DE3304862A1

DE3304862A1 - RF filter

Info

Publication number: DE3304862A1
Application number: DE19833304862
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. 7901 Illerkirchberg Rust; Klaus Ing.(grad.) 7913 Senden Schricker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1983-02-12
Filing date: 1983-02-12
Publication date: 1984-08-16

Abstract

The invention relates to an RF filter which contains at least one electrical resonant circuit, in the form of a ring feeder, for suppressing interference signals on an RF feeder. In comparison with a lambda /4 spur feeder, on whose open end relatively high emission losses occur, the ring feeder, which is electrically coupled to the RF feeder, has considerably lower emission losses, that is to say the interference signals occurring on the RF feeder can thus be short-circuited better, in a simple manner, than by using a spur feeder which is open at the end.

Description

Beschreibungdescription

"HF-Filter" Die Erfindung betrifft ein einfaches HF-Filter, das überall dort vorteilhaft benutzbar ist, wo HF-Signale selektiv mit erhöhter Sperrdämpfung unterdrückt werden sollen, z.B."RF Filter" The invention relates to a simple RF filter that can be used anywhere can be used advantageously where HF signals selectively with increased stop-band attenuation should be suppressed, e.g.

in Modulatoren, Demodulatoren, Diskrimiatoren und Mischern sowie dort, wo Gleichspannungswege zu HF-Signale verarbeitenden oder erzeugenden Bauelementen führen und auf den entsprechenden Leitungen HF-Sperren erforderlich sind.in modulators, demodulators, discriminators and mixers as well as there, where DC voltage paths to components that process or generate HF signals and HF barriers are required on the corresponding lines.

Bekannterweise werden HF-Filter z.B. in Form einer i/4-Leitung realisiert, welche der signalführenden Leitung parallel geschaltet ist. Die Realisierung ist einfach, jedoch die Sperrdämpfung nicht sehr groß, da die Abstrahl- verluste am Ende der offenen Stichleitung relativ hoch sind, so daß der daraus resultierende Kurzschlußwiderstand am Ort der signalführenden Leitung die HF-Sperrung einschränkt.As is known, HF filters are implemented e.g. in the form of an i / 4 line, which of the signal-carrying line is connected in parallel. The realization is simple, but the blocking attenuation is not very great, since the radiation losses at the end of the open stub are relatively high, so that the resulting Short-circuit resistance at the location of the signal-carrying line restricts the HF blocking.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches HF-Filter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem Herstellungsaufwand verbesserte Betriebsdaten, inbesondere hohe Sperrdämpfung erreicht werden und daß das Bauelement in dem für die Hochfrequenztechnik bekannten Fertigungstechnologien herstellbar ist.The invention is based on the object of a simple RF filter the type specified in the preamble of claim 1 so that with as possible low manufacturing costs, improved operating data, in particular high blocking attenuation can be achieved and that the component in the known for high frequency technology Manufacturing technologies can be produced.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben. Die Vorteil haften Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The inventive solution to this problem is in the characterizing Part of claim 1 described. The advantages are the designs and further training of the invention are specified in the subclaims.

Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung des ElF-Filters ist darin zu sehen, daß der Ringresonator wesentlich geringere Abstrahlverluste aufweist und deshalb die HF-Leitung selektiv besser kurzschließt als eine am Ende offene Stichleitung.The advantage of this inventive solution of the EIF filter is therein to see that the ring resonator has significantly lower radiation losses and therefore selectively short-circuit the HF line better than a stub line that is open at the end.

Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Sperrfilter in vorteilhafter Weise einen galvanischen Kontakt zwischen Ring leitung und HF-Leitung, so daß keine zusätzlichen dielektrischen Verluste und Erhöhung der Koppeldämpfung verursacht werden gegenüber einem Sperrfilter, das einen Ringresonator mit einem kapazitiven bzw. induktiven Koppler einsetzt, der auf dem signalführenden HF-Leiter eine geringere HF-Kurzschlußwirkung erzeugt. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Lösung eine um den Faktor zwei geringere Ringleitungslänge auf und benötigt deshalb ein wesentlich geringeres Volumen als ein mit Koppler ausgebildeter Resonator.Furthermore, the blocking filter according to the invention makes possible in an advantageous manner Way a galvanic contact between ring line and HF line, so that no causes additional dielectric losses and an increase in the coupling loss are compared to a blocking filter, which is a ring resonator with a capacitive or inductive coupler is used, the one on the signal-carrying HF conductor lesser HF short-circuit effect generated. Furthermore, the solution according to the invention has a the ring line length is reduced by a factor of two and therefore requires a significant amount smaller volume than a resonator designed with a coupler.

Weitere Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in der nun folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen entnehmbar.Further features of advantageous embodiments and developments of the invention are in the following description in conjunction with the claims removable.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.

Unter dem in den Ansprüchen stehender Begriff der Ringleitung ist eine in sich geschlossene Leitung zu verstehen, die an einer Stelle gespeist wird und auf der gesamten Ringlänge belastet wird.The term ring main used in the claims is to understand a self-contained line that is fed at one point and is loaded over the entire length of the ring.

In der zu den Ausführungsbeispielen gehörigen Zeichnung zeigen: FIG. 1: HF-Sperrfilter mit Ringleitung in Streifenleitungstechnik; FIG. 2: Sperrfilter von FIG. l in Draufsicht; FIG. 3: Vereinfachtes Ersatzschaltbild des Resonanzkreises; FIG. 4: HF-Sperrfilter mit zwei Ringleitungen; FIG. 5: Anordnung eines mehrkreisigen Filters.In the drawings belonging to the exemplary embodiments: FIG. 1: HF blocking filter with ring line using stripline technology; FIG. 2: blocking filter of FIG. l in plan view; FIG. 3: Simplified equivalent circuit diagram of the resonance circuit; FIG. 4: HF blocking filter with two ring lines; FIG. 5: Arrangement of a multi-circle Filters.

In den Figuren l bis 3 ist als Ausführungsbeispiel ein HF-Sperrfilter in Streifenleitungstechnik dargestellt. Die als Sperrkreis wirkende Ringleitung ist durch eine kreisringförmige Streifenleitung ausgebildet, die galvanisch mit der HF-Leitung gekoppelt ist, derart, daß an der Stelle, an der der signalführende HF-Leiter 2 mit dem kreisringförmigen Streifenleiter l zusammenstößt, das HF-Signal in die kreisringförmige Streifenleitung eingespeist wird. Die Rückseite des dielektrischen Substratmaterials 4, die mit einem gut haftenden Metallbelag 5 versehen ist, stellt die Masseleitung des Filters dar. Der elektrische Feldvektor E führt vom ringförmigen Streifenleiter über das dielektrische Substratmaterial 4 zur Masse.In FIGS. 1 to 3, an RF blocking filter is shown as an exemplary embodiment shown in stripline technology. The ring main acting as a blocking circuit is formed by a circular stripline that is galvanically connected to the RF line is coupled in such a way that at the point at which the signal-carrying HF conductor 2 collides with the circular strip conductor l, the HF signal is fed into the circular stripline. The back of the dielectric Substrate material 4, which is provided with a well-adhering metal coating 5, is represents the ground line of the filter. The electric field vector E leads from the ring-shaped Strip conductor through the dielectric substrate material 4 to ground.

Das Substratmaterial soll möglichst verlustarm sein, um eine große Sperrdämpfung zu erreichen. Bei Erfüllung der Resonanzbedingung bildet sich auf der Ringleitung eine stehende Welle aus, deren Spannungsmaximum sich /4 von der signalführenden HF-Leitung entfernt auf der Ringleitung befindet, während das Spannungsminimum an der Verbindungsstelle 3 des Ring leiters 1 mit dem signalführenden HF-Leiter 2 auftritt und dort einen HF-Kurzschluß bewirkt.The substrate material should be as low-loss as possible in order to achieve a large To achieve blocking attenuation. When the resonance condition is met, it forms the ring line emits a standing wave, the voltage maximum of which is / 4 from the signal-carrying RF line is located away on the ring line, while the voltage minimum at the junction 3 of the ring conductor 1 with the signal-carrying HF conductor 2 occurs and causes an HF short circuit there.

