DE2327912C2

DE2327912C2 - Capacitively coupled cavity filter

Info

Publication number: DE2327912C2
Application number: DE19732327912
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl.-Ing. Burkert; Walter Dipl.-Ing. Hägele; Karl-Reiner Dipl.-Ing. 7150 Backnang Ten Hoevel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1973-06-01
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2327912A1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem kapazitiv gekoppelten und duroistimmbaren Hohlraumresonatorfilter mit einstellbarer Koppelung und Bandbreite, in dem die Kopplung durch Koppelöffnungen in den Trennwänden zwischen den Resonanzkreisen des Filters geschieht und aus einer Hauptkopplung und einer Nebenkopplung besteht, wobei die kapazitiv wirkende Hauptkopplung durch eine in etwa in der Mitte der Trennwand angeordnete Öffnung erfolgt.The present invention is concerned with a capacitively coupled and durometer tunable cavity filter with adjustable coupling and bandwidth, in which the coupling through coupling openings happens in the partitions between the resonance circuits of the filter and from a main coupling and a secondary coupling, the capacitive main coupling being approximately in the Center of the partition arranged opening takes place.

Durch das Aneinanderreihen von Resonatoren aus Hohlleiterabschnitten lassen sich sehr kompakte, mehrkreisige Hohlraumresonatorfilter aufbauen. Diese können sowohl Resonatoren mit einem runden Durchmesser D für die EOIO-WeIIe als auch Resonatoren mit rechteckigem Querschnitt mit den Seiten a und b sein. Ihre Höhe hsoll kleiner als Λ/2 sein.By stringing together resonators made of waveguide sections, very compact, multi-circuit cavity resonator filters can be built. These can be resonators with a round diameter D for the EOIO wave as well as resonators with a rectangular cross section with sides a and b . Their height h should be less than Λ / 2.

Die Kopplung zwischen den Resonatoren kann durch näherungsweise zentral angeordnete Koppelöffnungen in den Trennwänden zwischen den einzelnen Resonatoren erfolgen. Die Frequenzabstimmung ist durch das Verändern der Eintauchtiefe von Stiften, Bolzen oder Schrauben realisierbar. Sie sind so anzuordnen, daß ihre Achse senkrecht zu den elektrischen Feldlinien verläuft. Diese Abgleichelemente, Stifte, Bolzen oder Stäbe, können aus einem Isolierstoff mit wählbarer Dielektrizitätskonstante, aus Metall oder einem Stempel mit einem Metallüberzug hergestellt sein. Aber es ist zweckmäßig, die Einführung des Abgleichelements in den Resonator isoliert auszuführen, da ein StromfluQ / zu den Resonatorwänden nicht vorhanden ist.The coupling between the resonators can be achieved by means of coupling openings arranged approximately in the center in the partitions between the individual resonators. The frequency tuning is through the The immersion depth of pins, bolts or screws can be changed. They are to be arranged so that their Axis perpendicular to the electric field lines. These adjustment elements, pins, bolts or rods, can be made of an insulating material with a selectable dielectric constant, of metal or a stamp with a Metal plating be made. But it is advisable to introduce the adjustment element into the resonator to be carried out isolated, since there is no current flow to the resonator walls.

Von Bandfiltern dieser Art wird heute eine weite Durchstimmbarkeit verlangt. Bedingt ist dies durch großen Frequenzbereich, innerhalb dessen eine kommerzielle Nachrichtenanlage heute abstimmbar sein muß und außerdem durch die breiten Frequenzbänder einer Nachrichtenverbindung. Hierbei besteht gleichzeitig die Forderung, daß die Bandbreite innerhalb des Frequenzbereiches beim Durchstimmen nahezu konstant bleibtA wide tunability is required from band filters of this type today. This is conditioned by large frequency range within which a commercial communication system can be tuned today must and also through the broad frequency bands of a communication link. There is at the same time the requirement that the bandwidth within the frequency range is almost constant when tuning remain

