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UHF-Filter
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Stand der Technik Die Erfindung geht von einem UHF-Filter nach der
Gattung des Hauptanspruchs aus.
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Es ist schon ein UHF-Bandfilter bekannt (Valvo, Technische Informationen
für die Industrie, Oktober 1966, TI 93, Seiten 12 und 13), das in einem Antennenverstärker
für das Band V zwei Verstärkerstufen koppelt. Das Bandfilter besteht aus zwei kapazitiv
verkürzten A/4-Topfkreisen, zwischen denen sich eine Trennwand befindet, durch die
eine mit den Innenleitern der beiden Topfkreise gekoppelte Koppelschleife geführt
ist. Die Kopplung derartiger Bandfilter läßt sich in der Regel schwer einstellen,
da die Kammern im Endzustand des Verstärkers allseitig geschlossen sind. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß die Güte der bekannten Filterkreise für bestimmte Anwendungen
in der Breitbandkommunikationstechnik nicht ausreicht.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße UHF-Filter mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Filter im gesamten Fernsehbereich
IV/V durchstimmbar ist und trotzdem eine hohe Güte aufweist. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß die Kopplung trotz einer kompakten Bauweise auch bei einer Serienfertigung
leicht von der Oberseite des Filtergehäuses her einstellbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist ein erf~incltlngsgemaßes tlHF-Filter, bei
dem die Koppelelemente stabförmig ausgebildete Koppelleiter sind, die an einem Ende
an einem Innenleiter befestigt und am anderen Ende mit einer Abgleichfahne aus elektrisch
leitendem Material versehen sind, bei dem die Abgleichfahne mit einem benachbarten
Innenleiter kapazitiv in Eingriff steht und bei dem Abgleichfahne und/oder Koppelleiter
zwecks Einstellung der Kopplung verbiegbar sind. Auf diese Weise läßt sich ein verhältnismäßig
schnelles Einstellen der Kopplung zwischen den einzelnen Leitungskreisen eines zwei-
oder mehrkreisigen Filters vornehmen.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher
erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten dreikreisigen
UHF-Filters mit Ein- und Aus kopplung über eine Induktivität, Fig. 1a eine erste
Variante der Auskopplung über eine Koppel schleife, Fig. ib eine zweite Variante
der Auskopplung über einen Kondensator, Fig. lc eine dritte Variante der Auskopplung
über eine Koppelschleife, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erEindungsgemäßen
UHF-Filters in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische
Ansicht eines erfindungsgemäßen UHF-Filters in einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines auf einer Leiterplatte zu befestigenden
erfindungsgemäßen UHF-Filters in auseinandergezogener Darstellung.
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Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 ist ein Schaltbild eines bekannten
dreikreisigen UHF-Filters 10 gezeigt, dessen Kreise A/4-Topfkreise sind.
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Die gestrichelten Linien in Fig. 1 zeigen das durch zwei Trennwände
11, 12 in drei Kammern 13, 14, 15 aufgeteilte Gehäuse 16 des Filters. Jede Kammer
bzw. jeder Topfkreis hat je einen Innenleiter 17, 18, 19, der in Längsrichtung der
Kammern verläuft und mit einem Ende mit einer vorderen Gehäusewand 20 und mit dem
anderen Ende über einen Kondensator mit einstellbarem Kapazitätswert 21, 22, 23
mit einer hinteren Gehäusewand 24 verbunden ist.
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Der Eingang des Filters 10 ist mit 25 und der Ausgang mit 26 bezeichnet.
Der Eingang 25 steht über eine erste Spule 27 mit einer Anzapfung 28 des ersten
Innenleiters 17 in Verbindung.
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Ein erster Koppel leiter 29 stellt eine Kopplung zwischen dem ersten
Innenleiter 17 der Kammer 13 und dem zweiten Innenleiter 18 der Kammer 14 her und
durchsetzt die erste Trennwand 11. Ein zweiter Koppelleiter 30 stellt eine Kopplung
zwischen dem zweiten Innenleiter 18 und dem dritten Innenleiter 19 her und durchsetzt
die zweite Trennwand 12. Eine zweite Spule 31 verbindet eine Anzapfung 32 des dritten
Innenleiters 19 mit dem Ausgang 26. Die Auskopplung der Ausgangsspannung UA kann
auch induktiv, wie in Fig. 1a gezeigt, erfolgen. In diesem Fall ist anstelle der
Spule 31 eine etwa U-förlaige Koppelschieife 35 vorgesehen, deren Basis in einem
gewissen
Abstand parallel zu dem dritten Innenleiter 19 verläuft und dessen Schenkelenden
leitend miteinander verbunden sind und zwei parallele Ausgänge 36 (75-n-Durchschleiftechnik)
bilden. Andere Arten der Auskopplung sind in den Fig. 1b (kapazitiv über einen Kondensator
37) und 1c (induktiv über einen Koppelleiter 38, dessen eines Ende 39 mit der Gehäusewand
20 verbunden ist) gezeigt. Durch die Wahl der Auskopplungsart können verschiedene
Flankensteilheiten des Filters realisiert werden. Für die Einkopplung am Eingang
25 können ebenfalls die genannten Kopplungsarten angewendet werden.
