EP2449622A1 - Hochfrequenzfilter - Google Patents

Hochfrequenzfilter

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Publication number
EP2449622A1
EP2449622A1 EP10728135A EP10728135A EP2449622A1 EP 2449622 A1 EP2449622 A1 EP 2449622A1 EP 10728135 A EP10728135 A EP 10728135A EP 10728135 A EP10728135 A EP 10728135A EP 2449622 A1 EP2449622 A1 EP 2449622A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner conductor
sections
frequency filter
coupling device
filter according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP10728135A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2449622B1 (de
Inventor
Jens Nita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
Publication of EP2449622A1 publication Critical patent/EP2449622A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2449622B1 publication Critical patent/EP2449622B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/202—Coaxial filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • H01P11/001—Manufacturing waveguides or transmission lines of the waveguide type
    • H01P11/005—Manufacturing coaxial lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/06—Coaxial lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/04—Coaxial resonators

Definitions

  • the invention relates to a high frequency filter, i. a so-called high pass, according to the preamble of claim 1.
  • a common antenna for the transmit and receive signals.
  • Transmit and receive signals use different frequency ranges.
  • the antenna used must be capable of transmitting and receiving in both frequency ranges.
  • a suitable frequency filtering is required, which ensures that on the one hand, the transmission signals from the transmitter only to the antenna (and not in the direction of the receiver) and on the other hand, the received signals are transmitted from the antenna only to the receiver.
  • a pair of high-frequency filters may be used, both of which pass a particular (namely the respectively desired) frequency band (bandpass filter) or a pair of high-frequency filters, both of which Disable certain (namely, the respectively unwanted) frequency band (band-stop filter), or a pair of high-frequency filters, formed by a filter that passes frequencies below a frequency lying between the transmit and receive band and the overlying locks (low-pass filter), and a Filter that blocks frequencies below this frequency between the transmit and receive bands and transmits the higher frequencies (high-pass filter).
  • bandpass filter namely the respectively desired frequency band
  • band-stop filter Disable certain frequency band
  • a pair of high-frequency filters formed by a filter that passes frequencies below a frequency lying between the transmit and receive band and the overlying locks (low-pass filter), and a Filter that blocks frequencies below this frequency between the transmit and receive bands and transmits the higher frequencies (high-pass filter).
  • filters formed by a filter that passes frequencies below a frequency lying between the transmit and receive band and the overlying locks
  • High-frequency filters of the described type can be constructed differently.
  • a known high-pass filter can consist of a bore or a channel in a milling or cast housing, wherein in the channel or in the bore inner conductor sections are arranged, which are electrically connected via so-called stubs with the outer conductor.
  • the inner conductor sections have (if the entire arrangement should still have a compact size) usually very small sized interruptions, whereby the corresponding inner conductor sections are capacitively coupled at their end faces.
  • the size of the capacitive couplings between the line sections is inversely proportional to the change in the distance.
  • the end-side capacitive coupling between the inner conductors also increases with increasing cross-sectional area of the lines and with increasing dielectric constant of the material, which may be located in the gap between the lines. Since relatively high capacitances are generally required in the coaxial high-pass filters known from the prior art and correspondingly designed, the distance between the end faces is in the axial extension each other positioned inner conductor sections (if, as mentioned, comparatively compact outer dimensions are to be met) usually less than 0.5 mm (for example, when installed in a base station or other antenna device). Often the distance is 0.1 to 0.2 mm.
  • a corresponding axial coaxial high pass is shown in a schematic axial longitudinal section (for example, in plan view without depiction of the cover terminating the outer conductor) and in an axial cross-sectional view (with a cover closing the outer conductor), as it is known from the prior art is known.
  • the housing can also be divided into two or more, for example, comprise two mateable housing sections or housing halves.
  • the outer conductor housing can also be completely closed so that the inner conductor arrangement is only pushed axially into this outer conductor housing. There are no restrictions in this respect.
  • such a coaxial high-pass filter comprises an outer conductor 1, which - as mentioned - usually from a milling or cast housing (metal, metal alloy) consists, in which an axial bore or an axial channel 3 is formed , Along this bore or this channel 3, an inner conductor arrangement 5 is then provided, which consists of a plurality of inner conductor sections 5a.
  • the inner conductor sections end with their inner conductor end face 5b at a short distance A, so that a capacitive coupling results between the inner conductor end faces 5b and thus the inner conductor sections 5a. Further, for example, between These inner conductor end faces 5 b be inserted a dielectric D.
  • the individual inner conductor sections 5a are in each case (usually centrally) via a transverse or perpendicular to the associated inner conductor section 5a extending branch line 7 galvanically coupled to the outer conductor 1, wherein the corresponding branch lines 7 in lateral branch ducts 9 (ie branch line recesses 9) extend in the material of the outer conductor 1 and are galvanically connected to the mentioned outer conductor 1 at the branch line channel bottom 9a (wherein the outer conductor 1 constitutes, as it were, the housing of the high-pass filter thus formed).
  • Such a high pass in a coaxial structure is known, for example, from Matthei, Young, Jones: “Microwave Filters, Impedance Matching Networks, and Coupling Structures", McGraw-Hill Book Company 2001, namely at page 414 (FIGS. 7.07-3) refer to.
  • FIG. 12c A corresponding equivalent circuit diagram for the high-frequency filter known from the prior art according to FIGS. 12a and 12b is reproduced on the basis of FIG. 12c. It can be seen from this that a single inner conductor 5 with individual inner conductor sections 5a is provided, wherein a capacitance C 1 is formed between two inner conductor sections 5 a and of the intrinsically continuous inner conductor sections 5 a to ground or the outer conductor 1 extending the branch line 7 is connected in the form of an inductance I.
  • the measure of the capacitive coupling is determined by the size of the respectively opposite two end faces of the inner conductor sections coupled thereto, by the distance A between the two end-side inner conductor sections and by the dielectric used between the two end-side inner conductor sections.
  • FIGS. 12a and 12b A solution comparable to the state of the art according to FIGS. 12a and 12b has also become known from US 2009/0153270 A1, which corresponds to DE 10 2007 061 413 A1. Shown is a high pass filter with an inner conductor comprising individual inner conductor sections. Two successive inner conductor sections in the axial extension are arranged at a distance from each other, wherein the facing end faces and an adjoining inner conductor section in a partial length in a tubular intermediate piece, which in the middle between the two end faces of the successive inner conductor -Abitese has a closed wall portion.
  • This construction results in an inner conductor section with a double capacitive coupling interposed and successive from the end of an inner conductor section to the tubular intermediate section and from the tubular intermediate section to the next inner conductor section, etc., compared to the exemplary embodiment according to FIG. 12a.
  • the high-pass filter according to the invention can also be used as a single filter, but also in conjunction with one or more similar or different high-frequency filters.
  • the use of the high-frequency filter (HF filter) according to the invention in the mobile radio technology, and in particular in duplex filters, which are required, as explained above, results in the transmission signals fed to an antenna from those via the same Antenna received received signals that are sent or received in staggered frequency ranges to separate.
  • the solution according to the invention consists essentially in that an additional inner conductor coupling element is incorporated into the high frequency filter track, wherein this additional inner conductor coupling element is either metallic and thus electrically conductive or consists of or comprises a metallically or electrically conductive coated dielectric ,
  • This additional Lich mounted inner conductor coupling element is provided in the region of the front-side coupling of the inner conductor sections. If this inner conductor coupling element, for example, hollow cylindrical or generally provided with an inner recess, in this inner conductor coupling element, the ends of the adjacent inner conductor sections, so the respective inner conductor end faces completely or at least partially opposed within the inner conductor coupling element.
  • the inner conductor coupling element with the inner conductor sections cooperating with it is arranged overlapping only in a partial circumferential region, ie, for example, only over an axial length of the respective end face of the inner conductor section away with the end region of the associated inner conductor Section overlapped to realize the additional coupling here.
  • a blocking pole can be achieved with each high-pass filter according to the invention using a corresponding inner conductor coupling element.
  • a plurality of such structures can be interconnected one behind the other (in series), whereby a plurality of additional blocking poles can be generated by appropriate tuning.
  • the high-pass filter according to the invention can also be assembled with conventional further high-pass filter structures to produce one or more blocking poles. There are also no restrictions in this respect.
  • the design of the high-frequency filter compared to the prior art can be significantly shortened. This results in a total of more compact overall dimensions.
  • the mechanical stability can also be increased by the inner conductor coupling elements used. This is especially true for The use of a dielectric in solid form, ie not in air. Because thereby the inner conductor sections, the inner conductor coupling elements and / or the branch lines can be stabilized and held.
  • the dielectric located at least partially in the inner conductor coupling element, in which the inner conductor sections terminate can assume an additional positioning function of the inner conductor coupling element and thus also of the inner conductor sections, especially if the dielectric is also outside the Inner conductor coupling element in the corresponding receiving space (hole, channel) of the outer conductor arrangement is provided.
  • further dielectrics for mechanical stabilization within the structures are possible, for example also layered dielectrics.
  • the structures according to the invention make it possible to transmit high powers. Likewise, which is of great importance in mobile technology in particular, there is overall good intermodulation behavior.
  • a further improvement can also be achieved in the context of the invention in that the coupling of the inner conductor structures between the inner conductor coupling elements and the outer conductor does not necessarily have to be effected by the fact that the corresponding branch lines are galvanic are connected to the outer conductor. It is also possible that the branch lines are capacitively coupled to the outer conductor. In this case too, the solid dielectric possibly located in the outer conductor interior can also be used for positioning and fixing the branch lines capacitively coupled to the outer conductor.
  • a high-frequency filter is provided in the context of the invention, namely a so-called high-pass filter, in which a blocking pole below the passband can be generated by deliberately introducing a structure which is also referred to below as an inner conductor coupling element. If several such structures are connected in series, several blocking poles can be generated below the passband.
  • an inner conductor coupling element may be electrically conductive because it consists for example of a metal or a metallic structure, or it may be formed of a dielectric or comprise this, which is coated, for example, electrically conductive.
  • FIG. 1a a schematic axial longitudinal section through a first embodiment of the invention
  • Figure Ib an axial cross-sectional view along the line I-I in Figure Ia;
  • Figure Ic an equivalent circuit diagram for the embodiment according to the figures Ia and Ib
  • Figure Id a corresponding equivalent circuit diagram in principle as shown with reference to Figure Ic, but in relation to Figure Ic more compact form
  • FIG. 1e shows a diagram for illustrating the attenuation curve in an exemplary embodiment corresponding to FIGS. 1a to 1d to form two blocking poles, caused by the capacitances on the two signal paths;
  • FIG. 1a shows an axial longitudinal sectional view similar to FIG. 1a with respect to FIG. a further embodiment, in which among other things, the branch lines are capacitively coupled to the outer conductor;
  • Figure 3b a cross-sectional view through the
  • FIG. 5a shows another embodiment of the invention in a schematic axial section with different coupling between the inner conductor sections and the inner conductor coupling elements.
  • FIG. 5b shows a schematic axial cross-sectional view along the line VV in FIG. 5a; 6a: a further schematic axial section through an embodiment deviating from FIG. 5a, in which the branch line between inner conductor head pelelement and outer conductor in the outer conductor is not galvanic, but capacitive realized;
  • FIG. 6b shows a cross-sectional view along the
  • FIG. 7a a longitudinal section through a
  • FIG. 7b shows a cross-sectional view along the
  • FIG. 8a shows a schematic longitudinal section through a high-pass filter comprising a high-frequency filter according to the invention, which is connected in series with a conventional high-pass filter according to the prior art;
  • FIG. 8b a cross-sectional view along the
  • FIG 9AL requires a longitudinal section through a further modified embodiment, showing that a high-pass filter of invention according Enhancements no outer conductor to extend a branch line;
  • FIG. 9b a cross-sectional view along the
  • FIG. 10a three schematic cross-sectional representations through 10c: gen through a high-pass filter, to explain that also further tuning elements for changing the electrical properties of the corresponding line sections or the réelleleiterkoppelelemen- te can be provided te;
  • Figure 11 a diagram showing a
  • FIG. 12a is a schematic axial longitudinal section and 12b: position and a cross-sectional view along the line X-X in Figure 12a for a prior art high-pass filter in coaxial structure.
  • FIG. 12c shows an equivalent circuit diagram relating to a prior art high-pass filter in a coaxial structure, as reproduced with reference to FIGS. 12a and 12b.
  • This exemplary embodiment according to the invention differs from the prior art high-frequency filter in coaxial design according to FIGS. 12a and 12b in that an inner conductor coupling device 15 in the manner of an inner conductor coupling element 115 is now provided in the region of the inner conductor end sections 5c. what the inner conductor end portions 5c overlap with the inner conductor coupling element 115 with a certain axial length.
