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5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die berechneten Korrekturwerte in entsprechende Frequenzverschiebungen geeigneter
Phasenpunkte des eingangsseitigen Reflexionsfaktors des ausgangsseitig kurzgeschlossenen
Filters umgerechnet werden und die Einstellung der Abstimmeinrichtungen anhand dieser
VeFschiebungen kontrolliert wird.
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6. Verfahren nach Anspruch~1. 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung zur Feststellung der Ist-Frequenzlagen, die Auswertung der Ablagen
von den Sollfrequenzen und die Ermittlung der Korrekturgrößen für die Abstimmeinrichtungen
durch einen Meßplatzrechizer vorgenommen wird.
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7. Verfahren nach Anspruch-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung
der Abgleichvorrichtung durch den Meßplatzrechner vorgenommen wird.
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Schrauben ausgestattet, die es erlauben, die einzelnen Filterelemente
in ihrer elektrischen Wirkung so zu verändern, daß die Einflüsse der Fertigungstoleranzen
möglichst weitgehend kompensiert werden und damit das Übertragungsverhalten des
Filters möglichst wenig von dem theoretisch vorgegebenen Übertragungsverhalten abweicht.
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Beim Abgleich werden üblicherweise die einzelnen Abstimmeinrichtungen
nacheinander so eingestellt, daß mit jeder Iieuefl Einstellung eine immer bessere
Annäherung des tatächlichen Übertragungsverhaltens an das theoretisch vorgegebene
Übertragungsverhalten erreicht wird. Da die verschiedenen Abstimmeinrichtungen nicht
unabhängig voneinander wirken, müssen nach jeder Einstellung irgendeiner Ab-«.timmcinrichtung
die vorangegangenen Einstellungen der übrigen Abstimmeinrichtungen entsprechend
nachkorrigiert werden. Aus diesem Grunde ist der Abgleich, insbesondere bei höhergradigen
Filtern, sehr mühselig und zeitaufwendig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren
zu finden, das es ermöglicht, für jede Abstimmeinrichtung ein unabhängiges Abgleichkriterium
anzugeben, so daß jedes Filterelement für sich getrennt auf seinen Sollwert gebracht
werden kann und damit nach einer nur einmaligen Einstellung aller.Abstimmeinrichtungen
das Übertragungsverhalten insgesamt den theoretisch vorgegebenen
Verlauf
annimmt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus der Messung
der Frequenzlagen geeigneter Phasenpunkte des eingangsseitigen Reflexionsfaktors
bei Kurzschluß am Ausgang des Filters die jeweilige Ablage vom theoretisch vorgegebenen
Sollwert ermittelt wird und daraus die zum Abgleich erforderlichen Korrekturen der
einzelnen Abstimmeinrichtungen berechnet werden.
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Der Vorteil der angegebenen Vorgehensweise liegt zum einen darin,
daß alle Abstimmeinrichtungen nur einmal entsprechend clen berechneten Korrekturgrößen
einzustellen sind und die sonst übliche Nachkorrektur der übrigen Abstimmeinrichtungen
entfällt, was zu einem gegenüber dem herkömmlichen Vorgehen wesentlich schnelleren
und vereinfachten Abgleichverfahren führt. Ein weiterer Vorteil, der jedoch nicht
direkt erkennbar ist, liegt darin, daß die zur Berechnung der Korrekturwerte erforderlichen
Berechnungsvorschriften sehr einfach sind, weil die zum Abgleich verwendete Eigenschaftsfunktion
des Filters (die Frequenzlagen bestimmter Phasenpunkte des Eingangsreflexionsfaktors)
im Gegensatz zu den sonst beim Abgleich üblicherweise betrachteten Eigenschaftsfunktionen
(Dämpfung, Reflexionsfaktorbetrag) in einem weitgehend linearen Zusammenhang mit
den beim Abgleich auftretenden Korrekturen der Abstimmeinrichtungen steht. In dies
Em
Fall können die Korrekturwerte aus sehr einfachen li-Ileareil Überlagerungen der
gemessenen Frequenzablagen gewonnen werden.
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Über die disbezüglichen mathematischen Grundlagen wurde von K. Antreich,
E. Gleißner und G. Müller in der NTZ 28 (1975) 6 in ihrem Aufsatz "On Computer Aided
Tuning of Electrical Networke" berichtet. Uber die Anwendung des Verfahrens bei
Mikrowellenfiltern berichtete G. Müller in Proc. ISCAS 1976 im Aufsatz ??On Computer
Aided Tuning of Microwave Filters??, wo insbesondere auch auf die Bestimmung der
für die Berechnung der Korrekturen der Abstimmeinrichtungen nötigen Linearfaktoren
eingegangen wird.
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Wegen des kurzgeschlossenen Filterausgangs liefert das dem Ausgang
am nächsten benachbarte Filterelement keinen Beitrag zur Phase des Eingangsreflexionsfaktors.
Daher ist es zweckmäßig, dieses Filterelement nach erfolgtem Abgleich aller übrigen
Elemente für sich getrennt abzugleichen, wobei das Filter mit dem Nennabschluß abgeschlossen
wird.