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Ein erfindungsgemäßer mechanischer Aufbau eines einkreisigen Filters
ist in Fig. 2 gezeigt. Das Filter besteht aus einem etwa quaderförmigen Topf 40
mit einem Innenleiter 17 und einem damit elektrisch und mechanisch verbundenen einstellbaren
Kondensator 21. Die obere Wand 41 des Topfes ist mit einer Öffnung 42 versehen,
die einen Eingriff in die Filterkammer zuläßt. Der Topf trägt an seiner offenen
Unterseite Laschen 43.
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Eine Bodenplatte 44 mit nach unten gerichteten Laschen 45 dient zum
hochfrequenzdichten Abschließen des Topfes. Die Ein-und/oder Auskopplung der HF-Signale
erfolgt entweder galvanisch über eine Induktivität (27, 31; Fig. 1) oder kapazitiv
über einen Kondensator (37, Fig. 1b) oder über einen kapazitiven Koppelleiter (29,
30; Fig. 1) oder über einen induktiven Koppelleiter (38, Fig. 1c). Die Kopplung
kann dann durch Verbiegen der Luftspule 27 oder 31 oder des Koppelleiters durch
die Öffnung 42 hindurch vorgenommen werden. -Öffnungen 46, 47 dienen zum Durchtritt
der Anschlüsse der Koppelelemente.
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Ein erfindungsgemäßer mechanischer Aufbau eines dreikreisigen Filters
10 weist gemäß den Fig. 3 und 4 folgende Besonderheiten auf. Ein im wesentlichen
quaderförmiges Gehäuse 50 hat einen rechteckigen Rahmen 51, der an der Oberseite
zweier sich gegenüberstehender Rahmenwände 52, 53 je drei Abwinkelungen 54, 55,
56 bzw. 57, 58, 59 trägt. Die zueinander gerichteten
Abwinkelungen
bilden zwischen ihren freien Enden eine Öffnung, deren Bedeutung weiter unten erläutert
wird. Zwischen je zwei benachbarten Abwinkelungen vorhandene Schlitze 60, 61 bzw.
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62, 63 (vgl. Fig. 4) erfassen auch zu einem geringen Teil den oberen
Randbereich der Rahmenwände 52, 53. An der Unterseite gehen alle Rahmenwände 52,
53, 64, 65 in über den Umfang des Rahmens verteilt anyeordnete Laschen 66 über.
Zwei Trennwände 67, 68 weisen an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten Ausklinkungen
69 auf, die das Einschieben der Trennwände in die Schlitze 60, 62 bzw. 61, 63 derart
begrenzen, daß deren oberer Bereich bei eingeschobener Trennwand über die Kammerwände
bzw. den Rahmen 51 hinausragt; vgl. insbesondere Fig. 3.
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An der Unterseite gehen die Trennwände 67, 68 in je zwei Laschen 70
über, die im fertigen Zustand des Filters in derselben Ebene wie die Laschen 66
des Rahmens 51 enden. Die Trennwände 67, 68 enthalten je eine öffnung 71.
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Die durch den Rahmen 51 und die Trennwände 67, 68 gebildeten Kammern
75, 76, 77 sind mit je einem koaxialen Innenleiter, zum Beispiel 78, 79, versehen
dessen eines Ende mit der in Fig. 4 vorderen Rahmenwand 52 und dessen anderes Ende
über je einen einstellbaren Kondensator 80 mit der hinteren Rahmenwand 53 oder den
Abwinkelungen 57, 58, 59 verbunden ist. Jede Abwinkelung 57, 58, 59 der hinteren
Rahmenwand enthält eine Öffnung 81. Die seitlichen. Rahmenwände 64, 65 (Fig. 4)
enthalte je nach Kopplungsart eine oder zwei Öffnungen 82 zum gegenüber der betreffenden
Rahmenwand isolierten Durchtritt der Eingangsleitung 83 bzw. der Ausgangsleitung
84 (vgl. Fig. 1 und 3) oder der Ausgangsleitungen 85; vgl. Fig. 1a.
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Auf der Unterseite wird der Rahmen 51 durch eine Bodenplatte 9C abgeschlossen,,
die am Umfang nach unten gerichtete Laschen 91 sowie öffnungen 92 zum Durchtritt
der Laschen 70 der Trennwände 67, 68 aufweist. Die Laschen 91 der Bodenplatte 90
sind derart
bemessen und angeordnet, daß sie beim Hinsteckell der
Platte in den Rahmen 51 mit dessen Laschen 66 fluchten und vorzugsweise etwas federnd
an diesen anliegen.