  • the inner conductor coupling device 15 is designed as an inner conductor coupling element 15 a in which the inner conductor end sections 5 c dip with a certain axial length, the inner conductor end faces 5 b of the inner conductors positioned in the axial extension -Sections 5a come to rest at a distance A to each other.
  • the inner conductor sections 5a are arranged on a common axis line Xl in the immediate axial extension to one another and thereby dive coaxially into the inner conductor coupling cylinder 15a.
  • the individual inner conductor sections can be held and anchored to the outer conductor 1 (ie the outer conductor housing 10) by dielectric spacers in the inner conductor space 21 formed as channel 3, for example also in that the entire inner conductor space 21 or only certain portions of the inner conductor space 21 Inner conductor space filled with a solid dielectric, poured out, etc. is or are.
  • dielectric spacers in the inner conductor space 21 formed as channel 3 for example also in that the entire inner conductor space 21 or only certain portions of the inner conductor space 21 Inner conductor space filled with a solid dielectric, poured out, etc. is or are.
  • several can dielectric structures may be provided, for example, at an axial distance in the inner conductor space 21, over which individual regions of the inner conductor sections may be mechanically held and supported relative to the outer conductor.
  • a dielectric 23 in the region of the inner conductor coupling device 15, i. is provided in the interior of the inner conductor coupling cylinder 15a, preferably not of air, but of a solid material (for example plastic, ceramic, etc.) about which the individual inner conductor sections 5a are held and positioned by the inner conductor coupling cylinder 15a.
  • the branch lines 7 already explained in the prior art are not coupled to the individual inner conductor sections 5 a in the embodiment according to the invention, but are coupled to the respective inner conductor coupling device 15, i.
  • the inner conductor coupling element 115 electrically connected and lead preferably transverse and in the embodiment shown perpendicular to the axial extension of the inner conductor Xl Xl 5 in a corresponding branch line channel 9 to the branch line bottom 9a in the outer conductor housing 10 and are opposite to the mecaniclei- ter coupling device 15 with electrically-galvanic the outer conductor 1, ie the outer conductor housing 10 is connected.
  • the individual branch lines can also be located in a second line channel located in the bottom of the outer conductor housing or on opposite sides of the outer conductor.
  • the dielectric preferably formed from a solid dielectric 23 in this exemplary embodiment does not have to extend over the entire axial length of the inner conductor coupling cylinder 15 a, but can be arranged in front of the front end of the inner conductor coupling cylinder 15 a ends (as shown in FIG. 1a for the right-hand example of the coupling) or can even project beyond the inner conductor coupling cylinder 15a in the axial direction (as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 1a for the left-hand coupling).
  • the solution according to the invention with uses of the coupling device 15 results in two capacitive couplings connected in series, namely for example a first coupling from the one inner conductor end section 5b to the inner conductor coupling device 15 and from the inner conductor coupling device 15 to the adjacent next inner conductor End portion 5c of a subsequent adjacent inner conductor end portion 5b.
  • These capacitive couplings correspond in terms of function of the front-side coupling between the end faces 5b in the high-pass according to the prior art, as explained with reference to Figures 12a and 12b.
  • the capacitive coupling provided between the end faces 5b is now additionally generated by the abovementioned series-connected capacitive coupling via the new inner conductor coupling device 15, now in this design according to FIGS. 1a and 1b of generating additional blocking poles serves to improve the edge of the high-pass over the prior art.
  • FIG. 1c shows an equivalent circuit diagram of the invention.
  • the equivalent circuit diagram is shown in a more compact representation compared to the representation in Figure Ic. It can be seen that within the scope of the invention, by introducing new capacitances C 2, a further capacitive coupling is now created by which two blocking poles can ultimately be realized by two signal paths P 1 and P 2.
  • FIG. 1e a diagram is then shown in which on the vertical Y-axis, the insertion loss in dB and on the horizontal X-axis, the frequency in GHz for a high-frequency filter is located.
  • the attenuation curve relates to an exemplary embodiment, as has been implemented for the inventive solution according to FIGS. 1 a to 1 d, with an attenuation of, for example, 200 MHz to 960 MHz, wherein the attenuation is greater than 60 dB.
  • the formation of two blocking poles, which are caused by the capacitive couplings on the two signal paths, can clearly be seen in the diagram according to FIG. This improvement according to the invention is neither possible nor known in conventional solutions.
  • both the cross-sectional shape of the outer conductor, the cross-sectional shape of the inner conductor, the cross-sectional shape of the inner conductor coupling device and the cross-sectional shape of, for example, between the inner conductor end sections and the inner conductor coupling device 15 can be provided Dielectric 23 different shapes, in particular cross-sectional shapes.
  • the outer conductor housing extensions 1 ' are shown with greater material extent, in which the mentioned branch line recesses or channels 9 are accommodated for accommodating the branch lines.
  • the outer conductor housing need not be provided with an outer conductor housing extension 1 ', but may be generally tubular (of any cross-sectional shape) so that the branch lines 7 are directly connected to the inner wall of the outer conductor housing or outer conductor tube, generally the outer conductor.
  • the branch line recesses can also be located in the outer conductor area or in the correspondingly removed lid.
  • Figures 2a to 2k show that, for example, the outer contour of the outer conductor 1 may be rectangular or square or generally n-polygonal. Likewise, however, the outer conductor may ultimately have a round or partially round cross-sectional shape, at least on its outer side. He may be designed oval-shaped or cylindrical. There are no restrictions on certain cross-sectional shapes or outer contours.
  • FIGS. 2 a to 2 d also show that, for example, the cross-sectional shape of the inner conductor space 21 has a square or rectangular, cylindrical or generally n-polygonal cross-sectional shape at least outside the region in which the branch line recesses or channels 9 are provided in the outer conductor 1 can which is formed by the outer conductor inner surface Ia.
  • Figures 2a to 2k also show that the inner conductor 5, i. the inner conductor sections 5a and in particular the inner conductor end sections 5c can have different cross-sectional shapes, for example round cross-sectional shapes, square or rectangular cross-sectional shapes, generally n-polygonal cross-sectional shapes. But also oval cross-sectional shapes or mixed shapes are possible for the inner conductor cross-section, as well as a cross-sectional shape, are provided in the rounded transition areas between the different side surface. Likewise, however, elliptical cross-sectional shapes, etc. are also conceivable. There are no restrictions.
  • the cross-sectional representations according to FIGS. 2a to 2k furthermore show that, above all, the inner conductor coupling devices 15 can have very different cross-sectional shapes, for example in the manner of a hollow cylinder with a round cross-sectional shape or with an angular cross-sectional shape or at least partially or in sections with an angular or square shape Outer surface 15b and thereby internal, also partially or partially round, square or generally n-polygonal inner surface 15c etc ..
  • the individual wall sections, ie the individual surfaces on the outside or inside of the inner conductor coupling element 115 pass over corners or rounding into adjacent next wall sections.
  • the inner conductor coupling device 15 with respect. its outer surface 15b may have an oval cross-sectional shape, and in Deviation to the interior facing the inner conductor end portions facing surfaces 15c may have a different cross-sectional shape, for example, a square or rectangle approximated cross-sectional shape.
  • the example according to FIG. 2f also shows that the inner conductor coupling element 115 can not be completely closed in the circumferential direction but can be provided with an opening section 15d, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 2g.
  • the opening region 15d as well as the distance between the inner conductor end section 5b and the inner conductor coupling device 15 are filled with a dielectric 23.
  • FIGS. 2h and 2i also show that the inner conductor coupling element 115, for example, only in one side region or a partial peripheral region-with respect to the inner conductor sections -is generally parallel or generally more or less in the direction of overlap with the inner conductor.
  • End sections 5 c may be arranged to here in addition to the capacitive coupling between the adjacent inner conductor end faces 5 b of two mutually elongated inner conductor sections 5a sections an additional coupling between the respective inner conductor end portion 5 b to the inner conductor coupling element 115 and the inner conductor Coupling element 115 to produce the next adjacent inner conductor end portion of a next inner conductor portion 5a.
  • 2f, 2g, 2h or 2i or 2j show that the inner conductor coupling device 15 to be coupled to the inner conductor end portions 5c in a peripheral region of more than 10 ", in particular more than 20", 30 ' , 40', 50 ' , 60 “, 70 ' , 80 * , 90 * , 100 ', 110", 120', 130 “, 140 ', 150', 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320 , 330 ', 340', 350 "can surround.
  • the same cross-sectional representations also show that the inner conductor coupling device 15 the inner conductor end portions 5c to be coupled by less than 360 ", 350 ', 340', 330 ', 320', 310 ', 300', 290 °, 280 ', 270 ", 260 ', 250', 240 ', 230", 220', 210 ', 200', 190 ', 180', 170 ', 160', 150 ', 140', 130 ', 120 “, 110' , 100 ", 90 ', 80', 70 ', 60', 50 ', 40', 30 'and in particular less than 20 °.
  • the inner conductor coupling element 115 can be semicylindrical in cross-sectional form, the variant according to FIG. 2i showing that the design of the coupling element 115 even if it encloses the inner conductor end sections only in a partial circumferential region or is arranged to have a deviating from the inner contour 15c outer contour 15b may be designed, for example, inside semi-cylindrical or externally rectangular.
  • the shaping and / or arrangement of the inner conductor coupling device 15 consist.
  • the corresponding inner conductor end sections 5 b and the inner conductor coupling device 15, which is generally parallel thereto, are plate-shaped, ie also plate-shaped, so may be formed as a flat material, preferably with a dielectric located therebetween 23, which is also designed again plate-shaped in cross section.
  • another dielectric 23 '(rectangular in cross-section) is provided underneath the one inner conductor end section, which can also be provided on the coupling device.
  • the outer conductor can be formed as a closed overall housing, with a corresponding inner conductor channel 3.
  • the outer conductor - Housing is divided into two and an actual housing portion which is closed with a preferably detachable Osenleitergepureckel Ia.
  • the housing can also consist of two housing halves 1 b and 1 c, which can preferably be separated centrally along a separation plane T at the level of the inner conductors.
  • this separation plane can also be formed in a different position and does not have to lie in the plane of the inner conductor sections, so that the two housing parts are of different sizes. Any modifications are possible here.
  • FIG. 3a a schematic axial longitudinal section and in FIG. 3b a schematic axial section in deviation from FIG. 1a or 1b show that the electrical connection between the inner conductor coupling device 15 and the outer conductor 1 via the branch line 7 is not only galvanic but also capacitive.
  • the branch line 7 opposite the inner conductor coupling device 15 is shown with a branch line coupling section 7a in the form of a branch line base 7a, which in the variant according to FIG. 3a lies on the left a cubic shape, for example a cube shape but also a cylindrical shape and in the variant according to FIG. 3a on the right can have a spherical shape or likewise a cylindrical shape.
  • the recess Ib is then provided in the material of the outer conductor Ia, in which engages the corresponding branch line coupling portion 7a.
  • the outer conductor recess 1b is preferably matched to the cross-sectional shape or contour of the branch line base section 7a (although deviations are also possible here and the cross-sectional shape of the outer conductor recess 1b deviates from the cross-sectional shape or contour of the branch line base section 7a or is completely different designed by it).
  • a solid dielectric 23a is provided between the branch line coupling section 7a and the outer conductor recess 1b. hen.
  • the inner conductor coupling element 15 is likewise provided with a solid dielectric 23 so that the inner conductor end sections 5a are likewise held and positioned, and the actual inner conductor sections 5a are not held in the inner conductor space 21 by further dielectric spacers and must be positioned.
  • air is provided as the dielectric 23 a between the branch line coupling section 7 a and the outer conductor recess 1b.
  • FIGS. 3a shown in longitudinal section
  • 3b which reproduces a cross section along the line III-III in FIG. 3a
  • the coupling devices 15 do not extend in the axial longitudinal direction, ie in the extension direction X1 of the inner conductor sections 5a must have the same design, but in the circumferential direction at different sections different longitudinal extents and thus different sized overlapping sections with the associated inner conductor Endab- sections 5c may have.
  • the inner conductor sections can also have different diameters, including in the axial longitudinal extent of gradations, where they go from a smaller diameter to a larger diameter or vice versa.
  • additional dielectrics may be provided in the region of the coupling elements (for example in the region of the inner surfaces of the outer conductors) for example, reach to the coupling element or end before.
  • FIGS. 3a and 3b It is also partly referred to FIGS. 2 a to 2 k, which represent and reproduce a few variants.
  • the inner conductor end sections 5c are formed with the same diameter and, for example, the same cross-sectional shape, approximately round, wherein the inner conductor coupling element is formed with a larger inner diameter than the outer diameter of the inner conductor end sections, so that the inner conductors End portions in the interior 15e of the tube in this embodiment•sbei- trained inner conductor coupling device 15 can dive in a certain axial length, so that the associated inner conductor end faces 5b in the aforementioned distance A to each other.
  • the interior 15e of the coupling device 15 is filled in this embodiment with a solid dielectric 23, for example, also poured out, over which the inner conductor sections 5b may be mechanically mithalten.