Gegenüber einer am Ende offenen Stichleitung befindet sich das 'Spannungsmaximum hier im Bereich einer durchgehenden und nicht wie dort am Ende einer offenen Stichleitung.The voltage maximum is located opposite a branch line that is open at the end here in the area of a continuous and not as there at the end of an open branch line.

Dadurch ergeben sich geringere Abstrahlverluste sowie eine hohe Selektivität durch den HF-Kurzschluß auf dem signalführenden HF-Leiter 2.This results in lower radiation losses and high selectivity due to the HF short circuit on the signal-carrying HF conductor 2.

Die als Sperrkreis wirkende Ringleitung stellt einen Sertenresonanzkreis mit der Resonanzfrequenz f, dem Wider- standsbelag R, dem Kapazitätsbelag C und demInduktivitätsbelag L dar. Im Resonanzfall ist die Kurzschlußwirkung des Resonators um so besser je geringer seine Verluste sind.The ring line, which acts as a blocking circuit, represents a Serten resonance circuit with the resonance frequency f, the resistance floor covering R, the capacity flooring C and the inductivity coating L. In the case of resonance, the short-circuit effect is the The lower its losses, the better the resonator.

Eine Weiterbildung des in FIG. 1 gezeigten Filters ist aus FIG. 4 ersichtlich. Das Sperrfilter ist dort mit zwei Ringleitungen 6, 7 aufgebaut, die über einen gemeinsamen Teil der Ringleiterlänge miteinander galvanisch verkoppelt sind. Bei Resonanz bildet sich auf den Ringleitungen 6, 7 zwei stehende Wellen aus, die gegenüber FIG. 1 auf dem signalführenden Leiter 2 eine weitere Verbesserung des HF-Kurzschlusses bewirken. Das Sperrverhalten des Filters läßt sich durch Änderung der Breite des die beiden Ringleitungen verkoppelnden Steges sowie durch Änderung der Ringleitungslängen optimieren.A further development of the in FIG. 1 is shown in FIG. 4th evident. The blocking filter is built there with two ring lines 6, 7, the Galvanically coupled to one another via a common part of the ring conductor length are. In the event of resonance, two standing waves are formed on the ring lines 6, 7, the opposite to FIG. 1 on the signal-carrying conductor 2 is a further improvement cause the HF short circuit. The blocking behavior of the filter can be changed by changing the width of the web coupling the two ring lines as well as by changing optimize the ring line lengths.

Aus mehreren Einzelresonatoren lassen sich weitere einkreisige oder mehrkreisige Filtertypen wie z.B. Bandpässe aufbauen. Die Übertragungsfuktion kann mit Hilfe der Filtertheorie durch Dimensionierung der Länge, des Wellenwiderstandes des zwischen den Ringleitungen 8, 9 liegenden Leitungsstücks 10 und der Resonanzfrequenz der Ringleitungen beeinflußt werden.From several individual resonators, additional single-circuit or Build multi-circuit filter types such as bandpasses. The transfer function can with the help of the filter theory by dimensioning the length, the wave resistance of the line section 10 lying between the ring lines 8, 9 and the resonance frequency the ring lines are influenced.

Die'FIG. 5 stellt ein Sperrfilter bei der Frequenz f1 und ein Bandpaßfilter bei der Mittenfrequenz 2 dar.The'FIG. 5 represents a notch filter at frequency f1 and a band pass filter at center frequency 2.

