EP1310010A2 - Mehrpoliges kaskadierendes quadruplet-bandpassfilter auf der basis dielektrischer dual-mode-resonatoren - Google Patents

Mehrpoliges kaskadierendes quadruplet-bandpassfilter auf der basis dielektrischer dual-mode-resonatoren

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EP1310010A2
EP1310010A2 EP01984279A EP01984279A EP1310010A2 EP 1310010 A2 EP1310010 A2 EP 1310010A2 EP 01984279 A EP01984279 A EP 01984279A EP 01984279 A EP01984279 A EP 01984279A EP 1310010 A2 EP1310010 A2 EP 1310010A2
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mode resonators
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Huai-Ren Yi
Norbert Klein
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H01P1/2086—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators multimode

Definitions

  • the present invention relates to a multipole bandpass filter based on a group of dielectric dual-mode resonators which are arranged in a metal housing and are coupled to one another.
  • Dielectric dual-mode resonators are known from the prior art, the z. B. can be used in communication satellites for channel separation. Coupling dual-mode resonators without greatly influencing quality is difficult.
  • An axial arrangement of cylindrical dielectric dual-mode resonators is known, in which the coupling between the individual resonator chambers is achieved by means of cross-shaped diaphragms. Relatively high high-frequency currents flow in the area of the diaphragms, which greatly impair the filter quality that can be achieved (US Patent 4,489,293).
  • the object of the present invention is therefore to provide a design for multipole bandpass filters with which a coupling of any number of dual-mode resonator pairs (quadruplets) is possible while maintaining high filter quality.
  • metal walls in the metal housing effect the coupling between the dual-mode resonators in such a way that on the one hand there is a positive forward coupling between adjacent resonator pairs, on the other hand there is a positive and a negative coupling within each resonator pair.
  • pairs of finite transmission zero lines can be achieved, which are arranged largely symmetrically around the passband center.
  • 2 shows a schematic top view of an eight-pole filter with four dielectric dual-mode resonators
  • 3 shows a schematic top view of a twelve-pole, cascaded quadruplet filter with six dielectric dual-mode resonators
  • 4 shows a schematic top view of a sixteen-pole, cascaded quadruplet filter with eight dielectric dual-mode resonators.
  • Metal walls 2 are arranged in a metal housing 1.
  • the metal walls 2 divide the space delimited by the metal housing 1 into more or less delimited areas.
  • a dielectric dual-mode resonator 3 is arranged in each of these regions.
  • the metal housing 1 also has a base plate 1.1, from which each dual-mode resonator 3 is kept at a distance by a spacer 4.
  • the metal walls 2 form coupling gaps 2.1 and 2.2 between the individual dual-mode resonators 3.
  • the dual-mode resonators 3 are arranged one behind the other or next to one another in a predetermined sequence or cascade. Two dual-mode resonators 3 in succession in the cascade form a quadruplet. 2, the dual-mode resonators 3 with the mode numbers 1 to 4 (M1, M2, M3, M4) form a first quadruplet and the dual-mode resonators with the mode numbers 5 to 8 (M5, M6, M7 , M8) another, second quadruplet.
  • Any dual mode Resonator 3 comprises a dual-mode coupler 6 and a dual-mode tuner 7.
  • the dual-mode coupler 6 and the dual-mode tuner 7 are introduced from the base plate 1.1.
  • Actuators 8 are arranged in the coupling gaps 2.1, with the aid of which the coupling strength between the resonators 3 can be set.
  • the metal walls 2 serve to limit the couplings between the resonators 3.
  • the metal walls 2 thus form two coupling gaps 2.1 between two dual-mode resonators 3 of a quadruplet which follow one another in the predetermined sequence or cascade.
  • the metal walls form a single coupling gap 2.2 between two dual-mode resonators 3 of different quadruplets which follow one another in the predetermined sequence.
  • Fig. 3 and in Fig. 4 two embodiments are shown, which have the same coupling principle of the embodiment described in Fig. 2, they differ only in that in Fig. 3, six dual-mode resonators 3 are coupled together and in 4 even eight dual-mode resonators 3.
  • the output antenna 5b is connected to the last mode 12 ml 2 in the embodiment shown in FIG. 3 and to the last mode 16 ml 6 in the embodiment shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 shows a typical characteristic curve for a twelve-pole cascading quadruplet filter, which is formed from three cascading quadruplets. There are three finite zero transmission lines on each side of the passband.