  • the inner conductor end sections 5c located furthest outwards are provided adjacent to their end faces 5b with a circumferential annular projection 5r, ie a region which has a larger outer diameter than the inner conductor end section adjacent thereto. section 5c.
  • a circumferential annular projection 5r ie a region which has a larger outer diameter than the inner conductor end section adjacent thereto. section 5c.
  • a circumferential inner conductor groove 5n is formed in an end region of the inner conductor end section 5c shown on the right, whereby the same advantage is achieved. Again, good axial fixations against inner conductor and dielectric are given.
  • the one inner conductor end section 5c is formed, for example, with a blind bore (generally an inner conductor receptacle 5 "c), into which the second inner conductor end section 5c, designed with a smaller outer diameter, contacts without contact in a certain extent
  • a direct capacitive coupling between the two end sections 5c is realized between the two inner conductor sections 5a positioned in this way and, on the other hand, a capacitive coupling of the one inner conductor section 5a or inner conductor end section 5c (which coincides with FIG the mentioned inner conductor receptacle 5 "c is provided) to the thus arranged overlapping inner conductor coupling device 15 and the further capacitive coupling of this inner conductor coupling device 15 to the right in Figure 4d inner conductor end portion 5c.
  • the dielectric 23 is on the right side via the coupling device in the radial direction.
  • the diameters of the inner conductor sections 5a are different and also the central axis of the two inner conductor end sections shown.
  • the central axes X2 and X3 are offset with respect to one another, so that the distance of the outer circumference of the inner conductor end section 5c on the right does not come to rest coaxially with the, for example, tubular or hollow cylindrical inner conductor coupling element.
  • the inner conductor end section 5c on the left in FIG. 4e transitions into a tapered end section 5'c, which has a smaller outer diameter.
  • the inner conductor end section on the right has, adjacent to the dielectric 23, a peripheral annular shoulder 5r which has a larger outer diameter than the inner conductor end section immersed in the dielectric.
  • the variant according to FIG. 4f merely shows a plate-shaped coupling element 115, which is arranged in an overlapping manner and connected thereto with the interposition of a dielectric 23 parallel to the inner conductor end sections 5c (parallel position) running towards each other at a short distance A from each other ,
  • FIG. 4g furthermore shows that the coupling element (even if, for example, it is completely or partially closed in the circumferential direction) does not have to have the same outside or inside diameter over its axial length. In this embodiment according to Figure 4g, it is conical. Finally, but also other gradations not only on the inner conductor, but may also be provided on the coupling device 15, as shown for example with reference to Figure 4c and 4e with respect to a survey 15e and 15s for the gradation.
  • FIG. 4h shows only schematically that generally the inner conductor end sections to be directly capacitively coupled do not necessarily have to be in axial extension with respect to one another, but can generally end adjacent to one another. In this case, according to FIG.
  • FIG. 5a in the longitudinal section
  • FIG. 5b in cross section along the line VV in FIG. 5a
  • the inner conductor end sections 5c of the inner conductor sections 5b to be coupled end-to-end end in a fork-shaped or pot-shaped or hybrid form, the actual inner conductor coupling element 115 then being arranged on the inside between the fork-shaped or pot-shaped inner conductor end section is.
  • This also results in the multiple capacitive coupling directly between the inner conductor end portions on the one hand and between the respective inner conductor end portion and the associated Inner conductor coupling element to the other.
  • Figure 6a shows an embodiment corresponding to Figure 5a again with the difference that - similar to Figure 3a - the branch lines 7 are not galvanically connected to the outer conductor, but in the region of the branch line base sisabête 7a capacitively.
  • FIG. 6b shows a corresponding cross-sectional view along the line VI-VI in FIG. 6a.
  • a solid dielectric or air can again be provided as a dielectric at the base section.
  • the branch line coupling section 7a can be designed pin-shaped or preferably plate-shaped and comes to lie at a small distance A1 to a correspondingly shaped, here flat coupling plane to the outer conductor 1.
  • a dielectric can here also be provided ⁇ 23 of solid material and not from the air again. The coupling surface of the outer conductor thus extends perpendicular to the extension of the outer conductor.
  • any high-pass filter structure according to the invention can be interconnected in series to form a common high-pass according to one of the variants or modifications explained.
  • FIG. 7a for example, two high-pass filters are connected in series, one of the high-pass filters having the structure of that example according to FIG. 5a and the high-pass filter of a variant lying on the right. te corresponds to Figure Ia. This achieves a high pass with two additional blocking poles.
  • FIGS. 8a and 8b merely shows that individual high passages, for example, as shown by the solution according to the invention on the basis of one of the preceding explained examples, can be interconnected with a conventional high-pass filter structure, as explained in the background with respect to the prior art has been.
  • branch lines 7 do not necessarily have to end in branch line channels 9 in the outer conductor housing 1, that is to say that the outer conductor housing is not compulsory, as explained on one of the preceding exemplary embodiments, with an outer conductor housing extension 1 '. must be provided.
  • a square conductor or tubular outer conductor housing is used, in which the inner conductor sections with the coupling elements and the branch lines extending away from them are arranged in the corresponding inner conductor space 21, which are galvanically or capacitively connected to the outer conductor housing.
  • the individual branch lines can also be connected on opposite sides to the outer conductor housing or likewise to the bottom or cover at the end galvanically or capacitively.
  • the individual branch ducts 9 can also be provided in a corresponding cover construction, so that here the branch pipes can be provided and housed.
  • tuning elements T can also be provided at one or more points of the outer conductor housing, preferably adjustable from the outside (for example, by varying inward and outward rotation into the inner space 21).
  • a right-lying tuning element T is rod-shaped and even projects beyond the opening section 15d into the space inside the coupling element 115 into a free space in the dielectric provided there and can also be preferred from the outside by further insertion. and twisting outwards into the outer conductor housing.
  • the electrical properties or individual line sections or inner conductor coupling elements can be changed and thus the frequency response of the high-pass filter can be set differently according to the specifications and wishes.
  • all electrically conductive structures may consist of metal, metal alloys, for example of cast, milling, turning, deep-drawing and / or sheet metal or bent parts.
  • the corresponding electrically conductive parts explained consist of an insulator, plastic, generally a dielectric, and in this case the electrically conductive parts or surfaces are coated with an electrically conductive surface.
  • mixed forms of metallic components for example, for the outer conductor
  • Inner conductor sections or branch lines may be formed of electrically conductive surfaces provided with or formed thereon electrically conductive paths, which are formed, for example, of dielectric materials.
  • a high-pass filter with a coaxial structure (ie with an inner conductor or inner conductor section running in an outer conductor) can basically be realized, which comprises at least one additional metallic or electrically conductive inner conductor coupling element or the corresponding inner conductor coupling device for generating additional blocking poles below the passband comprises.
  • one Sperrpol can be achieved per used inner conductor coupling element 115, so generally per used inner conductor coupling device 15.
  • the S parameters for the case of a high-pass filter according to the invention with the degree 5 with two inner conductor coupling elements and resulting S parameters are compared with respect to FIG. a solution according to the prior art ( Figures 12a and 12b), and plotted on the frequency.
  • the curves marked with a triangle and a square concern the high-pass filter according to the invention, whereas those with a
  • the illustrated high-pass filter can typically be used in the frequency range from 100 MHz to 10 GHz.
  • the electrical coupling of the individual conductor sections can be determined by the distance of the end sides of the directly coupled inner conductor sections and by the distance between the inner conductor end section 5c (or its outer surface 5d) and the adjoining upper section. and / or inner surface 15c of the inner conductor coupling device 15, in particular of the inner conductor coupling element 115 and by the use of a dielectric generated or their size can be set differently.
  • the front side capacitive coupling of the line pieces generates a Sperrpol below the passband.
  • the inner conductor coupling elements are galvanically connected or capacitively coupled to the outer conductor.
  • the inner conductors as well as the coupling devices can be formed from the most diverse of home-made electrically conductive materials or from dielectrics with electrically conductive coatings, where, for example, the inner conductor is also produced from a flat or sheet material. can be, as well as, for example, the branch line. Restrictions do not exist in this respect either.
  • the high-frequency filter structure according to the invention can be used for a high pass and a conventional filter structure for the low pass.

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Abstract

Ein verbessertes Hochfrequenzfilter (Hochpassfilter) zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: zusätzlich zu den zumindest beiden kapazitiv gekoppelten Innenleiter-Stirnseiten (5b) oder den kapazitiv gekoppelten Innenleiter-Endabschnitten (5c) zweier verkoppelter Innenleiter-Abschnitte (5a) ist zumindest eine weitere Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) oder zumindest ein weiteres Innenleiter-Koppelelement (115) vorgesehen, die zumindest eine weitere Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) oder das zumindest eine weitere Innenleiter-Koppelelement (115) ist in zumindest teilweiser überlappender Anordnung mit den Innenleiter-Endabschnitten (5c) der verkoppelten Innenleiter-Abschnitte (5b) angeordnet, und die Zweigleitung (7) verläuft zwischen der Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) bzw. dem Innenleiter-Koppelelement (115) und dem Außenleiter (1).

Description

Hochfrequenzfilter
Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzfilter, d.h. einen sogenannten Hochpass, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In funktechnischen Anlagen, beispielsweise im mobilen Funkbereich, ist es oft wünschenswert, für die Sende- und Empfangssignale nur eine gemeinsame Antenne zu benutzen. Sende- und EmpfangsSignale nutzen dabei unterschiedliche Frequenzbereiche. Die verwendete Antenne muss zum Senden und Empfangen in beiden Frequenzbereichen geeignet sein. Zur Trennung der Sende- und Empfangssignale ist eine geeignete Frequenz-Filterung erforderlich, die sicherstellt, dass einerseits die Sendesignale vom Sender nur zur Antenne (und nicht in Richtung des Empfängers) und andererseits die Empfangssignale von der Antenne nur zum Empfänger weitergeleitet werden.
Zu diesem Zweck kann ein Paar von Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden, die beide ein bestimmtes (nämlich das jeweils erwünschte) Frequenzband durchlassen (Bandpassfil- ter) oder ein Paar von Hochfrequenzfiltern, die beide ein bestimmtes (nämlich das jeweils unerwünschte) Frequenzband sperren (Bandsperrenfilter) , oder ein Paar von Hochfrequenzfiltern, gebildet aus einem Filter, das Frequenzen unterhalb einer zwischen dem Sende- und Empfangsband lie- genden Frequenz durchlässt und die darüber liegenden sperrt (Tiefpassfilter) , und einem Filter, das Frequenzen unterhalb dieser zwischen dem Sende- und Empfangsband liegenden Frequenz sperrt und die darüber liegenden durchlässt (Hochpassfilter) . Auch weitere Kombinationen aus den genannten Filtertypen können zur Anwendung kommen.
Hochfrequenzfilter der geschilderten Art können unterschiedlich aufgebaut sein. Ein bekanntes Hochpassfilter kann dabei aus einer Bohrung oder einem Kanal in einem Fräs- oder Gussgehäuse bestehen, wobei in dem Kanal oder in der Bohrung Innenleiter-Abschnitte angeordnet sind, die über sogenannte Stichleitungen mit dem Außenleiter galvanisch verbunden sind. Die Innenleiter-Abschnitte weisen (wenn die gesamte Anordnung noch eine kompakte Baugröße aufweisen soll) in der Regel sehr gering dimensionierte Unterbrechungen auf, wodurch die entsprechenden Innenleiter-Abschnitte an ihren Stirnseiten kapazitiv gekoppelt sind. Die Größe der kapazitiven Verkopplungen zwischen den Leitungsabschnitten ist dabei umgekehrt proportional zur Änderung des Abstandes. Die stirnseitige kapazitive Ver- kopplung zwis-chen den Innenleitern steigt dabei ferner mit zunehmender Querschnittsfläche der Leitungen und mit zunehmender Dielektrizitätskonstante des Materials, welches sich in dem Spalt zwischen den Leitungen befinden kann, an. Da bei den nach dem Stand der Technik bekannten und entsprechend ausgebildeten koaxialen Hochpässen in der Regel relativ hohe Kapazitäten notwendig sind, ist der Abstand zwischen den Stirnseiten der in axialer Verlängerung zueinander positionierten Innenleiter-Abschnitte (wenn, wie erwähnt, vergleichsweise kompakte Außenabmessungen eingehalten werden sollen) in der Regel kleiner als 0,5 mm (beispielsweise beim Einbau in einer Basisstation oder sonstigen Antenneneinrichtung) . Häufig liegt der Abstand um 0,1 bis 0,2 mm.
