ES2216603T3 - Filtro direccional de guiaondas. - Google Patents

Abstract

Un filtro de guiaondas que consta de una caja (25) en el interior de la cual se disponen al menos dos resonadores de cavidad acoplados por medios de aberturas en una pared (24) substancialmente plana, común a ambos antedichos resonadores y una disposición de abertura de acoplamiento ajustable que incluye medios de abertura (26) que comprenden al menos una hendidura (28, 29, 30, 31) de dimensiones predeterminadas, caracterizado porque al menos una hendidura comunica con su agujero de acceso respectivo (25a, 25b, 25c, 25d) en la mencionada caja, por medio de un pasillo asociado (32, 33, 34, 35) que se sitúa en el interior del espacio delimitado por dichas superficies principales de las paredes, en el que dicha al menos una hendidura está provista de una regleta metálica movible (36, 37, 38, 39), que es retenida en deslizamiento por bordes longitudinales opuestos de la hendidura, por lo cual dicha regleta puede aplicarse y manipularse deslizándola mediante medios de herramienta, introducida endicho agujero de acceso y guiada a dicha regleta por a través de dicho pasillo, a una posición en la cual el contacto eléctrico entre dicha regleta y dichos bordes de la hendidura produzca un cambio deseado en la longitud eléctrica efectiva de la hendidura.

Description

Filtro direccional de guiaondas.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a la tecnología de combinación de transmisores múltiples UHF-TV de radiodifusión en una antena común.

Fundamentos de esta invención

En esta tecnología es conocido suministrar un sistema filtro/combinador de UHF que consta de un montaje dual de filtros pasabanda cuyas entradas y salidas, están acopladas mediante acopladores híbridos de guía de ondas. Una desventaja de este sistema conocido es su tamaño relativamente grande. Otra desventaja del sistema es que los filtros pasabanda duales deben ser eléctricamente idénticos, lo que resulta difícil de conseguir debido a su complejidad.

Es también conocido suministrar un filtro/combinador de UHF que consta de una cascada de cavidades resonantes en modo dual con elementos coaxiales de acoplamiento de entrada y salida, tales como el dispositivo "ROTAMODE". Sin embargo una desventaja de esta forma de construcción es que la capacidad de manejo de potencia entre los elementos coaxiales de entrada y salida es limitada.

Es también conocido el uso de la técnica de filtro direccional de guía de ondas en un sistema de distribución multipunto de guiaondas (MMDS) en frecuencias superiores a 2 GHz. Cada canal de TV a frecuencias de MMDS ocupa una fracción del ancho de banda muy inferior al 1%. Sin embargo, en el intervalo de frecuencias de radiodifusión de UHF de entre 470 y 860 MHz, la fracción de ancho de banda de un canal de televisión es del orden de 1% o mayor, y un filtro direccional de guía de ondas convencional no proporciona unas prestaciones eléctricas satisfactorias. Las memorias de las patentes US-A-4562844, US-A-4251787 y US-A-4028651 se refieren a filtros de cavidad con acoplamientos ajustables entre etapas.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar una disposición de apertura de acoplamiento ajustable, para ajustar el acoplamiento de los resonadores de cavidad en un amplio intervalo de valores de acoplamiento, siendo el acoplamiento ajustado exteriormente empleando una herramienta que no perturbe las características del filtro. De acuerdo con esta invención, en un filtro de guiaondas que está constituido por una caja en cuyo interior se disponen al menos dos resonadores de cavidad acoplados por medios de apertura en una pared substancialmente plana común a ambos antedichos resonadores, se proporciona una disposición de apertura de acoplamiento ajustable que incluye medios de apertura, con al menos una hendidura de dimensiones predeterminadas, la al menos una hendidura comunica con un respectivo orificio de acceso a dicha caja, por medio de un pasillo asociado que se sitúa entre los límites de superficies principales de dichas paredes, en la que dicha al menos una hendidura está provista de una regleta metálica móvil cuyo deslizamiento queda retenido por bordes longitudinales opuestos de la hendidura, de modo que dicha regleta puede ser acoplada y deslizablemente manipulada por medios de herramienta apropiados, introducidos dentro de dicho orificio de acceso y guiada a dicha regleta a través de dicho pasillo, a una posición en la cual el contacto eléctrico entre dicha regleta y dichos bordes de la hendidura produce el cambio deseado en la longitud eléctrica efectiva de la hendidura.

