demnach im Querzweig kapazitiv wirkende Glieder Ci und Ct-Das in F i g. 2 dargestellte Beispiel hat Hochpaßeigenschäften und enthält demzufolge im Querzweig induktiv wirkende Glieder L\j und L\g sowie im Längszweig kapazitive Glieder Q \ bis Cn. Coupling loops Lu Li, Lj or Lu, L | 2, Ln are provided in the longitudinal branch of the filters. The resonance resistance of the parallel resonance circuit formed by the capacitors Ci and U, Q and L5 etc. to C ^ and L ^ is coupled in via these coupling loops. These parallel resonance circuits are matched to the frequency to be blocked in each case. The example shown in FIG. 1 has low-pass properties and accordingly contains capacitively acting members Ci and Ct- Das in the shunt branch in FIG. The example shown in FIG. 2 has high pass properties and therefore contains inductively acting members L \ j and L \ g in the shunt branch and capacitive members Q \ to Cn in the longitudinal branch.

Bei dem Filter nach F i g. 1 werden die induktiven Blindanteile der Koppelschleifen L\ bis Lj zusammen ίο mit den induktiven transformierten Komponenten der angekoppelten Parallelresonanzkreise durch in Reihe geschaltete Kondensatoren Ci bis Cj vorkompensiert während der Feinabgleich mit Hilfe der Kondensatoren Ci und Ca im Querzweig vorgenommen wird. Bei dem Filter nach Fig.2, das Hochpaßeigenschaften hat, werden die im Längszweig vorhandenen Kondensatoren Cn bis Cu in ihrer Größe so abgestimmt daß sie zusammen mit der im Durchlaßbereich wirksamen kapazitiven Komponenten der angekoppelten Parallelkreise und den aus den Koppelschleifen bestehenden und den im Querzweig liegenden Induktivitäten zu Serienresonanzkreisen auf der Durchlaßfrequenz des Filters ergänzt werden. Wenn mit Hilfe der im Längszweig liegenden Kondensatoren nur eine Vorkompensation durchgeführt wird, dann ist die Feinabstimmung mit Hilfe der im Querzweig liegenden Glieder durchzuführen. Zu diesem Zweck könnte man die Induktivitäter Lu und L^ abstimmen; eleganter ist es jedoch, wenn man diesen Induktivitäten abstimmbare jo Kondensatoren in Reihe schaltet, die in der F i g. 2 mit Ci 7 und Ge bezeichnet sind.In the case of the filter according to FIG. 1, the inductive reactive components of the coupling loops L \ to Lj together with the inductive transformed components of the coupled parallel resonance circuits are precompensated by series-connected capacitors Ci to Cj while the fine adjustment is carried out with the help of the capacitors Ci and Ca in the shunt branch. In the filter according to FIG. 2, which has high-pass properties, the capacitors Cn to Cu present in the series branch are matched in size so that they together with the capacitive components of the coupled parallel circuits that are effective in the pass band and those consisting of the coupling loops and those in the cross branch Inductances are added to series resonance circuits on the pass frequency of the filter. If only precompensation is carried out with the help of the capacitors in the series branch, then the fine-tuning must be carried out with the help of the links in the shunt branch. For this purpose the inductors Lu and L ^ could be coordinated; However, it is more elegant if one connects these inductors in series with tunable capacitors, which are shown in FIG. 2 are denoted by Ci 7 and Ge.

Die Fig.3 zeigt die Zusammenschaltung der zwei Bandsperrenfilter nach F i g. 1 und F i g. 2 zu einer Frequenzweiche für ein Funksprechgerät, bei der die Sendefrequenz /j kleiner ist als die Empfangsfrequenz /"<> An den Verbindungspunkt A zwischen zwei Filtern ist die Antenne angeschlossen, an dem freien Eingang Sdes einen Filters ist der Sender, am freien Eingang E des anderen Filters der Empfänger angeschlossen. Durch entsprechende Bezeichnungen f_c bzw. f_s an den Parallelresonanzkreisen und an den Serienresonanzkreisen ist angedeutet, auf welche Frequenzen diese Kreise jeweils abgestimmt sind. Durch unterbrochene Linien ist zugleich verdeutlicht, daß die einzelnen Kreise voneinander abgeschirmt anzuordnen sind. Die Zusammenschaltung der beiden Einzelfilter zur Sende-/Empfangsweiche am Antennenanschluß erfolgt zweckmäßigerweise über y-Leitungen, was aufgrund der gutenFIG. 3 shows the interconnection of the two band-stop filters according to FIG. 1 and F i g. 2 to a crossover for a two-way radio, in which the transmission frequency / j is lower than the reception frequency / "<> The antenna is connected to the connection point A between two filters, the transmitter is connected to the free input S of one filter, and the transmitter is connected to the free input E The corresponding designations f _c and f _s on the parallel resonance circuits and on the series resonance circuits indicate which frequencies these circuits are tuned to. At the same time, broken lines indicate that the individual circuits must be shielded from one another The interconnection of the two individual filters to the transmission / reception switch at the antenna connection is expediently carried out via y-lines, which is due to the good

so Kompensation, die mit der Schaltung gemäß der Erfindung erreicht wird, rückwirkungsfrei möglich istso compensation, which is achieved with the circuit according to the invention, is possible without any reaction

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung von Bandsperrenfiltern ist es möglich, z. B. dreigliedrige Filter aufzubauen, die nach Einstellen der Sperrpole, im vorliegenden Fall an den Parallelresonanzkreisen, an nur noch zwei Punkten abgeglichen werden müssen. Es gelingt mit der Erfindung, eine Frequenzweiche für den Bereich 450 MHz aufzubauen, bei der der Gegensprechabstand 10MHz, die Schaltbandbreite 1 MHz und beiWith the inventive circuit of band-stop filters, it is possible, for. B. tripartite filters build up after setting the blocking poles, in the present case to the parallel resonance circuits only two points have to be compared. It succeeds with the invention, a crossover for the Build up the 450 MHz range, with the intercom distance 10MHz, the switching bandwidth 1 MHz and with

bo einer Durchlaßdämpfung von S 1,5 dB eine Sperrdämpfung der Dämpfungsp 'e von mehr als 70 dB erreicht wird; die Reflexionsdämpfung im Durchlaßbereich beträgt dabei s 20 dB.bo a transmission attenuation of S 1.5 dB a blocking attenuation the attenuation level of more than 70 dB is achieved; the return loss in the passband s is 20 dB.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Band-stop filter for a crossover with closely adjacent operating frequencies, in particular a transmission receiver switch of a radio communication device with short intercom distances the parallel resonance circuits matched to the frequency band to be blocked in the series branch that are designed as line circuits with coiled inner conductors and via coupling loops are inductively coupled into the series branch and to which a further reactance is connected in series, which is dimensioned in such a way that the series branch for the frequency to be passed is a series resonant circuit represents, characterized in that in both halves of the switch as further Reactance in the series branch of the filter the coupling loops in series connected fixed capacitors lie, in the case that the frequency to be blocked is less than the pass frequency, the Series branch without the further reactance for the pass frequency through an inductance in the transverse branch is made inductive, and that the cross branches of the filter in both switch halves are tunable Contain capacitors with the help of which a fine-tuning of the series resonance circuits to the mentioned resonance frequency can be carried out in the respective pass band of the filter.