Anhand von Figur 12a ist dabei in schematischer axialer Längsschnittdarstellung (beispielsweise in Draufsicht ohne Darstellung des den Außenleiter abschließenden Deckels) und in Figur 12b in axialer Querschnittdarstellung (mit einem den Außenleiter verschließenden Deckel) ein entsprechender koaxialer Hochpass gezeigt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Abweichend von dieser Ausbildung kann das Gehäuse auch zwei- oder mehrgeteilt sein, beispielsweise zwei zusammenfügbare Gehäuseabschnitte oder Gehäusehälften umfassen. Ebenso kann das Außenleitergehäu- se auch komplett geschlossen sein, so dass die Innenleiter-Anordnung nur axial in dieses Außenleitergehäuse ein- geschoben ist. Einschränkungen gibt es insoweit nicht.
Daraus ist zu ersehen, dass ein derartiges koaxiales Hochpassfilter einen Außenleiter 1 umfasst, der - wie erwähnt - in der Regel aus einem Fräs- oder Gussgehäuse (Me- tall, Metalllegierung) besteht, in welchem eine axiale Bohrung oder ein axialer Kanal 3 ausgebildet ist. Längs dieser Bohrung bzw. diesem Kanal 3 ist dann eine Innenleiter-Anordnung 5 vorgesehen, die aus mehreren Innenleiter-Abschnitten 5a besteht. Die Innenleiter-Abschnitte en- den mit ihrer Innenleiter-Stirnseite 5b in geringem Abstand A, so dass sich zwischen den Innenleiter-Stirnseiten 5b und damit den Innenleiter-Abschnitten 5a eine kapazitive Kopplung ergibt. Ferner kann beispielsweise zwischen diesen Innenleiter-Stirnseiten 5b ein Dielektrikum D eingefügt sein.
Die einzelnen Innenleiter-Abschnitte 5a sind dabei jeweils (in der Regel mittig) über eine quer oder senkrecht zum zugehörigen Innenleiter-Abschnitt 5a verlaufende Zweigleitung 7 mit dem Außenleiter 1 galvanisch gekoppelt, wobei die entsprechenden Zweigleitungen 7 in seitlichen Zweigleitungskanälen 9 (also Zweigleitungsausnehmungen 9) im Material des Außenleiters 1 verlaufen und an dem Zweiglei- tungs-Kanalboden 9a mit dem erwähnten Außenleiter 1 galvanisch verbunden sind (wobei der Außenleiter 1 quasi das Gehäuse des so gebildeten Hochpasses darstellt) . Ein derartiger Hochpass in koaxialer Struktur ist beispielsweise durch Matthei, Young, Jones: "Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structu- res" , McGraw - Hill Book Company 2001, nämlich auf Seite 414 (Figur 7.07-3) als bekannt zu entnehmen.
Anhand von Figur 12c ist dabei ein entsprechendes Ersatzschaltbild für das nach dem Stand der Technik gemäß den Figuren 12a und 12b bekannten Hochfrequenzfilter wiedergegeben. Daraus ist zu ersehen, dass ein einziger Innenlei- ter 5 mit einzelnen Innenleiter-Abschnitten 5a vorgesehen ist, wobei zwischen zwei Innenleiter-Abschnitten 5a eine Kapazität C1 gebildet ist und von den an sich durchgängigen Innenleiter-Abschnitten 5a auf Masse oder den Außenleiter 1 verlaufend die Zweigleitung 7 in Form einer In- duktivität I geschaltet ist.
Durch die paarweise kapazitive Kopplung mehrerer Leitungs- abschnitte oder Leitungsstücke (wobei die Kopplung über ein aus Luft oder einem sonstigen Material bestehendes Dielektrikum erfolgen kann) sowie deren galvanische Verbindung mit dem Außenleiter wird das gewünschte Antwortverhalten des so gebildeten Hochpassfilters erzeugt. Das Maß der kapazitiven Verkopplung wird dabei durch die Größe der jeweils gegenüberliegenden beiden Stirnflächen der darüber verkoppelten Innenleiter-Abschnitte, durch den Abstand A zwischen den beiden stirnseitigen Innenleiter-Abschnitten und durch das zwischen den beiden stirnseitigen Innenlei- ter-Abschnitten verwendete Dielektrikum bestimmt.
Eine dem Stand der Technik entsprechend der Darstellung nach Figur 12a und 12b vergleichbare Lösung ist auch aus der US 2009/0153270 Al bekannt geworden, die der DE 10 2007 061 413 Al entspricht. Gezeigt ist ein Hochpassfilter mit einem Innenleiter, der einzelne Innenleiter-Abschnitte umfasst. Zwei in axialer Verlängerung aufeinander folgende Innenleiter-Abschnitte sind dabei mit Abstand zueinander angeordnet, wobei die aufeinander zuweisenden Stirnseiten sowie ein sich daran anschließender Innenleiter-Abschnitt in einer Teillänge in ein rohrförmiges Zwischenstück eintauchen, welches in der Mitte zwischen den beiden Stirnseiten der aufeinander folgenden Innenleiter-Abschnitte einen geschlossenen Wandabschnitt aufweist. Dadurch wird in Signalrichtung eine erste Verkopplung zwischen dem in den rohrförmigen Zwischenabschnitt eintauchenden Innenleiter-Endabschnitt und dem so gebildeten ersten Rohrkondensator erzeugt, wobei an dem gegenüberliegenden Ende des rohrförmigen Zwischenstücks zwischen dem rohrförmigen Man- telabschnitt und dem dort eintauchenden Endabschnitt des angrenzenden nächsten Innenleiter-Abschnitts ein zweiter Rohrkondensator gebildet wird. An den stirnseitigen Begrenzungen des rohrförmigen Zwischenstücks verläuft dann ein spiralförmiger Leitungsabschnitt vom Innenleiter zum Außenleiter, wodurch Spulen gebildet werden.
Durch diesen Aufbau ergibt sich eine Innenleiterstrecke mit einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12a, zwischengeschalteten und aufeinander folgenden doppelten kapazitiven Verkopplung vom Ende eines Innenleiter- Abschnittes zum rohrförmigen Zwischenstück und vom rohr- förmigen Zwischenstück zum nächsten Innenleiter-Abschnitt etc..
Mit steigenden Anforderungen an die Sperrcharakteristik von Hochpassfiltern müssen allerdings mehrere derartige Innenleiter-Abschnitte hintereinander geschaltet werden, um entsprechende Sperrdämpfungen zu erzeugen.
Der Nachteil der bisher bekannt gewordenen Hochpässe in entsprechender koaxialer Struktur besteht darin, dass entsprechend viele Leitungsabschnitte hintereinander angeord- net werden müssen, um die entsprechenden Anforderungen an Hochpassfilter vor allem im Bereich der Mobilfunktechnik realisieren zu können. Dabei müssen - wie erwähnt - sehr geringe Abstände zwischen den Leitungsstücken eingehalten werden, um die ausreichend hohen kapazitiven Verkopplungen sicherzustellen. Dies führt zu einer sehr hohen Toleranzempfindlichkeit der Strukturen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Hochfreguenzfilter (ein sogenanntes Hochpass- filter) zu schaffen, das bei einer bevorzugt kompakteren
Bauform eine Versteuerung des Sperrbereiches ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An- spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es kann und muss als überaus überraschend bezeichnet werden, dass gegenüber dem Stand der Technik ein deutlich verbessertes Hochpassfilter im Rahmen der Erfindung realisierbar ist, das verbesserte elektrische Eigenschaften sowie einen raumsparenden Aufbau ermöglicht. Zudem zeichnet sich das erfindungsgemäße Hochpassfilter durch eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Toleranz- empfindlichkeit aus.
Das erfindungsgemäße Hochpassfilter kann dabei ferner als Einzelfilter, aber auch in Zusammenschaltung mit einem oder mehreren gleichartigen bzw. unterschiedlichen Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden. Als günstiger Anwendungsfall ergibt sich dabei auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzfilters (HF-Filters) in der Mo- bilfunktechnik, und dort insbesondere bei Duplexfiltern, die - wie eingangs erläutert - benötigt werden, um die zu einer Antenne eingespeisten Sendesignale von den über die gleiche Antenne empfangenen Empfangssignalen, die in versetzten Frequenzbereichen gesendet bzw. empfangen werden, zu trennen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass ein zusätzliches Innenleiter-Koppelelement in die Hochfrequenzfilter-Spur mit eingebaut wird, wobei dieses zusätzliche Innenleiter-Koppelelement entweder metallisch und dadurch elektrisch leitfähig ist oder aus einem metallisch bzw. elektrisch leitend beschichteten Dielektrikum besteht oder dieses umfasst. Das erfindungsgemäß zusätz- lich angebrachte Innenleiter-Koppelelement ist im Bereich der stirnseitigen Verkopplung der Innenleiter-Abschnitte vorgesehen. Ist dieses Innenleiter-Koppelelement beispielsweise hohlzylinderförmig oder allgemein mit einer inneren Ausnehmung versehen, können sich in diesem Innenleiter-Koppelelement die Enden der benachbarten Innenleiter-Abschnitte, also die betreffenden Innenleiter-Stirnseiten ganz oder zumindest teilweise innerhalb des Innenleiter-Koppelelementes gegenüberstehen. Möglich ist aber ebenso, dass das Innenleiter-Koppelelement mit den mit ihm zusammenwirkenden Innenleiter-Abschnitten nur in einem Teilumfangsbereich mit diesen überlappend angeordnet ist, sich also beispielsweise nur über eine Axiallänge von der jeweiligen Stirnseite des Innenleiter-Abschnitts weg mit dem Endbereich des zugehörigen Innenleiter-Abschnitts überdeckt, um hier die zusätzliche Verkopplung zu realisieren.
Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt dann ferner die elektrische Verbindung der Innenleiter mit dem Außenleiter nicht von den Innenleiter-Abschnitten, sondern mit entsprechenden Zweigleitungen von den Innenleiter-Koppelelementen aus . Im Rahmen der Erfindung lässt sich durch einen derartig strukturierten Aufbau eines Hochpassfilters eine Reihe von überraschenden Vorteilen erreichen.
Es ist dabei im Rahmen der Erfindung möglich, unterhalb des Frequenzdurchlassbereiches Sperrpole zu erzeugen, die damit zu einer erheblichen Versteuerung der Filtercharakteristik unterhalb des Durchlassbereiches beitragen. Dabei lässt sich mit jedem erfindungsgemäßen Hochpass unter Verwendung eines entsprechenden Innenleiter-Koppel- elementes ein Sperrpol erzielen. Mit anderen Worten können mehrere derartige Strukturen hintereinander (in Reihe) verschaltet sein, wobei durch entsprechende Abstimmung mehrere zusätzliche Sperrpole erzeugbar sind. Nur der Vollständigkeit halber wird an dieser Stelle schon erwähnt, dass das erfindungsgemäße Hochpassfilter unter Erzeugung eines oder mehrerer Sperrpole auch mit herkömm- liehen weiteren Hochpass-Filterstrukturen zusammengebaut werden kann. Einschränkungen bestehen insoweit ebenfalls nicht .
Zudem lässt sich im Rahmen der Erfindung die Bauform des Hochfrequenzfilters gegenüber dem Stand der Technik deutlich verkürzen. Dadurch ergeben sich insgesamt kompaktere Gesamtabmessungen.
Ferner wird die Empfindlichkeit der kapazitiven elektri- sehen Verkopplung durch das eingesetzte Innenleiter-Koppelelement verringert.
Es ergibt sich im Rahmen der Erfindung auch ein Kostenvorteil. Denn die Erfindung führt zu einem nur geringeren Mehrkostenaufwand für die zusätzlich vorgesehenen Innenleiter-Koppelelemente, wobei diese Mehrkosten geringer ausfallen im Vergleich zu den Mehrkosten der Serienschaltung von zusätzlichen Innenleiter-Abschnitten, wie sie nach dem Stand der Technik heute notwendig sind.
Schließlich lässt sich im Rahmen der Erfindung auch die mechanische Stabilität durch die verwendeten Innenleiter- Koppelelemente erhöhen. Dies gilt vor allem bei entspre- chender Verwendung eines Dielektrikums in fester Form, also nicht in Luft. Denn dadurch können die Innenleiter- Abschnitte, die Innenleiter-Koppelelemente und/oder auch die Zweigleitungen mit stabilisiert und gehalten werden.
Mit anderen Worten kann das sich zumindest teilweise in dem Innenleiter-Koppelelement, in dem die Innenleiter- Abschnitte enden, befindliche Dielektrikum eine zusätzliche Positionierfunktion des Innenleiter-Koppelelementes und damit auch der Innenleiter-Abschnitte übernehmen, vor allem dann, wenn das Dielektrikum auch außerhalb des Innenleiter-Koppelelementes in dem entsprechenden Aufnahmeraum (Bohrung, Kanal) der Außenleiteranordnung vorgesehen ist. Ferner sind weitere Dielektrika zur mechanischen Sta- bilisierung innerhalb der Strukturen möglich, beispielsweise auch geschichtete Dielektrika.
