DE2329555A1

DE2329555A1 - Hochpassfilter fuer den ghz-bereich

Info

Publication number: DE2329555A1
Application number: DE19732329555
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Feddern; Juergen Kurt Dipl Phys Vogel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1973-06-09
Filing date: 1973-06-09
Publication date: 1974-12-19

Description

Hochpaßfilter für den GHz-Bereich Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochpaßfilter, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben.
Insbesondere für den Fernsehrundfunk im GHz-Bereich werden in zunehmendem Maße Probleme aktuell, die an sich in niedrigeren Frequenzbereichen teilweise gelöst sind, wenn auch dort mit gänzlich anderen Mitteln. Es ist eine sehr wesentliche Forderung an jede Antennenanlage die, daß sichergestellt ist, daß die Antenne nur die Frequenzen in dem betreffenden Frequenzbereich empfängt, aber nicht selbst als Sender wirkt, und z,war insbesondere für die Grundwelle des in jedem Empfänger üblichen Hilfsoszillators bzw. örtlichen Oszillators.
Es ist inzwischen üblich, wegen der vorhandenen für die Fernsehbereiche geeigneten Antennenanlagen ein sogenanntes GHz-Fernsehen derart an diese bestehenden Antennenanlagen anzukoppeln, daß an die üblichen Antennenvers-turker zusätzlich ein Signal, z.B. im UHF-Bereich, eingespeist wird.
Das im GHz-Bereich liegende Fernsehsignal wird also mit Hilfe des örtlichen Oszillators, und zwar des GHz-Oszillators, in den UHF-Bereich umgesetzt.
Durch einige besondere Maßnahmen ist es möglich, die Abstrahlung der Oszillatorfrequenz durch die Antenne zu verhindern bzw. zu unterdrücken. Dazu bieten sich im wesentlichen drei Maßnahmen an, nämlich: Schaffung eines Bandpaßfilters zwischen Antenne und dem örtlichen Mischer und Anordnung der CXHz-Oszillatorfrequenz außerhalb dieses Bandes, vorzugsweise unterhalb dieses Bandes, oder Schaffung eines Saugkreises, ebenfalls eingesetzt an der gleichen Stelle wie oben genannt, der auf die GHz-Oszillatorfrequenz abgestimmt ist, oder Einfügung eines Hochpaßfilters, ebenfalls eingesetzt an der Stelle wie oben genannt, das also oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz durchlässig ist und unterhalb einer bestimmten Frequenz, närnlich der Grenzfrequenz, zunehmend höhere Dämpfungswerte aufweist und für das die GHz-Oszillatorfrequenz dann unterhalb dieser Grenzfrequenz liegen muß.
Für welche Ausführungsart man sich auch entscheidet, wichtig ist dabei die VenZrirklichung eines derartigen Filters, und im Gegensatz zu den bisherigen Forderungen in dieser Technik müssen derartige Filter wegen der zu en7artenden Massenproduktion einfach im Aufbau und in der Herstellung und damit preisgünstig sein.
Die Aufgabe nach der Erfindung bestand daher darin, eine Entscheidung für eine bestimmte Filterart zu treffen, und die Wahl fiel nach der Erfindung auf ein Hochpaßfilter aus oben genannten Gründen.
Hochpaßfilter in der Hohlleitertechnik sind an sich bekannt und bestehen im wesentlichen aus abgesetzten Hohlleiterabschnitten, d.h. die Innenabmessungen einer derartigen Ho}illeitung, die rechteckigen oder auch kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann, verengen sich an einer bestinmiten Stelle und erweitern sich dann gegebenenfalls wieder. Das verengte Stück in der Hohlleitung sperrt dabei bis zu einer bestimmten Frequenz, nämlich der Grenzfrequenz, wobei diese durch die Abmessungen der Leitung bestirnmt ist und die Größe der Dämpfung für eine bestimmte Frequenz unterhalb der Grenzfrequenz durch die Länge des verengten Abschnittes.
