DE3147055A1 - STRIP LINE FILTER - Google Patents

STRIP LINE FILTER

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DE3147055A1
DE3147055A1 DE19813147055 DE3147055A DE3147055A1 DE 3147055 A1 DE3147055 A1 DE 3147055A1 DE 19813147055 DE19813147055 DE 19813147055 DE 3147055 A DE3147055 A DE 3147055A DE 3147055 A1 DE3147055 A1 DE 3147055A1
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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 81/62Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 81/62

Theodor-Stern-Kai 1 Wn-zgTheodor-Stern-Kai 1 Wn-zg

D-6000 Frankfurt 70D-6000 Frankfurt 70

StreifenleitungsfilterStripline filter

Die Erfindung betrifft ein Streifenleitungsfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a stripline filter according to the preamble of claim 1.

Ein solches Streifenleitungsfilter ist bekannt aus der US-Patentschrift 3 659 205, wo es zwischen dem Eingang und der Mischdiode eines UHF-Tuners liegt. Unpraktisch ist bei diesem bekannten Streifenleitungsfilter, daß zur Abstimmung der beiden abgestimmten Streifenleitungen gesonderte Trimmkondensatoren vorgehen sind. Wollte man außerdem mit der bekannten Filteranordnung höhere Anforderungen erfüllen und auch zu niedrigeren Arbeitsfrequenzen übergehen, so würden sich unzuträglich große Abmessungen ergeben-, wenn man die Verwendung zusätzlicher Trimm-Bauelemente vermeiden will.Such a stripline filter is known from U.S. Patent 3,659,205 where it lies between the input and mixer diode of a UHF tuner. Is impractical at this known stripline filter that separate trimming capacitors for tuning the two tuned striplines proceed. Would you also want to work with the known filter arrangement meet higher requirements and also go over to lower working frequencies, the result would be inappropriately large dimensions - if the Want to avoid using additional trim components.

- 5 - 81/62- 5 - 81/62

Im Zusammenhang mit Tiefpaßfiltern ist es zur Reduzierung der Abmessungen bereits bekannt, in einem Streifenleitungsfilter enthaltene Leitungen mit der Wirkung von Induktivitäten zu falten, wobei die Abstände zwischen den Falten entweder so gewählt werden, daß die Palten ohne elektrischen Einfluß bleiben (GB-PS 579 414) oder daß die absichtlich gering gewählten Abstände bestimmte elektrische Wirkungen haben (DE-AS 19 26 501).In connection with low-pass filters, it is already known to reduce the dimensions in a stripline filter contained lines to fold with the effect of inductances, with the distances between the folds either be chosen so that the gaps remain without electrical influence (GB-PS 579 414) or that the deliberate selected small distances have certain electrical effects (DE-AS 19 26 501).

Die Faltung von als Induktivität wirkenden Streifenleitern s~* genügt aber nicht, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, zumal allein als Induktivitäten wirkende Streifenleiter in Streifenleitungsfiltern mit abgestimmten Streifenleitungen meist gar nicht vorkommen» 15However, the folding of strip conductors s ~ * acting as inductors is not sufficient to achieve the object of the present invention, especially since strip conductors acting solely as inductors do not usually occur in strip line filters with matched strip lines »15

Aufgabe der Erfindung ist es, die Abemssungen eines Streifenleitungsfilters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches möglichst gering zu halten.The object of the invention is to reduce the dimensions of a strip line filter to keep as low as possible according to the preamble of the patent claim.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben, woraus sich unter anderem auch noch der Vorteil ergibt, daß keine gesonderten Trimm-Bauelemente benötigt werden.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous further developments are set out in the subclaims indicated, from which, among other things, there is also the advantage that no separate trim components are needed.

Der Erfindung liegen folgende Gedanken zugrundesThe invention is based on the following ideas

Bei den gebräuchlichen Streifenleitungsfiltern mit abgestimmten Streifenleitern als Resonatoren ist die Kopplung der Resonatoren über die gesamte Resonatorlänge verteilt mit dem Nachteil, daß die Abstände zwischen diesen Resonatoren relativ groß sein müssen (in der Regel größer als dieIn the case of the common stripline filters with matched striplines as resonators, the coupling the resonators distributed over the entire resonator length with the disadvantage that the distances between these resonators must be relatively large (usually larger than the

- 6 - 81/62- 6 - 81/62

Leiterbreite bei relativen Bandbreiten von weniger als 30 %). Bei großen Abständen sind die Streufelder, welche auf die Kopplung einwirken, entsprechend groß, so daß nicht angekoppelte Leitungsstücke weit entfernt angeordnet werden müssen,Conductor width with relative bandwidths of less than 30 %) . In the case of large distances, the stray fields that act on the coupling are correspondingly large, so that line sections that are not coupled must be arranged far away.