Die erfindungsgemäßen Strukturen erlauben es, hohe Leistungen zu übertragen. Ebenfalls ergibt sich - was ins- besondere auch in der Mobilfunktechnik von großer Bedeutung ist - ein insgesamt gutes Intermodulationsverhalten.
Schließlich kann und muss angemerkt werden, dass im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung weiterhin eine gute Wärmeab- führung über die Innenleiter-Koppelelemente und beispielsweise die galvanische Kopplung an den Außenleiter erreicht wird.
Eine weitere Verbesserung kann im Rahmen der Erfindung auch dadurch erzielt werden, dass die Ankopplung der Innenleiter-Strukturen zwischen den Innenleiter-Koppelelementen und dem Außenleiter nicht zwingend dadurch erfolgen muss, dass die entsprechenden Zweigleitungen galvanisch mit dem Außenleiter verbunden sind. Möglich ist auch, dass die Zweigleitungen kapazitiv am Außenleiter angekoppelt sind. Auch in diesem Fall kann das sich eventuell im Au- ßenleiterinnenraum befindliche feste Dielektrikum auch zur Positionierung und Fixierung der kapazitiv mit dem Außenleiter gekoppelten Zweigleitungen verwendet werden.
Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass im Rahmen der Erfindung ein Hochfrequenzfilter geschaffen wird, nämlich ein sogenanntes Hochpassfilter, bei dem durch gezieltes Einbringen einer nachfolgend auch als Innenleiter-Koppelelement bezeichneten Struktur ein Sperrpol unterhalb des Durchlassbereiches erzeugt werden kann. Werden mehrere derartige Strukturen in Reihe verschaltet, können dadurch mehrere Sperrpole unterhalb des Durchlass- bereiches erzeugt werden. Ein derartiges Innenleiter-Koppelelement kann dabei elektrisch leitfähig sein, weil es beispielsweise aus einem Metall oder einer metallischen Struktur besteht, oder es kann aus einem Dielektrikum ge- bildet sein oder dieses umfassen, welches beispielsweise elektrisch leitend beschichtet ist. Eine derartige erfindungsgemäße Ausbildung eines oder mehrerer zusätzlicher Sperrpole führt zu einer deutlichen Versteuerung des Sperrbereiches sowie zu einer verkürzten Bauform bei gleichzeitiger Toleranzunempfindlichkeit des Hochpassfilters gegenüber bisherigen Lösungen. Dabei kann die Erfindung sowohl als Einzelfilter als auch in Zusammenschaltung mit einem oder mehreren gleichartigen bzw. andersartigen Hochfrequenzfiltern eingesetzt werden. Eine der Hauptan- Wendungen neben dem Einzelfilter liegt in der Verwendung bei sogenannten Duplexfiltern oder beispielsweise auch Triplexern. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den anhand von Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur Ia: eine schematische axiale Längsschnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur Ib: eine axiale Querschnittsdarstellung längs der Linie I-I in Figur Ia;
Figur Ic : ein Ersatzschaltbild für das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren Ia und Ib; Figur Id: ein entsprechendes Ersatzschaltbild grundsätzlich wie dargestellt anhand von Figur Ic, jedoch in gegenüber Figur Ic kompakterer Form; Figur Ie: ein Diagramm zur Darstellung des Dämpfungsverlaufes bei einem Ausführungsbeispiel entsprechend den Figuren Ia bis Id unter Ausbildung zweier Sperrpole, hervorgerufen durch die Kapazitäten auf den bei- den Signalpfaden;
Figuren 2a elf weitere schematisch wiedergegebene bis 2k: Querschnittsdarstellungen längs der Linie
II -II in Figur Ia zur Verdeutlichung un- terschiedlicher Innenleiter- und Außenleiter-Querschnittsformen sowie unterschiedlicher Querschnittsdarstellungen des beispielsweise zwischen den Innenleiter-Ab- schnitten und den Innenleiter-Koppelelementen vorgesehenen (festen) Dielektrikums ; Figur 3a: eine axiale Längsschnittsdarstellung ähnlich zu Figur Ia bzgl . eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei welchem unter anderem die Zweigleitungen kapazitiv mit dem Außenleiter gekoppelt sind;
Figur 3b: eine Querschnittsdarstellung durch das
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3a längs III-III; Figuren 4a: acht unterschiedliche Ausführungsbeispiele bis 4h: in schematischem axialen Längsschnitt zur
Verdeutlichung der Verkopplung zweier Innenleiter-Endabschnitte unter Verwendung eines Innenleiter-Koppelelementes ;
Figur 5a: eine weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in schematischem Axialschnitt mit abweichender Verkopplung zwischen den Innenleiter-Abschnitten und den Innenleiter-Koppelelementen;
Figur 5b: eine schematische axiale Querschnittsdarstellung längs der Linie V-V in Figur 5a; Figur 6a: eine weitere schematische Axialschnittdarstellung durch ein gegenüber Figur 5a abweichendes Ausführungsbeispiel, bei der die Zweigleitung zwischen Innenleiter-Kop- pelelement und Außenleiter im Bereich des Außenleiters nicht galvanisch, sondern kapazitiv realisiert ist;
Figur 6b: eine Querschnittsdarstellung längs der
Linie VI-VI in Figur 6a;
Figur 7a: eine Längsschnittdarstellung durch einen
Hochpass mit zwei Sperrpolen, bei welchem zwei unterschiedliche erfindungsgemäße Koppeleinrichtungen verwendet werden;
Figur 7b: eine Querschnittsdarstellung längs der
Linie VII-VII in Figur 7a;
Figur 8a: eine schematische Längsschnittsdarstellung durch einen Hochpass, der ein erfindungs- gemäßes Hochfrequenzfilter umfasst, wel- ches in Reihe geschaltet ist mit einem herkömmlichen Hochpass nach dem Stand der Technik;
Figur 8b: eine Querschnittsdarstellung längs der
Linie VIII-VIII in Figur 8a;
Figur 9aL: eine Längsschnittdarstellung durch ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung, dass ein erfindungs- gemäßes Hochpassfilter keine Außenleiter- erweiterung zur Verlängerung einer Zweigleitung benötigt; Figur 9b: eine Querschnittsdarstellung längs der
Linie IX-IX in Figur 9a;
Figur 10a drei schematische Querschnittsdarstellun- bis 10c : gen durch einen Hochpassfilter, zur Erläuterung, dass auch weitere Tuning-Elemente zur Veränderung der elektrischen Eigenschaften der entsprechenden Leitungsabschnitte bzw. der Innenleiterkoppelelemen- te vorgesehen sein können;
Figur 11: ein Diagramm unter Darstellung eines
Vergleichs S-Parameter zwischen dem erfindungsgemäßen Hochpass-Filtergrad 5 mit zwei Innenleiterkoppelelementen und einem
Hochpass-Filtergrad 5 nach dem Stand der Technik gemäß Figur 8a und 8b (aufgetragen über die Frequenz) ; Figuren 12a eine schematische axiale Längsschnittdar- und 12b: Stellung und eine Querschnittsdarstellung längs der Linie X-X in Figur 12a für einen Hochpassfilter in koaxialer Struktur nach dem Stand der Technik; und
Figur 12c : ein Ersatzschaltbild bezüglich eines Hochpassfilters in koaxialer Struktur nach dem Stand der Technik, wie es anhand der Figuren 12a und 12b wiedergegeben ist.
Nachfolgend wird anhand der Figuren Ia und Ib auf ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Dieses erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Hochfrequenzfilter in koaxialer Bauweise nach dem Stand der Technik gemäß den Figuren 12a und 12b unter anderem dadurch, dass nunmehr im Bereich der Innenleiter- Endabschnitte 5c eine Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 nach Art eines Innenleiter-Koppelelementes 115 vorgesehen ist, worüber sich die Innenleiter-Endabschnitte 5c mit einer gewissen axialen Länge mit dem Innenleiter-Koppel- element 115 überdecken.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren Ia und Ib ist die Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 als Innenleiter- Koppelyzlinder 15a ausgebildet, in welchen die Innenleiter-Endabschnitte 5c mit einer gewissen axialen Länge ein- tauchen, wobei die Innenleiter-Stirnseiten 5b der in axialer Verlängerung zueinander positionierten Innenleiter-Abschnitte 5a in einem Abstand A zueinander zu liegen kommen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Innenleiter-Abschnitte 5a auf einer gemeinsamen Achslinie Xl in unmittelbarer axialer Verlängerung zueinander angeordnet und tauchen dabei koaxial in den Innenleiter-Koppelzylinder 15a ein.
Grundsätzlich können die einzelnen Innenleiter-Abschnitte durch dielektrische Abstandshalter in dem z.B. als Kanal 3 ausgebildeten Innenleiter-Raum 21 gegenüber dem Außenleiter 1 (also dem Außenleitergehäuse 10) gehalten und verankert werden, beispielsweise auch dadurch, dass der gesamte Innenleiteraum 21 oder nur gewisse Abschnitte des Innenleiterraums mit einem festen Dielektrikum befüllt, ausgegossen etc. ist bzw. sind. Ebenso können auch mehrere dielektrische Strukturen beispielsweise in Axialabstand im Innenleiter-Raum 21 vorgesehen sein, worüber einzelne Bereiche der Innenleiter-Abschnitte gegenüber dem Außenleiter mechanisch gehalten und abgestützt sein können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Dielektrikum 23 im Bereich der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15, d.h. im Inneren des Innnenleiterkoppelzylinders 15a vorgesehen, und zwar bevorzugt nicht aus Luft, sondern aus einem fes- ten Material (beispielsweise Kunststoff, Keramik etc.) worüber die einzelnen Innenleiter-Abschnitte 5a durch den Innenleiter-Koppelzylinder 15a gehalten und positioniert sind. Die im Stand der Technik bereits erläuterten Zweigleitungen 7 sind bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nicht an die einzelnen Innenleiter-Abschnitte 5a angekoppelt, sondern mit der jeweiligen Innenleiter-Koppeleinrichtung 15, d.h. mit dem Innenleiter-Koppelelement 115 elektrisch- galvanisch verbunden und führen bevorzugt quer und im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Axialerstreckung Xl des Innenleiters 5 in einem entsprechenden Zweigleitungskanal 9 zum Zweigleitungskanalboden 9a im Außenleitergehäuse 10 und sind gegenüberliegend zur Innenlei- ter-Koppeleinrichtung 15 elektrisch-galvanisch mit dem Außenleiter 1, d.h. dem Außenleitergehäuse 10 verbunden.
Die einzelnen Zweigleitungen können sich aber ebenso in einem im Boden des Außenleitergehäuses befindlichen Zweit- leitungskanal bzw. an gegenüberliegenden Seiten des Außenleiters befinden. Einschränkungen bestehen in dieser Hinsicht nicht. Wie sich aus der axialen Längsschnittdarstellung gemäß Figur Ia auch ergibt, muss sich das in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt aus einem festen Dielektrikum 23 gebildete Dielektrikum nicht über die gesamte axiale Länge des Innenleiter-Koppelzylinders 15a erstrecken, sondern kann vor dem stirnseitigen Ende des Innenleiter-Koppelzylinders 15a enden (wie in Figur Ia für das rechtsliegende Beispiel der Verkopplung gezeigt ist) oder kann sogar über den In- nenleiter-Koppelzylinder 15a in axialer Richtung überste- hen (wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur Ia für die linksliegende Verkopplung gezeigt ist) .
Durch die erfindungsgemäße Lösung mit Verwendungen der Koppeleinrichtung 15 ergeben sich zwei in Reihe verschal- tete kapazitive Kopplungen, nämlich beispielsweise eine erste Kopplung von dem einen Innenleiter-Endabschnitt 5b mit der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 und von der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 zu dem benachbarten nächsten Innenleiter-Endabschnitt 5c eines nachfolgenden be- nachbarten Innenleiter-Endabschnittes 5b. Diese kapazitiven Kopplungen entsprechen von der Funktion her der stirnseitigen Kopplung zwischen den Stirnseiten 5b bei dem Hochpass gemäß dem Stand der Technik, wie er anhand der Figuren 12a und 12b erläutert ist. Bei der Erfindung wird nunmehr durch die vorstehend genannte, in Reihe stehende kapazitive Kopplung über die neue Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 noch zusätzlich die zwischen den Stirnseiten 5b vorgesehene kapazitive Kopplung erzeugt, die nunmehr in diesem Aufbau gemäß Figur Ia und Ib der Erzeugung zusätz- licher Sperrpole dient, um die Flanke des Hochpasses gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.
Figur Ic zeigt dabei einen Ersatzschaltbild der erfin- dungsgemäßen Lösung gemäß der Figuren Ia und Ib, wobei in Figur Id das Ersatzschaltbild in kompakterer Darstellung gegenüber der Darstellung in Figur Ic wiedergegeben ist. Daraus ist zu entnehmen, dass im Rahmen der Erfindung durch Einführung neuer Kapazitäten C2 nunmehr eine weitere kapazitive Verkopplung geschaffen wird, durch die letztlich zwei Sperrpole durch zwei Signalpfade Pl und P2 realisiert werden können.