Breve descripción de los dibujos

Al objeto de que la invención pueda ser llevada a efecto fácilmente, se describirán seguidamente realizaciones de ella en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra un montaje o conjunto de filtro direccional de guía de ondas.

La figura 2 muestra una vista más detallada de la disposición de apertura del montaje mostrado en la figura 1.

La figura 3 muestra una disposición de apertura alternativa.

La figura 4 muestra un montaje de filtro direccional de guía de ondas con acoplamiento adicional entre resonadores no adyacentes.

La figura 5 es una vista superior de una pared de cavidad dentro de un caja o alojamiento de filtro coaxial, estando la pared de cavidad provista de un iris de acoplamiento ajustable.

La figura 6 es una vista superior de la pared de cavidad mostrada en la figura 5, mostrando pasillos radiales que conectan las hendiduras del iris de acoplamiento a la caja exterior del filtro.

La figura 7 es un vista lateral de la figura 6.

La figura 8 es un vista superior de una regleta de ajuste expandida.

La figura 9 es un vista superior de una regleta de ajuste contraída.

La figura 10 es una vista extrema de una regleta de ajuste.

La figura 11 es una vista lateral de una pared de cavidad mostrando una regleta de ajuste situada en el interior de una hendidura del iris de acoplamiento.

Descripción detallada

En referencia a la figura 1, el montaje comprende una guía de ondas de entrada 1 que tiene un acceso o puerta de entrada de banda estrecha y un acceso de terminación absorbente; y una guía de ondas de salida 2 que tiene un acceso de entrada de banda ancha y un acceso de salida. Las guías de onda son rectangulares que tienen paredes anchas 3 unidas a paredes estrechas 4 cuya relación de aspecto es aproximadamente de 4 a 1.

Las guías de onda 1 y 2 están conectadas por seis cavidades cilíndricas 5 acopladas con aberturas circulares. El acoplamiento entre las cavidades adyacentes se produce a través de aberturas circulares 6.

Las cavidades de los extremos están operativamente acopladas a su guía de ondas rectangular asociada a través de las aberturas 7 y 7a que tienen una forma característica. En referencia a la figura 2, la abertura 7a, que es similar a la abertura 7 en la guía de ondas de entrada 1, tiene la forma de un rectángulo cuyos cuatro lados tienen sectores semicirculares 8,9,10 y 11 integrales que se extienden hacia dentro. Estas secciones semicirculares proporcionan un acoplamiento mejorado en el modo de resonador deseado.

Se ha de entender que las secciones semicirculares que se extienden hacia dentro pueden serlo de forma de elementos discretos, como por ejemplo discos que pueden unirse alrededor de los bordes de una abertura rectangular de base. La posición de tales elementos discretos puede ser hecha ajustable variando el acoplamiento a través de la abertura.

Alternativamente las secciones semicirculares que se extienden hacia dentro pueden ser en forma de cilindros 12, 13, 14 y 15, como se muestra en la figura 3. Y al igual que los antedichos discos, la posición de los cilindros puede ajustarse para variar el acoplamiento a través de la apertura. Por otra parte, la forma cilíndrica produce una reducción mayor de acoplamiento en modos indeseables.

En referencia a la figura 4, los elementos resonantes no adyacentes 16 y 17 del montaje del filtro direccional de guía de ondas están provistos de dos elementos 19 y 20 de acoplamiento adicionales. Cada elemento de acoplamiento comprende dos sondas 21 y 22 conectadas por una línea de transmisión 23. Las sondas se prolongan dentro de los resonadores y están dispuestas a 90º una de la otra.