Demgegenüber ist bei dem Streifenleitungsfilter nach der Erfindung die Kopplung auf einen kleinen Teil der Resonatoren beschränkt, was zu kleinen Abständen im Kopplungsbereich führt mit geringen Streufeldern in der Nachbarschaft dieser Koppelzonen und damit besserer Platzausnutzung der Flächen neben den Koppelzonen (nicht angekoppelte Leitungen können näher an die Koppelzonen herangerückt werden). Außerdem wird es möglich, die Koppelstrukturen zu falten, da sich Koppelzonen ungefähr gleicher elektrischer Längen einander gegenüber liegen (bei großen Spaltbreiten würde die Differenz der elektrischen Längen zu groß).In contrast, the strip line filter according to the invention the coupling is limited to a small part of the resonators, which leads to small gaps in the coupling area leads to low stray fields in the vicinity of these coupling zones and thus better space utilization of the surfaces next to the coupling zones (lines that are not coupled can closer to the coupling zones). Also will it is possible to fold the coupling structures as there are coupling zones approximately equal electrical lengths are opposite each other (with large gap widths the difference of the electrical lengths too great).

Anhand der Zeichnungen werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
,.-.-..Three exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of the drawings.
,.-.- ..

Die Figuren 1. und 3 zeigen die Leitungs- und Richtkoppler-Figures 1. and 3 show the line and directional coupler

strukturen je eines Filters als Dünnfilmschaltung auf einem 2n χ 2" Keramiksubstrat, structures of a filter as a thin-film circuit on a 2 n χ 2 "ceramic substrate,

die Figur 5 eine ähnliche Anordnung auf einem 2,5" χ 2,5" Bariumtetratitanatsubstrat und
die Figuren 2, 4 und 6 die zugehörigen Schaltbilder«FIG. 5 shows a similar arrangement on a 2.5 "χ 2.5" barium tetratitanate substrate and
Figures 2, 4 and 6 the associated circuit diagrams «

Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 1 und 2 für 222 MHz ist ein vierkreisiges Filter, dessen.Resonatoren 1 bis 4 durch ?V/4 lange Streifenleitungen gebildet werden, die wie auch bei den anderen Figuren von Massepotentialstreifen M ausgehen und als offene abgestimmte Leitungen mit der Länge einer viertel Wellenlänge bei einer Polfrequenz des Streifenleitungsfilters ausgebildet sind. Die Kopplung zwischen denThe strip line filter according to FIGS. 1 and 2 for 222 MHz is a four-circuit filter, whose resonators 1 to 4 pass through ? V / 4 long striplines are formed that like also with the other figures of ground potential strips M and proceed as open tuned lines with a length of a quarter wavelength at a pole frequency of the stripline filter are trained. The coupling between the

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Resonatoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 wird dadurch erreicht, daß ein Teil der Resonatoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 als Streifenleitungsrichtkoppler K12 bzw. K34 ausgelegt sind mit einem Wellenwiderstand Z. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 2 und 3 übernimmt ein Strexfenleitungsrichtkoppler K23 ebenfalls mit dem Wellenwiderstand Z. Die Resonatoren- und Streifenleitungsrichtkopplerstrukturen des gezeigten Streifenleitungsfilters sind mehrfach gefaltet. Das Streifenleitungsfilter benötigt keinen Abgleich, da die mechanischen Toleranzen der Dünnfilmschaltung so klein sind, daß deren Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften unbedeutend bleibt. Wie bei den anderen Figuren ist die Eingangsklemme E bzw. die Ausgangsklemme A an einen Punkt zwischen den beiden Enden des ersten bzw. letzten Resonators angeschlossen.Resonators 1 and 2 or 3 and 4 is achieved by using some of the resonators 1 and 2 or 3 and 4 as stripline directional couplers K12 and K34 are designed with a characteristic impedance Z. The coupling between the resonators 2 and 3 are handled by a Strexfenleitungsrichtungskoppler K23 also with the characteristic impedance Z. The resonators and Stripline directional coupler structures of the stripline filter shown are folded several times. The stripline filter does not require any adjustment, since the mechanical tolerances of the thin-film circuit are so small that their Influence on the electrical properties remains insignificant. As with the other figures is the input terminal E or the output terminal A is connected to a point between the two ends of the first and last resonator.