Diese Forderung wird dadurch unterstützt, daß das Eintauchen des Abstimmstempels i(vgl. Fig. 1) in den Resonanzraum 1, dieser immer näher in den Bereich der Koppelöffnungen kommt Dadurch wird die Kopplung immer mehr durch diesen Stempel 3 beeinfmßt, und zwar dahingehend, daß die Bandbreite B dem gewünschten Wert Bo in der Fig.2 näherkommt als ohne diese günstige Koppelbeeinflussung. Die Kurve a der F i g. 2 zeigt diesen Verlauf.This requirement is supported by the fact that the immersion of the tuning ram i (cf. the bandwidth B comes closer to the desired value Bo in FIG. 2 than without this favorable coupling influence. The curve a of FIG. 2 shows this course.

I^ Aus der DE-AS 16 16 678 ist ein Hohlraumresonatorfilter bekannt bei dem zwei Resonanzkreise entweder durch ein Koppelglied, das aus mehreren, auf den in jedem Resonanzkreis vorhandenen, in seiner Länge verstellbaren Innenleiter gerichteten Kopplungsstiften besteht oder durch ein sektorflächenartiges Koppelglied oder durch in der Trennwand zwischen den Resonanzkreisen vorhandene öffnungen miteinander gekoppelt sind. Dabei sind die Koppelstifte oder das sektorflächenartige Koppelglied oder die öffnungen in ihrer Größe und räumlichen Verteilung so bemessen, daß die Bandbreite des Filters über den Durchstimmbereich annähernd konstant ist. Die hier verwendeten Koppelvorrichtungon sind starr ausgebildet. Um eine optimal konstante Bandbreite des Filters zu erhalten,I ^ From DE-AS 16 16 678 is a cavity resonator filter known in the two resonance circuits either through a coupling element, which consists of several, on the in each resonance circuit existing, in its length adjustable inner conductor directed coupling pins consists or by a sector surface-like coupling member or by in the partition between the Resonance circles existing openings are coupled to one another. Here are the coupling pins or that sector surface-like coupling link or the openings in Their size and spatial distribution are dimensioned so that the bandwidth of the filter over the tuning range is approximately constant. The ones used here Coupling devices are rigid. In order to obtain an optimally constant bandwidth of the filter,

so muß die Bemessung und Herstellung dieser starren Koppelvorrichtungen sehr genau erfolgen. Die bei der Herstellung der Koppelvorrichtungen auftretenden Toleranzen können hier nicht ausgeglichen werden.so the dimensioning and manufacture of these must be rigid Coupling devices are done very precisely. The ones that occur in the manufacture of the coupling devices Tolerances cannot be compensated here.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Hohlraumresonatorfilter der eingangs genannten Art mit sehr einfachen Koppelmitteln zu versehen, die es ermöglichen, beim Durchstimmen des Filters die Bandbreite innerhalb eines großen Frequenzbereichs nahezu konstant zu halten.The invention is now based on the object of the cavity resonator filter of the type mentioned to be provided with very simple coupling means that make it possible to tune the filter To keep bandwidth almost constant within a large frequency range.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nebenkopplung aus einer an mindestens einer Seite des Filters zwischen zwei Resonanzkreisen angeordneten und induktiv wirkenden Koppelöffnung in der Trennwand besteht, die durch einen in der Wand des Filters gehaltenen und in die Koppelöffnung veränderbar hineintauchenden Stift einstellbar ist. Das Hohlleiterfilter kann dabei aus einem runden Hohlleiter oder auch aus einem Rechteckhohlleiter aufgebaut sein. Der Stift ist zweckmäßigerweise als Schraube ausgebildet und besteht aus Metall.According to the invention this object is achieved in that the secondary coupling from one to at least one Side of the filter between two resonance circles and inductively acting coupling opening consists in the partition, which is held by one in the wall of the filter and into the coupling opening changeable immersing pin is adjustable. The waveguide filter can consist of a round waveguide or be constructed from a rectangular waveguide. The pin is expediently designed as a screw and is made of metal.