Als Figur Ie ist dann ein Diagramm wiedergegeben, bei welchem auf der vertikalen Y-Achse die Durchlassdämpfung in dB und auf der horizontalen X-Achse die Frequenz in GHz für ein Hochfrequenzfilter eingezeichnet ist. Der Dämp- fungsverlauf betrifft ein Ausführungsbeispiel, wie es für die erfindungsgemäße Lösung gemäß den Figuren Ia bis Id umgesetzt wurde, und zwar bei einer Dämpfung von beispielsweise 200 MHz bis 960 MHz, wobei die Dämpfung größer als 60 dB ist. Deutlich zu sehen ist in dem Diagramm gemäß Figur Ie die Ausbildung zweier Sperrpole, die durch die kapazitiven Verkopplungen auf den beiden Signalpfaden hervorgerufen sind. Diese erfindungsgemäße Verbesserung sind bei herkömmlichen Lösung weder möglich noch bekannt. Wie sich anhand der schematischen Querschnittsdarstellung gemäß Figuren 2a bis 2k ergibt, kann sowohl die Querschnittsform des Außenleiters, die Querschnittsform des Innenleiters, die Querschnittsform der Innenleiter-Koppel- einrichtung sowie die Querschnittsform des beispielsweise zwischen den Innenleiter-Endabschnitten und der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 vorgesehen Dielektrikums 23 unterschiedlichste Formen, insbesondere Querschnittsformen aufweisen. Bei den schematischen Querschnittsdarstellungen gemäß Figuren 2a bis 2k sind dabei die Außenleitergehäuseerweite- rungen 1' mit größerer Materialerstreckung gezeigt, in denen die erwähnten Zweigleitungsausnehmungen oder -kanäle 9 zur Aufnahme der Zweigleitungen untergebracht sind. Gegebenenfalls muss das Außenleitergehäuse aber nicht mit einer Außenleitergehäuse-Erweiterung 1' versehen sein, sondern kann allgemein rohrförmig (mit beliebiger Querschnittsform) gebildet sein, so dass die Zweigleitungen 7 direkt an der Innenwandung des Außenleitergehäuses oder Außenleiterrohres, allgemein des Außenleiters angeschlossen sind.
Die Zweigleitungsausnehmungen können sich ebenfalls im Au- ßenleiterbereich bzw. im entsprechend ausgenommenen Deckel befinden.
Dabei zeigen die Figuren 2a bis 2k, dass beispielsweise die Außenkontur des Außenleiters 1 rechteckförmig oder quadratisch oder allgemein n-polygonal sein kann. Ebenso kann aber auch der Außenleiter letztlich eine runde oder abschnittsweise runde Querschnittsform aufweisen, zumindest an seiner Außenseite. Dabei kann er ovalförmig oder auch zylinderförmig gestaltet sein. Beschränkungen auf bestimmte Querschnittsformen oder Außenkonturen bestehen nicht.
Die Figuren 2a bis 2d zeigen dabei auch, dass beispielsweise die Querschnittsform des Innenleiterraums 21 zumin- dest außerhalb des Bereiches, in dem die Zweigleitungsausnehmungen oder -kanäle 9 im Außenleiter 1 vorgesehen sind, eine quadratische oder rechteckförmige, zylindrische oder allgemein n-polygonale Querschnittsform aufweisen kann, die durch die Außenleiterinnenflache Ia gebildet ist.
Ferner zeigen die Figuren 2a bis 2k auch, dass der Innenleiter 5, d.h. die Innenleiter-Abschnitte 5a und insbeson- dere die Innenleiter-Endabschnitte 5c unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen können, beispielsweise runde Querschnittsformen, quadratische oder rechteckförmige Querschnittsformen, allgemein n-polygonale Querschnitts- formen. Aber ebenso sind auch ovale Querschnittsformen oder Mischformen für den Innenleiterquerschnitt möglich, ebenso wie eine Querschnittsform, bei der gerundete Übergangsbereiche zwischen den verschiedenen Seitenfläche vorgesehen sind. Ebenso sind aber auch elliptische Querschnittsformen etc. denkbar. Einschränkungen bestehen in- soweit nicht.
Die Querschnittsdarstellungen gemäß Figuren 2a bis 2k zeigen ferner, dass vor allem auch die Innenleiter-Koppel- einrichtungen 15 unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen können, beispielsweise nach Art eines Hohlzylin- ders mit runder Querschnittsform oder mit eckiger Querschnittsform oder zumindest teil- oder abschnittsweise mit eckiger oder quadratischer Außenfläche 15b und dabei innenliegender, ebenfalls teil- oder abschnittsweise runder, quadratischer oder allgemein n-polygonaler Innenfläche 15c etc.. Auch hier können die einzelnen Wandabschnitte, d.h. die einzelnen Oberflächen an der Außen- oder Innenseite des Innenleiter-Koppelelements 115 über Ecken oder Abrundungen in angrenzende nächste Wandabschnitte übergehen.
Anhand von Figur 2j wird gezeigt, dass beispielsweise die Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 bzgl . ihrer Außenfläche 15b eine ovale Querschnittsform aufweisen kann, und in Abweichung dazu die innen zu den Innenleiter-Endabschnitten zugewandt liegenden Flächen 15c eine davon abweichende Querschnittsform aufweisen können, beispielsweise eine einem Quadrat oder Rechteck angenäherte Querschnittsform.
Das Beispiel gemäß Figur 2f zeigt dabei auch, dass das Innenleiter-Koppelelement 115 nicht in Umfangsrichtung völlig geschlossen, sondern mit einem Öffnungsabschnitt 15d versehen sein kann, ähnlich wie bei dem Ausführungsbei- spiel gemäß Figur 2g. Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2g der Öffnungsbereich 15d wie auch der Abstand zwischen Innenleiter-Endabschnitt 5b und Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 mit einem Dielektrikum 23 befüllt.
Die Beispiele gemäß Figuren 2h und 2i zeigen dabei auch, dass das Innenleiter-Koppelelement 115 beispielsweise nur in einem Seitenbereich oder einem Teilumfangsbereich - bezogen auf die Innenleiter-Abschnitte - in der Regel paral- IeI oder allgemein mehr oder weniger in Überlappungsrichtung zu den Innenleiter-Endabschnitten 5c angeordnet sein kann, um hier neben der kapazitiven Kopplung zwischen den aufeinander zu liegenden Innenleiter-Stirnseiten 5b zweier in Verlängerung zueinander angeordneter Innenleiter-Ab- schnitte 5a eine zusätzliche Verkopplung zwischen dem jeweiligen Innenleiter-Endabschnitt 5b zum Innenleiter-Koppelelement 115 und vom Innenleiter-Koppelelement 115 zu dem nächsten benachbarten Innenleiter-Endabschnitt eines nächsten Innenleiter-Abschnittes 5a zu erzeugen.
Dabei zeigen die Figuren 2f, 2g, 2h bzw. 2i oder 2j , dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte 5c in einem Umfangsbereich von mehr als 10", insbesondere mehr als 20" , 30', 40', 50', 60", 70', 80*, 90*, 100', 110", 120', 130", 140', 150', 160', 170", 180', 190', 200', 210', 220', 230', 240', 250', 260', 270', 280', 290", 300', 310', 320', 330', 340', 350" umgeben kann.
Die gleichen Querschnittsdarstellungen zeigen ferner auch, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte 5c um weniger als 360", 350', 340', 330', 320', 310', 300', 290°, 280', 270", 260', 250', 240', 230", 220', 210', 200', 190', 180', 170', 160', 150', 140', 130', 120", 110', 100", 90', 80', 70', 60', 50 ', 40', 30' und insbesondere weniger als 20° umgeben kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2h ist beispielsweise gezeigt, dass das Innenleiter-Koppelelement 115 in Querschnittsform halbzylinderförmig sein kann, wobei die Variante gemäß Figur 2i zeigt, dass die Gestaltung des Kop- pelelementes 115, auch wenn es die Innenleiter-Endabschnitte nur in einem Teilumfangsbereich umschließt oder dazu angeordnet ist, eine von der Innenkontur 15c abweichende Außenkontur 15b aufweisen kann, beispielsweise innenliegend halbzylinderförmig oder außenliegend rechteck- förmig gestaltet sein kann. Diese Beispiele zeigen, dass insoweit keine Einschränkungen bzgl . der Formgebung und/ oder Anordnung der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 bestehen. So zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2k auch, dass beispielsweise die entsprechenden Innenleiter-Endabschnitte 5b und die in der Regel parallel dazu verlaufende Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 plattförmig, d.h. auch plattenförmig, also als Flachmaterial ausgebildet sein können, vorzugsweise mit einem dazwischen befindlichen Dielektrikum 23, welches ebenfalls wieder im Querschnitt plattenförmig gestaltet ist. Im gezeigten Ausführungsbei- spiel gemäß Figur 2k ist darunter nochmals unterhalb des einen Innenleiter-Endabschnittes ein weiteres Dielektrikum 23' (im Querschnitt rechteckförmig) vorgesehen, das auch an der Koppeleinrichtung vorgesehen sein kann. Schließlich zeigen einige der Ausführungsbeispiele auch, dass der Außenleiter als geschlossenes Gesamtgehäuse ausgebildet sein kann, mit einem entsprechenden Innenleiter- kanal 3. Bei den Varianten gemäß Figuren 2b, 2c, 2d, 2f, 2g, 2i und 2k ist ferner gezeigt, dass das Außenleiter- gehäuse zweigeteilt ist und einen eigentlichen Gehäuseabschnitt umfasst, der mit einem vorzugsweise lösbaren Au- ßenleitergehäusedeckel Ia verschlossen ist. Alternativ und ergänzend ist beispielsweise anhand von Figur 2a eingezeichnet, dass das Gehäuse auch aus zwei Gehäusehälften Ib und Ic bestehen kann, die längs einer Trennungsebene T vorzugsweise mittig in Höhe der Innenleiter getrennt sein können. Diese Trennungsebene kann aber auch in anderer Lage ausgebildet sein und muss nicht in der Ebene der Innenleiter-Abschnitte liegen, so dass die beiden Gehäus- eteile unterschiedlich groß ausgestaltet sind. Beliebige Abwandlungen sind hier möglich.
Abschließend wird anhand der erläuterten Figuren 2a bis 2k angemerkt, dass bezüglich aller Konturen, Querschnittsfor- men, innenliegender Oberflächen oder nach außen weisender Oberflächen des Außenleiters, der Innenleiter-Abschnitte, der Koppelelemente, der Dielektrika, etc. viele Mischformen vorgesehen sein können, und die schematischen Quer- schnittsdarstellungen gemäß Figuren 2a bis 2k nur einige wenige der möglichen Varianten zeigen sollen.
Anhand von Figur 3a ist in schematischer axialer Längs- Schnittdarstellung und in Figur 3b in schematischer Axial- Schnittdarstellung in Abweichung zu Figur Ia bzw. Ib gezeigt, dass die elektrische Verbindung zwischen der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 und dem Außenleiter 1 über die Zweigleitung 7 nicht nur galvanisch, sondern auch kapazi- tiv erfolgen kann.
Dabei ist die Zweigleitung 7 gegenüberliegend zur Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 mit einem Zweigleitungs-Koppelabschnitt 7a in Form einer Zweigleitungs-Basis 7a ge- zeigt, die bei der Variante gemäß Figur 3a links liegend eine kubische Form, beispielsweise eine Würfelform aber auch eine zylindrische Form und bei der Variante gemäß Figur 3a rechtsliegend eine Kugelform bzw. ebenfalls eine zylindrische Form aufweisen kann. Entsprechend ist dann auch die Ausnehmung Ib im Material des Außenleiters Ia vorgesehen, in welche der entsprechende Zweigleitungs-Koppelabschnitt 7a eingreift. Bevorzugt ist dabei die Außenleiter-Ausnehmung Ib an die Querschnittsform oder Kontur des Zweigleitungs-Basisabschnites 7a angepasst (obgleich auch hier Abweichungen möglich sind und die Querschnittsform der Außenleiter-Ausnehmung Ib von der Querschnitts- form oder Kontur des Zweigleitungs -Basisabschnittes 7a abweichen oder völlig unterschiedlich davon gestaltet sein kann) .
