DE2732809A1

DE2732809A1 - Herstellungsverfahren fuer ein hochpassfilter fuer millimeterwellen und nach diesem verfahren hergestelltes filter

Info

Publication number: DE2732809A1
Application number: DE19772732809
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Boujet
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DK337377A; CA1090893A; BE856570A; GB1550295A; US4155058A; IE45174L; IE45174B1; FR2360185A1; LU77798A1; IT1114895B; JPS5315730A; DE2732809C2; FR2360185B1; NL7708339A

Description

HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR EIN HOCHPASSFILTER FÜR MILLIMETERWELLEN UND NACH DIESEM VERFAHREN HERGESTELLTES FILTER

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochpassfilter für Millimeterwellen der Doppelhohlleiterbauweise, d.h. mit einem Metallkörper, der einen Kanal aufweist, welcher über seine gesamte Länge hinweg durch einen Metallstreifen geteilt ist und zwei Hohlleiter bildet, wobei die Hohlleiter zwischen jedem ihrer Enden und dem Mittelpunkt in ihren Abmessungen abnehmen.

Höchstfrequenzfilter bestehen aus einem Hohlleiterabschnitt mit reduziertem Querschnitt, der lediglich die oberhalb einer Grenzfrequenz liegenden hohen Frequenzen durchläßt. Für niedrige Frequenzen verhält sich ein derartiges Filter wie ein Kurzschluß und reflektiert die gesamte Energie zum Eingang zurück.

Hochpassfilter gibt es in Form von rechteckigen Hohlleitern, Rundhohlleitern, Halbrundhohlleitern und gemischten Hohlleitern.

Ein Filter der Doppelhohlleiterbauweise besteht aus zwei Hohlleitern, beispielsweise halbrunden Hohlleitern, die in einem Metallkörper vereinigt sind, der einen Kanal aufweist, welcher durch einen Metallstreifen unterteilt ist. Ein derartiges Filter kann beispielsweise in Verbindung mit Kopplern halbkreisförmigen Querschnitts am Eingang oder am Ausgang in einem Diplexer verwendet werden, wie er in der FR-PS 73 34

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beschrieben wird. Der die beiden Hohlleiter eines derartigen Kopplers trennende Metallstreifen, der die Koppellöcher aufweist, ist sehr dünn. URi einen derartigen Koppler an ein Filter der Doppelhohlleiterbauweise anschließen zu können, muß die Stärke des Metallstreifens am Eingang des Filters gleich der Stärke des Metallstreifens des Kopplers sein.

Es sind Herstellungsverfahren für ein derartiges Filter bekannt, bei denen Kupfer auf einen Dorn geeigneter Form abgeschieden wird. Nach Ausbildung einer ausreichend dicken Kupfer-

dejp schicht wird der Dorn aufgelöst. Aufgrund/sich verjüngenden Form des Filters ist es unmöglich, den Dorn anders zu entfernen. Dieses Verfahren ist relativ teuer, da man Dorne mit sehr genauer Form benötigt, die jedoch dann nur einaal verwendet werden können. Jedoch sind die elektrischen Leistungen der so hergestellten Filter sehr gut und die Übertragungsverluste sind sehr niedrig, etwa 0,1 dB.

Die Herstellung eines derartigen Filters durch Gießen scheint nicht durchführbar zu sein, da das Gießen eines sehr dünnen Metallstreifens sehr schwierig ist und der Dorn oder Kern chemisch aufgelöst werden muß und nicht wieder verwendet werden kann. Man könnte auf die Idee kommen, zunächst zwei Hälften des Filters zu gießen und anschließend die Filterhälften unter Zwischenlegung eines Metallstreifens zusammenzubauen. Bei einem derartigen Verfahren könnte eine Form wieder verwendet werden und man erhielte Filter mit sehr dünnen Metallstreifen. Jedoch sind die Übertragungsverluste eines derartigen Filters wesentlich höher als im weiter oben beschriebenen Fall/ da an

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den Enden der halbkreisförmigen Hohlleiter keine mechanische und elektrische Kontinuität mehr gegeben ist. Jedoch ist bekannt, daß diese Eckenbereiche in einem Hochpassfilter halbkreisförmigen Querschnitts Bereiche mit besonders starken elektromagnetischen Strömen darstellen, die stärker sind als in einem halbkreisförmigen Hohlleiter mit konstantem Radius (beispielsweise einem Koppler).