Andererseits sind GHz-Antennenanordnungen bereits bekannt.
Insbesondere für 12-GHz-Satelliten-Fernsehempfang sind 60 cm Durchmesser aufweisende Parabolspiegelantennen aus der "Funls-Technik" 1873, Nr. 4, S. 128 bekannt, deren Erreger auf einem Kunststoffkörper sitz-t. Dieser Kunststoffkörper ist im Spritzverfahren hergestellt und mit Ausnahme der Zone unterhalb des Subreflektors vollständig metallisiert. Damit stellt dieser Kunststoffkörper einen mit einem Dielektrikum gefüllten Hohlleiter dar, der aber wegen der durchgehenden Füllung mit diesem dielektrischen Körper in beiden Richtungen die Empfangsfrequenzen und auch die Oszillatorfrequenz gleichmäßig hindurchläßt, also der nicht als Filter wirkt bzw. wirken kann.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, insbesondere an dieser Stelle der Empfangsanlage das Filter, wie oben bereits ausgeführt, einzusetzen, obgleich der Einsatz des Filters nach der Erfindung an sich in jedem HohlleitungszuC möglich is-t.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe werden bei einem Hochpaßfilter der einK ¢,s genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen getroffen, wie im Kennzeichen des Patentanspruches 1 näher ausgeführt.
Weitere Ausgestaltungen der Erlindung sind in den Unteransprechen beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht eines Hochpaßfilters nach der Erfindung teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Einsatz des Hochpaßfilters nach der Erfindung in einer GHz-Antenne und Fig. 3 eine grafische Darstellung der Eigenschaften des Hochpaßfilters nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit 1 der Hohlleiter nach der Erfindung bezeichnet, bestehend aus einem Rohr, das an seinem Anfang und Ende z.B. Flansche 2 und 3 aufweisen kann. Diese Flansche können auch wetfallen,denn es ist in der Hohlleitertechnik durchaus üblich, Metallplatten am Anfang und am Ende anzuordnen und seitliche Koaxialstecker, wie bei 4 angedeutet, anzubringen. Durch diesen Hohlleiter, der aus Messing bestehen kann oder aus einem mindestens innen metallisierten Kunststoffrohr, sollen z.B. auf der in der Fig. 1 linken Seite die Empfangsfrequenzen E eingekoppelt werden in dem Frequenzbereich von etwa 11,8 bis 12,2 GHz. Auf der rechten Seite soll der Anschluß zum Mischer sein. Hier tritt also die Oszillatorfrequenz f0 ein und soll nicht den Hohlleiter durchlaufen können. Aus diesem Grunde ist der Innendurchmesser des Hohlleiters 1 derart klein gewählt, daß seine Grenzfrequenz f oberhalb der Oszillatorfrequenz f0 und unterhalb der Smpfangsfrequenzen fE liegt. Der Hohlleiter ist an seinem Anfang und Ende mit einem zylindrischen Körper 5 gefüllt, der den gesamten Innenraum über eine Länge a ausfüllt. Dieser Körper bzw. diese Füllung 5 weist ein von 2,5 auf, besteht also z.B. aus Teflon bzw. aus Polytetrafluoräthylen. Zur Impedanzanpassung können die Körper 5 einen konzentrisch angeordneten kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Dorn 6 tragen, der sich über die axiale Länge c erstreckt und als /4-Transformator wirkt.
Dieser dient zur Impedanzanpassung, wozu ebenfalls noch -falls erforderlich - ein oder mehrere Schrauben 7 angeordnet werden können, wie allgemein in der Hohlleitertechnik üblich. Ein sehr gut arbeitendes Ausführungsbeispiel brachte eine Dämpfung von größer 60 db für Oszillatorfrequenzen von 11,33 bis 11,41 GHz, und hierbei war der Innendurchmesser des Rohres etwa 15 mm, die Längen a nach Fig. 1 etwa 53 mm, die Länge b nach Fig. 1 etwa 200 mm, die Längen c nach Fig. 1 etwa 11 mm und die Länge d nach Fig. 1 etwa 27 mm.