Die relative Bandbreite beträgt 27 % undUdie größte Teillänge (= Kopplerlänge) ist kleiner als K/8. Die größte Kopplerbreite (= zwei Leiterbreiten plus Spaltbreite) ist kleiner als das Zweieinhalbfache der Leiterbreite eines Resonators. Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 3 und 4 ist als ebenfalls vierkreisigers Filter mit den Viertelwellenlängen- ( \>/4-)Resonatoren 1' bis 41 ausgebildet und für 410 MHz geeignet» Die Kopplung zwischen den Resonatoren 2' und 3' wird dadurch erreicht, daß ein Teil der Resonatoren 2' und 3' als Strexfenleitungsrichtkoppler K23* ausgelegt ist. Die Kopplung zwischen den Resonatoren 1' und 2· bzw. 3· und 4' übernehmen Streifenleitungsrichtkoppler K121 und K341 jeweils wieder mit dem Wellenwiderstand Z. Durch eine Umwegleitung UL und Streifenleitungsrichtkoppler Kl und K4 werden Dämpfungspole im Abstand von + 70 MHz von der Mittenfrequenz erzeugt. Die relative Bandbreite beträgt 15%* Die größte Kopplerlänge ist kleiner als ^»/14. Die größte Kopplerbreite ist kleiner als das 2,6fache der Leiterbreite eines Resonators»The relative bandwidth is 27% and the largest part length (= coupler length) is less than K / 8. The largest coupler width (= two conductor widths plus gap width) is less than two and a half times the conductor width of a resonator. The strip line filter according to FIGS. 3 and 4 is also designed as a four-circuit filter with quarter-wave (\> / 4) resonators 1 'to 4 1 and is suitable for 410 MHz achieved that part of the resonators 2 'and 3' is designed as Strexfenleitungsrichtungskoppler K23 *. The coupling between the resonators 1 'and 2 · or 3 · and 4' is carried out by stripline directional couplers K12 1 and K34 1, each with the characteristic impedance Z. A detour line UL and stripline directional couplers Kl and K4 create attenuation poles at a distance of + 70 MHz from the Center frequency generated. The relative bandwidth is 15% * The largest coupler length is less than ^ »/ 14. The largest coupler width is less than 2.6 times the conductor width of a resonator »

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Das Streifenleitungsfilter nach den Fig. 5 und 6 für 70 MHz ist ein sechskreisiges Streifenleitungsfilter auf einem Bariumtetratitanatsubstrat 2,5" χ 2,5". Die Resonatoren 1·, ..., 6* werden durch λ/4 lange Streifenleitungen gebildet. Die Kopplungen zwischen den Resonatoren werden dadurch gebildet, daß je ein Teil der Resonatoren als Streifenleitungsrichtkoppler K12*, K23·, K34·, K45·, K56* ausgelegt ist. Die relative Bandbreite beträgt 11 %t die größte Koppler länge ist kleiner als 7W22 und die größte Kopplerbreite kleiner als die zweifache Breite des Leiters eines Resonators.The strip line filter according to FIGS. 5 and 6 for 70 MHz is a six-circle strip line filter on a barium tetratitanate substrate 2.5 "χ 2.5". The resonators 1 ·, ..., 6 * are formed by λ / 4 long striplines. The couplings between the resonators are formed by each part of the resonators being designed as stripline directional couplers K12 *, K23 ·, K34 ·, K45 ·, K56 *. The relative bandwidth is 11 % t the largest coupler length is less than 7W22 and the largest coupler width less than twice the width of the conductor of a resonator.