Gemäß der in FIG. 5 gezeigten Anordnung wird das Signal z.B. bei der Frequenz f2 nicht wie das Signal bei der Frequenz f1 durch die Ringleitung 8 gesperrt, sondern unter Beibehaltung des Leitungswellenwiderstandes, der bohne die Sperrleitung an dieser Stelle 11 existiert, weitergeführt; die durch die Ringleitung 8 an dieser Stelle der Leitung 2 verursachte Wellenwiderstandsänderung wird durch eine zusätzliche Ringleitung 9 im Abstand von einem Viertel der Wellenlänge 2' die sich aus dem Zusam-2' menhang Vp = f21 wobei Vp die Phasengeschwindigkeit und f2 die Frequenz der fortschreitenden Welle ist, ergibt und durch die Größe des Wellenwiderstandes des Leitungs stückes 10 zwischen den Ringleitungen 8, 9 mit Hilfe der Leitungstheorie kompensiert.According to the in FIG. 5, the signal is e.g. Frequency f2 not blocked by ring line 8 like the signal at frequency f1, but while maintaining the line impedance, the no blocking line at this point 11 exists, continued; those through the ring line 8 at this point of the line 2 caused wave resistance change is through an additional ring line 9 at a distance of a quarter of the wavelength 2 'the from the context Vp = f21 where Vp is the phase velocity and f2 is the frequency of the advancing wave, results from and by the magnitude of the wave resistance of the line piece 10 between the ring lines 8, 9 with the help of line theory compensated.

Die zweite Ringleitung erhöht zusätzlich noch die Sperrdämpfung bei f1.The second ring line also increases the blocking attenuation f1.

Für den Aufbau von Bandpaßfiltern können # h-lange Ringleitungen entsprechend der durchzulassenden Frequenz genutzt werden. Auch diese l -langen Ringleitungen besitzen den Vorteil, geringe Kurzschlußverluste und Abstrahlverluste gegenüber herkömmlichen Lösungen zu haben, da keine kurzgeschlossene und leerlaufende Leitungen zur Dimensionierung der Filter notwendig sind.For the construction of bandpass filters, #h-long ring lines can be used accordingly of the frequency to be allowed through. Also these l -long ring lines have the advantage of low short-circuit losses and radiation losses conventional solutions because there are no short-circuited and open-circuit lines are necessary for dimensioning the filter.

Claims

Claims g HF filter, which has at least one electrical resonance circuit in the form of a ring line, which is parallel to an RF line to ground is, characterized in that the ring conductor (1) of the ring line (6) only a point (3) a galvanic contact with the signal-carrying conductor (2) of the RF line has that the ring conductor has a dielectric, low-loss material (4) is connected to the ground conductor (5) and that the length of the ring conductor (1) half the propagation wavelength corresponding to that to be short-circuited on the HF line Frequency or an entire propagation wavelength corresponding to the one to be passed Frequency is selected.

2. RF filter according to claim 1, characterized in that the ring line (6) is circular.

3. HF filter according to claim 1 or 2 with two ring lines (6; 7), characterized in that the two ring conductors in accordance with the desired filter property are electrically coupled to one another at one location on the HF line (2).

4. RF filter according to claim 3, characterized in that according to the provisions the desired filter property of the. Characteristic impedance of the HF line (10) between two Ringlei lines (8; 9) from the wave resistance outside of the ring lines (8; 9) is different.

5. HF filter according to one of claims 1 to 4, characterized in that that it is carried out in stripline technology.

6. HF filter according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the filter is constructed in coaxial technology, in such a way that the filter has two Ring lines contain that the two ring line levels are parallel to each other, that the two ring lines on the length of a common ring conductor section are galvanically connected to each other that this common section with a Bore is provided perpendicular to the ring conductor level that the signal-carrying HF conductor is coaxial is passed through the hole, so that the two ring conductors with the signal-carrying HF conductors are in contact.

7. HF filter according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the ring conductors represent flat curves.

8. HF filter according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the ring conductor levels are parallel to each other.