Ziel der Erfindung ist daher die Herstellung eines Hochpassfilters der angegebenen Bauweise, dessen Herstellungspreis nicht sehr hoch ist und dessen elektrische Eigenschaften ausgezeichnet sind.

Dieses Ziel wird durch das Verfahren gemäß Hauptanspruch erreicht.

Das nach diesem Verfahren hergestellte Filter gemäß den Unteransprüchen ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beil Leganden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. la, Ib und Ic zeigen im Schnitt, bzw. den beiden Vorderansichten, eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Filters.

Fig. 2 zeigt die Form, dia im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird.

Fig. Ib zeigt im Schnitt eine Hälfte eines Filters der Doppelhohlleiterbauweise gemäß der Erfindung. Jede Filterhälfte umfaßt an jedem Ende einen Flansch 1 bzw. 2; der Flansch 1 dient zur Verbindung der beiden Filcorhälfton, während dor Flansch die Verbindung zu irgend ainem Abschnitt des Hohlleiterkreises herstellt, in den das Filter eingeschaltet werden soll«

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Die in Fig. Ib dargestellte Filterhälfte besteht aus einem Stück und wird in einer Form, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, hergestellt. Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Filters besteht darin, daß der zentrale Metallstreifen 3, der die Basis der beiden halbkreisförmigen Hohlleiter 4 und 5 bildet, eine Stärke aufweist, die zwischen dem Endflansch 2 und dem Verbindungsflansch 1 linear abnimmt. Der Radius der beiden Hohlleiter, die im übrigen dieselbe Form aufweisen, nimmt zwischen dem Flansch 2 und dem Flansch 3 gemäß einem vorbestimmten Gesetz ab, gemäß dem ein niedriges Stehwellenverhältnis? zv/ischen dem Flansch 2 und dem Flansch 1 gewährleistet ist. In Fig.Ia sieht man den Flansch 1 von vorne und dia beidan halbkreisförmigen Hohlleiter 4 und 5. In Fig. Ic wird dr;r andere Flansch 2 von vorna gezeigt.

Die Stärke des Metallstreifons nimmt von 0,2 mm, diu der Stärke de3 Motallstreifons in den Kopplern entspricht, auf 4 mm in Höhe dar Trennebene :ju. Aufgrund der größeren Stärke des MetaLlstroifens breitet sich das Metall boirn Gießen zwischen den beiden Kernan gut aus. Dank der Trennung des Filters in der Mitte dar Verengung können die Kerne nach dem Guß leicht entfernt werden, zumal die Abmessungen der Kerne von der Trennabono aus ntändig zunahmen und der Metallstreifen 3 weniger empfindlich als dar dünne herkömmliche Metallstreifen ist.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Form, in der eine FilterhälftG, wie sie in Fig. Ib dargestellt ist, gegossen wird. Diese Form besteht aus zwei Hälften 6 und 7, die die äußere Form der Filterhälfte bestimmen. Im Innern dieser Fonnhälften werden

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zwischen zwei Befestigungsköpfen 10 und 11 zwei Kerne 8 und 9 befestigt. Die Befestigungsköpfe werden in entsprechenden Hohlräumen gehalten, die in den Halbformen vorgesehen sind. Die beiden Kerne haben dieselbe Form und bestimmen die Innenform der beiden Hohlleiter mit halbkreisförmigem Querschnitt in der hier betrachteten Filterhälfte.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, eine derartige Form aufzubauen, schmelzflüssiges Metall unter niedrigem Druck in die Formen zu gießen, das Metall abkühlen zu lassen, die beiden Formhälften zu öffnen, die beiden Befestigungsköpfe 10 und 11 zu entfernen und anschließend die beiden Kerne nach rechts in der Fig. 2 herauszunehmen. Die Kerne sind wiederverwendbar, beispielsweise für die Herstellung der zweiten Hälfte desselben Filters.