La capacidad de manejo de potencia de la disposición de filtro de guía de ondas direccional descrita anteriormente puede mejorarse con la adición de aletas de refrigeración (que no se muestran) en uno o más de los resonadores de cavidad.

Además, pueden añadirse elementos de sintonía (que no se muestran) a los resonadores de cavidad.

Cuando está en servicio, se inyecta una señal de banda estrecha a través de la puerta de entrada de la guía de ondas de entrada 1. Esta señal se acopla a través de la abertura 7 en el interior del primer resonador de cavidad y envía una onda polarizada circularmente allí dentro, la cual se acopla a través de sucesivos resonadores circularmente cilíndricos 5 por medio de aberturas circulares 6 a la guía de ondas de salida 2, por medio de la abertura 7a, donde se produce una onda direccional. Esta señal se suma a cualesquiera señales existentes que se estén desplazando a través de la misma guía de ondas a otras frecuencias.

Un terminal absorbente acoplado a la guía de ondas 1 absorbe cualquier potencia no acoplada dentro del primer resonador.

La reducida altura de las guías de ondas mejora el carácter circular de la onda polarizada circularmente en los resonadores, lo que proporciona características de direccionabilidad mejoradas en la guía de ondas de salida a lo largo de la banda de operatividad.

Una ventaja del montaje de filtro de guía de ondas direccional, en comparación con los montajes de la técnica precedente, que emplean híbridos y filtros separados es que el montaje de la presente invención resulta relativamente inalterado por los diferenciales de temperatura que pueden aparecer entre filtros separados y una configuración acoplada híbrida. Dichos diferenciales de temperatura conducen a una degradación del comportamiento.

En referencia a la figuras 5 y 6, la disposición de abertura de acoplamiento ajustable comprende, una pared eléctricamente conductora 24 situada coaxialmente en el interior de una caja de filtro 25. La pared 24 está provista de un iris cruciforme 26 que comprende una zona central 27 que tiene cuatro hendiduras 28, 29, 30 y 31 que se extienden desde ella hacia el exterior. Cada hendidura está conectada por un pasillo radial 32, 33, 34 y 35 a su abertura respectiva 25a, 25b, 25c y 25d en la caja del filtro, permitiendo el acceso a las hendiduras desde el exterior de la caja del filtro. Los pasillos están en el interior del espacio delimitado por superficies opuestas de las paredes. En cada hendidura se dispone una regleta metálica rectangular movible y cautiva 36, 37, 38 y 39.

En referencia a las figuras 8 a 11, cada regleta rectangular comprende dos secciones A y B de forma generalmente trapezoidal cuyas caras respectivas no paralelas 40 y 41 constituyen la intercara. Las dos secciones se mantienen unidas conjuntamente mediante un tornillo 42. Una de las secciones A está provista de un agujero roscado (no mostrado), que coopera con la rosca del tornillo cuando este se sitúa en el agujero taladrado en la sección B. El tornillo está provisto de una cabeza 43 con ranura de bayoneta que permite que el tornillo sea manipulado mediante una herramienta (no mostrada) que tiene un extremo en forma de T para permitir girar el tornillo, así como permitir mover linealmente la regleta asociada.

En un lateral de cada una de las secciones A y B se dispone una ranura 44 y 45, de manera que cuando una regleta se ensambla atornillando juntas ambas secciones, se constituyen dos ranuras opuestas paralelas para acoplar deslizablemente los bordes de hendiduras respectivas. Debido a la cooperación entre las secciones A y B, la separación entre las caras que cuentan con las ranuras es máxima cuando el tornillo está apretado como se muestra en la figura 8, y mínima cuando el tornillo está aflojado, como se muestra en la figura 9. En relación a la figura 11, la anchura es tal que la regleta es retenida deslizablemente en una hendidura cuando el tornillo está aflojado y está fijamente sujeta y hace contacto eléctrico con los bordes opuestos de la hendidura cuando el tornillo está apretado, modificando así la longitud eléctrica de la hendidura.