Auf diese Weise wird es möglich, die Bandbreite eines Hohlraumfilters über seinen gesamten Durchstimmbereich weitgehend konstant zu halten. Hierbei ist die Nachstimmung der Nebenkopplung nur in geringen Grenzen erforderlich.In this way it is possible to use the bandwidth of a cavity filter over its entire tuning range to be kept largely constant. The secondary coupling is only slightly retuned here Boundaries required.

An Hand der Zeichnung wird in einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt die The invention is described in more detail in an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows the

Fig. I einen Hohlleiterresonanzkreis mit rundem Querschnitt in einem Abstimmelement, dieFig. I a waveguide resonance circuit with a round cross-section in a tuning element, the

Fig.2 Diagramme, bei denen die Abhängigkeit der Bandbreite über der Frequenz aufgetragen ist, dieFig. 2 diagrams in which the dependency of the Bandwidth is plotted against the frequency that

F i g. 3 einen Hohlleiterresonanzkreis von rechteckigem Querschnitt mit Haupt- und Nebenkopplung und dieF i g. 3 shows a waveguide resonance circuit of rectangular cross-section with main and secondary coupling and the

Fig.4 den Ausschnitt eines Hohlleiterresonanzkreises mit einer Nebenkopplung.4 shows the section of a waveguide resonance circuit with a secondary coupling.

Die Fig. l wurde bereits zum Stand der Technik beschrieben. Es handelt sich hier um einen rundenFIG. 1 has already become the state of the art described. This is a round one

Hohlleiter 1 vom Durchmesser D, der durch zwei in Querschnittsebene angeordnete Trennwände la einen Resonanzkreis bildet. Diese Trennwände sind durch Koppelöffnungen 2 mit dem übrigen Hohlleiter verbunden. Ein Abstimmstift 3 ist in Pfeilrichtung verschiebbar und seine Eintauchtiefe in den Resonanzkreis 1 bestimmt die Resonanzfrequenz des Kreises 1.Waveguide 1 of diameter D, which forms a resonance circuit by means of two partitions la arranged in the cross-sectional plane. These partitions are connected to the rest of the waveguide by coupling openings 2. A tuning pin 3 can be displaced in the direction of the arrow and its immersion depth in the resonance circuit 1 determines the resonance frequency of the circuit 1.

Die F i g. 2 zeigt Diagramme, bei denen die Bandbreite über der Frequenz aufgetragen ist. Die Kurve a erhält man mit einer Anordnung gemäß der Fig. 1, mit unveränderbaren Kopplungen 2 zwischen Resonatoren 1. Die Koppelöffnungen 2 in Verbindung mit der Abstimmung gemäß der F i g. 1 (durch Stempel 3) beeinflussen die Abhängigkeit der Bandbreite von der Frequenz, und zwar \,i günstiger Weise, da bei Annäherung des Abstimmstempels 3 an das Maximum des elektrischen Feldes die Kopplung ansteigt und auf diese Weise dem Bandbreitenabfall bei tiefen Frequenzen entgegengewirkt wird.The F i g. 2 shows diagrams in which the bandwidth is plotted against the frequency. The curve a is obtained with an arrangement according to FIG. 1, with unchangeable couplings 2 between resonators 1. The coupling openings 2 in connection with the coordination according to FIG. 1 (through punch 3) influence the dependence of the bandwidth on the frequency, namely \, i in a favorable way, since the coupling increases as the tuning punch 3 approaches the maximum of the electric field and in this way the bandwidth decrease at low frequencies is counteracted.