Selbstverständlich kann man jedoch auch durch einfachen Austausch der Kerne die Radien der Hohlleiter ändern und so z.B. Filter herstellen, deren Eingangaradius vom Ausgangsradius verschieden lst_# Da die Kerne nicht nach jedem Gießvorgang zerstört werden, zeichnen sich die so hergestellten Filter durch eine sehr hohe Reprodüktionsgenauigkeit aus. Außerdem ist darauf hinzuweisen, da· die Flansche im selben Arbeitsgang hergestellt werden, was bei de« Verfahren mit Aufdampfen einer leitenden Schicht nicht der Fall ist.

Da das Filter entlang einer Ebene getrennt ist, die senkrecht zur Filterachse verläuft, werden die elektromagnetischen Ströme im Hohlleiter weniger durch Kontaktfehler gestört, als WMm da* Filter entlang einer durch seine Achse verlaufenden f«teilt würde,

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Durch die Verbindung zweier Hälften, wie sie in Fig. Ib dargestellt ist, wird in die Hohlleiterachsen eine Krümmung eingeführt, jedoch liegt die Ebene dieser halbkreisförmigen Krümmung so, daß keine Störwellentypen entstehen, wenn der Krümmungsradius derart gewählt ist, daβ die Entstehungebereiche für Störwellen der Typen TE12 und TE22 außerhalb des Nutzbandes liegen.

nachfolgend werden beispielhafte Abmessungen für ein erfindungsgemäßes Filter angegeben, dessen Trennfrequenz bei 38,75 GHz liegt χ

Eingangsradius 8,2 mm, Ausgangsradius 6,75 mm, Radius in Höhe der Trennebene 4,74 mm. Stärke des Metallstreifens an don Enden 0,2 mm. Stärke des Metallstreifens in Höhe der Trennebene 4 mm, Übertragungsverlust 0,1 dB.

Es wurde festgestellt, daß man durch einfaches Niederdruckgießen mit einer Aluminiumlegierung mit 7% Siliziumgehalt eine derart hohe Genauigkeit für die Hohlleiter erhält« daß eine mechanische Bearbeitung der Oberflächen nach dem Gießvorgang überflüssig war.

Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich auch Filter vorgesehen werden, deren beide Hohlleiter rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen oder deren beide Hohl-' leiter verschiedenen Typs sind«

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Claims

Fo Io 490 D

2 0.

COMPAGNIE INDUSTRIELLSTES ''TELECOMMUNICATION;

CIT-ALCA⁵TETTTf ΓΑ . 12, rue de la Bauma, 75000 PARIS, Frankreich

PATENTANSPRÜCHE

i/-" Herstellungsverfahren für ein Hochpass filter für Millimeterwellen der Doppelhohlleiterbauweise, d.h. mit einem Metallkörper, der einen Kanal umschließt, welcher durch einen Metallstreifen über seine gesamte Länge hinweg unterteilt ist und zwei Hohlleiter bildet, deren Abmessungen zwischen jedem ihrer Enden und dem Mittelpunkt abnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Form für eine Hälfte des Filters vorgesehen wird, wobei die Trennebene in etwa senkrecht zu den Hohlleiterachsen verläuft, daß anschliessend in diese Form zwei den beiden Hohlleiterabschnitten antsprechende Kerne eingesetzt werden, deren Abstand zueinander zwischen der Trennebene und dem Ende abnimmt, daß in die Form schmelzflüssiges Metall gespritzt wird, daß die beiden Kerne und die Form entfernt werden und daß schließlich die so gegossenen beiden Hälften zu einem Filter zusammengebaut werden.

2 - Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestelltes Hochpassfilter für Millimeterwellen der Doppelhohlleiterbauweise, d.h. mit einem Metallkörper, der einen Kanal umschließt, welcher durch einen Metallstreifen über seine gesamte Länge

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hi ην/eg unterteilt ist und zwei Hohlleiter bildet, deren Abmessungen zv/ischen jedem ihrer Enden und dem Mittelpunkt abnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Hälften besteht, deren Verbindungsebene in etwa senkrecht zu den Achsen der Hohlleiter (4, 5) verläuft, und daß der Metallstreifen (3) integraler Bestandteil der Metallkörper ist und seine Dicks zwischen der Verbindungsebene und den Enden abnimmt.

3 - Filter nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß jede Hälfte mit einem Endflansch (2) versehen ist, der integraler Bestandteil des Metallkörpers ist.

4 - Filter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlleiter (4, 5) Hohlleiter mit Halbkreisquerschnitt gleicher Abmessungen sind.

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