DE3621298A1 - Mikrowellenfilter mit vielfach gekoppelten hohlraumresonatoren - Google Patents
Mikrowellenfilter mit vielfach gekoppelten hohlraumresonatorenInfo
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/207—Hollow waveguide filters
- H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
Landscapes
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrowellenfilter,
das mehrere Hohlraumresonatoren besitzt, die über Koppel
öffnungen in ihren parallel zur Wellenausbreitungsrich
tung verlaufenden Seitenwandungen miteinander gekoppelt
sind.
Ein derartiges Mikrowellenfilter ist aus der DE-OS 26 43 094
bekannt. Bei diesem Mikrowellenfilter sind alle miteinander
gekoppelten zylindrischen Hohlraumresonatoren im TE 011 Wel
lenmode betrieben, um eine möglichst hohe Filtergüte zu er
reichen. Die Hohlraumresonatoren des bekannten Mikrowellen
filters sind in einer recht komplizierten Konstellation zu
sammengefügt, damit zur Erzielung einer elliptischen Filter
charakteristik neben den Kopplungen der in Energieflußrich
tung aneinandergereihten Hohlraumresonatoren zusätzlich noch
positive oder negative Überkopplungen zwischen anderen Hohl
raumresonatoren realisiert werden können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowel
lenfilter der eingangs genannten Art anzugeben, das aus ei
ner einfachen, platzsparenden Hohlraumresonator-Konstruk
tion besteht, die eine möglichst große Vielzahl von Kopplun
gen zwischen den einzelnen Hohlraumresonatoren zuläßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unter
ansprüchen hervor.
Durch die Anordnung der Hohlraumresonatoren nach Art einer
dichtesten Zylinderpackung gibt es eine größtmögliche Zahl
von Berührungszonen, die für Kopplungen ausnutzbar sind.
Außerdem führt die Hohlraumresonatorkonstellation nach der
Erfindung zu einem raumsparenden kompakten Mikrowellenfil
ter.
An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spielen wird nachfolgend die Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen zwei verschiedene Konstellationen von
Hohlraumresonatoren und
Fig. 3 zeigt Wellenmoden, die in den Hohlraumresona
toren existieren.
Der Fig. 1 ist ein Mikrowellenfilter zu entnehmen, das aus
sechs zylindrischen Hohlraumresonatoren H 1... H 6 mit run
den Querschnitten besteht. Die Hohlraumresonatoren sind
nach Art einer dichtesten Zylinderpackung angeordnet, wo
bei jeder Hohlraumresonator mit seiner Seitenwand an die
Seitenwände mehrerer anderer Hohlraumresonatoren angrenzt.
Durch diese Konstellation der Hohlraumresonatoren H 1... H 6
entsteht eine größtmögliche Zahl von gegenseitigen Seiten
wandungs-Berührungen. Über Koppelöffnungen (z.B. Löcher,
Schlitze) in den Seitenwandungs-Berührungszonen kann nun
eine Vielzahl von elektromagnetischen Kopplungen zwischen
benachbarten Hohlraumresonatoren realisiert werden.
Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen
Kopplungen (mit dem Symbol gekennzeichnet in den Sei
tenwandungs-Berührungszonen zwischen den in Energiefluß
richtung angeordneten Hohlraumresonatoren H 1... H 6, be
ginnend mit dem einen Signaleingang E aufweisenden Hohl
raumresonator H 6. Außer diesen Hauptkopplungen der in Ener
gieflußrichtung aneinandergereihten Hohlraumresonatoren
gibt es zusätzlich noch Nebenkopplungen (mit dem Symbol x
gekennzeichnet) zwischen dem zentralen Hohlraumresonator
H 1 und den ihm benachbarten Hohlraumresonatoren H 3, H 4,
H 5 und H 6.
Eine gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel leicht abgewandelte Konstellation der Hohlraumreso
natoren H 1... H 6 zeigt die Fig. 2. Hier sind Nebenkopplun
gen zwischen einem zentral angeordneten Hohlraumresonator
H 4 und dessen nicht in Energieflußrichtung benachbarten
Hohlraumresonatoren H 1, H 2 und H 6 und eine Nebenkopplung
zwischen dem Signaleingangs-Hohlraumresonator H 1 und dem
Signalausgangs-Hohlraumresonator H 6 eingerichtet.