Der verbleibende Frequenzgang der Bandbreite ist bei hohen Anforderungen an deren Konstanz unter Umständen noch zu groß. Die bei der Herstellung der Koppelöffnung auftretenden Toleranzen müs-en ausgeglichen werden. Aus diesen Gründen müssen die Kopplungen in einem gewissen, wenn auch geringen Umfang variabel sein. Bei der gewählten Kopplung a bereitet dies jedoch erhebliche Schwierigkeiten, da die Koppelöffnungen von außen schwer zugänglich und beeinflußbar sind.The remaining frequency response of the bandwidth is under high demands on its constancy Too big. The tolerances occurring during the manufacture of the coupling opening must be compensated for will. For these reasons, the couplings must be to a certain extent, albeit small Scope to be variable. With the selected coupling a, however, this causes considerable difficulties, since the Coupling openings are difficult to access and influence from the outside.

Die Erfindung sieht vor, am Rande der Resonatorzwischenwände eine induktiv wirkende Koppelöffnung 4 anzubringen. Solange diese Nebenkopplung dem Betrug nach kleiner ist als die kapazitive Hauptkopplung, überwiegt diese. Sie wird jedoch in ihrer Wirkung abgeschwächt, da die induktive Nebenkopplung gegenphasig gerichtet ist Die resultierende Bandbreite ist also verringert, wie dies in der Kurve b in der F i g. 2 dargestellt ist Die induktiv wirkende Nebenkopplung und damit auch die Gesamtkopplung, kann nun aber von außen leicht geändert werden und zwar durch Eintauchen eines Stiftes 5, der als Schraube ausgebildet sein kann (vgl. hierzu F i g. 3). Damit läßt sich die Bandbreite in dem gewünschten Umfang variieren (Kurven b, c und dm Fig.2). Ein vorgeschriebener Bandbreitenwert B = Bo läßt sich durch geeignete Wahl der Schraubeneintauchtiefe im ganzen Intervall HSfS exakt einstellen.The invention provides for an inductively acting coupling opening 4 to be attached to the edge of the resonator partition walls. As long as this secondary coupling is fraudulently smaller than the main capacitive coupling, it predominates. However, its effect is weakened, since the inductive secondary coupling is directed out of phase. The resulting bandwidth is therefore reduced, as shown in curve b in FIG. The inductive secondary coupling and thus also the overall coupling can now be easily changed from the outside by dipping a pin 5, which can be designed as a screw (see FIG. 3 in this regard). This allows the bandwidth to be varied to the desired extent (curves b, c and dm, FIG. 2). A prescribed bandwidth value B = Bo can be set exactly over the entire HSfS interval by a suitable choice of the screw immersion depth.

Die in der Fig.4 dargestellte Ausführungsform der induktiv wirkenden Koppelöffnung 4 bewirkt, daß die Mantelfläche der Schraube (nicht .xur die Stirnfläche) zur Kapazität beiträgt Das hat zur Folge, daß die Kopplungs- bzw. Bandbreitenänderung in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Schraube 5 gleichmäßig verläuft. Dadurch werden die Einstellarbeiten erleichtert. The embodiment shown in FIG inductive coupling opening 4 has the effect that the surface of the screw (not .xur the end face) contributes to the capacity This has the consequence that the coupling or bandwidth change as a function of from the immersion depth of the screw 5 runs evenly. This makes the adjustment work easier.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

t. Capacitively coupled and tunable cavity resonator filter with adjustable coupling and bandwidth, in which the coupling takes place through coupling openings in the partition walls between the resonance circuits of the filter and consists of a main coupling and a secondary coupling, the capacitively acting main coupling being arranged approximately in the middle of the partition opening takes place, characterized in that the secondary coupling consists of an inductively acting coupling opening (4) in the partition wall i \ a) which is arranged on at least one side of the filter between two resonance circuits (1) and which is held by a coupling opening in the wall of the filter is adjustable in the coupling opening (4) immersing pin (5)

2. Capacitively coupled cavity resonator filter according to claim 1, characterized in that the Filter runöea has waveguide cross-section

3. Capacitively coupled cavity resonator according to claim 1, characterized in that the filter has a rectangular waveguide cross-section

4. Capacitively coupled cavity resonator filter according to claim 1, characterized in that the Pin (5) commits from a screw

5. Capacitively coupled cavity resonator filter according to claim 4, characterized in that the Pin (5) is made of metal