Bei der Variante in Figur 3a links liegend ist dabei zwischen dem Zweigleitungs-Koppelabschnitt 7a und der Außenleiter-Ausnehmung lb ein festes Dielektrikum 23a vorgese- hen. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass hierüber der Zweigleitungsabschnitt 7 am Außenleiter 1 des Außenleiter- gehäuses 10 festgehalten wird und darüber auch das Innenleiter-Koppelelement 115 fest und stabil im Innenleiter- räum 21 positioniert ist. Dabei ist das Innenleiterkoppel- element 15 - wie erwähnt - ebenfalls mit einem festen Dielektrikum 23 versehen, so dass darüber die Innenleiter- Endabschnitte 5a ebenfalls gehalten und positioniert werden und die eigentlichen Innenleiter-Abschnitte 5a nicht über weitere dielektrische Abstandshalter im Innenleiter- raum 21 gehalten und positioniert werden müssen. Bei der rechten Variante in Figur 3a ist zwischen dem Zweiglei- tungs-Koppelabschnitt 7a und der Außenleiter-Ausnehmung Ib als Dielektrikum 23a Luft vorgesehen.
Die Variante gemäß Figuren 3a (im Längsschnitt gezeigt) und 3b (die einen Querschnitt längs der Linie III-III in Figur 3a wiedergibt) zeigt dabei ferner, dass die Koppeleinrichtungen 15 auch in axialer Längsrichtung, also in Erstreckungsrichtung Xl der Innenleiter-Abschnitte 5a nicht gleich ausgebildet sein müssen, sondern in Umfangs- richtung an verschiedenen Abschnitten unterschiedliche Längserstreckungen und damit unterschiedlich große Überlappungsabschnitte mit den zugehörigen Innenleiter-Endab- schnitten 5c aufweisen können.
Ferner können die Innenleiter-Abschnitte auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, auch in axialer Längserstreckung Abstufungen umfassen, an denen sie von einem gerin- geren Durchmesser zu einem größeren Durchmesser oder umgekehrt übergehen. Zudem können im Bereich der Koppelelemente (beispielsweise im Bereich der Innenflächen der Außenleiter) noch zusätzliche Dielektrika vorgesehen sein, die beispielsweise bis zum Koppelelement reichen oder vorher enden. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Varianten jedoch in Figur 3a und 3b nicht dargestellt worden. Es wird hier zum Teil auch auf die Figuren 2a bis 2k verwie- sen, die einige Varianten darstellen und wiedergeben.
Anhand der Figuren 4a bis 4h ist ferner gezeigt, wie die Verkopplung zwischen den Stirnseiten 5d der Innenleiter- Abschnitte 5a und die ergänzende Verkopplung über die In- nenleiter-Endabschnitte 5b vermittelt über die Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 realisiert sein können.
Bei der Variante gemäß Figur 4a sind dabei die Innenleiter-Endabschnitte 5c mit gleicher Durchmesser- und bei- spielsweise gleicher Querschnittsform ausgebildet, etwa rund, wobei das Innenleiter-Koppelelement mit größerem Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Innenleiter- Endabschnitte gebildet ist, so dass die Innenleiter-Endabschnitte in das Innere 15e der in diesem Ausführungsbei- spiel rohrförmig ausgebildeten Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 in einer gewissen axialen Länge eintauchen können, so dass die zugehörigen Innenleiter-Stirnseiten 5b in dem erwähnten Abstand A zueinander enden. Der Innenraum 15e der Koppeleinrichtung 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem festen Dielektrikum 23 befüllt, beispielsweise auch ausgegossen, worüber die Innenleiter-Abschnitte 5b mechanisch mitgehalten sein können.
Bei der Variante gemäß Figur 4b sind die zuäußerst liegen- den Innenleiter-Endabschnitte 5c benachbart zu ihren Stirnseiten 5b mit einem umlaufenden Ringvorsprung 5r versehen, also einem Bereich, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als der daran angrenzende Innenleiter-End- abschnitt 5c. Insbesondere dann, wenn das in Umfangsrich- tung ganz oder teilweise geschlossene Innenleiter-Koppelelement 115 mit dem Dielektrikum 23 ausgegossen und/oder befüllt ist, ergibt sich dadurch eine besonders günstige mechanische Fixierung der Innenleiter-Endabschnitte 5c, die nicht nur in Radialrichtung, sondern auch in Axialrichtung gegenüber dem Dielektrikum gehalten sind.
Bei der Variante gemäß Figur 4c ist eine umlaufende In- nenleiter-Nut 5n in einem Endbereich des rechts gezeigten Innenleiter-Endabschnitts 5c ausgebildet, wodurch der gleiche Vorteil erzielt wird. Auch hier sind gute axiale Fixierungen gegenüber Innenleiter und Dielektrikum gegeben.
Bei der Variante gemäß Figur 4d ist gezeigt, dass der eine Innenleiter-Endabschnitt 5c beispielsweise mit einer Sackbohrung (allgemein einen Innenleiter-Aufnahme 5"c) ausgebildet ist, in welche der demgegenüber mit geringerem Außendurchmesser gestaltete zweite Innenleiter-Endabschnitt 5c kontaktfrei in einer gewissen Axiallänge eingreift. Auch bei dieser Variante wird zum einen eine direkte kapazitive Kopplung zwischen den beiden Endabschnitten 5c zwischen den beiden so positionierten Innenleiter- Abschnitten 5a realisiert und zum anderen eine kapazitive Kopplung von dem einen Innenleiter-Abschnitt 5a oder Innenleiter-Endabschnitt 5c (der mit der erwähnten Innenleiter-Aufnahme 5 "c versehen ist) zu der damit überlappend angeordneten Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 sowie die weitere kapazitive Kopplung von dieser Innenleiter-Koppel- einrichtung 15 zu dem in Figur 4d rechts liegenden Innenleiter-Endabschnitt 5c. Schließlich steht das Dielektrikum 23 auf der rechten Seite über die Koppeleinrichtung in Radialrichtung vor.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 4e sind die Durchmesser der Innenleiter-Abschnitte 5a unterschiedlich und auch die Zentralachse der beiden gezeigten Innenleiter-Endabschnitte. Denn in Figur 4e liegen die Zentralachsen X2 und X3 mit Versatz zueinander, so dass der Abstand des Außenum- fangs des rechts liegenden Innenleiter-Endabschnittes 5c nicht koaxial zu dem beispielsweise rohrförmigen oder hohlzylinderförmigen Innenleiter-Koppelelement zu liegen kommt. Ferner geht der in Figur 4e links liegende Innenleiter-Endabschnitt 5c in einen verjüngten Abschlussabschnitt 5'c über, der einen geringeren Außendurchmesser aufweist. Der rechts liegende Innenleiter-Endabschnitt weist hier benachbart zum Dielektrikum 23 eine umlaufende Ringschulter 5r auf, die einen größeren Außendurchmesser als der in das Dielektrikum eintauchende Innenleiter-Endabschnitt aufweist. Die Variante gemäß Figur 4f zeigt lediglich ein platten- förmiges Koppelelement 115, welches unter Zwischenschaltung eines Dielektrikums 23 parallel zu den aufeinander zu laufenden und in einem kurzen Abstand A voneinander endenden Innenleiter-Endabschnitten 5c (Parallellage dazu) in überlappender Weise angeordnet und damit verbunden ist.
Die Variante gemäß Figur 4g zeigt ferner, dass das Koppel- element (auch wenn es beispielsweise ganz oder teilweise in Umfangsrichtung geschlossen ist) nicht über seine Axi- allänge hinweg einen gleichen Außen- oder Innendurchmesser aufweisen muss. In diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4g ist es konisch gestaltet. Schließlich können aber auch sonstige Abstufungen nicht nur am Innenleiter, sondern auch an der Koppeleinrichtung 15 vorgesehen sein, wie dies beispielsweise anhand von Figur 4c und 4e bezüglich einer Erhebung 15e bzw. 15s für die Abstufung gezeigt ist. Figur 4h zeigt nur schematisch, dass allgemein die direkt kapazitiv zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte nicht unbedingt in axialer Verlängerung zueinander liegen müssen, sondern allgemein nebeneinander liegend enden können. Dabei sind gemäß Figur 4h zwei gegenüberliegende in Quer- Schnittsdarstellung gabelförmig auslaufende Innenleiter- Endabschnitte 5d für den links liegenden Innenleiter-Endabschnitt gezeigt, in welchen ein verjüngter Innenleiter- Endabschnitt 5e des rechts liegenden Innenleiter-Endabschnitts 5c eingreift (koaxial oder außermittig) , wobei die Gesamtanordnung in diesem Ausführungsbeispiel mit den direkt miteinander verkoppelten Endabschnitten in die Innenleiter-Koppeleinrichtung eintaucht .
Auch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5a (im Längs- schnitt) und Figur 5b (im Querschnitt längs der Linie V-V in Figur 5a) zeigt eine weitere ähnliche Abwandlung zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen quasi im Sinne einer Umkehrung zu der AusführungsVariante gemäß Figur Ia und Ib. Denn bei dieser Ausführungsform nach Figuren 5a und 5b enden die Innenleiter-Endabschnitte 5c der stirnseitig zu verkoppelnden Innenleiter-Abschnitte 5b gabelförmig oder topfförmig oder in Mischformen, wobei das eigentliche Innenleiter-Koppelelement 115 dann innenliegend zwischen dem gabelförmigen oder topfförmigen Innen- leiter-Endabschnitt angeordnet ist. Auch hierdurch ergibt sich die mehrfach kapazitive Verkopplung direkt zwischen den Innenleiter-Endabschnitten zum einen und zwischen dem jeweiligen Innenleiter-Endabschnitt und dem zugehörigen Innenleiter-Koppelelement zum anderen.
Figur 6a zeigt eine zu Figur 5a entsprechende Ausführungsform jedoch wieder mit dem Unterschied, dass - ähnlich wie in Figur 3a - die Zweigleitungen 7 nicht galvanisch mit dem Außenleiter, sondern im Bereich der Zweigleitungs-Ba- sisabschnitte 7a kapazitiv verbunden sind. Figur 6b zeigt dabei eine entsprechende Querschnittsdarstellung längs der Linie VI-VI in Figur 6a. Auch in diesem Ausführungsbei- spiel kann hier am Basisabschnitt wiederum ein festes Dielektrikum oder Luft als Dielektrikum vorgesehen sein.
Insbesondere ist der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 6b auch zu entnehmen, dass der Zweigleitungs-Koppelab- schnitt 7a stift- oder vorzugsweise plattenförmig gestaltet sein kann und in einem geringen Abstand Al zu einer entsprechend geformten, hier flachen Koppelebene zu dem Außenleiter 1 zu liegen kommt. Bei Bedarf kann hier ebenfalls wieder ein Dielektrikum 23■ aus festem Material und nicht aus Luft vorgesehen sein. Die Koppelfläche des Außenleiters verläuft hier also senkrecht zur Erstreckung des Außenleiters.
Anhand der axialen Längsschnittdarstellung gemäß Figur 7a und der Querschnittsdarstellung längs der Linie VII-VII in Figur 7a soll gezeigt werden, dass grundsätzlich jedwede erfindungsgemäße Hochpass-Filterstruktur gemäß einer der erläuterten Varianten oder Abwandlungen in Reihe zu einem gemeinsamen Hochpass zusammengeschaltet werden kann. Bei der Variante gemäß Figur 7a werden beispielsweise zwei Hochpassfilter in Reihe geschaltet, wobei der eine Hochpassfilter von der Struktur jenem Beispiel nach Figur 5a und der davon rechts liegende Hochpassfilter einer Varian- te gemäß Figur Ia entspricht. Hierdurch wird ein Hochpass mit zwei zusätzlichen Sperrpolen erzielt.
Die Variante gemäß Figuren 8a und 8b zeigt lediglich, dass beispielsweise auch einzelne Hochpässe, wie gemäß der erfindungsgemäßen Lösung anhand einer der vorausgegangenen erläuterten Beispielen gezeigt ist, mit einer herkömmlichen Hochpass-Filterstruktur zusammengeschaltet werdenkönnen, wie dies bezüglich des Standes der Technik ein- gangs erläutert wurde.
Bei der Variante gemäß Figuren 9a und 9b ist lediglich gezeigt, dass die Zweigleitungen 7 nicht zwingend in Zweigleitungs-Kanälen 9 im Außenleitergehäuse 1 enden müs- sen, also das Außenleitergehäuse nicht zwingend, wie an einem der vorausgegangenen Ausführungsbeispielen erläutert, mit einer Außenleitergehäuseerweiterung 1' versehen sein muss. Bei der Variante gemäß Figuren 9a, 9b wird beispielsweise ein im Querschnitt quadratisches oder rohr- förmiges Außenleitergehäuse verwendet, in welchem im entsprechenden Innenleiter-Raum 21 die Innenleiter-Abschnitte mit den Koppelelementen und den davon weggehenden Zweigleitungen angeordnet sind-, die am Ende galvanisch oder kapazitiv mit dem Außenleitergehäuse verbunden sind.
Die einzelnen Zweigleitungen können ebenfalls an gegenüberliegenden Seiten mit dem Außenleitergehäuse bzw. ebenso mit dem Boden bzw. Deckel am Ende galvanisch oder kapazitiv verbunden sein.