Die Anordnung der Hohlraumresonatoren nach Art einer dich
testen Zylinderpackung läßt eine große Vielzahl von Varia
tionen bei der Zusammenstellung der miteinander zu koppeln
den Hohlraumresonatoren zu. Außerdem kann ein Mikrowellen
filter, das nach der beschriebenen Art aufgebaut ist, mit
wenig Aufwand um zusätzliche Hohlraumresonatoren zu einer
komplexeren Filterstruktur erweitert werden.
Die oben angesprochenen Nebenkopplungen zwischen benachbar
ten, aber nicht in Energieflußrichtung aufeinanderfolgenden
Hohlraumresonatoren können entweder als positive oder als
negative Kopplungen realisiert werden. An Hand der Fig. 3
soll verdeutlicht werden, wie zwei benachbarte Hohlraumre
sonatoren entweder positiv oder negativ gekoppelt werden
können. Dazu ist in einem der beiden benachbarten Hohlraum
resonatoren, von denen die Fig. 3 einen Längsschnitt parallel
zur Wellenausbreitungsrichtung z zeigt, der TE 011-Wellen
mode und in dem anderen Hohlraumresonator der TE 012-Wellen
mode existent. In einem Bereich der beiden mit ihren Seiten
wandungen aneinandergrenzenden Hohlraumresonatoren verlau
fen die magnetischen Feldlinien des TE 011- und des TE 012-
Wellenmodes in gleiche Richtung parallel zueinander. Eine
dort angeordnete Koppelöffnung K 1 ermöglicht eine positive
Kopplung zwischen den Hohlraumresonatoren. In einem anderen
Bereich der beiden Hohlraumresonatoren verlaufen die magne
tischen Feldlinien des TE 011- und des TE 012-Wellenmodes
in entgegengesetzte Richtungen. Eine dort in der Seitenwan
dung vorhandene Koppelöffnung K 2 ermöglicht eine negative
Kopplung.
Würde man z.B. ein Mikrowellenfilter gemäß Fig. 1 mit po
sitiven Hauptkopplungen der in Energieflußrichtung aneinan
dergereihten Hohlraumresonatoren H 1... H 6 und mit nega
tiven Nebenkopplungen zwischen den Hohlraumresonatoren H 1,
H 4 und den Hohlraumresonatoren H 1, H 6 verwirklichen, so
erhielte man eine elliptische Filtercharakteristik mit
2 Paar echten Nullstellen sechster Ordnung mit einer
Filtergüte von 15000 bei 12 GHz.
Claims (4)
1. Mikrowellenfilter, das mehrere Hohlraumresonatoren be
sitzt, die über Koppelöffnungen in ihren parallel zur
Wellenausbreitungsrichtung verlaufenden Seitenwandun
gen miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß alle das Filter bildenden Hohlraumresonatoren
(H 1... H 6) nach Art einer dichtesten Zylinderpackung
angeordnet sind, so daß jeder einzelne Hohlraumresona
tor mit einer größtmöglichen Zahl der vorhandenen Hohl
raumresonatoren in Berührung steht und jeder Hohlraum
resonator mit jedem seiner benachbarten Hohlraumresona
toren in den Seitenwandungs-Berührungszonen gekoppelt
werden kann.
2. Mikrowellenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß in einem oder mehreren der Hohlraumresonatoren
ein Wellenmode existiert, dessen Feldverlauf so orien
tiert ist, daß er mit einem in benachbarten Hohlraumre
sonatoren existierenden anderen Wellenmode entweder eine
positive Kopplung eingeht, wenn die Kopplung (K 1) an ei
ner Stelle in den sich berührenden Seitenwandungen er
folgt, wo die Feldlinien beider Wellenmoden in gleiche
Richtung verlaufen, oder eine negative Kopplung eingeht,
wenn die Kopplung (K 2) an einer Stelle erfolgt, wo die
Feldlinien der beiden Wellenmoden in entgegengesetzte
Richtungen verlaufen.
3. Mikrowellenfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß der eine Wellenmode vom Typ TE 011 und der
andere Wellenmode vom Typ TE 012 ist.
4. Mikrowellenfilter nach einer der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß alle in Energieflußrichtung
zwischen einem Signaleingangs-Hohlraumresonator (H 1) und
einem Signalausgangs-Hohlraumresonator (H 6) aufeinander
folgenden Hohlraumresonatoren (H 2... H 5) positiv mit
einander gekoppelt sind und daß zwischen benachbarten
Hohlraumresonatoren, die nicht in Energieflußrichtung
direkt aufeinanderfolgen, negative Kopplungen beste
hen.
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