DE3411674A1

DE3411674A1 - Filter for very short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE3411674A1
Application number: DE19843411674
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8000 München Enßlin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1985-10-10

Abstract

In order to produce attenuation plans, even in the case of complex frequencies, coupling which can be bridged over is added in addition to the resonator coupling, which coupling which can be bridged over couples to one another resonators which do not follow one another directly. The individual resonators have a rectangular cross-section. In the case of the filters specified here, the resonators are offset with respect to one another by in each case half the side length of the rectangle. The theoretically maximum number of cross-couplings can thus be implemented. <IMAGE>

Description

Filter für sehr kurze elektromagnetische WellenFilter for very short electromagnetic waves

Die Erfindung betrifft ein Filter für sehr kurze elektromagnetische Wellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a filter for very short electromagnetic Waves according to the preamble of claim.

Zur Erzeugung von Dämpfungspolen, auch von Polen im Komplexen, wird seit einiger Zeit das Verfahren der überbrückenden Kopplung von Resonanzkreisen angewendet.To generate attenuation poles, also of poles in complex, is for some time now the process of bridging the coupling of resonance circuits applied.

Bei dieser Methode werden Resonanzkreise, die im Signalweg nicht direkt aufeinanderfolgen, miteinander gekoppelt, diejenigen, die direkt aufeinanderfolgen, also überbrückt.This method creates resonance circles that are not directly in the signal path one after the other, coupled with one another, those that follow one another directly, so bridged.

Die maximale Zahl solcher UberbrückenderKopplungen zwischen n Resonatoren ist (n-? ). Darin sind auch die Sberbrückungen, die sich mit anderen kreuzen, enthalten. Die Berechnung solcher Schaltungen ist sehr aufwendig, deswegen wird meist auf sich kreuzende Sberkopplungen verzichtet. Damit reduziert sich die maximal mögliche Zahl von überbrückenden Kopplungen auf n-2.The maximum number of such bridging couplings between n resonators is (n-?). This also includes the bridges that cross with others. The calculation of such circuits is very time-consuming, so it usually takes a lot of time Crossing Sber couplings are dispensed with. This reduces the maximum possible number of bridging couplings on n-2.

In bekannten Mikrowellen-Bandpässenist es nicht möglich, die höchstmögliche Zahl von UberbrUckungen anzubringen. Zudem ist dabei eine etwa symmetrische Lage der Dämfpungspole zum Durchlaßbereich zwingend vorgegeben. Es mußte also mit zu hohen Filtergraden gearbeitet werden, weil unsymmetrisch angeordnete Dämpfungspole nicht erzeugt werden konnten und dadurch UberflUssiger Aufwand nötig wurde.In known microwave bandpass filters it is not possible to use the highest possible Number of bridges to be attached. In addition, there is an approximately symmetrical position of the attenuation poles for the pass band are mandatory. So it had to high filter degrees can be used because the attenuation poles are arranged asymmetrically could not be generated and thus unnecessary effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Realisierungsmöglichkeiten von Mikrowellenfiltern mit zusätzlichen ÜberbrUckungenanzugeben, bei denen die Zahl der realisierbaren UberbrUckungen gegebenenfalls bis zum theoretischen Maximalwert erhöht werden kann.The invention is based on the object of implementation options of microwave filters with additional bridges where the number the realizable bridges, if necessary up to the theoretical maximum value can be increased.

Anhand von AusfUhrungsbeispielenwird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert.The invention is explained below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigen in der Zeichnung Fig. 1 eine bekannte Realisierung in etwa nach Art der Zeitschrift IEEE Trans. MTT-30 (1982), Seite 1300; Fig. 2a, 2b erfindungsgemäße Realisierungsmöglichkeiten mit einer geradzahligen Anzahl von Resonatoren; Fig. 3a, 3b, 3c weitere erfindungsgemäße Realisierungsmöglichkeiten mit einer ungeradzahligen Anzahl von Resonatoren.In the drawing, FIG. 1 shows a known implementation approximately in the manner of the journal IEEE Trans. MTT-30 (1982), page 1300; 2a, 2b according to the invention Realization options with an even number of resonators; Fig. 3a, 3b, 3c further implementation possibilities according to the invention with an odd number Number of resonators.