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

Mehrpoliges kaskadierendes Quadruplet-Bandpaßfilter auf der Basis dielektrischer
Dual-Mode-Resonatoren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrpol-Bandpaßfilter basierend auf eine Gruppe von dielektrischen Dual-Mode-Resonatoren, die in einem Metallgehause angeordnet und miteinander gekoppelt sind.
Aus dem Stand der Technik sind dielektrische Dual-Mode-Resonatoren bekannt, die z. B. in Kommunikationssatelliten zur Kanaltrennung eingesetzt werden können. Die Kopplung von Dual-Mode-Resonatoren ohne starke Beeinflussung von Güten ist schwierig. Bekannt ist eine axiale Anordnung zylinderförmiger dielektrischer Dual-Mode Resonatoren, bei der die Kopplung zwischen den einzelnen Resonatorkammern durch kreuzförmige Blenden erreicht wird. Dabei fliessen relativ hohe Hochfrequenzströme im Bereich der Blenden, die die erreichbaren Filtergüten stark beeinträchtigen (US Patent 4,489,293). In einer früheren Patentanmeldung wurde von uns lediglich ein durch Kopplung von zwei Dual-Mode- Resonatoren gebildete vierpolige Bandpaßfilter eingesetzt (DE19824997, hinterlegt). •
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Design für Mehrpol-Bandpaßfilter zu schaffen, mit welchem eine Kopplung von beliebig vielen Dual-Mode-Resonatorpaaren (Quadruplets) bei gleichzeitiger Erhaltung hoher Filtergüteh möglich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Metallwände in dem Metallgehause die Kopplung zwischen den Dual-Mode-Resonatoren bewirken, derart, daß einerseits eine positive Vorwärtskopplung zwischen jeweils benachbarten Resonatorpaaren, andererseits eine positive und eine negative Kopplung innerhalb jedes Resonatorpaares erfolgt.
Mit einem solchen kaskadierten Quadrupletfilter können Paare von finiten Übertragungs- Nullinien erzielt werden, die weitgehend symmetrisch um das Paßbandzentrum herum angeordnet sind.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 9. Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen n her beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine typische Kennlinie eines zwölfpoligen, kaskadierten Quadrupletfilters;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines achtpoligen Filters mit vier dielektrischen Dual- Mode-Resonatoren; Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines zwölfpoligen, kaskadierten Quadrupletfilters mit sechs dielektrischen Dual-Mode-Resonatoren; Fig. 4 eine schematische Draufsicht eines sechzehnpoligen, kaskadierten Quadrupletfϊlters mit acht dielektrischen Dual-Mode-Resonatoren.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines achtpoligen, kaskadierten Quadrupelfϊlters bzw. Mehrpol-Bandpaßfüters gemäß vorliegender Erfindung. In einem Metallgehause 1 sind Metallwände 2 angeordnet. Die Metallwände 2 unterteilen den von dem Metallgehause 1 umgrenzten Raum in mehr oder weniger abgegrenzte Bereiche. In jedem dieser Bereiche ist ein dielektrischer Dual-Mode-Resonator 3 angeordnet. Insgesamt liegen also in der vorliegenden Ausfuhrungsform vier Dual-Mode-Resonatoren 3 in dem Metallgehause 1. Das Metallgehause 1 weist auch eine Bodenplatte 1.1 auf, von der jeder Dual-Mode- Resonator 3 durch einen Abstandshalter 4 in Abstand gehalten ist. Die Metallwände 2 bilden zwischen den einzelnen Dual-Mode-Resonatoren 3 Kopplungslücken 2.1 und 2.2. Die Dual-Mode-Resonatoren 3 sind in einer vorbestimmten Reihenfolge bzw. Kaskade hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet. Jeweils zwei in der Kaskade aufeinander folgende Dual-Mode-Resonatoren 3 bilden ein Quadruplet. In Fig. 2 bilden die Dual-Mode- Resonatoren 3 mit den Modennummern 1 bis 4 (Ml, M2, M3, M4) ein erstes Quadruplet und bilden die Dual-Mode-Resonatoren mit den Modenummern 5 bis 8 (M5, M6, M7, M8) ein weiteres, zweites Quadruplet.
Der in einer vorbestimmten Reihe bzw. Kaskade von Dual-Mode-Resonatoren jeweils er- ste Dual-Mode-Resonator 3, also der Dual-Mode-Resonator mit der Modenummer 1 (Ml), ist an diesem Mode Ml mit einer Eingangsantenne 5a gekoppelt. Der jeweils letzte Dual- Mode-Resonator 3 in der Kaskade, also der Dual-Mode-Resonator mit der Modenummer 8 (M8) ist an diesem Mode M8 mit einer Ausgangsantenne 5b gekoppelt. Jeder Dual-Mode- Resonator 3 umfaßt einen Dual-Mode-Koppler 6 und einen Dual-Mode-Tuner 7. Der Dual- Mode-Koppler 6 und der Dual-Mode-Tuner 7 sind von der Bodenplatte 1.1 aus eingeführt.