Fig. 2 zeigt den Einsatz einer Hohlleitung nach Fig. 1 in einer Antenne. Mit 8 ist der Parabolspiegel bezeichnet, mit 9 der Subreflektor, und die Leitung 1 dien-t als Verbindung von einer Anordnung, die in dem Kasten 10 vorhanden sein kann, zu diesem Subreflektor 9 und ist bei 11 durch den Parabolspiegel 8 hindurchgesteckt. In dieser Ausführung ist erkennbar, daß auf dem Ende an dem Subreflektor 9 kein Flansch vorhanden sein muß, auch muß dieser nicht unbedingt an dem in Fig. 2 gezeichneten rechten Ende vorhanden sein. Das Rohr 12 kann aus Kunststoff oder Metall bestehen und hält das Rohr 1 über eine gewisse axiale Länge. Hier ist der Konstrukteur aber sehr frei, denn wie weit der Hohlleiter 1 bzw. das Rohr durch die Antenne hindurchgeschoben werden kann, richtet sich danach, welche Öffnung die Antenne hat, wie der Subreflektor 9 ausgebildet ist, welche Dämpfung erreicht werden soll usw. In dem Bereich 14 ist der Hohlleiter 1 bzw. das Rohr nicht aus Metall bzw.
nicht metallisiert, damit die Mikrowelle austreten kann.
In fig. 3 ist f0 die Oszillatoifrequenz von z.B. 11,4 GHz, die Grenzfrequenz von z.B. 11,6 GHz des Hochpaßfilters nach der Erfindung und fE bezeichnet die Empfangsfrequenzen im Bereich von z.B. 11,8 bis 12,2 GHz.
Die Kennlinie 13 zeigt den Dämpfungsverlauf eines Hohlleiters 1 nach Fig. 1.
PATENTANSPRÜCHE:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Hochpaßfilter für den GHz-Bereich, bestehend aus einer Hohlleitung und z.B. angeordnet zwischen einer Antenne und einem an diese angeschlossenen Mischer, zwecks Verhinderung des Austritts bzw. der Ab strahlung der Oszillatorfrequenz aus bzw. durch die Antenne, dadurch gelLennzeichnet, daß die Hohlleitung aus einem über die Gesamtlänge mindestens einen gleichmäßigen, die Grenzfrequenz bestimmenden Innendurchmesser aufweisenden Hohlleiter besteht, an dessen Anfang und Ende je eine vorzugsweise mindestens etwa eine Wellenlänge #Hlange Füllung mit einem Dielektrikum mit einem #größer als 1,5 angeordnet ist.
2. Hochpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter aus einem Rohr besteht.
3. Hochpaßfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus Messing oder aus einem mindestens innen metallisierten Kunststoffrohr besteht.
4. Hochpaßfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr etwa 300 mm lang ist und daß die beiden Füllungen je etwa 50 mm lang und der frei bleibende Raum zwischen diesen etwa 200 mm lang ist.
5. Hochpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus Polytetrafluoräthylen besteht.
6. flochpaßfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Nähe der beiden Enden des Hohlleiters eine Ankopplungsvorrichtung für einen Koaxialanschluß aufweist.
7. Hochpaßfilter nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nur in der Nähe des einen Endes des Hohlleiters eine Auskopplungsvorrichtung für einen Koaxialanschluß aufweist und auf dem anderen Ende den Erreger einer Parabolantenne trägt.
8. Hochpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Grenzfrequenz von etwa 11,6 GHz aufweist.
9. Hochpaßfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Zuleitung zum Erreger einer Parabolantenne, ausgelegt für den Empfangsbereich von 11,8 bis 12,2 GHz, angeordnet ist.
10. Hochpaßfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Füllung zuei Abschnitte aufweist, deren einer etwa 50 mm lang ist und den gesamten Innenraum ausfüllt und deren anderer etwa 11 mm lang ist und einen A/t-Trafo darstellt.