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Sind die Elementefehler vor Abgleich so groß, daß die lineare Beziehung
zwischen Elementeänderungen und Frequenzverschiebung des Phasenverlaufs des eingangsseitigen
Reflexionsfaktors nicht mehr hinreichend genau gilt, so daß der Abgleich nach dem
ersten Schritt noch nicht zufriedenstellend
ist, ist es zweckmäßig,
den Abgleich wiederholt auszuführen.
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In solchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, vor Abgleichbeginn
einen Grobabgleich einzelner Elemente durchzuführen, z.B. eine Einstellung der Abstimmschrauben
mittels einer Schablone.
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In Fällen, wo eine direkte Kontrolle bei der Einstellung der Abstimmeinrichtungen
gemäß den berechneten Korrekturentechnisch nicht möglich ist, ist es zweckmäßig,
die berechneten Korrekturwerte in entsprechende Frequenzverschiebun gen geeigneter
Phasenpunkte des eingangsseitigen Reflexionsfaktors umzurechnen und die Einstellung
anhand dieser Verschiebungen zu kontrollieren.
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Eine besonders zweckmäßige Anwendung des Verfahrens wird dadurch erreicht,
daß die Steuerung zur Feststellung der Ist-Frequenzlagen, die Auswertung der Ablagen
von den Sollfrequenzen und die Ermittlung der Korrekturgrößen für die Abstimmeinrichtungen
durch einen Neßplatzrechner vorgenommen wird.
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Bei einer-geeigneten Abgleichvorrichtung kann der Abgleich vollautomatisch
erfolgen, wobei es zweckmäßig ist, die Steuerung der Abgleichvorrichtung durch den
Neßplatzrecher
vornehmen zu lassen.
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in der nachstehenden Beschreibung und in der Zeichnung sei der Erfindungsgedanke
noch näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild
eines aus mehreren gekoppelten Resonatoren bestehenden Filters im Schema mit dem
Verlauf der Phase des eingangsseitigen Reflexionsfaktors bei kurzgeschlossenem Filterausgang,
Fig. 2 den Aufbau eines Abgleichplatzes mit Rechnerunterstützung im Blockschaltbilds
Fig. 3 eine Anordnung zum vollautomatischen Abgleich im Blockschaltbild.
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Fig. 1 zeigt ein mehrkreisiges Filter, bestehend aus den Resonatoren
R1 bis R5, die durch die Koppler K 2 bis K5 gekoppelt sind. Weiterhin ist der erste
Resonator R1 mit dem Filtereingang E durch den Koppler Kl und der letzte Itesonator
R5 mit dem Filterausgang A durch den Koppler K6 gekoppelt. Das darüberliegende Diagramm
zeigt den Phasenverlauf des am Eingang E gemessenen Reflexionsfaktors des am Ausgang
A kurzgeschlossenen Filters in Abhängigkeit der Frequenz f. Dabei stellt'die durchgezogene
Linie den Sollverlauf und die gestrichelte Linie den Istverlauf dar.
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Heim Abgleich wird nun die Frequenzlage aller Punkte gemessen, an
denen die Phase die Werte 00, +90 und 1800 annimmt, und es werden die Ablagen von
den entsprechenden Sollpunkten bestimmt. Aus diesen Ablagen, die im Diagramm durch
Pfeile gekennzeichnet sind, können nun die Korrekturen für die Resonatorfrequenzen
und die Koppelfaktoren berechnet werden.
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Nach der Durchführung dieser Korrekturen stimmt normalerweise der
Istverlauf mit dem Sollverlauf überein. Falls die Fehler der Elemente vor dem Abgleich
so groß waren, daß die Übereinstimmung zwischen Ist- und Sollverlauf nach dem Abgleich
noch nicht zufriedenstellend ist, kann der Abgleich wiederholt werden.
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Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines rechnergestützten Abgleichplatzes
zur Anwendung des Verfahrens. Der Meßplatzrechner MR steuert die Frequenz des Generators
G, der das Filter F speist. Der Eingangsreflexionsfaktor wird durch die Meßeinrichtung
M gemessen, gegebenenfalls auf einer Bildschirmanzeige BA dargestellt, und dem Meßplatzrechner
zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Der Meßplatzrechner MR erhöht nun schrittweise
die Frequenz des Generators G, um alle Punkte zu finden, an denen die Phase 00,
t900 oder 1800 durchläuft. Sind diese Frequenzen gefunden, berechnet der Meßplatzrechner
die Korrekturen für die einzelnen Abstimmeinrichtungen 1 und gibt sie z.B. auf ein
Sichtgerät SG
aus. Nach der Neueinstellung der Abstimmeinrichtungen
1 durch das Bedienungspersonal, entsprechend den angezeigten Korrekturwerten,kann
der Prozeß erneut über das Eingabegerät EG gestartct werden.
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Fi. 3 zeigt einen ähnlichen Aufbau, bei dem die Neueinstellang der
Abstimmeinrichtungen 1 jedoch durch eine automatische, von Meßplatzrechner MR gesteuerte
Abgleichvorrichtung AV vorgenommen wird.
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