Claims (11)

Licentia Patent-Verwaltungs-GinbH Z 13 PTL-B/Wn-sgLicentia Patent-Verwaltungs-GinbH Z 13 PTL-B / Wn-sg Theodor-Stern-Kai 1 ' 81/62Theodor-Stern-Kai 1 '81/62 D-6000 Frankfurt 70D-6000 Frankfurt 70 P atent ansprüeheClaim patent rl J Streifenleitungsfilter mit wenigstens zwei abgestimmten Streifenleitungen, bei dem im Signalweg vom Eingang zum Ausgang die Koppelstrecke eines Streifenleitungsrichtkopplers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers (K12j K34| K23»; K12·, K23% K34®, K45·, K56·) zugleich Teil einer abgestimmten Streifenleitung Cl, 2, 3, 4; 21, 3'j 1», 2% 3», 4% 5*, 6«) ist, die als Viertelwellenlängen-Resonator ausgebildet ist, wobei die auch dem Streifenleitungsrichtkoppler zuzurechnende, mit dem anderen Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers gekoppelte Teillänge des Leiters der abgestimmten■Streifenleitung wesentlich kürzer ist als deren Gesamtlänge. rl J Stripline filter with at least two matched striplines, in which the coupling path of a stripline directional coupler lies in the signal path from the input to the output, characterized in that at least one of the two conductors of the stripline directional coupler (K12j K34 | K23 »; K12 ·, K23% K34®, K45 ·, K56 ·) at the same time part of a matched stripline C1, 2, 3, 4; 2 1 , 3'j 1 ", 2% 3", 4% 5 *, 6 "), which is designed as a quarter-wave length resonator, the partial length of the conductor of the matched ■ stripline is significantly shorter than its total length. - 2 - 81/62- 2 - 81/62 2. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillänge elektrisch kürzer ist als die Hälfte der Gesamtlänge.2. stripline filter according to claim 1, characterized in that that the part length is electrically shorter than half the total length. 3. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillänge elektrisch kurzer ist als das Produkt aus der relativen Bandbreite des Streifenleitungsfilters und der doppelten elektrischen Gesamtlänge des Viertelwellenlängen-Resonators.3. strip line filter according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the part length is electrically shorter as the product of the relative bandwidth of the stripline filter and twice the total electrical length of the quarter-wave resonator. 4. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Streifenleitungsrichtkopplers kleiner ist als das 2,6-fache der Breite des Viertelwellenlängen-Resonators.4. strip line filter according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the Stripline directional coupler is less than 2.6 times the width of the quarter-wave resonator. 5. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der beiden Leiter des Streifenleitungsrichtkopplers wesentlich kleiner als die Leiterbreite ist.5. strip line filter according to one of the preceding claims, characterized in that the mutual Distance between the two conductors of the stripline directional coupler is much smaller than the width of the ladder. 6. Streifenleitungsrichtkoppler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand kleiner als die halbe Leiterbreite ist.6. stripline directional coupler according to claim 5, characterized in that that the distance is less than half the conductor width. 7. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Leiters gefaltet ist.7. strip line filter according to one of the preceding claims, characterized in that at least one part of the ladder is folded. 8. Streifenleitungsfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Streifenleitungsrichtkopplers gefaltet ist.8. stripline filter according to claim 7, characterized in that that at least part of the stripline directional coupler is folded. - 3 - 81/62- 3 - 81/62 9. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenleitungsrichtkoppler (K12, K23, 'K34j K121, K34·, K23'| K12·, K23*, K34*, K45·, K56·) zur Kopplung zwischen zwei Viertelwellenlängen-Resonatoren vorgesehen ist.9. Stripline filter according to one of the preceding claims, characterized in that the stripline directional coupler (K12, K23, 'K34j K12 1 , K34 ·, K23' | K12 ·, K23 *, K34 *, K45 ·, K56 ·) for coupling between two Quarter wavelength resonators are provided. 10. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenleitungsrichtkoppler (Kl5 K4) zur Kopplung mit einer gefalteten Umwegleitung (UL) vorgesehen ist»10. Stripline filter according to one of the preceding claims, characterized in that the stripline directional coupler (Kl 5 K4) is provided for coupling with a folded detour line (UL) » 11. Streifenleitungsfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dünnfilmschaltung auf einem Substrat ausgebildet ist. 11. strip line filter according to one of the preceding claims, characterized in that it is formed as a thin film circuit on a substrate.
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