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In einer alternativen Ausführungsform (in Fig. 4 Bodenplattenausschnitt
93) können in je einem Randbereich der Öffnungen 94 der Bodenplatte nach unten gerichtete
Laschen 95 vorgesehen sein, an die sich die Laschen 70 der Trennwände 67, 68 anlehnen.
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Eine Leiterplatte 100 mit gedruckten oder geätzten Leitungsbahnen
101 dient als Träger des Filters. Zu diesem Zweck enthält die Leiterplatte Öffnungen
102, 103. Durch die Öffnungen 102 paßt je ein Laschenpaar aus einer Lasche 66 des
Rahmens und 91 der Bodenplatte und durch die Öffnungen 103 je eine Lasche 70 der
Trennwände 67, 68. In dem Fall, daß im Bereich der Öffnungen 94 der Bodenplatte
93 Laschen 95 vorhanden sind, müssen die Öffnungen 103 der Leiterplatte entsprechend
größer sein.
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Die die Öffnungen 71 durchsetzenden Koppelleiter 104 (Fig. 4 und Pos-.
29, 30 in Fig. 1) bestehen vorzugsweise aus je einem Drahtstück, dessen eines Ende
mit dem zweiten Innenleiter 79 mechanisch und elektrisch verbunden ist. Das andere
Ende trägt eine Abgleichfahne 105 aus elektrisch leitendem Material, die oberhalb
des jeweils benachbarten Innenleiters, zum Beispiel 78, durch Biegen schwenkbar
ist. Die in Fig. 1 gezeigte galvanische Kopplung zwischen den Innenleitern 17 bzw.
19 und den zugehörigen Anschlüssen 25, 26 kann durch die in den Fig. 1a, 1b und
1c gezeigten Kopplungsarten ersetzt werden. Die kapazitive Kopplung zwischen dem
Innenleiter 18 und den benachbarten Innenleitern 17 bzw. 19 kann auch durch die
induktive Kopplung gemäß Fig. 1c ersetzt werden.
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Der Rahmen 51 ist ein vorzugsweise aus Blech geschnittenes Biegeteil.
In den Rahmen sind die Trennwände 67 und 68 eingesetzt und darin vorzugsweise durch
Ilartlöten befestigt.
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Die Innenleiter 78, 79 und die einstellbaren Kondensatoren 80 sind
vorzugsweise durch Weichlöten mit den Rahmenwänden 52, 53 verbunden. Die gleiche
Art der Lötung ist auch für die Verbinduny zwischen dem ersten Koppelleiter und
dem zweiten Innenleiter sowie zwischen dem zweiten Innenleiter und dem zweiten Koppelleiter
104 vorgesehen. Filter 10 und Bodenplatte 90 werden in eine Leiterplatte (vgl. 100
in Fig. 4) eingesetzt und gemeinsam durch Tauchlötung verbunden. Auf diese Weise
erhält man ein komplettes dreikreisiges UHF-Filter, dessen einstellbare Kondensatoren
und Koppel leiter von der Oberseite des Filters her bequem abgeglichen werden können.
Das Abgleichelement der einstellbaren Kondensatoren 80 ist durch die Öffnungen 81
hindurch erreichbar, und die Abgleichfahnen 105 der Koppelleiter 104 können durch
die freibleibenden Zwischenräume zwischen den freien Enden der Abwinkelungen 54,
55, 56 und 57, 58, 59 ergriffen werden Das komplette Gehäuse 50 ist vorzugsweise
mit einer silbernen Oberfläche versehen.
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Das Filter kann für das UHF-Band IV/V mit verhältnismäßig kleinen
Abmessungen hergestellt werden, weil die einstellbaren Kondensatoren eine starke
Verkürzung der A/4-Topfkreise bzw.
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der Kammern zulassen und weil eine in weiten Grenzen einstellbare
Kopplung mittels der Abgleichfahnen 105 der Koppelleiter 104 möglich ist.
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Für die Kopplung zwischen den Topfkreisen sind vorzugsweise die in
Fig. 3 gezeigten kapazitiven Koppelleiter 104 mit Abgleichfahnen vorgesehen, die
eine symmetrische Selektion ergeben.
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Die hochgezogenen Trennwände 67, 68 tragen dz bei, daß eine hohe Güte
der Topfkreise bzw. eine sehr gute Selektion des UHF-Filters erreichbar ist. Das
Filter wird vorteilhafterweise nach dem EinlöLen in die Leiterplatte 100 abgeglichen.
Auf der Leiterplatte befinden sich die Spulen 27 und 31 (vgl. Fig. 1 und 4). Es
ist aber auch möglich, das Filtergehäuse vor dem Einlöten in die Leiterplatte vollständig
zusammenzulöten.
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Schließlich kann auch ein zwei- oder mehrkreisiges Filter aus Filtertöpfen
40 gemäß Fig. 2 mit dazwischen angeordneten Trennwänden (vgl. 67 in Fig. 3) zusammengesetzt
und auL eine Leiterplatte angeordnet sein.
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