In den Kopplungslücken 2.1 sind Stellglieder 8 angeordnet, mit deren Hilfe die Kopp- lungsstärke zwischen den Resonatoren 3 eingestellt werden kann. Die Metallwände 2 dienen dazu, die Kopplungen zwischen den Resonatoren 3 zu begrenzen. So bilden die Metallwände 2 zwischen zwei in der vorbestimmten Reihenfolge bzw. Kaskade aufeinander folgenden Dual-Mode-Resonatoren 3 eines Quadruplets zwei Kopplungslücken 2.1. Die Metallwände bilden zwischen zwei in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinander folgen- den Dual-Mode-Resonatoren 3 verschiedener Quadruplets eine einzige Kopplungslücke 2.2.
In Fig. 3 und in Fig. 4 sind zwei Ausführungsformen dargestellt, die das gleiche Kopplungsprinzip der in Fig. 2 beschriebenen Ausfuhrungsform aufweisen, sie unterscheiden sich nur dadurch, daß in Fig. 3 sechs Dual-Mode-Resonatoren 3 miteinander gekoppelt sind und in Fig.4 sogar acht Dual-Mode-Resonatoren 3. Der Anschluß der Ausgangsantenne 5b erfolgt in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform am letzten Mode 12 Ml 2 und in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform am letzten Mode 16 Ml 6.
In Fig. 1 ist eine typische Kennlinie für einen zwölfpoligen kaskadierenden Quadrupletfϊl- ter dargestellt, der aus drei kaskadierenden Quadruplets gebildet wird. Drei finite Übertra- gungs-Nullinien sind jeweils auf beiden Seiten des Paßbandes vorhanden.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrpol-Bandpaßfilter basierend auf einer Gruppe von dielektrischen Dual-Mode- Resonatoren, die in einem Metallgehause angeordnet und miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Metallwände (2) in dem Metallgehause (1) die Kopplung zwischen den Dual-Mode- Resonatoren (3) bewirken, derart, daß einerseits eine positive Vorwärtskopplung zwischen jeweils benachbarten Resonatorpaaren, andererseits eine positive und eine negative Kopplung innerhalb jedes Resonatorpaares bestehend aus Dual-Mode Resonatoren (3) erfolgt.
2. Mehrpol-Bandpaßfϊlter nach Anspruch 1, basierend auf einer Gruppe von dielektrischen Dual-Mode-Resonatoren, die in einem Metallgehause angeordnet und miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkopplung zwischen mehreren Dual-Mode-Resonatoren (3) die gleich Filtergüte erreicht, wie ein einzelner, nicht-verkoppelter Dual-Mode-Resonator (3).
3. Mehrpol-Bandpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Dual-Mode-Resonatoren eine gerade Anzahl von Dual-Mode- Resonatoren (3) aufweist, wobei jeweils zwei in der vorbestimmten Reihe aufeinander folgende Dual-Mode-Resonatoren (3) einen Quadruplet bilden.
4. Mehrpol-Bandpaßfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metallwand (2) zwischen zwei Dual-Mode-Resonatoren (3) eines Quadruplets zwei Kopplungslücken (2.1) bildet.
5. Mehrpol-Bandpaßfilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metall wand (2) zwischen zwei in der Kaskade aufeinander folgenden Dual-Mode- Resonatoren (3) unterschiedlicher Quadruplets eine Kopplungslücke (2.2) bildet.
6. Mehrpol-Bandpaßfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kopplungslücke (2.1, 2.2) ein Stellglied (8) zur Einstellung einer Kopplungsstärke angeordnet ist.
7. Mehrpol-Bandpaßfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsantenne (5a) mit einem ersten Mode (Ml) eines in der Kaskade ersten Dual-Mode-Resonators (3) gekoppelt ist und eine Ausgangsantenne (5b) mit einem letzten Mode (M8, Ml 2, Ml 6) eines in der Kaskade letzten Dual-Mode-Resonators gekoppelt ist.
8. Mehrpol-Bandpaßfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehause (1) eine Bodenplatte (1.1) aufweist, von der jeder Dual-Mode- Resonator (3) der vorbestimmten Reihe durch einen Abstandhalter (4) in Abstand gehalten ist.
9. Mehrpol-Bandpaßfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, drei oder vier Quadruplets miteinander gekoppelt sind.
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