Im AusfUhrungsbeispiel von Fig. 1 ist ein aus sechs Resonatoren 1 bis 6 bestehendes Mikrowellenfilter zu erkennen. Die einzelnen Resonatoren haben rechteckigen Querschnitt und sind in den beiden übereinanderliegenden Zeilen I und II und in den sich ergebenden nebeneinanderliegenden Spalten A, B und C angeordnet. Die Energieflußrichtung vom Resonator 1 zum Resonator 6 ist durch den am Resonator 1 angebrachten Eingangspfeil und den am Resonator 6 angebrachten Ausgangspfeil ebenfalls zu erkennen. Die Kopplungen zwischen den einzelnen Resonatoren sind ebenfalls lediglich schematisch angedeutet und es sind bekanntlich die die Bandbreite des Filters bestimmende Kopplungen solche Kopplungen, die in der Snergieflußrichtung aufeinanderfolgende Kreise miteinander verkoppeln. Im AusfUhrungsbeispiel also unmittelbar in der gewählten Zeilweise 12, 23, ... 56 von Resonator 1 bis Resonator 6. Zusätzlich überbrückende Kopplungen sind zwischen den Resonatoren 2 und 5 sowie zwischen den Resonatoren 1 und 6 vorgesehen. Diese Kopplungen sind mit 25, 16 bezeichnet und sind ebenfalls durch ausgezogene Striche kenntlich gemacht. Mit solchen Zusatzkopplungen lassen sich sogenannte Polstellen in der tibertragungscharakteristik des Filters erzeugen. Die Frequenzlage und gegebenenfalls auch die Tatsache, daß Pole bei komplexen Frequenzen auftreten, läßt sich durch die Wahl dieser zusätzlichen überbrückenden Kopplungen einstellen. Im ebenfalls mitgezeichneten elektrischen Blockschaltbild liegen also die Resonatoren 1, 2, 3, 4, 5, 6 so, daß zwischen ihnen jeweils die Kopplung 12, 23, 34, 45, 56 wirksam ist. Zwischen den Resonatoren 2 und 5 wirkt die Kopplung 25, zwischen den Resonatoren 1 und 6 wirkt die Kopplung 16. Der Eingang des Filters und der Ausgang des Filters sind durch die Energieflußpfeile ebenfalls kenntlich gemacht.In the exemplary embodiment of FIG. 1, one of six resonators 1 is up to 6 existing microwave filters can be recognized. The individual resonators have rectangular cross-section and are in the two superimposed lines I and II and in the resulting adjacent columns A, B and C arranged. The direction of energy flow from resonator 1 to resonator 6 is through the direction of the resonator 1 attached input arrow and the output arrow attached to the resonator 6 as well to recognize. The couplings between the individual resonators are also only indicated schematically and it is known that the bandwidth of the filter is determined Couplings such couplings that are consecutive in the direction of energy flow Link circles together. In the exemplary embodiment so directly in the chosen Line by line 12, 23, ... 56 from resonator 1 to resonator 6. Additionally bridging Couplings are between the resonators 2 and 5 and between the resonators 1 and 6 provided. These couplings are labeled 25, 16 and are also indicated by solid lines. With such additional couplings leave so-called poles are created in the transmission characteristics of the filter. The frequency position and possibly also the fact that poles at complex frequencies can occur through the choice of these additional bridging couplings to adjust. In the electrical block diagram also drawn, there are therefore the resonators 1, 2, 3, 4, 5, 6 so that between them the coupling 12, 23, 34, 45, 56 is effective. The coupling acts between the resonators 2 and 5 25, the coupling 16 acts between the resonators 1 and 6. The input of the filter and the exit of the filter are also indicated by the energy flow arrows made.

Die maximal mögliche Zahl von vier tfberbrückungen wird bei Fig. 1 dabei also nicht erreicht, wenn nicht diese diagonal durch die Ecken fUhren sollen.The maximum possible number of four bridges is shown in FIG. 1 so not achieved if these should not lead diagonally through the corners.

Wenn man nun die Resonatoren so anordnet, daß sie um jeweils eine halbe Resonatorbreite zueinander versetzt sind und ihre Zuordnung zu den fortlaufenden Nummern ändert, dann wird die volle Zahl von vier Uberbrückungen möglich, wie Fig. 2a und Fig. 2b in zwei Möglichkeiten zeigen und zwar einen Versatz in Spaltenrichtung A, B, C bzw. in Zeilenrichtung I, II, III.If you now arrange the resonators so that they each one half the resonator width are offset from one another and their assignment to the continuous Numbers changes, then the full number of four bridges is possible, as Fig. 2a and 2b show two possibilities, namely an offset in the column direction A, B, C or in line direction I, II, III.