En uso, las regletas 36, 37, 38 y 39 se sitúan en sus respectivas hendiduras. Se obtienen características deseadas de reflexión y transmisión del filtro empleando un analizador vectorial de red y manipulando las regletas con la herramienta introducida en sus respectivos pasillos 32, 33, 34 y 35 por a través de las aberturas asociadas 25a, 25b, 25c y 25d. Si bien es preferible emplear cuatro regletas para mantener la simetría en los dos planos principales, debe entenderse que ello no es un requisito esencial.

Además, en las disposiciones de filtro que requieren una única hendidura, pueden emplearse una o dos regletas.

Claims (6)

1. Un filtro de guiaondas que consta de una caja (25) en el interior de la cual se disponen al menos dos resonadores de cavidad acoplados por medios de aberturas en una pared (24) substancialmente plana, común a ambos antedichos resonadores y una disposición de abertura de acoplamiento ajustable que incluye medios de abertura (26) que comprenden al menos una hendidura (28, 29, 30, 31) de dimensiones predeterminadas, caracterizado porque al menos una hendidura comunica con su agujero de acceso respectivo (25a, 25b, 25c, 25d) en la mencionada caja, por medio de un pasillo asociado (32, 33, 34, 35) que se sitúa en el interior del espacio delimitado por dichas superficies principales de las paredes, en el que dicha al menos una hendidura está provista de una regleta metálica movible (36,37,38,39), que es retenida en deslizamiento por bordes longitudinales opuestos de la hendidura, por lo cual dicha regleta puede aplicarse y manipularse deslizándola mediante medios de herramienta, introducida en dicho agujero de acceso y guiada a dicha regleta por a través de dicho pasillo, a una posición en la cual el contacto eléctrico entre dicha regleta y dichos bordes de la hendidura produzca un cambio deseado en la longitud eléctrica efectiva de la hendidura.

2. Un filtro de guiaondas de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicha regleta incluye medios de fijación accionados por tornillo, dispuestos para ser operados por dichos medios de herramienta para bloquear dicha regleta en dicha posición.

3. Un filtro de guiaondas de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la citada regleta es un bloque de forma rectangular que tiene una ranura en dos caras paralelas opuestas para cooperar con bordes opuestos de dicha hendidura para retener deslizablemente y fijar en ella dicho bloque, el cual está constituido por una primera sección de forma trapezoidal y una segunda sección de forma trapezoidal ensambladas juntas, acoplándose caras no paralelas de cada sección mediante un tornillo que posee una cabeza y una sección roscada, pasando libremente dicha sección roscada del tornillo a través de un agujero de la primera sección trapezoidal para cooperar con un agujero roscado existente en la segunda sección trapezoidal, por lo que la anchura entre dichas ranuras puede variarse mediante el ajuste de dicho tornillo, por medio de la mencionada herramienta, aplicándose dichos medios de herramienta a la cabeza del tornillo para cambiar la relación posicional entre las mencionadas caras no paralelas, en acoplamiento para hacer que la mencionada regleta quede o bien retenida pero deslizablemente en el interior de la hendidura para manipulación o quede bloqueada fijamente en contacto eléctrico con dichos bordes de dicha hendidura.

4. Un filtro de guiaondas de acuerdo con la reivindicación 3, en la que dichos medios de abertura comprenden cuatro hendiduras de dimensiones predeterminadas que se extienden hacia el exterior desde una zona central, cada una de las cuales contiene una antedicha regleta y cada hendidura está en comunicación con un respectivo agujero de acceso a través del mencionado pasillo asociado.

5. Un filtro de guiaondas de acuerdo con la reivindicación 4, donde dicha pared plana es de forma substancialmente circular.

6. Un filtro de guiaondas de acuerdo con las reivindicaciones 3, 4 y 5, en el que la cabeza del tornillo incluye una ranura de bayoneta para cooperar con una herramienta que tiene su extremo en forma de T.