Wie bereits erwähnt, können die einzelnen Zweigleitungs- kanäle 9 aber auch in einer entsprechenden Deckel-Konstruktion vorgesehen sein, so dass hier die Zweigleitungen vorgesehen und untergebracht sein können.
Anhand der Figuren 10a und 10b ist ferner gezeigt, dass auch noch zusätzliche Tuning-Elemente T an einer oder an mehreren Stellen des Außenleitergehäuses bevorzugt von außen einstellbar (beispielsweise durch unterschiedlich weites Ein- und Ausdrehen in den Innenraum 21) vorgesehen sein können. Bei der Variante gemäß Figur 10b ist ein rechts liegendes Tuning-Element T stabförmig gebildet und ragt dabei sogar über den Öffnungsabschnitt 15d bis in den Raum innerhalb des Koppelelementes 115 in einen dort vorgesehenen Freiraum im Dielektrikum und kann ebenfalls von außen her bevorzugt durch weiteres Ein- und Ausdrehen unterschiedlich weit in das Außenleitergehäuse hinein- ragend verstellt werden.
Durch diese an sich bekannten Maßnahmen können die elektrischen Eigenschaften oder einzelnen Leitungsabschnitte bzw. Innenleiterkoppelelemente verändert und damit der Frequenzverlauf des Hochpasses entsprechend den Vorgaben und Wünschen unterschiedlich eingestellt werden.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen können alle elektrisch leitfähigen Strukturen aus Metall, Metalllegierun- gen, beispielsweise aus Guss-, Fräs-, Dreh-, Tiefzieh- und /oder Blech- bzw. Biegeteilen bestehen. Möglich ist aber auch, dass die entsprechenden erläuterten elektrisch- leitfähigen Teile aus einem Isolator, Kunststoff, allgemein einem Dielektrikum bestehen und dabei die elektrisch leit- fähigen Teile oder Oberflächen mit einer elektrisch leitfähigen Fläche überzogen sind. Auch Mischformen von metallischen Bauteilen (beispielsweise für die Außenleiter) sowie im Inneren angeordneten Teilen wie das Koppelelement, Innenleiter-Abschnitte oder Zweigleitungen können aus mit elektrisch leitfähigen Oberflächen versehenen oder darauf ausgebildeten elektrisch leitfähigen Bahnen gebildet sein, die beispielsweise auch aus dielektrischen Materialien ausgebildet sind.
Wie sich anhand der erläuterten Ausführungsbeispiele zeigt, lässt sich im Rahmen der Erfindung grundsätzlich ein Hochpassfilter mit koaxialer Struktur (also mit einem in einen Außenleiter verlaufenden Innenleiter bzw. Innenleiter-Abschnitt) realisieren, welches zumindest ein zusätzliches metallisches oder elektrisch leitfähiges Innenleiter-Koppelelement bzw. die entsprechende Innenleiter-Koppeleinrichtung zu Erzeugung zusätzlicher Sperrpole unterhalb des Durchlassbereiches umfasst. Dabei lässt sich pro verwendetem Innenleiter-Koppelelement 115, also allgemein pro verwendeter Innenleiter-Koppeleinrichtung 15 ein Sperrpol erzielen. Durch entsprechende mehrfache Verschal - tung der erfindungsgemäßen Hochpass-Filterstrukturen lässt sich dadurch also ein Hochpass mit mehreren versetzt zueinander liegenden Sperrpolen aufbauen.
Anhand von Figur 11 sind dabei im Vergleich die S-Para- meter für den Fall eines erfindungsgemäßen Hochpassfilters mit dem Grad 5 mit zwei Innenleiter-Koppelelementen und sich ergebenden S-Parameter bzgl . einer Lösung nach dem Stand der Technik (Figuren 12a und 12b) dargestellt, und zwar aufgetragen über die Frequenz . Die mit einem Dreieck und einem Quadrat gekennzeichneten Kurven betreffen dabei den erfindungsgemäßen Hochpassfilter, wohingegen die mit einem | oder mit einem Kreis gekennzeichneten Messpunkte den einen Hochpassfilter nach dem Stand der Technik gemäß Figuren 8a und 8b betreffen. Daraus ist also deutlich zu ersehen, wie durch die Erfindung bei Verwendung von zwei Innenleiter-Koppelelementen, zwei zusätzliche Sperrpole unterhalb des Durchlassbereiches f sperr entstehen, wodurch eine erhebliche Versteuerung der Filtercharakte- ristik unterhalb des Durchlassbereiches f sperr erzeugt wird. Auf der y-Achse ergibt sich dann die Größe der Sperrdämpfung, die in Pfeilrichtung nach unten hin zunimmt . Der erläuterte Hochpassfilter kann typischerweise im Frequenzbereich von 100 MHz bis 10 GHz eingesetzt werden.
Die elektrische Verkopplung der einzelnen Leiterabschnitte, dass heißt der einzelnen Leiterstücke 5b zueinander, kann dabei über den Abstand der Stirnseiten der direkt verkoppelten Innenleiter-Abschnitte und über den Abstand zwischen dem Innenleiter-Endabschnitt 5c (bzw. dessen Außenfläche 5d) und der angrenzenden Ober- und/oder Innenfläche 15c der Innenleiter-Koppeleinrichtung 15, insbeson- dere des Innenleiter-Koppelelementes 115 sowie durch die Verwendung eines Dielektrikums erzeugt bzw. deren Größe unterschiedlich eingestellt werden. Die stirnseitig kapazitive Kopplung der Leitungsstücke erzeugt einen Sperrpol unterhalb des Durchlassbereiches. Die Innenleiter-Kop- pelelemente sind mit dem Außenleiter galvanisch verbunden oder kapazitiv verkoppelt.
Abschließend wird auch noch erwähnt, dass die Innenleiter ebenso auch wie die Koppeleinrichtungen aus den unter- schiedlichsten von Hause aus elektrisch leitfähigen Materialien oder aus Dielektrika mit elektrisch leitfähigen Überzügen gebildet sein können, wobei beispielsweise auch der Innenleiter aus einem Flach- oder Blechmaterial herge- stellt sein kann, ebenso wie beispielsweise die Zweigleitung. Beschränkungen bestehen auch insoweit nicht.
Mit einer der erläuterten Hochpass-Filterstrukturen kann beispielsweise auch ein Duplexer bestehend aus Tiefpassund Hochpassfilter aufgebaut werden, wobei jeweils für einen Hochpass die erfindungsgemäße Hochfrequenzfilterstruktur verwendet werden kann und für den Tiefpass eine herkömmliche Filterstruktur.

Claims

Patentansprüche :
1. Hochfrequenzfilter mit folgenden Merkmalen:
mit einem Außenleiter (1) ,
- mit einer Innenleiter-Anordnung (5) ,
mit zumindest zwei Innenleiter-Abschnitten (5a) , die an ihren Innenleiter-Stirnseiten (5b) oder ihren Innenleiter-Endabschnitten (5c) unter Ausbildung eines Abstandes (A) zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind,
mit zumindest einer Zweigleitung (7), worüber eine elektrische Verbindung zwischen der Innenleiter-Anordnung (5) und dem Außenleiter (1) besteht,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale - zusätzlich zu den zumindest beiden kapazitiv gekoppelten Innenleiter-Stirnseiten (5b) oder den kapazitiv gekoppelten Innenleiter-Endabschnitten (5c) zweier verkoppelter Innenleiter-Abschnitte (5a) ist zumindest eine weitere Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) oder zumindest ein weiteres Innenleiter-Koppel- element (115) vorgesehen,
die zumindest eine weitere Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) oder das zumindest eine weitere Innenleiter-Koppelelement (115) ist in zumindest teilweiser überlappender Anordnung mit den Innenleiter-Endabschnitten (5c) der verkoppelten Innenleiter-Abschnitte (5b) angeordnet, und
die Zweigleitung (7) verläuft zwischen der Innenlei- ter-Koppeleinrichtung (15) bzw. dem Innenleiter-Koppelelement (115) und dem Außenleiter (1) .
2. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) rohrförmig gestaltet ist, wobei die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) in den Innenraum (15b) der Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) eintauchen.
3. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) nur teilweise in Umfangsrichtung verläuft und einen Öffnungsabschnitt (15d) aufweist.
4. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) in einem Umfangsbereich von mehr als 10', insbesondere mehr als 20", 30", 40', 50", 60', 70', 80', 90', 100', 110', 120', 130', 140', 150', 160', 170', 180', 190', 200', 210', 220', 230', 240', 250', 260', 270', 280', 290', 300', 310', 320', 330", 340', 350' umgibt.
5. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) um weniger als 360', 350', 340', 330', 320', 310', 300', 290', 280', 270', 260", 250',' 240', 230', 220', 210', 200', 190', 180', 170", 160", 150', 140', 130", 120', 110', 100 ', 90", 80', 70", 60', 50', 40", 30' und insbesondere weniger als 20" umgibt.
6. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) unterschiedlich weit in eine zugeordnete Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) eintauchen oder sich dabei mit unterschiedlicher Länge mit der zugeordneten Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) überlappen.
7. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) koaxial zueinander und dabei koaxial oder außermittig zur Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) angeordnet sind.
8. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verkoppelnden Innenleiter-Endabschnitte (5c) so angeordnet sind, dass deren Zentralachsen mit Seitenversatz zueinander liegen.
9. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (1) , die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) und die Innenleiter-End- abschnitte (5c) unterschiedliche Durchmesser, unterschiedliche Querschnittsformen und/oder unterschiedliche Gestaltungen aufweisen, insbesondere stift-, gabel- oder topf- förmig sind und/oder unterschiedliche Außen- und/oder Innendurchmesser, Abstufungen und/oder Vorsprünge aufweisen oder umfassen oder in Längsrichtung zumindest Abschnitte mit konisch veränderten Außen- oder Innenflächen aufweisen.
10. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) insbesondere in Form eines Innenleiter-Koppelelementes (115) eine quadratische, rechteckförmige, n-polygonale und/ oder mit konkaven Bogenabschnitten ausgebildete Querschnittsform aufweist, und/oder
b) dass die den jeweiligen Innenleiter-Endabschnitten (5c) zugewandt liegenden Innen- oder Oberflächenab- schnitte (15c) gerade verlaufende oder winklig aufeinander stehende oder mit bogenförmigen Oberflächenabschnitten versehene Oberflächen aufweisen, und/ oder
c) dass die von den Innenleiter- Endabschnitten (5c) weg in Richtung des Außenleiters (1) weisenden Oberflächenabschnitte (15b) gerade oder gegebenfalls winklig aufeinander stehende Oberflächenschnitte oder kurvige Oberflächenabschnitte umfassen.
11. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zweigleitung (7) an ihrem zur Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) gegenüberliegenden Ende mit dem Außenleiter (1) galvanisch verbunden ist.
12. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zweigleitung (7) ,an ihrem zur Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) gegenüberliegenden Ende mit dem Außenleiter (1) kapazitiv gekoppelt ist.
13. Hochfrequenzfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitung (7) einen Zweigleitungs- , Koppel- oder Basisabschnitt (7a) aufweist, der unter Verwendung eines Dielektrikums aus Luft oder festem Material vorzugsweise in einer Außenleiter-Ausnehmung (I1) angeordnet ist.
14. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter-Endabschnitte (5c) mit der Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) unter Verwendung eines festen Dielektrikums (23) und/oder die In- nenleiter-Abschnitte (5b) mit der Außenleiter- Innenfläche (Ia) unter Verwendung eines festen Dielektrikums gehalten sind.
15. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) über die galvanisch mit dem Außenleiter verbundene Zweigleitung (7) oder über die unter Verwendung eines Dielektrikums (23a) mit dem Außenleiter (1) kapazitiv gekoppelte Zweigleitung (7) mechanisch gehalten ist.
16. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere miteinander verkoppelte Paare von Innenleiter-Abschnitten (5a) in Reihe geschaltet sind, und dass für jedes verkoppelte Paar von In- nenleiter-Abschnitten (5a) unter Verwendung jeweils einer zugehörigen Innenleiter-Koppeleinrichtung (15) unterhalb des Durchlassbereiches ein zusätzlicher Sperrpol erzeugbar ist.
17. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren in Reihe verkoppelten Paaren von Innenleiter-Abschnitten (5a) die Innenleiter-Koppeleinrichtungen (15) gleich oder unterschied- lich ausgebildet sind.
18. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitung (7) im In- nenleiter-Raum (21) oder in einem davon quer weg verlaufenden Zweigleitungs-Kanal (9) vorgesehen ist oder verläuft, wobei der Zweigleitungs-Kanal (9) im Material des Außenleitergehäuses (10) oder im Material eines Außenleiter-Deckels (Ia) vorgesehen ist.
19. Hochfrequenzfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleiter-Endabschnitte (5c) eine gleiche oder unterschiedliche Formgebung aufweisen und dabei insbesondere ineinander greifbar ausgebildet sind.
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