Eine Besonderheit der versetzten Resonatorordnung entsprechend Fig. 2a, 2b gegenUber der bekannten nach Fig. 1 besteht darin, daß durch Uberbrückungenerzeugte Dämpfungspole möglich werden, die unsymmetrisch zum Durchlaßbereich des Filters angeordnet sind, z.B. ein Pol unten, drei Pole oben, wogegen mit der Anordnung nach Fig. 1 immer die nur in gerader Zahl auftretenden Dämpfungspole ja zur Hälfte unter- und oberhalb und außerdem näherungsweise frequenzsymmetrisch zur Durchlaßmitte liegen. In IEEE Trans MTT-14 (1966), S. 40 ist die einfachste Möglichkeit einer versetzten Resonatoranordnung gezeigt, nämlich drei Resonatoren mit einer Uberbruckung. Weitere Arbeiten, wie z.B. IEEE Tans. MTT-30 (1982), S. 1300, benutzen die Resonatoranordnung ohne Versatz entsprechend Fig. 1.A special feature of the offset resonator arrangement according to Fig. 2a, 2b, compared to the known one according to FIG. 1, consists in that generated by bridging Attenuation poles that are asymmetrical to the Pass band of the filter are arranged, e.g. one pole below, three poles above, whereas with the Arrangement according to Fig. 1 always the damping poles occurring only in an even number yes half below and above and also approximately frequency symmetrical to The middle of the passage. In IEEE Trans MTT-14 (1966), p. 40 is the simplest option an offset resonator arrangement shown, namely three resonators with one Bridging. Other works, such as IEEE Tans. MTT-30 (1982), p. 1300, use the resonator arrangement without offset according to FIG. 1.

Fig. 3a, 3b, 3c zeigen noch einige weitere Möglichkeiten, wobei die maximal mögliche Zahl der UberbrUckungen nicht ausgenutzt wird. Diese ist ohnehin bei Anordnungen von mehr als sechs Resonatoren aus topologischen Gründen nicht mehr erreichbar. Die Zeilen I und II haben unterschiedliche Resonatorzahl, die Spalten A, B, C sind nicht vollständig. Die vorstehenden AusfUhrungen gelten fUr die Resonatoren 1 bis 7 und die Kopplungen entsprechend.Fig. 3a, 3b, 3c show a few more possibilities, the maximum possible number of bridges is not used. This is anyway in the case of arrangements of more than six resonators, no more for topological reasons accessible. Lines I and II have different numbers of resonators, the columns A, B, C are not complete. The above remarks apply to the resonators 1 to 7 and the couplings accordingly.

Über den Schwingmodus der rechteckigen Resonatoren sowie die Art der Koppelglieder, die beide hier nur schematisch dargestellt sind, brauchen keine Angaben gemacht zu werden, da diese unterschiedlicher Art sein und sich zudem wechselseitig bedingen können. So sind z.B. auch TEM-Innenleiter in einem Rechteckaußenleiter denkbar, oder können die Kopplungen als Löcher, Stife und auch Schleifen realisiert werden.About the oscillation mode of the rectangular resonators as well as the type of Coupling links, both of which are only shown schematically here, do not need any information to be made, as these are of different types and are also reciprocal can condition. For example, there are also TEM inner conductors in a rectangular outer conductor conceivable, or the couplings can be implemented as holes, pins and loops will.

1 Patentanspruch 3 Figuren1 claim 3 figures

Claims

Filter for very short electromagnetic waves, consisting of several resonators (1 to 6) with a rectangular cross-section coupled to one another, where a coupling (e.g. 3, 23) between successive resonators (e.g. 2,3) takes place and continues between not immediately successive in the energy flow direction Resonators (e.g. 1, 4) at least two additional, bridging couplings (e.g. 14) are provided, and the individual resonators (1 to 6) line-shaped (I, II) Above one another and in columns (A, B, C, D) are arranged next to one another, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the individual resonators by one half of the rectangle side are arranged offset from one another.